噴墨打印機墨盒的芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種噴墨打印機墨盒的芯片。該芯片包括低壓穩(wěn)壓電源、振蕩器、阻容網(wǎng)絡(luò)、非線性模塊，芯片通過通訊端口P1、通訊端口P2與打印機相連。低壓穩(wěn)壓電源能夠提供穩(wěn)定的電壓源。該芯片能夠根據(jù)打印機的激勵信號產(chǎn)生匹配于打印機的特定諧振頻率特性和充放電特性，使打印機能夠正常工作。此外本實用新型采用集成電路減少了外圍的器件，減少了芯片的面積并且降低了成本。
【專利說明】噴墨打印機墨盒的芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種打印機耗材芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著自動化辦公的普及，打印機已經(jīng)成為現(xiàn)代化辦公中必不可少的一部分。打印機主要分為針式打印機、激光打印機、噴墨打印機。其中針式打印機由于噪音大、低質(zhì)量、低速度已經(jīng)被逐漸淘汰，激光打印機具有打印質(zhì)量高、速度高等優(yōu)點，但是由于價格高、使用成本高等原因促使很多辦公用戶購買噴墨打印機。噴墨打印機由于其優(yōu)秀的打印效果、價格低廉、紙張?zhí)幚砟芰姷葍?yōu)點已成為許多用戶的首選。
[0003]噴墨打印機中打印信息一部分存儲在打印機中，另一部分存儲在墨盒的芯片中。現(xiàn)有技術(shù)中噴墨廠商為了對墨盒中墨水余量進行測量，在墨盒中設(shè)置了壓電傳感器電路，其中壓電傳感器由墨盒的腔體和黏貼于墨盒的壓電陶瓷組成。當(dāng)需要檢測墨盒中的墨水余量時，噴墨打印機向墨盒中的壓電傳感器發(fā)送高壓電流脈沖信號，該高壓直流脈沖信號使傳感器電路中壓電陶瓷發(fā)生機械形變。壓電陶瓷振動與墨盒內(nèi)部的墨水和空氣形成共振產(chǎn)生特定的諧振頻率和充放電阻特性。諧振頻率和充放電電阻特性代表墨盒中的墨水信息，打印機根據(jù)不同的諧振頻率和充放電電阻特性確定當(dāng)前的墨水余量，在墨量不足時及時提醒用戶更換墨盒。
[0004]噴墨打印廠商為了實現(xiàn)對墨盒銷售的壟斷，利用了墨盒中壓電傳感器的特定諧振頻率和充放電電阻特性，導(dǎo)致用戶更換打印機墨盒時就必須選擇噴墨打印機廠商提供的專用墨盒，這給用戶帶來諸多不便。這些使用完的墨盒也無法進行回收利用，造成了資源浪費、環(huán)境污染。
[0005]目前為打破噴墨打印廠商的壟斷，一些墨盒廠商推出了兼容墨盒。其中大部分兼容墨盒產(chǎn)品通過可以模擬產(chǎn)生匹配于噴墨打印機設(shè)定的激勵響應(yīng)特性的電路來替代壓電傳感器電路。這些墨盒因為通過外圍的分離元器件組成硬件電路，所以增加了兼容墨盒性能的不穩(wěn)定性。
[0006]另外，在檢測墨盒中的墨水余量時，嗔墨打印機會向墨盒芯片發(fā)送 Iv大于30V的高電壓信號。由于激勵響應(yīng)模擬電路所能承受的電壓為5V。瞬間高電壓可能導(dǎo)致電路燒壞，而電壓的波動亦會導(dǎo)致電路的不穩(wěn)定性。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種噴墨打印機墨盒芯片，該芯片價格低廉、適用于原裝的打印機。
[0008]一種噴墨打印機墨盒芯片，該芯片包括低壓穩(wěn)壓電源、振蕩器、阻容網(wǎng)絡(luò)、非線性模塊，其中，所述低壓穩(wěn)壓電源連接打印機的兩個通訊端口 Pl和P2，將打印機高壓直流脈沖信號HVDD轉(zhuǎn)變成低壓直流電壓VDD輸出；所述振蕩器連接低壓穩(wěn)壓電源和阻容網(wǎng)絡(luò)，低壓穩(wěn)壓電源為其提供電壓；所述阻容網(wǎng)絡(luò)連接振蕩器、通訊端口 P1、通訊端口 P2，振蕩器輸出周期振蕩信號作為其輸入信號；所述非線性模塊連接通訊端口 P1、通訊端口 P2。
[0009]所述低壓穩(wěn)壓電源包括單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧?、電容Cl、電阻Rl、R2、電流源1、穩(wěn)壓二極管Dz、穩(wěn)壓二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧謩e連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
