CN102971147B - 可切换反馈阻尼模式的按需滴墨的压电流体喷射设备、控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于按需滴墨压电流体喷射机构的控制电路包括驱动和感测电路以及开关。驱动和感测电路具有输入、驱动输出和感测输出。驱动输出将被耦合到按需滴墨压电流体喷射机构。开关用以在所述驱动和感测电路的前馈驱动模式和所述驱动和感测电路的反馈阻尼模式之间切换所述驱动和感测电路的输入。在所述前馈驱动模式中，所述开关用以将所述输入耦合到驱动波形以促使所述流体喷射机构喷射流体滴。在所述反馈阻尼模式中，所述开关用以将所述输入耦合到所述感测输出以在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后阻抑所述流体喷射机构。
Description
技术领域
本发明涉及可切换反馈阻尼模式的按需滴墨的压电流体喷射设备、控制电路及方法。
背景技术
按需滴墨流体喷射设备被用于选择性地喷射流体滴。例如，喷墨打印设备选择性地向介质，像纸上按需喷射墨滴以在介质上形成图像。一种按需滴墨流体喷射设备是按需滴墨压电流体喷射设备。在压电流体喷射设备中，使用压电效应喷射流体小滴。具体而言，在压电材料的柔性片之内诱发电场以引起片物理变形。片的物理变形导致流体滴被喷射。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于按需滴墨压电流体喷射机构的控制电路，包括：具有输入、驱动输出和感测输出的驱动和感测电路，所述驱动输出将被耦合到所述按需滴墨压电流体喷射机构；以及开关，以在所述驱动和感测电路的前馈驱动模式和所述驱动和感测电路的反馈阻尼模式之间切换所述驱动和感测电路的输入，其中在所述前馈驱动模式中，所述开关用以将所述输入耦合到驱动波形以促使所述流体喷射机构喷射流体滴，并且其中在所述反馈阻尼模式中，所述开关用以将所述输入耦合到所述感测输出以在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后阻抑所述流体喷射机构。
根据本发明的第二方面，提供了一种流体喷射设备，其包括：按需滴墨压电流体喷射机构；以及用于所述流体喷射机构的控制电路，包括：具有输入、驱动输出和感测输出的驱动和感测电路，所述驱动输出将被耦合到所述按需滴墨压电流体喷射机构；以及开关，以在所述驱动和感测电路的前馈驱动模式和所述驱动和感测电路的反馈阻尼模式之间切换所述驱动和感测电路的输入，其中在所述前馈驱动模式中，所述开关用以将所述输入耦合到驱动波形以促使所述流体喷射机构喷射流体滴，并且其中在所述反馈阻尼模式中，所述开关用以将所述输入耦合到所述感测输出以在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后阻抑所述流体喷射机构。
根据本发明的第三方面，提供了一种方法，其包括：用以促使按需滴墨压电流体喷射机构喷射流体滴，将用于所述流体喷射机构的控制电路的驱动和感测电路的输入切换到前馈驱动模式，以将所述输入耦合到对应于要由所述流体喷射机构喷射的流体滴的驱动波形；以及在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后，将所述驱动和感测电路的输入切换到反馈阻尼模式，以将所述输入耦合到所述驱动和感测电路的感测输出以阻抑所述流体喷射机构。
附图说明
图1是用于按需滴墨压电流体喷射机构的示例控制电路的图示。
图2是图1的控制电路的示例驱动和感测电路的详细图示。
图3是图2的驱动和感测电路的示例电流镜的详细图示。
图4是根据另一示例，图1的控制电路的驱动和感测电路的详细图示。
图5是根据又一示例，图1的控制电路的驱动和感测电路的详细图示。
图6是用于使用图1的控制电路的示例方法的流程图。
图7是包括图1的控制电路的示例基本按需滴墨压电流体喷射机构的方框图。
具体实施方式
