专利名称：流体容器的识别装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种识别装置，特别是涉及应用于墨盒的可供识别的模拟线路。
背景技术：
在流体喷射系统的应用中，喷墨打印机为目前主要的运用之一。造成喷墨品质优劣的因素相当多，除了必须针对喷墨芯片提供一优化的驱动讯号外，流体本身的特性亦主导了液滴成型的现象。
为了使喷墨系统可识别不同流体并分别提供不同优化的驱动讯号以获得最佳的喷墨品质，必须在不同的流体容器上有一可供系统识别的特征。彩色喷墨打印机通常是由洋红色(Magenta)、黄色(Yellow)以及青绿色(Cyan)为基本墨水来构成全彩图形。然而，不同墨水的组成的配方与构成的色料差异颇大，也因此造成墨水的特性差异。为了避免使用者放置错误墨盒于打印机内，喷墨系统必须具有可识别不同墨盒的功能。
美国专利U.S.6,929,343披露了藉由检测墨水阻抗与电容的方式来识别墨盒，藉以防止使用者放置不正确的墨盒。
本发明提供了一种流体容器的识别装置，藉由检测墨盒中的一模拟线路上的电阻组件在不同温度时的电阻改变量以及其电阻随时间的改变量来提供一种可识别的特征，以防止使用者放置不正确的墨盒。
发明内容
基于上述目的，本发明实施例披露了一种流体容器，包括一外壳与一可供识别的线路。该一外壳具有一储存空间，其用以提供流体。该可供识别的线路设置于上述外壳上，包含具有一特定电阻值与一电阻温度系数的电阻组件。供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断上述电阻组件是否升温至一预设温度。
本发明实施例还披露了一种流体容器，包括一外壳与一可供识别的线路。该外壳具有一储存空间，其用以提供流体。该可供识别的线路设置于上述外壳上，包含一正温度系数热敏电阻组件。供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断其阻值增量是否符合一既定值。
本发明实施例还披露了一种流体容器，包括一外壳、一基材与一可供识别的线路。该外壳具有一储存空间，其用以提供流体。该基材包含一悬浮薄膜。该可供识别的线路设置于上述外壳且设置于上述基材上，包含一电阻组件。供给一固定电流予上述电阻组件使其温度上升至一预定温度，停止供给电流，并且判断上述电阻组件的温度是否在一预设时间后回复到环境温度。
本发明实施例还披露了一种流体容器的识别装置与方法。检测一流体容器上的一模拟线路的类型。若上述电阻组件包含具有一特定电阻值与一电阻温度系数的电阻组件，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断上述电阻组件是否升温至一预设温度。若上述电阻组件包含一正温度系数热敏电阻组件，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断其阻值增量是否符合一既定值。若上述电阻组件包含一正温度系数热敏电阻组件且设置于一悬浮薄膜上，供给一固定电流予上述电阻组件使其温度上升上升至一预定温度，停止供给上述电阻组件电流，并且判断上述电阻组件的温度是否在一预设时间后回复到环境温度。
图1示出了电阻温度系数的示意图。
图2示出了同材料组成比例所形成不同电阻温度系数的示意图。
图3示出了一惠斯登电桥的电路布局。
图4示出了图3的输入电压的方波示意图。
图5示出了图3的电路布局在不同能量输入的情况下，电阻所呈现的不同稳态温度。
图6示出了正温度系数热敏电阻的典型工作曲线。
图7示出了使用不同散热片时温度回复的差异示意图。
图8示出了本发明实施例的流体容器的结构示意图。
图9示出了本发明实施例的流体容器识别方法的步骤流程图。
附图符号说明
800～喷墨系统810～能量供应器820～流体容器830～模拟线路840～温度传感器850～储存介质860～悬浮薄膜具体实施方式
为了使本发明的目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附1至图9详细说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
本发明实施例披露了一种流体容器的识别装置与方法。
本发明实施例在一流体容器(在本发明实施例中以墨盒为例进行说明)上设置一模拟线路，该模拟线路上包含一导线与一电阻组件，藉由检测该电阻组件在不同温度时的电阻改变量以及其随时间的电阻改变量来提供一种可识别的特征。此外，该电阻组件由高温回复到喷射系统的环境温度所需的时间亦为一可识别的系统特性。
