TWI276545B - Print system capable of detecting an abnormal print condition - Google Patents

Description

1276545 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種可偵測異常列印狀態之列印系統， 尤指一種可依據一物理參數變化率偵測異常列印狀態之列 印系統。 【先前技術】 目前市面上出現的喷墨印表機中，大多數是由壓電式 材料及氣泡式材料所組成的喷墨頭，不但體積小，而且列 印時所產生的噪音也比傳統的點陣式結構小，但相對地其 所產生之熱量也隨之升高。然而，現行技術多注重在如何 處理喷墨頭所產生之熱量，舉例來說，習知之溫度感測裝 置僅將所感測到喷墨頭之溫度值經類比-數位轉換器（ADC) 傳回列印系統之控制器，以供系統判斷裝置運作是否超出 正常工作溫度之上限，以便使整個系統操作溫度在安全的 範圍内，所以當喷墨頭達到設定的操作溫度上限時，控制 端便立即下達命令來停止或減緩列印速度，使其所產生的 墨滴品質能夠儘量不受熱的影響而維持在一定的水準内； 然而，若是喷墨頭中某個喷墨孔因短路而造成電流過大 時，此時將會使喷墨頭的驅動電路因電流過大而有過熱的 現像，然而若只是先靠偵測溫度是否超過操作的上限來判 1276545 斷的話，那麼可能當喷墨頭的驅動電路因電流過大而燒壞 時，所偵測到之溫度才會超過操作的上限，然此時便時之 已晚；再者，由於現行技術多注重在如何處理噴墨頭所產 生之熱量，因而忽略了列印系統上其它發熱裝置（如馬達驅 動裝置、電源供應器等）也可能因為熱的問題而連帶影響到 系統整體的穩定性，使得系統的表現不如預期，最後列印 出來的效果也大打折扣。故除了喷墨頭所產生的熱必須控 制之外，其它發熱裝置如馬達驅動裝置或電源供應電路也 必須適時的加以控制，使得整體的性能能夠發揮到最大。 【發明内容】 本發明係提供一種可依據一物理參數變化率偵測異常 列印狀態之列印系統，以解決上述之問題。 本發明之申請專利範圍係揭露一種列印系統，其包含 一列印模組，用來執行影像列印之工作，一馬達驅動模組， 用來驅動該列印模組以進行列印工作，一偵測模組，用來 偵測該列印系統之元件的物理參數，以及一控制模組，電 連接於該偵測模組，用來控制該列印系統之運作，依據該偵 測模組所偵測到之物理參數得出物理參數變化率，以及依 據該物理參數變化率調整該列印系統之運作。 1276545 本發明之申請專利範圍係揭露一種控制一列印系統之 方法，其包含下列步驟，感測該列印系統之元件的一第一 物理參數與一第二物理參數，利用該第一物理參數與該第 二物理參數產生一物理量變化率，以及依據該物理量變化 率調整該列印系統之運作。 【實施方式】 請參閱第1圖，第1圖為本發明一列印系統10之功能 方塊示意圖。列印系統10包含有一列印模組12，用來執 行影像列印之工作，一馬達驅動模組14，用來驅動列印模 組12以進行列印工作，一電源供應模組16，用來供應列 印系統運作10所需之電源，以及供應列印模組12產生墨 點所需的能量，以使得列印模組12能夠在馬達驅動模組 14的帶動下將所需的墨點打在對應的媒體上。 列印系統10另包含一偵測模組18，用來偵測列印系 統之元件的物理參數，其包含一第一感測器20、一第二感 測器22,以及一第三感測器24,其係分別用來量測列印模 組12、電源供應模組16，以及馬達驅動模組14所產生之 物理參數，其中該物理參數可為上述三者之電壓、電流， 或為溫度，故上述感測器可為電壓感測器、電流感測器， 1276545 或為溫度感測器。偵測模組18另包含一類比多工器26 (analog multiplexer )，用來接收由第一感測器2〇、第二感 測器22，以及第三感測器24所量測到之物理參數資料， 並對該物理參數資料進行取樣(sampling)與選擇輸出該物 理參數資料之工作，以及一類比數位轉換器 28(analog-to_digital converter)，用來接收類比多工器 26 所 傳來之取樣後物理參數資料，並將該取樣後物理來數資料 轉換成數位資料。