CN202952661U - 墨盒芯片及墨盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种墨盒芯片及墨盒，该墨盒芯片包括基板，基板上设有电子模块，电子模块具有数据处理单元及压电信号产生电路，基板上还设有与数据处理单元电连接的电源端子及接地端子，且基板上还设有与压电信号产生电路电连接的两个检测端子，其中，电源端子及接地端子与压电信号产生电路电连接并向压电信号产生电路供电。该墨盒包括壳体，壳体围成容纳墨水的腔体，腔体的下端设有出墨口，且壳体的外壁上设有上述的墨盒芯片。本实用新型能降低压电信号产生电路的生产成本，从而降低墨盒的生产成本，其避免墨盒芯片的器件受到高压信号的冲击，墨盒芯片工作更加稳定。

Description

墨盒芯片及墨盒

技术领域

本实用新型涉及打印耗材领域，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。

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。

为了准确地检测墨盒内剩余墨水量，现有的墨盒15腔体内安装有压电传感器，如压电晶体，压电传感器的两端分别与芯片18上的两个电触点连接，与压电传感器连接的两个电触点为检测触点。喷墨打印机执行打印操作时，向检测触点加载40伏左右的交流电压。压电传感器在交流信号下产生振荡信号，且压电晶体空气中的振荡频率与其在液体中的振荡频率不相同。喷墨打印机通过判断压电传感器返回的振荡信号的频率判断墨盒15腔体内墨水余量是否充足。

然而，由于压电传感器的生产成本较高，导致墨盒的生产成本较高，因此现有的部分墨盒15的电子模块内设置压电信号产生电路，用于产生与压电传感器振荡频率大致相同的振荡信号，以满足打印工作需要。

参见图3，现有的一种墨盒的电子模块内设有数据处理单元21以及压电信号产生电路22，数据处理单元21内设有存储器等，并且与片选端子CS、时钟信号端子CLK、数据信号端子DATA、电源端子VCC、接地端子GND连接。电源端子VCC接收喷墨打印机输出的低压直流电信号，通常为5伏左右的低压直流信号。压电信号产生电路22与两个检测端子A1、A2电连接，接收喷墨打印机输出的高压低频方波信号。

如公告号为CN201881648U的中国实用新型专利就公开了一种名为“用于喷墨打印机的墨盒”的发明创造，该墨盒的芯片设置有压电信号产生电路，该压电信号产生电路设有低压线性稳压器、基准电压产生器、可编程振荡器、正弦波发生器以及低频隔离电路。

该墨盒的低压线性稳压器通过两个检测触点接收喷墨打印机输出的高压低频方波信号，并将高压低频方波信号转换成低压直流信号，且设置有电压比较器。基准电压产生器用于产生基准电压，向低压线性稳压器的电压比较器输出基准电压信号。可编程振荡器用于产生时钟信号，并向正弦波发生器输出时钟信号，正弦波发生器根据该时钟信号产生频率与时钟信号一致的正弦波信号，低频隔离电路则对低频信号进行隔离，将高频信号输出到高压低频方波信号上。

但是，由于低压线性稳压器需要接收40伏的高压低频方波信号，因此低压线性稳压器需要使用较高的工艺制造，且所选用的器件必须能够承受较高的电压，导致压电信号产生电路制造成本较高。并且，一旦低压线性稳压器的器件被高压信号所击穿，容易导致整个压电信号产生电路的损坏，影响墨盒芯片及墨盒的工作稳定性，进而影响喷墨打印机的工作。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种生产成本较低且压电信号产生电路不易被高压信号击穿的墨盒芯片。

本实用新型的另一目的是提供一种工作稳定且生产成本较低的墨盒。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的墨盒芯片包括基板，基板上设有电子模块，电子模块具有数据处理单元及压电信号产生电路，基板上还设有与数据处理单元电连接的电源端子及接地端子，且基板上还设有与压电信号产生电路电连接的两个检测端子，其中，电源端子及接地端子与压电信号产生电路电连接并向压电信号产生电路供电。

由上述方案可见，压电信号产生电路的电源由电源端子及接地端子提供，由于喷墨打印机向电源端子加载的电压为低压直流电，因此该电压能够直接提供给诸如可编程振荡器、正弦波发生器等器件直接使用，无需设置低压线性稳压器，压电信号产生电路不使用高压低频方波信号供电，避免器件受到高压信号的冲击，确保墨盒芯片及墨盒的工作稳定性。

