CN100478175C - 具有反馈电路的流体喷射装置 - Google Patents

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Abstract

流体喷射装置包括多个流体喷射单元(130/230)，每个流体喷射单元是可控的以便导通在电源电压(120/220/320)与参考电压(122/222/322)之间的电流。在多个流体喷射单元的一个组(276)中多达全部流体喷射单元都被配置成在一个时间段内是导通的。当导通时，每个流体喷射单元具有相应的流体喷射电压。反馈电路(118/218)被配置成提供一个反馈电压(144/244/344)，它基本上等于正在导通的流体喷射单元上相应的流体喷射电压的平均值。

Description

具有反馈电路的流体喷射装置
技术领域
本发明涉及流体喷射装置，更具体地，涉及具有反馈电路的流体喷射装置及其操作方法。
背景技术
作为流体喷射系统的一个实施例，喷墨打印系统可包括打印头组件；把墨水供应给打印头组件的墨水供应组件；和控制打印头组件的控制器。作为流体喷射装置的一个实施例，打印头组件通过多个喷口或喷嘴向诸如纸片那样的打印介质喷出墨液滴，以便打印在打印介质上。典型地，喷口被安排成一个或多个阵列，使得当打印头组件和打印介质互相作相对移动时，来自喷口的墨水的适当的顺序喷射使得在打印介质上打印字符或其它图像。
典型地，打印头组件通过用诸如通常被称为加热电阻的薄膜电阻那样的小型电加热器快速加热位于蒸发室中的小体积墨水而通过喷嘴喷出墨液滴。加热墨水使得墨水蒸发和从喷嘴喷出。典型地，对于一滴墨水，一般由作为打印机的电子处理装置的一个部件而设置的远端打印头控制器来控制对来自打印头组件外部的电源的电流的驱动。电流流过选中的加热电阻(firing resistor)以使加热在相应的选中的蒸发室中的墨水。
典型地，加热电阻经由共享的电流传送路径被连接到电源。这样的配置的一个特征在于，当不同数目的加热电阻被供电以便打印各种不同的形式的数据时，不同的电流的流动会导致在电流传送路径的寄生电阻上不同的电压降。因此，即使电源电压保持为恒定的，提供到给定的加热电阻的电压和最终得到的能量可能会改变。而且，如果当最大数目的加热电阻被供电时，电源电压保持在高的电平以便适应最坏情形的寄生电压降发生，则在仅仅激励一个加热电阻的情形下，加热电阻可能被过供电。因此，能量控制在喷墨打印头中是有用的特性，它确保传递到加热电阻的能量既不太多也不太少。太少的能量会造成打印质量恶化，而太多的能量会缩短加热电阻寿命。
用来纠正这个问题的一个方法是在打印头组件集成电路芯片上为加热电阻组提供稳压器。然而，稳压器消耗不希望的功率，以及通常要求厂内校准是有效的。其它的方法通过使用芯片上电压传感和改变在相同的时刻加上的用于加热电阻组的加热脉冲宽度以保持能量基本上恒定而补偿加热电阻功率变化。然而，虽然能量是恒定的，但功率是未调整的，以及如果它过大则会造成加热电阻故障。
打印系统，特别是具有长的电流传送路径和相应的高寄生电阻值的宽度阵列喷墨打印系统，将从改进的能量控制方案中获益。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种流体喷射装置，包括：
多个流体喷射单元，每个流体喷射单元可控制地传导电源电压与参考电压之间的电流，其中多个流体喷射单元的组中多达所有流体喷射单元被配置成在一个时间段内导通，当导通时，每个导通的流体喷射单元具有相应的流体喷射电压；以及
反馈电路，被配置成提供反馈电压，所述反馈电压基本上等于导通的流体喷射单元处的相应的流体喷射电压的平均值。
优选地，在所述流体喷射装置中，每个流体喷射单元被耦合在处于电源电压的共享的电源路径与处于参考电压的共享的返回路径之间，并被耦合到单独的控制线，其中每个流体喷射单元被配置成响应于经由它的单独的控制线接收的信号而使电流从共享的电源路径传导到共享的返回路径。
优选地，在所述流体喷射装置中，反馈电路包括：
电源传感线；
参考传感线；
多个电源传感开关，每个对应于多个流体喷射单元中一个不同的流体喷射单元并被耦合在处于基本上相同位置的电源传感线与共享的电源路径之间，在该位置处相应的流体喷射单元耦合到共享的电源路径，以及具有被耦合到相应的单独的控制线的控制栅极；
多个参考传感开关，每个对应于多个流体喷射单元的一个不同的流体喷射单元并被耦合在处于基本上相同位置的参考传感线与共享的返回路径之间，在该位置处相应的流体喷射单元耦合到共享的返回路径，以及具有被耦合到相应的单独的控制线的控制栅极，其中每个电源传感开关和参考传感开关响应于经由单独的控制线接收的加热信号而分别把电源传感线连接到共享的电源路径以及把参考传感线连接到共享的返回路径；以及
差分放大器，具有被耦合到电源传感线的第一和第二端的非倒相端、被耦合到参考传感线的第一和第二端的倒相端和在输出端处提供反馈电压的输出端。
优选地，在所述流体喷射装置中，多个喷射单元和反馈电路被形成在薄膜结构上，所述薄膜结构被形成在包括非导电材料的基片上，所述非导电材料是从包括在金属上形成的氧化物、碳复合材料、陶瓷材料和玻璃的组中选择的。
优选地，在所述流体喷射装置中，多个流体喷射单元被配置成行，所述行基本上延伸打印介质的宽度的距离，所述打印介质要被插入到包括流体喷射装置的流体喷射组件中。
优选地，在所述流体喷射装置中，多个流体喷射单元的每个流体喷射单元被配置成响应于单独的加热信号而导通电流，并且其中反馈电路被配置成根据单独的加热信号而耦合在每个导通的流体喷射单元两端。
优选地，所述流体喷射装置还包括：
稳压器，被配置成用于调整电源电压，所述稳压器被配置成把反馈电压与预定电压进行比较以及根据反馈电压与预定电压的比较结果来调节电源电压。
优选地，在所述流体喷射装置中，流体喷射装置被配置成把反馈电压提供给在流体喷射装置外面的稳压器，以及接收来自稳压器的电源电压，其中电源电压是根据反馈电压变化的。
在本发明的另一个方面，提供了一种操作具有可控制地传导电源电压与参考电压之间的电流的多个电阻器的流体喷射装置的方法，所述方法包括：
使得一组多个电阻器能够传导电流；
使电流通过多达所述组的所有电阻器传导，每个导通的电阻器具有相应电压；
确定反馈电压，所述反馈电压基本上等于选定的相应电压的平均值；
把期望电压与反馈电压相比较；以及
根据期望电压与反馈电压的比较结果调节电源电压。
优选地，在所述方法中，使一组多个电阻器能够传导电流并且经过多达所述组的所有电阻器传导电流是在喷射操作期间执行的，所述方法还包括：对于每个后续的喷射操作，启用不同组的多个电阻器。
附图说明
图1是显示按照本发明的喷墨打印系统的一个实施例的框图。
图2是显示按照本发明的、和可在图1的打印系统中使用的打印头组件的一个实施例的示意性透视图。
图3是显示图2的打印头组件的另一个实施例的示意性透视图。
图4是显示图2的打印头组件的一部分外部层的一个实施例的示意性透视图。
图5是显示图2的打印头组件的一部分的一个实施例的示意性截面图。
图6是显示按照本发明的宽阵列喷墨打印系统的一个实施例的一部分的框图。
图7是显示按照本发明的打印头组件的一个实施例的一部分的示意图。
图8是总的显示按照本发明的宽阵列喷墨打印系统的一个实施例的一部分的框图。
