CN1799843A - 喷墨头的温度控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种喷墨头的温度控制方法及其装置，所述喷墨头的温度控制装置，该喷墨头设置于打印机上并受控于该打印机的打印驱动器而在打印区间对媒体进行打印，包括一温度感测装置、一控制装置、多个温度电压对照表以及一电压转换单元。该温度感测装置用以感应该喷墨头的温度。该控制装置耦接该温度感测装置，依据该喷墨头的工作状态，而由该等温度电压对照表其中之一撷取该喷墨头的温度所对应的电压值。该电压转换单元耦接一电源与该控制装置，并输出对应于该电压值的电压至该喷墨头，以控制该喷墨头的温度。本发明解决了已知喷墨头温度控制的缺点。

Description

喷墨头的温度控制方法及其装置

技术领域

本发明为一种喷墨头的温度侦测装置及方法，特别是利用查表方式来控制喷墨头温度的装置和方法。

背景技术

喷墨打印机是透过对喷嘴(nozzle)加温，使墨水喷出，打印在一打印媒体上。由于打印机并非时常处于使用状态，因此打印机在从非打印状态到打印状态时，必须先对喷嘴加热，使喷嘴温度到达打印温度才能进行打印。但喷嘴的打印温度远大于室温，如果在打印时才对喷嘴加温，对于打印速度上会造成时间的浪费，因此如何能使喷嘴温度维持在对应喷墨头状态的一操作温度，使其能快速到达打印温度则成了打印机制造商努力的目标。

图1为已知关于喷墨头喷嘴的温度控制的流程图，本流程图为美国专利5774137号说明书中所提及的温度控制流程图。步骤S 11为一开始***先读取从喷墨头侦测到的温度值，接着***判断此时喷墨头的电压是否为V1。如果是，接着判断此时的温度是否小于或等于一温度值T2，如果温度值小于或等于T2的话，回到步骤S11继续温度控制的流程。如果不是的话，进行步骤S13，此时***会输出一控制信号，使得喷墨头上的电压转换成V2，然后回到步骤S11继续温度控制的流程。如果判断此时喷墨头电压不是V1时，接着判断当时喷墨头温度是否大于或等于T1，如果是的话，回到步骤S11继续温度控制的流程。如果不是的话，此时***会输出一控制信号，使得喷墨头上的电压转换成V1，然后回到步骤S11继续温度控制的流程。由上述可知，本方法是先订定一上限温度值与一下限温度值，当侦测喷墨头温度低于该下限温度值时，对喷墨头输出一第一电压对喷墨头加温，当侦测喷墨头温度到达一上限温度值时，降低对喷墨头的输出电压，输出一第二电压对喷墨头降温。这个方式虽然可以达到温度控制的效果，使喷墨头的温度经常保持在预定范围内，但是持续对喷墨头输出电压也造成了不必要的功率浪费。而且这种方式也无法依据喷墨头的状态模式来作相对应的温度控制，造成对喷墨头不必要的加温动作或是在喷墨头喷嘴有阻塞时仍持续输出电压造成喷墨头喷嘴烧毁。

图2为另一已知关于墨头喷嘴温度控制的方法的信号波形图。本方法是由***送出一加热脉冲电压，对喷嘴加热使喷嘴能经常保持在一限制温度之上。在21的方法中，***以一特定频率送出一加热脉冲电压，维持喷墨头温度在一限制温度。利用本方法虽然可以达到保持喷墨头温度在一限制温度的上的目的，但持续性的送出脉冲电压无法对于功率的消耗达到更佳的控制。在22方法中，为了改善前述方法，***只在有打印信号出现前才送出一加热脉冲电压信号23，一样可以达到如21的方法的效果，而且只需要更少的功率。虽然利用前述的方式可以减少部分功率消耗，一但喷墨头长时间处于非打印状态，喷墨头在打印前接收到的加热脉冲电压便可能无法及时让喷墨头在一定时间内到达预定的温度，使得打印时喷嘴温度可能过低而无法滴墨(firing)，造成打印时间增加。

