專利名稱：具環(huán)式計數(shù)器及編程電路的打印機(jī)噴墨打印頭識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種識別系統(tǒng)，特別是有關(guān)于一種打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)，用以紀(jì)錄噴墨打印頭的信息并通過電子線路提供給噴墨打印機(jī)的控制器。此打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)包含一個或多個整合至噴墨打印頭芯片的環(huán)式計數(shù)器及編程電路。
背景技術(shù)：
噴墨式打印機(jī)的主要操作原理分為兩種熱氣泡式及壓電式。熱氣泡式是利用加熱電阻將墨水瞬間氣化，產(chǎn)生高壓氣泡推動墨水由噴嘴射出而落于打印媒體上。壓電式是利用壓電陶瓷因施加電壓產(chǎn)生形變，擠壓液體產(chǎn)生高壓而將液體噴出。熱氣泡式及壓電式噴墨方法都被視為一種″有需要才噴墨″的技術(shù)，也就是只有在需要噴墨時才自噴墨打印頭噴射墨水滴。
為了降低打印機(jī)墨盒的制造成本與復(fù)雜度，除了在墨盒的型號或是否含彩色墨水外，通常所有的墨盒都做成相同的構(gòu)造，因此大大的增加識別這些墨盒的困難度。尤其在多顏色的噴墨打印機(jī)中常擁有多個墨盒，因此這些噴墨打印機(jī)的控制器需要由墨盒提供參數(shù)供控制器識別與處理，這些參數(shù)包括墨盒種類、構(gòu)造、分辨率與噴嘴的數(shù)目等等。
過去的公知技術(shù)中，已做過許多嘗試將識別系統(tǒng)實(shí)施于噴墨打印頭芯片中。如圖1所示即為過去所公知的打印機(jī)系統(tǒng)方塊圖。識別電路16及主要電子電路控制器12、噴墨打印頭驅(qū)動電路13、噴墨打印頭電阻數(shù)組14及溫度感測電路15。工作方式為由控制器12通過總線20送數(shù)字信息至噴墨打印頭驅(qū)動電路13。之后，這數(shù)字信息被噴墨打印頭驅(qū)動電路13在驅(qū)動線17上轉(zhuǎn)換成模擬脈沖，噴墨打印頭驅(qū)動電路是由多任務(wù)器、準(zhǔn)位調(diào)整及輸出緩沖電路構(gòu)成，并用來產(chǎn)生模擬脈沖。此模擬脈沖用以提供足夠的時間及能量去加熱噴墨打印頭電阻數(shù)組14上的墨水。理論上，總線20包含已編程的地址線及電源線，而由噴墨打印頭驅(qū)動電路13所輸出的地址線當(dāng)做行，電源線當(dāng)做列所構(gòu)成矩陣單元數(shù)目與噴墨打印頭電阻數(shù)組14加熱單元數(shù)目是相當(dāng)?shù)?，也就是?dāng)譯碼之后，此矩陣單元數(shù)目必須大于或等于在噴墨打印頭電阻數(shù)組的加熱電阻的數(shù)目。
噴墨打印頭11包含噴墨打印頭電阻數(shù)組14，識別電路16及溫度感測電路15。模擬脈沖信息通過驅(qū)動線17傳至噴墨打印頭電阻數(shù)組14以使噴墨頭工作，同時這信息也通過耦合線路18傳至識別電路16上，另外整合于噴墨打印頭芯片內(nèi)的溫度感測電路15將噴墨打印頭溫度的數(shù)據(jù)傳回控制器12。識別電路16及溫度感測電路15的輸出19是共享同一焊墊且多任務(wù)的。
圖2為公知的四位識別系統(tǒng)電路圖。此圖僅圖標(biāo)四條地址驅(qū)動線17，包含A1到A4，這地址驅(qū)動線的數(shù)目和噴墨打印頭電阻數(shù)組14中的行地址線數(shù)目相關(guān)。此識別系統(tǒng)包含一系列可編程的路徑18，這路徑的每一條都包括可編程的保險絲及主動器件。此可編程的保險絲F1及F2，理論上是通過光罩定義，而可編程保險絲F3及F4是由復(fù)晶硅或類似適合的材料通過可編程電路所定義的。而主動器件為場效晶體管(Field Effect Transistor)Q1-Q4，其和可編程保險絲串行構(gòu)成一數(shù)字碼。此數(shù)字碼是由主動器件Q1-Q4所產(chǎn)生的，提供給噴墨打印機(jī)相關(guān)參數(shù)包含墨盒種類、構(gòu)造、分辨率與噴嘴的數(shù)目等等。可編程路徑的第二個端點(diǎn)是接到場效晶體管的漏極端，其輸出端接一個用以放電用的場效晶體管Q5的漏極、反相用的輸出晶體管Q6的柵極，然后輸出端S接至打印機(jī)的控制器。
