專利名稱：檢測打印頭的狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本一般發(fā)明構(gòu)思涉及一種檢測打印頭的狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置，更具體地，涉及一種通過在不去除嵌入在噴墨型圖像形成裝置的墨盒中的穩(wěn)源電容器(power stabilizing capacity)的情況下檢測產(chǎn)生墨水泡的加熱器的狀態(tài)來檢測打印頭的狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
噴墨打印頭包含多個加熱器，用來產(chǎn)熱以便從在打印頭中形成的噴墨噴嘴噴射墨水。每個加熱器都包含電阻器，并且如果電阻器處于開路狀態(tài)或者短路狀態(tài)，則打印機不能控制噴墨噴嘴正確地噴射墨水，從而導(dǎo)致打印質(zhì)量下降和/或在更嚴(yán)重情況下導(dǎo)致打印機故障。
有三種常規(guī)方法來檢測缺失的或有缺陷的噴嘴。在第一種常規(guī)方法中，打印預(yù)定的測試圖案，并且利用掃描所打印的測試圖案的預(yù)定測試設(shè)備來檢測缺失的噴嘴。在第二種常規(guī)方法中，將光投射到墨水從噴嘴中噴射到的位置上，并且確定所投射的光是否通過該位置。如果確定光通過該位置，則將噴嘴檢測為缺失的噴嘴。
在第三種常規(guī)方法中，通過利用分離的測試設(shè)備與電源，確定產(chǎn)生墨水泡的加熱器是否受到損壞。即，在去除頭驅(qū)動電源之后，安裝分離的電源，將測試電阻器置于該分離的電源與一個加熱器之間。相應(yīng)地，通過測量串聯(lián)的加熱器與測試電阻器分壓而造成的測試電阻器上的電壓、并且比較測定電壓與預(yù)定的參考電壓，確定加熱器是否損壞。
然而，由于需要使用測試打印與測試設(shè)備，因此第一種常規(guī)方法不方便，另外測試設(shè)備較貴。類似地，因為需要掃描與檢測光的設(shè)備，所以第二種常規(guī)方法較貴，并且要求精確的光掃描控制方法。因為第三種常規(guī)方法(1)在進(jìn)行測試之前，必須去除頭驅(qū)動電源，并且必須安裝分離的電源；以及(2)在測試之后，必須去除分離的電源，并且必須再次安裝頭驅(qū)動電源，所以第三種常規(guī)方法也不方便。另外，要求用來檢測打印頭的狀態(tài)的附加組件，例如，分離的功率驅(qū)動器以及比較器。
另外，穩(wěn)源電容器被嵌入在圖像形成裝置的打印頭或頭板中，該圖像形成裝置具有打印頭，該打印頭包含多個噴墨噴嘴與加熱器。在這種情況下，由于嵌入的電容器而使得難于使用第三種常規(guī)方法來測量電壓變化。

發(fā)明內(nèi)容
本一般發(fā)明構(gòu)思提供一種通過在不用去除嵌入噴墨型圖像形成裝置的墨盒中的穩(wěn)源電容器的情況下檢測產(chǎn)生墨水泡的、打印頭中的加熱器的狀態(tài)來檢測打印頭的狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置。
本一般發(fā)明構(gòu)思的其他方面將部分地在以下描述中列出，并且部分地將通過以下描述而變得清楚，或者可以通過對本一般發(fā)明構(gòu)思的實踐獲知。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面將通過提供一種能夠檢測在其中安裝的打印頭的狀態(tài)的圖像形成裝置來實現(xiàn)，該裝置包含電源單元，用來產(chǎn)生電能(power)；打印頭單元，具有多個加熱器，用來根據(jù)相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號來產(chǎn)熱；頭板單元，用來將電能從電源單元傳送到打印頭單元，以及根據(jù)噴嘴控制信號來產(chǎn)生相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號；以及控制器，用來產(chǎn)生包含多個加熱器的驅(qū)動信息的噴嘴控制信號，將所產(chǎn)生的噴嘴控制信號輸出到頭板單元，以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測該多個加熱器是否處于正常狀態(tài)。
頭板單元可以包含控制信號解碼器，用來根據(jù)噴嘴控制信號來產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號，以及將所產(chǎn)生的加熱器驅(qū)動信號輸出到打印頭單元；電能中繼(powerrelay)單元，用來將電源單元產(chǎn)生的電能傳送到打印頭單元；以及電流信息檢測器，用來檢測在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流，并且將所檢測的電流作為電流信息輸出到控制器。
打印頭單元可以包含多個場效應(yīng)晶體管(FET)，每個場效應(yīng)晶體管都根據(jù)輸入其柵極的、對應(yīng)的一個加熱器驅(qū)動信號，來控制在其漏極與其源極之間流動的電流，并且連接到每個FET的漏極或源極的對應(yīng)的一個加熱器根據(jù)在對應(yīng)FET的漏極與源極之間流動的電流量來產(chǎn)熱，以便產(chǎn)生墨水泡。
頭板單元可以包含用來穩(wěn)定傳送到打印頭單元的電能的電容器。
電流信息檢測器可以包含測量電阻器，位于電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間；以及電壓轉(zhuǎn)換器，用來將流經(jīng)測量電阻器的電流轉(zhuǎn)換為電壓，并且將所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息輸出給控制器。
電壓轉(zhuǎn)換器可以放大所轉(zhuǎn)換的電壓，并且將所放大的電壓作為電流信息輸出給控制器。電壓轉(zhuǎn)換器可以包括連接到測量電阻器兩端的運算放大器(OP AMP)。