[0010]所述低壓穩(wěn)壓電源包括單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧㈦娙軨l、電阻Rl、R2、穩(wěn)壓二極管Dz、穩(wěn)壓二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧蜗驅(qū)▎卧謩e連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
[0011]所述電流源I為偏置電路源或者鏡像電流源，其中電流源I的值為IOuA?10mA。
[0012]所述單向?qū)ㄔ蛦蜗驅(qū)▎卧妮敵鲂盘朒VDD分別連接到電容Cl和電流源I，所述電容接地；所述電流源I經(jīng)由電阻Rl和R2分壓、穩(wěn)壓二極管Dz穩(wěn)壓后的得到信號Vreg ;所述信號Vreg接入到N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的柵極和二極管Dl的負極,所述二極管Dl的正極連接三極管VTl的基極和集電極，所述三極管VTl的發(fā)射極連接N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的漏極接電源電壓VDDA，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極連接到電容C2和輸出低壓直流電壓VDD，所述電容C2接地。
[0013]所述單向?qū)ㄔ蛦蜗驅(qū)▎卧妮敵鲂盘朒VDD分別連接到電容Cl和電阻R1，所述電容接地；所述輸出信號HVDD由電阻Rl和R2分壓、穩(wěn)壓二極管Dz穩(wěn)壓后的得到信號Vreg ;所述信號Vreg接入到N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的柵極和二極管Dl的負極,所述二極管Dl的正極連接三極管VTl的基極和集電極，所述三極管VTl的發(fā)射極連接N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的漏極接電源電壓VDDA，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極連接到電容C2和輸出低壓直流電壓VDD，所述電容C2接地。
[0014]所述的單向?qū)▎卧退鰡蜗驅(qū)▎卧ňw三極管或者二極管。所述的N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的P型襯底接地。所述的振蕩器為可編程振蕩器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:可以提供穩(wěn)定的低壓直流電壓，保證噴墨打印機墨盒的傳感器芯片正常穩(wěn)定工作。本實用新型米用集成電路，有利于減小電路面積、節(jié)約成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有芯片與打印機通信示意圖。
[0017]圖2為本實用新型提供的芯片與打印機通信示意圖。
[0018]圖3為本實用新型提供的芯片內(nèi)部信息交換圖。
[0019]圖4為本實用新型提供的一種低壓穩(wěn)壓電源電路圖。
[0020]圖5為本實用新型提供的另外一種低壓穩(wěn)壓電源電路圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實用新型中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的表述。[0022]如現(xiàn)有噴墨打印機墨盒的傳感器電路與打印機的連接關(guān)系如圖1所示，傳感器當(dāng)需要檢測墨盒中的墨水余量時，噴墨打印機向墨盒中的壓電傳感器發(fā)送高壓電流脈沖信號，該高壓直流脈沖信號使傳感器電路中壓電陶瓷發(fā)生機械形變。壓電陶瓷振動與墨盒內(nèi)部的墨水和空氣形成共振產(chǎn)生特定的諧振頻率和充放電阻特性。打印機根據(jù)不同的諧振頻率和充放電電阻特性確定當(dāng)前的墨水余量，在墨量不足時及時提醒用戶更換墨盒。
[0023]本實用新型中公開了一種噴墨打印機墨芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括低壓穩(wěn)壓電源24、振蕩器25、阻容網(wǎng)絡(luò)27、非線性模塊26。該芯片可以模擬出傳感器電路的特定諧振頻率和充放電阻抗特性，實現(xiàn)與打印機通信并傳遞需要的信號。