如背景部分中所述，在按需滴墨压电流体喷射设备中，在压电材料的柔性片之内诱发电场，以引起片物理变形，导致流体滴被喷射。共振帮助从这样的流体喷射设备喷射流体滴。更具体而言，可以利用压电材料片和其附着的流体-机械***的一个或多个共振频率增大从流体喷射设备喷射的流体滴的尺寸和/或线性速度。通过在选择的共振频率下扰动片和/或流体-机械***，可以实现更大流体滴和/或流体滴的更高线性速度喷射。
然而，在压电流体喷射设备喷射流体滴之后，希望停止因***的共振频率造成的机械运动。否则，这样的共振可能干扰下一流体滴从流体喷射设备的喷射。假设压电材料片和流体处于静止，当前未在干扰要喷射流体滴的水平上共振，起动流体喷射设备。如果在起动流体喷射设备时片和流体之一或两者都仍在共振，可能会以无法预测的方式喷射结果得到的流体滴。例如，流体滴可能比预期的更大和/或可以比预期更快地喷射。这可能引起流体喷射设备中不希望且常常非常明显的打印质量问题，尤其是被设计成在像纸那样的介质上打印人眼可视（human-viewable）标记的流体喷射设备中，所述标记诸如是图像和/或文本。
为了在已经从压电流体喷射设备喷射流体滴之后减少这样的机械共振导致的运动，通常施加所谓的回授（tickle）脉冲。回授脉冲是一种短脉冲，通常振幅低于导致从流体喷射设备喷射流体滴的单个或多个脉冲。回授脉冲的目的是使压电材料片和流体在与共振相反的运动方向上震动，而不从流体喷射设备喷射流体滴。同样地，从压电流体喷射设备消除能量以阻抑设备的运动。然而，回授脉冲可能不会完全停止片和流体的共振。这是因为对于脉冲的波形可能有限制，并且因为由于制造的偏差以及可变的电气和机械刺激，可能难以预测受激共振的振幅和相位。
在示例中，并非使用回授脉冲，而是使用反馈阻尼来阻抑压电材料片和压电流体喷射设备之内流体的共振。一开始将驱动和感测电路的输入耦合到对应于要从流体喷射设备喷射的流体滴的驱动波形。驱动和感测电路以前馈（即没有反馈）驱动模式工作，以直接放大驱动波形，使得流体滴从流体喷射设备恰当地喷射。
一旦已经喷射了流体滴，就通过补偿电路将驱动和感测电路的输入耦合到驱动和感测电路的输出，以阻抑驱动和感测电路的反馈阻尼模式中的共振，为下一流体滴从压电流体喷射设备喷射做准备。通过补偿电路将驱动和感测电路的输出反馈到驱动和感测电路的输入，利用对于阻抑共振而言最佳的波形阻抑了压电材料片和/或流体的共振。因此，比利用回授脉冲时相比，更彻底地减少了共振，并且有时是在更短时间内实现的。
图1示出了根据示例用于按需滴墨压电流体喷射机构的控制电路100。流体喷射机构包括一个或多个流体喷嘴，可以通过其喷射流体滴。流体喷射机构可以是流体喷射打印头的一部分，可以包括一个或多个流体喷射打印头，或可以是流体喷射打印头。
控制电路100包括驱动和感测电路102、补偿电路103和开关104。驱动和感测电路102包括输入106、感测输出107和驱动输出108。开关104在补偿电路103的驱动波形110和补偿感测输出109之间切换输入106。驱动输出108耦合到压电流体喷射机构。在一个示例中，补偿电路103可以是低通滤波器，以通过清除驱动输出108处的信号高频分量选择要阻抑的共振模式，并确保反馈环路中的相位和/或增益容限。在另一个示例中，补偿电路103可以包括具有反馈积分器和求和函数积分器的网络。
为了促使压电流体喷射机构喷射流体滴，开关104切换输入106，使得其被耦合到驱动波形110。在输入106被耦合到驱动波形110时，驱动和感测电路102就工作在前馈驱动模式中。由驱动和感测电路102放大输入106处的驱动波形110，并且在驱动输出108处向流体喷射机构提供放大的驱动波形110。驱动波形110对应于期望的驱动波形，以促使流体喷射机构喷射流体滴。驱动和感测电路102允许驱动波形的电压和功率比促使流体喷射机构喷射流体滴的电压和功率更低。在前馈驱动模式中，补偿电路103的补偿感测输出109不会反馈到驱动和感测电路102的输入106。
