專利名稱：具有液位檢測的噴墨打印設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種噴墨打印設(shè)備，特別是一種可檢測低墨水量液位的噴墨打印設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的打印設(shè)備，如噴墨打印設(shè)備，其噴墨打印頭通過從裝填有墨水的墨水匣引出墨水而將圖像印出至打印介質(zhì)上。該打印頭包括多個噴嘴以將墨水噴出至打印介質(zhì)上。每個噴嘴具有至少一個相應(yīng)的加熱元件以加熱提供到噴嘴的墨水，以形成墨滴并將墨水自噴嘴中噴出。當墨水匣中的墨水被耗盡時，圖像打印將無法繼續(xù)。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(xù)對噴墨打印頭提供墨水。然而，有時候打印設(shè)備的使用者要等到打印品質(zhì)降低時才會發(fā)現(xiàn)墨水已達低液位。使用者無法得知墨水匣中的墨水何時會耗盡。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的在提供一種噴墨打印設(shè)備其可判別墨水液位是否低于一預設(shè)的液位以解決上述的問題。
本發(fā)明的權(quán)利要求提供一種打印設(shè)備，其包含一打印頭以及一墨水量檢測電路。打印頭包含多個第一加熱元件，用來加熱提供到打印頭的墨水而在墨水中產(chǎn)生墨滴以經(jīng)由相應(yīng)的噴嘴噴出；以及一第二加熱元件，用來加熱提供到打印頭的墨水，第二加熱元件的電阻值小于任一第一加熱元件的電阻值，第二加熱元件的較低電阻值使得第二加熱元件在墨水量低于或等于一預設(shè)液位時停止工作并呈開路狀態(tài)。墨水量檢測電路電連接到第二加熱元件，以根據(jù)第二加熱元件的狀態(tài)來判斷提供到打印頭的墨水是否低于或等于該預設(shè)液位。
本發(fā)明的優(yōu)點為該墨水量檢測電路可判別該第二加熱元件是否正常工作或已失去作用，以檢測墨水量是否低于預設(shè)液位。


圖1為計算機主機與本發(fā)明打印設(shè)備通信的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明的墨水量檢測功能的功能方塊圖。
圖3為打印頭上多個噴嘴與虛設(shè)噴嘴的示意圖。
圖4為本發(fā)明的檢測墨水量液位方法的流程圖。
附圖符號說明10計算機主機 20打印設(shè)備25微處理器 30打印頭驅(qū)動電路32電源裝置 34控制邏輯組件35維護電路 36加熱元件驅(qū)動器40打印頭 42第一加熱元件43噴嘴 45虛設(shè)噴嘴50墨水量檢測電路 52狀態(tài)檢測電路54電流鏡像電路 Ia、Ib電流V電壓STATUS狀態(tài)信號具體實施方式

請參閱圖1，圖1為一計算機主機10與本發(fā)明打印設(shè)備20的功能方塊圖。打印設(shè)備20包括一微處理器25用以與計算機主機10通信并控制打印頭驅(qū)動電路30。打印頭驅(qū)動電路30傳送多個打印與非打印信號到打印頭40，藉此控制打印頭40噴出墨水到打印介質(zhì)上。打印設(shè)備20還包含一墨水量檢測電路50與打印頭40、打印頭驅(qū)動電路30電連接到微處理器25。下面將詳細說明各項細節(jié)，墨水量檢測電路50由打印頭驅(qū)動電路30控制以判別提供到打印頭40的墨水量液位是否降至低于一預設(shè)液位。墨水量檢測電路50接著通知微處理器25墨水量的液位狀態(tài)。
請參閱圖2與圖3，圖2為本發(fā)明的墨水量檢測功能的功能方塊圖。圖3為多個噴嘴43與一虛設(shè)噴嘴(Dummy Nozzle)45形成于本發(fā)明的打印頭40的示意圖。打印頭40包含多個第一加熱元件42對應(yīng)于多個噴嘴43。每個噴嘴43具有至少一個相應(yīng)的第一加熱元件42以加熱提供到噴嘴43的墨水，以形成墨滴并將墨水自噴嘴中噴出。虛設(shè)噴嘴45形成于打印頭40上并非用于噴出墨水，而對應(yīng)于虛設(shè)噴嘴45的第二加熱元件44用于測試提供到打印頭40的墨水量。
打印頭驅(qū)動電路30包含一加熱元件驅(qū)動器36以接收來自一控制邏輯組件34的控制信號，并根據(jù)控制信號來驅(qū)動第一加熱元件42與第二加熱元件44。打印頭驅(qū)動電路30還包括一電源裝置32以提供電源至加熱元件驅(qū)動器36。
第一加熱元件42與第二加熱元件44皆可利用電阻器來實現(xiàn)。第二加熱元件44的電阻值應(yīng)低于每個第一加熱元件42的電阻值。當加熱元件驅(qū)動器36利用驅(qū)動信號啟動第一加熱元件42與第二加熱元件44時，該驅(qū)動信號包含一電壓值V，根據(jù)歐姆定律(Ohm′s Law)，流經(jīng)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(jù)方程式V＝I×R而與其電阻值R相關(guān)。因此，由于第二加熱元件44具有低于第一加熱元件42的電阻值，一較大電流會流經(jīng)第二加熱元件44。每個電阻器所消耗的功率P總量可由方程式P＝I2×R得出。因為流經(jīng)第二加熱元件44的電流比流經(jīng)每個第一加熱元件42的電流大，所以第二加熱元件44將消耗較大的功率并且會變得比第一加熱元件42還熱。