发明内容

为了解决上述喷墨头温度控制的缺点，本发明提供了一种喷墨头的温度侦测装置及方法，特别是利用查表方式来控制喷墨头温度的装置和方法。

本发明提供一种喷墨头的温度控制装置，该喷墨头设置于打印机上并受控于该打印机的打印驱动器而在打印区间对媒体进行打印，包括一温度感测装置，用以感应该喷墨头的温度；多个温度电压对照表；一控制装置，耦接该温度感测装置，依据该喷墨头的工作状态，而由该等温度电压对照表其中之一撷取该喷墨头的温度所对应的电压值；以及一电压转换单元，耦接一电源与该控制装置，并输出对应于该电压值的电压至该喷墨头，以控制该喷墨头的温度。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，多个温度电压对照表中，包括一打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于打印区间时，该控制装置撷取该打印区间温度电压对照表，该电压转换单元依据该打印区间温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度维持在一特定打印温度。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，多个温度电压对照表中，包括一非打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间时，该控制装置撷取该非打印区间温度电压对照表，该电压转换单元依据该非打印区间温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度快速升温致一既定温度。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，多个温度电压对照表中，包括一清洁模式温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间且进入清洁模式时，该控制装置撷取该清洁模式温度电压对照表，该电压转换单元依据该清洁模式温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度增加，以清洁该喷墨头的喷嘴。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，在清洁模式下，当该喷墨头的温度大于一上限值时，该控制装置控制该电压转换单元使其输入的电压降低，以避免该喷墨头的喷嘴烧毁。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，该电压转换单元透过该打印驱动器而提供电压至该喷墨头。

本发明所述的喷墨头温度控制装置，该打印驱动器是透过多条像素选择线，将该电压转换单元提供的电压传送至该喷墨头。

本发明更提供一种喷墨头的温度控制方法，该喷墨头设置于打印机上并受控于该打印机的打印驱动器而在打印区间对媒体进行打印，上述方法包括下列步骤：(a)提供多个温度电压对照表；(b)依据该喷墨头的工作状态，选择该等温度电压对照表其中之一；(c)取得该喷墨头的温度；(d)依据该喷墨头的温度，从该温度电压对照表中撷取对应的电压值；以及(e)提供对应于该电压值的电压给该喷墨头，以控制该喷墨头的温度。

本发明所述的喷墨头温度控制方法，该温度电压对照表中，包括一打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于打印区间时，重复步骤(c)～(e)，使该喷墨头的温度维持在一特定打印温度。

本发明所述的喷墨头温度控制方法，该温度电压对照表中，包括一非打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间时，重复步骤(c)～(e)，使该喷墨头的温度快速到达一既定温度。

本发明所述的喷墨头温度控制方法，该温度电压对照表中，包括一清洁模式温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间且进入清洁模式时，重复步骤(c)～(e)，使该喷墨头的温度增加，以清除该喷墨头的喷嘴。

本发明所述的喷墨头温度控制方法，在清洁模式下，当该喷墨头的温度大于一上限值时，降低提供给该喷墨头的电压，以避免该喷墨头的喷嘴烧毁。

本发明解决了已知喷墨头温度控制的缺点。

附图说明

图1为已知关于喷墨头喷嘴的温度控制的流程图；

图2为另一已知关于墨头喷嘴温度控制的方法的信号波形图；

图3为根据本发明的一实施例的控制方块示意图；

图4为根据本发明的一实施例的温度与电压反应图；

图5为根据本发明的一实施例在打印区间的温度控制流程图；

图6为根据本发明的一实施例在非打印区间的温度控制流程图；

图7为根据本发明的一实施例在喷墨头清洁模式(spit mode)的温度控制流程图；

图8为根据本发明的一实施例在喷墨头阻塞时的温度控制流程图；

图9为本实施例的一可调电压输出电路；

图10为本实施例的一可调电压输出电路。

具体实施方式

图3为根据本发明的一实施例的控制方块示意图。控制器31接收一模式状态信号后，在存有多种模式的温度电压对照表的一温度电压对照表单元35中，选择对应该模式状态信号的一温度电压对照表。接着侦测喷墨头的温度，控制器31根据喷墨头34传送回来的温度值，查询对应的温度电压对照表后，得到一对应电压值。控制器31将该对应电压值传送至电压转换单元32，电压转换单元32根据接收到的电压值，输出对应的电压至喷墨头驱动器33，借以驱动喷墨头34。