控制器可以產(chǎn)生用以依次驅(qū)動加熱器的噴嘴控制信號，并且如果在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則根據(jù)電流信息來確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器處于不正常狀態(tài)?？刂破骺梢詫⒓訜崞鞣纸M，產(chǎn)生用以逐組驅(qū)動多個加熱器的噴嘴控制信號，并且如果在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則根據(jù)電流信息來確定當(dāng)前驅(qū)動的組中包含的至少一個加熱器處于不正常狀態(tài)?？刂破骺梢援a(chǎn)生噴嘴控制信號以依次增加每個組中被驅(qū)動的加熱器數(shù)目，并且通過將在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流變化量與預(yù)定參考電流相比較，來利用電流信息確定加入到當(dāng)前驅(qū)動的加熱器組中的加熱器是否處于不正常狀態(tài)。
打印頭單元可以控制用于熱量產(chǎn)生或者所傳送的電能的每個加熱器驅(qū)動信號的持續(xù)時間，從而每個加熱器產(chǎn)生不足以噴射墨水的熱量。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面還通過提供一種圖像形成裝置來實現(xiàn)，該圖像形成裝置包含打印頭，包含具有加熱電阻的多個加熱器以及多個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接通時，使電流通過對應(yīng)的加熱電阻；電源單元，用來提供操作打印頭的電能，并且具有第一局部接地(first local ground)；和頭板，用來驅(qū)動打印頭。該頭板包含電能中繼單元，用來接收所提供的電能，并且將所提供的電能提供給打印頭中的每個加熱電阻，該電能中繼單元具有第二局部接地，耦接在第一與第二局部接地之間的測量電阻，與打印頭中的每個加熱電阻串聯(lián)，以及電流檢測器，用來當(dāng)接通對應(yīng)的一個或多個開關(guān)時，通過測量流經(jīng)選定加熱器的對應(yīng)的一個或多個加熱電阻的一個或多個電流，來確定選定的一個或多個加熱器是否功能正常。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面還通過提供一種圖像形成裝置來實現(xiàn)，該圖像形成裝置包含打印頭，具有多個加熱器；電源，用來提供操作加熱器的電能；在驅(qū)動加熱器之前由電源充電的至少一個電容器；測量電阻器，位于電源與加熱器之間；控制器，用來選擇性地驅(qū)動一個或多個加熱器，從而所提供的電能由串聯(lián)的被選擇性驅(qū)動的加熱器以及測量電阻器消耗，以及檢測流經(jīng)測量電阻器的電流，以確定被選擇性驅(qū)動的加熱器是否在不正常模式下操作。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面還通過提供一種圖像形成裝置來實現(xiàn)，該圖像形成裝置包含打印頭，具有并行安排的多個加熱器，用來接收電源，并且當(dāng)接通加熱器時，消耗電源的第一部分；以及頭板，具有與每個加熱器串聯(lián)的測量電阻器，用來當(dāng)接通加熱器時，消耗電源的第二部分，從而通過接通選定的一個或多個加熱器、并且測量通過測量電阻器消耗的電流，測試選定的一個或多個加熱器。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面還通過提供一種圖像形成裝置來實現(xiàn)，該圖像形成裝置包含電源單元，用來產(chǎn)生電能；打印頭單元，具有由所產(chǎn)生的電能操作的多個加熱器；控制器，用來在測試模式與噴墨模式之間驅(qū)動打印頭單元中的至少一個加熱器；以及電流信息檢測器，具有在電源單元與打印頭單元之間連接的電阻器，用于當(dāng)控制器在測試模式下操作打印頭單元時，確定流經(jīng)電阻器的電流，以指示所述至少一個被驅(qū)動的加熱器是否正常操作。
本一般發(fā)明構(gòu)思的以上和/或其他方面還通過提供一種檢測圖像形成裝置的打印頭的狀態(tài)的方法來實現(xiàn)，該圖像形成裝置具有用來產(chǎn)生電能的電源單元、以及用來中繼所產(chǎn)生的電能并且產(chǎn)生多個加熱器驅(qū)動信號的頭板單元，該方法包含產(chǎn)生電能；產(chǎn)生用以分別驅(qū)動打印頭中的多個加熱器的每個加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
所述產(chǎn)生用以分別驅(qū)動多個加熱器的每個加熱器驅(qū)動信號可以包含產(chǎn)生包含加熱器狀態(tài)信息的噴嘴控制信號；以及利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號。
所述圖像形成裝置可以包含嵌入在頭板單元中的、用來穩(wěn)定在電能產(chǎn)生操作中產(chǎn)生的電能的電容器?？梢栽诋a(chǎn)生電能之后被延遲電容器充電所需的時間之后，進(jìn)行所述產(chǎn)生用以分別驅(qū)動多個加熱器的每個加熱器驅(qū)動信號。
所述利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息來檢測每個加熱器的狀態(tài)可以包含檢測流經(jīng)置于電源單元的接地端與頭板單元的接地端之間的測量電阻器的電流；將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓并產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息；以及利用電流信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
