專利名稱：流體容器的識別裝置與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種識別裝置，特別是涉及應用于墨盒的可供識別的模擬線路。
背景技術：
在流體噴射系統(tǒng)的應用中，噴墨打印機為目前主要的運用之一。造成噴墨品質優(yōu)劣的因素相當多，除了必須針對噴墨芯片提供一優(yōu)化的驅動訊號外，流體本身的特性亦主導了液滴成型的現(xiàn)象。
為了使噴墨系統(tǒng)可識別不同流體并分別提供不同優(yōu)化的驅動訊號以獲得最佳的噴墨品質，必須在不同的流體容器上有一可供系統(tǒng)識別的特征。彩色噴墨打印機通常是由洋紅色(Magenta)、黃色(Yellow)以及青綠色(Cyan)為基本墨水來構成全彩圖形。然而，不同墨水的組成的配方與構成的色料差異頗大，也因此造成墨水的特性差異。為了避免使用者放置錯誤墨盒于打印機內(nèi)，噴墨系統(tǒng)必須具有可識別不同墨盒的功能。
美國專利U.S.6,929,343披露了藉由檢測墨水阻抗與電容的方式來識別墨盒，藉以防止使用者放置不正確的墨盒。
本發(fā)明提供了一種流體容器的識別裝置，藉由檢測墨盒中的一模擬線路上的電阻組件在不同溫度時的電阻改變量以及其電阻隨時間的改變量來提供一種可識別的特征，以防止使用者放置不正確的墨盒。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述目的，本發(fā)明實施例披露了一種流體容器，包括一外殼與一可供識別的線路。該一外殼具有一儲存空間，其用以提供流體。該可供識別的線路設置于上述外殼上，包含具有一特定電阻值與一電阻溫度系數(shù)的電阻組件。供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷上述電阻組件是否升溫至一預設溫度。
本發(fā)明實施例還披露了一種流體容器，包括一外殼與一可供識別的線路。該外殼具有一儲存空間，其用以提供流體。該可供識別的線路設置于上述外殼上，包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件。供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷其阻值增量是否符合一既定值。
本發(fā)明實施例還披露了一種流體容器，包括一外殼、一基材與一可供識別的線路。該外殼具有一儲存空間，其用以提供流體。該基材包含一懸浮薄膜。該可供識別的線路設置于上述外殼且設置于上述基材上，包含一電阻組件。供給一固定電流予上述電阻組件使其溫度上升至一預定溫度，停止供給電流，并且判斷上述電阻組件的溫度是否在一預設時間后回復到環(huán)境溫度。
本發(fā)明實施例還披露了一種流體容器的識別裝置與方法。檢測一流體容器上的一模擬線路的類型。若上述電阻組件包含具有一特定電阻值與一電阻溫度系數(shù)的電阻組件，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷上述電阻組件是否升溫至一預設溫度。若上述電阻組件包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷其阻值增量是否符合一既定值。若上述電阻組件包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件且設置于一懸浮薄膜上，供給一固定電流予上述電阻組件使其溫度上升上升至一預定溫度，停止供給上述電阻組件電流，并且判斷上述電阻組件的溫度是否在一預設時間后回復到環(huán)境溫度。


圖1示出了電阻溫度系數(shù)的示意圖。
圖2示出了同材料組成比例所形成不同電阻溫度系數(shù)的示意圖。
圖3示出了一惠斯登電橋的電路布局。
圖4示出了圖3的輸入電壓的方波示意圖。
圖5示出了圖3的電路布局在不同能量輸入的情況下，電阻所呈現(xiàn)的不同穩(wěn)態(tài)溫度。
圖6示出了正溫度系數(shù)熱敏電阻的典型工作曲線。
圖7示出了使用不同散熱片時溫度回復的差異示意圖。
圖8示出了本發(fā)明實施例的流體容器的結構示意圖。
圖9示出了本發(fā)明實施例的流體容器識別方法的步驟流程圖。