一个优选的方案是，压电信号产生电路具有可编程振荡器、接收可编程振荡器输出的时钟信号的正弦波发生器、接收正弦波发生器输出的正弦波信号的低频隔离电路，电源端子及接地端子向可编程振荡器及正弦波发生器供电。

由此可见，电源端子及接地端子直接向可编程振荡器及正弦波发生器供电，无需对电源端子输出的电信号经过处理即可使用，压电信号产生电路的结构简单，墨盒芯片的生产成本较低。

进一步的方案是，压电信号产生电路还设有电源电路，电源电路接收电源端子及接地端子的电压信号，并向可编程振荡器及正弦波发生器输出电压。

可见，电源电路接收电源端子输出的电压信号，并可以设置诸如三极管等开关器件用于控制电源端子向可编程振荡器及正弦波发生器输出电信号的时间，避免长时间向可编程振荡器及正弦波发生器供电。

为实现上述的另一目的，本实用新型提供的墨盒包括壳体，壳体围成容纳墨水的腔体，腔体的下端设有出墨口，且壳体的外壁上设有墨盒芯片，墨盒芯片具有基板，基板上设有电子模块，电子模块具有数据处理单元及压电信号产生电路，基板上还设有与数据处理单元电连接的电源端子及接地端子，且基板上还设有与压电信号产生电路电连接的两个检测端子，其中，电源端子及接地端子与压电信号产生电路电连接并向压电信号产生电路供电。

由上述方案可见，墨盒芯片由电源端子直接向压电信号产生电路输出低压直流信号，压电信号产生电路不需要设置低压线性稳压器，电路结构简单，生产成本较低。并且，由于压电信号产生电路不使用高压低频方波信号供电，避免墨盒芯片内的器件受到高压信号的冲击，确保墨盒芯片及墨盒的工作稳定性。

附图说明

图1是现有一种喷墨打印机的结构图。

图2是现有墨盒的结构放大图。

图3是现有墨盒芯片中电子模块与电触点的电原理框图。

图4是本实用新型墨盒芯片第一实施例与喷墨打印机连接的电原理框图。

图5是本实用新型墨盒芯片第二实施例与喷墨打印机连接的电原理框图。

图6是本实用新型墨盒芯片第二实施例中电源电路的电原理图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型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。

墨盒芯片第一实施例：

本实施例的墨盒芯片具有一块基板，基板的一面设有作为通信单元的多个电触点，用于与喷墨打印机的电触点连接，基板的另一面设置有电子模块。

如图3所示，墨盒芯片31的电子模块包括数据处理单元32以及压电信号产生电路33，数据处理单元32具有存储器以及单片机或逻辑电路等器件，存储有与墨盒相关的数据，如墨盒型号、墨盒内墨水余量等数据。数据处理单元32与多个电触点电连接，包括片选端子CS、时钟信号端子CLK、数据信号端子DATA、电源端子VCC以及接地端子GND。

喷墨打印机30通过其自身的电触点与上述的端子电连接，通过电源端子VCC向数据处理单元32加载低压直流信号，如5伏的直流电压信号，并通过数据信号端子DATA向数据处理单元32发送命令，同时喷墨打印机也通过数据信号端子DATA接收数据处理单元32返回的数据。

压电信号产生电路33设有可编程振荡器34、正弦波发生器35以及低频隔离电路36，并且低频隔离电路36的两端与两个检测端子A1、A2电连接，喷墨打印机通过检测端子A1、A2向压电信号产生电路33加载高压低频方波信号，如40伏的低频方波信号，并通过检测端子A1、A2接收返回的信号，通过判断返回信号的频率来判断墨盒内是否有充足的墨水。

本实施例中，可编程振荡器34、正弦波发生器35并非接收检测端子A1、A2输出的高压低频方波信号，而是接收电源端子VCC及接地端子GND输出的低压直流信号。从图3可见，电源端子VCC通过二极管D1连接至可编程振荡器34及正弦波发生器35，可编程振荡器34及正弦波发生器35的另一端通过二极管D2连接至接地端子GND。

