专利名称：一种喷头控制板及喷头驱动电压控制方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印机用喷头控制板及喷头驱动电压控制方法，具体说涉及一种喷墨打印机用高压压电喷头控制板及喷头驱动电压控制方法。
背景技术：
喷墨打印机技术分热泡沫式和压电式两种，压电式喷墨打印就是通过给压电晶体施加电压，使之发生高速且轻微的变形，从而将墨腔中的油墨从喷嘴压出。喷头控制板是喷墨打印机控制系统到喷头的接头电路板，每种喷头都需要自己的接口电路。它的一端连接喷头，另一端连接主板。它为喷头提供打印数据、控制信号和功率驱动信号。如图1所示，不同高压喷头3的驱动电压不同，一般其驱动电压在65V-150V之间，喷头控制板2安装在喷头小车1上，随喷头小车1来回做往复运动，现有技术中通过在喷墨打印机底部设置与喷头个数相同的高压包4，高压从传输线5经拖链传输至喷头控制板2，再经扁排线6传送给喷头3，驱动喷头3工作，高压包4与喷头控制板2之间需要的传输线5长度在4m-10m之间。 现有高压喷头驱动电压控制方法由于其传输线较长，容易造成信号衰减，电压控制不准，造成打印质量下降，另外其传输线上传输电压高，传输过程中容易对人体造成意外危害，设置多个高压包，使打印机成本提高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电压控制准确、操作安全的喷墨打印机用喷头控制板。为实现上述目的，本发明的喷头控制板，包括处理单元、信号发生器和电压控制电路，其中，信号发生器用于产生喷头的控制信号，并根据喷头的控制信号由处理单元向喷头发出相应的控制命令；处理单元接收到信号发生器发出的喷头控制信号，调节喷墨打印机主板和喷头控制板的参数，控制喷头工作；所述电压控制电路用于根据处理单元的控制命令，将喷头控制板的12V-48V直流供电电源通过其升压电路升至每个喷头需要的驱动电压 65V-150V。进一步，所述喷头为高压压电喷头。进一步，所述高压压电喷头包括Dimatix喷头、Galaxy喷头、Polaris喷头、 S-class Bjt^k、Q-class Bjti。进一步，所述信号发生器为FPGA或CPLD。进一步，所述处理单元为微处理器。进一步，所述喷头的控制信号包括点火脉动信号、时钟信号、像素数据信号和加热
温度信号。进一步，所述喷头控制板的参数包括喷头温度、传感器信号和时钟信号。进一步，所述电压控制电路还包括触发脉冲电路和电平转换电路。进一步，所述升压电路中电压反馈回路上的低端分压电阻为数字电位器与一电阻串联后并联另一电阻形成的等效电阻，数字电位器用于调整升压电路电压，与数字电位器串、并联的电阻能够保证在数字电位器短路或者断路时分压电阻的比率在正常范围内。进一步，所述升压电路中包括一延时电路。进一步，所述延时电路由一电阻和电容串联构成。进一步，喷墨打印机的每一喷头对应连接有一所述升压电路。进一步，所述喷头控制板上还设置有LVDS接口，所述主板送来的信号需要由LVDS 接收芯片由差分解为单端信号，送到主板的信号也需要由相应的发送芯片打包成LVDS信号。本发明的另一目的在于提出一种高压压电喷头驱动电压控制方法，具体为，采用一 12V-48V直流电源给喷头控制板供电，通过喷头控制板上设置的升压电路将12V-48V电压升压至个喷头需要的驱动电压65V-150V。进一步，喷头控制板上设置多个升压电路对应喷墨打印机的每一喷头，实现各喷头的驱动电压单独可调。进一步，所述升压电路中电压反馈回路上的低端分压电阻为数字电位器与一电阻串联后并联另一电阻形成的等效电阻，数字电位器用于调整升压电路电压，与数字电位器串、并联的电阻能够保证在数字电位器短路或者断路时分压电阻的比率在正常范围内。进一步，所述升压电路中包括一延时电路。进一步，所述延时电路由一电阻和电容串联构成。本发明的喷头控制板的优点不需要多个特殊可控高压电源，使用一个安全直流电压供电，降低成本且缩小体积；高压传输路径短，20cm 60cm之间，电压控制精确；喷头驱动电压远程可调；可独立调节每个喷头的驱动电压，且调节精度高；电压调节范围大，从12V-48V升压至65V-150V，电路简单，性能稳定。