一旦压电流体喷射机构已经喷射流体滴，开关104就切换输入106，使得其被耦合到补偿的感测输出109。在输入106被耦合到补偿的感测输出109时，驱动和感测电路就工作在反馈阻尼模式中。由驱动和感测电路102感测由于共振造成的流体喷射机构的剩余运动，并且在驱动和感测电路102的驱动输出108处输出振幅与这种共振相反的共振阻尼波形。同样地，迅速将流体喷射机构的共振阻抑到流体喷射机构不再在将显著影响下一喷射流体滴的时机或方向的水平共振的点。此时，开关104然后能够将输入106切换回到驱动波形110，从而使得可以从流体喷射机构喷射下一流体滴。
因此，驱动和感测电路102是驱动电路，因为其驱动输出108处的信号用于驱动流体喷射机构，以促使流体喷射机构以前馈驱动模式排出流体滴。驱动和感测电路102是感测电路，因为其感测输出107处的信号用于在其驱动输出108处提供信号，以阻抑处于反馈阻尼模式中的流体喷射机构内的共振。亦即，驱动和感测电路102是感测电路，因为其感测输出107处的信号反映流体喷射机构之内的感测的共振。此外，补偿电路103是补偿电路，因为其补偿的感测输出109处的信号补偿或修改驱动和感测电路102的感测输出107处的信号，从而使得出现流体喷射机构的期望阻尼。
图2详细示出了根据本公开示例的驱动和感测电路102。驱动和感测电路102包括放大器202、电流镜204、衰减器205、求和设备206和感测电容器208。压电流体喷射机构的电容被表示为图2中的电容210。要指出的是，驱动和感测电路102不包括任何电阻器，因此是无电阻的。这是有利的，因为电阻器可能导致电气电路之内增大的功耗。此外，图2的驱动和感测电路102包括仅一个电容器208，其被缩放到1/N，其中N是如下所述用于电流镜204中的比率。这也是有利的，因为与晶体管和小值电阻器相比，大小与压电致动器类似的电容在集成电路上制造较为昂贵。
放大器202的正输入是驱动和感测电路102的输入106，而放大器202的负输入通过衰减器205被连接到电流镜204的驱动输出108，衰减器205确定放大器202的增益。放大器202的输出212A和212B统称为输出212，其被连接到电流镜204。输出212彼此互补，并且使用电流镜204之内的晶体管适当偏置以形成最终输出级。
电流镜204的驱动输出108是1/1输出。亦即，驱动输出具有的电流等于放大器202输出212处的电流。电流镜204还具有1/N输出216，即放大器202输出212处电流除以N，其中N是电流镜204的比率，因为电流镜204对其输入处的电流进行1/N倍的镜像反射。N大于一，并且在一个示例中，N可以是二十。驱动输出108被连接到求和设备206的正输入，而1/N输出216被连接到求和设备206的负输入。感测电容器208被连接于电流镜204的1/N输出216和公共电压，诸如地（ground）之间。类似地，流体喷射机构的电容210被连接于驱动输出108和公共电压之间。求和设备206的输出是驱动和感测电路102的感测输出107。
放大器202可以是运算放大器。例如，放大器202可以是常规的折叠共源共栅运算放大器，在一个示例中具有折叠式共源共栅放大级、放大类A-B输出级以及最终输出级。同样地，可以专有地利用晶体管实现放大器202。也可以利用运算放大器实现求和设备206，并且同样地可以用晶体管专有地实现。放大器202放大其正负输入之间的电压差。
衰减器205在放大器202的反馈环路中，并且确定从输入106到驱动输出108的增益。这是由衰减驱动输出108处信号的衰减器205实现的。在一个示例中，可以通过使用电容式分压器、开关电容器或电阻器-分压器电路实现衰减器205。
通过有效地减小从放大器202的输出212到1/N输出216的电流，电流镜204允许感测电容器208具有更小的电容，并且从而在实现于电路板上时占据更小的物理空间，并且与没有电流镜204的情况相比制造起来更廉价。亦即，如果放大器202的输出214处的电流未被电流镜204减小，则感测电容器208将必须具有更大的电容，在实现于集成电路上时占据更多物理空间，并且制造起来更加昂贵。因此，利用图2中的电流镜204是有利的。
