喷墨芯片

摘要

本发明系一种喷墨芯片，接收打印设备输出的能量信号、第一信号、第二信号至第n信号。喷墨芯片包括喷墨加热元件；以及喷墨控制电路，包括：第一开关元件至第n开关元件，第一开关元件与打印设备电连接，以接收第一信号及第二信号，并产生第二开关控制信号；第n-1开关元件与第n-2开关元件及打印设备电连接，以接收第n-1开关控制信号及第n信号，并产生第n开关控制信号；第n开关元件与第n-1开关元件及喷墨加热元件电连接，以接收第n开关控制信号；喷墨加热元件接收能量信号后，根据第n开关控制信号导通接地，产生加热作用进行喷墨。

权利要求

1.一种喷墨芯片，其特征在于接收一打印设备输出的至少一能量信号以及至少一第一信号、至少一第二信号至至少一第n信号，其中n为大于或等于3的自然数，该喷墨芯片包括：一喷墨加热元件，接收该打印设备输出的该能量信号；以及

一喷墨控制电路，包括：

第一开关元件至第n开关元件，其中：

该第一开关元件系与该打印设备电性连接，以接收该打印设备输出的该第一信号以及该第二信号，并因应该第一信号及该第二信号产生一第二开关控制信号；

该第n-1开关元件系与该第n-2开关元件以及该打印设备电性连接，以接收该第n-2开关元件输出的一第n-1开关控制信号以及该打印设备输出的该第n信号，并因应该第n-1开关控制信号及该第n信号产生一第n开关控制信号；

第n开关元件系与该第n-1开关元件及该喷墨加热元件电性连接，以接收该第n-1开关元件输出的该第n开关控制信号；

其中，该喷墨加热元件接收该打印设备输出的该能量信号后，根据该第n开关控制信号而控制该第n开关元件导通使该喷墨加热元件接地，以产生加热作用进行喷墨。

2.如权利要求1所述的喷墨芯片，其特征在于该第一开关元件至该第n开关元件皆系为场效晶体管。

3.如权利要求1所述的喷墨芯片，其特征在于该喷墨控制电路更包括多个下拉电阻，分别与该第一开关元件至该第n-1开关元件电性连接并接地。

4.如权利要求1所述的喷墨芯片，其特征在于当n等于3时，该第一信号系为一控制信号，该第二信号系为一选择信号，且该第三信号系为一地址信号。

5.如权利要求4所述的喷墨芯片，其特征在于更包括一下拉电阻，与该控制信号的信号接点电性连接并接地。

6.如权利要求4所述的喷墨芯片，其特征在于更包括一下拉电阻，与该选择信号的信号接点电性连接并接地。

7.如权利要求4所述的喷墨芯片，其特征在于更包括一下拉电阻，与该地址信号的信号接点电性连接并接地。

8.如权利要求1所述的喷墨芯片，其特征在于更包括一下拉电阻，与该第一信号、该第二信号至该第n信号的任一者的信号接点电性连接并接地。

9.如权利要求1所述的喷墨芯片，其特征在于该喷墨控制电路系为n-1阶层的控制电路。

说明书

喷墨芯片

技术领域

[0001] 本发明系关于一种芯片，尤指一种能以最少控制接点控制最多喷墨元件的喷墨芯片。

背景技术

[0002] 近年来，随着个人电脑的普及，以及工业技术的持续发展，打印设备俨然已成为企业或者家庭中的个人电脑周边所不可或缺的产品，而使用者对于打印设备效率、功能以及精密度的需求也逐渐提高，希望打印设备可以在体积最小化的情况下，又能同时满足打印品质以及打印速度等需求。

[0003] 已知打印设备若要进行多色打印时，需将多个墨水匣安装于打印设备的承载座。因此，承载座于水平方向的体积势必要迁就墨水匣的体积而增加，同时亦增加了承载座于打印设备内部的移动距离，相对也必须提升打印设备内部的容置空间，使得体积大小难以符合现今对于电子产品小型化的趋势。

[0004] 另外，为了提升打印速度以及打印品质，需要在已知墨水匣的喷墨头上增加喷墨元件。请参阅图1，其系为已知喷墨元件的电路示意图。如图1所示，已知喷墨元件1系使用电阻11配合金氧半场效晶体管12(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET，金属氧化物半导体场效应晶体管)的特性以控制喷墨头的喷墨动作，由于传统技术是使用单一控制接点13控制单一喷墨元件1运作的方式，故若要增加喷墨元件1的数量，则控制接点13势必要相对增加，使得整个喷墨芯片的容置空间需对应扩大。当然，喷墨匣的体积也就无可避免地随的增加，导致在打印品质以及缩减体积的考量上，造成两难的局面。再者，控制接点13数量的增加亦使得制程上成本提升，以及易造成线路相互干扰的现象，降低了工作效率，使打印工作需要更长的时间才能完成，无形中也增加了使用者的时间成本。