在本实施例中，温度电压对照表单元35中存放有不同模式的温度电压对照表，例如打印区间的温度电压对照表、非打印区间的温度电压对照表或是喷墨头清洁模式的温度电压对照表。在不同模式下使用不同的温度电压对照表，可使控制器31更能针对喷墨头34的状态作最佳的电源管理，维持喷墨头34的温度。以下以图4作解释。图4为根据本发明的一实施例的温度与电压反应图。图4中，41、42和43分别代表非打印区间、打印区间和非打印区间的温度电压变化。在区域41中，当喷墨头温度小于t1时，输出一定电压V1至喷墨头对喷墨头加温，当喷墨头温度到达t1时，逐渐减少输出至喷墨头的电压，当喷墨头的温度到达一预备打印温度t2时，输出一定电压V2至喷墨头维持该预备打印温度。在区域42中，喷墨头持续接收一定电压而维持在一固定温度t2，但此时对喷墨头仍是属于加热情形，在时间T1时，喷墨头温度持续升高至一打印温度t3。但为避免持续加热造成喷墨头毁损，在喷墨头温度到达t4时，再次降低输出至喷墨头的电压，当喷墨头温度到达t5时，使其输出维持一打印电压V3。虽然输出至喷墨头的电压减少，但喷墨头温度仍持续上升，喷墨头温度持续上升并维持喷墨头温度在打印温度t3。在时间T2时，喷墨头进行喷墨动作，喷墨头的温度迅速下降，因此增加输出至喷墨头的电压至V2。在区域43时，侦测到喷墨头的温度低于t1，因此又增加输出至喷墨头的电压至V1，使喷墨头的温度快速到达一准备打印温度t2。

为了更清楚的说明本实施例，以下以喷墨头在不同区间内的控制流程图作说明。图5为根据本发明的一实施例在打印区间的温度控制流程图。在步骤S51中，控制器先侦测喷墨头的温度，接着执行步骤S52，查询打印区间温度电压对照表找出一对应电压值传送至一电压转换单元。接着在步骤S53中，电压转换单元输出对应该电压值的电压至一喷墨头驱动器，由该喷墨头驱动器驱动该喷墨头，重复步骤S51至步骤S53，使喷墨头温度维持在一打印温度，如图4中所示的温度t3。

图6为根据本发明的一实施例在非打印区间的温度控制流程图。在步骤S61中，控制器先侦测喷墨头的温度，接着执行步骤S62，查询非打印区间温度电压对照表找出一对应电压值传送至一电压转换单元，接着在步骤S63中，电压转换单元输出对应该电压值的电压至一喷墨头驱动器，由该喷墨头驱动器驱动该喷墨头，重复步骤S61至步骤S63，使喷墨头温度维持在一预备打印温度，如图4中所示的温度t2。当喷墨头温度维持在该预备打印温度时，喷墨头在进入一打印区间只需增加预备打印温度(如t2)与打印温度(如t3)的温度差，便可加快喷墨头在打印区间的升温速度，达到加速打印的目的。

图7为根据本发明的一实施例在喷墨头清洁模式的温度控制流程图。在步骤S71中，控制器先侦测喷墨头的温度，接着执行步骤S72，查询喷墨头清洁模式温度电压对照表找出一对应电压值传送至一电压转换单元，接着在步骤S73中，电压转换单元输出对应该电压值的电压至一喷墨头驱动器，由该喷墨头驱动器驱动该喷墨头，使该喷墨头升压而温度上升。喷墨头在进入打印区间之前会先进行喷墨头清洁动作(亦即喷墨头位于喷墨头清洁模式)，使喷墨头上的喷嘴进行喷墨动作，借由这样的动作不但可以对喷墨头进行清洁，也可以借此提高喷墨头温度，达到加快打印速度的目的。