二极管D1作为第一单向导电器件连接在电源端子VCC与压电信号产生电路33之间，其阳极与电源端子VCC连接，阴极连接至压电信号产生电路33，以避免压电信号产生电路33的电流反向流入电源端子VCC，对数据处理单元32造成冲击。同时，二极管D2作为第二单向导电器件连接在压电信号产生电路33与接地端子GND之间，其阳极连接在压电信号产生电路33上，阴极与接地端子GND连接，也是确保电流的单向流动。

可编程振荡器34具有一个可编程的器件，如单片机或者现场可编程门电路等，并且产生时钟信号VCLK，时钟信号VCLK具有特定的振荡频率，大致与压电晶体在液体中受高压低频方波信号激励时产生的信号的频率相同。

正弦波发生器35接收可编程振荡器34输出的时钟信号VCLK，并根据时钟信号VCLK生成正弦波信号VS，正弦波信号VS的频率与时钟信号VCLK的频率一致。

低频隔离电路36具有诸如电容等能够阻隔低频信号的器件，高频信号VS能够通过低频隔离电路36，且低频隔离电路36为无源器件。低频隔离电路36的两端与检测端子A1、A2电连接，喷墨打印机30通过检测端子A1、A2向低频隔离电路36加载高压低频方波信号，低频隔离电路36将具有一定频率的正弦波信号VS叠加在端子A1、A2的高压信号上，喷墨打印机30即检测到频率较高的振荡信号。

由于压电信号产生电路33中的可编程振荡器34、正弦波发生器35均由电源端子VCC供电，因此压电信号产生电路33内无需设置将高压低频方波信号转换成低压直流信号的电路，生产成本比较低。并且，还避免压电信号产生电路33内的器件受到高压低频方波信号的冲击，确保墨盒芯片31及墨盒的工作稳定性。

墨盒芯片第二实施例：

本实施例具有基板，基板上设有电子模块以及多个电触点，如图5所示，电子模块具有数据处理单元42以及压电信号产生电路43，数据处理单元42与五个电触点电连接，分别是片选端子CS、时钟信号端子CLK、数据信号端子DATA、电源端子VCC以及接地端子GND。喷墨打印机40通过自身的电触点连接至上述五个端子。

压电信号产生电路43设有可编程振荡器44、正弦波发生器45、低频隔离电路46以及电源电路47，低频隔离电路46的两端与两个检测端子A1、A2电连接，喷墨打印机40通过两个检测端子A1、A2向低频隔离电路46加载高压低频方波信号。

与第一实施例不同的是，本实施例的压电信号产生电路43设有电源电路47，如图6所示，电源电路47设有三极管Q1，其基极b1接收检测端子A1、A2电阻分压电路输出的电信号，即基极b1连接在电阻R1与电阻R2之间，电阻R1的一端与检测端子A1电连接，电阻R2的一端与检测端子A2电连接。

三极管Q1的集电极c1通过电阻R3接收电容C1输出的低压直流电源，电源端子VCC通过二极管D3向电容C1充电。三极管Q1的发射极e1向电容C2充电得到电源VDD，VDD向可编程振荡器44及正弦波发生器45输出直流电压VDD。

喷墨打印机40向压电信号产生电路43加载高压低频方波信号时，检测端子A1、A2之间存在电压差，三极管Q1的基极b1为高电平，三极管Q1导通，电容C1上的直流电源通过电阻R3、三极管Q1、电容 C2向可编程振荡器44及正弦波发生器45输出直流电压VDD。喷墨打印机40停止向压电信号产生电路43加载高压低频方波信号时，三极管Q1截止，此时电容C2上的电源可维持可编程振荡器44及正弦波发生器45工作一段时间，且电源端子VCC输出的直流电源对电容C1充电。电容C1的作用可以确保当某时间段喷墨打印机不提供电源VCC，而此喷墨时打印机又访问压电信号产生电路43时，电容C1能够提供电源给电容C2 产生直流电压VDD供压电信号产生电路43工作。

当然，电源端子VCC与电源电路47之间连接有二极管D3作为第一单向导通器件，避免电源端子VCC断电时，电容C1的电源流失。电源电路47与接地端子GND之间连接有二极管D4作为第二单向导通器件，避免电流反向流动而影响数据处理单元42的工作。

