利用波形单独电压修整转让专利
申请号 : CN200580045849.X
文献号 : CN100581820C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 迪恩·A·加德纳
申请人 : 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司
摘要 :
一种装置包括多个墨滴喷射设备、电源和控制器(20)。每个墨滴喷射设备(860)包括：并联到压电致动器(C)的开关(Sc1、Sc2、…ScN)。每个开关包括连接到输入波形(Xv)信号的输入端、连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控制信号端、和在输入端与输出端之间的电阻(Rc1、Rc2、…RcN)。该装置具有包括信息的波形表，用于将输入波形信号分布到每个墨滴喷射设备的输入。波形信号表包括阶跃脉冲、锯齿波形和/或两个或多个波形图案的组合的波形信号信息。
权利要求 :
1.一种控制墨滴喷射设备的响应的方法，该墨滴喷射设备包括多个开关 和压电致动器，该方法包括：将多个开关连接到压电致动器，其中，每个开关包括连接到波形信号的 输入端、连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控制信 号端、和在输入端与输出端之间的电阻，其中该电阻包括该开关的电阻；
选择要施加到所述多个开关的每一个的输入端的波形信号；
将所选的波形信号施加在所述多个开关的每一个的输入端，其中所述多 个开关的每一个连接在压电致动器的共用输出端；以及用控制信号控制每个开关的控制信号端，
其中，所述多个开关并联，
其中，压电致动器包括电容；并且
其中，来自所述多个开关的每一个的电阻和压电致动器的电容被排列来 形成低通滤波器电路，并且所述的方法还包括用低通滤波器电路过滤高频谐波，以在致动器提 供对输入波形信号的同一图案一致的点火波形。
2.如权利要求1所述的方法，还包括电致动的位移设备，其被配置成随 着与压电致动器相关联的充电在致动状况与未致动状况之间变化，而在已位 移的位置与未位移的位置之间移动，以改变液体盒的体积，并且其中液体盒 具有体积和喷嘴。
3.如权利要求1所述的方法，其中，对至少两个开关的输入端选择波形 信号。
4.如权利要求1所述的方法，还包括控制低通滤波器电路的一个或多个 开关的每一个的控制信号端，以形成对低通滤波器电路的有效电阻Reff，该 有效电阻基于并联的一个或多个电阻器。
5.如权利要求4所述的方法，其中，有效电阻包括低通滤波器电路中有 效的开关的并联组合，其中有效开关包括在开关的控制信号端上具有高电压 的开关，并且该开关是电连接的。
6.如权利要求5所述的方法，还包括通过改变启动的开关的选择来改变 低通滤波器电路的频率响应。
7.如权利要求5所述的方法，其中，波形信号包括阶跃脉冲、锯齿波形 和两个或多个波形图案的组合中的任一个。
8.如权利要求7所述的方法，其中，从波形表中选择波形信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中，该方法还包括：在波形表中包括一 个或多个参数，用以补偿墨水喷嘴之间的喷墨方向变化性。
10.如权利要求8所述的方法，还包括：在波形表中包括一个或多个参 数，用以增加打印控制、产生不同的响应以及对于每个打印作业产生不同的 点大小。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括基于一 种或多种类型的介质以及对该一种或多种类型的介质的吸墨率的参数。
12.如权利要求7所述的方法，还包括：在向任一开关的输入端施加波 形信号之前，配置低通滤波器电路来形成有效电阻。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：在波形点火间隔的持续时间之 后，电断开一个或多个开关。