[0005] 因此，如何发展一种足以改善上述已知技术的缺失，且能达到使用最少的控制接点控制最多的喷墨元件，以降低成本并缩减体积的喷墨芯片，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

[0006] 本发明的主要目的为提供一种喷墨芯片，俾解决已知喷墨芯片体积随控制接点增加而扩大，连带地使喷墨匣的体积随的增加，并导致制造成本较高以及易造成线路干扰现象等缺点。

[0007] 本发明的另一目的为提供一种喷墨芯片，以达到使用最少的控制接点控制最多的喷墨加热元件，以降低成本并缩减自身体积，进而达到缩减喷墨匣体积的功效。

[0008] 为达上述目的，本发明的一较佳实施态样为提供一种喷墨芯片，接收一打印设备输出的至少一能量信号以及至少一第一信号、至少一第二信号至至少一第n信号，其中n为大于或等于3的自然数，该喷墨芯片包括：一喷墨加热元件，接收该打印设备输出的该能量信号；以及一喷墨控制电路，包括：第一开关元件至第n开关元件，其中：该第一开关元件系与该打印设备电性连接，以接收该打印设备输出的该第一信号以及该第二信号，并因应该第一信号及该第二信号产生一第二开关控制信号；该第n-1开关元件系与该第n-2开关元件以及该打印设备电性连接，以接收该第n-2开关元件输出的一第n-1开关元件控制信号以及该打印设备输出的该第n信号，并因应该第n-1开关元件控制信号及该第n信号产生一第n开关元件控制信号；第n开关元件系与该第n-1开关元件及该喷墨加热元件电性连接，以接收该第n-1开关元件输出的该第n开关控制信号；其中，该喷墨加热元件接收该打印设备输出的该能量信号后，根据该第n开关控制信号而导通接地，以产生加热作用进行喷墨。

附图说明

[0009] 图1系为已知喷墨元件的电路示意图。

[0010] 图2系为本发明较佳实施例的喷墨芯片与打印设备的电路方块示意图。

[0011] 图3系为图2所示的喷墨芯片的电路方块示意图。

[0012] 图4系为本发明另一实施例的喷墨芯片的电路方块示意图。

[0013] 图5系为本发明喷墨控制电路为二阶层电路时的喷墨芯片电路方块示意图。

[0014] 图6系为本发明另一实施例的二阶层电路的喷墨芯片电路方块示意图。

[0015] 图7系为本发明打印设备产生的各信号接点在喷墨芯片中连接下拉电阻的电路示意图。

[0016] 图8系为本发明另一实施例的喷墨控制电路于顺向喷墨时的信号-时间对应图。

[0017] 图9系为地址信号于顺向喷墨时的信号-时间对应图。

[0018] 图10系为本发明另一实施例的喷墨控制电路于逆向喷墨时的信号-时间对应图。

[0019] 图11系为地址信号于逆向喷墨时的信号-时间对应图。

[0020] 【主要元件符号说明】

[0021] 1：喷墨元件

[0022] 11：电阻

[0023] 12：金氧半场效晶体管

[0024] 13：控制接点

[0025] 2：喷墨芯片

[0026] 21：喷墨加热元件

[0027] 22：喷墨控制电路

[0028] 23、RD：下拉电阻

[0029] 221、sw1：第一开关元件

[0030] 222、sw2：第二开关元件

[0031] 223：第三开关元件

[0032] 224：下拉电阻

[0033] A：地址信号

[0034] H：第三开关控制信号

[0035] K2、T：第二开关控制信号

[0036] Kn-1：第n-1开关控制信号

[0037] Kn：第n开关控制信号

[0038] P：能量信号

[0039] Q：控制信号

[0040] S：选择信号

[0041] swn-1：第n-1开关元件

[0042] swn：第n开关元件

[0043] A1~A5：第一地址信号～第五地址信号

[0044] C1~Cn：第一信号～第n信号

[0045] P1~P20：第一能量信号～第二十能量信号

[0046] Q1~Q3：第一控制信号～第三控制信号

[0047] S1~S2：第一选择信号～第二选择信号

具体实施方式

[0048] 体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，然其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上系当作说明之用，而非用以限制本发明。