可编程振荡器44、正弦波发生器45以及低频隔离电路46与第一实施例的可编程振荡器34、正弦波发生器35以及低频隔离电路36结构相同，且工作原理相同，不再赘述。

电源电路47在检测端子A1、A2接收到喷墨打印机40输出的低频方波信号才向可编程振荡器44、正弦波发生器45输出直流电，避免长时间使用电源端子VCC提供的直流电源，减少电能的浪费。同时，本实施例也能降低墨盒及墨盒芯片41的生产成本，避免压电信号产生电路43内的器件受到喷墨打印机40输出的高压低频方波信号的冲击，保证墨盒芯片41及墨盒的工作稳定性。

墨盒实施例：

本实施例具有一个壳体，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任一实施例的墨盒芯片。

当然，上述实施例仅是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还可以有更多的变化，例如，可以使用三极管或场效应管等具有单向导通功能的器件替代二极管作为单向导通器件；或者，使用场效应管等开关器件替代电源电路中的三极管等，这样的改变同样可以实现本实用新型的目的。

最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，如电源电路具体电路结构的改变、低频隔离电路的电路结构的改变等变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.墨盒芯片，包括

基板，所述基板上设有电子模块，所述电子模块具有数据处理单元及压电信号产生电路，所述基板上还设有与所述数据处理单元电连接的电源端子及接地端子，且所述基板上还设有与所述压电信号产生电路电连接的两个检测端子；

其特征在于：

所述电源端子及所述接地端子与所述压电信号产生电路电连接并向所述压电信号产生电路供电。

2.根据权利要求1所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述压电信号产生电路具有可编程振荡器、接收所述可编程振荡器输出的时钟信号的正弦波发生器、接收所述正弦波发生器输出的正弦波信号的低频隔离电路，所述电源端子及所述接地端子向所述可编程振荡器及所述正弦波发生器供电。

3.根据权利要求2所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述压电信号产生电路还设有电源电路，所述电源电路接收所述电源端子的电压信号，并向所述可编程振荡器及所述正弦波发生器输出电压。

4.根据权利要求1至3任一项所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述电源端子与所述压电信号产生电路之间连接有第一单向导通器件，所述接地端子与所述压电信号产生电路之间连接有第二单向导通器件。

5.根据权利要求4所述的墨盒芯片，其特征在于：

所述第一单向导通器件为第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述电源端子，所述第一二极管的阴极连接至所述压电信号产生电路；

所述第二单向导通器件为第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述压电信号产生电路，所述第二二极管的阴极连接至所述接地端子。

6.墨盒，包括

壳体，所述壳体围成容纳墨水的腔体，所述腔体的下端设有出墨口，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，所述基板上设有电子模块，所述电子模块具有数据处理单元及压电信号产生电路，所述基板上还设有与所述数据处理单元电连接的电源端子及接地端子，且所述基板上还设有与所述压电信号产生电路电连接的两个检测端子；

其特征在于：

所述电源端子及所述接地端子与所述压电信号产生电路电连接并向所述压电信号产生电路供电。

7.根据权利要求6所述的墨盒，其特征在于：

所述压电信号产生电路具有可编程振荡器、接收所述可编程振荡器输出的时钟信号的正弦波发生器、接收所述正弦波发生器输出的正弦波信号的低频隔离电路，所述电源端子及所述接地端子向所述可编程振荡器及所述正弦波发生器供电。

8.根据权利要求7所述的墨盒，其特征在于：

所述压电信号产生电路还设有电源电路，所述电源电路接收所述电源端子的电压信号，并向所述可编程振荡器及所述正弦波发生器输出电压。

9.根据权利要求6至8任一项所述的墨盒，其特征在于：

所述电源端子与所述压电信号产生电路之间连接有第一单向导通器件，所述接地端子与所述压电信号产生电路之间连接有第二单向导通器件。

10.根据权利要求9所述的墨盒，其特征在于：

所述第一单向导通器件为第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述电源端子，所述第一二极管的阴极连接至所述压电信号产生电路；

所述第二单向导通器件为第二二极管，所述第二二极管的阳极连接至所述压电信号产生电路，所述第二二极管的阴极连接至所述接地端子。

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