求和设备206放大在其正负输入处的电压差。求和设备206的负输入处的电压是感测电容器208上的电压。通过比较，求和设备206的正输入处的电压是压电流体喷射机构自身的电容210上的电压。求和设备206的输出是驱动和感测电路102的感测输出107。电流镜204生成驱动输出108，并且因此用于驱动流体喷射机构，以促使机构以前馈驱动模式喷射流体滴或在反馈阻尼模式中被阻抑。
在前馈驱动模式中，感测输出107不通过图1的补偿电路103反馈到驱动和感测电路102的输入106，而是在输入106处施加驱动波形。驱动波形被放大器202和电流镜204放大以促使驱动和感测电路102的驱动输出108处的压电流体喷射机构喷射流体滴。通过比较，在反馈阻尼模式中，通过图1的补偿电路103将驱动输出108反馈到驱动和感测电路102的输入106。将流体喷射机构的电容210上的电压与感测电容器208电容上的电压比较以生成与流体喷射机构的共振成比例并相反的驱动输出108处的信号。同样地，阻抑了这种共振。
要指出的是，求和设备206有效地将压电流体喷射机构的电容210上的电压与感测电容器208的电容上的电压比较。这是因为由求和设备206将后一电压从前一电压中减去。这种比较的结果是感测输出107。
图3详细示出了根据示例的电流镜204。电流镜204尤其适于放大器202是常规折叠式共源共栅运算放大器的情况。在图3中，放大器202的最终输出级306是常规的，并且被描绘成仅仅为了阐明如何将电流镜204连接到放大器202。放大器202的其他级，诸如折叠共源共栅放大级和类别A-B输出级的其他部分，也是常规的，并且在图3中未描绘。
放大器202的最终输出级306包括串联于电压V和诸如地的公共电压之间的两个晶体管308和310。晶体管308和310的栅极被连接到放大器202的前一级，并且经适当偏置以充当常规最终输出对。以倒置方式将晶体管308的栅极连接到放大器202的输出212A，而以非倒置方式将晶体管310的栅极连接到放大器202的输出212B，其中输出212A和212B构成图2所描绘的放大器202的输出212。最终输出级306的输出是放大器202的驱动输出108。
电流镜204包括电流镜级302。电流镜级302是电流镜204中将输出216处的电流有效地减小到输出108处电流的比率的级。具体而言，电流镜204包括串联于电压V和公共电压之间的两个晶体管314和316。如采用晶体管308和310的那样，电流镜204的晶体管314和316的栅极被连接到放大器202的前一级。晶体管314的栅极以倒置方式被连接到放大器202的输出212A，而晶体管316的栅极以非倒置方式被连接到放大器202的输出212B。电流镜级302的输出216是电流镜204中被连接到感测电容器208和图2中求和设备206的负输入的输出。
相对于放大器202最终输出级306的晶体管308和310确定或以其他方式指定电流镜级302的晶体管314和316的大小，使得输出216处的电流等于放大器202的输出214处电流的1/N（即一比N）倍。如上所指出的，N大于一，并且在一个示例中，N可以是二十。采用这种方式，电流镜级302通过在其输出216处提供等于输出214处电流1/N倍的电流，有效地减小了放大器202输出214处的电流。
在一个示例中，电流镜204还包括一个或多个修整级304。存在修整级304以进一步修整或调节电流镜204的输出216处的电流。在驱动和感测电路102作为整体未受到前馈驱动模式中的驱动波形110主动驱动且未在反馈阻尼模式中阻抑压电流体喷射机构时，亦即，在未向驱动和感测电路102的输入106施加信号时，输出216处仍然可能存在剩余电流。这是由于常规半导体晶体管制造引入的潜在失配导致的。为了避免这个电流导致任何不适当效应，可以开启修整级304以进一步减少输出216处的电流，以根据需要接近零。同样地，级306和302能够根据需要密切地匹配指定的电流偏移。