附圖符號說明
800～噴墨系統(tǒng)810～能量供應器820～流體容器830～模擬線路840～溫度傳感器850～儲存介質860～懸浮薄膜具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、特征、及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并結合附1至圖9詳細說明。本發(fā)明說明書提供不同的實施例來說明本發(fā)明不同實施方式的技術特征。其中，實施例中的各組件的配置為說明之用，并非用以限制本發(fā)明。且實施例中附圖標號的部分重復，是為了簡化說明，并非意指不同實施例之間的關聯(lián)性。
本發(fā)明實施例披露了一種流體容器的識別裝置與方法。
本發(fā)明實施例在一流體容器(在本發(fā)明實施例中以墨盒為例進行說明)上設置一模擬線路，該模擬線路上包含一導線與一電阻組件，藉由檢測該電阻組件在不同溫度時的電阻改變量以及其隨時間的電阻改變量來提供一種可識別的特征。此外，該電阻組件由高溫回復到噴射系統(tǒng)的環(huán)境溫度所需的時間亦為一可識別的系統(tǒng)特性。
電阻組件的阻值會隨著溫度的變化而產(chǎn)生差異，若將電阻組件加熱至預設溫度，則其阻值將會隨的反應至默認值，如圖1所示，此種電阻值與溫度變化的關系可定義為電阻溫度系數(shù)(Thermal Coefficient of Resistance，TCR)，其可以一數(shù)學公式表示 不同材料成分的電阻組件或是組件材料的組合成分比例不同，其TCR便有所差異不同，如圖2所示。利用此特性，加熱一模擬線路上的電阻組件，便可藉由阻值的改變量來辨別其所組成的材料。
當一被加熱至高溫的電阻組件在停止供應電流后，將不會再產(chǎn)生熱能，溫度也隨之開始下降，而下降的速度則與周邊相鄰接的對象熱傳導或是熱對流效率有關。如果電阻組件鄰接一高效率的散熱片(Heat Sink)，則溫度會快速的回復到噴射系統(tǒng)的環(huán)境溫度。相對的，如果電阻組件的周圍都是熱的不良導體而且熱對流效率不佳，則電阻組件回復到噴射系統(tǒng)的環(huán)境溫度所需的時間也相對較長。
由檢測電阻組件回復到系統(tǒng)溫度所需的時間可以對應到系統(tǒng)的熱傳特性，也可作為識別系統(tǒng)的一個方式。
圖3～5示出了本發(fā)明第一實施例的墨盒的識別方法，其是藉由預測TCR以達到其目的。
在本發(fā)明第一實施例中，在圖3所示的一惠斯登電橋(WheatstoneBridge)上，電阻R1為一已知阻值的氮化鈦(TiN)薄膜，電阻R2、R3與R4給予設定好的電阻值，藉以放大R1的變異。
噴墨系統(tǒng)提供一電壓為Vin的高頻方波(如圖4所示)，當加熱時(在時間A時)，與R2串聯(lián)的開關(S1)為開路，而在R1與接地間的開關(S2)為短路，使噴墨系統(tǒng)所提供的電流大多數(shù)流過R1而使R1溫度上升。藉由改變方波的能量密度，使電阻組件可達到不同的熱穩(wěn)態(tài)溫度，如圖5所示。反之，當輸入的方波電壓為較低電壓時(在時間B時)，S1為短路而S2為開路，R1的電阻差異轉換為電壓并經(jīng)由放大器A放大。
當R1的材料與電阻值為已知，則在提供已知頻率與電壓的情形下，R1會升溫到一已預測的熱平衡溫度范圍內(nèi)。反之，若R1的材料或組成成分有差異，則其TCR也會有所差異，則最后的熱平衡溫度則不會落在預測的范圍內(nèi)。
圖6示出了本發(fā)明第二實施例的墨盒的識別方法，其是利用正溫度系數(shù)熱敏電阻(Polymeric Positive Temperature Coefficient Thermistor，PPTC)組件以達到其目的。
本發(fā)明第二實施例的墨盒線路是使用一正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件來進行識別。如圖6所示，該組件的特性為在組件溫度到達開關溫度后，其阻值會上升至原來的二至三個數(shù)量級。若線路上的正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件的開關溫度與阻值為已知，噴墨系統(tǒng)提供一定電流，組件溫度便會因電流通過而隨著時間慢慢增加。當?shù)竭_預測時間范圍內(nèi)時，元件溫度會到達開關溫度，從而使得墨盒線路的整體阻值顯著的增加。
