用以提供噴墨印表機的噴嘴電壓的裝置及方法
2023-06-02 10:22:51 1
專利名稱：：用以提供噴墨印表機的噴嘴電壓的裝置及方法
技術領域：
：本發明涉及一種電壓供應裝置，並且涉及一種用以提供印表機的噴墨頭電壓的電壓供應裝置。
背景技術：
：熱氣泡式噴墨印表機(thermalinkjetprinter)是一種目前很普遍的印表機。一般而言，黑白噴墨印表機包含一個提供黑色墨水的噴墨頭(printhead)，彩色噴墨印表機則進一步包含幾個提供基本色彩的墨水的噴墨頭。每個黑色或彩色的噴墨頭通常又各自包含多個噴嘴(nozzle)。目前市面上大多數的噴墨印表機都提供了多種不同的列印模式供使用者選擇；每一種列印模式各自對應於不同的解析度與列印品質。根據不同的解析度設定，每次列印時被使用的噴嘴數量都會隨之改變。也就是說，根據使用者選擇的列印模式，印表機會在每次列印時控制不同的噴嘴開或關。各個噴嘴所噴出的細小墨滴在紙張上集合起來，才成為完整的文字或圖形。由於每個文字和圖形各不相同，每次使用的噴嘴的組合與噴嘴數量也是不固定的。熱氣泡式噴墨印表機的工作原理是提供電壓脈衝給各噴嘴中的加熱電阻(heater)，使該加熱電阻迅速產生熱量。噴嘴中的加熱電阻經加熱後會在噴嘴內側產生一個小氣泡，將噴嘴出口端的墨水擠壓出來噴向紙面，在紙張上形成圓形墨點。在電壓脈衝結束之後，加熱電阻也隨之冷卻，使噴嘴內的溫度迅速降低、氣泡消失，也使得墨水沿著墨道再次回填至噴嘴出口內側。請參閱圖1。圖1示出了現有技術中的電壓源10與噴墨頭11中各個噴嘴(如111、112、113)的連接關係。電壓源10用以提供電壓脈衝給各噴嘴。每個噴嘴都各自包含一加熱電阻(如111A、112A、113A)與一開關(如111B、112B、113B)。以噴嘴111為例。在開關111B未導通時，加熱電阻111A與接地端之間並未導通，因此，不會有電流流過加熱電阻111A，加熱電阻111A的兩端也沒有電壓降。假設在某一次控制噴墨頭11的操作中，噴嘴111被設定為將被使用的噴嘴，開關111B就會被關上，使加熱電阻111A通過開關111B與接地端形成通路。接著，電壓源10會提供電流，在加熱電阻111A的兩端形成電壓降。噴嘴111中的墨水受到加熱電阻111A加熱後產生的汽泡所推擠，即由噴嘴111的噴墨口噴出，形成墨滴。於實際應用中，各噴嘴中的開關可能如圖2所示，是由一子開關(如111C、112C、113C)與一金屬氧化物半導體(MOS)組件(如111D、112D、113D)所組成。當子開關111C被關上時，MOS組件111D的柵極(Gate)與電壓源10相連接，使得MOS組件111D進入導通狀態，藉此，加熱電阻111A即可通過MOS組件111D與接地端形成通路。各個噴墨頭內的加熱電阻、金屬氧化物半導體組件，甚至是連接於電壓源10與各噴墨頭之間的排線與相關連接線路，都會對電壓源10形成負載(loading)效應。如本領域的技術人員所知，一個理想電壓源的輸出阻抗為零，因此不論負載值的大小，理想電壓源都能提供固定的電壓值輸出。然而，在實際狀況中，各種連接線路的阻抗與電壓源10的輸出阻抗皆不可能為零；當連接至不同的負載時，電壓源10所提供的電壓值便略有差異。如圖1所示，若噴嘴111與噴嘴112同時被使用，加熱電阻111A與加熱電阻112A為並聯；相較於只有噴嘴111單獨被使用的情況，加熱電阻111A與加熱電阻112A並聯後對電壓源10形成的等效負載只有前者的一半(假設加熱電阻111A與加熱電阻112A兩者的電阻值相同)。由於每個文字和圖形各不相同，每次被使用的噴嘴的數量是不固定的。每次被使用的噴嘴的數量有所變化時，會對電壓源10形成負載的加熱電阻的數量也不同。因此，電壓源10每次在加熱電阻兩端形成的電壓降可能都會受到負載值的影響而有差異。現有的噴墨印表機大多是使用固定的驅動電壓來提供列印時噴墨頭所需的驅動能量。