14.如权利要求7所述的方法，还包括：其中，所述多个开关包括二进 制加权的开关。
15.一种墨滴喷射装置，包括：
多个墨滴喷射设备，每个墨滴喷射设备包括：
并联到压电致动器的多个开关，其中，每个开关包括连接到波形信 号的输入端、连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控 制信号端、和在输入端与输出端之间的电阻，其中该电阻包括该开关的电阻； 和波形信号信息集合，包括到所述多个墨滴喷射设备的每一个的输入的输 入波形信号，波形信号信息集合包括一个或多个波形图案的信息，其中波形 图案包括阶跃脉冲、锯齿波形或两个或多个波形图案的组合；
连接到至少一个开关的输入端的放大器，以用输入波形信号来驱动连接 到输出端的压电致动器，其中，放大器被配置成充电压电致动器的电容，并 且其中，放大器还被配置成放电压电致动器的电容；和控制器，向各个控制信号端提供充电控制信号，以控制对压电致动器的 电容充电的变化程度，其中，来自所述多个开关的每一个的电阻和压电致动器的电容被配置来 形成低通滤波器电路，用于过滤与输入波形信号相关联的高频谐波。
16.如权利要求15所述的装置，其中，低通滤波器电路中的每个开关的 电阻被配置成并联，以形成对低通滤波器电路的有效电阻Reff。
17.如权利要求15所述的装置，其中，低通滤波器电路被配置成基于选 择多个开关中的哪些来电连接到输入波形信号和压电致动器，而改变有效电 阻。
18.如权利要求15所述的装置，其中，波形信号信息是从波形表中得到 的。
19.一种控制喷墨打印机的打印的系统，该系统包括：
滤波器电路，用于过滤输入波形信号中的高频信号，其中，该滤波器电 路被配置成为用于墨滴喷射的致动器提供稳定的点火波形信号，该滤波器电 路包括：由电并联的多个电阻器形成的有效电阻，其中，并联的第一端连接 到输入波形端，并且并联的第二端连接到用于墨滴喷射的致动器；和多个开关，其中，至少一个开关被配置成将所述多个电阻器中的至 少一个与另一电阻器并联，并且其中，每个开关被配置成与电阻器电串联； 和控制器，控制所述多个开关中的哪些被电连接以确定有效电阻的电阻值， 其中，滤波器电路的频率响应与有效电阻和致动器的电容有关，并且其中，每个开关包括所述电阻器。
20.如权利要求19所述的系统，其中，输入波形信号包括阶跃脉冲、锯 齿波形和两个或多个波形图案的组合中的任一个。
21.如权利要求19所述的系统，还包括连接到输入波形端的放大器，以 用点火波形信号来驱动致动器，其中，放大器被配置成充电致动器的电容， 并且其中，放大器还被配置成放电致动器的电容。
说明书 :
技术领域
下面的公开涉及墨滴喷射设备。
背景技术
喷墨打印机是采用墨滴喷射设备的一种类型的装置。在一种类型的喷墨 打印机中，从垂直于要打印的介质(substrate)行进的方向的多个线性喷墨打印 头设备传送墨滴。每个打印头设备包括以一体式形成的多个墨滴喷射设备， 其定义在上表面中的多个增压室(每个独立墨滴喷射设备对应一个)，并且具 有覆盖每个增压室的平压电致动器。每个独立墨滴喷射设备由到压电致动器 的、将压电致动器的形状变形的电压脉冲激活，并且在与通过打印头设备的 介质的运动同步的期望时间上，排出墨滴。
每个独立墨滴喷射设备是可独立寻址的，并且可以在与其他墨滴喷射设 备相适宜的定时按照需要被激活，来生成图像。打印发生在打印周期中。在 每个打印周期中，点火脉冲(例如，150伏特)被同时施加到所有墨滴喷射 设备，并且使能信号仅被送到要在该打印周期中喷墨的独立墨滴喷射设备。
每个独立墨滴喷射设备是可独立寻址的，并且可以在与其他墨滴喷射设 备相适宜的定时按照需要被激活，来生成图像。打印发生在打印周期中。在 每个打印周期中，点火脉冲(例如，150伏特)被同时施加到所有墨滴喷射 设备，并且使能信号仅被送到要在该打印周期中喷墨的独立墨滴喷射设备。
发明内容