反之，若墨盒線路上的正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件的開關溫度與阻值有所差異，則墨盒線路的整體阻值在預測時間范圍之前或之后才會顯著增加，故可藉此識別使用者是否放置不正確的墨盒。
圖7示出了本發(fā)明第三實施例的墨盒的識別方法，其是利用噴墨系統(tǒng)的降溫特性以達到其目的。
在本發(fā)明第三實施例中，在一墨盒線路上放置一電阻組件，將電阻組件下的部分硅基材移除，使電阻組件位于一懸浮薄膜(散熱片)(未顯示)上。接著，噴墨系統(tǒng)提供一能量，將該電阻組件加熱至一穩(wěn)態(tài)溫度后停止對電阻組件提供能量，被加熱至高溫的電阻組件開始降溫而回復至環(huán)境溫度。由于該懸浮薄膜下方為空氣，其熱傳導效率遠低于硅基材，因此其溫度回復時間需較長的時間。
如圖7所示，若電阻組件下方仍為傳導良好的硅基材，即使改變電阻設計，在相同的系統(tǒng)能量下可達到相同的熱平衡溫度，一旦系統(tǒng)停止提供能量，電阻組件會快速的回復到環(huán)境溫度，故其與電阻組件放置在懸浮薄膜上有顯著的差異。因此，可藉由噴墨系統(tǒng)的降溫特性來識別使用者是否放置不正確的墨盒。
圖8示出了本發(fā)明實施例的噴墨系統(tǒng)的結構示意圖。
發(fā)明實施例的噴墨系統(tǒng)800包括一能量供應器810、一流體容器820、一可供識別的模擬線路830、一溫度傳感器840以及一儲存介質850。流體容器820具有一外殼，該外殼具有一儲存空間，用以儲存流體(例如，墨水)，且模擬線路830設置于該外殼的內(nèi)表面或外表面上。
當模擬線路830上設置一已知阻值的電阻組件時，能量供應器810供給能量(電流)予該電阻組件，使其加熱到某一溫度。溫度傳感器840量測該電阻組件的溫度，并且與儲存介質840中儲存的一預設溫度相比較。若比較結果相同，則表示使用者放置一正確的墨盒。此外，溫度傳感器840可整合至模擬線路830上，則該電阻組件(被加熱的組件)即為溫度傳感器。
當模擬線路830上設置一正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件時，能量供應器810供給能量予該正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件使其溫度上升。溫度傳感器840量測該正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件的溫度，并且判斷其是否在一預設時間內(nèi)加熱到一預設溫度。若是，則表示使用者放置一正確的墨盒。若在該預設時間之前或之后才加熱到該預設溫度，則表示使用者放置一不正確的墨盒。
當模擬線路830上設置一移除部分硅基材的電阻組件且設置于一懸浮薄膜860上時，能量供應器810供給能量予該電阻組件使其溫度上升至一穩(wěn)態(tài)溫度，然后停止供給能量。溫度傳感器840量測該電阻組件的溫度，并且判斷其是否在一預設時間內(nèi)降溫至環(huán)境溫度。若是，則表示使用者放置一正確的墨盒。
圖9示出了本發(fā)明實施例的流體容器識別方法的步驟流程圖。
首先，檢測一模擬線路上的電阻組件的類型(步驟S1)。
若模擬線路上的電阻為一已知阻值的電阻組件，供給能量(電流)予該電阻組件，使其因電流大小不同而產(chǎn)生不同阻值(步驟S21)。量測該電阻組件的阻值，并且判斷其阻值變化是否在一預設范圍內(nèi)(步驟S22)。若是，則表示使用者放置一正確的墨盒。
若模擬線路上的電阻為一正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)組件，供給能量予該正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)使其溫度上升(步驟S31)。量測該正溫度系數(shù)熱敏電阻(PPTC)的電阻，并且判斷其是否其阻值是否在一預設時間內(nèi)大幅度提升(步驟S32)。若是，則表示使用者放置一正確的墨盒。
