CN102653168B - 一种喷墨打印机用喷头驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印机用喷头驱动电路，包括：驱动信号产生电路，用于输出驱动电压的数字信号；D/A转换电路，用于将驱动信号产生电路输出的驱动电压的数字信号转换为模拟信号；功率放大电路，用于将经D/A转换电路转换后的驱动电压的模拟信号进行放大；自检反馈电路，用于检验经功率放大电路放大后喷头驱动电压是否呈设定的线性输出，通过将放大后的驱动电压和理论计算所得的驱动电压进行比较，并将输出比较结果反馈给驱动信号产生电路，驱动信号产生电路再根据比较结果对输出的驱动电压数字信号进行调整。通过对喷头驱动电压进行自检反馈，来减少信号误差，从而提高喷墨打印机的打印质量。

Description

一种喷墨打印机用喷头驱动电路

技术领域

本发明涉及一种喷墨式打印机用喷头驱动电路。

背景技术

喷墨打印机通过从多个喷嘴喷出一种或多种颜色墨水的微小墨滴，并将其微粒子形成在打印介质上，来描绘设定的文字与图像。灰度是指墨点表示的像素中所包含的各色的浓度状态，将表现灰度的墨点数量称为灰度数。为了改变灰度，需要改变设置于喷墨头的执行元件用的驱动脉冲。例如，在执行元件是压电元件的情况下，如果增大对压电元件施加的电压值，则压电元件的变化量增大，因此，可以利用该方法来改变墨点的灰度。通过对电压波高值不同的多个驱动脉冲进行组合连接，生成驱动信号，将该驱动信号输出给设置于喷墨头的喷嘴的压电元件，并根据该驱动信号，按每个喷嘴选择与应该形成的墨点的灰度度对应的驱动脉冲，将所选择的驱动脉冲提供给相应喷嘴的压电元件，来喷出墨滴，由此实现被要求墨点的灰度。

现有技术中的喷墨打印机的喷头驱动电路模块构成图如图1所示，从驱动波形发生电路中输出驱动信号，该信号为数字信号，利用D/A转换电路将数字信号转换为模拟信号，再通过功率放大电路将模拟信号进行放大，得到喷头的驱动电压VPP，VPP输入到喷头中，控制喷头中的压电元件振动，以喷出一定大小的墨滴。

由于在功率放大电路中采用了很多晶体管进行放大，而晶体管的放大倍数存在一定误差，并且不同的环境温度也会导致放大倍数存在误差，这样，经过功率放大电路进行放大后得到的驱动电压VPP可能与预先设定输出到喷头上的驱动电压值存在一定的误差，喷头驱动电路的驱动电压不呈设定的线性输出，这种误差反映到喷头上就是喷出的墨滴的大小有误差，如果这种误差不能得到修正，就会影响打印的质量。

发明内容

本发明针对喷头驱动电路的驱动电压不呈设定的线性输出，从而影响打印质量的问题，通过对喷头驱动电路的驱动电压进行自检反馈，来减少信号误差，从而提高喷墨打印机的打印质量。

为实现上述目的，本发明一种喷墨打印机用喷头驱动电路，包括：驱动信号产生电路，用于输出驱动电压的数字信号；D/A转换电路，用于将驱动电压的数字信号转换为模拟信号；功率放大电路，用于将驱动电压的模拟信号进行放大；其特征在于，还包括自检反馈电路，用于检验喷头驱动电路的驱动电压是否呈设定的线性输出，通过将经功率放大电路放大后的驱动电压和计算所得的驱动电压值进行比较，并将比较结果反馈给驱动信号产生电路，驱动信号产生电路再根据比较结果对输出的驱动电压数字信号进行调整。

所述的自检反馈电路，包括：至少一个二极管，二极管的正极连接功率放大电路的输出，二极管的负极连接第一电阻；第一电阻，其一端连接二极管的负极，另一端连接ARM处理器和第二电阻；第二电阻，其一端连接第一电阻，另一端接地；ARM处理器，其一端连接第一电阻，另一端接驱动信号产生电路，所述第一电阻和第二电阻用于将从二极管负极输出的驱动电压进行分压，所述ARM处理器用于将分压后的驱动电压从模拟信号转换为数字信号，并将得到的驱动电压的数字信号和理论计算所得的驱动电压值进行比较，然后将输出比较结果反馈给驱动信号产生电路。