这里描述的系统和方法涉及特征，总的来说，涉及一种控制墨滴喷射设 备的响应的方法，该墨滴喷射设备包括一个或多个开关和压电致动器。该方 法包括将多个开关连接到压电致动器。每个开关包括连接到波形信号的输入 端、连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控制信号端、 和在输入端与输出端之间的电阻。该方法包括选择要施加到所述多个开关的 每一个的输入端的波形信号，并且将所选的波形信号施加在所述多个开关的 每一个的输入端。所述多个开关的每一个连接在压电致动器的共用输出端。 该方法还包括用控制信号控制每个开关的控制信号端。
还描述了一种具有多个墨滴喷射设备的装置。每个墨滴喷射设备具有并 联到压电致动器的多个开关。每个开关具有连接到输入波形信号的输入端、 连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控制信号端、和 在输入端与输出端之间的电阻。该装置可以包括波形信号信息集合，用于将 输入波形信号分布到每个墨滴喷射设备的输入。波形信号信息集合包括阶跃 脉冲、锯齿波形和/或两个或多个波形图案的组合。该装置包括连接到至少一 个开关的输入端的放大器，以用输入波形信号来驱动连接到输出端的压电致 动器。放大器被配置成充电和放电压电致动器的电容。该装置还具有控制器， 向各个控制信号端提供各个充电控制信号，以控制对压电致动器的电容充电 的变化程度。该装置可以包括与波形信息集合相关联的波形表。
在另一实现中，一种系统控制喷墨打印机的打印。该系统包括滤波器电 路，用于过滤输入波形信号中的高频信号，其中，该滤波器电路为用于墨滴 喷射的致动器提供稳定的点火波形信号。该滤波器电路包括由电并联的多个 电阻器形成的有效电阻，其中，并联的第一端连接到输入波形端，并且并联 的第二端连接到用于墨滴喷射的致动器。该滤波器电路还具有多个开关。至 少一个开关被配置成将所述多个电阻器中的至少一个与另一电阻器并联，并 且被配置成使得每个开关与电阻器电串联。该系统包括控制器，控制所述多 个开关中的哪些被电连接以确定有效电阻的电阻值。滤波器电路的频率响应 与有效电阻和致动器的电容有关。
特定实现可以提供一个或多个下列优点。将致动器充电到期望电压、然 后断开电源，这与将设备驱动到恒定电压并且保持该电压相比，可以节省电 力。可以为设备的充电、充电的变化斜率和放电的斜率和定时提供单独的控 制，以实现各种效果，如均匀的墨滴体积或速度和灰度级控制。控制电路可 以用作输入波形的低通滤波器。低通滤波器可以过滤高频谐波，以对给定输 入波形图案产生更可预测和一致的点火序列。
可以将不同的点火波形(例如，阶跃脉冲、锯齿等)施加到喷墨打印机 来产生不同的响应，并且提供不同的点大小。打印头上的现场可编程门阵列 (FPGA)可以存储可用的点火波形的波形表。从计算机发送到打印头的每个 图像扫描线分组可以包括对该波形表的指针，用以指定对该扫描线应当使用 哪个点火波形。或者，图像扫描线分组可以包括多个指针，例如，扫描线中 的每个喷嘴一个，用以特定于喷嘴地指定应当使用哪个点火波形来产生期望 的点大小。结果，可以增加对期望的点大小的打印控制。
每个墨滴喷射设备可以包括并联在电源与电致动的位移设备之间的一个 或多个电阻。可以在电源与所述一个或多个电阻中的每一个的通路上放置开 关，以便在对该设备充电时控制并联电阻的有效电阻。或者，该开关可以是 具有内部电阻的场效应晶体管(FET)。每个墨滴喷射设备可以包括并联在放 电电端子与电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在放电电端子与 所述一个或多个电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备放电时 控制并联电阻的有效电阻。
在一个实现中，并联的电阻器的有效电阻Reff和打印设备的电容可以确 定低通滤波器的响应。因为可以根据哪些开关有效并联来调节有效电阻，所 以低通滤波器的时间常数可以变化，并且可以相应地调节(例如整形)电容 器两端得到的波形。