所述將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓并產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息可以包含放大所轉(zhuǎn)換的電壓并產(chǎn)生所放大的電壓作為電流信息。
所述產(chǎn)生包含加熱器的狀態(tài)信息的噴嘴控制信號可以包含產(chǎn)生用以依次驅(qū)動加熱器的噴嘴控制信號，并且重復(fù)執(zhí)行以下步驟直至檢測了所有加熱器的狀態(tài)利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
所述利用電流信息來檢測每個加熱器的狀態(tài)可以包含如果在電源單元與頭板單元之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則利用電流信息來確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器處于不正常狀態(tài)。


從以下結(jié)合附圖對實施例的描述中，本一般發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其他方面將變得清楚并更容易理解，其中圖1為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的、檢測打印頭狀態(tài)的圖像形成裝置的方框圖；圖2為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的、圖1的圖像形成裝置的所示出的頭板單元的詳細(xì)方框圖；圖3為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的、圖1的圖像形成裝置的一部分的電路圖；圖4A與4B為顯示圖3的圖像形成裝置中的加熱器驅(qū)動信號以及流經(jīng)測量電阻器的電流的波形圖；圖5為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的電源單元、電能中繼單元、以及打印頭單元的示意等效電路圖；和圖6為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的、檢測打印頭狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置的操作的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參照本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例，其例子在附圖中顯示，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。以下描述實施例以通過參照附圖解釋本一般發(fā)明構(gòu)思。
圖1為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的檢測打印頭狀態(tài)的圖像形成裝置的方框圖。本實施例的圖像形成裝置包括電源單元100、頭板(headboard)單元110、打印頭單元120、以及控制器130。
參照圖1，電源單元100利用交流(AC)電，產(chǎn)生驅(qū)動圖像形成裝置的電能，并且將所產(chǎn)生的電能提供給圖像形成裝置中的每個組件。
打印頭單元120包含“N”個加熱器H(參看圖3與5)，并且通過根據(jù)來自控制器130的控制來產(chǎn)熱，在噴墨噴嘴中形成墨水泡。來自控制器130的控制為噴嘴控制信號S5，其包含“N”個加熱器H的狀態(tài)與驅(qū)動時間。即，噴嘴控制信號S5由頭板單元110解碼為“N”個加熱器驅(qū)動信號S4，并且輸出到打印頭單元120。即，根據(jù)“N”個加熱器驅(qū)動信號S4，確定安裝在打印頭單元120中的“N”個加熱器H的熱量產(chǎn)生。
如上所述，頭板單元110利用從控制器130接收的噴嘴控制信號S5，產(chǎn)生“N”個加熱器驅(qū)動信號S4，并且將所產(chǎn)生的“N”個加熱器驅(qū)動信號S4輸出到打印頭單元120。另外，頭板單元110接收由電源單元100產(chǎn)生的電能S1，并且輸出電能S3來驅(qū)動打印頭單元120。頭板單元110還測量在電源單元100的預(yù)定節(jié)點S2與頭板單元110之間流動的電流，并且將測定結(jié)果作為電流信息S6輸出到控制器130。
控制器130不僅產(chǎn)生上述的噴嘴控制信號S5，而且通過利用從頭板單元110接收的電流信息S6，確定每個加熱器H是否處于不正常狀態(tài)?？刂破?30可以通過參照電流信息S6，確定每個加熱器H是否處于不正常狀態(tài)，以通過參考電流信息S6，確定(1)加熱器H在開路狀態(tài)下受到損壞；或者(2)如果在電源單元100與頭板單元110之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則發(fā)生了開關(guān)組件(例如驅(qū)動加熱器H的FET)的誤操作。此處，當(dāng)在電源單元100與頭板單元110之間流動的電流為零時，原則上確定加熱器H處于不正常狀態(tài)。但是，考慮到測定電流的測量誤差以及多個加熱器H的驅(qū)動狀態(tài)，可以將預(yù)定參考電流設(shè)置為其他值(除零之外)。
各個加熱器H的狀態(tài)可以存儲在嵌入控制器130或者圖像形成裝置內(nèi)的存儲器中，并且可以用于缺失或者故障噴嘴補償算法。
圖2為顯示頭板單元110的詳細(xì)方框圖。頭板單元110包括控制信號解碼器200、電能中繼單元210、以及電流信息檢測器220。