[0024]如圖3所示為打印機模擬激勵響應(yīng)芯片內(nèi)部信息交換圖，其中兩個通訊端口 Pl和P2連接打印機，用于傳遞打印機發(fā)送的高壓直流脈沖信號和傳遞打印機模擬激勵響應(yīng)芯片所產(chǎn)生的信號。高壓直流脈沖信號經(jīng)過單向?qū)▎卧狪 (31)、單向?qū)▎卧? (32)后得到信號HVDD。由于在打印機不提供穩(wěn)定的電壓，因此打印機模擬激勵響應(yīng)芯片中重點部分為低壓穩(wěn)壓電源，當(dāng)信號經(jīng)過低壓穩(wěn)壓電源33后得到低壓信號VDD。低壓信號VDD給振蕩器25供電，振蕩器33產(chǎn)生方波信號輸送給阻容網(wǎng)絡(luò)27。阻容網(wǎng)絡(luò)27和非線性模塊26將方波信號模擬成需要的信號通過P1、P2傳遞給打印機。
[0025]如圖4為本實用新型提供的一種低壓穩(wěn)壓電源電路圖，為本實用新型芯片的核心部分。其中低壓穩(wěn)壓電源包括單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧?、電容Cl、電阻Rl、R2、電流源1、穩(wěn)壓二極管Dz、穩(wěn)壓二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧?分別連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
[0026]該單向?qū)▎卧狪和單向?qū)▎卧?具有單向?qū)ㄌ匦?，可以由二極管、NPN型三級管或者PNP型三級管組成。打印機通過端口 Pl連接單向?qū)▎卧?，通過端口 P2連接單向?qū)▎卧?。當(dāng)打印機發(fā)送高壓直流脈沖通過單向?qū)▎卧?傳輸?shù)诫娙軨l,對電容Cl進行充電后得到電壓信號HVDD。
[0027]如圖4中電壓信號HVDD經(jīng)過恒定電流源I給穩(wěn)壓二極管Dz供電和電阻R1、電阻R2分壓后得到穩(wěn)定的電壓信號Vreg。
[0028]電阻R2的作用是產(chǎn)生一個比Dz穩(wěn)壓電壓更高的電壓信號。電流源I可為偏置電路源或者鏡像電流源，其電流I1為10 uA?10mA。其中穩(wěn)壓二極管Dz的電壓為Vdz，則電壓Ih 可 Vreg=VDZ+R25i<I1 ο
[0029]信號Vreg接入到N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的柵極，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的漏極接電源電壓VDDA，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極輸出低壓直流電壓VDD，并且VDD接入一個濾波電容C2 ;通過N-FET給芯片供電以及濾波電容可以有效的減小芯片瞬態(tài)電流對VDD電壓的影響。
[0030]低壓直流電壓VDD接入N型三極管VTl的基極，信號Vreg通過穩(wěn)壓管Dl連接N型三極管VTl的基極，N型三極管VTl的發(fā)射極連接到基極，這兩個器件防止N-FET的VGS電壓過大，起到保護N-FET的作用。
[0031]如圖5為本實用新型提供的另一種低壓穩(wěn)壓電源電路圖，其中低壓穩(wěn)壓電源包括單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧?、電容Cl、電阻R1、R2、穩(wěn)壓二極管Dz、穩(wěn)壓二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧?、單向?qū)▎卧?分別連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
[0032]如圖5所示的另一種低壓穩(wěn)壓電源電路圖中減少了電流源I，改變電阻Rl和電阻R2的大小輸出符合電路要求的Vreg，圖5所示的低壓穩(wěn)壓電源集成電路具有更小的面積，能夠更大程度降低成本。
[0033]如圖5中電壓信號HVDD直接經(jīng)過電阻Rl后給穩(wěn)壓二極管Dz供電得到穩(wěn)定的電壓信號Vreg0其中電壓信號Vreg — Vz +x R2。
【權(quán)利要求】
