TWI243757B - Ink jet printing apparatus with ink level detection - Google Patents

Description

1243757 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種喷墨列印設備，特別是一種可偵 測低容量墨位之喷墨列印設備。 【先前技術】 傳統的列印設備，如喷墨列印設備，其喷墨列印頭 藉由從裝填有墨水的墨水匣喷出墨水而將影像印出至列 印媒介上。該列印頭包括複數個喷嘴以將墨水喷出至列 印媒介上。每個喷嘴具有至少一個相應的加熱元件以加 || 熱供應至喷嘴的墨水，以製造墨滴並將墨水自喷嘴中喷 出。當墨水匣中的墨水被耗盡時，影像列印將無法繼 續。因此有必要在墨水完全耗盡前，以具有墨水的新墨 水匣替換舊的墨水匣，才能持續對喷墨列印頭供應墨 水。然而，有時候列印設備的使用者要等到列印品質降 低時才會發現墨水已達低位準。使用者無法得知墨水匣 中的墨水何時會耗盡。 【發明内容】 因此本發明之主要目的在提供一種喷墨列印設備其 . 可判別墨水位準是否低於一預設之位準以解決上述的問 題。

第7頁 1243757 五、發明說明（2) 本發明之 含一列印頭以 個第一加熱元 水中產生墨滴 元件，用來加 電阻值小於任 的較低電阻值 一預設位準時 路係電連接至 態來判斷供應 準 ° 申請 及一 件， 以經 專利範 墨水容 用來加 由相應

熱供應至列 一第一加熱 使得 停止 第二 至歹U 第二加 工作並 加熱元 印頭的 圍係 量债 熱供 之喷 印頭 元件 熱元 呈開 件， 墨水 提供 測電 應至 嘴喷 的墨 之電 件在 路狀 以根 是否 一種列 路。列 列印頭 出；以 水，第 阻值， 墨水容 態。墨 據第二 低於或 印設 印頭 之墨 及一 二加 第二 量低 水容 加熱 等於 備， 包含 水而 第二 熱元 加熱 於或 量偵 元件 該預 其包 複數 在墨 加熱 件之 元件 等於 測電 之狀 設位 本發明之優點為該墨水容量偵測電路可判別該第二 加熱元件是否正常工作或是已失去作用，以4貞測墨水容 量是否低於預設位準。 【實施方式】 請參閱圖一，圖一為一電腦主機1 0與本發明列印設 備2 0之功能方塊圖。列印設備2 0包括一微處理器2 5用以 與電腦主機1 0通訊並控制列印頭驅動電路3 0。列印頭驅 動電路3 0傳送複數個列印與非列印訊號到列印頭4 0，藉 此控制列印頭4 0喷出墨水到列印媒介上。列印設備2 0還

第8頁 1243757 五、發明說明（3) 包含一墨水容量偵測電路5 0與列印頭4 0、列印頭驅動電 路3 0係電連接於微處理器2 5。下面將詳細說明各項細 節，墨水容量偵測電路5 0係由列印頭驅動電路3 0控制以 判別供應至列印頭4 0的墨水容量位準是否降至低於一預 設位準。墨水容量偵測電路5 0接著通知微處理器2 5墨水 容量的位準狀態。 請參閱圖二與圖三，圖二為本發明之墨水容量偵測 功能之功能方塊圖。圖三為複數個喷嘴4 3與一虛喷嘴 (Dummy Nozzle ) 45形成於本發明之列印頭40之示意 圖。列印頭40包含複數個第一加熱元件42對應於複數個 喷嘴4 3。每個喷嘴4 3具有至少一個相應的第一加熱元件 4 2以加熱供應至喷嘴4 3的墨水，以製造墨滴並將墨水自 喷嘴中喷出。虛喷嘴45形成於列印頭40上並非用於喷出 墨水，而對應於虛喷嘴45的第二加熱元件44係用於測試 供應至列印頭4 0的墨水容量。 列印頭驅動電路3 0包含一加熱元件驅動器3 6以接收 來自一控制邏輯區塊3 4的控制訊號，並根據控制訊號來 驅動第一加熱元件4 2與第二加熱元件4 4。列印頭驅動電 路3 0還包括一電源供應器3 2以供應電源至加熱元件驅動 器36。 第一加熱元件42與第二加熱元件44皆可利用電阻器