若電壓源10提供固定不變的電壓值，受到負載阻抗變化和各種線路阻抗的影響，各加熱電阻所得到的驅動電壓便會不足或太大，使得各噴嘴中的墨滴無法噴出或是墨滴過大。上述現象都會嚴重影響印表機的列印品質。請參閱圖3。圖3示出了另一種具有兩組電壓源的現有技術。電壓源20A用以提供電壓給各加熱電阻；電壓源20B用以選擇性地提供電壓給各金屬氧化物半導體組件的柵極。圖3與圖2的主要差異在於各加熱電阻與各金屬氧化物半導體組件所需要的電壓值不同，因此需要兩組電壓源來提供不同的電壓值。如圖3所示的現有技術同樣也會遭遇前述的電壓變動的問題。
發明內容為解決上述問題，本發明提供一種用以提供噴墨印表機的噴嘴電壓的裝置及方法。根據本發明的裝置及方法是將使用者列印稿件的解析度與各噴嘴的阻抗特性納入考慮。因此，本發明可根據將被使用的噴嘴的數量，預先補償噴嘴的阻抗與各種連接線路的阻抗所造成的電壓變化，藉此提供各噴嘴穩定而正確的電壓值。根據本發明的裝置及方法用以配合包含於一噴墨印表機中的一噴墨頭。該噴墨頭包含多個噴嘴。該噴墨印表機能提供多個列印模式；每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量。根據本發明的第一較佳具體實施例為一電壓供應裝置。該電壓供應裝置包含一查找表(look-uptable)、一選擇模塊以及一可調式電壓供應器。該查找表用以儲存多組對應於該多個列印模式的控制信號。該選擇模塊用以接收一指令；該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式。該選擇模塊並根據該指令，由該多組儲存在該查找表中的控制信號選擇出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一組最終控制信號。該可調式電壓供應器用以根據該組最終控制信號提供至少一電壓給該多個噴嘴。根據本發明的第二較佳具體實施例為一種控制一可調式電壓供應器的方法。一查找表預先提供並且用以儲存多組與所述列印模式相關的控制信號。該方法首先接收一指令；該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式。該方法根據該指令，由該多組儲存在該查找表中的控制信號選擇出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一最終控制信號。該方法接著調整該可調式電壓供應器，使得該可調式電壓供應器提供至少一對應於該組最終控制信號的電壓給該多個噴嘴。本發明的優點與精神可以藉由以下結合附圖對本發明的詳細描述得到進一步的了解。圖1示出了現有技術中的電壓源與各噴嘴的連接關係。圖2進一步示出了圖1中的噴嘴的電路圖。圖3示出了另一現有技術中的電壓源與各噴嘴的連接關係。圖4示出了根據本發明的第一較佳具體實施例的電壓供應裝置的結構圖。圖5示出了根據本發明的第二較佳具體實施例的電壓供應裝置的結構圖。圖6示出了根據本發明的第三較佳具體實施例的方法的流程圖。附圖符號說明10電壓源11噴墨頭111、112、113噴嘴111A、112A、113A加熱電阻111B、112B、113B開關111C、112C、113C子開關111D、112D、113DMOS組件20A第一電壓源20B第二電壓源30電壓供應裝置30A可調式電壓供應器30B選擇模塊30C查找表31指令40電壓供應裝置40A可調式電壓供應器40B選擇模塊40C查找表41指令42第一排線43第二排線S61～S63步驟流程具體實施方式本發明的一主要目的在於提供一種用以提供噴墨印表機的噴墨頭電壓的裝置及方法。根據本發明的裝置及方法用以配合包含於一噴墨印表機中的一噴墨頭。該噴墨頭包含多個噴嘴。該噴墨印表機能提供多個列印模式；每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量。