专利名称：一种根据温度调整电压波形的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机及电子技术领域，特别是涉及根据温度调整电压波形的 方法及系统。
背景技术：
目前，压电式喷墨打印头得到了广泛的应用，该种喷墨打印头的每个喷嘴 由 一片压电陶资驱动。当 一个激励脉冲电压以一个受控转换速率施加于对应的 压电陶瓷片上时，压电陶瓷片受激励向外偏移而形成一负压波，进而把墨水吸 进腔室，在一个固定脉冲持续时间之后，激励脉沖电压以一定的受控转换速率 去除，由于腔壁的张弛收缩作用，使得总的正向压力波向前传播而造成喷嘴喷 射出墨水。其中，激励脉冲幅度的变化会显著影响到喷嘴喷出墨水的质量和滴 落时的速度，决定了最终的打印质量。
墨水在不同的温度下以及应用于不同厂家或类型的喷墨打印头时具有不 同的特性，在一定的温度下是最适合打印的。在实际的打印过程中，打印头的 温度会产生一定的波动。这种温度的波动会导致墨水性质发生变化，影响打印 质量。如果采用相同的压电驱动脉沖，就会使打印质量随着温度的变化而变化， 从而不能保证打印质量。
通常墨水的生产商会提供一个该墨水的最佳工作温度及最佳的电压幅度， 但在实际应用中发现，该墨水应用在不同厂家或类型的喷墨打印头时，依据上 述最佳工作温度及最佳的电压幅度不能获得理想的打印效果。喷墨打印头的生 产商通常也会提供一个最佳工作温度及最佳的电压幅度，但同样在实际应用中 发现，针对不同厂家生产的墨水或针对同一厂家生产的不同颜色的墨水，依据 喷墨打印头的生产商提供的最佳工作温度及最佳的电压幅度也不能获得理想 的打印效果。
发明内容
本发明实施例提供一种根据温度调整电压波形的方法及系统，用于提高打 印质量。
一种根据温度调整电压波形的方法，包括以下步骤
配置关于当前喷墨打印头和墨水的数字信号形式的温度与电压幅度的放 大控制数据的对应关系；
获得当前喷墨打印头的数字信号形式的温度；
根据所述当前的数字信号形式的温度和所述对应关系确定放大控制数据；
才艮据所述放大控制数据对输入的脉沖信号的电压幅度进行放大，并输出到 喷墨打印头，以进行喷墨打印。
一种用于放大控制的模块，所述模块用于配置当前喷墨打印头和墨水的数 字信号形式的温度与放大控制数据的对应关系，并根据所述对应关系和当前的 喷墨打印头的温度确定放大控制数据，以控制输出的电压幅度。
一种用于放大控制的装置，包括
温度传感器，用于获得当前喷墨打印头的模拟信号形式的温度； 模数转换器，用于将当前模拟信号形式的温度转换为数字信号形式的温
度；
温度确定模块，用于根据预先配置的数字信号形式的温度与温度值的对应 关系、和获得的数字信号形式的温度，获得当前喷墨打印头的温度值；
放大控制模块，用于配置当前喷墨打印头和墨水的温度值与放大控制数据 的对应关系，并根据所述当前的温度值确定放大控制数据；
数模转换器，用于将放大控制数据转换为进行放大控制的模拟信号并输出。
一种系统，包括
压电式喷墨打印头，用于根据接收到的脉冲信号进行喷墨打印； 放大控制装置，用于配置关于当前喷墨打印头和墨水的数字信号形式的温
度与电压幅度的放大控制数据的对应关系，获得当前喷墨打印头的模拟信号形 式的温度并转换为数字信号形式的温度，以及根据所述当前的数字信号形式的 温度和所述对应关系确定放大控制数据，并输出模拟信号形式的放大控制信
一;—
激励脉冲发生器，用于根据接收到的所述模拟信号形式的放大控制信号对 获得脉沖信号的电压幅度进行放大，并输出到所述压电式喷墨打印头。
一种用于建立对应关系的模块，包括
第一关系单元，用于确定喷墨打印头的温度值，在电压控制范围内调整电 压幅度并打印输出，确定最佳输出结果对应的电压幅度并记为该温度值下的最 佳电压幅度，建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系；
第二关系单元，用于根据最佳电压幅度与输入的脉冲信号的电压幅度的倍
数关系确定放大控制数据，并建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系， 以及建立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系。
本发明实施例通过测试手段获得喷墨打印头与最佳电压幅度的对应关系， 以控制输出到喷墨打印头的激励脉冲信号的电压幅度，获得理想的打印效果。 并且，本发明实施例为了简化操作流程，直接建立喷墨打印头与;^文大控制数据 的对应关系。