[0049] 请参阅图2以及图3，其系分别为本发明较佳实施例的喷墨芯片与打印设备的电路方块示意图以及图2所示的喷墨芯片的电路方块示意图。如图2及图3所示，本发明的喷墨芯片2适用于打印设备3，至少包括喷墨加热元件21以及喷墨控制电路22。其中，喷墨加热元件21可与打印设备3电性连接，以接收打印设备3输出的能量信号P。打印设备3可为例如但不限于一打印机本体，喷墨芯片2则可设置于一打印匣的喷墨头上。

[0050] 喷墨控制电路22至少包括第一开关元件sw1至第n开关元件swn，第一开关元件sw1至第n开关元件swn可为N型金氧半场效晶体管，但不以此为限，且n系为大于或等于3的自然数，以使喷墨控制电路22至少为n-1阶层的控制电路。其中，第一开关元件sw1系与打印设备3电性连接，以接收打印设备输出的第一信号C1及第二信号C2，并因应第一信号C1及第二信号C2产生第二开关控制信号K2。其中该第一信号C1可为控制信号，该第二信号C2可为选择信号，该第三信号C3至第n信号Cn可为地址信号，当第一信号C1为致能(Enable)状态，即C1＝1，第一开关元件sw1导通(On)，此时若第二信号C2亦为致能状态，即C2=1，则第一开关元件sw1因应第一信号C1以及第二信号C2而产生的第二开关控制信号K2亦为致能状态，即K2=1。反的，若第二信号C2为禁能状态(Disable)，即C2=0，则第一开关元件sw1产生的第二开关控制信号K2系为禁能状态，即K2=0。当然，若第一信号C1为禁能状态，即C1＝0时，由于第一开关元件sw1处于切断(Off)状态，不论第二信号C2为致能状态或禁能状态，第一开关元件sw1产生的第二开关控制信号K2皆为禁能状态，即K2=0。

[0051] 第n-1开关元件swn-1系与第n-2开关元件swn-2以及打印设备3电性连接，以接收第n-2开关元件swn-2输出的第n-1开关元件控制信号Kn-1以及打印设备3输出的第n信号Cn，并因应第n-1开关元件控制信号Kn-1及第n信号Cn产生第n开关元件控制信号Kn。当第n-1开关控制信号Kn-1为致能状态，即Kn-1=1，第n-1开关元件swn-1导通，此时若第n信号Cn亦为致能状态，即Cn=1，则第n-1开关元件swn-1因应第n-1开关控制信号Kn-1以及第n信号Cn而产生的第n开关控制信号Kn亦为致能状态，即Kn=1；若第n信号Cn为禁能状态，即Cn=0，则第n-1开关元件swn-1产生的第n开关控制信号Kn亦为禁能状态，即Kn=0。反之，若第n-1开关控制信号Kn-1为禁能状态，即Kn-1=0时，由于第n-1开关元件swn-1处于切断状态，不论第n信号Cn为致能状态或禁能状态，第n-1开关元件swn-1产生的第n开关控制信号Kn皆为禁能状态，即Kn=0。

[0052] 第n开关元件swn系与第n-1开关元件swn-1及喷墨加热元件21电性连接，以接收第n-1开关元件swn-1输出的第n开关控制信号Kn。当第n开关控制信号Kn为致能状态，即Kn=1，第n开关元件swn导通，此时若能量信号P亦为致能状态，即P=1，则可使喷墨加热元件21加热，并产生气泡以推挤墨水产生墨滴，以进行喷墨动作；若能量信号P为禁能状态，即P=0，则喷墨加热元件21不进行加热喷墨的动作，且若第n开关控制信号Kn为禁能状态，即Kn=0时，因为第n开关元件swn处于切断状态，故喷墨加热元件21亦不进行喷墨加热的动作。

[0053] 请参阅图4，其系为本发明另一实施例的喷墨芯片的电路方块示意图。如图4所示，本发明的喷墨控制电路22可包括多个下拉电阻RD，分别与第一开关元件sw1至第n-1开关元件swn-1电性连接并接地，以加快信号的反应速度并保护信号抵抗干扰，进而增加电路的稳定性。此外，于一些实施例中，本发明的喷墨芯片2更可包括与第一信号C1、第二信号C2至第n信号Cn的任一者的信号接点电性连接并接地的下拉电阻，但不以此为限。