參照圖1與2，控制信號解碼器200利用從控制器130接收的噴嘴控制信號S5，產(chǎn)生“N”個加熱器驅(qū)動信號S4，并且將所產(chǎn)生的“N”個加熱器驅(qū)動信號S4輸出到打印頭單元120。具體地，控制信號解碼器200利用在噴嘴控制信號S5中包含的加熱器地址信息以及一系列驅(qū)動序列，產(chǎn)生“N”個加熱器驅(qū)動信號S4。
電能中繼單元210利用從電源單元100輸入的電能S1，將驅(qū)動打印頭單元120的電能S3傳送給打印頭單元120。
電流信息檢測器220檢測在電能中繼單元210的接地端S7與電源單元100的接地端S2之間流動的電流，并且將檢測結(jié)果作為電流信息輸出到控制器130。
圖3為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的圖像形成裝置的一部分的電路圖，只是圖3沒有顯示控制器130。
參照圖3，電容器300與310分別包含在電源單元100與電能中繼單元210中，用來提供穩(wěn)定的電能。當(dāng)接通圖像形成裝置時，在電源單元100中施加電壓Vs。當(dāng)接通圖像形成裝置、并且將電容器300與310完全充電至Vs時，可以進(jìn)行圖像形成操作或者檢測打印頭(即打印頭單元120)狀態(tài)的操作。
測量電阻器320被置于電源單元100的接地端S2與電能中繼單元210的接地端S7之間。關(guān)于流經(jīng)測量電阻器320的電流的電流信息S6被提供給控制器130?？梢允褂锰峁╇娏髦档姆椒ɑ蛘咛峁碾娏髦缔D(zhuǎn)換來的電壓值的方法，來向控制器130提供電流信息S6。如圖3所示，因為OP AMP 330的負(fù)端與正端(即兩個輸入端)連接到測量電阻器320的兩端，所以通過放大電阻器320上的電壓，OP AMP 330的輸出S6被提供給控制器130?？刂破?30接收放大的電壓作為電流信息S6，比較收到的電壓與預(yù)定的參考電壓，并且如果收到的電壓低于預(yù)定的參考電壓，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于不正常狀態(tài)。在另一方法中，控制器130根據(jù)收到的電壓、測量電阻器320的電阻、以及OP AMP 330的增益，計算流經(jīng)測量電阻器320的電流，比較所計算的電流與預(yù)定的參考電流，并且如果計算的電流低于預(yù)定的參考電流，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于不正常狀態(tài)。
打印頭單元120包含具有開關(guān)功能的“N”個FET、以及“N”個加熱器H(例如加熱電阻器)。向“N”個FET的相應(yīng)柵極施加“N”個加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N。在每個FET的漏極與源極之間流動的電流量根據(jù)“N”個加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N的每個值變化。即，根據(jù)“N”個加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N的每個值，確定流經(jīng)每個加熱器H的電流量。
圖4A與4B為顯示加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N中的一個以及流經(jīng)測量電阻器320的電流的波形圖。
圖4A為顯示輸入到“N”個FET中的一個的柵極的加熱器驅(qū)動信號S4_n的波形。當(dāng)加熱器驅(qū)動信號S4_n的值為高時(即，當(dāng)加熱器驅(qū)動信號S4_n的值高于預(yù)定電壓值時)，操作對應(yīng)的加熱器H。
圖4B為顯示當(dāng)施加加熱器驅(qū)動信號S4_n時、流經(jīng)測量電阻器320的電流的波形，該波形具有波紋圖案(ripple pattern)。參照圖3與4B，該波紋圖案由電容器300與310、以及各種電阻組件產(chǎn)生。控制器130可以使用各種方法來使用圖4中所示的波形確定加熱器H是否處于不正常狀態(tài)。例如，可以使用以下方法如果第一波紋的最大值低于預(yù)定參考電流值，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于不正常狀態(tài)。在另一例子中，也可以使用以下方法在預(yù)定時間內(nèi)對波形進(jìn)行積分，并且利用能量值，確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H是否處于不正常狀態(tài)。另外，可以根據(jù)施加加熱器驅(qū)動信號S4的方式，檢測“N”個加熱器H的狀態(tài)。關(guān)于這方面的例子如下。
控制器130產(chǎn)生噴嘴控制信號S5，以依次驅(qū)動“N”個加熱器H，并且如果根據(jù)電流信息S6、在兩個接地端(即電源單元100的S2與電能中繼單元210的S7)之間流動的電流低于預(yù)定的參考電流，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于不正常狀態(tài)。即，通過驅(qū)動一個加熱器H，產(chǎn)生圖4B所示的波形。但是，在這種情況下，因為通過驅(qū)動一個加熱器H而測量的電流可能太小而不產(chǎn)生錯誤，所以可以使用以下方法將加熱器H分組，并且同時驅(qū)動同一組中的加熱器H。即，控制器130將“N”個加熱器H分為“M”個加熱器H的組(即每組中“M”個加熱器H)，產(chǎn)生噴嘴控制信號S5以逐組地驅(qū)動“N”個加熱器H，并且如果在兩個接地端(即電源單元100的S2與電能中繼單元210的S7)之間流動的電流低于預(yù)定的參考電流，則利用電流信息S6，確定屬于當(dāng)前驅(qū)動的組的至少一個加熱器H處于不正常狀態(tài)。