单一波形可以被施加到每个电阻器的各个通路中的所有电阻两端，其中 该通路的各个开关被启动。或者，每个电阻器的通路可以使用不同的波形， 其中各个通路的开关被启动。在这种情况下，在设备上得到的波形可以是多 个波形的叠加。在这方面，可以提供波形表中未存储的波形。因此，可以从 存储在波形表中的波形数据提供波形，以及作为叠加在一组并联电阻通路两 端的波形的结果而生成的波形，提供波形。作为一个好处，可以将打印头上 存储波形表的存储器的量最小化为生成有限基本波形图案的量，并且可以使 用控制开关来生成额外的波形图案。作为另一个好处，墨滴喷射设备可以具 有基于存储的波形数据和/或用于控制开关的机械数据而修整或调节的响应。
波形表还可以包括若干参数，用以增加打印控制和对每个打印作业产生 不同的响应和点大小。这些参数可以基于不同类型的介质(例如，普通纸、 光面纸、玻璃纸、新闻纸、杂志纸)以及这些介质上的吸墨率。其他参数可 能取决于打印头的类型，如具有机电换能器或压电换能器(PZT)的打印头， 或者具有发热元件的热喷墨打印头。波形表可以具有取决于不同墨水类型(如 照片打印墨水、普通纸墨水、特定颜色的墨水、特定墨水浓度的墨水)或者 墨盒的谐振频率的参数。波形表可以具有用于补偿喷墨嘴之间的喷墨方向变 化性的参数，以及用于校准打印处理(如校正湿度变化)的其他参数。
在下面的附图和描述中阐述本发明的一个或多个实现的细节。通过描述 和附图以及权利要求，其他特征和优点将变得清楚。
还描述了一种具有多个墨滴喷射设备的装置。每个墨滴喷射设备具有并 联到压电致动器的多个开关。每个开关具有连接到输入波形信号的输入端、 连接到压电致动器的输出端、用控制信号控制开关的连接的控制信号端、和 在输入端与输出端之间的电阻。该装置可以包括波形信号信息集合，用于将 输入波形信号分布到每个墨滴喷射设备的输入。波形信号信息集合包括阶跃 脉冲、锯齿波形和/或两个或多个波形图案的组合。该装置包括连接到至少一 个开关的输入端的放大器，以用输入波形信号来驱动连接到输出端的压电致 动器。放大器被配置成充电和放电压电致动器的电容。该装置还具有控制器， 向各个控制信号端提供各个充电控制信号，以控制对压电致动器的电容充电 的变化程度。该装置可以包括与波形信息集合相关联的波形表。
在另一实现中，一种系统控制喷墨打印机的打印。该系统包括滤波器电 路，用于过滤输入波形信号中的高频信号，其中，该滤波器电路为用于墨滴 喷射的致动器提供稳定的点火波形信号。该滤波器电路包括由电并联的多个 电阻器形成的有效电阻，其中，并联的第一端连接到输入波形端，并且并联 的第二端连接到用于墨滴喷射的致动器。该滤波器电路还具有多个开关。至 少一个开关被配置成将所述多个电阻器中的至少一个与另一电阻器并联，并 且被配置成使得每个开关与电阻器电串联。该系统包括控制器，控制所述多 个开关中的哪些被电连接以确定有效电阻的电阻值。滤波器电路的频率响应 与有效电阻和致动器的电容有关。
特定实现可以提供一个或多个下列优点。将致动器充电到期望电压、然 后断开电源，这与将设备驱动到恒定电压并且保持该电压相比，可以节省电 力。可以为设备的充电、充电的变化斜率和放电的斜率和定时提供单独的控 制，以实现各种效果，如均匀的墨滴体积或速度和灰度级控制。控制电路可 以用作输入波形的低通滤波器。低通滤波器可以过滤高频谐波，以对给定输 入波形图案产生更可预测和一致的点火序列。
可以将不同的点火波形(例如，阶跃脉冲、锯齿等)施加到喷墨打印机 来产生不同的响应，并且提供不同的点大小。打印头上的现场可编程门阵列 (FPGA)可以存储可用的点火波形的波形表。从计算机发送到打印头的每个 图像扫描线分组可以包括对该波形表的指针，用以指定对该扫描线应当使用 哪个点火波形。或者，图像扫描线分组可以包括多个指针，例如，扫描线中 的每个喷嘴一个，用以特定于喷嘴地指定应当使用哪个点火波形来产生期望 的点大小。结果，可以增加对期望的点大小的打印控制。