[0054] 以下将以n-1阶层控制电路，且n=3进行例示性的说明，亦即本发明的喷墨控制电路为二阶层控制电路的实施例，于本实施例中，打印设备3所输出的第一信号、第二信号及第三信号系分别为控制信号Q、选择信号S以及地址信号A，然并不以此为限。请参阅图5并配合图2，其中图5系为本发明喷墨控制电路为二阶层电路时的喷墨芯片电路方块示意图。如图2及图5所示，本发明的喷墨控制电路22至少包括第一开关元件221、第二开关元件
222以及第三开关元件223，且第一开关元件221、第二开关元件222以及第三开关元件223可为但不限为N型金氧半场效晶体管。第一开关元件221系与打印设备3电性连接，以接收打印设备3输出的控制信号Q以及选择信号S，并因应控制信号Q以及选择信号S产生第二开关控制信号T。当控制信号Q为致能(Enable)状态，即Q=1，第一开关元件221导通(On)，此时若选择信号S亦为致能状态，即S=1，则第一开关元件221因应控制信号Q以及选择信号S而产生的第二开关控制信号T亦为致能状态，即T=1。反之，若选择信号S为禁能状态(Disable)，即S=0，则第一开关元件221产生的第二开关控制信号T系为禁能状态，即T=0。当然，若控制信号Q为禁能状态，即Q=0时，由于第一开关元件221处于切断(Off)状态，不论选择信号S为致能状态或禁能状态，第一开关元件221产生的第二开关控制信号T皆为禁能状态，即T=0。

[0055] 第二开关元件222系与第一开关元件221以及打印设备3电性连接，以接收第一开关元件221输出的第二开关控制信号T以及打印设备3输出的地址信号A，并因应第二开关控制信号T以及地址信号A产生第三开关控制信号H。当第二开关控制信号T为致能状态，即T=1，第二开关元件222导通，此时若地址信号A亦为致能状态，即A=1，则第二开关元件222因应第二开关控制信号T以及地址信号A而产生的第三开关控制信号H亦为致能状态，即H=1；若地址信号A为禁能状态，即A=0，则第二开关元件222产生的第三开关控制信号H亦为禁能状态，即H=0。反之，若第二开关控制信号T为禁能状态，即T=0时，由于第二开关元件222处于切断状态，不论地址信号A为致能状态或禁能状态，第二开关元件222产生的第三开关控制信号H皆为禁能状态，即H=0。

[0056] 第三开关元件223系与第二开关元件222、打印设备3以及喷墨加热元件21电性连接，以接收第二开关元件222输出的第三开关控制信号H以及打印设备3输出的能量信号P，当第三开关控制信号H为致能状态，即H=1，第三开关元件223导通，此时若能量信号P亦为致能状态，即P=1，则可使喷墨加热元件21加热，并产生气泡以推挤墨水产生墨滴，以进行喷墨动作；若能量信号P为禁能状态，即P=0，则喷墨加热元件21不进行加热喷墨的动作，且若第三开关控制信号H为禁能状态，即H=0时，因为第三开关元件223处于切断状态，故喷墨加热元件21亦不进行喷墨加热的动作。

[0057] 根据本发明的构想，本实施例的喷墨控制电路22系包括由控制信号Q、选择信号S及第一开关元件221组成的第一阶层控制电路，以及由第二开关控制信号T、地址信号A及第二开关元件222组成的第二阶层控制电路，以输出第三开关控制信号H并配合能量信号P，而使喷墨加热元件21动作，但不以此为限。

[0058] 请参阅图6，其系为本发明另一实施例的二阶层电路的喷墨芯片电路方块示意图。如图6所示，本发明的喷墨控制电路22可包括多个下拉电阻224，分别与第一开关元件221以及第二开关元件222电性连接并接地，以加快信号的反应速度并保护信号抵抗干扰，进而增加电路的稳定性。

[0059] 请参阅图7，其系为本发明打印设备产生的各信号接点在喷墨芯片中连接下拉电阻的电路示意图。如图7所示，本发明的喷墨芯片2中可包括多个下拉电阻23，分别与控制信号Q、选择信号S以及地址信号A的信号接点电性连接并且接地，以加快信号的反应速度并保护信号抵抗干扰，进而增加电路的稳定性。

