[发明专利]按需滴墨的压电流体喷射机构的可切换反馈阻尼

说明书

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。

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-机械系统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-机械系统，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，希望停止因系统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。