CN1502471A - 利用温度感测元件辨识墨盒种类的喷墨输出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种喷墨输出装置，其在不同种类的墨盒上装设不同的温度感测元件，并利用侦测电路依照该温度感测元件感测到的打印头的工作温度产生感测信号，并使控制电路在依据该感测信号判断该打印头的工作温度的同时，也可通过利用不同的温度感测元件使其感测信号落于不同的信号范围内而达到辨识不同种类的墨盒的目的。
Description
技术领域
本发明提供一种喷墨输出装置，尤其是一种利用温度感测元件来辨识墨盒种类的喷墨输出装置。
背景技术
由于近年来电脑市场的蓬勃发展，电脑外设产品的需求随之与日俱增，也导致其种类的多样化及质量的提升，在众多现代电脑外设产品中，喷墨打印机一直是输出设备的一大主流。自从彩色输出打印渐渐蔚为风尚，为了提高输出打印质量，包括有两个个以上墨盒(Cartridge)的喷墨输出装置(除了喷墨打印机之外如传真机、多功能处理器等均于此类装置的范畴内)已成为业界标准，以支援黑色及各种不同多色打印方式相互组合的可能性。
由于多个墨盒必须同时安装于同一台喷墨输出装置上，而且不同的墨盒也被设计来配合不同配色原理的喷墨输出需求，于是目前喷墨输出装置制造厂商的考虑重点之一是在进行打印之前，墨盒是否已正确地安装于适当的位置，同时该喷墨输出装置是否能正确地辨识出墨盒的种类以配合适用于该配色原理的软件。就目前的现有技术而言，为达到此辨识墨盒是否正确安装及其种类的目的，多数情况下针对墨盒的机构外型的不同种类做出不同的设计，并利用不同的墨盒承载器(Carrier)对应不同的墨盒机构外型以达辨识目的；另外也有利用在墨盒上装设电阻值不同的辨识电阻(Identification Resistor)、再经由适当的电路设计来辨识出不同的墨盒。
然而前述的现有技术均存在增加制造成本的因素，其中利用不同墨盒的机构外型以达辨识目的的技术，由于制造厂商必须依照不同种类的墨盒机构维持多条生产线，将导致成本无法下降；又如使用识别电阻以达辨识目的的技术，由于在目前喷墨输出装置的设计上，为了提升打印质量及延长墨盒的使用寿命，部分机种会采用在打印头(Printer Head)上加上热敏电阻(Thermistor)或温度感测元件(Thermal Sensing Element)(如热二极管、热电偶，或者电阻温度计等)用来依据打印头的工作温度产生感测信号，而其控制电路则可依该感测信号调节墨水加热时间等参数，防止温度过热或不足，以获得较佳打印质量。如此，识别电阻及热敏电阻的重复使用，便造成了成本上的浪费。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种利用不同的温度感测元件辨识不同种类的墨盒的喷墨输出装置，以解决上述已知墨盒辨识技术造成制造成本高昂或成本浪费的问题。
本发明的权利要求书公开一种喷墨输出装置，其包括墨盒、侦测电路以及控制电路。其中墨盒包括有用来储存墨水的墨水槽以及设于墨水槽底侧的打印头，打印头包括有其上设有多个孔洞的喷孔片和积体电路板。积体电路板上设置多个对应于多个孔洞的加热元件，以及用来感测打印头的温度的温度感测元件；侦测电路电连接于温度感测元件，用来依据该温度感测元件侦测到的打印头的温度产生感测信号；而控制电路电连接于侦测电路，用来依据感测信号辨识墨盒的种类。
本发明在不同种类的墨盒上装设不同的温度感测元件，使该喷墨输出装置在依据该感测信号判断该打印头的工作温度的同时，也可由于不同的温度感测元件导致其感测信号落于不同的信号范围内，从而达到辨识不同种类的墨盒的目的。
附图说明
图1为本发明喷墨输出装置的系统方块图；
图2为图1中墨盒的示意图；
图3为图2中墨盒的局部详细示图；
图4为根据本发明的喷墨输出装置的一个实施例的系统方块图；
图5为图1中感测信号对温度变化的示意图；
图6为图4感测电压对温度变化的示意图；
图7为本发明的辨识墨盒的种类的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
10、30喷墨输出装置 12、32墨盒
12a墨水槽 14、34侦测电路
16、36控制电路 18、38感测信号
20、40打印头 22温度感测元件
24喷孔 26加热元件
42热敏电阻 44、54接触点
50分压电路 52分压电阻
58电压源 60模拟/数字转换器
具体实施方式
请参照图1，图1显示本发明所公开的一种喷墨输出装置10的系统方块图。喷墨输出装置10中的许多其他特征与现有技术相同并为该领域内技术人员所广泛悉知，故无需详细描述。但是，本发明提供了一种墨盒辨识方法，其在墨盒(Ink Cartridge)12上所装设的温度感测元件(Thermal SensingElement)22使喷墨输出装置10在依据感测信号18判断墨盒12上打印头(Printer Head)20的工作温度的同时，还可以用不同的温度感测元件22导致其感测信号18落于不同的信号范围内，达到辨识不同种类的墨盒12的目的。喷墨输出装置10的详细组成及动作原理将详述如下。