若模擬線路上的電阻為一移除部分硅基材的電阻組件且設置于一懸浮薄膜上，供給能量予該電阻組件使其溫度上升至一穩(wěn)態(tài)溫度，然后停止供給能量(步驟S41)。量測該電阻組件的溫度，并且判斷其是否在一預設時間內(nèi)降溫至環(huán)境溫度(步驟S42)。若是，則表示使用者放置一正確的墨盒。
本發(fā)明的墨盒的識別裝置與方法藉由檢測一電阻組件在不同溫度時的電阻改變量以及其隨時間的電阻改變量來提供一種可識別的特征。此外，該電阻組件由高溫回復到噴射系統(tǒng)的環(huán)境溫度所需的時間亦為一可識別的系統(tǒng)特性。藉由上述方法，可明確地識別出使用者是否放置一正確的墨盒。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權利要求為準。
權利要求
1.一種流體容器，包括一外殼，其具有一儲存空間，用以提供流體；以及一可供識別的線路，其設置于上述外殼上，包含具有一特定電阻值與一電阻溫度系數(shù)的電阻組件；其中，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷上述電阻組件的阻值變化是否在一預設范圍內(nèi)。
2.如權利要求1所述的流體容器，其中，上述電阻溫度系數(shù)為溫度的函數(shù)。
3.一種流體容器，包括一外殼，其具有一儲存空間，用以提供流體；以及一可供識別的線路，其設置于上述外殼上，包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件；其中，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷其阻值增量是否符合一既定值。
4.如權利要求3所述的流體容器，其中，上述電阻組件的電阻與溫度的曲線圖至少具有一反曲點。
5.一種流體容器，包括一外殼，其具有一儲存空間，用以提供流體；一基材，其包含一懸浮薄膜；以及一可供識別的線路，其設置于上述外殼且設置于上述基材上，包含一電阻組件；其中，供給一固定電流予上述電阻組件使其溫度上升至一預定溫度，停止供給電流，并且判斷上述電阻組件的溫度是否在一預設時間后回復到環(huán)境溫度。
6.如權利要求5所述的流體容器，其中，上述基材為硅晶片。
7.如權利要求5所述的流體容器，其中，上述基材為電路板。
8.一種流體容器的識別裝置與方法，包括下列步驟檢測一流體容器上的一模擬線路的類型；若上述電阻組件包含具有一特定電阻值與一電阻溫度系數(shù)的電阻組件，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升；以及判斷上述電阻組件是否升溫至一預設溫度。
9.如權利要求8所述的流體容器的識別裝置與方法，其還包括下列步驟若上述電阻組件包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件，供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升；以及判斷其阻值增量是否符合一既定值。
10.如權利要求9所述的流體容器的識別裝置與方法，其還包括下列步驟若上述電阻組件包含一正溫度系數(shù)熱敏電阻組件且設置于一懸浮薄膜上，供給一固定電流予上述電阻組件使其溫度上升至一預定溫度；停止供給上述電阻組件電流；以及判斷上述電阻組件的溫度是否在一預設時間內(nèi)回復到環(huán)境溫度。
全文摘要
一種流體容器，包括一外殼與一可供識別的線路。該一外殼具有一儲存空間，其用以提供流體。該可供識別的線路設置于上述外殼上，包含具有一特定電阻值與一電阻溫度系數(shù)的電阻組件。供給一預定能量給上述電阻組件使其溫度上升，并且判斷上述電阻組件是否升溫至一預設溫度。
文檔編號B41J2/175GK101041293SQ20061006
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權日2006年3月22日
發(fā)明者陳葦霖 申請人:明基電通股份有限公司