在图3中，示出了两个修整级304：第一修整级由晶体管320A和320A构成，统称为晶体管320；并且第二修整级由晶体管322A和322B构成，统称为晶体管322。然而，在其他示例中，可以存在更多或更少修整级304。第一修整级的晶体管320串联于输出216和公共电压之间，并且类似地，第二修整级的晶体管322串联于输出216和公共电压之间。通过选择性地在它们的栅极施加电压独立地接通晶体管320A和322A。通过比较，晶体管320B和322B的栅极被连接到放大器202的输出212B。
为了接通晶体管320构成的第一修整级，在晶体管320A的栅极处施加电压。类似地，为了接通晶体管322构成的第二修整级，在晶体管322A的栅极处施加电压。晶体管320A和322A的栅极能够具有独立且以选择性方式施加于其上的电压。同样地，可以仅接通第一修整级，仅接通第二修整级，或者可以接通第一和第二修整级两者。
相对于晶体管314和316确定或以其他方式指定晶体管320的大小，以将输出216处的电流减小期望的第一量，并且相对于晶体管314和316类似地确定或以其他方式指定晶体管322的大小以将输出216处的电流减小期望的第二量。将晶体管314与晶体管308的比率减小修整量的一半以允许修整级304进行正负补偿。例如，如果修整为+/-0.75%，那么将晶体管314的大小增加0.75%，使得截止晶体管320A和322B产生+0.75%电流的修整值。同样地，第一修整级可以将输出216处的电流减小1.00%，并且第二修整级可以将输出216处的电流减小0.50%。在两个修整级都接通时，因此输出216处的电流中总减小为+0.75%-1.00%-0.50%或-0.75%。可以向修整级304增加更多修整级以尽可能按照希望修整电流。
图4根据本公开的另一示例详细示出了图1的驱动和感测电路102。驱动和感测电路102包括放大器402、求和设备404、电阻器410和412，以及感测电容器208。压电流体喷射机构的电容被表示为电容210，其连接于驱动输出108和像地那样的公共电压之间。图4的示例包括两个电阻器410和412，其在增大驱动和感测电路102之内功耗的同时，可以比电容器更廉价地制造于集成电路之内。同样地，电阻器410和412将电容器的数量最小化为一个，即图4中的感测电容器208。在图4中感测电容器208的比例不像上文所述的图2中那样。
在一个示例中放大器402可以是运算放大器。在一个示例中可以用电阻器和运算放大器构造求和设备404。放大器402的正输入是驱动和感测电路102的输入106。放大器402的输出被连接到放大器402的负输入。电阻器410连接于放大器402的输出和压电流体喷射机构的电容210之间。电阻器412连接于求和设备404的负输入和放大器402的负输入之间。感测电容器208连接于电阻器412和公共电压之间。求和设备404放大在其正负输入之间的电压差。
电阻器410和412充当阻抗桥接电路的上半部。压电流体喷射机构的电容210和感测电容器208形成阻抗桥接电路的下半部。放大器402驱动桥接电路的上半部，并且桥接电路每侧之间的电势差由求和设备404确定。采用这种方式，放大器402能够驱动功率以致动压电流体喷射机构，并且在求和设备404的同一输出处能够被用于检测压电流体喷射机构之内的运动（即共振）。此外，可以按照给定比例彼此相对地缩放电阻器410和412，以允许感测电容器208具有小的电容（与电阻器412和电阻器410的缩放成比例），并且因此在实现于集成电路上时占据更少物理空间，并且比电阻器410和412为一比一时制造起来更廉价。
求和设备404放大在正负输入之间的电压差。因为负输入被连接到感测电容器208并且正输入被连接到压电流体喷射机构的电容210，求和设备404从电容210上的电压减去感测电容器208上的电压。在通过电阻器410之后，放大器402的输出，作为总体是驱动和感测电路102的驱动输出108。同样地，放大器402的输出用于驱动压电流体喷射机构以促使流体喷射机构在前馈驱动模式中喷射流体滴或在反馈阻尼模式中受到阻抑。