如图1所示，喷墨输出装置10包括墨盒12，墨盒12与本发明相关的部分详细构造如图2及图3所示，在图2中，墨盒12包括用来储存墨水的墨水槽12a以及设于墨水槽12a底侧的打印头20。在图3中，打印头20包括多个喷孔(Nuzzles)24以及对应于多个喷孔24的多个用来加热墨水的加热元件(Heating Element)26以及用来感测打印头20的温度的温度感测元件22。喷墨输出装置10还包括电连接于温度感测元件22的侦测电路(DetectingCircuit)14，其用来依据温度感测元件22侦测到的打印头20的温度产生感测信号18；以及电连接于侦测电路14的控制电路(Controller)16，其用来依据感测信号1 8辨识墨盒12的种类。在实际应用中，本发明中所公开的喷墨输出装置10通常为喷墨打印机，然而其他诸如传真机或多功能处理器(Multi-Function Processor，MFP)等也属于本发明涵盖的范围。而本发明中的温度感测元件22可为用来感测打印头20工作温度的热敏电阻，但是凡是如热二极管(Thermal Diode)、热电偶(Thermal Couple)以及电阻温度计(Resistance Temperature Detector，RTD)等物理特性随温度变化而变化的装置，均属于本发明涵盖的范围。此外，本发明中的侦测电路14通常包括电连接于温度感测元件22的信号感应电路(Signal Sensing Circuit)，其用来产生感测信号18；还包括电连接于该信号感应电路的信号转换电路(SignalConverter)，其用来将该信号感应电路所产生的感测信号18转换成其他类型(例如模拟/数字转换器(A/D converter)，用来将该信号感应电路所产生的感测信号转换成数字类型)。但其他一切可达相同功能的各种设计，也属于本发明涵盖的范围。请参照图4，在图4中列举出如图1所示本发明的喷墨输出装置10的一个实施例，其组成详述如下。
如图4所示，其为本发明所公开技术的一个实施例，为一种喷墨输出装置30，其包括墨盒32，该墨盒的基本构造与图2及图3所示墨盒12的构造雷同，故不详述。墨盒32上装设有打印头40，而在打印头40上设有经由打印头接触点44电连接于侦测电路34的热敏电阻42，其用来感测图3中打印头40处的温度。喷墨输出装置30的侦测电路34包括用作信号感应电路的分压电路50，其经由侦测接触点54电连接于热敏电阻42，该分压电路50包括电压源58及分压电阻52，用来产生分压电压，若热敏电阻42为Rt，分压电阻52为R，电压源58为V，而该分压电压为Vt，则其关系式为：Vt＝[Rt/(R+Rt)]V。侦测电路34还包括电连接于分压电路50的模拟/数字转换器60，用来将该分压电压转换成相对应数字类型的感测信号38。喷墨输出装置30还包括电连接于侦测电路34的控制电路(Controller)36，其用来依据感测信号38辨识墨盒32的种类。
关于喷墨输出装置10辨识不同种类墨盒的动作原理，请参照图1及图5。在图1中，温度感测元件22在感测到打印头20的工作温度后产生相对应的物理特性量，而该物理特性量经由侦测电路14产生相对应的感测信号18。在图5中将打印头20的工作温度变化表示为温度轴T上的两个温度值T1及T2，也即其温度变化量介于T1及T2之间，而温度感测元件22对应于打印头20的工作温度变化的物理特性变化关系则表示为温度感测元件曲线Etsa，则其相对应于温度值T1、T2的两个感测信号值分别为Sa1、Sa2。于是控制电路16即可通过判断介于Sa1及Sa2之间的感测信号值来决定打印头20的工作温度值，也依据该温度值给予喷墨输出装置10适当的命令来进行调节墨水加热时间等参数。若在另一不同的墨盒12上装设其他对应于温度变化的物理特性变化不同的温度感测元件22，则其经由侦测电路14产生的相对应感测信号18对温度的关系于图5中可表示为另一温度感测元件曲线Etsb，而曲线Etsb对应于该两个温度值T1、T2的两个感测信号值分别为Sb1、Sb2。请注意，为了利用由于不同的温度感测元件22导致其感测信号1落于不同的信号范围内，而达到辨识不同种类的墨盒12的目的，必须确保图5中的感测信号值Sb1大于Sa2，也即确保图5中的温度感测元件曲线Etsa对应于由该两个温度值T1、T2所定义的温度范围的感测信号范围(介于Sa1及Sa2)，与温度感测元件曲线Etsb对应于同样温度范围的感测信号范围(介于Sb1及Sb2)不会有重覆的区间。如此一来，当侦测电路14产生感测信号18时，控制电路16即可通过判断感测信号18落于感测信号轴S上的其中一个感测信号范围，来决定感测信号18是由对应于该感测信号范围的温度感测元件曲线的温度感测元件22经由侦测电路14所产生的，也就是说，控制电路16可通过上述辨识温度感测元件22的方法辨识其相对应的墨盒12。若应用同样的工作原理，而将位于感测信号轴S上的相对应于不同温度感测元件曲线的感测信号范围作更细密的分割，并同样确保任两个感测信号范围均无重覆的区间，则可以辨识更多种类的墨盒。请参照图4及图6，其中列举了如上所述本发明的喷墨输出装置30辨识不同种类墨盒的工作原理的一个实施例，详述如下。