第9頁 1243757 五、發明說明（4) 來達成。第二加熱元件44的電阻值應低於每個第一加熱 元件4 2的電阻值。當加熱元件驅動器3 6利用驅動訊號啟 動第一加熱元件4 2與第二加熱元件4 4時，該驅動訊號包 含一電壓值V，根據歐姆定律（Ohm’ s Law )，流經任何 一個第一加熱元件42或第二加熱元件44的電流值I依據方 程式V = I X R而與其電阻值R相關。因此，由於第二加熱元 件44具有低於第一加熱元件42的電阻值，一較大電流會 流經第二加熱元件4 4。每個電阻器所消耗的功率P總量可 由方程式P = I 2 X R得出。因為流經弟二加熱元件4 4的電流 比流經每個第一加熱元件4 2的電流大，所以第二加熱元 件44將消耗較大的功率並且會變得比第一加熱元件4 2還 熱0 由於第一加熱元件42與第二加熱元件44係與供應至 列印頭4 0的墨水接觸，任何從第一加熱元件4 2與第二加 熱元件44所產生的熱都會被墨水所吸收，藉此以提高墨 水的溫度。當墨水容量位準非常高的時候，藉由第一加 熱元件42與第二加熱元件44所產生的熱只會使墨水整體 溫度小幅度上升。然而，當墨水容量位準非常低的時 候，第一加熱元件42與第二加熱元件44所產生的熱將會 使墨水整體溫度大幅度上升。除了具有較低的電阻值之 外，第二加熱元件44被設計成比每個第一加熱元件4 2對 熱具有較高敏感度。因此，當墨水容量位準到達該預設 位準或比該預設位準還低的時候，相對來說，因為墨水

第10頁 1243757 五、發明說明（5) 的量較少，所以墨水的溫度會變得非常高，這麼一來會 導致第二加熱元件4 4更容易燒毁而停止工作。由於第二 加熱元件44的電阻值較小所以溫度比第一加熱元件4 2 高，而且第二加熱元件44對熱的敏感度較高，因此使第 二加熱元件4 4會比任何第一加熱元件4 2還要先燒毁。列 印頭4 0的較佳實施例為設置於喷墨列印設備的墨水匣 上。當第二加熱元件44燒毁，即為指示墨水匣的容量位 準過低，則該墨水匣應以新墨水匣替換。雖然多晶矽 (Poly-Silicon )、氮化鈦(Titanium Nitride ，TiN) 或氮化组（Tantalum Nitride ，TaN)都可為加熱元件材 料，但第一加熱元件42與第二加熱元件44的較佳材料為 组铭合金（Tantalum-Aluminum ，TaAl )。

第11頁 1243757 五、發明說明（6) 止工作），則電流I a具有大於0的值由電流鏡5 4流經第二 加熱元件44。另一方面，當第二加熱元件44已停止工作 時，由於第二加熱元件4 4停止工作時形同開路，則電流 I a為0 。電流鏡5 4將映射電流I a值到電流I b，而狀態偵 測電路5 2會量測電流I b值。根據電流I b值，狀態偵測電 路52輸出一狀態訊號STATUS其可指示第二加熱元件4 4的 工作狀態。舉例來說，當電流I b為非零值，狀態訊號 STATUS因第二加熱元件44尚未停止工作而指示墨水容量 位準高於預設位準。反之，若電流I b值為零，則狀態訊 號STATUS因第二加熱元件44已停止工作而指示墨水容量 位準低於或等於預設位準。除了量測流經第二加熱元件 4 4的電流外，墨水容量偵測電路5 0也可以藉由量測第二 加熱元件44上的電壓以判別第二加熱元件44的工作狀 態。 請參閱圖四。圖四為本發明之偵測墨水容量位準方 法之流程圖 步驟1 0 0 : 步驟1 0 2 步驟1 0 4 步驟1 0 6 步驟1 0 8 : >以下將詳述流程圖中的步驟。 開啟列印設備2 0電源； 從電腦主機1 0輸入列印資料到列印設備2 0 ; 在列印過程中，執行喷嘴維護程序； 在育嘴維護程序時’利用墨水容董偵測電路 5 0彳貞測墨水容量； 判別供應至列印頭4 0的墨水容量位準是否低 於或等於預設位準；若是，則進行步驟

第12頁 1243757 五、發明說明（7) 110； 若否，則進行步驟1 1 4 ; 步驟1 1 0 : 由於墨水容量位準低於或等於預設位準，通 知列印設備2 0的使用者墨水容量位準為低位 準； 步驟1 1 2 : 判別使用者是否要繼續列印程序。如此可使 使用者可替換新的墨水匣或終止此列印程 序。若使用者希望繼續列印，則進行步驟 1 1 4 ;若否，則進行步驟1 1 6 ; 步驟1 1 4 : 繼續列印程序； 步驟1 1 6 : 結束。 總而言之，本發明之列印設備2 0之第二加熱元件4 4 可在供應至列印頭4 0的墨水容量位準低於或等於預設位 準時因燒毀而停止工作。若正在列印時墨水容量位準降 至預設位準以下，列印設備2 0將通知使用者應更換墨水 匣。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申 請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利 之涵蓋範圍。