根據本發明的第一較佳具體實施例為一電壓供應裝置。請參閱圖4。圖4示出了根據本發明的第一較佳具體實施例的電壓供應裝置的結構圖。電壓供應裝置30包含一可調式電壓供應器30A、一選擇模塊30B以及一查找表30C。與圖2相同的是，圖4中的每個噴墨頭亦各自包含一加熱電阻、一金屬氧化物半導體組件與一開關。本發明預先計算在噴嘴的數量不同的情況下，所有噴嘴與線路阻抗會對電壓供應裝置30形成多大的負載。接著，再進一步計算出在各種不同負載值的情況下，電壓供應裝置30內部應作多少調整，才能維持理想的電壓輸出值。查找表30C即用以儲存對應於各種不同負載值時，控制電壓供應裝置30的多組控制信號。於實際應用中，可調式電壓供應器30A通過一排線與所述噴墨頭相連接。一般的排線都具有一串聯阻抗，該串聯阻抗也會造成電壓損耗。此外，由於電壓供應裝置30將電壓傳送至各噴墨頭的過程中會受到線路上的寄生電阻、電容的影響，各噴墨頭接收到足夠的電壓(或電流)的時間會稍晚於電壓供應裝置30送出電壓(或電流)的時間。為了及時供應各噴墨頭在開啟的瞬間所需的大電流。根據本發明，查找表30C中亦可儲存與線路上組件的反應延遲時間的相關訊息，以適時提早調整列印時所需的電壓或電流大小，以便補充噴墨頭所需的驅動能量。也就是說，儲存於該查找表中的該多個控制信號亦可能與該排線的串聯阻抗相關。選擇模塊30B用以接收一指令31；指令31表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式。選擇模塊30B並根據指令31，由該多組儲存在查找表30C中的控制信號選擇出一組控制信號做為一組最終控制信號。於實際應用中，查找表30C與選擇模塊30B可被整合為一控制單元。可調式電壓供應器30A用以根據該組最終控制信號提供至少一電壓值給該多個噴嘴。由於上述的第一較佳具體實施例將使用者列印稿件的解析度與噴墨頭的阻抗特性納入考慮。因此，本發明可根據於將被驅動的噴嘴的數量，預先補償因各種阻抗造成的電壓變化，藉此提供各噴嘴穩定而正確的電壓值。請參閱圖5。圖5示出了根據本發明的第二較佳具體實施例的電壓供應裝置的結構圖。根據本發明的第二較佳具體實施例的電壓供應裝置40的工作原理與圖4中的電壓供應裝置30相同。於本實施例中，各加熱電阻與各金屬氧化物半導體組件所需要的電壓值不同，因此電壓供應裝置40提供一第一電壓與一第二電壓。該第一電壓通過排線42提供給各噴嘴的加熱電阻；該第二電壓通過排線43提供給各噴嘴的開關。根據本發明的第三較佳具體實施例為一種控制一可調式電壓供應器的方法。該可調式電壓供應器用以配合包含於一噴墨印表機中的一噴墨頭。該噴墨頭包含多個噴嘴。該噴墨印表機能提供多個列印模式；每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量。一查找表預先提供並且用以儲存多組與所述列印模式相關的控制信號。請參閱圖6。圖6示出了根據本發明的第三較佳具體實施例的方法的流程圖。該方法首先在步驟S61接收一指令，該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式。步驟S62根據該指令，由該多組儲存在該查找表中的控制信號選擇出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一最終控制信號。步驟S63接著調整該可調式電壓供應器，使得該可調式電壓供應器提供至少一對應於該組最終控制信號的電壓給該多個噴嘴。藉由以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所披露的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明的權利要求的範疇內。