请参照图4及图6。在图4中，热敏电阻42在感测到打印头40的工作温度后产生相对应的电阻值，而该电阻值经由侦测电路34中的分压电路50产生相对应的分压电压，再经由模拟/数字转换器60产生相对应数字类型的感测信号38。在图6中将打印头40的工作温度变化表示为温度轴T上的两个温度值T1及T2，也即其温度变化量介于T1及T2之间，而热敏电阻42对应于打印头40的工作温度变化的电阻值变化关系则表示为热敏电阻曲线Rta，则其相对应于温度值T1、T2的两个感测信号值分别为Vta1、Vta2。于是控制电路16即可通过判断介于Vta1及Vta2之间的感测信号值决定打印头40的工作温度值，并依据该温度值给予喷墨输出装置30适当的命令来调节墨水加热时间等参数。若在另一个不同的墨盒32上装设其他对应于温度变化的电阻值变化不同的热敏电阻42，则其经由侦测电路34产生的相对应感测信号38对温度的关系在图6中可表示为另一热敏电阻曲线Rtb，而该曲线Rtb对应于两个温度值T1、T2的两个感测信号值分别为Vtb1、Vtb2。请注意，为了利用由于不同的温度感测元件42导致其感测信号38落于不同的信号范围内、而达到辨识不同种类的墨盒32的目的，必须确保图6中的感测信号值Vtb1大于Vta2，也即确保图5中的热敏电阻曲线Rta对应于由两个温度值T1、T2所定义的温度范围的感测信号范围(介于Vta1及Vta2)，与温度感测元件曲线Rtb对应于同样温度范围的感测信号范围(介于Vtb1及Vtb2)不会有重覆的区间。如此一来，当侦测电路34产生感测信号38时，控制电路36即可通过判断感测信号38落于感测信号轴Vt上的其中一个感测信号范围，来决定感测信号18是由对应于该感测信号范围的热敏电阻曲线的热敏电阻42经由侦测电路34所产生的，也就是说，控制电路36可通过上述辨识该温度感测元件42的方法辨识其相对应的墨盒32。
另外，还可将温度感测元件22设置于墨盒12之上，而位于打印头20之外，也可达到相同感测打印头20温度的效果。
请参阅图7，图7为本发明的辨识墨盒的种类的方法的流程图。如图1中的喷墨输出装置10，其中所包括的各个元件如前所述，则该方法包括有下列步骤：
步骤70：利用温度感测元件22感测打印头20的温度；
步骤72：利用侦测电路14依据温度感测元件22侦测到打印头20的温度产生感测信号18；
步骤74：利用控制电路16依据感测信号18来辨识墨盒12的种类。
其中各步骤的详细操作原理是与前段所述本发明的喷墨输出装置10辨识墨盒12的种类的操作原理相同，故不再重覆赘述。
与现有喷墨输出装置技术中如利用不同墨盒的机构外型或者利用识别电阻来达到辨识不同种类的墨盒的目的的方法以装置相比，本发明的喷墨输出装置具备利用已有的侦测打印头工作温度的温度感测元件，来达到辨识墨盒种类的目的，具有降低制造成本的优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的同等变形与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (19)
1.一种喷墨输出装置，包括：
至少一个墨盒(Ink Jet Cartridge)，其包括墨水槽，打印头(Print Head)及温度感测元件(Thermal Sensing Element)，其中，该墨水槽是用来储存墨水的，而该打印头设于该墨水槽的底侧且包括有多个喷孔(Nozzles)及对应于该多个喷孔的多个加热元件(Heating Element)，且该温度感测元件是用来感测该打印头的温度的；
侦测电路(Detecting Circuit)，其电连接于该温度感测元件，用来依据该温度感测元件侦测到该打印头的温度产生感测信号；以及
控制电路(Controller)，其电连接于该侦测电路，依据该感测信号来辨识该墨盒的种类。
2.如权利要求1所述的喷墨输出装置，其中，该侦测电路包括信号感应电路(Signal Sensing Circuit)，其电连接于该温度感测元件，用来产生感测信号。
3.如权利要求2所述的喷墨输出装置，其中，该信号感应电路是分压电路。
4.如权利要求2所述的喷墨输出装置，其中，该侦测电路还包括信号转换电路(Signal Converter)，其电连接于该信号感应电路，用来将该信号感应电路所产生的感测信号转换成其他类型。
5.如权利要求4所述的喷墨输出装置，其中，该信号转换电路是模拟/数字转换器(A/D converter)，用来将该信号感应电路所产生的感测信号转换成数字类型。