列印系統10另包含一控制模組30，電連 接於偵測模組18,其係用來控制列印系統10之運作，如控 制列印模組12與馬達驅動模組14,以使列印模組12能夠 在馬達驅動模組14的帶動下將所需的墨點打在對應的媒 體上；此外控制模組30可依據偵測模組18所偵測到之物 理參數得出物理參數變化率，以及依據該物理參數變化率 調整列㈣統H)之運作。列㈣統1G另包含—記憶模組 32 ’用來儲存-正常物理參數變化率。控制模*且3〇包含一 物理參數變化率運算器34，用來接收類比數_㈣28 所傳來之資料，並對於某-狀時段㈣測模組18削貞測 到之物理錄祕運算，减㈣物轉數變辦，以及 -資料比較器36，用紐較物理參數變化率運算器乂所 產生之物理參數變化率與記憶模組32所儲存之正常物理 參數變化率。其中控制模組3G係可依據資料比較器％比 1276545 較物理參數變化率運算器34所產生之物理參數變化率以 及記憶模組32所儲存之正常物理參數變化率之比對結 果，而調整列印系統10之運作。列印系統10另包含一顯 示模組38，用來顯示列印系統10之運作狀況。 請參閱第2圖，第2圖為本發明列印系統10執行列印 之流程控制圖，其包含有下列步驟： 步驟100 : 控制模組30控制類比多工器26選取於列印模 組12、電源供應模組16，以及馬達驅動模組 14三組裝置之其中欲進行量測之裝置。 步驟110 : 第一感測器20、第二感測器22，以及第三感測 器24當中相對應於步驟100中所選取之裝置的 感測器於一第一時間感測一第一物理參數，並 傳入類比多工器26。 步驟120 : 類比多工器26將該第一物理參數與第一時間 資料傳至類比數位轉換器28。 步驟130 : 類比數位轉換器28將該第一物理參數轉換為 一第一數位資料，並將該第一數位資料傳至控 制模組30之物理參數變化率運算器34。 步驟140 : 第一感測器20、第二感測器22，以及第三感測 1276545 器24當中相對應於步驟100中所選取之裝置的 感測器於一第二時間感測一第二物理參數，並 傳入類比多工器26。 步驟150:類比多工器26將該第二物理參數為與第二時 間資料傳至類比數位轉換器28。 步驟160:類比數位轉換器28將該第二物理參數轉換為 一第二數位資料，並將該第二數位資料傳至控 制模組30之物理參數變化率運算器34。 步驟170:物理參數變化率運算器34將該第二轉換資料 與該第一轉換資料之差值除以該第二時間與該 第一時間之差值，以產生一物理參數變化率， 並將該物理參數變化率傳至資料比較器36。 步驟180 :資料比較器36比對物理參數變化率運算器34 所產生之物理參數變化率與記憶模組32傳來 之正常物理參數變化率，當該物理參數變化率 落於該正常物理參數變化率之範圍内，繼續列 印系統10之正常運作，且重複執行步驟100 至步驟180，當該物理參數變化率未落於該正 常物理參數變化率之範圍内，執行步驟190。 步驟190 ··停止列印系統10之運作，以及控制模組30控 制顯示模組38顯示列印系統10停止運作之訊 1276545 息。 於此繼續詳細描述列印系統ίο執行列印之過程。請參 閱第3圖，第3圖為本發明偵測模組18之功能方塊示意 圖。類比多工器26可同時接收由第一感測器20、第二感 測器22，以及第三感測器24所傳來之列印模組12、電源 供應模組16，以及馬達驅動模組14所產生之物理參數訊 號，而該物理參數訊號可先經由放大器放大後再傳入類比 ® 多工器26，另一方面類比多工器26可接收由控制模組30 所傳來之選擇訊號，並依據該選擇訊號輸出第一感測器 20、第二感測器22，以及第三感測器24所傳來之三組物 理參數訊號當中之物理參數訊號至類比數位轉換器28，意 即選取欲進行物理量變化率運算之元件所傳來之訊號至類 比數位轉換器28。