由于第一加熱元件42與第二加熱元件44與提供到打印頭40的墨水接觸，任何從第一加熱元件42與第二加熱元件44所產(chǎn)生的熱都會被墨水所吸收，藉此以提高墨水的溫度。當墨水量液位非常高的時候，通過第一加熱元件42與第二加熱元件44所產(chǎn)生的熱只會使墨水整體溫度小幅度上升。然而，當墨水量液位非常低的時候，第一加熱元件42與第二加熱元件44所產(chǎn)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(shè)計成比每個第一加熱元件42對熱具有較高敏感度。因此，當墨水量液位到達該預設(shè)液位或比該預設(shè)液位還低的時候，相對來說，因為墨水的量較少，所以墨水的溫度會變得非常高，這么一來會導致第二加熱元件44更容易燒毀而停止工作。由于第二加熱元件44的電阻值較小所以溫度比第一加熱元件42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44會比任何第一加熱元件42還要先燒毀。打印頭40的較佳實施例為設(shè)置于噴墨打印設(shè)備的墨水匣上。當?shù)诙訜嵩?4燒毀，即為指示墨水匣的容量液位過低，則該墨水匣應(yīng)以新墨水匣替換。雖然多晶硅(Poly-Silicon)、氮化鈦(Titanium Nitride，TiN)或氮化鉭(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的較佳材料為鉭鋁合金(Tantalum-Aluminum，TaAl)。
如圖2所示的墨水量檢測電路50包含一切換開關(guān)S，切換開關(guān)S電連接到一電流鏡像電路(Current Mirror)54與第二加熱元件44之間?？刂七壿嫿M件34中的維護電路35控制切換開關(guān)S的開路與閉路以啟動墨水量檢測電路50。維護電路35的較佳實施方式為在打印頭的噴嘴維護期間啟動墨水量檢測電路50以降低對打印的影響，而維護電路35亦可在其他任何時間啟動墨水量檢測電路50。
當切換開關(guān)S呈閉路時，電流鏡像電路54將與第二加熱元件44電性連接。當?shù)诙訜嵩?4仍正常工作時(尚未停止工作)，則電流Ia具有大于0的值由電流鏡像電路54流經(jīng)第二加熱元件44。另一方面，當?shù)诙訜嵩?4已停止工作時，由于第二加熱元件44停止工作時形同開路，則電流Ia為0。電流鏡像電路54將映射電流Ia值到電流Ib，而狀態(tài)檢測電路52會量測電流Ib值。根據(jù)電流Ib值，狀態(tài)檢測電路52輸出一狀態(tài)信號STATUS其可指示第二加熱元件44的工作狀態(tài)。舉例來說，當電流Ib為非零值，狀態(tài)信號STATUS因第二加熱元件44尚未停止工作而指示墨水量液位高于預設(shè)液位。反之，若電流Ib值為零，則狀態(tài)信號STATUS因第二加熱元件44已停止工作而指示墨水量液位低于或等于預設(shè)液位。除了量測流經(jīng)第二加熱元件44的電流外，墨水量檢測電路50也可以通過量測第二加熱元件44上的電壓以判別第二加熱元件44的工作狀態(tài)。
請參閱圖4。圖4為本發(fā)明的檢測墨水量液位方法的流程圖。以下將詳述流程圖中的步驟。
步驟100開啟打印設(shè)備20電源；步驟102從計算機主機10輸入打印資料到打印設(shè)備20；步驟104在打印過程中，執(zhí)行噴嘴維護程序；步驟106在噴嘴維護程序時，利用墨水量檢測電路50檢測墨水量；步驟108判別提供到打印頭40的墨水量液位是否低于或等于預設(shè)液位；若是，則進行步驟110；若否，則進行步驟114；步驟110由于墨水量液位低于或等于預設(shè)液位，通知打印設(shè)備20的使用者墨水量液位為低液位；步驟112判別使用者是否要繼續(xù)打印程序。如此可使使用者可替換新的墨水匣或終止此打印程序。若使用者希望繼續(xù)打印。則進行步驟114；若否，則進行步驟116；步驟114繼續(xù)打印程序；步驟116結(jié)束。
總而言之，本發(fā)明的打印設(shè)備20的第二加熱元件44可在提供到打印頭40的墨水量液位低于或等于預設(shè)液位時因燒毀而停止工作。若正在打印時墨水量液位降至預設(shè)液位以下，打印設(shè)備20將通知使用者應(yīng)更換墨水匣。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所進行的等效變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種打印設(shè)備，其包含一打印頭，其包含多個第一加熱元件，用來加熱提供到該打印頭的墨水而在墨水中產(chǎn)生墨滴以經(jīng)由相應(yīng)的噴嘴噴出；以及一第二加熱元件，用來加熱提供到該打印頭的墨水，該第二加熱元件的電阻值小于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得該第二加熱元件在墨水量低于或等于一預設(shè)液位時會被燒毀而呈開路狀態(tài)；以及一墨水量檢測電路，電連接到該第二加熱元件以根據(jù)該第二加熱元件的狀態(tài)來判斷提供到該打印頭的墨水是否低于或等于該預設(shè)液位。