在前馈驱动模式中，驱动输出108不通过图1的补偿电路103反馈到驱动和感测电路102的输入106，而是在输入106处施加驱动波形。驱动波形被放大器402放大以促使驱动和感测电路的驱动输出108处的压电流体喷射机构喷射流体滴。通过比较，在反馈阻尼模式中，通过图1的补偿电路103将驱动输出108反馈到驱动和感测电路102的输入106。将流体喷射机构的电容210上的电压与感测电容器208电容上的电压比较以生成与流体喷射机构的共振相反的驱动输出108处的信号。同样地，阻抑了这种共振。
要指出的是，求和设备404有效地将压电流体喷射机构电容210上的电压与感测电容器208电容上的电压比较。这是因为由求和设备404将后一电压从前一电压减去。这种比较的结果是感测输出107。
图5根据本公开又一示例详细示出了图1的驱动和感测电路102。当与图2和4的驱动和感测电路102（其提供感测输出107压电致动器的运动的速率）比较时，图5的驱动和感测电路102提供了与压电流体喷射机构之内压电致动器位置成比例的感测输出107。驱动和感测电路102包括电容器502和504，以及感测电容器208，与压电流体喷射机构的电容210一起被布置为桥接电路。驱动和感测电路102还包括放大器506，诸如运算放大器。
求和设备508的正输入连接于电容器504和压电流体喷射机构的电容210之间，而求和设备508的负输入连接于电容器502和感测电容器208之间。求和设备508的输出是感测输出107。公共电压，诸如地，被连接于感测电容器208和流体喷射机构的电容210之间。
电容器502和504的电容通过预定比率彼此相关，其可以是1：1，在这种情况下，电容彼此相等。在流体喷射机构未受驱动波形扰动且未共振时（即在该机构静止时），图5中感测电容器208上的电容和电荷与压电流体喷射机构上的电容210和电荷按照这一相同预定比率相关。因此，在流体喷射机构静止时，放大器506负输入处的电压等于放大器506正输入处的电压，并且放大器506的输出为零，排除了驱动和感测电路102之内制造和其他缺陷带来的标称效果。
在前馈驱动模式中，在电容器502和504之间输入驱动波形。由于感测电容器208上的电荷及其电容是固定的，并且压电流体喷射机构上的电荷及其电容210不固定，所以放大器506的正输入处的电压可能大于或小于放大器506负输入处的电压。这导致在输入106处确立并被放大器506放大的驱动波形在驱动输出108处被复制。同样地，压电流体喷射机构喷射流体滴。
通过比较，在反馈阻尼模式中，通过图1的补偿电路103将感测输出107反馈到驱动和感测电路102的输入106。相对于感测电容器208的电容测量压电流体喷射机构的电容210，并且在输入106处生成对应的电压差，电压差被驱动输出108处的放大器506放大以抵消流体喷射机构的共振。在驱动输出108处生成的信号与流体喷射机构的共振相反，并且采用这种方式阻抑了共振。
要指出的是，求和设备508有效地将压电流体喷射机构的电容210上的电压与感测电容器208的电容上的电压比较。这是因为由求和设备508将后一电压从前一电压减去。这种比较的结果是感测输出107。
图6示出了根据示例用于使用图1的控制电路100的方法600。可以将方法600实现为在计算机可读数据存储介质上存储的一个或多个计算机程序。计算机程序是通过处理器或另一类型集成电路，诸如专用集成电路（ASIC）。
为了促使压电流体喷射机构喷射流体滴，开关104将驱动和感测电路102的输入106耦合到驱动波形110（602）。同样地，驱动和感测电路102就工作在前馈驱动模式中。因此，对应于要从流体喷射机构喷射的期望流体滴的驱动波形110导致机构喷射这样的流体滴。
在流体喷射机构已经喷射流体滴之后，开关104将输入106耦合到驱动和感测电路102（604）的感测输出107，感测输出被补偿电路109补偿为补偿的感测输出109。同样地，驱动和感测电路102就工作在反馈阻尼模式中。这导致在驱动和感测电路102的驱动输出108处生成与压电流体喷射机构的共振相反的信号，并且其迅速阻抑流体喷射机构的共振。