權利要求1.一種電壓供應裝置，該電壓供應裝置用以配合包含於一噴墨印表機中的一噴墨頭，該噴墨頭包含多個噴嘴，該噴墨印表機能提供多個列印模式，每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量，該電壓供應裝置包含一查找表，該查找表用以儲存多組對應於該多個列印模式的控制信號；一選擇模塊，該選擇模塊用以接收一指令，該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式，該選擇模塊並根據該指令，由該多組儲存在該查找表中的控制信號選擇出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一組最終控制信號；以及一可調式電壓供應器，該可調式電壓供應器用以根據該組最終控制信號提供至少一電壓給該多個噴嘴。2.如權利要求1所述的電壓供應裝置，其中該查找表與該選擇模塊整合為一控制單元。3.如權利要求1所述的電壓供應裝置，其中的每一個噴嘴包含一加熱電阻與一開關，該加熱電阻與該開關分別具有一阻抗，並且該多組控制信號與該加熱電阻的阻抗及該開關的阻抗相關。4.如權利要求3所述的電壓供應裝置，其中該可調式電壓供應器通過一排線與該噴墨頭相連接，該排線具有一串聯阻抗，並且儲存於該查找表中的該多組控制信號亦與該排線的串聯阻抗相關。5.如權利要求3所述的電壓供應裝置，其中由該可調式電壓供應器提供的至少一電壓中包含一第一電壓與一第二電壓，該第一電壓提供給各噴嘴的加熱電阻，該第二電壓提供給各噴嘴的開關。6.一種控制一可調式電壓供應器的方法，該可調式電壓供應器用以配合包含於一噴墨印表機中的一噴墨頭，該噴墨頭包含多個噴嘴，該噴墨印表機能提供多個列印模式，每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量，一查找表預先提供並且用以儲存多組與所述列印模式相關的控制信號，該方法包含下列步驟接收一指令，該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式；根據該指令，由該多組儲存在該查找表中的控制信號選擇出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一最終控制信號；以及調整該可調式電壓供應器，使得該可調式電壓供應器提供至少一對應於該組最終控制信號的電壓給該多個噴嘴。7.如權利要求6所述的方法，其中的每一個噴嘴包含一加熱電阻與一開關，該加熱電阻與該開關分別具有一阻抗，並且該多組控制信號與該加熱電阻的阻抗及該開關的阻抗相關。8.如權利要求7所述的方法，其中該可調式電壓供應器通過一排線與該噴墨頭相連接，該排線具有一串聯阻抗，儲存於該查找表中的該多組控制信號亦與該排線的串聯阻抗相關。9.如權利要求7所述的方法，其中由該可調式電壓供應器提供的至少一電壓中包含一第一電壓與一第二電壓，該第一電壓提供給各噴嘴的加熱電阻，該第二電壓提供給各噴嘴的開關。全文摘要本發明提供一種包含一查找表、一選擇模塊與一可調式電壓供應器的電壓供應裝置。該電壓供應裝置用以配合一噴墨印表機中的多個噴嘴。該噴墨印表機能提供多個列印模式，每一個列印模式各自對應於一個別的噴嘴的數量。查找表儲存多組對應於各列印模式的控制信號。選擇模塊用以接收一指令，該指令表示一使用者由所述列印模式中選擇一列印模式做為一最終列印模式。該選擇模塊根據該指令，由該多組控制信號選出一組對應於該最終列印模式的控制信號做為一組最終控制信號。該可調式電壓供應器根據該組最終控制信號提供一電壓給所述噴嘴。文檔編號B41J2/01GK1876377SQ200510076400公開日2006年12月13日申請日期2005年6月7日優先權日2005年6月7日發明者黃耀德申請人:明基電通股份有限公司