图9A是显示按照本发明的打印头组件的一个实施例的示例性操作的电压曲线图。
图9B是显示按照本发明的打印头组件的一个实施例的示例性操作的电压曲线图。
图9C是显示按照本发明的打印头组件的一个实施例的示例性操作的电压曲线图。
图9D是显示按照本发明的打印头组件的一个实施例的示例性操作的电压曲线图。
图10是显示利用按照本发明的区域电压控制的喷墨打印系统的一个实施例的一部分的框图。
图11是显示利用按照本发明的区域电压控制的喷墨打印系统的一个实施例的一部分的框图。
具体实施方式
在以下的详细说明中，参考了对构成该详细说明的一部分的附图，图上为了说明，显示了可以实践本发明的具体的实施例。在这方面，指向性的术语，诸如“顶部”、“底部”、“行”、“列”、“正面”、“背面”、“前部”、“尾部”等等被使用于所描述的附图的取向。因为本发明的实施例的部件可以以许多不同的取向放置，所以指向性的术语被使用于说明，而不是限制。应当看到，可以利用其它实施例，以及可以作出结构的或逻辑的改变而不背离本发明的范围。所以，以下的详细说明不是在限制的意义下作出的，本发明的范围由所附权利要求规定。
图1显示按照本发明的喷墨打印系统10的一个实施例。喷墨打印系统10构成流体喷射系统的一个实施例，它包括流体喷射装置，诸如打印头组件12；和流体供应组件，诸如墨水供应组件14。在所显示的实施例中，喷墨打印系统10还包括安装组件16、介质输送组件18、和控制器20。
打印头组件12，作为流体喷射装置的一个实施例，可以按照本发明的实施例被形成，以及它可以通过多个喷嘴或喷管口13喷射墨液滴，包括一种或多种彩色墨水或UV可读的墨水。虽然以下的说明涉及墨水从打印头组件12的喷射，但将会看到，其它液体、流体、或可流动的材料，包括清彻的流体，可以从打印头组件12被喷出。所使用的流体类型取决于使用流体喷射装置的应用。
在一个实施例中，液滴被引向诸如打印介质19那样的介质，以便打印在打印介质19上。典型地，喷嘴13被排列成一列或多列或阵列，以使得当打印头组件12和/或打印介质19互相相对移动时，来自喷嘴的墨水的适当顺序喷射就会在打印介质19上打印字母、符号和/或其它图形或图像。
打印介质19包括任何类型的适当的薄片状材料，诸如纸、卡片、信封、标签、透明胶片、聚酯片、纺织品等等。在一个实施例中，打印介质19是连续的形式或连续的卷材(web)打印介质19。这样，打印介质19可包括连续成卷的未打印的纸。
墨水供应组件14，作为流体供应组件的一个实施例，把墨水供应到打印头组件12，以及它包括贮水器15，用于存储墨水。这样，墨水从贮水器15流到打印头组件12。在一个实施例中，墨水供应组件14和打印头组件12形成再循环墨水传递系统。这样，墨水从打印头组件12流回到贮水器15。在一个实施例中，打印头组件12和墨水供应组件14一起被装在流体喷射器或喷墨盒或笔中。喷墨盒是流体喷射装置的一个实施例。在另一个实施例中，墨水供应组件14可以是与打印头组件12分开的，以及通过诸如供应管那样的接口连接把墨水供应到打印头组件12。
在一个实施例中，安装组件16相对于介质输送组件18放置打印头组件12，以及介质输送组件18相对于打印头组件12放置打印介质19。这样，供打印头组件12在其中沉积墨液滴的打印区域17被规定为与一个处在打印头组件12与打印介质19之间的区域中的喷嘴13相邻。打印介质19在打印期间由介质输送组件18推进到打印区域17。
在一个实施例中，打印头组件12是扫描型打印头组件，以及安装组件16在把字迹打印在打印介质19上期间相对于介质输送组件18和打印介质19来移动打印头组件12。在另一个实施例中，打印头组件12是非扫描型打印头组件，以及当介质输送组件18使打印介质19向前推进到规定的位置时，在把字迹打印在打印介质19上的期间安装组件16把打印头组件12固定在相对于介质输送组件18的规定的位置。
控制器20与打印头组件12、安装组件16、和介质输送组件18通信。控制器20从诸如计算机那样的主机系统接收数据21，以及可包括用于临时存储数据21的存储器。典型地，数据21沿电子、红外、光学或其它信息传送路径被发送到喷墨打印系统10。数据21例如代表要被打印的文档和/或文件。这样，数据21形成用于喷墨打印系统10的打印作业，以及包括一个或多个打印作业命令和/或命令参数。
在一个实施例中，控制器20提供打印头组件12的控制，包括对于从喷嘴13喷射墨液滴的时序控制。这样，控制器20规定了在打印介质19上形成字符、符号，和/或其它图形或图像的喷出的墨液滴的图案。时序控制以及因此喷出的墨液滴的图案，由打印作业命令和/或命令参数确定。在一个实施例中，形成一部分控制器20的逻辑与驱动电路位于打印头组件12上。在另一个实施例中，逻辑与驱动电路位于打印头组件12外面。
控制器20可被实施为处理器、逻辑单元、固件、和软件，或它们的任何组合。
图2显示打印头组件的一部分的一个实施例。在一个实施例中，打印头组件12是多层组件，以及包括外部层30和40与至少一个内部层50。外部层30和40分别具有面32和42以及与各个面32和42相邻的边缘34和44。外部层30和40被放置在内部层50的相反的面上，这样，面32和42面对内部层50并相邻于内部层50。这样，内部层50与外部层30和40沿轴29相叠。
如在图2的实施例中显示的，内部层50与外部层30和40被排列成形成一行或多行60的喷嘴13。喷嘴13的行60例如沿基本上垂直于轴29的方向延伸。这样，在一个实施例中，轴29代表打印轴或在打印头组件12与打印介质19之间相对运动的轴。由此，喷嘴13的行60的长度确定打印头组件12的字迹高度。在一个实施例中，喷嘴13的行60跨越小于约2英寸的距离。在另一个实施例中，喷嘴13的行60跨越大于约2英寸的距离。
在一个实施例中，内部层50与外部层30和40形成两行61和62喷嘴13。更具体地，内部层50与外部层30沿外部层30的边缘34形成喷嘴13的行61，以及内部层50与外部层40沿外部层40的边缘44形成喷嘴13的行62。这样，在一个实施例中，喷嘴13的行61和62相互隔开以及基本上互相平行地取向。
在一个实施例中，如图2所示，行61和62的喷嘴13基本上对准的。更具体地，行61的每个喷嘴13沿着基本上平行于轴20取向的打印线而与行62的一个喷嘴13基本上对准。这样，图2的实施例提供喷嘴冗余度，因为流体(或墨水)可通过沿规定的打印线的多个喷嘴喷出。由此，有缺陷的或不工作的喷嘴可被另一个对准的喷嘴补偿。另外，喷嘴冗余度提供在对准的喷嘴之间交替进行喷嘴启动的能力。
图3显示打印头组件12的一个部分的另一个实施例。类似于打印头组件12，打印头组件12’是多层组件，以及包括外部层30’和40’与内部层50。另外，类似于外部层30和40，外部层30’和40’被放置在内部层50的相对的面上。这样，内部层50与外部层30’和40’形成喷嘴13的两个行61’和62’。
如在图3的实施例中显示的，行61’和62’的喷嘴13是偏移的。更具体地，行61’的每个喷嘴13与沿基本上平行于轴29取向的打印线是与行62’的一个喷嘴13交错的或偏移的。这样，图3的实施例提供增加的分辨率，因为可以沿基本上垂直于轴29取向的线可打印的每英寸点数(dpi)增加了。