1.一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，該芯片包括低壓穩(wěn)壓電源[24]、振蕩器[25]、阻容網(wǎng)絡(luò)[27]、非線性模塊[26]， 所述低壓穩(wěn)壓電源[24]連接打印機[21]的兩個通訊端口 Pl和P2，將打印機高壓直流脈沖信號HVDD轉(zhuǎn)變成低壓直流電壓VDD輸出，為振蕩器[25]提供穩(wěn)定低壓電源； 所述振蕩器[25]連接低壓穩(wěn)壓電源[24]和阻容網(wǎng)絡(luò)[27]，振蕩器[25]輸出周期方波信號; 所述阻容網(wǎng)絡(luò)[27]連接振蕩器[25]、通訊端口 P1、通訊端口 P2，振蕩器[25]輸出周期振蕩信號作為其輸入信號； 所述非線性模塊[26]連接通訊端口 P1、通訊端口 P2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于:所述低壓穩(wěn)壓電源[24]包括單向?qū)▎卧猍I]、單向?qū)▎卧猍2]、電容(:1、電阻1?1、1?2、電流源1、穩(wěn)壓二極管Dz、穩(wěn)壓二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧猍I]、單向?qū)▎卧猍2]分別連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于:所述低壓穩(wěn)壓電源[24]包括單向?qū)▎卧猍I]、單向?qū)▎卧猍2]、電容Cl、電阻Rl、R2、穩(wěn)壓二極管DzJIS二極管D1、三極管VT1、N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET，其中所述單向?qū)▎卧猍I]、單向?qū)▎卧猍2]分別連接打印機的通訊端口 Pl和P2，接收打印機高壓直流脈沖信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述電流源I為偏置電路源或者鏡像電流源，其中電 流源I的值為IOuA~10mA。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述單向?qū)ㄔ猍I]和單向?qū)▎卧猍2]的輸出信號HVDD分別連接到電容Cl和電流源I，所述電容接地；所述電流源I經(jīng)由電阻Rl和R2分壓、穩(wěn)壓二極管Dz穩(wěn)壓后的得到信號Vreg ;所述信號Vreg接入到N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的柵極和二極管Dl的負極，所述二極管Dl的正極連接三極管VTl的基極和集電極，所述三極管VTl的發(fā)射極連接N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的漏極接電源電壓VDDA，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極連接到電容C2和輸出低壓直流電壓VDD，所述電容C2接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述單向?qū)ㄔ猍I]和單向?qū)▎卧猍2]的輸出信號HVDD分別連接到電容Cl和電阻R1，所述電容接地；所述輸出信號HVDD由電阻Rl和R2分壓、穩(wěn)壓二極管Dz穩(wěn)壓后的得到信號Vreg ;所述信號Vreg接入到N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的柵極和二極管Dl的負極，所述二極管Dl的正極連接三極管VTl的基極和集電極，所述三極管VTl的發(fā)射極連接N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的漏極接電源電壓VDDA，N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的源極連接到電容C2和輸出低壓直流電壓VDD，所述電容C2接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述單向?qū)▎卧猍I]和所述單向?qū)▎卧猍2]包括晶體三極管或者二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述N型金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管N-FET的P型襯底接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種噴墨打印機墨盒的芯片，其特征在于，所述振蕩器為可編程振蕩器。
【文檔編號】B41J2/175GK203410167SQ201320438656
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】胡容銘, 吳穎麗, 嚴斌 申請人:杭州旗捷科技有限公司