每个墨滴喷射设备可以包括并联在电源与电致动的位移设备之间的一个 或多个电阻。可以在电源与所述一个或多个电阻中的每一个的通路上放置开 关，以便在对该设备充电时控制并联电阻的有效电阻。或者，该开关可以是 具有内部电阻的场效应晶体管(FET)。每个墨滴喷射设备可以包括并联在放 电电端子与电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在放电电端子与 所述一个或多个电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备放电时 控制并联电阻的有效电阻。
在一个实现中，并联的电阻器的有效电阻Reff和打印设备的电容可以确 定低通滤波器的响应。因为可以根据哪些开关有效并联来调节有效电阻，所 以低通滤波器的时间常数可以变化，并且可以相应地调节(例如整形)电容 器两端得到的波形。
单一波形可以被施加到每个电阻器的各个通路中的所有电阻两端，其中 该通路的各个开关被启动。或者，每个电阻器的通路可以使用不同的波形， 其中各个通路的开关被启动。在这种情况下，在设备上得到的波形可以是多 个波形的叠加。在这方面，可以提供波形表中未存储的波形。因此，可以从 存储在波形表中的波形数据提供波形，以及作为叠加在一组并联电阻通路两 端的波形的结果而生成的波形，提供波形。作为一个好处，可以将打印头上 存储波形表的存储器的量最小化为生成有限基本波形图案的量，并且可以使 用控制开关来生成额外的波形图案。作为另一个好处，墨滴喷射设备可以具 有基于存储的波形数据和/或用于控制开关的机械数据而修整或调节的响应。
波形表还可以包括若干参数，用以增加打印控制和对每个打印作业产生 不同的响应和点大小。这些参数可以基于不同类型的介质(例如，普通纸、 光面纸、玻璃纸、新闻纸、杂志纸)以及这些介质上的吸墨率。其他参数可 能取决于打印头的类型，如具有机电换能器或压电换能器(PZT)的打印头， 或者具有发热元件的热喷墨打印头。波形表可以具有取决于不同墨水类型(如 照片打印墨水、普通纸墨水、特定颜色的墨水、特定墨水浓度的墨水)或者 墨盒的谐振频率的参数。波形表可以具有用于补偿喷墨嘴之间的喷墨方向变 化性的参数，以及用于校准打印处理(如校正湿度变化)的其他参数。
在下面的附图和描述中阐述本发明的一个或多个实现的细节。通过描述 和附图以及权利要求，其他特征和优点将变得清楚。
附图说明
图1示出喷墨打印机的组件的图示。
图2示出图1的打印头的一部分的、在图1的2-2截取的纵截面，示出 定义打印头的独立墨滴喷射设备的增压室的半导体主体和相关的压电致动 器。
图3示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的示意图。
图4示出图3的电组件的操作的定时图。
图5示出图1打印机的打印头的电路的示例性框图。
图6示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。
图7示出图6的电组件的操作的定时图。
图8A-8B示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意 图。
图9示出与墨滴喷射设备相关联的电组件的实现的示意图。
图2示出图1的打印头的一部分的、在图1的2-2截取的纵截面，示出 定义打印头的独立墨滴喷射设备的增压室的半导体主体和相关的压电致动 器。
图3示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的示意图。
图4示出图3的电组件的操作的定时图。
图5示出图1打印机的打印头的电路的示例性框图。
图6示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。
图7示出图6的电组件的操作的定时图。
图8A-8B示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意 图。
图9示出与墨滴喷射设备相关联的电组件的实现的示意图。
具体实施方式