在一个实施例中，如图4所示，外部层30和40(其中仅仅一个被显示于图4以及包括外部层30’和40’)的每个层分别包括在面32和42上形成的流体喷射单元70和流体路径80。流体喷射单元70和流体路径80被安排成使得流体路径80与流体喷射单元70交流和把流体(或墨水)供应到流体喷射单元70。在一个实施例中，流体喷射单元70和流体路径80以基本上直线阵列排列在相应的外部层30和40的面32和42上。这样，外部层30的所有的流体喷射单元70和流体路径80被形成在单个或单片层上，以及外部层40的所有的流体喷射单元70和流体路径80被形成在单个或单片层上。
在一个实施例中，如下面描述的，内部层50(图2)具有在其中规定的流体集流腔或流体通道，它们例如通过打印头组件14把供应的流体分配到在外部层30和40形成的流体路径80和流体喷射单元70。
在一个实施例中，流体路径80由分别在外部层30和40形成的面32和42上的挡板82规定。这样，当外部层30和40被放置在内部层50的相对的面上时，内部层50(图2)和外部层30的流体路径80形成沿边缘34的喷嘴13的行61，以及内部层50(图2)和外部层40的流体路径80形成沿边缘44的喷嘴13的行62。
如图4的实施例所显示的，每个流体路径80包括流体入口84、流体舱室86、和流体出口88，以使得流体舱室86与流体入口84和流体出口88互通。流体入口84与流体(或墨水)供应源互通，如下面描述的，并把流体(或墨水)供应到流体小室86。流体出口88与流体小室86互通，以及在一个实施例中，当外部层30和40被放置在内部层50的相对的面上时，流体出口88形成相应的喷嘴13的一部分。
在一个实施例中，每个流体喷射单元70包括在相应的流体路径80的流体舱室86内形成的加热电阻72。加热电阻72例如是任何一个元件，当它被加上能量时它加热流体舱室86内的流体，在流体舱室86内产生气泡并生成流体的小珠，它通过喷嘴13喷出。这样，在一个实施例中，各个流体舱室86、加热电阻72、和喷嘴13形成各个流体喷射单元70的液滴生成器。
在一个实施例中，在工作期间，流体从流体入口84流到流体舱室86，在其中流体的小珠在相应的加热电阻72的作用下从流体舱室86通过流体出口88和相应的喷嘴13喷出。这样，流体的小珠基本上平行于各个外部层30和40的面32和42喷到介质上。因此，在一个实施例中，打印头组件12构成边缘或侧射击器设计。
在一个实施例中，如图5所示，外部层30和40(其中只有一个被显示于图5以及包括外部层30’和40’)的每个层包括基片90和被形成在基片90上的薄膜结构92。这样，流体喷射单元70的加热电阻72和流体路径80的挡板82在薄膜结构92上形成。如上所述，外部层30和40放置在内部层的相对的面上，形成流体小室86和相应的流体喷射单元70的喷嘴13。
在一个实施例中，内部层50与外部层30和40的基片90的每个包括共同的材料。这样，内部层50与外部层30和40的热膨胀系数基本上是匹配的。因此，在内部层50与外部层30和40之间的热梯度被最小化。适用于内部层50与外部层30和40的基片90的示例的材料包括玻璃、金属、陶瓷材料、碳复合材料、金属粘结复合材料或任何其它的化学上惰性而热稳定的材料。
在一个实施例中，内部层50与外部层30和40的基片90包括玻璃，诸如
Figure C20058000588000121
1737玻璃或
Figure C20058000588000122
1740玻璃。在一个实施例中，当内部层50与外部层30和40的基片90包括金属或金属基体复合材料时，氧化物层可被形成在基片90的金属或金属基体复合材料上。
在一个实施例中，薄膜结构92包括用于流体喷射单元70的驱动电路74。驱动电路74例如提供用于流体喷射单元70的电源、接地、和控制逻辑，尤其是包括加热电阻72。
在一个实施例中，薄膜结构92包括由例如氧化硅、碳化硅、氮化硅、钽、多晶硅玻璃或其它的适当的材料形成的、一个或多个钝化或绝缘层。另外，薄膜结构92包括由例如铝、金、钽、钽-铝、或其它金属或金属合金形成的一个或多个导电层。在一个实施例中，薄膜结构92包括薄膜晶体管，它们形成了流体喷射单元70用的驱动电路74的一部分。
如图5的实施例显示的，流体路径80的挡板82是在薄膜结构92上形成的。在一个实施例中，挡板82由与流体(或墨水)相兼容的非导电材料所形成，该流体要被引到打印头组件12并从那里喷出。适用于挡板82的示例性的材料包括光致成像的聚合物和玻璃。光致成像的聚合物包括离心浇铸的材料，诸如SU8；或干性薄膜材料，诸如DuPont
如图5的实施例显示的，外部层30和40(外部层30’和40’)在挡板82处与内部层50结合。在一个实施例中，当挡板82由光致成像的聚合物或玻璃形成时，外部层30和40通过温度和压力被粘接到内部层50。然而，也可以使用其它适当的接合或粘接技术，把外部层30和40接合到内部层50。
用于在单片结构上制造薄膜晶体管的方法在题目为“Method forProducing Amorphous Silicon Thin Film Transistor Array Substrate”(生产非晶硅薄膜晶体管阵列基片的方法)的美国专利No.4,960,719和在题目为“Large Thermal Ink Jet Nozzle Array Printhead”(大型热喷墨喷嘴阵列的打印头)的美国专利No.6,582,062中更详细地公开和讨论，这两个篇专利整体地在此引用以供参考。
反馈电路
图6是显示按照本发明的宽阵列喷墨打印系统110的一个实施例的一部分的框图。打印系统110包括打印头组件112和稳压器116，打印头组件112还包括反馈电路118。在一个实施例中，如图所示，反馈电路118可被耦合到打印头组件112的驱动电路74(图5)的一部分。驱动电路74向流体喷射单元70例如提供电源、接地和控制逻辑，更具体地，包括加热电阻72。打印头组件112在Vpp节点120处接收来自稳压器116的电源电压(Vpp)以及在地节点122处耦合到相应的电源地(Pgnd)。Vpp供电路径124被耦合到Vpp节点120，以便在打印头组件112内供应Vpp。电源地路径126被耦合到地节点122，以便为打印头组件112提供地路径。
打印头组件112还包括流体喷射单元70，它包括一行128的N个流体喷射单元，后者被表示为流体喷射单元130a到130N。每个流体喷射单元130经由相应的电源路径134a到134N在相应的节点132a到132N处被耦合到Vpp供电路径124和经由相应的地路径138a到138N在相应的节点136a到136N处被耦合到地126。
反馈电路118经由相应的路径140a到140N和142a到142N被耦合以测量在节点132a到132N和136a到136N处的每个流体喷射单元的电压。反馈电路118经由路径146被耦合到电压反馈节点144。稳压器116经由路径148被耦合到反馈节点144，分别经由路径152和153从电源150接收电源参考电压(VRef)和电源电压(VSUPPLY)，经由路径153接收Vpp和经由路径154在地节点122处被耦合到Pgnd。
稳压器116和反馈电路118合在一起形成控制环160。在一个实施例中，如图所示，稳压器116可以是在打印头组件112外面的。在一个实施例中，稳压器116形成控制器20(见图1)的一部分。在一个实施例中，稳压器116可以是在打印头组件112内部的，并形成打印头组件112的一个部件。