由于喷墨头在喷墨头清洁模式下所接受的电压通常较打印区间或非打印区间时接受的电压来的高，以达到清洁喷墨头喷嘴的效果。但如果喷墨头的喷嘴阻塞，喷墨头上的喷嘴上无法借由滴墨(firing)方式来散去热能降低温度，就可能使得喷嘴被烧毁而无法使用。为了避免这样的情形发生，本实施例提供一种喷墨头阻塞时的温度控制流程。图8为根据本发明的一实施例在喷墨头阻塞时的温度控制流程图。首先，执行步骤S81侦测喷墨头温度，接着使该喷墨头进入喷墨头清洁模式(步骤S82)，判断该喷墨头是否仍阻塞(步骤S83)。若喷墨头已排除阻塞，则执行步骤S84，使喷墨头进入打印区模式。若喷墨头仍为阻塞，则侦测喷墨头温度(步骤S85)，并查询一喷墨头阻塞模式温度对照表(步骤S86)，使电压转换单元输出对应该电压值的电压至一喷墨头驱动器(步骤S87)，重复步骤S85至步骤S87，降低喷墨头温度，避免发生喷墨头烧毁的情形发生。

在本实施例中，图3中的电压转换单元32为一具有可调整电压输出的电路，由电压转换单元32输出电压至喷墨头驱动器33，再由喷墨头驱动器33将电压输出至喷墨头的像素选择(PrimitiveSelect)端，达到控制喷墨头温度的目的。本实施例则以具体的电路说明该电压转换单元32，并说明本实施例揭露的电路的优点。

图9为本实施例的一可调电压输出电路。Vin耦接打印机提供的电源，Vout则为输出至喷墨头驱动器的电压。Q1为负责电源输入的开关晶体管，需承受大电流输入。Q2为负责反馈调整Q1的晶体管，因不需承受如Q1承受的大电流，因此为一小型晶体管。R1为一电阻，用以调整A点电压。输出电压Vout的大小是根据输入电压Vin透过晶体管Q1导通的多少，而晶体管Q1的导通程度又取决于A点电压，A点的电压则与B点电压有关。以R2、R3与Q3为例说明，当S1为high时，Q3导通，B点电压为输出电压Vout电压的分压，由B点电压决定晶体管Q2的导通程度。晶体管Q2的导通程度则影响A点的电压，A点电压影响到Q1的导通程度，直接影响到输出电压Vout。借由这样的电压反馈控制，便可以利用R2与R3的大小调整所需的电压Vout。同理，(R4，R5，Q4)、(R6，R7，Q5)、(R8，R9，Q6)和(R10，R11，Q7)的作用亦同于(R2，R3，Q3)，利用这样的方式便可利用R2～R 11的电阻值大小来调整所需要的输出电压Vout。举例来说，若今天的输出电压Vout只需要利用(R2，R3，Q3)的电路即可达成，那控制器便输出选择信号S1～S5为〔10000〕即可。若今天的输出电压Vout必须利用到(R8，R9，Q6)和(R10，R11，Q7)的电路才能完成，那控制器便输出选择信号S1～S5为〔00011〕即可。本可调电压输出电路的优点为电路简单，且可借由调整(R2，R3)、(R4，R5)、(R6，R7)、(R8，R9)和(R10，R11)的电阻大小决定不同的输出电压Vout。

图10为本实施例的一可调电压输出电路。Vin耦接打印机提供的电源，Vout则为输出至喷墨头驱动器的电压。控制器101将查表得到的电压值传送至数字模拟转换器102，输出一电压至运算放大器103来做为输入到MOS晶体管M1的栅极，借由输入到M1栅极的电压大小来决定MOS晶体管导通的程度，以控制输出至喷墨头驱动器的电压Vout。借由本电路可更精准的控制输出电压Vout，也可以达到简化电路的目的。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