舉例來說，若想對列印模組12進行物 理參數變化率之計算，則控制模組便會輸入一選擇列印模 * 組12之選擇訊號至類比多工器26，而類比多工器26便會 將第一感測器20於第一時間所接收之第一物理參數以及 第一感測器20於第二時間所接收之第二物理參數輸出至 類比數位轉換器28，其中該第一時間與該第二時間之時間 間距可自行依設計需求而定，意即可決定對該物理參數資 料取樣(sampling)之取樣時間間距；再者，若欲得出多筆物 11 1276545 理參數變化率資料，則可於該特定時間間隔之限制條件 下，持續輸出一連串之物理參數訊號至類比數位轉換器 28，以進行多筆物理參數變化率數據之計算。此外，類比 多工器26可不僅侷限於輸出所傳來之三組物理參數訊號 當中之一組物理參數訊號至類比數位轉換器28，亦可傳輸 兩組物理參數訊號甚或全部之物理參數訊號至類比數位轉 換器28，端視欲進行物理參數變化率計算之元件而定。而 本實施例中，是以量測列印模組12、電源供應模組16，以 _ 及馬達驅動模組14所產生之物理參數訊號為例，而本發明 之應用並不僅侷限於上述三組列印元件之物理參數量測， 亦可量測其他列印元件於列印過程中所產生之物理參數資 料。而前述之第一物理參數與第二物理參數係可為溫度、 電壓或電流等數據。 而類比數位轉換器28便將該第一物理參數轉換為該第 * 一數位資料，以及將該第二物理參數轉換為該第二數位資 料，並將該第一數位資料與該第二數位資料傳至控制模組 30之物理參數變化率運算器34進行運算，而物理參數變 化率運算器34便會將將該第二轉換資料與該第一轉換資 料之差值除以該第二時間與該第一時間之差值，以產生一 物理參數變化率，其關係式如下： 12 1276545 物理參數變化率=(第二數位資料-第一數位資料）/(第二 時間-第一時間） 物理參數變化率運算器34並會將該物理參數變化率傳 至資料比較器36，而後資料比較器36便會比對物理參數 變化率運算器34所產生之物理參數變化率與記憶模組32 傳來之正常物理參數變化率，當該物理參數變化率小於正 鲁 常物理參數變化率之上限，且大於正常物理參數變化率之 下限，即該物理參數變化率落於該正常物理參數變化率之 範圍内時，控制模組30便會控制列印系統10於正常運作 狀態下繼續執行列印工作；但若物理參數變化率大於正常 物理參數變化率之上限，或小於正常物理參數變化率之下 限時，即該物理量變化率未落於該正常物理量變化率之範 圍内，控制模組30便會停止列印系統10之運作，且控制 ® 顯示模組38顯示列印系統10停止運作之訊息。 請參閱第4圖與第5圖，第4圖為列印系統10之元件 於正常運作情況下之溫度曲線圖，第5圖為列印系統10之 元件於異常運作情況下之溫度曲線圖。如第4圖所示，於 正常情況時週邊電路於待命模式（standby mode)下，此時的 13 1276545 能量消耗是最小的，故週邊電路所產生的溫度變化大致上 句L持S &的範圍内，故溫度的變化率（即斜率）幾乎 為不變或定值；而當列印系統10進入列印模式(printing _ mode)時’週邊電路所產生的溫度便會隨著時間上升至某個 範圍後便保持在某個範圍内，此乃因元件於加熱列印之過 程中必須先將溫度調升至一操作溫度方能使喷墨頭喷出墨 水至媒體上，而接下來溫度的變化率在正常情況下也不會 有異常過大情況，最後直到列印系統1〇完成使命進入待命# 狀況時’系統溫度才慢慢回覆至待命時的溫度，而溫度的 變化率最後也會維持不變。請參閱第5圖，當列印系統10 U運作!·月况下，如元件短路、元件老化或元件損壞 時，系統週邊元件便會有異常的溫度變化產生，此時溫度 的變化率便可能會超出正常的範圍，如第5圖中所示便有 兩處溫度變化異常發生。然而當週邊元件有異常的溫度變 化I·月況七生日守’縱使當時之溫度可能不大於一系統警戒溫鲁 度C舉例來既溫度或電流之劇升很有可能是電路短路之 月ίι兆故即便疋當下溫度或電流並非甚高，但在很短的時 間内=件之溫度與電流便會急遽上升至極大值，最後導致 元件崩壞故應用本發明彳貞測物理參數變化率之手段 對於上述現象採取_之措施，便能收到防微杜漸之功 - 效。