打印系统110利用控制环160来进行Vpp电压校正，以补偿打印头组件112上变化的寄生电阻和由于在给定的时间被加热的不同数目的流体喷射单元130a到130N造成的负荷变化，以便使加热流体喷射单元的电压保持在基本上恒定的电平。打印头组件112被配置成使得N个流体喷射单元的子组能够同时导通，该子组的每个导通的流体喷射单元从Vpp供电路径124把电流传导到电源地路径126，以便运行或驱动流体喷射单元，使得墨水可从它那里喷出。由于沿Vpp供电路径124和电源地路径126的变化的寄生电阻，跨越每个导通的流体喷射单元可以出现不同的电压。
反馈电路118被配置成经由相应的适当的电源路径134a到134N和地路径138a到138N而耦合到每个导通的流体喷射单元。反馈电路118在反馈节点144处提供反馈电压(Vfd)，其中Vfd基本上等于在每个导通的流体喷射单元上出现的不同的电压的平均值以及与在节点120和122处加上的电压可以不同。
稳压器116经由路径148接收Vfd，以及根据Vfd与经由路径152接收的VRef的比较结果而提供电源电压Vpp。当Vfd小于VRef时，稳压器116提升被提供到Vpp节点120的Vpp。相反，当Vfd超过Vpp时，稳压器116减小被提供到Vpp节点120的Vpp。这样，稳压器116经由Vpp节点120提供和保持加到正在喷射墨水的流体喷射单元的电源电压Vpp基本上等于VRef。
通过对电源电压进行校正以补偿在打印头组件112上的变化的寄生电阻，利用按照本发明的控制环160的喷墨打印系统110把基本上恒定的电压传递到正在加热的流体喷射单元130，而不管在流体喷射单元与节点120，122之间的寄生电阻和不管同时导通的流体喷射单元的数目。结果，把基本上恒定范围的能量传送给正在喷射时的各个流体喷射单元130。这减小过大的能量，从而减小浪费的热量，不然它们会限制频率响应，即在由单个流体喷射单元130进行的各次喷射之间的时间，和流体喷射单元130的寿命。而且，在由不同的流体喷射单元130喷射的液滴或流体(即墨水)之间的重量或体积也可以较少变化。
图7是显示具有按照本发明的反馈电路218的打印头组件212的一个实施例的一部分的示意图。打印头组件212在节点220a和220b处接收电源电压(Vpp)以及在电源地(Pgnd)节点222a和222b处连接到电源地。Vpp供电路径224延伸在Vpp节点220a和220b之间以便在打印头组件212内内部供应Vpp。电源地路径226延伸在Pgnd节点222a和222b之间，为打印头组件212提供内部地路径。
打印头组件212还包括N个流体喷射单元230a到230N的一行228，每个单元被耦合在Vpp供电路径224与电源地路径226之间。在一个实施例中，行228包括一页宽的行，即基本上是其上可以有流体喷射的介质的宽度。每个流体喷射单元230包括一个开关，它被显示为场效应晶体管(FET)238，和一个加热器单元，被显示为加热电阻240。加热电阻240具有被耦合到Vpp供电路径224的第一端和一个第二端。FET 238将它的源极耦合到电源地路径226，将它的漏极耦合到加热电阻240的第二端，以及在它的控制栅极经由控制线242接收加热信号。每个流体喷射单元230被配置成响应于经由相应的控制线242接收的加热信号而喷射流体，例如墨水小珠。
反馈电路218包括具有第一端248a和第二端248b的Vpp传感线246以及具有第一端252a和第二端252b的地传感线250。反馈电路还包括一行254的P沟道Vpp传感FET 256a到256N、一行258的N沟道地传感FET 260a到260N、和差分放大器262。每个Vpp传感FET 256相应于N个流体喷射单元230的一个不同的流体喷射单元，以及具有被耦合到相应的加热电阻240的第一端的它的源极、被耦合到Vpp传感线246的它的漏极，和被耦合到相应的加热电阻240的第二端的它的栅极。同样地，每个地传感FET 260相应于N个流体喷射单元230的不同的流体喷射单元，以及具有被耦合到相应的FET 238的它的源极、被耦合到地传感线250的它的漏极，和被耦合到相应的控制线242的它的控制栅极。
电阻268代表Vpp供应路径224的寄生电阻，以及电阻270代表电源地路径226的寄生电阻。电阻272代表Vpp传感线246的寄生电阻，以及电阻274代表地传感线250的寄生电阻。
下面描述打印头组件212的操作。在一个实施例中，行228的相邻的流体喷射单元230的子组276经由控制线242被启动以便在给定的时间生成墨水小珠。当流体喷射单元230被启动以喷射流体和具备了要打印的相应图像数据时，加热信号经由控制线242使FET 238接通。这使得最终得到的电流从Vpp供电路径224通过加热电阻240流到电源地路径226。
在一个实施例中，在给定的时间内在子组276中启动的流体喷射单元230的数目大体上保持恒定，但它的组合按时间段而变。例如，如图7所示，包括子组276的启动的流体喷射单元在一个时间段后在行228上从左到右被移位，一个附加的流体喷射单元在子组276的右端被启动，而另一个流体喷射单元在子组的左端被禁止。在某些实施例中，该时间段相应于系统时钟的每个周期。通过以这样的方式启动和禁止流体喷射单元，在子组276中启动的流体喷射单元的数目大体上保持恒定，但在行228的末端除外。例如，当子组276在行228上从左端开始移位时，在子组276中启动的流体喷射单元的数目从1开始，并增长到恒定的数目。相反，当子组276从行228的右端退出时，启动的流体喷射单元的数目从恒定的数目减小到零。虽然图7显示的移位是从左到右，但包括子组276的流体喷射单元也可以在行228上从右到左移位。
在给定的时间内在子组276内启动的因而实际上加热的流体喷射单元230的数目取决于要被打印的相应的图像数据。另外，Vpp供应路径224和电源地路径226的等效的寄生电阻取决于沿行228的子组276的位置。因此，因为沿行228的子组276的位置和在给定的时间内实际上加热的流体喷射单元230的数目都是变量，所以由于寄生电阻，流过每个加热流体喷射单元的电流和在每个加热流体喷射单元上的电压也可以改变。反馈电路218用来把一个基本上等于子组276的加热流体喷射单元230的电压的平均值的反馈电压(Vfd)提供给稳压器，诸如稳压器116(见图9)，以使得稳压器可以调整Vpp，从而调节由于Vpp供电路径224和电源地路径226的寄生电阻造成的电压降。
在所显示的实施例中，启动的流体喷射单元230的子组276包括流体喷射单元从230b到230x。对于子组276的每个启动的流体喷射单元230(它经由FET开关控制线240接收加热信号从而使FET238接通)，相应的Vpp传感FET 256和地传感FET 260也被接通并使得Vpp传感线246和地传感线250分别被连接到Vpp供电路径224和电源地路径226。
