[发明专利]一种梯形激励脉冲发生方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及波形发生技术领域，尤其涉及一种梯形激励脉冲发生方法及装置。

背景技术

目前，压电式喷墨打印头得到了广泛的应用。一般的压电式喷墨打印头的喷头模块为一个压电装置，喷头的每个喷嘴都由一片压电陶瓷片驱动。当激励脉冲电压以一定的受控转换速率施加于对应的压电陶瓷片上时，压电陶瓷片受到激励向外偏移而形成一个负压波，从而把墨水吸进腔室，在一个固定脉冲持续时间之后，激励脉冲电压以一定的受控转换速率去除。这样，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液滴。

施加在压电陶瓷片的执行元件上驱使其发生变形动作的激励脉冲电压波形，根据喷头类型的不同而稍有差异，一种典型的梯形激励脉冲的电压波形如图1所示。该梯形激励脉冲可以用四个参数来描述：激励脉冲幅度(Fire PulseAmplitude，FPA)、激励脉冲宽度(Fire Pulse Width，FPW)、上升时间(Rise Time，RT)和下降时间(Fall Time，FT)。其中，梯形激励脉冲的这四个参数都会影响到所喷出墨滴的初速、体积以及所有墨滴的一致性，从而最终影响打印质量。

对于不同的喷头、墨水以及打印材质来说，要达到最佳的打印效果，都需要给喷头施加最为合适的激励脉冲电压波形，从而要求用于产生驱动压电式喷墨打印头的激励脉冲发生系统对输出的激励脉冲波形参数具有灵活的可调节性，即可以实时地设置所产生的梯形激励脉冲电压波形的激励脉冲幅度、激励脉冲宽度、上升时间和下降时间。同时，在保持较高精度的前提下，激励脉冲发生系统的结构需要尽量简化。

在目前的喷头控制系统中，普遍使用的一种激励脉冲发生系统的结构如图2所示。其中，脉冲幅度控制信号控制电压调整器产生与所需输出激励脉冲幅度一致的高压直流信号V+，通过半桥转换电路的开关变换作用将激励脉冲输出为V+或地电压，从而产生驱动喷头的激励脉冲电压波形信号。该激励脉冲发生系统可以灵活调节所产生激励脉冲的幅度参数，但其产生激励脉冲的上升、下降时间则是由激励脉冲发生系统的输出阻抗和负载等效电容共同决定的。这种激励脉冲发生系统的结构导致其产生的激励脉冲波形随负载的不同而有所波动，对最终的打印质量有一定的影响。

发明内容

本发明提供了一种梯形激励脉冲发生方法及装置，用以解决现有激励脉冲发生系统因为其上升时间和下降时间可能随激励脉冲发生系统的负载不同而使产生的激励脉冲的电压波形产生波动，最终影响喷墨打印头的打印质量的问题。

本发明提供了一种梯形激励脉冲发生装置，包括：第一单片机控制单元、正电压输出双通道数模转换单元、负电压输出双通道数模转换单元、第一模拟开关单元和第一梯形波发生单元；

所述第一单片机控制单元，用于根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出负直流控制电压信号电压值，并设正直流控制电压信号电压值为零；或者，根据所需输出的梯形激励脉冲的脉冲幅度参数值确定出正直流控制电压信号电压值，并设负直流控制电压信号电压值为零；

当正直流控制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的上升时间参数值与正直流控制电压信号电压值确定出所述上升时间直流控制电压信号电压值；

当正直流控制电压信号电压值为零时，还根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值与负直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；或当负直流控制电压信号电压值为零时，根据所需输出的梯形激励脉冲的下降时间参数值与所述正直流控制电压信号电压值确定出所述下降时间直流控制电压信号电压值；以及

根据确定出的所述正直流控制电压信号电压值和所述下降时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述正电压输出双通道数模转换单元；

根据确定出的所述负直流控制电压信号电压值和所述上升时间直流控制电压信号电压值生成对应的数字信号输入至所述负电压输出双通道数模转换单元；产生方波或矩形波脉冲形式的脉冲宽度控制信号并输入至所述第一模拟开关单元；

所述正电压输出双通道数模转换单元，用于将接收的数字信号进行数模转换，转换成对应的正直流控制电压信号和下降时间直流控制电压信号；并将所述正直流控制电压信号输入至所述第一模拟开关单元；以及将所述下降时间直流控制电压信号输入至所述第一梯形波发生单元；