电阻组件的阻值会随着温度的变化而产生差异，若将电阻组件加热至预设温度，则其阻值将会随的反应至默认值，如图1所示，此种电阻值与温度变化的关系可定义为电阻温度系数(Thermal Coefficient of Resistance，TCR)，其可以一数学公式表示 不同材料成分的电阻组件或是组件材料的组合成分比例不同，其TCR便有所差异不同，如图2所示。利用此特性，加热一模拟线路上的电阻组件，便可藉由阻值的改变量来辨别其所组成的材料。
当一被加热至高温的电阻组件在停止供应电流后，将不会再产生热能，温度也随之开始下降，而下降的速度则与周边相邻接的对象热传导或是热对流效率有关。如果电阻组件邻接一高效率的散热片(Heat Sink)，则温度会快速的回复到喷射系统的环境温度。相对的，如果电阻组件的周围都是热的不良导体而且热对流效率不佳，则电阻组件回复到喷射系统的环境温度所需的时间也相对较长。
由检测电阻组件回复到系统温度所需的时间可以对应到系统的热传特性，也可作为识别系统的一个方式。
图3～5示出了本发明第一实施例的墨盒的识别方法，其是藉由预测TCR以达到其目的。
在本发明第一实施例中，在图3所示的一惠斯登电桥(WheatstoneBridge)上，电阻R1为一已知阻值的氮化钛(TiN)薄膜，电阻R2、R3与R4给予设定好的电阻值，藉以放大R1的变异。
喷墨系统提供一电压为Vin的高频方波(如图4所示)，当加热时(在时间A时)，与R2串联的开关(S1)为开路，而在R1与接地间的开关(S2)为短路，使喷墨系统所提供的电流大多数流过R1而使R1温度上升。藉由改变方波的能量密度，使电阻组件可达到不同的热稳态温度，如图5所示。反之，当输入的方波电压为较低电压时(在时间B时)，S1为短路而S2为开路，R1的电阻差异转换为电压并经由放大器A放大。
当R1的材料与电阻值为已知，则在提供已知频率与电压的情形下，R1会升温到一已预测的热平衡温度范围内。反之，若R1的材料或组成成分有差异，则其TCR也会有所差异，则最后的热平衡温度则不会落在预测的范围内。
图6示出了本发明第二实施例的墨盒的识别方法，其是利用正温度系数热敏电阻(Polymeric Positive Temperature Coefficient Thermistor，PPTC)组件以达到其目的。
本发明第二实施例的墨盒线路是使用一正温度系数热敏电阻(PPTC)组件来进行识别。如图6所示，该组件的特性为在组件温度到达开关温度后，其阻值会上升至原来的二至三个数量级。若线路上的正温度系数热敏电阻(PPTC)组件的开关温度与阻值为已知，喷墨系统提供一定电流，组件温度便会因电流通过而随着时间慢慢增加。当到达预测时间范围内时，元件温度会到达开关温度，从而使得墨盒线路的整体阻值显著的增加。
反之，若墨盒线路上的正温度系数热敏电阻(PPTC)组件的开关温度与阻值有所差异，则墨盒线路的整体阻值在预测时间范围之前或之后才会显著增加，故可藉此识别使用者是否放置不正确的墨盒。
图7示出了本发明第三实施例的墨盒的识别方法，其是利用喷墨系统的降温特性以达到其目的。
在本发明第三实施例中，在一墨盒线路上放置一电阻组件，将电阻组件下的部分硅基材移除，使电阻组件位于一悬浮薄膜(散热片)(未显示)上。接着，喷墨系统提供一能量，将该电阻组件加热至一稳态温度后停止对电阻组件提供能量，被加热至高温的电阻组件开始降温而回复至环境温度。由于该悬浮薄膜下方为空气，其热传导效率远低于硅基材，因此其温度回复时间需较长的时间。
如图7所示，若电阻组件下方仍为传导良好的硅基材，即使改变电阻设计，在相同的系统能量下可达到相同的热平衡温度，一旦系统停止提供能量，电阻组件会快速的回复到环境温度，故其与电阻组件放置在悬浮薄膜上有显著的差异。因此，可藉由喷墨系统的降温特性来识别使用者是否放置不正确的墨盒。
图8示出了本发明实施例的喷墨系统的结构示意图。
发明实施例的喷墨系统800包括一能量供应器810、一流体容器820、一可供识别的模拟线路830、一温度传感器840以及一储存介质850。流体容器820具有一外壳，该外壳具有一储存空间，用以储存流体(例如，墨水)，且模拟线路830设置于该外壳的内表面或外表面上。
当模拟线路830上设置一已知阻值的电阻组件时，能量供应器810供给能量(电流)予该电阻组件，使其加热到某一温度。温度传感器840量测该电阻组件的温度，并且与储存介质840中储存的一预设温度相比较。若比较结果相同，则表示使用者放置一正确的墨盒。此外，温度传感器840可整合至模拟线路830上，则该电阻组件(被加热的组件)即为温度传感器。
当模拟线路830上设置一正温度系数热敏电阻(PPTC)组件时，能量供应器810供给能量予该正温度系数热敏电阻(PPTC)组件使其温度上升。温度传感器840量测该正温度系数热敏电阻(PPTC)组件的温度，并且判断其是否在一预设时间内加热到一预设温度。若是，则表示使用者放置一正确的墨盒。若在该预设时间之前或之后才加热到该预设温度，则表示使用者放置一不正确的墨盒。