由于Vpp传感FET 256的有限的“接通”电阻和Vpp传感线246的寄生电阻272，一个近似等于在子组276的每个导通的流体喷射单元230的加热电阻240的第一端处的电压平均值的电压出现在Vpp传感线246的第一和第二端248a和248b。同样地，由于地传感FET 260的有限的“接通”电阻和地传感线250的寄生电阻274，一个近似等于在子组276的导通的流体喷射单元230的每个FET 238的源极处的电压平均值的电压在地传感线250的第一和第二端252a和252b处被生成。对电压的进一步取平均是把Vpp传感线246的第一和第二端248a和248b经由路径264和266连接到节点268和把地传感线250的第一和第二端252a和252b经由路径270和272连接到节点272而实现的。取平均的误差将是小的，因为子组276的加热流体喷射单元230是沿行228的长度紧密地组合在一起的，并且在子组276的加热流体喷射单元230之间的寄生电阻，当与Vpp供电路径224的总的寄生电阻相比较时，是相对较小的。
差分放大器262在非倒相输入端处接收来自节点268的、在子组276的每个导通的流体喷射单元230的加热电阻240的第一端处的电压的平均值，以及在倒相输入端处接收来自节点274的、在子组276的导通的流体喷射单元230的每个FET 238的源极处的电压的平均值。差分放大器262可以是单位增益的放大器和经由输出端278在反馈节点244处提供等于在它的非倒相输入端和倒相输入端处接收的电压之间差值的反馈电压(Vfd)。因此，Vfd基本上等于在子组276的导通的流体喷射单元230处的电压的平均值。Vfd可以经由反馈节点244被提供到诸如稳压器116那样的稳压器。
图8是总体上显示包括打印头组件312和具有按照本发明的反馈环314的宽阵列喷墨打印系统310的一个实施例的一部分的框图。打印头组件312包括一行流体喷射单元、Vpp传感线和传感FET、以及地传感线和传感FET，例如反馈电路218与流体喷射单元的行228，如图7上212所示。控制环314包括稳压器316，和反馈电路218还包括差分放大器362。在显示的实施例中，稳压器316和差分放大器362不是打印头组件312的部件。
打印头组件312沿打印头组件312的长度在按间隔的节点320a到320d处接收来自稳压器316的电源电压Vpp，以及被耦合到地节点322a322d，虽然节点的实际数目和它们的位置可以改变。在打印头组件312内的反馈电路经由Vpp传感线364和366把在打印头组件312的导通的流体喷射单元的Vpp电源路径一侧处的电压平均值提供到差分放大器362的非倒相输入端和节点368。同样地，在打印头组件312内的反馈电路经由地传感线370和372把在打印头组件312的导通的流体喷射单元的电源地路径一侧处的电压平均值提供到差分放大器362的倒相输入端和节点374。
差分放大器362可以是单位增益放大器和在输出端378处提供一个等于在它的非倒相输入端和倒相输入端处接收的电压之间的差值的反馈电压(Vfd)。因此，Vfd基本上等于在打印头组件312的导通的流体喷射单元处的电压的平均值。
稳压器316包括运算放大器，它被配置成作为误差放大器工作。稳压器316经由路径348从差分放大器362接收Vfd，以及分别经由路径352和354从电源350接收参考电压(VRef)和电源电压(VSUPPLY)。稳压器316还经由路径354在正电压端处连接到电源350以及在负电压端处连接到地。稳压器316根据Vfd与VRef的比较结果提供电源电压Vpp。当Vfd小于VRef时，稳压器316提升Vpp，而当Vfd超过VRef时，稳压器316降低Vpp。因此，稳压器316提供和保持加热单元的Vpp为基本上等于VRef的电平。
图9A到9D是显示根据P-Spice仿真在改变导通的流体喷射单元的数目和位置时打印头组件212的示例性操作的电压图形。在每个仿真中，打印头组件212包括一行1201个流体喷射单元，每个Vpp传感FET 256和地传感FET 260的“接通”电阻是30欧姆，每个寄生电阻268，270，272，274是0.01欧姆，以及每个FET 238和它的相应的加热电阻240的组合的“接通”电阻是100欧姆。另外，电源参考电压(VRef)或想要的电压是35伏。在每个以下描述的仿真中，在子组的导通的流体喷射单元处的实际电压平均值是在反馈电压Vfd的1.2％范围内。
图9A是显示当子组276包括位于行228的左端的41个导通的流体喷射单元230时打印头组件212的示例性操作的电压图形400。曲线402上的各点表示在每个导通的流体喷射单元处的电压以及曲线404表示反馈电压Vfd。沿曲线402的每个点表示在41个导通的流体喷射单元之一处的电压电平，这里点406表示在子组最左面的流体喷射单元处的电压电平以及点408表示在子组最右面的流体喷射单元处的电压电平。
图9B是显示当子组276包括基本上位于行228的中心的41个导通的流体喷射单元230时打印头组件212的示例性操作的电压图形。曲线422表示在每个导通的流体喷射单元处的电压以及曲线424表示反馈电压Vfd。沿曲线422的每个点表示在41个导通的流体喷射单元之一处的电压电平，这里点426表示在子组最左面的流体喷射单元处的电压电平以及点428表示在子组的最右面的流体喷射单元处的电压电平。
图9C是显示当子组276包括围绕行228的中心而编组的9个分开的导通的流体喷射单元230时打印头组件212的示例性操作的电压图形。曲线442表示在每个流体喷射单元处的电压以及曲线444表示反馈电压Vfd。沿曲线442的每个点表示在9个导通的流体喷射单元之一处的电压电平，点446表示在子组最左面流体喷射单元处的电压电平以及点448表示在子组的最右面的流体喷射单元处的电压电平。
图9D是显示当子组276包括基本上位于行228中心的22个分开的导通的流体喷射单元230时打印头组件212的示例性操作的电压图形。曲线462表示在每个导通的流体喷射单元处的电压以及曲线464表示反馈电压Vfd。沿曲线462的每个点表示在9个导通的流体喷射单元之一处的电压电平，点466表示在子组最左面流体喷射单元处的电压电平以及点468表示在子组的最右面的流体喷射单元处的电压电平。
图9A到9D分别以曲线404，424，444，和464以图形方式显示在基本上是所需参考电压VRef下(在本例中是35伏)，在保持反馈电压Vfd244时流体喷射单元212的电压响应，而不管沿行228的导通的流体喷射单元230的数目和位置的变化。通过保持在正在喷射的各个流体喷射单元230处的电压为基本上想要的参考电压VRef，流体喷射单元212能够传递基本上恒定的能量范围给正在喷射的各个流体喷射单元230。这减小了多余的能量，从而减小浪费的热量，不然的话它们会限制频率响应(即由各个流体喷射单元230进行喷射之间的时间)，和流体喷射单元230的寿命。而且，在由不同的流体喷射单元230喷射的液滴或流体之间的尺寸将不会有太大变化。
区域电压控制
阵列的一个特征在于，在工作期间，阵列的不同的分段或区域典型地处在不同的温度。结果，处在已经升高的温度的区域中的墨水不需要像在较冷的区域中的墨水那样多的能量来进行加热到产生核化的温度。如果相同的能量加到阵列的每个加热电阻，则处在已经升高的温度的区域中的那些加热电阻可能变为被过多供应能量的，而处在较冷的区域中的那些加热电阻可能接收太少的能量。太少的能量可造成打印质量劣化，而太多的能量可缩短加热电阻的预期的工作寿命。因此，能量控制是在喷墨打印系统中有益的特性，以确保既不太少也不太多的能量传递到加热电阻。能量控制是在宽阵列喷墨打印系统中特别有益的，其中更大的距离增加了热梯度的潜在可能性。