由于以此方式所制造的識別電路需由光罩及可編程電路來定義，過于復(fù)雜且昂貴，因此需要有一種較為便宜且有效率的方式來產(chǎn)生此識別電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)，將溫度感測電路及識別系統(tǒng)(含環(huán)式計數(shù)器及編程電路)整合為單一芯片，提供噴墨打印頭的相關(guān)信息給控制器，防止噴墨打印頭過熱的情形發(fā)生。
本發(fā)明的次一目的在提供一種打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)，將溫度感測電路及識別系統(tǒng)(含環(huán)式計數(shù)器及編程電路)整合為單一芯片，無需由光罩及可編程電路來定義，以簡化電路，減低成本。
為達(dá)成上述目的及其它目的，本發(fā)明的第一觀點(diǎn)提供一種打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)，用以識別裝置于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭的方法與結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用于噴墨打印機(jī)的噴墨打印頭是一單芯片的積成電路，包含噴墨打印頭電阻數(shù)組及相對應(yīng)的行地址線、列電源選擇線、溫度感測電路及識別系統(tǒng)。行地址線用以傳輸信息，此信息是通過控制器、噴墨打印頭驅(qū)動電路傳輸至噴墨打印頭電阻數(shù)組。
識別系統(tǒng)至少從行地址線接收數(shù)個時脈信息，此系統(tǒng)是整合于噴墨打印頭芯片之中，包含環(huán)式計數(shù)器及編碼電路。環(huán)式計數(shù)器中只有第一個位被設(shè)定為邏輯″1″，其余都被設(shè)定為邏輯″0″，通過行地址線傳輸過來的時脈信息會將邏輯″1″的這個狀態(tài)依次循環(huán)在環(huán)內(nèi)傳遞，因此只要是邏輯″1″的位置，即能讀出地址編程電路所在的數(shù)字碼。
編程電路是利用主動器件來編程，主動器件通常是場效晶體管，若將場效晶體管源極端接電源端即為邏輯″1″，反之源極端的接地端即為邏輯″0″。編程電路的輸出接一個用以放電用的場效晶體管及反相用的輸出晶體管，而輸出端S接至打印機(jī)的控制器。此輸出端點(diǎn)是與噴墨打印頭芯片中的溫度感測電路共享。
依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，噴墨打印頭中的識別系統(tǒng)將識別信息提供給噴墨打印機(jī)識別用。該集成電路包含噴墨打印頭電阻數(shù)組及相對應(yīng)的行地址線、列電源選擇線、溫度感測電路及識別系統(tǒng)。行地址線除傳輸噴墨打印頭的驅(qū)動電路與噴墨打印頭電阻數(shù)組之間的信息外，另提供多個時脈信息來控制識別系統(tǒng)中的環(huán)式計數(shù)器的運(yùn)作。環(huán)式計數(shù)器用以控制編程電路的已設(shè)定的編程信息輸出。此輸出信息與溫度感測電路的輸出端共享，以多任務(wù)方式將識別信息傳回打印機(jī)的控制器中。


圖1是公知的打印機(jī)系統(tǒng)方塊圖；圖2是公知的四位識別系統(tǒng)電路圖；
圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的打印機(jī)系統(tǒng)方塊圖；圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的四位識別系統(tǒng)電路圖；圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)式計數(shù)器邏輯″1″電路圖；圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)式計數(shù)器邏輯″0″電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例如圖3所示。整個噴墨打印機(jī)包含兩個部份，一為打印機(jī)(不含噴墨打印頭)10，另一為單芯片的噴墨打印頭11。打印機(jī)10部份，包含控制器12及噴墨打印頭驅(qū)動電路13；控制器12是將打印的相關(guān)數(shù)據(jù)命令通過信息總線20送數(shù)字信息至噴墨打印頭驅(qū)動電路13上；而噴墨打印頭驅(qū)動電路13將自控制器12接收的打印相關(guān)數(shù)據(jù)命令轉(zhuǎn)換成適當(dāng)格式化的模擬脈波信息，此模擬脈波被多任務(wù)譯碼，經(jīng)過各行地址線17將模擬脈波信息傳至噴墨打印頭電阻數(shù)組14，這模擬脈波的時間寬度及電壓電平足以使電阻上方的墨水加熱至沸騰而產(chǎn)生氣泡，因而驅(qū)使墨水通過噴嘴噴射而出。
因?yàn)楦鞣N噴墨打印頭具有不同電阻值的加熱噴墨打印頭電阻數(shù)組，因此需要不同的模擬脈波信息，因此必須通過輸出電子線路提供噴墨打印頭的相關(guān)信息給控制器。而此種信息對打印機(jī)相當(dāng)重要，其有助于控制器重新調(diào)整模擬脈波使之適用于特定的噴墨打印頭。因此如圖3所示，包括溫度感測電路15及識別系統(tǒng)(含環(huán)式計數(shù)器22及編程電路23)，都通過多任務(wù)且共有的輸出線19將噴墨打印頭的信息傳至控制器。通常將噴墨打印頭電阻數(shù)組14、其對應(yīng)的行地址線17、列電源線(未出現(xiàn)于圖中)、溫度感測電路15及識別系統(tǒng)(含環(huán)式計數(shù)器22及編程電路23)整合為單一芯片。溫度感測電路15通常是一電阻，材質(zhì)為金屬或復(fù)晶硅，目的是用來感測噴墨打印頭芯片11打印時的溫度，并將此模擬信息通過輸出線19提供給控制器12來防止噴墨打印頭過熱的情形發(fā)生。
圖4為四位識別系統(tǒng)的電路圖實(shí)施例，此識別系統(tǒng)是通過至少三條地址線17來接收噴墨打印頭驅(qū)動電路13的脈波信息，此脈波信息會讓環(huán)式計數(shù)器22的邏輯″1″及邏輯″0″循序且周而復(fù)始的移動。圖5為環(huán)式計數(shù)器的邏輯″1″電路圖，當(dāng)輸入脈波信息通過地址線A3加至晶體管Q7，會使晶體管Q7導(dǎo)通，IN端會在晶體管Q7關(guān)閉之后，由于輸入晶體管Q9的柵極寄生電容的效應(yīng)，輸入晶體管Q9的電壓電平將保持在高電壓電平。此電平將通過A1/A2的脈波，自IN端轉(zhuǎn)移至輸出端O/OUT。當(dāng)A1的脈波將晶體管Q8/Q10導(dǎo)通，則IN端的晶體管Q9高電壓電平將使得晶體管Q12的柵極出現(xiàn)低電壓電平，隨后A2的脈波將晶體管Q11/Q13導(dǎo)通，則晶體管Q12的柵極低電壓電平將使得輸出端O/OUT出現(xiàn)高電壓電平，其中的輸出端OUT連接至編程電路的編程單元晶體管Q1的柵極上，目的是將編程單元晶體管Q1的數(shù)字碼讀出，以晶體管Q1而言，其源極是接電壓源VDD，因此數(shù)字碼即為邏輯″1″。