如图1所示，打印头12的128个独立墨滴喷射设备10(图1中只示出1 个)由在输电线14和15上提供的恒定电压驱动，并且由板上控制电路19分 布，来控制独立墨滴喷射设备10的点火。外部控制器20在线14和15上提 供电压，并且在额外线16上向板上控制电路9提供控制数据和逻辑电力以及 定时。由独立墨滴喷射设备10喷射的墨水可以被递送来在移动经过打印头 12下的介质18上形成打印线17。尽管介质18显示为在单经过模式中移动经 过固定的打印头12，但作为选择，打印头12也可以在扫描模式中移动过介 质18。
参照图2，每个墨滴喷射设备10包括在打印头12的半导体模块21的上 表面中的加长的增压室30。增压室30从入口32(从墨水34的源沿着边)延 伸到下降通道36中的喷嘴流路径，下降通道36从模块21的上表面22下降 到低层29中的喷嘴开口28。覆盖每个增压室30的平压电致动器38由从线 14提供的电压激活，并且由来自板上电路19的控制信号接通和关断来将压 电致动器的形状变形(由此改变增压室30中的容积)，以及在与经过打印头 设备12的介质18的相对移动同步的期望时刻上排出墨滴。在入口32处为每 个增压室30提供限流器40。
图3示出与每个单独墨滴喷射设备10相关联的电组件。每个设备10的 电路包括连接在来自线14的DC充电电压Xvdc与压电致动器38的电极(用 作一个电容偏板)之间的充电控制开关50和充电电阻器52，其还与连接到 地或不同电势的电极(用作另一电容偏板)的附近部分交互。形成电容的这 两个电极可以是在压电材料的相反侧上，或者可以是压电材料的相同面上的 平行线。每个设备10的电路还包括放电控制开关54和放电电阻器56，其连 接在来自线15的DC放电电压Ydc(可以是地电压)与压电致动器38的同 一侧之间。开关50响应于控制线60上的开关控制充电信号而接通和断开， 并且开关54响应于控制线62上的开关控制放电信号而接通和断开。
参照图3和图4，压电致动器38用作电容器；因此，在开关50响应于 线60上的开关充电脉冲64而闭合之后，压电致动器两端的电压从Vpzt_start 斜着上升。在脉冲64结束处，开关50断开，并且电压的斜升在Vpzt_finish 结束(小于Xvdc的电压)。压电致动器38(用作电容器)然后大体保持其电 压Vpzt_finish(如图4所示它可以稍微衰减)，直到它通过放电控制开关54 连接到较低的电压Ydc而被放电为止，放电控制开关54响应于线62上的开 关放电脉冲66而闭合。斜着上升和下降的速度是由线14和15上的电压以及 时间常数决定的，时间常数是由压电致动器38的电容和电阻器52和56的电 阻得到的。打印周期68的开始和结束如图4所示。脉冲64和66彼此相互定 时，以便将压电致动器38上的电压保持期望的时间长度，并且相对于打印周 期68定时，以便相对于介质18的运动和来自其他喷射设备10的墨滴喷射， 在期望的时间喷射墨滴。设置脉冲64的长度来控制Vpzt的量值，将其与脉 冲64、66之间的PZT电压的宽度一起来控制墨滴体积和速度。如果一个电 压正在放电到Yvdc，则脉冲66的长度应当足够长，以便使输出电压尽可能 接近Yvdc；如果一个电压正在放电到中间电压，则脉冲66的长度应当被设 置为在一设定时间结束，以便实现该中间电压。
在一个实现中，施加到墨滴喷射设备10的充电电压包括单极性电压，其 中，DC充电电压Xvdc被施加在线14上，并且地电势被施加在线15上。在 另一实现中，施加到喷射设备10的充电电压包括双极性电压，其中，DC充 电电压Xvdc被施加在线路14上，并且电势相反的DC充电电压(例如，-Xvdc 或相位差180°)被施加在线15上。在另一实现中，施加到线14的充电电压 可以是波形。波形可以是矩形脉冲、锯齿(例如，三角)波和正弦波。波形 可以是可变周期的波形、具有一个或多个DC偏移电压的波形、以及多种波 形叠加的波形。