图10是显示按照本发明的为控制向液滴喷射单元70提供能量而使用的区域电压控制的宽阵列喷墨打印系统510的一部分的示意性框图。打印系统510包括打印头组件512、区域控制器514、和稳压器516。打印头组件512还包括反馈电路518和N个液滴喷射单元522a到522N的行520。在一个实施例中，如图所示，反馈电路518包括用于打印头组件512的驱动电路的一部分。在一个实施例中，如图所示，稳压器516是在打印头组件512的外面。在一个实施例中，稳压器516形成控制器20(见图1)的一部分。稳压器516与反馈电路518合在一起形成能量控制器523，它与区域控制器514相结合通过打印头组件512的区域电压控制而控制被提供到液滴喷射单元522的能量。
一行520的N个液滴喷射单元522被安排在M个液滴喷射区域，表示为524a到524M，每个区域具有至少一个液滴喷射单元。在一个实施例中，区域524a到524M是根据在打印头组件512的行520上预期的热梯度而安排的。液滴喷射单元522的数目可随区域而有所变化，但液滴喷射区域524a到524M的液滴喷射单元的总数相加总和为N。在一个实施例中，在每个区域524a到524M中的液滴喷射单元的数目是基于打印头组件512的行520上想要的控制水平。
打印头组件512包括内部Vpp供电路径528和电源地路径530。Vpp供电路径528经由多个Vpp输入脚532接收在沿它的长度上各个不同点处的电源电压Vpp。如图所示，电源地路径530被耦合到一个电源地脚534。在其它实施例中，电源地路径530被耦合到多个电源地脚。
在一个实施例中，打印头组件512被配置成在打印周期内打印一行N比特图像数据，其中数据的N个比特的每一个相应于N个液滴喷射单元522中一个不同的液滴喷射单元。在一个实施例中，如以上由图7描述的，相邻的液滴喷射单元的一个组726被启动而同时导通，这里该组526的每个导通的液滴喷射单元522从Vpp供应路径528把电流传导到电源地路径530以使得从它喷射墨水小珠。为了打印该行数据，通过顺序启动在组526的右端的一个另外的液滴喷射单元522和在一个时间段后禁止在组526的左端的一个液滴喷射单元522，该组526中已启动的液滴喷射单元在行520上从左到右地移位。在一个实施例中，时间段可以相应于系统时钟的每个周期。
如图所示，当组526在行520上从左到右地移位时，组526可包括来自一个或多个液滴喷射区域524的多个液滴喷射单元522。在给定的时间内实际导通或加热的已启动的组526内的已启动的液滴喷射单元522的数目取决于要被打印的相应的图像数据。由于如图7所说明的Vpp供应路径528的寄生电阻，以及由于加热的液滴喷射单元522的数目，在每个导通的液滴喷射单元522上的电压可以改变。
类似于以上由图6和图7所描述的方式，反馈电路518被配置成跨越组526的每个导通的液滴喷射单元522而耦合。反馈电路518在输出脚544上提供基本上等于在启动的液滴喷射单元组526的每个导通的液滴喷射单元522上电压平均值的参考电压(Vfd)。
区域控制器514包括区域指针/Vpp计算机(ZPC)550、区域寄存器552、和数字-模拟(D/A)转换器554，在这里每个区域寄存器552相应于液滴喷射区域524中不同的一个液滴喷射区域。区域控制器514还包括位于打印头组件512内部的温度传感器556，在这里每个温度传感器556位于M个液滴喷射区域524的不同的液滴喷射区域附近和相应于该液滴喷射区域。在其它实施例中，每个液滴喷射区域524可以具有多个相应的温度传感器556。每个温度传感器556提供代表它的相应的液滴喷射区域524的液滴喷射单元522的温度的温度数据。
ZPC 550从诸如控制器20(见图1)那样的控制器在558接收打印周期开始信号、在560接收时钟信号560、和在562接收加热启动脉冲宽度信号562，其中加热启动脉冲宽度信号表示包括组526的相邻的已启动的液滴喷射单元522的数目。ZPC 550还在564从位于打印头组件512内的区域温度传感器556接收温度数据。在一个实施例中，如图所示，除了温度传感器556以外，区域控制器514是在打印头组件512外面。在一个实施例中，除了温度传感器556以外，区域控制器514形成控制器20的一部分。
ZPC 550确定了每个液滴喷射区域524所需的Vpp电源电压电平，以使得如果提供到Vpp供电路径528的电源电压电平Vpp保持在基本上等于相应于该已启动的组526正在通过的液滴喷射区域524所需的Vpp的数值，则接近最佳的能量值(即，既不太少，也不太多)被提供到行520的导通的液滴喷射单元522。在一个实施例中，ZPC 550根据从在562处接收的该已启动的组526的宽度和每个区域的相应的温度传感器556在564处接收的温度数据计算对于每个液滴喷射区域524的所需的Vpp。在其它实施例中，ZPC还把每个区域524的所需Vpp的计算，基于根据每个液滴喷射区域524的加热电阻的平均电阻和根据像图像数据这样的可以影响由每个区域的加热电阻所需要的能量的其它因素。
ZPC 550把对于每个液滴喷射区域524的计算出的所需Vpp经由路径566存放在相应的区域寄存器552中。D/A转换器554经由路径566被耦合到每个区域寄存器552。D/A转换器554从相应于启动的组526要经过的液滴喷射区域524的区域寄存器552接收所需的Vpp值，并把它在570处转换成模拟参考电压值(VRef)。
在一个实施例中，如图所示，稳压器516包括运算放大器，它被配置成作为误差放大器工作。稳压器516经由路径582在正电压端处被连接到电源580和在负电压端处被连接到地。稳压器516在其倒相端处接收由反馈电路518在输出脚544处提供的反馈电压Vfd，并在其非倒相端处接收由D/A转换器554在570处提供的参考电压VRef。
稳压器518把电源电压Vpp经由输入脚532提供到电源路径528，其中Vpp是基于VRef与Vfd的比较结果。当Vfd小于VRef时，稳压器516提升被提供到Vpp输入脚532的Vpp。相反，当Vfd超过VRef时，稳压器516减小被提供到Vpp输入脚532的Vpp。这样，稳压器516提供和保持加到每个导通的液滴喷射单元的电源电压Vpp基本上等于液滴喷射区域524的VRef，它相应于并且从而基本上等于它的相应的液滴喷射区域524所需的Vpp，如由ZPC 550计算的那样。
下面描述打印系统510的运行。在要打印一行有N个比特的图像的打印周期开始之前，ZPC 550在562接收表示在打印周期内构成启动的组526内相邻液滴喷射单元522的数目的加热启动脉冲宽度信号。ZPC550然后根据脉冲宽度信号562和经由路径564从温度传感器556a接收的区域“a”524a的温度数据来确定对于液滴喷射区域“a”524a所需Vpp电源电压电平。所需Vpp电源电压电平是一个将接近最佳能量值提供给该区域中各液滴喷射单元以使得液滴喷射单元将生成浪费最小的热量而同时仍旧提供具有所需墨水体积的墨水小珠的电平。ZPC 550然后把区域524a的所需Vpp电平存放在区域寄存器522a。