第13頁 1243757 圖式簡單說明 圖式之簡單說明 圖一為電腦主機與本發明列印設備通訊之功能方塊圖。 圖二為本發明之墨水容量偵測功能之功能方塊圖。 圖 二 為 列 印 頭 上 複 數 個 喷 嘴與 虛1 賁 嘴， 之： 意 圖 圖 四 為 本 發 明 之 偵 測 墨 水 容量 位. 準 方: 法- 流: 程I 圖 式 之 符 號 說 明 10 電 腦 主 機 20 列 印 設 備 25 微 處 理 器 30 列 印 頭 驅 動 電 路 32 電 源 供 應 器 34 控 制 邏 輯 區 塊 35 維 護 電 路 36 加 熱 元 件 驅 動 器 40 列 印 頭 42 第 一 加 熱 元 件 43 喷 嘴 45 虛 喷 嘴 50 墨 水 容 量 偵 測 電 路 52 狀 態 偵 測 電 路 54 電 流 鏡 la、 lb 電流 V 電 壓 STATUS 狀 態 訊 ‘號

Claims (1)

1243757 六、申請專利範圍 1 . 一種列印設備，其包含： 一列印頭，其包含： 複數個第一加熱元件，用來加熱供應至該列 印頭之墨水而在墨水中產生墨滴以經由相 應之喷嘴喷出；以及 一第二加熱元件，用來加熱供應至該列印頭 的墨水，該第二加熱元件之電阻值小於任 一第一加熱元件之電阻值，該第二加熱元 件的較低電阻值使得該第二加熱元件在墨 水容量低於或等於一預設位準時會被燒毁 而呈開路狀態；以及 一墨水容量摘測電路，電連接至該第二加熱元件 以根據該第二加熱元件之狀態來判斷供應至 該列印頭的墨水是否低於或等於該預設位 準。 2 . 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其中該第二 加熱元件對應於設置在該列印頭上之一虛喷嘴。 3. 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其中該墨水 容量偵測電路包含一電流量測電路用以測量流經該第 二加熱元件的電流來判斷該第二加熱元件的狀態。 4. 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其中該墨水

第15頁 1243757 六、申請專利範圍 容量偵測電路包含一電壓量測電路用以測量該第二加 熱元件上的電壓來判斷該第二加熱元件的狀態。 5. 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其另包含一 切換開關，該切換開關係電連接在該第二加熱元件與 該墨水容量偵測電路之間，該切換開關被該列印設備 之一控制電路所控制以選擇性啟動該墨水容量偵測電 路。 6 . 如申請專利範圍第5項所述之列印設備，其中該列印 設備之控制電路包含一維護電路用以在該列印頭的喷 嘴維護期間中控制該切換開關來啟動該墨水容量偵測 電路。 7. 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其中該第一 加熱元件與該第二加熱元件係由钽鋁合金所組成。 8. 如申請專利範圍第1項所述之列印設備，其中該第一 加熱元件與第二加熱元件係由多晶矽、氮化鈦或氮化 钽所組成。 9. 一種用於加熱一列印設備中之列印頭之方法，該列印 設備包含一列印頭，該列印頭具有複數個第一加熱元 件用以加熱供應至該列印頭的墨水，以使墨水產生墨

第16頁 1243757 六、申請專利範圍 滴，並經由相應之喷嘴喷出；該方法包含： 以一第二加熱元件加熱供應至該列印頭的墨水，該第 二加熱元件的電阻值小於任一第一加熱元件的電阻 值，該第二加熱元件的較低電阻值使該第二加熱元 件在墨水容量低於或等於一預設位準時被先燒毀並 呈開路狀態；以及 偵測該第二加熱元件的狀態以判斷供應至該列印頭之 墨水容量是否低於或等於該預設位準。 10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該第二加熱 元件對應於設置在該列印頭上之一虛喷嘴。 || 11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中偵測該第二 加熱元件的狀態包含測量流經該第二加熱元件的電 流來判斷該第二加熱元件的狀態。 12. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中偵測該第二 加熱元件的狀態包含測量該第二加熱元件上的電壓 來判斷該第二加熱元件的狀態。 13. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其另包含控制一 切換開關以在一預設時間偵測該第二加熱元件的狀 . 態。

第17頁 1243757 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1 3項所述之方法，其另包含控制 該切換開關以在該列印頭的喷嘴維護期間中偵測該 第二加熱元件的狀態。 15. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該第一加熱 元件與該第二加熱元件係由鈕鋁合金所組成。 16. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該第一加熱 元件與該第二加熱元件係由多晶矽、氮化鈦或氮化 組所組成。

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