可以将不同的点火波形(例如，阶跃脉冲、锯齿等)施加到喷墨打印机 来产生不同的响应，并且提供不同的点大小。打印头上的现场可编程门阵列 (FPGA)可以存储可用的点火波形的波形表。从计算机发送到打印头的每个 图像扫描线分组可以包括对该波形表的指针，用以指定对该扫描线应当使用 哪个点火波形。或者，图像扫描线分组可以包括多个指针，例如，扫描线中 的每个设备一个，用以特定于设备地指定应当使用哪个点火波形来产生期望 的点大小。结果，可以增加对期望的点大小的打印控制。
波形表还可以包括若干参数，用以增加打印控制和对每个打印作业产生 不同的响应和点大小。这些参数可以基于不同类型的介质(例如，普通纸、 光面纸、玻璃纸(transparent paper)、新闻纸、杂志纸)以及这些介质上的吸墨 率。其他参数可能取决于打印头的类型，如具有机电换能器或压电换能器 (PZT)的打印头，或者具有发热元件的热喷墨打印头。波形表可以具有取 决于不同墨水类型(如照片打印墨水、普通纸墨水、特定颜色的墨水、特定 墨水浓度的墨水)或者墨盒的谐振频率的参数。波形表可以具有用于补偿喷 墨嘴之间的喷墨方向变化性的参数，以及用于校准打印处理(如校正湿度变 化)的其他参数。
参照图5，板上控制电路19包括分别用于线14、15上的恒定电压Xvdc 和Ydc的输入、D0-D7数据输入70、逻辑电平点火脉冲触发器72(用于将墨 滴喷射与介质18和打印头12的相对移动同步)、逻辑电力74和可选编程端 口76。电路19还包括接收器78、现场可编程门阵列(FPGA)80、晶体管开 关阵列82、电阻器阵列84、晶体86和存储器88。晶体管开关阵列82每一 个包括用于64个墨滴喷射设备10的充电和放电开关50、54。
FPGA 80每一个包括用于在期望时间为各个压电致动器38提供脉冲64、 66的逻辑。D0-D7数据输入70用于设置FPGA 80中对独立开关50、54的定 时，从而脉冲在打印周期68中的期望时间开始和结束。在整个运行中将从墨 滴喷射设备喷射相同大小的墨滴的情况下，该定时信息只需要在开始运行之 前在输入D0-D7上输入一次。如果墨滴大小将逐滴变化，例如，为了提供灰 度级控制，则定时信息将需要经过D0-D7并且在每个打印周期开始时在FPGA 更新。在打印期间单独使用输入D0来以串行比特流提供点火信息，以便标 识在打印周期期间操作哪个墨滴喷射设备10。除了FPGA，可以使用其他逻 辑设备，例如，离散逻辑或者微处理器。
电阻器阵列84包括各个墨滴喷射设备10的电阻器52、56。对于由阵列 84控制的64个喷墨设备的每一个，有两个输入和一个输出。
可以使用编程端口76来代替D0-D7数据输入70，来输入数据以便设置 FPGA 80。可以使用存储器88来缓冲或预存储FPGA 80的定时信息。
在正常打印模式下的操作中，单独的墨滴喷射设备10可以被校准采确定 每个设备10的脉冲64、66的正确定时，从而每个设备将以期望的体积和期 望的速度喷射墨滴，并且该信息被用于编程FPGA 80。也可以在不经校准的 情况下采用该操作，只要确定了正确的定时。然后在数据输入70的D0端口 上串行传输指定打印作业的数据，并且将其用于控制FPGA中的逻辑以在每 个打印周期中触发脉冲64、66，其中在该打印作业中该特定设备被指定采打 印。
在灰度级打印模式中，或者在采用逐滴变化的操作中，在每个打印周期 的开始将设置每个设备10的定时的信息送到数据输入70的所有8个端子 D0-D7，从而每个设备在该打印周期中将具有期望的墨滴体积。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来提供所谓的电压的反馈脉 冲(tickler pulse)，它不足以喷射墨滴，但足够移动弯月面(meniscus)，并且 防止它在不频繁点火的单独喷射设备上干燥。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来将噪声注入墨滴喷射信息， 从而破坏可能的打印图案和条纹。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来改变幅度(例如， Vpzt_finish)以及宽度(充电与放电脉冲64、66之间的时间)，以便在作业 期间，相对于随后墨滴实现例如喷射设备10喷出的第一墨滴的速度和体积。