正好在打印周期开始之前，ZPC 550“指向”区域寄存器552a，以及把用于区域“a”524a的所需Vpp电源电压电平经由路径566提供到D/A转换器554。D/A转换器554把所需Vpp电源电压电平转换成相应的模拟电压电平VRef570，以及又把用于区域“a”524a的VRef提供到稳压器516的非倒相端。
然后由控制器20提供打印周期的开始信号，使得该组526的已启动的液滴喷射单元522在行520上从左到右被移位，以及稳压器516把Vpp提供给电源路径，该Vpp的电平基于Vfd与区域“a”524a的VRef的比较结果。在558接收到开始信号后，ZPC 550开始对在560处接收的系统时钟信号的时钟脉冲进行计数，并比较时钟脉冲计数值与存储的“区域映象”，以便检测启动的组526从一个区域跨越到下一个区域的时间，诸如从区域“a”524a到区域“b”524b的时间。
在这一期间，ZPC 550根据在562处接收的脉冲宽度信号和根据经由路径564从温度传感器556b接收的区域“b”524b的温度数据计算区域“b”524b的所需的Vpp电源电压电平。ZPC 550然后把对于区域“b”524b所需的Vpp电源电压电平存放在区域寄存器522b。在一个实施例中，当ZPC 550检测到液滴喷射区域“b”524b的第一个液滴喷射单元522变为已启动的组526的一部分时，ZPC 550“指向”区域寄存器552b，并把想要的Vpp电源电压电平经由路径566提供给D/A转换器554。D/A转换器554然后把所需的Vpp电源电压电平转换成相应的模拟电压电平VRef 570。D/A转换器554然后又把VRef提供给稳压器516的非倒相端，于是该稳压器516开始把Vpp提供到电源路径528，该Vpp的电平是一个基于Vfd与区域“b”524b的VRef的比较结果的电平。
由于跨越行520的温度梯度的逐渐改变，当该组526的已启动的液滴喷射单元从一个液滴喷射区域524转移到另一个区域时，提供给非倒相端的所需Vpp电压电平要精确地更新，而这通常不是严格的。因此，在一个实施例中，在检测到液滴喷射区域“b”524b的第一液滴喷射单元522变为已启动的组526的一部分之后的一个预定数目的时钟周期之前，ZPC不指向区域寄存器552b。在另一个实施例中，在检测到液滴喷射区域“b”524b的第一液滴喷射单元522已变为已启动的组526的一部分之前的一个预定数目的时钟周期，ZPC就指向了区域寄存器552b。
随着启动的液滴喷射单元522的组526移位而通过行520的每个液滴喷射区域524，以上的处理过程重复进行。在接收到对下一个打印周期的开始信号之前，ZPC 550通过使用来自温度传感器556a的更新的温度数据确定区域“a”524a的所需Vpp电源电压电平，并把计算的数值存储在区域寄存器552a中。这个处理过程然后对于每个以后的打印周期重复进行。
通过把这样计算出的Vpp电源电压电平提供给每个液滴喷射区域524，能量控制器523把最佳能量值传递到行520的导通的液滴喷射单元522。通过给每个区域提供最佳能量值，可以避免过高的液滴喷射单元温度和减小热量的浪费，由此导致较少出现打印缺陷和潜在地提高液滴喷射单元的工作寿命。另外，因为打印头组件512的工作频率与温度成反比，浪费的热量的减小也将使得打印头组件512能够以更高的频率工作，从而提高图像数据的吞吐量。
图11是显示按照本发明的利用区域电压控制以控制提供给液滴喷射单元的能量的宽阵列喷墨打印系统710的一部分的示意性框图。打印系统710包括打印头组件712、区域控制器714、和稳压器716。打印头组件712还包括反馈电路718和一行720的N个液滴喷射单元722a到722N。在一个实施例中，行720延伸到基本上等于最大尺度的宽度，例如一个可以被插进含有打印头的打印机中打印介质的宽度，或要被流体喷射的区域的一部分的最大尺度，例如可被打印在打印介质的打印字迹的最大宽度。在一个实施例中，如图所示，反馈电路718包括用于打印头组件712的驱动电路的一部分。在一个实施例中，如图所示，稳压器716是在打印头组件712的外面。在一个实施例中，稳压器716形成控制器20(见图1)的一部分。稳压器716与反馈电路718合在一起形成能量控制器724，它与区域控制器相结合，通过打印头组件712的区域电压控制来控制被提供给液滴喷射单元722的能量。
一行720的N个液滴喷射单元722a到722N被安排在M个液滴喷射区域，它被表示为724a到724M，在这里每个液滴喷射区域具有至少一个液滴喷射单元722。液滴喷射单元722的数目随各个区域而变化，但液滴喷射区域724a到724M的液滴喷射单元的总数相加总和为N。每个液滴喷射区域724具有相应的Vpp供应路径728，它被表示为728a到728M，以及相应的电源地路径730，它被表示为730a到730M。每个区域的Vpp供电路径728在相应的Vpp输入脚732处接收分开的电源电压Vpp，而每个区域的电源地路径被耦合到相应的地脚734。每个区域724的液滴喷射单元722分别经由相应的电源路径736与相应的接地线738被耦合在每个区域的电源路径728与电源地路径730之间。
在一个实施例中，打印头组件712被配置成在打印周期内打印一行N个比特的图像数据，其中N个比特数据的每个比特相应于N个液滴喷射单元722的一个不同的液滴喷射单元。在一个实施例中，如以上由图7描述的，相邻的液滴喷射单元的一组726被启动而同时导通，这里该组726的每个导通的液滴喷射单元722从它相应的Vpp供电路径把电流传导到它的相应的地路径730，以使得从它喷射墨水小珠。为了打印该行数据，在一个时间段后通过顺序启动在组726的右端的另外一个液滴喷射单元722和禁止在组726的左端的一个液滴喷射单元722，从而使该组726已启动的液滴喷射单元在行720上从左到右地移位。在一个实施例中，该时间段可以相应于系统时钟的每个周期。
如图所示，随着组726在行720上从左到右地移位，组726可包括来自一个或多个液滴喷射区域724的液滴喷射单元722。在给定的时间实际导通或加热的已启动的组726内的启动的液滴喷射单元722的数目取决于相应的要打印的图像数据。由于如以上由图7描述的Vpp供应路径728的寄生电阻以及加热的液滴喷射单元722的数目，在给定的液滴喷射区域724中的每个导通的液滴喷射单元722上的电压可以改变。
每个液滴喷射区域724具有相应的反馈电路718。类似于以上由图6和图7所描述的方式，每个反馈电路718被配置成经由路径740和742耦合到跨越它相应的液滴喷射区域724的每个导通的液滴喷射单元722。每个反馈电路718在输出脚744上提供基本上等于在它的液滴喷射区域724的每个导通液滴喷射单元722上电压平均值的反馈电压(Vfd)。
区域控制器714包括区域指针/Vpp计算机(ZPC)750、区域寄存器752、和数字-模拟(D/A)转换器754，每个区域寄存器752和每个D/A转换器754相应于液滴喷射区域724的一个不同的液滴喷射区域。区域控制器714还包括位于打印头组件712内部的温度传感器756，每个温度传感器756位于液滴喷射区域724的不同的液滴喷射区域附近和相应于该液滴喷射区域724的一个不同的区域。在其它实施例中，每个液滴喷射区域724可以具有多个相应的温度传感器756。每个温度传感器756提供代表它的相应的液滴喷射区域724的液滴喷射单元722的温度的温度数据。