图1A为本发明实施例中调整电压波形的主要方法流程图IB为本发明实施例中激励脉冲信号的电压幅度的示意图2 A为本发明实施例中用于实现调整电压波形方法的系统的结构图2B为本发明实施例中关于激励脉沖发生器202的信号流的示意图3A为本发明实施例中放大控制装置的结构图3B为本发明实施例中系统内部的信号流示意图4为本发明实施例中根据温度调整电压波形的方法流程图5为本发明实施例中建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关 系的方法流程图6为本发明实施例中建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系的方 法流程图7为本发明实施例中直接建立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对 应关系的方法流程图8为本发明实施例中放大控制模块的结构图； 图9为本发明实施例中可控增益放大器的结构图10为本发明实施例中激励脉冲发生器内部各装置产生的脉冲信号的示 意图。
具体实施例方式
本发明实施例通过获得喷墨打印头的温度值与电压幅度的放大控制数据 的对应关系，使依据最佳电压幅度控制喷墨打印头进行打印，获得较理想的打 印质量。
本实施例中的最佳电压幅度是值在某个温度下， 一种喷墨打印头针对一种 墨水的打印效果最佳时的电压幅度。近似认为工作中的喷墨打印头的温度与墨 水的温度一致。
参见图1A,本实施例中调整电压波形的主要方法流程如下 步骤101:建立喷墨打印头的温度值与电压幅度的放大控制数据的对应关 系。其中，激励脉沖信号的电压幅度的示意图参见图1B所示。 步骤102:获得当前喷墨打印头的温度值。
步骤103:根据所述当前的温度值和所述对应关系确定放大控制数据。 步骤104:根据所述放大控制数据对输入的脉冲信号的电压幅度进行放大，
并输出到喷墨打印头，以进行喷墨打印。
本实施例提供一种用于实现调整电压波形方法的系统，参见图2A所示，
该系统包括压电式喷墨打印头(筒称喷墨打印头)201、激励脉冲发生器202
和放大控制装置203。
压电式喷墨打印头201用于根据接收到的脉冲信号进行喷墨打印。
放大控制装置203用于获得所述压电式喷墨打印头的温度值，根据所述温 度值确定放大控制数据，并以模拟信号的形式输出该放大控制数据。放大控制 装置203还用于建立喷墨打印头的温度值与电压幅度的放大控制数据的对应关系。
激励脉沖发生器202用于根据接收到的所述模拟信号形式的放大控制信号 对获得脉冲信号的电压幅度进行放大，并输出到所述压电式喷墨打印头201。 关于激励脉冲发生器202的信号流关系参见图2B所示。
其中，放大控制装置203包括温度传感器301、模数转换器302、放大控 制模块303、温度确定模块305和数模转换器304。参见图3A所示。
温度传感器301用于获得当前喷墨打印头的模拟信号形式的温度。
模数转换器302用于将当前模拟信号形式的温度转换为数字信号形式的温 度(如10110)。
温度确定模块305用于根据预先配置的温度值表和获得的数字信号形式的 温度，获得当前喷墨打印头的温度值(如23)。
放大控制模块303用于建立和保存喷墨打印头的温度值与放大控制数据的 对应关系，并根据所述当前的温度值和该对应关系确定放大控制数据。
数模转换器304用于将放大控制数据转换为进行放大控制的模拟信号并输出。
本实施例提供所述系统内部的信号流关系图，参见图3B所示，便于更准 确的理解本发明的构思。
参见图4,本实施例中根据温度调整电压波形的方法流程如下
步骤401:初始化系统，针对当前使用的墨水和喷墨打印头，配置喷墨打 印头的温度值与放大控制数据的对应关系。
步骤402:通过温度传感器301获得当前喷墨打印头的模拟信号形式的温度。
步骤403:进行模-数转换操作，将模拟信号形式的温度转换为数字信号
形式的温度。
步骤404:通过查找温度值表的方式，根据获得的数字信号形式的温度确 定相应的温度值。
步骤405:根据温度值与放大控制数据的对应关系以及获得的当前的温度 值，获得与当前的温度值对应的放大控制数据。
步骤406:对获得的放大控制数据进行数-模转换，获得模拟信号形式的 放大控制信号(携带有用于放大控制的信息)。
步骤407:根据获得的模拟信号形式的放大控制信号，对输入的脉沖信号 的电压幅度进行放大，获得最佳电压幅度的激励脉冲信号。
步骤408:向喷墨打印头输入最佳电压幅度的激励脉沖信号，并进行打印 输出。