每个打印机喷头由一个所述驱动电压驱动，根据喷头个数不同，自检反馈电路设置与喷头个数一一对应的二极管，每个二极管的正极接入每个喷头的驱动电压，每个二极管的负极并联后连接所述第一电阻。

所述每个喷头的驱动电压对应一个所述D/A转换电路。

所述每个喷头的驱动电压对应一个所述功率放大电路。

本发明的喷头驱动电路，由于增加一个自检反馈电路，可以对喷头驱动电路的输出电压是否呈规定的线性输出进行自检反馈，当放大后的驱动电压和预先设定输出到喷头上的驱动电压存在误差，即不呈规定的线性输出时，自检反馈电路能够及时发现并反馈给驱动信号产生电路进行纠正，减少信号误差，从而提高打印质量。

附图说明

图1为现有技术中喷头驱动电路模块构成图；

图2为本发明中喷头驱动电路的模块构成图；

图3为本发明喷头驱动电路中功率放大电路的电路图；

图4为本发明一个实施例中喷头驱动电路的模块构成图；

图5为本发明喷头驱动电路中自检反馈电路的电路图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的喷墨打印机用喷头驱动电路的实施方式进行说明。

图2是本发明中喷墨打印机用喷头驱动电路的模块构成图，从驱动信号产生电路10中输出驱动电压信号，该信号为数字信号，利用D/A转换电路20将其转换为模拟信号，模拟信号经功率放大电路30进行放大，放大后的驱动电压用于驱动喷头进行打印工作。图3为功率放大电路30的电路图，功率放大电路30包括放大电路31和推挽电路32，从D/A转换电路20输出的模拟信号，首先进入放大电路31中，此放大电路31为电压负反馈比例运算放大电路，通过电阻R312和R311的比值来确定放大倍数，放大后的驱动电压进入由四个晶体管T1、T2、T3、T4组成的推挽电路32中，推挽电路32将经过放大的驱动电压进行稳定，并提高电流的输出能力，最后输出稳定后的驱动电压VPP，驱动电压VPP连接喷头40和自检反馈电路50。

自检反馈电路50用来检测每个喷头的驱动电路的输出电压是否呈设定的线性输出。由于功率放大电路30是采用比例运算的放大电路31对输入电压信号进行放大，所以从理论上来说电压的输入量和输出量应该是线性关系，从图3中可见，功率放大电路30由晶体管T1-T4、电阻R321-R329及稳压二极管DV321构成，由于受温度变化的影响晶体管放大倍数会有一定误差，在使用中，可能由于工作环境改变等原因使电压的输入量和输出量不呈线性关系，或者线性关系的斜率有所改变，此时，需要在打印前用自检反馈电路50进行检查。

本发明的实施例为驱动六个喷头的喷墨打印机用喷头驱动电路，图4为该实施例的喷头驱动电路的模块构成图。从驱动信号产生电路10中输出六个喷头的驱动电压的数字信号，这六路驱动电压通过各自的D/A转换电路201、202、……206将其转换为模拟信号，六路驱动电压的模拟信号再分别经各自的功率放大电路301、302、……306进行放大，最后输出稳定后的驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6，驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6连接各自的喷头401、402、……406，用于驱动喷头401、402、……406进行打印工作，同时驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6还连接到自检反馈电路50，自检反馈电路50接入驱动信号产生电路。

自检反馈电路50如图5所示，六个驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6分别连接二极管D511、D512、……D516的正极，二极管D511、D512、……D516的负极并联后接入第一电阻R511，第一电阻R511的另一端接第二电阻R512和ARM处理器。第二电阻R512一端接第一电阻R511，另一端接地。ARM处理器一端连接第一电阻R511，另一端连接到驱动信号产生电路。驱动电压VPP1、VPP2、VPP3、……VPP6经过二极管D511、D512、……D516限流，再经第一电阻R511和第二电阻R512分压，得到驱动电压分压VPP1’、VPP2’、……VPP6’，驱动电压分压VPP1’、VPP2’、……VPP6’在ARM处理器中进行A/D转换，将分压后的驱动电压VPP1’、VPP2’、……VPP6’的模拟信号转换为数字信号，再将所得的数字信号和理论计算所得的电压值进行比较，并将比较结果反馈给驱动信号产生电路，驱动信号产生电路根据反馈的结果来确定是否需要调整输出的驱动电压数字信号的大小。