在另一方法中，控制器130產(chǎn)生噴嘴控制信號S5，以依次增加每組中驅(qū)動的加熱器H的數(shù)目，并且通過比較在兩個接地端(即電源單元100的S2與電能中繼單元210的S7)之間流動的電流的變化量與預(yù)定的參考電流值，利用電流信息S6來確定加熱器H處于不正常狀態(tài)。即，如果該電流變化量大于預(yù)定的參考電流值，則控制器130確定新近添加到當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H組中的加熱器H處于正常狀態(tài)?？梢詫⒃擃A(yù)定參考電流值設(shè)置為接近于零，這是因為當(dāng)加熱器H處于開路狀態(tài)時，流經(jīng)測量電阻器320的電流接近于零。應(yīng)該理解雖然以上描述了檢測打印頭(即打印頭單元120)狀態(tài)的幾種示范性方法，但是這些例子不是要限制本一般發(fā)明構(gòu)思的范圍。也可以使用其他方法來檢測狀態(tài)。
根據(jù)流經(jīng)每個加熱器H的電流量來產(chǎn)熱，并且由于該熱量，可以產(chǎn)生墨水泡。但是，因為為了檢測加熱器狀態(tài)，不一定要產(chǎn)生用來噴射墨水的墨水泡，所以每個加熱器H可以產(chǎn)生不足以產(chǎn)生墨水泡的熱能量。更具體地，可以通過(例如)控制每個加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N的高電平的持續(xù)時間或者間隔或者施加到加熱器H的電壓S3，控制熱能量。
圖5為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的電源單元100、電能中繼單元210、以及打印頭單元120的示意等效電路圖。
參照圖5，電源單元500向圖5所示的電路提供電壓Vs(與圖3的電壓Vs相同)。電容器300與310由所提供的電壓充電，從而向諸如加熱器H等的電路提供穩(wěn)定的電能。當(dāng)電容器300與310被充滿電時，達(dá)到電壓均衡，因此電流不流動，除非由加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N接通任一FET。即，當(dāng)獲得電壓均衡時，開始時流經(jīng)測量電阻器320的電流理論上為0。如果至少一個加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N為高，如圖4A所示，則電流流經(jīng)對應(yīng)的加熱器H(即圖5所示的對應(yīng)的電阻器)。相應(yīng)地，流經(jīng)測量電阻器320的電流也有變化，如圖4B所示。如果電流被轉(zhuǎn)換為電壓值、并且由OPAMP330放大、并且作為電流信息S6提供給控制器130，則控制器130可以根據(jù)放大的電壓，確定當(dāng)前由加熱器驅(qū)動信號S4_1至S4_N驅(qū)動的至少一個加熱器H是否處于不正常狀態(tài)。即，當(dāng)產(chǎn)生噴嘴控制信號S5以驅(qū)動僅一個加熱器H時，如果根據(jù)測定的電流信息S6、流經(jīng)測量電阻器320的電流低于預(yù)定值(即，預(yù)定參考電流值)，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于開路狀態(tài)(即不正常狀態(tài))，因此電流沒有流動。即，可以確定加熱器狀態(tài)的開路狀態(tài)。應(yīng)該理解測量電阻器320可以為具有預(yù)定電阻的、適合于通過與加電的一個或多個加熱器H形成分壓器來測量通過其的電流和/或電壓的任何設(shè)備。
圖6為顯示根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例的檢測打印頭狀態(tài)的方法、以及使用該方法的圖像形成裝置的操作的流程圖。圖6的方法可以由圖1的圖像形成裝置執(zhí)行。相應(yīng)地，為了說明的目的，以下參照圖1至5描述圖6的方法。
可以假定將加熱器驅(qū)動信號S4設(shè)置成依次驅(qū)動加熱器H。
參照圖1至6，在操作600，電源單元100產(chǎn)生電能S1以驅(qū)動圖像形成裝置。當(dāng)接通圖像形成裝置、并且向電源單元100施加電壓Vs時，電源單元100可以產(chǎn)生電能。
圖像形成裝置包含用以穩(wěn)定電能S1的電容器300與310，并且在操作610，圖像形成裝置等待直至電容器300與310充滿電(例如到電壓Vs)。
在操作620，頭板單元110產(chǎn)生驅(qū)動在打印頭單元120中安裝的“N”個加熱器H的加熱器驅(qū)動信號S4，并且根據(jù)所產(chǎn)生的加熱器驅(qū)動信號S4，驅(qū)動“N”個加熱器H之一來加熱。詳細(xì)地，控制器130產(chǎn)生噴嘴控制信號S5，并且頭板單元110利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號S5、產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號S4。
在操作630，檢測關(guān)于在電源單元100與頭板單元110之間流動的電流的電流信息S6。
根據(jù)所檢測的電流信息S6，確定流經(jīng)測量電阻器320的電流是否低于預(yù)定的參考電流。在操作640，如果確定流經(jīng)測量電阻器320的電流低于預(yù)定的參考電流(例如，其可以接近零)，則確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器H處于開路狀態(tài)(即處于不正常狀態(tài))。如上所述，當(dāng)加熱器H處于開路狀態(tài)時，流經(jīng)測量電阻器320的電流應(yīng)該為零。
在操作650，控制器130確定是否檢測了打印頭單元120中所有加熱器H的狀態(tài)。如果控制器130確定檢測了打印頭單元120中所有加熱器H的狀態(tài)，則控制器130結(jié)束加熱器狀態(tài)檢測處理(即圖6的方法)。如果確定仍有具有還未檢測的狀態(tài)的任何加熱器H，則加熱器狀態(tài)檢測處理返回到操作620，以控制噴嘴控制信號S5，并且驅(qū)動剩余的加熱器H。