在步骤401中，需要配置喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系， 那么则需要预先建立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系，喷墨打 印头的温度值与放大控制数据的对应关系包括喷墨打印头的温度值与最佳电 压幅度的对应关系、和最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系，或者直接建 立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系。
下面对建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系的方法进行 描述，参见图5所示，具体流程如下
步骤501:设定初始温度值，本实施例中的初始温度值为最低温度值，如 l(TC。
步骤502:设定脉沖信号的电压幅度。
步骤503:依据设定的电压幅度进行打印输出，并记录打印效果。 步骤504:判断电压幅度是否已达到电压测试范围，若是，则继续步骤506, 否则继续步骤505。例如初始电压幅度设定为80V,按照由低到高的方向调整 电压幅度，电压测试范围为100V,当电压幅度调整到100V时调整结束。
步骤505:调整电压幅度，本实施例中调高一个区间，如2V。继续步骤
502。
步骤506:选择当前温度下最好的打印效果对应的电压幅度，并确定为该 温度下的最佳电压幅度。例如在10。C下最佳电压幅度为90V。继续步骤507。
步骤507:判断温度值是否已达到温度测试范围，若是，则继续步骤509, 否则继续步骤508。例如初始温度值设定为l(TC，按照由低到高的方向调整电 压幅度，温度测试范围为40。C,当温度值调整到4(TC时调整结束。
步骤508:调整温度值，本实施例中调高一个区间，如0.1°C。继续步骤
502。
步骤509:获得各温度值下的最佳电压幅度，建立温度值与最佳电压幅度 的对应关系。
在步骤501中，也可以设最高温度值为初始温度值，如设初始温度值为40
°c,温度测试范围为io。c,每次向低温度值方向调整o.rc。
本实施例中是以o.rc的调整区间进行测试，若需要获得变化0.05。c时的
最佳电压幅度，如需要获得20.05。C下的最佳电压幅度，那么可根据20。C时的 最佳电压幅度(如94V)和20.rC时的最佳电压幅度(如96V)，建立关于温 度值和最佳电压幅度的直线型函数，并进一步获得20.05。C下的最佳电压幅度 (如95V )
参见图6，建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系的方法流程如下 步骤601:获得基本的电压幅度。本实施例中基本的电压幅度为5V,为通 常情况下提供的输入电压幅度。
步骤602:确定图5所示的实施例中各个最佳电压幅度与基本的电压幅度 的倍数关系。本实施例中获得的倍数为最佳电压幅度除以基本的电压幅度的 商，如90/5 = 14。根据该倍数确定放大控制数据，如某种喷头和墨水的组合在 某一温度下的最佳电压是78V，功率放大器的放大倍数为20倍，低压脉冲发 生器的输出幅值为固定10V，数字-模拟转换的精度12bit,则控制数据就是
4096 x 78/(20 x 10)= 1597。
步骤603:建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系。
可将图5和图6所示的流程合并，直接建立喷墨打印头的温度值与放大控
制数据的对应关系，参见图7所示，方法流程如下
步骤701:设定喷墨打印头的温度，该温度具体为模-数转换后获得的温
度，如10011。
步骤702:根据模-数转换后获得的温度确定具体的温度值，如23。C，确 定温度值的方式有多种，如通过查找温度值表的方式确定温度值。 步骤703:获得该温度值下的最佳电压幅度。
步骤704:根据获得的最佳电压幅度和基本的电压幅度，获得相应的倍数 关系。
步骤705:根据获得的倍数关系，获得相应的放大控制数据，即获得该温 度值下的放大控制数据。
步骤706:判断温度值是否已达到温度测试范围，若是，则继续步骤708, 否则继续步骤707。
步骤707:调整温度值，并继续步骤701。
步骤708:获得测试范围内的各数字信号形式的温度下的放大控制数据， 并建立数字信号形式的温度与放大控制数据的对应关系。