S11～读取侦测到的温度值

S12～输出控制信号，将电压V转换成V1

S13～输出控制信号，将电压V转换成V2

23～加热脉冲电压信号

31～控制器

34～喷墨头

32～电压转换单元

35～温度电压对照表单元

33～喷墨头驱动器

S51～侦测喷墨头温度

S52～查询打印区间温度电压对照表

S53～电压转换单元输出对应电压至喷墨头驱动器

S61～侦测喷墨头温度

S62～查询非打印区间温度电压对照表

S63～电压转换单元输出对应电压至喷墨头驱动器

S71～侦测喷墨头温度

S72～查询喷墨头清洁模式温度电压对照表

S73～电压转换单元输出对应电压至喷墨头驱动器

S81～侦测喷墨头温度

S82～喷墨头进入喷墨头清洁模式

S83～判断喷墨头是否阻塞

S84～喷墨头进入打印区模式

S85～侦测喷墨头温度

S86～查询喷墨头阻塞模式温度电压对照表

S87～电压转换单元输出对应电压至喷墨头驱动器

S1、S2、S3、S4、S5～选择信号

101～控制器

102～数字模拟转换器

103～运算放大器

Claims (12)

1、一种喷墨头的温度控制装置，该喷墨头设置于打印机上并受控于该打印机的打印驱动器而在打印区间对媒体进行打印，其特征在于所述喷墨头的温度控制装置包括：

一温度感测装置，用以感应该喷墨头的温度；

多个温度电压对照表；

一控制装置，耦接该温度感测装置，依据该喷墨头的工作状态，而由该温度电压对照表其中之一撷取该喷墨头的温度所对应的电压值；以及

一电压转换单元，耦接一电源与该控制装置，并输出对应于该电压值的电压至该喷墨头，以控制该喷墨头的温度。

2、根据权利要求1所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：多个温度电压对照表中，包括一打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于打印区间时，该控制装置撷取该打印区间温度电压对照表，该电压转换单元依据该打印区间温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度维持在一特定打印温度。

3、根据权利要求1所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：多个温度电压对照表中，包括一非打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间时，该控制装置撷取该非打印区间温度电压对照表，该电压转换单元依据该非打印区间温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度快速升温致一既定温度。

4、根据权利要求1所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：多个温度电压对照表中，包括一清洁模式温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间且进入清洁模式时，该控制装置撷取该清洁模式温度电压对照表，该电压转换单元依据该清洁模式温度电压对照表中取得的电压值，使该喷墨头的温度增加，以清洁该喷墨头的喷嘴。

5、根据权利要求4所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：在清洁模式下，当该喷墨头的温度大于一上限值时，该控制装置控制该电压转换单元使其输入的电压降低，以避免该喷墨头的喷嘴烧毁。

6、根据权利要求1所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：该电压转换单元透过该打印驱动器而提供电压至该喷墨头。

7、根据权利要求6所述的喷墨头温度控制装置，其特征在于：该打印驱动器是透过多条像素选择线，将该电压转换单元提供的电压传送至该喷墨头。

8、一种喷墨头的温度控制方法，该喷墨头设置于打印机上并受控于该打印机的打印驱动器而在打印区间对媒体进行打印，其特征在于所述喷墨头的温度控制方法包括下列步骤：

步骤一：提供多个温度电压对照表；

步骤二：依据该喷墨头的工作状态，选择该温度电压对照表其中之一；

步骤三：取得该喷墨头的温度；

步骤四：依据该喷墨头的温度，从该温度电压对照表中撷取对应的电压值；以及

步骤五：提供对应于该电压值的电压给该喷墨头，以控制该喷墨头的温度。

9、根据权利要求8所述的喷墨头温度控制方法，其特征在于：该温度电压对照表中，包括一打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于打印区间时，重复步骤三至步骤五，使该喷墨头的温度维持在一特定打印温度。

10、根据权利要求8所述的喷墨头温度控制方法，其特征在于：该温度电压对照表中，包括一非打印区间温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间时，重复步骤三至步骤五，使该喷墨头的温度快速到达一既定温度。

11、根据权利要求8所述的喷墨头温度控制方法，其特征在于：该温度电压对照表中，包括一清洁模式温度电压对照表；当该喷墨头位于非打印区间且进入清洁模式时，重复步骤三至步骤五，使该喷墨头的温度增加，以清除该喷墨头的喷嘴。

12、根据权利要求11所述的喷墨头温度控制方法，其特征在于：在清洁模式下，当该喷墨头的温度大于一上限值时，降低提供给该喷墨头的电压，以避免该喷墨头的喷嘴烧毁。

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