具体检查方法如下：在本实施例中有6个喷头工作时，则相应有6个驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6，在正常打印前如检测喷头401对应的喷头驱动电路的电压是否呈设定的线性输出，假设驱动信号产生电路给定喷头401一个驱动电压的数字信号值a，其他五个喷头的驱动电压的数字信号值均设定为零，则经D/A转换电路201、202、……206转换和功率放大电路301、302、……306放大后，输出端仅得到一个驱动电压VPP1的电压值，其余喷头的驱动电压VPP2、VPP3、……VPP6值均为零，六个喷头的驱动电压VPP1、VPP2、……VPP6分别输入到自检反馈电路50中的二极管D511、D512、……D516，经二极管D511、D512、……D516限流后，驱动电压VPP2、VPP3、……VPP6均被截止，二极管D511、D512、……D516的负极输出端只得到喷头401的驱动电压VPP1，驱动电压VPP1经电阻R511、R512分压后得到驱动电压分压VPP1’，驱动电压分压VPP1’再经ARM处理器进行A/D转换，从模拟信号转换为数字信号，得到一个驱动电压VPP1’值A，而根据功率放大电路30和自检反馈电路50中的电路放大倍数关系可以通过计算得到对应于喷头401驱动电压的数字信号值a的理论VPP1’值A’，ARM处理器将驱动电压分压VPP1’的数字信号值A与理论VPP1’值A’相比较，当误差在一个很小的范围内，如-0.2V＜A-A’＜0.2V，则驱动信号产生电路不需要进行输出的驱动电压数字信号的调整；如误差较大，不在上述范围内，则驱动信号产生电路驱动信号产生电路需根据ARM处理器反馈的比较结果进行输出的驱动电压数字信号的调整。如误差为正值，则驱动信号产生电路根据ARM处理器反馈的结果将输出给喷头401的数字信号调小；如误差为负值，则驱动信号产生电路根据ARM处理器反馈的结果将输出给喷头401的驱动电压数字信号调大。按照上述检查方法，在打印前对所有六个喷头的喷头驱动电压都进行自检反馈，从而校正从驱动信号产生电路输出给每个喷头的驱动电压的数字信号，以确保输出到每个喷头的驱动电压均和预先设定输出到喷头上的驱动电压值一致，从而保证喷墨打印机的打印质量。

需要指出的是本发明并不局限于控制六个喷头，其也可以根据需要对任意数量的喷头进行控制，根据本发明的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。

Claims (4)

1.一种喷墨打印机用喷头驱动电路，包括：

驱动信号产生电路，用于输出驱动电压的数字信号；

D/A转换电路，用于将驱动信号产生电路输出的驱动电压的数字信号转换为模拟信号；

功率放大电路，用于将经D/A转换电路转换成模拟信号的驱动电压进行放大；

其特征在于，还包括自检反馈电路，用于检验喷头驱动电路的输出电压是否呈设定的线性输出，通过将经功率放大电路放大后的驱动电压和理论计算所得的驱动电压进行比较，并将比较结果反馈给驱动信号产生电路，驱动信号产生电路根据比较结果对输出驱动电压数字信号进行调整；

所述自检反馈电路包括：

至少一个二极管，二极管的正极连接功率放大电路的输出端，二极管的负极连接第一电阻；

第一电阻，其一端连接二极管的负极，另一端连接ARM处理器和第二电阻；

第二电阻，其一端连接第一电阻，另一端接地；

ARM处理器，其一端连接第一电阻，另一端接驱动信号产生电路。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机用喷头驱动电路，其特征在于，所述喷头驱动电路能够同时驱动多个打印喷头，每个打印机喷头由一个所述驱动电压驱动，根据喷头个数不同，自检反馈电路设置与喷头个数一一对应的二极管，每个二极管的正极接入每个喷头的驱动电压，每个二极管的负极并联后连接所述第一电阻。

3.如权利要求2所述的喷墨打印机用喷头驱动电路，其特征在于，所述每个喷头的驱动电压对应一个所述D/A转换电路。

4.如权利要求3所述的喷墨打印机用喷头驱动电路，其特征在于，所述每个喷头的驱动电压对应一个所述功率放大电路。