参见图8,本实施例中放大控制模块303包括第一关系单元801和第二关 系单元802。
第一关系单元801用于确定喷墨打印头的温度值，在电压控制范围内调整 电压幅度并打印输出，确定最佳输出结果对应的电压幅度并记为该温度值下的 最佳电压幅度，建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系。
第二关系单元802用于根据最佳电压幅度与输入的脉沖信号的电压幅度的 倍数关系确定放大控制数据，并建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关 系，以及建立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系。
上述实施例均是针对 一 次放大过程获得的温度值与放大控制数据的对应 关系，为了在实际应用中获得最佳电压幅度的激励脉冲信号，可对输入的基本 的电压幅度进行多次调整。最佳电压幅度为基本的电压幅度、放大控制数据对 应的放大倍数(由放大控制数据控制)与固定放大倍数(由功率器件控制)的
乘积。例如，基本的电压幅度为IOV，最佳电压幅度为90V,则可将10V的电 压幅度放大0.45倍后获得4.5V的电压幅度，再对其放大20倍(即固定放大倍 数)，获得90V的最佳电压幅度。
在进行放大操作时，即步骤407中，根据放大控制数据对输入的基本的电 压幅度进行可控增益放大，实现微调的效果，再进行基于固定放大倍数的线形 高压功率放大，得到最佳电压幅度。
激励脉冲发生器202包括可控增益放大器902和线性高压功率放大器903。
可控增益放大器902用于根据放大控制数据对基本的电压幅度进行放大， 并输出到线性高压功率放大器903。该可控增益放大器902工作在放大态。其 中，放大控制装置203输出的模拟信号形式的放大控制信号具体输出到激励脉 沖发生器202中的可控增益放大器902。
线性高压功率放大器903用于基于固定放大倍数对收到的激励脉沖信号进 行电压幅度的放大，获得最佳电压幅度，并输出激励脉沖信号到压电式喷墨打 印头201。
有些喷墨打印头在矩形脉沖信号下工作的效果较好，有些喷墨打印头在梯 形脉冲信号下工作的效果较好，由于通常输入的脉沖信号为矩形脉沖信号，若 需要获得梯形脉冲信号，则需要对矩形脉冲信号进行相应的处理。
参见图9所示，激励脉冲发生器202还包括低压脉冲发生器901,低压脉 冲发生器901用于对输入的矩形脉沖信号进行处理，获得梯形的激励脉冲信号， 并输出激励脉沖信号到可控增益放大器卯2。
本实施例提供激励脉沖发生器202内部各装置产生的脉冲信号的示意图， 参见图IO所示，图IO中的A图表示输入的逻辑电平脉冲信号，其电压幅度为
基本电压幅度,B图表示经低压脉冲发生器901处理后获得的梯形脉冲信号(即 低压参考脉冲)，C图表示经可控增益放大器902处理后获得的调整增益输出 脉冲，D图表示经线性高压功率放大器903处理后获得的高压激励脉沖，其电 压幅度为最佳电压幅度。
本发明实施例通过测试手段获得喷墨打印头与最佳电压幅度的对应关系， 以控制输出到喷墨打印头的激励脉冲信号的电压幅度，获得理想的打印效果。 并且，本发明实施例为了简化操作流程，直接建立喷墨打印头与放大控制数据 的对应关系。以及通过放大过程中对电压幅度的微调，使实际输出的电压幅度 与最佳电压幅度吻合，以便获得预期的打印效果。
明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求 及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种调整电压波形的方法，其特征在于，包括以下步骤配置关于当前喷墨打印头和墨水的数字信号形式的温度与电压幅度的放大控制数据的对应关系；获得当前喷墨打印头的数字信号形式的温度；根据所述当前的数字信号形式的温度和所述对应关系确定放大控制数据；根据所述放大控制数据对输入的脉冲信号的电压幅度进行放大，并输出到喷墨打印头，以进行喷墨打印。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，喷墨打印头的温度与放大控 制数据的对应关系包括喷墨打印头的数字信号形式的温度与温度值的对应关 系、喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系、和最佳电压幅度与放大 控制数据的对应关系。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立喷墨打印头的温度值与 最佳电压幅度的对应关系的步骤包括确定喷墨打印头的温度值； 在电压控制范围内调整电压幅度并打印输出；确定最佳输出结果对应的电压幅度并记为该温度值下的最佳电压幅度； 建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系。