可以與圖6的方法類似的方式，實現(xiàn)逐組地驅(qū)動打印頭單元120中的加熱器H的方法、以及增加每組中被依次驅(qū)動的加熱器H的數(shù)目的方法。
打印頭單元120可以為打印頭驅(qū)動單元。
本一般發(fā)明構(gòu)思也可以實現(xiàn)為計算機可讀記錄介質(zhì)上的計算機可讀代碼。該計算機可讀記錄介質(zhì)可以是能夠存儲可以以后由計算機系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計算機可讀記錄介質(zhì)的例子包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、以及載波(例如通過因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送)。計算機可讀記錄介質(zhì)也可以分布在聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)上，從而計算可讀代碼以分布方式存儲與執(zhí)行。另外，本一般發(fā)明構(gòu)思相關(guān)領(lǐng)域的程序員可以容易地構(gòu)造實現(xiàn)本一般發(fā)明構(gòu)思的功能程序、代碼、以及代碼段。
如上所述，根據(jù)本一般發(fā)明構(gòu)思的實施例，通過檢測打印頭的狀態(tài)，可以防止發(fā)生對打印機系統(tǒng)的損壞和/或由于打印頭故障而造成的低打印質(zhì)量。具體地，可以將打印頭的加熱器H的開路狀態(tài)以及檢測信息用于缺失或故障噴嘴補償算法。
另外，檢測打印頭的開路狀態(tài)不需要復(fù)雜部件(例如分離的電源和/或光發(fā)射/檢測部件)，并且可以將本一般發(fā)明構(gòu)思的檢測功能嵌入圖像形成裝置，由此允許用戶容易地檢測打印頭的狀態(tài)。
雖然已經(jīng)顯示并且描述了本一般發(fā)明構(gòu)思的幾個實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離其范圍由權(quán)利要求及其對等物限定的本一般發(fā)明構(gòu)思的原理與范圍的前提下，可以對這些實施例進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種檢測在其中安裝的打印頭的狀態(tài)的圖像形成裝置，該圖像形成裝置包含電源單元，用來產(chǎn)生電能；打印頭單元，具有多個加熱器，用來根據(jù)相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號產(chǎn)熱；頭板單元，用來將電能從電源單元傳送到打印頭單元，以及根據(jù)噴嘴控制信號產(chǎn)生相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號；以及控制器，用來產(chǎn)生包含多個加熱器的驅(qū)動信息的噴嘴控制信號，將所產(chǎn)生的噴嘴控制信號輸出到頭板單元，以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測該多個加熱器是否處于正常狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中頭板單元包含控制信號解碼器，用來根據(jù)噴嘴控制信號產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號，以及將所產(chǎn)生的加熱器驅(qū)動信號輸出到打印頭單元；電能中繼單元，用來將電源單元產(chǎn)生的電能傳送到打印頭單元；以及電流信息檢測器，用來檢測在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流，并且將所檢測的電流作為電流信息輸出到控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中打印頭單元包含多個場效應(yīng)晶體管，每個場效應(yīng)晶體管都根據(jù)輸入其柵極的、對應(yīng)的一個加熱器驅(qū)動信號，控制在其漏極與其源極之間流動的電流，并且連接到每個場效應(yīng)晶體管的漏極或源極的對應(yīng)的一個加熱器根據(jù)在該場效應(yīng)晶體管的漏極與源極之間流動的電流量來產(chǎn)熱，以產(chǎn)生墨水泡。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中頭板單元包含用來穩(wěn)定傳送到打印頭單元的電能的電容器。
5.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其中電流信息檢測器包含測量電阻器，位于電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間；以及電壓轉(zhuǎn)換器，用來將流經(jīng)測量電阻器的電流轉(zhuǎn)換為電壓，并且將所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息輸出到控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其中電壓轉(zhuǎn)換器放大所轉(zhuǎn)換的電壓，并且將所放大的電壓作為電流信息輸出給控制器。
7.如權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其中電壓轉(zhuǎn)換器包括連接到測量電阻器兩端的運算放大器。