2.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中該第二加熱元件對應(yīng)于設(shè)置在該打印頭上的一虛設(shè)噴嘴。
3.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中該墨水量檢測電路包含一電流量測電路用以測量流經(jīng)該第二加熱元件的電流來判斷該第二加熱元件的狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中該墨水量檢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(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其另包含一切換開關(guān)，該切換開關(guān)電連接在該第二加熱元件與該墨水量檢測電路之間，該切換開關(guān)被該打印設(shè)備的一控制電路所控制以選擇性啟動該墨水量檢測電路。
6.如權(quán)利要求5所述的打印設(shè)備，其中該打印設(shè)備的控制電路包含一維護電路用以在該打印頭的噴嘴維護期間中控制該切換開關(guān)來啟動該墨水量檢測電路。
7.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中該第一加熱元件與該第二加熱元件由鉭鋁合金所組成。
8.如權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其中該第一加熱元件與第二加熱元件由多晶硅、氮化鈦或氮化鉭所組成。
9.一種用于加熱一打印設(shè)備中的打印頭的方法，該打印設(shè)備包含一打印頭，該打印頭具有多個第一加熱元件用以加熱提供到該打印頭的墨水，以使墨水產(chǎn)生墨滴，并經(jīng)由相應(yīng)的噴嘴噴出；該方法包含以一第二加熱元件加熱提供到該打印頭的墨水，該第二加熱元件的電阻值小于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量低于或等于一預設(shè)液位時被先燒毀并呈開路狀態(tài)；以及檢測該第二加熱元件的狀態(tài)以判斷提供到該打印頭的墨水量是否低于或等于該預設(shè)液位。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該第二加熱元件對應(yīng)于設(shè)置在該打印頭上的一虛設(shè)噴嘴。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中檢測該第二加熱元件的狀態(tài)包含測量流經(jīng)該第二加熱元件的電流來判斷該第二加熱元件的狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中檢測該第二加熱元件的狀態(tài)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(tài)。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其另包含控制一切換開關(guān)以在一預設(shè)時間檢測該第二加熱元件的狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其另包含控制該切換開關(guān)以在該打印頭的噴嘴維護期間中檢測該第二加熱元件的狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該第一加熱元件與該第二加熱元件由鉭鋁合金所組成。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該第一加熱元件與該第二加熱元件由多晶硅、氮化鈦或氮化鉭所組成。
全文摘要
一種打印設(shè)備，其包含一打印頭以及一墨水量檢測電路。打印頭包含多個第一加熱元件，用來加熱提供到打印頭的墨水而在墨水中產(chǎn)生墨滴以經(jīng)由相應(yīng)的噴嘴噴出；以及一第二加熱元件，用來加熱提供到打印頭的墨水，第二加熱元件的電阻值小于任一第一加熱元件的電阻值，第二加熱元件的較低電阻值使得第二加熱元件在墨水量低于或等于一預設(shè)液位時停止工作并呈開路狀態(tài)。墨水量檢測電路電連接到該第二加熱元件，以根據(jù)第二加熱元件的狀態(tài)來判斷提供到打印頭的墨水是否低于或等于該預設(shè)液位。
文檔編號B41J2/14GK1576014SQ200410045918
公開日2005年2月9日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者陳啟倫, 蔡升龍 申請人:明基電通股份有限公司