ZPC 750从诸如控制器20(见图1)那样的控制器接收打印周期开始信号758、时钟信号760、和加热启动脉冲宽度信号762，其中加热启动脉冲宽度信号表明包括组726的相邻的启动的液滴喷射单元722的数目。ZPC 750还在764从位于打印头组件712内的区域温度传感器756接收温度数据。在一个实施例中，如图所示，除了温度传感器756以外，区域控制器714在打印头组件712外面。在一个实施例中，除了温度传感器756以外，区域控制器714形成控制器20的一部分。
ZPC 750为每个液滴喷射区域724确定所需的Vpp电源电压电平，使得如果提供给每个区域的Vpp供电路径728的电源电压电平Vpp保持在基本上等于它的相应的想要的Vpp电平，则接近最佳的能量值(即，既不太少，也不太多)将提供给每个液滴喷射区域724的导通的液滴喷射单元722。在一个实施例中，ZPC 750根据在762处接收的该已启动的组726的宽度和从每个区域的相应的温度传感器756在764处接收的温度数据而计算每个液滴喷射区域724所需的Vpp。在其它实施例中，ZPC还把每个区域所需的Vpp的计算基于根据每个液滴喷射区域724的加热电阻的平均电阻和根据可以影响由每个区域的加热电阻所需要的能量的其它因素。
ZPC 750把为每个液滴喷射区域724计算出的所需Vpp电平经由路径766存放在相应的区域寄存器752。相应的D/A转换器754经由路径768被耦合到每个区域寄存器752。每个D/A转换器经由路径768从它的相应的区域寄存器752接收想要的Vpp值，以及把它在770处转换成模拟参考电压值(VRef)。
稳压器716每个包括一个运算放大器，它被配置成作为误差放大器工作，每个稳压器相应于液滴喷射区域724的一个不同的液滴喷射区域。稳压器716经由路径782被连接到电源780正电压端处，以及在负电压端处被连接到地。每个稳压器716在其倒相端处接收由相应于它的液滴喷射区域724的反馈电路718在输出脚744处提供的反馈电压Vfd。另外，每个稳压器716在其非倒相端处接收由相应于它的液滴喷射区域724的D/A转换器754在770处提供的参考电压VRef。
每个稳压器716把电源电压Vpp经由输入脚732提供到它的相应的液滴喷射区域724的电源路径728，其中Vpp是基于VRef与Vfd比较的结果。当Vfd小于VRef时，稳压器716提升被提供到Vpp输入脚732的Vpp。相反，当Vfd超过VRef时，稳压器716减小被提供到Vpp输入脚732的Vpp。这样，每个稳压器716对它的相应的液滴喷射区域724的导通的液滴喷射单元提供和保持跨在液滴喷射单元722上的电压，它基本上等于VRef，和因此也基本上等于由ZPC 750计算出的对于它的相应的液滴喷射区域的所需Vpp。
虽然这里显示和描述了具体的实施例，但本领域技术人员将会看到，各种各样的替换例和/或等价实施例可以代替所显示和描述的具体实施例，而不背离本发明的范围。本申请打算包括这里讨论的具体实施例的任何修改和变动。所以，本发明打算仅仅受到权利要求及其等同物的限制。

Claims (10)

1.一种流体喷射装置，包括：
多个流体喷射单元(130/230)，每个流体喷射单元可控制地传导电源电压(120/220/320)与参考电压(122/222/322)之间的电流，其中多个流体喷射单元的组(276)中多达所有流体喷射单元被配置成在一个时间段内导通，当导通时，每个导通的流体喷射单元具有相应的流体喷射电压；以及
反馈电路(118/218)，被配置成提供反馈电压(144/244/344)，所述反馈电压基本上等于导通的流体喷射单元处的相应的流体喷射电压的平均值。
2.如权利要求1所述的流体喷射装置，其中每个流体喷射单元被耦合在处于电源电压的共享的电源路径(124/224)与处于参考电压的共享的返回路径(126/226)之间，并被耦合到单独的控制线(242)，其中每个流体喷射单元被配置成响应于经由它的单独的控制线接收的信号而使电流从共享的电源路径传导到共享的返回路径。
3.如权利要求2所述的流体喷射装置，其中反馈电路包括：
电源传感线(246)；
参考传感线(250)；
多个电源传感开关(256)，每个对应于多个流体喷射单元中一个不同的流体喷射单元并被耦合在处于基本上相同位置的电源传感线与共享的电源路径之间，在该位置处相应的流体喷射单元耦合到共享的电源路径，以及具有被耦合到相应的单独的控制线的控制栅极；
多个参考传感开关(260)，每个对应于多个流体喷射单元的一个不同的流体喷射单元并被耦合在处于基本上相同位置的参考传感线与共享的返回路径之间，在该位置处相应的流体喷射单元耦合到共享的返回路径，以及具有被耦合到相应的单独的控制线的控制栅极，其中每个电源传感开关和参考传感开关响应于经由单独的控制线接收的加热信号而分别把电源传感线连接到共享的电源路径以及把参考传感线连接到共享的返回路径；以及
差分放大器(262/362)，具有被耦合到电源传感线的第一和第二端的非倒相端、被耦合到参考传感线的第一和第二端的倒相端和在输出端处提供反馈电压的输出端。
4.如权利要求1所述的流体喷射装置，其中多个喷射单元(130/230)和反馈电路(118/218)被形成在薄膜结构上，所述薄膜结构被形成在包括非导电材料的基片上，所述非导电材料是从包括在金属上形成的氧化物、碳复合材料、陶瓷材料和玻璃的组中选择的。
5.如权利要求1所述的流体喷射装置，其中多个流体喷射单元被配置成行(128/228)，所述行基本上延伸打印介质的宽度的距离，所述打印介质要被插入到包括流体喷射装置的流体喷射组件中。
6.如权利要求1所述的流体喷射装置，其中多个流体喷射单元的每个流体喷射单元被配置成响应于单独的加热信号而导通电流，并且其中反馈电路被配置成根据单独的加热信号而耦合在每个导通的流体喷射单元两端。
7.如权利要求1所述的流体喷射装置，还包括：
稳压器(116/316)，被配置成用于调整电源电压，所述稳压器被配置成把反馈电压与预定电压(152/352)进行比较以及根据反馈电压与预定电压的比较结果来调节电源电压。
8.如权利要求1所述的流体喷射装置，其中流体喷射装置被配置成把反馈电压提供给在流体喷射装置外面的稳压器，以及接收来自稳压器的电源电压，其中电源电压是根据反馈电压变化的。
9.一种操作具有可控制地传导电源电压(120/220/320)与参考电压(122/222/322)之间的电流的多个电阻器(240)的流体喷射装置的方法，所述方法包括：
使得一组(276)多个电阻器能够传导电流；
使电流通过多达所述组的所有电阻器传导，每个导通的电阻器具有相应电压；
确定反馈电压(144/244/344)，所述反馈电压基本上等于选定的相应电压的平均值；
把期望电压(152/352)与反馈电压相比较；以及
根据期望电压与反馈电压的比较结果调节电源电压。
10.如权利要求9所述的方法，其中使一组多个电阻器能够传导电流并且经过多达所述组的所有电阻器传导电流是在喷射操作期间执行的，所述方法还包括：
对于每个后续的喷射操作，启用不同组的多个电阻器。
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