如圖6為環(huán)式計數(shù)器的邏輯″0″電路圖，在晶體管Q1的數(shù)字碼讀出的后，緊接著A1的脈波將環(huán)式計數(shù)器下一級的邏輯″0″晶體管Q8/Q10導(dǎo)通，則IN端的晶體管Q9低電壓電平將使得晶體管Q12的柵極出現(xiàn)高電壓電平，隨后A2的脈波將晶體管Q11/Q13導(dǎo)通，則晶體管Q12的柵極高電壓電平將使得輸出端O/OUT出現(xiàn)低電壓電平，因此無法讀出其相對應(yīng)的數(shù)字碼。整個環(huán)式計數(shù)器單元中，除第一個單元為邏輯″1″外，其余都為邏輯″0″，因此也惟有第一個單元邏輯″1″所在編程單元的數(shù)字碼才能被讀出，其余都為邏輯″0″，無法讀出其數(shù)字碼?；旧显诰幊屉娐?3中，每一個環(huán)式計數(shù)器單元都對應(yīng)一個編程單元Q1-Q4。在編程電路的輸出端接一個用以放電用的場效晶體管Q5、反相用的輸出晶體管Q6，而后與溫度感測電路15，多任務(wù)且共享接至打印機(jī)的輸出端S。
通過以上較佳的具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非將所公開的較佳具體實(shí)例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反的，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的變化都在本發(fā)明權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種整合式噴墨頭單芯片，其特征在于至少包括一個噴墨頭電阻數(shù)組，包括一系列的電阻單元及主動器件；一系列的行地址線及列電源線，用以選擇特定的電阻單元；一個溫度感測電路，用以偵測噴墨頭單芯片的溫度；一個識別系統(tǒng)，用以識別噴墨頭的種類，該識別系統(tǒng)包含多位的環(huán)式計數(shù)器及多位經(jīng)過設(shè)定的編程電路，用以響應(yīng)行地址線傳輸過來的控制信號而將編程信息循序的傳送至輸出線。
2.如權(quán)利要求1所述的整合式噴墨頭單芯片，其特征在于所述行地址線傳輸過來的控制信息包含至少三個時脈息包。
3.如權(quán)利要求1所述的整合式噴墨頭單芯片，其特征在于所述編程電路的主動器件輸出是接到一個放電主動器件及一個反相主動器件，此輸出線是與溫度感測電路的輸出線多任務(wù)且共享。
4.如權(quán)利要求1所述的整合式噴墨頭單芯片，其特征在于所述環(huán)式計數(shù)器包含多個主動器件，主動器件包括晶體管、雙載子接面晶體管及二極管等。
5.如權(quán)利要求1的整合式噴墨頭單芯片，其特征在于所述編程電路包含多個主動器件，主動器件包括晶體管、雙載子接面晶體管及二極管等。
全文摘要
本發(fā)明公開一種打印機(jī)噴墨打印頭識別系統(tǒng)，用以紀(jì)錄噴墨打印頭信息并通過電子線路提供給噴墨打印機(jī)的控制器。此打印機(jī)的噴墨打印頭識別系統(tǒng)包含一個或多個整合至噴墨打印頭芯片的環(huán)式計數(shù)器及編程電路。環(huán)式計數(shù)器的功能主要是控制輸出的時脈信息，而編程電路是將噴墨打印頭的識別信息以數(shù)字碼的形態(tài)紀(jì)錄。在一實(shí)施例中，數(shù)個環(huán)式計數(shù)器及編程電路接收來自打印機(jī)的控制信號，并通過地址線連續(xù)且循序的時脈將編程電路的信息以串行的方式輸出至打印機(jī)的電子線路。
文檔編號B41J2/07GK1789000SQ20041010120
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者謝正雄, 黃進(jìn)文, 蔡明宏, 林建中 申請人:樺晶科技股份有限公司