8.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其中控制器產(chǎn)生用以依次驅(qū)動加熱器的噴嘴控制信號，并且如果在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則根據(jù)電流信息確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器處于不正常狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其中控制器將所述多個加熱器分為加熱器組，產(chǎn)生用以逐組地驅(qū)動所述多個加熱器的噴嘴控制信號，并且如果在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則根據(jù)電流信息確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器組中包含的至少一個加熱器處于不正常狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像形成裝置，其中控制器產(chǎn)生用以依次增加每個加熱器組中被驅(qū)動的加熱器數(shù)目的噴嘴控制信號，并且通過將在電能中繼單元的接地端與電源單元的接地端之間流動的電流的變化量與預(yù)定參考電流相比較，利用電流信息確定加入當(dāng)前驅(qū)動的加熱器組的加熱器是否處于不正常狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求3所述的圖像形成裝置，其中打印頭單元控制用于熱量產(chǎn)生或所傳送的電能的每個加熱器驅(qū)動信號的持續(xù)時間，從而每個加熱器產(chǎn)生不足以噴射墨水的熱量。
12.一種圖像形成裝置，包含打印頭，包含具有加熱電阻的多個加熱器以及多個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接通時，使電流通過對應(yīng)的加熱電阻；電源單元，用來提供操作打印頭的電能，并且具有第一局部接地；頭板，用來驅(qū)動打印頭，包含電能中繼單元，用來接收所提供的電能，并且將所提供的電能提供給打印頭中的每個加熱電阻，該電能中繼單元具有第二局部接地；測量電阻，耦接在第一與第二局部接地之間，以與打印頭中的每個加熱電阻串聯(lián)；以及電流檢測器，用來當(dāng)接通對應(yīng)的一個或多個開關(guān)時，通過測量流經(jīng)選定加熱器的對應(yīng)的一個或多個加熱電阻的一個或多個電流，來確定選定的一個或多個加熱器是否功能正常。
13.如權(quán)利要求12所述的圖像形成裝置，其中電源單元與電能中繼單元包含用來穩(wěn)定所提供的電能的第一與第二電容器，并且當(dāng)接通該裝置時，電源單元接收預(yù)定的電壓，從而將第一與第二電容器充電至預(yù)定的電壓。
14.一種圖像形成裝置，包含打印頭，具有多個加熱器；電源，用來提供操作加熱器的電能；在驅(qū)動加熱器之前由電源充電的至少一個電容器；測量電阻器，位于電源與加熱器之間；控制器，用來選擇性地驅(qū)動一個或多個加熱器，從而所提供的電能由串聯(lián)的被選擇性驅(qū)動的加熱器以及測量電阻器消耗，并且檢測流經(jīng)測量電阻器的電流，以確定被選擇性驅(qū)動的加熱器是否在不正常模式下操作。
15.如權(quán)利要求14所述的圖像形成裝置，其中如果流經(jīng)測量電阻器的電流接近零，則控制器確定被選擇性驅(qū)動的加熱器在不正常模式下操作。
16.一種圖像形成裝置，包含打印頭，具有并行安排的多個加熱器，用來接收電源，并且當(dāng)接通加熱器時，消耗電源的第一部分；以及頭板，具有與每個加熱器串聯(lián)的測量電阻器，用來當(dāng)接通加熱器時，消耗電源的第二部分，從而通過接通選定的一個或多個加熱器、并且測量由測量電阻器消耗的電流，測試選定的一個或多個加熱器。
17.一種圖像形成裝置，包含電源單元，用來產(chǎn)生電能；打印頭單元，具有由所產(chǎn)生的電能操作的多個加熱器；控制器，用來在測試模式與噴墨模式之間驅(qū)動打印頭單元中的至少一個加熱器；以及電流信息檢測器，具有在電源單元與打印頭單元之間連接的電阻器，用來當(dāng)控制器在測試模式下操作打印頭單元時，確定流經(jīng)電阻器的電流，以指示所述至少一個被驅(qū)動的加熱器是否正常操作。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像形成裝置，其中當(dāng)至少一個被驅(qū)動的加熱器用作為允許電流流動的有效電阻時，確定至少一個加熱器正常操作；并且當(dāng)至少一個被驅(qū)動的加熱器為開路時，確定至少一個被驅(qū)動的加熱器有故障。
19.一種檢測圖像形成裝置的打印頭的狀態(tài)的方法，該圖像形成裝置具有用來產(chǎn)生電能的電源單元、以及用來中繼所產(chǎn)生的電能并且產(chǎn)生多個加熱器驅(qū)動信號的頭板單元，該方法包含產(chǎn)生電能；產(chǎn)生用以分別驅(qū)動打印頭中的多個加熱器的每個加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述產(chǎn)生每個加熱器驅(qū)動信號包含產(chǎn)生包含加熱器的狀態(tài)信息的噴嘴控制信號；以及利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述圖像形成裝置具有嵌入在頭板單元中的、用來穩(wěn)定在電能產(chǎn)生操作中產(chǎn)生的電能的電容器，并且在產(chǎn)生電能之后延遲充電電容器所需的時間之后，進(jìn)行所述產(chǎn)生每個加熱器驅(qū)動信號。