另外，於第4圖與第5圖中，乃是則貞測溫度作為物 14 1276545 理參數變化率之計算依據，除此之外，亦可偵測電壓或電 流作為物理參數變化率之計算依據，於此便不再詳述。 請參閱第6圖，第6圖為列印系統10之元件於各運作 模式下所設定之正常溫度變化率的示意圖。於記憶模組32 中可設定於不同運作模式下所相對應之正常溫度變化率， 如第6圖中所示，於待機模式時正常溫度變化率之絕對值 乃小於值NS1，而於列印模式之溫度上升過程中，正常溫 籲 度變化率乃介於NS2與NS3之間，於列印模式之溫度變化 平緩的過程中，正常溫度變化率之絕對值乃小於值NS4， 且於列印模式之溫度下降過程中，正常溫度變化率乃介於 NS5與NS6之間，而最後列印系統10完成使命進入待命 狀況時，正常溫度變化率之絕對值乃小於值NS1。於此僅 提供一依據不同運作模式設定相對應正常溫度變化率之實 施例，意即正常溫度變化率之設定可依據不同運作模式、 * 被偵測元件，以及進行偵測之物理參數而有所不同。 於本發明中亦可選擇直接採用第一感測器20、第二感 測器22，以及第三感測器24所傳來之列印模組12、電源 供應模組16，以及馬達驅動模組14所產生之物理參數訊 號，而與儲存於記憶模組32之一正常物理量進行比較，即 15 1276545 直接進行該第一物理參數或該第二物理參數與該正常物理 1之比較，而不進行物理參數變化率之計算，再依據比較 後之結果調整列印系統10之運作；甚或同時參酌該物理參 數受化率與正常物理變化率之比較結果以及該第一物理參 數或該第二物理參數與該正常物理量之比較結果，作為調 整列印系統10運作之依據。 相較於習知之列印系統，本發明之列印系統可利用偵測 _ 各元件之物理參數變牝率，而確保每一元件能夠運作在穩 定的操作範圍内，反之，若其中一元件之物理參數變化率 超過了正常的範圍，則控制模組便會立即作出反應，以確 保整體性能不受影響。而本發明可改善習知列印系統僅於 偵測到系統元件之物癦參數超過所設定之上限時，才會進 行系統調整之缺點，而可應用偵測物理參數變化率之手段 對於異常變化所可能造成之損壞結果採取預防之措施，如 _ 此:來便可有效地預防印列元件損壞，而達到延長使用元 件辱命以及增加整體列印品質之功效。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申▲主 ”範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之;： 意範圍。 、 16 1276545 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明列印系統之功能方塊示意圖。 第2圖為本發明列印系統執行列印之流程控制圖。 第3圖為本發明偵測模組之功能方塊示意圖。 第4圖為列印系統之元件於正常運作情況下之溫度曲線 圖。 第5圖為列印系統之元件於異常運作情況下之溫度曲線 圖。 第6圖為列印系統之元件於各運作模式下所設定之正常溫 度變化率的示意圖。 【主要元件符號說明】 10 列印系統 12 列印模組 14 馬達驅動模組 16 電源供應模組 18 偵測模組 20 第一感測器 22 第二感測器 24 第三感測器 26 類比多工器 28 類比數位轉換器 30 控制模組 32 記憶模組 34 物理參數變化率運算器 36 資料比較器 38 顯示模組 17

Claims (1)

1276545 十、申請專利範圍： _1 nb]ir ：: ；v 1. 一種列印系統，其包含： . * · 一列印模組，用來執行影像列印之工作； 一馬達驅動模組，用來驅動該列印模組以進行列印工作； 一偵測模組，用來偵測該列印系統之元件的物理參數；

以及 一控制模組，電連接於該偵測模組，用來分析該列印系統 之元件的物理參數變化率，據以偵測該列印系統之 元件的工作狀態是否可能會超出安全範圍，以及於 該列印系統之元件的工作狀態可能會超出安全範 圍時，調整該列印系統之運作；

