[發明專利]一種壓電噴頭控制板

有效

• 申請號: 201010237289.0
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN102336059A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 張原
• 申請（專利權）人: 北京美科藝數碼科技發展有限公司
• 主分類號: B41J2/07
• 分類號: B41J2/07
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟;馬知非

技術領域

本發明涉及一種噴墨打印機用噴頭控制板，具體說涉及一種可調節點火脈沖上升沿和下降沿斜率的噴墨打印機用壓電噴頭控制板。

背景技術

壓電式噴墨打印是指通過給壓電晶體施加電壓，使之發生高速且輕微的變形，將墨腔中的油墨從噴嘴壓出，來實現圖像或文字的打印。當壓電晶體受到外界的脈沖電壓作用時，壓電晶體產生變形導致噴嘴油墨腔的容積減少。這樣，一滴油墨便從噴嘴中射出。然后，壓電晶體恢復原狀，由于表面張力作用，新的油墨進入噴嘴。通過并排排列大量噴嘴，就可以獲得理想的噴印寬度和解像度。在噴墨打印機噴頭控制板上設置脈沖發生器用來產生推動壓電陶瓷噴嘴噴墨需要的模擬信號，點火脈沖的形狀如圖1所示，其中，t_r為脈沖的上升沿斜率，t_f為脈沖的下降沿斜率，t_w為脈沖寬度，點火脈沖的上升沿對應噴頭的吸墨過程，其下降沿對應噴頭的噴墨過程，點火脈沖的上升沿斜率和下降沿斜率直接影響噴頭的噴墨過程，進而影響噴墨打印質量。下降沿斜率過大，電壓下降過快，噴頭噴出的墨滴速度過大易出現散霧狀，而下降斜率過小，電壓下降緩慢，噴頭噴出的墨滴速度過小，墨滴易受外界影響不能垂直降落到打印介質表面。而上升沿斜率過大，電壓上升過快，墨腔不容易充滿墨，墨水不足，噴嘴噴出的墨滴過小。不同型號噴頭的驅動電壓不同，針對不同驅動電壓的噴頭設計與其對應的噴頭控制板將增加生產制作成本，且壓電噴頭的出廠驅動電壓為一個范圍值，只有通過實驗才能確定其最合適的驅動電壓，因此需要噴頭點火脈沖的上升沿和下降沿的斜率是可調的。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種可控制點火脈沖上升沿斜率和下降沿斜率的噴墨打印機用壓電噴頭控制板。

為實現上述目的，本發明中提供了一種壓電噴頭控制板，包括處理單元、信號發生器和電壓控制電路，其中，信號發生器用于產生噴頭的控制信號，并根據噴頭的控制信號由處理單元向噴頭發出相應的控制命令；處理單元接收到信號發生器發出的噴頭控制信號，調節噴墨打印機主板和噴頭控制板的參數，控制噴頭工作；所述電壓控制電路包括升壓電路、脈沖產生電路和電平轉換電路；所述脈沖產生電路包括一個半橋驅動芯片和串聯在所述半橋驅動芯片的輸出端的限流電路、恒流電路及MOS管；所述限流電路由撥碼開關及四個電阻構成，通過調節所述撥碼開關的阻值可調節限流電路上電流的大??；所述恒流電路由一個三極管、兩個二極管、兩個電阻構成，通過所述恒流電路可使輸入所述MOS管柵極的電流為恒定值。

進一步，所述半橋驅動芯片的輸出端串聯兩個所述限流電路、恒流電路及MOS管，其一用于調節點火脈沖的上升沿斜率，另一用于調節點火脈沖的下降沿斜率。

進一步，在所述MOS管的柵極與漏極之間串聯一個反饋電容，使MOS管的開門速度減慢。

進一步，在所述MOS管的前端還設置有一二極管，其作用是不讓限流電路限制MOS管的關門速度。

進一步，所述撥碼開關有16級可變電阻。

進一步，所述脈沖產生電路為一梯形脈沖產生電路。

進一步，噴墨打印機的每一噴頭均對應連接有一所述脈沖產生電路。

進一步，所述噴頭控制板用于控制壓電噴頭。

本發明的噴頭控制板通過在脈沖產生電路中的限流電路中設置一撥碼開關可實現限流電路電流16級可調，從而可調節噴頭點火脈沖的上升沿斜率和下降沿斜率，同時在脈沖產生電路中設置一恒流電路使得點火脈沖的電壓平緩上升，精確控制噴頭的噴墨和吸墨過程，提高噴墨打印質量。

附圖說明

圖1為現有技術中壓電噴頭點火脈沖波形圖；

圖2為本發明一個具體實施例的噴頭控制板的結構框圖；

圖3為本發明一個具體實施例的噴頭控制板的脈沖產生電路原理圖。

具體實施方式

如圖2所示，本發明的噴頭控制板與噴墨打印機主板和噴頭相連，噴頭的打印數據直接來源于主板，噴頭控制板包括單片機、FPGA/CPLD、電壓控制電路和LVDS傳輸接口。FPGA/CPLD用于產生噴頭的控制信號，并根據噴頭的控制信號由單片機向噴頭發出相應的控制命令；噴頭的控制信號由FPGA/CPLD產生，FPGA/CPLD接收來自主板的同一控制信號，產生各種噴頭特有的控制信號，如點火脈沖，時鐘信號，像素數據，加熱溫度等，有些控制信號如點火脈動信號并不送到噴頭而是控制頭板的脈沖發生器，用來產生驅動噴頭的功率脈沖。