图7示出了根据示例的基本按需滴墨压电流体喷射设备700。流体喷射设备700可以是打印机、另一类型打印设备或另一类型流体喷射设备。除打印机之外的打印设备示例是多功能设备（MFD）或一体化（AIO）设备，除了打印功能之外，其具有诸如扫描和/或传真功能。
流体喷射设备700包括已经描述的压电流体喷射机构702和控制电路100。流体喷射机构702包括许多流体喷嘴704，流体实际从其喷射。流体喷射机构702可以是流体喷射打印头的一部分，可以包括一个或多个流体喷射打印头，或可以是流体喷射打印头。控制电路100可以是这样的流体喷射打印头的一部分或控制电路100可以在打印头外部。
要指出的是，流体喷射设备700可以是喷墨打印设备，这是诸如打印机的设备，其向诸如纸的介质上喷墨以在介质上形成图像，图像能够包括文本。流体喷射设备700更一般地是流体喷***确滴涂（dispensing）设备，其精确地滴涂诸如墨的流体。流体喷射设备700可以喷射基于颜料的墨、基于染料的墨、另一类型的墨或另一类型的流体。其他类型流体的示例包括那些具有水基或水溶剂的流体，以及那些具有非水基或非水溶剂的流体。因此，本文中公开的示例可能属于滴涂基本液态流体的任何类型流体喷***确滴涂设备。
因此流体喷***确滴涂设备是按需滴墨设备，其中通过在精确指定的位置精确印刷或滴涂来实现讨论中的基本液态流体的打印或滴涂，在被打印或滴涂的位置上形成或不形成特定图像。流体喷***确滴涂设备精确地打印或滴涂基本液态流体，因为后者并非基本或主要由诸如空气的气体构成。对于喷墨打印设备的情况，这样的基本液态流体的示例包括墨。因此，本领域普通技术人员将认识到，基本液态流体的其他示例包括药物、细胞产品、有机体、燃料等，它们不是基本或主要由诸如空气的气体和其他类型气体构成。
Claims (15)
1.一种用于按需滴墨压电流体喷射机构的控制电路，包括：
具有输入、驱动输出和感测输出的驱动和感测电路，所述驱动输出将被耦合到所述按需滴墨压电流体喷射机构；以及
开关，以在所述驱动和感测电路的前馈驱动模式和所述驱动和感测电路的反馈阻尼模式之间切换所述驱动和感测电路的输入，
其中在所述前馈驱动模式中，所述开关用以将所述输入耦合到驱动波形以促使所述流体喷射机构喷射流体滴，
并且其中在所述反馈阻尼模式中，所述开关用以将所述输入耦合到所述感测输出以在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后阻抑所述流体喷射机构。
2.根据权利要求1所述的控制电路，还包括补偿电路以在所述反馈阻尼模式中将所述感测输出耦合到所述输入之前补偿所述感测输出。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述驱动和感测电路包括具有电容的感测电容器，其中所述驱动和感测电路用以将所述感测电容器的电容上的电压与所述流体喷射机构的电容上的电压相比较。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其中所述驱动和感测电路是无电阻的，并包括电流镜。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其中所述驱动和感测电路还包括：
定位于所述驱动和感测电路的输入和所述电流镜之间的放大器；以及
定位于所述电流镜和所述驱动和感测电路的感测输出之间的求和设备，
其中所述感测电容器被连接在所述电流镜和所述求和设备之间的点处，
其中所述流体喷射机构的电容被连接在所述驱动和感测电路的驱动输出处，
并且其中所述电流镜用以有效地减少由所述放大器输出的电流。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其中所述放大器的正输入是所述驱动和感测电路的输入，
其中所述放大器的第一输出被连接到所述电流镜的输入，