图1为现有技术中喷头电压控制示意图；图2为本发明中喷头电压控制示意图；图3为本发明一个具体实施例的喷头控制板的结构框图；图4为本发明一个具体实施例的喷头控制板的升压电路原理图。
具体实施例方式如图2和图3所示，本发明的高压压电喷头电压控制方法采用一安全电压(大于等于12V DC小于等于48V DC)电源11给打印小车7上的喷头控制板8供电，通过喷头控制板8上设置的升压电路将12V-48V的供电电压升压至各喷头9需要的驱动电压65V-150V， 喷头控制板8上设置有与喷头个数相同的升压电路，每一升压电路对应喷墨打印机的一喷头，实现各喷头9的驱动电压单独可调。本发明的高压压电喷头电压控制方法用安全电压取代现有技术中的高压包，避免了远距离传输高压电对人体造成意外伤害，同时缩短了传输距离(现有技术的喷头3工作电压由设置在打印机底部的高压包4调节好后从打印机底部经传输线5传送给喷头控制板2控制喷头3，本发明的喷头工作电压由设置在打印机底部的安全电压11经传输线10传送给喷头控制板8，经喷头控制板上8设置的升压电路调节好各喷头需要的工作电压后经扁排线12传送给喷头9。前者的高压传输距离为高压包4至喷头3的距离，其高压传输路径为传输线5加扁排线6的长度，一般在^! IOm之间；后者的高压传输距离为喷头控制板上升压电路至喷头的距离，其高压传输路径为扁排线12的长度，一般在20cm 60cm之间)。本发明的喷头控制板与喷墨打印机主板和喷头相连，喷头的打印数据直接来源于主板，喷头控制板包括单片机、FPGA/CPLD、电压控制电路和LVDS传输接口，FPGA/CPLD用于产生喷头的控制信号，并根据喷头的控制信号由单片机向喷头发出相应的控制命令；喷头的控制信号由FPGA/CPLD产生，FPGA/CPLD接收来自主板的同一控制信号，产生各种喷头特有的控制信号，如点火脉冲，时钟信号，像素数据，加热温度等，有些控制信号如点火脉动信号并不送到喷头而是控制头板的脉冲发生器，用来产生驱动喷头的功率脉冲。单片机接收到FPGA/CPLD发出的喷头控制信号，调节喷墨打印机主板和喷头控制板的参数，控制喷头工作；喷头控制板上的几乎所有参数，如喷头温度、传感器信号(纸宽、 纸厚、副墨盒中液位等)、时钟信号都可以通过单片机串口远程调节。本发明可以采用不同的微处理器实现控制功能。喷头控制板与主板的接口是LVDS，这种接口有抗干扰能力强、电缆芯数少、传输路径短、信号衰减少的优点。主板送来的信号需要由LVDS接收芯片由差分解为单端信号，送到主板的信号也需要由类似的发送芯片打包成LVDS信号。传感器将检测到的信号经LVDS 打包发送给主板，主板根据检测到的信号控制打印机的各部件工作。电压控制电路用于根据单片机的控制命令，通过其升压电路控制每个喷头需要的驱动电压；电压控制电路包括升压电路、触发电路和电平转换电路，触发脉冲电路用于产生高压脉冲，CPLD产生的点火脉冲、像素数据及时钟信号为TTL电平，喷头的触发信号为CMOS 电平，因为TTL和CMOS的高低电平的值不一样，所以相互连接时需要电平的转换。图4为本实施例中升压电路的原理图，采用开关控制芯片ICOl其型号为LM3478，保证输出的质量， 且该芯片能根据负载的情况切换多种控制方式；将现有升压电路电压反馈回路上分压电阻改成一数字电位器IC02，实现电压远程可调。而直接将数字电位器代替分压电阻将有可能使数字电位器损坏，导致反馈环路异常。