其中該物理參數係為溫度、電壓、或電流，且該物理參數變化 率係為溫度變化率、電壓變化率、或電流變化率。 2.如申請專利範圍第1項之列印系統，其中該偵測模組係 用來偵測該列印模組之物理參數。 3.如申請專利範圍第1項之列印系統，其中該偵測模組係 . · · 用來偵測該馬達驅動模組之物理參數。 18 1276545 4. 如申請專利範圍第！項之列印系統，其另包含有一電源 供應模組，用來供應該列印系統運作所需之電源，其中 該伯測模組係用來偵測該電源供應模組之物理參數。 5. 如申請專利範圍第4項之列印系統，其中該偵測模組包 含有： 複數個感測器（sensor)，用來量測該列印模組、該馬達驅 動模組’以及邊電源供應模組之物理袁數； 一類比多工器（analog multiplexer)，用來接收由該複數個 感測器所量測到之物理參數資料，並對該物理參數 資料進行取樣(sampling);以及 一類比數位轉換器（analog-to-digital converter)，用來接 收該類比多工器所傳來之取樣後物理參數資料，並 將該取樣後物理參數資料轉換成數位資料並傳送 • · · , 至該控制模組。 6·如申請專利範圍第5項之列印系統，其中該感測器係為 溫度感測為（temperature sensor) q #憶 7·如申請專利範圍第1項之列印系統，其另包含有/ α p 模組，用來儲存一正常物理參數變化率。 1276545 8. 如申請專利範圍第7項之列印系統，其中該控制模組係 依據該物理參數變化率以及該正常物理參數變化率之 比對結果，調整該列印系統之運作。 9. 如申請專利範圍第8項之列印系統，其中該控制模組另 包含有： 一物理參數變化率運算器，用來對於某一特定時段内該 偵測模組所偵測到之物理參數進行運算，以產生該 物理參數變化率；以及 一資料比較器，用來比較該物理參數變化率運算器所產 生之物理參數變化率與該記憶模組所儲存之正常 物理參數變化率。 10. 如申請專利範圍第1項之列印系統，其另包含一顯示模 • ·· * 組，用來顯示該列印系統之運作狀況。 11. 一種控制一列印系統之方法，其包含下列步驟： (a) 感測該列印系統之元件的一第一物理參數與一第二 物理參數； (b) 利用該第一物理參數與該第二物理參數產生一物理 參數變化率；以及 1276545 (C)依據該物理參數變化率判斷該列印系統之元件的工作 狀態是否可能會超出安全範圍，以及於該列印系統之 元件的工作狀態可能會超出安全範圍時，調整該列印 系統之運作； 其中該第一物理參數與該第二物理參數係為溫度、電壓、或電 流，且該物理參數變化率係為溫度變化率、電壓變化率、或 電流變化率。 12. 如申請專利範囱第11項之方法，其中步驟(a)係為於一 第一時間感測該第一物理參數，以及於一第二時間感測 該第二物理參數，且步驟(b)係為轉換該第一物理參數為 一第一轉換資料，轉換該第一物理參數為一第二轉換資 料，將該第二轉換資料與該第一轉換資料之差值除以該 第二時間與該第一時間之差值，以產生該物理參數變化 率。 13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中步驟(c)另包含提 供一正常物理參數變化率，且依據該物理參數變化率以 及該正常物理參數變化率之比對結果，調整該列印系統 之運作。 ΙΑ /UJHO 14. 如申請專利範圍第13項之方 該物理參數變化率 ―去其中步驟⑷另包含當 圍内，停止該列印系常物理參數變化率之範 15. 如申請專利範圍第⑷員之 系統停止運作之訊φ。 其另包含顯示該列印 其中步驟(C)另包含當 理參數變化率之範圍 内，繼續 16.如申請專利範圍第13項之方法， 該物理參數變化率落於該正常物 該列印系統之正常運作 選擇該列印系 17·如申請專利範圍第η項之方法另包含 統中欲進行物理參數變化率運算之元件。 ，其另包含依據該第一 该列印系統之運作。 18·如申請專利範圍第u項之方法 物理參數或該第二物理參數調整 十一、圖式：