当模拟线路830上设置一移除部分硅基材的电阻组件且设置于一悬浮薄膜860上时，能量供应器810供给能量予该电阻组件使其温度上升至一稳态温度，然后停止供给能量。温度传感器840量测该电阻组件的温度，并且判断其是否在一预设时间内降温至环境温度。若是，则表示使用者放置一正确的墨盒。
图9示出了本发明实施例的流体容器识别方法的步骤流程图。
首先，检测一模拟线路上的电阻组件的类型(步骤S1)。
若模拟线路上的电阻为一已知阻值的电阻组件，供给能量(电流)予该电阻组件，使其因电流大小不同而产生不同阻值(步骤S21)。量测该电阻组件的阻值，并且判断其阻值变化是否在一预设范围内(步骤S22)。若是，则表示使用者放置一正确的墨盒。
若模拟线路上的电阻为一正温度系数热敏电阻(PPTC)组件，供给能量予该正温度系数热敏电阻(PPTC)使其温度上升(步骤S31)。量测该正温度系数热敏电阻(PPTC)的电阻，并且判断其是否其阻值是否在一预设时间内大幅度提升(步骤S32)。若是，则表示使用者放置一正确的墨盒。
若模拟线路上的电阻为一移除部分硅基材的电阻组件且设置于一悬浮薄膜上，供给能量予该电阻组件使其温度上升至一稳态温度，然后停止供给能量(步骤S41)。量测该电阻组件的温度，并且判断其是否在一预设时间内降温至环境温度(步骤S42)。若是，则表示使用者放置一正确的墨盒。
本发明的墨盒的识别装置与方法藉由检测一电阻组件在不同温度时的电阻改变量以及其随时间的电阻改变量来提供一种可识别的特征。此外，该电阻组件由高温回复到喷射系统的环境温度所需的时间亦为一可识别的系统特性。藉由上述方法，可明确地识别出使用者是否放置一正确的墨盒。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种流体容器，包括一外壳，其具有一储存空间，用以提供流体；以及一可供识别的线路，其设置于上述外壳上，包含具有一特定电阻值与一电阻温度系数的电阻组件；其中，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断上述电阻组件的阻值变化是否在一预设范围内。
2.如权利要求1所述的流体容器，其中，上述电阻温度系数为温度的函数。
3.一种流体容器，包括一外壳，其具有一储存空间，用以提供流体；以及一可供识别的线路，其设置于上述外壳上，包含一正温度系数热敏电阻组件；其中，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断其阻值增量是否符合一既定值。
4.如权利要求3所述的流体容器，其中，上述电阻组件的电阻与温度的曲线图至少具有一反曲点。
5.一种流体容器，包括一外壳，其具有一储存空间，用以提供流体；一基材，其包含一悬浮薄膜；以及一可供识别的线路，其设置于上述外壳且设置于上述基材上，包含一电阻组件；其中，供给一固定电流予上述电阻组件使其温度上升至一预定温度，停止供给电流，并且判断上述电阻组件的温度是否在一预设时间后回复到环境温度。
6.如权利要求5所述的流体容器，其中，上述基材为硅晶片。
7.如权利要求5所述的流体容器，其中，上述基材为电路板。
8.一种流体容器的识别装置与方法，包括下列步骤检测一流体容器上的一模拟线路的类型；若上述电阻组件包含具有一特定电阻值与一电阻温度系数的电阻组件，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升；以及判断上述电阻组件是否升温至一预设温度。
9.如权利要求8所述的流体容器的识别装置与方法，其还包括下列步骤若上述电阻组件包含一正温度系数热敏电阻组件，供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升；以及判断其阻值增量是否符合一既定值。
10.如权利要求9所述的流体容器的识别装置与方法，其还包括下列步骤若上述电阻组件包含一正温度系数热敏电阻组件且设置于一悬浮薄膜上，供给一固定电流予上述电阻组件使其温度上升至一预定温度；停止供给上述电阻组件电流；以及判断上述电阻组件的温度是否在一预设时间内回复到环境温度。
全文摘要
一种流体容器，包括一外壳与一可供识别的线路。该一外壳具有一储存空间，其用以提供流体。该可供识别的线路设置于上述外壳上，包含具有一特定电阻值与一电阻温度系数的电阻组件。供给一预定能量给上述电阻组件使其温度上升，并且判断上述电阻组件是否升温至一预设温度。
文档编号B41J2/175GK101041293SQ20061006
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者陈苇霖 申请人:明基电通股份有限公司