实施例中将数字电位器IC02先与一电阻R04串联后再与另一电阻R05并联后形成的等效电阻替代现有升压电路电压反馈回路上分压电阻， 从而保证无论数字电位器是短路还是断路的分压电阻的比率都在正常的范围内。同时为了减少上电时对电源的冲击，实施例在现有升压电路的基础上增加了一延时电路，延时电路由电阻R03和电容COl构成，并设定一较大的延时。实施例中还增加有一电阻R36防止上电瞬间因为MOS管TOl栅极悬空造成对地的短路。喷墨打印机上的每一喷头对应连接有一升压电路，通过升压电路可独立调节每个喷头的驱动电压。需要指出的是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。
权利要求
1.一种喷头控制板，包括处理单元、信号发生器和电压控制电路，其中，信号发生器用于产生喷头的控制信号，并根据喷头的控制信号由处理单元向喷头发出相应的控制命令； 处理单元接收到信号发生器发出的喷头控制信号，调节喷墨打印机主板和喷头控制板的参数，控制喷头工作；其特征在于，所述电压控制电路用于根据处理单元的控制命令，将喷头控制板的12V-48V直流供电电源通过其升压电路升至每个喷头需要的驱动电压65V-150V。
2.如权利要求1所述的喷头控制板，其特征在于，所述喷头为高压压电喷头。
3.如权利要求2所述的喷头控制板，其特征在于，所述高压压电喷头包括Dimatix喷头、Galaxy 喷头、Polaris 喷头、S-class 喷头、Q-class 喷头。
4.如权利要求1所述的喷头控制板，其特征在于，所述升压电路中电压反馈回路上的低端分压电阻为数字电位器与一电阻串联后并联另一电阻形成的等效电阻，数字电位器用于调整升压电路电压，与数字电位器串、并联的电阻能够保证在数字电位器短路或者断路时分压电阻的比率在正常范围内。
5.如权利要求4所述的喷头控制板，其特征在于，所述升压电路中包括一延时电路。
6.如权利要求5所述的喷头控制板，其特征在于，所述延时电路由一电阻和电容串联构成。
7.如权利要求1-6任一项所述的喷头控制板，其特征在于，喷墨打印机的每一喷头对应连接有一所述升压电路。
8.一种高压压电喷头驱动电压控制方法，具体为，采用一 12V-48V直流电源给喷头控制板供电，通过喷头控制板上设置的升压电路将12V-48V电压升压至个喷头需要的驱动电压 65V-150V。
9.如权利要求8所述的高压压电喷头驱动电压控制方法，其特征在于，喷头控制板上设置多个升压电路对应喷墨打印机的每一喷头，实现各喷头的驱动电压单独可调。
10.如权利要求8所述的高压压电喷头驱动电压控制方法，其特征在于，所述升压电路中电压反馈回路上的低端分压电阻为数字电位器与一电阻串联后并联另一电阻形成的等效电阻，数字电位器用于调整升压电路电压，与数字电位器串、并联的电阻能够保证在数字电位器短路或者断路时分压电阻的比率在正常范围内。
全文摘要
本发明公开了一种喷头控制板及喷头电压控制方法，喷头控制板包括处理单元、信号发生器和电压控制电路，其中，信号发生器用于产生喷头的控制信号，并根据喷头的控制信号由处理单元向喷头发出相应的控制命令；处理单元接收到信号发生器发出的喷头控制信号，调节喷墨打印机主板和喷头控制板的参数，控制喷头工作；所述电压控制电路用于根据处理单元的控制命令，将喷头控制板的12V-48V直流供电电源通过其升压电路升至每个喷头需要的驱动电压65V-150V。本发明的喷头控制板不需要特殊高压电源，使用安全电压供电；高压传输路径短，20cm～60cm之间，喷头驱动电压控制精确；可独立调节每个喷头的驱动电压，且调节精度高；电压调节范围大，电路简单，性能稳定。
文档编号B41J2/07GK102241198SQ2010101
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者张原 申请人:北京美科艺数码科技发展有限公司