4、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，建立最佳电压幅度与放大控 制数据的对应关系的步骤包括根据最佳电压幅度与所述输入的电压幅度的倍 数关系确定放大控制数据，并建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最佳电压幅度为输入的 电压幅度、所述放大控制数据对应的放大倍数与固定放大倍数的乘积；所述进 行放大的步骤包括根据所述第一放大控制数据对所述输入的电压幅度进行可 控增益放大，并进行基于固定放大倍数的线形高压功率放大，得到最佳电压幅 度。
6、 一种用于放大控制的模块，其特征在于，包括电压幅度单元，用于建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关 系，并根据喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系和当前的喷墨打印头的温度值，确定最佳电压幅度；放大单元，用于建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系，并根据最 佳电压幅度与放大控制数据的对应关系和确定的最佳电压幅度，确定放大控制 数据，以控制输出的电压幅度。
7、 一种用于放大控制的模块，其特征在于，所述模块用于配置当前喷墨 打印头和墨水的数字信号形式的温度与放大控制数据的对应关系，并根据所述 对应关系和当前的喷墨打印头的温度确定放大控制数据，以控制输出的电压幅 度。
8、 一种用于放大控制的装置，其特征在于，包括 温度传感器，用于获得当前喷墨打印头的模拟信号形式的温度； 模数转换器，用于将当前模拟信号形式的温度转换为数字信号形式的温度；温度确定模块，用于根据预先配置的数字信号形式的温度与温度值的对应 关系、和获得的数字信号形式的温度，获得当前喷墨打印头的温度值；放大控制模块，用于配置当前喷墨打印头和墨水的温度值与放大控制数据 的对应关系，并根据所述当前的温度值确定放大控制数据；数模转换器，用于将放大控制数据转换为进行放大控制的模拟信号并输出。
9、 一种系统，其特征在于，包括压电式喷墨打印头，用于根据接收到的脉沖信号进行喷墨打印； 放大控制装置，用于配置关于当前喷墨打印头和墨水的^t字信号形式的温 度与电压幅度的放大控制数据的对应关系，获得当前喷墨打印头的模拟信号形 式的温度并转换为数字信号形式的温度，以及才艮据所述当前的数字信号形式的 温度和所述对应关系确定放大控制数据，并输出模拟信号形式的放大控制信号，激励脉冲发生器，用于根据接收到的所述模拟信号形式的放大控制信号对 获得脉冲信号的电压幅度进行放大，并输出到所述压电式喷墨打印头。
10、 一种用于建立对应关系的模块，其特征在于，包括第一关系单元，用于确定喷墨打印头的温度值，在电压控制范围内调整电压幅度并打印输出，确定最佳输出结果对应的电压幅度并记为该温度值下的最佳电压幅度，建立喷墨打印头的温度值与最佳电压幅度的对应关系；第二关系单元，用于根据最佳电压幅度与输入的脉冲信号的电压幅度的倍数关系确定放大控制数据，并建立最佳电压幅度与放大控制数据的对应关系，以及建立喷墨打印头的温度值与放大控制数据的对应关系。
全文摘要
本发明公开了一种根据温度调整电压波形的方法，用于提高打印质量。所述方法为配置关于当前喷墨打印头和墨水的数字信号形式的温度与电压幅度的放大控制数据的对应关系；获得当前喷墨打印头的数字信号形式的温度；根据所述当前的数字信号形式的温度和所述对应关系确定放大控制数据；根据所述放大控制数据对输入的脉冲信号的电压幅度进行放大，并输出到喷墨打印头，以进行喷墨打印。本发明还公开了多种装置和系统。
文档编号B41J2/045GK101112815SQ200710121089
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者俞建国, 刘志红, 赵斌强, 峰 陈 申请人:北大方正集团有限公司;北京大学;北京北大方正电子有限公司