其中所述电流镜的第一输出是所述驱动和感测电路的驱动输出，其被直接地连接到所述求和设备的正输入，并且其被间接地连接到所述放大器的负输入，
其中所述电流镜的第二输出被连接到所述求和设备的负输入，并且所述求和设备的输出是所述驱动和感测电路的感测输出。
7.根据权利要求4所述的控制电路，其中所述电流镜包括一个或多个可切换修整级以在未在所述驱动和感测电路的输入处施加信号时减少所述电流镜输出处的驱动和感测电路的电流。
8.根据权利要求3所述的控制电路，其中所述驱动和感测电路包括放大器、求和设备以及一个或多个电阻器。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其中所述放大器的正输入是所述驱动和感测电路的输入，并且所述放大器的负输入被连接到所述放大器的输出，
其中所述电阻器包括第一电阻器和第二电阻器，
其中所述第一电阻器连接于所述放大器的输出和所述求和设备的正输入之间，
其中所述第二电阻器连接于所述放大器的输出和所述求和设备的负输入之间，
其中所述流体喷射机构的电容被连接到所述求和设备的正输入，并且所述感测电容器被连接到所述求和设备的负输入，
并且其中所述驱动输出在所述求和设备的正输入处，并且所述感测输出是所述求和设备的输出。
10.根据权利要求3所述的控制电路，其中所述驱动和感测电路包括：
除所述感测电容器之外的第一电容器和第二电容器，其中所述第一电容器、所述第二电容器、所述感测电容器和所述流体喷射机构的电容被布置为桥接电路。
11.一种流体喷射设备，其包括：
按需滴墨压电流体喷射机构；以及
用于所述流体喷射机构的控制电路，包括：
具有输入、驱动输出和感测输出的驱动和感测电路，所述驱动输出将被耦合到所述按需滴墨压电流体喷射机构；以及
开关，以在所述驱动和感测电路的前馈驱动模式和所述驱动和感测电路的反馈阻尼模式之间切换所述驱动和感测电路的输入，
其中在所述前馈驱动模式中，所述开关用以将所述输入耦合到驱动波形以促使所述流体喷射机构喷射流体滴，
并且其中在所述反馈阻尼模式中，所述开关用以将所述输入耦合到所述感测输出以在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后阻抑所述流体喷射机构。
12.根据权利要求11所述的流体喷射设备，其中所述驱动和感测电路包括具有电容的感测电容器，其中所述驱动和感测电路用以将所述感测电容器的电容上的电压与所述流体喷射机构的电容上的电压相比较。
13.根据权利要求12所述的流体喷射设备，其中所述驱动和感测电路是无电阻的，并且包括：
电流镜；
定位于所述驱动和感测电路的输入和所述电流镜之间的放大器；以及
定位于所述电流镜和所述驱动和感测电路的感测输出之间的求和设备，
其中所述感测电容器被连接在所述电流镜和所述求和设备之间的点处，
其中所述流体喷射机构的电容被连接在所述驱动和感测电路的驱动输出处，
并且其中所述电流镜用以有效地减少由所述放大器输出的电流。
14.根据权利要求13所述的流体喷射设备，其中所述放大器的正输入是所述驱动和感测电路的输入，
其中所述放大器的第一输出被连接到所述电流镜的输入，
其中所述电流镜的第一输出是所述驱动和感测电路的驱动输出，其被直接地连接到所述求和设备的正输入，并且其被间接地连接到所述放大器的负输入，
其中所述电流镜的第二输出被连接到所述求和设备的负输入，并且所述求和设备的输出是所述驱动和感测电路的感测输出。
15.一种用以促使按需滴墨压电流体喷射机构喷射流体滴的方法，其包括：
将用于所述流体喷射机构的控制电路的驱动和感测电路的输入切换到前馈驱动模式，以将所述输入耦合到对应于要由所述流体喷射机构喷射的流体滴的驱动波形；以及
在所述流体喷射机构已经喷射所述流体滴之后，
将所述驱动和感测电路的输入切换到反馈阻尼模式，以将所述输入耦合到所述驱动和感测电路的感测输出以阻抑所述流体喷射机构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150325 |