[0060] 请参阅图8及图9并配合图5，其中图8及图9系分别为本发明另一实施例的喷墨控制电路于顺向喷墨时的信号-时间对应图以及地址信号于顺向喷墨时的信号-时间对应图。如图5、图8及图9所示，本发明的喷墨芯片2系包括多个第一开关元件221、多个第二开关元件222以及多个第三开关元件223，且打印设备3输出的信号包括第一控制信号Q1、第二控制信号Q2、第三控制信号Q3、第一选择信号S1、第二选择信号S2、第一地址信号A1、第二地址信号A2、第三地址信号A3、第四地址信号A4、第五地址信号A5以及第一能量信号至第二十能量信号P1~P20。其中，第一控制信号Q1、第二控制信号Q2、第三控制信号Q3、第一选择信号S1以及第二选择信号S2互相搭配，可控制多个第一开关元件221的导通或切断，例如六个第一开关元件221，但不以此为限，并搭配第一地址信号A1、第二地址信号A2、第三地址信号A3、第四地址信号A4以及第五地址信号A5，而控制多个第二开关元件222的导通或切断，例如但不限于三十个第二开关元件222，再搭配第一能量信号至第二十能量信号P1~P20以控制多个第三开关元件的导通或切断，例如六百个第三开关元件223，但不以此为限，进而控制多个喷墨加热元件21对于多个喷墨点的喷墨加热动作。由此可见，本发明的喷墨芯片2及其所适用的打印设备3可以达到使用最少的控制接点控制最多的喷墨加热元件21，以降低成本并缩减自身体积，进而达到缩减喷墨匣体积的功效。

[0061] 于此实施例中，第一控制信号至第三控制信号Q1~Q3、第一选择信号至第二选择信号S1~S2以及第一地址信号至第五地址信号A1~A5的信号状态系为固定的重复循环，例如于第一时间T1时，第一控制信号Q1为致能状态且第二控制信号Q2及第三控制信号Q3为禁能状态，即Q1＝1、Q2=Q3=0；于第二时间T2时，第二控制信号Q2为致能状态且第一控制信号Q1及第三控制信号Q3为禁能状态，即Q2=1、Q1=Q3=0；于第三时间T3时，第三控制信号Q3为致能状态且第一控制信号Q1及第二控制信号Q2为禁能状态，即Q3=1、Q1=Q2=0，接着在第四时间T4至第六时间T6时，第一控制信号至第三控制信号Q1~Q3的状态分别与第一时间T1至第三时间T3时相同，并不断重复循环，但不以此为限。

[0062] 第一选择信号S1以及第二选择信号S2系以第一控制信号至第三控制信号Q1~Q3的一个状态循环时间为其状态维持时间，第一地址信号至第五地址信号A1~A5则系以第一选择信号S1以及第二选择信号S2的一个状态循环为其状态维持时间。举例而言，于第一时间T1至第三时间T3时，第一选择信号S1为致能状态，第二选择信号S2为禁能状态，即S1=1、S2=0，而于第四时间T4至第六时间T6时，第一选择信号S1为禁能状态，第二选择信号S2为致能状态，即S1=0、S2=1，但不以此为限。至于第一地址信号至第五地址信号A1~A5，则如图9所示，于第一时间T1至第六时间T6时，第一地址信号A1为致能状态，而第二地址信号至第五地址信号A2~A5为禁能状态，即A1=1、A2=A3=A4=A5=0，其固定的重复循环方式与前述相同，故于此不再赘述。

[0063] 根据本发明的构想，打印设备3所输出的第一能量信号至第二十能量信号P1~P20系为不规律出现的信号，并不以此为限，主要系根据打印设备3所接收的打印资料判定喷墨点需要进行喷墨动作时，才将对应的能量信号输出，俾使喷墨加热元件21进行喷墨加热的打印动作。

[0064] 请参阅图10及图11并配合图5，其系分别为本发明另一实施例的喷墨控制电路于逆向喷墨时的信号-时间对应图以及地址信号于逆向喷墨时的信号-时间对应图。如图5、图10及图11所示，本发明的喷墨芯片2系包括多个第一开关元件221、多个第二开关元件222以及多个第三开关元件223，且打印设备输出的信号包括第一控制信号Q1、第二控制信号Q2、第三控制信号Q3、第一选择信号S1、第二选择信号S2、第一地址信号A1、第二地址信号A2、第三地址信号A3、第四地址信号A4、第五地址信号A5以及第一能量信号至第二十能量信号P1~P20。于此实施例中，仅第一地址信号至第五地址信号A1~A5的信号循环顺序相反，其余各信号的循环与作用方式皆与前述相同，故此处不多作赘述。

[0065] 综上所述，本发明提供一种喷墨芯片，借由第一开关元件至第n开关元件配合打印设备输出的第一信号、第二信号至第n信号所组成的多阶层的喷墨控制电路，可达到使用最少的控制接点控制最多的喷墨加热元件，以降低成本并缩减自身体积，进而达到缩减喷墨匣体积的功效。

[0066] 纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。