6.如权利要求1所述的喷墨输出装置，其中，该温度感测元件为热敏电阻(Thermistor)，其电阻值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
7.如权利要求1所述的喷墨输出装置，其中，该温度感测元件为热二极管(Thermal Diode)，其输出电流值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
8.如权利要求1所述的喷墨输出装置，其中，该温度感测元件为热电偶(Thermal Couple)，其环路电压值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
9.如权利要求1所述的喷墨输出装置，其中，该温度感测元件为电阻温度计(Resistance Temperature Detector，RTD)，其电压值或电流值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
10.一种辨识墨盒的种类的方法，其中，至少一个墨盒设置于该喷墨输出装置中，该墨盒包括墨水槽及打印头，其中，该墨水槽用来储存墨水，而该打印头设于该墨水槽的底侧，该打印头包括多个喷孔以及对应于该多个喷孔的多个加热元件，该方法包括下列步骤：
在该不同的墨盒上设置不同的温度感测元件；
该温度感测元件感测该墨盒内打印头的温度；
依据该温度感测元件侦测到的温度产生感测信号；以及
依据该感测信号来辨识该墨盒的种类。
11.如权利要求10所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该喷墨输出装置还包括侦测电路，其电连接于该温度感测元件，用来产生该感测信号。
12.如权利要求11所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该侦测电路还包括信号感应电路，其电连接于该温度感测元件，用来产生该感测信号。
13.如权利要求12所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该信号感应电路是分压电路。
14.如权利要求12所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该侦测电路还包括信号转换电路，其电连接于该信号感应电路，用来将该信号感应电路所产生的感测信号转换成其他类型。
15.如权利要求14所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该信号转换电路是模拟/数字转换器，其用来将该信号感应电路所产生的感测信号转换成数字类型。
16.如权利要求10所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该温度感测元件为热敏电阻，其电阻值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
17.如权利要求10所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该温度感测元件为热二极管，其输出电流值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
18.如权利要求10所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该温度感测元件为热电偶，其环路电压值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
19.如权利要求10所述的辨识墨盒的种类的方法，其中，该温度感测元件为电阻温度计，其电压值或电流值会随着该多个加热元件的温度变化而变化。
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|---|---|---|---|---|
| CN100373163C (zh) * | 2004-08-11 | 2008-03-05 | 明基电通股份有限公司 | 墨水匣检测系统及其方法 |
| CN111830334A (zh) * | 2019-04-19 | 2020-10-27 | 台湾优灯股份有限公司 | 辨识信号生成装置及可生成辨识信号的可替换式电子装置 |
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2003
- 2003-01-22 CN CN 03102913 patent/CN1231355C/zh not_active Expired - Fee Related
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