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息來檢測每個加熱器的狀態(tài)包含檢測流經(jīng)置于電源單元的接地端與頭板單元的接地端之間的測量電阻器的電流；將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓，并且產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息；以及利用電流信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓并且產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息包含放大所轉(zhuǎn)換的電壓，并且產(chǎn)生所放大的電壓作為電流信息。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述產(chǎn)生包含加熱器的狀態(tài)信息的噴嘴控制信號包含產(chǎn)生用以依次驅(qū)動加熱器的噴嘴控制信號，并且重復(fù)執(zhí)行以下步驟直至檢測了所有加熱器的狀態(tài)利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述利用電流信息來檢測每個加熱器的狀態(tài)包含如果在電源單元與頭板單元之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則利用電流信息確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器處于不正常狀態(tài)。
26.一種計算機可讀記錄介質(zhì)，在其上記錄有用來執(zhí)行檢測圖像形成裝置的打印頭的狀態(tài)的方法的計算機可讀程序，該圖像形成裝置具有用來產(chǎn)生電能的電源單元、以及用來中繼所產(chǎn)生的電能并且產(chǎn)生多個加熱器驅(qū)動信號的頭板單元，該方法包含產(chǎn)生電能；產(chǎn)生用以分別驅(qū)動打印頭中的多個加熱器的每個加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述產(chǎn)生每個加熱器驅(qū)動信號包含產(chǎn)生包含加熱器的狀態(tài)信息的噴嘴控制信號；以及利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號。
28.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述圖像形成裝置具有嵌入在頭板單元中的、用來穩(wěn)定在電能產(chǎn)生操作中產(chǎn)生的電能的電容器，并且在產(chǎn)生電能之后延遲充電電容器所需的時間之后，進(jìn)行所述產(chǎn)生每個加熱器驅(qū)動信號。
29.如權(quán)利要求26所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息來檢測每個加熱器的狀態(tài)包含檢測流經(jīng)置于電源單元的接地端與頭板單元的接地端之間的測量電阻器的電流；將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓，并且產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息；以及利用電流信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
30.如權(quán)利要求29所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述將所檢測的電流轉(zhuǎn)換為電壓并且產(chǎn)生所轉(zhuǎn)換的電壓作為電流信息包含放大所轉(zhuǎn)換的電壓，并且產(chǎn)生所放大的電壓作為電流信息。
31.如權(quán)利要求27所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述產(chǎn)生包含加熱器的狀態(tài)信息的噴嘴控制信號包含產(chǎn)生用以依次驅(qū)動加熱器的噴嘴控制信號，并且重復(fù)執(zhí)行以下步驟直至檢測了所有加熱器的狀態(tài)利用所產(chǎn)生的噴嘴控制信號，產(chǎn)生加熱器驅(qū)動信號；根據(jù)加熱器驅(qū)動信號，驅(qū)動每個加熱器；以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測每個加熱器的狀態(tài)。
32.如權(quán)利要求31所述的計算機可讀記錄介質(zhì)，其中所述利用電流信息檢測每個加熱器的狀態(tài)包含如果在電源單元與頭板單元之間流動的電流低于預(yù)定參考電流，則利用電流信息來確定當(dāng)前驅(qū)動的加熱器處于不正常狀態(tài)。
全文摘要
一種檢測打印頭的狀態(tài)的方法以及使用該方法的圖像形成裝置。該圖像形成裝置包含電源單元，用來產(chǎn)生電能；打印頭單元，具有多個加熱器，用來根據(jù)相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號產(chǎn)熱；頭板單元，用來將所產(chǎn)生的電能傳送到打印頭單元，以及根據(jù)噴嘴控制信號產(chǎn)生相應(yīng)的多個加熱器驅(qū)動信號；以及控制器，用來產(chǎn)生包含多個加熱器的驅(qū)動信息的噴嘴控制信號，將所產(chǎn)生的噴嘴控制信號輸出到頭板單元，以及利用關(guān)于在電源單元與頭板單元之間流動的電流的信息，檢測各個加熱器是否處于正常狀態(tài)。相應(yīng)地，可以在不去除嵌入在圖像形成裝置的墨盒中的穩(wěn)源電容器的情況下，檢測產(chǎn)生墨水泡的加熱器的狀態(tài)，并且可以在圖像形成裝置中實現(xiàn)檢測功能。
文檔編號B41J2/05GK1919603SQ20061012148
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
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