使用两个电阻器52、56-一个用于充电、一个用于放电，这允许独立地 控制压电致动器38上的电压的斜上升和下降的斜率。或者，开关50、54的 输出可以联合在一起，并且连接到共用电阻器，该共用电阻器连接到压电致 动器38，或者联合在一起的输出可以直接连接到致动器38本身，同时在别 的地方提供与致动器38串联的电阻。
通过充电到期望电压(Vpzt_finish)并且通过断开源电压Xvdc并依靠致 动器的电容来维持压电致动器38上的电压，与在点火脉冲的长度期间致动器 保持在电压(可能是Xvdc)的情况相比，打印头使用较少的电力。
例如，开关和电阻器可以用接通和关断的电流源来代替。此外，共用电 路(例如，开关和电阻器)可以用来驱动多个墨滴喷射设备。此外，驱动脉 冲参数可以作为墨滴喷射的频率的函数而变化，以减少作为频率的函数的墨 滴体积的变化。此外，第三开关可以与每个增压室相关联，并且被控制来例 如在不点火的时候将压电致动器38的电极接地，而第二开关用于将压电致动 器38的电极连接到低于地电势的电压，以加速放电。
还可以创建更复杂的波形。例如，开关50可以被闭合来将电压升高到 V1，然后断开一段时间来保持该变压，然后再次闭合来上升到电压V2。通过 适当的闭合开关50和54可以创建复杂的波形。
如图6和图7所示，每个墨滴喷射设备可以使用多个电阻器、电压和开 关来获得不同的转换速率(slew rate)。每个墨滴喷射设备可以包括并联在电源 与电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在电源与所述一个或多个 电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备充电时控制并联电阻的 有效电阻。或者，该电阻可以是开关的一部分。例如，电阻可以是MOS型(金 属氧化物半导体)开关的源极-漏极电阻，并且该MOS开关可以通过在开关 的栅极上接通电压来启动。每个墨滴喷射设备可以包括并联在放电电端子与 电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在放电电端子与所述一个或 多个电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备放电时控制并联电 阻的有效电阻。
图6示出喷射设备的替代控制电路100，其中多个(这里是2个)充电 控制开关102、104和相关联的充电电阻器106、108用于对压电致动器的电 容110充电，并且多个(这里是2个)放电控制开关112、114和相关联的放 电电阻器116、118用于对该电容放电。
控制电路100可以用作输入波形的低通滤波器。该低通滤波器可以过滤 高频谐波，以对给定输入产生更可预测和一致的点火序列。在一个实现中， 低通滤波器的时间常数可以表示为“ReffxC”，其中Reff是并联的电阻器的 有效电阻，并且C是电容器110的电容。因为Reff可以根据哪些开关有效并 联而调节，所以低通滤波器的时间常数可以变化，并且可以相应地调节(例 如整形)电容器110两端得到的波形。
在充电阶段期间的斜坡斜率可以由可提供来充电或放电电容器110的电 流量来确定。电容器110的充电(或放电)受到驱动控制电路100的内部电 路(未示出)所能提供给控制电路100来充电(或放电)电容器110的电流 量的限制。“转换速率”可以指电容器110充电(或放电)的速率，并且可以 确定充电(或放电)的斜率。在一个方面中，转换速率可以表示为电流对电 容比(转换速率＝I/C)。或者，转换速率可以表示为电容器110两端电压的变 化除以有效电阻与电容之积(转换速率＝ΔV/(Reff*C))。因此，可以通过改变 Reff来调节充电和放电的转换速率和斜率。例如，如果开关102和104闭合， 则Reff可以表示电阻器106和108的并联组合的有效电阻。然而，如果开关 102断开而开关104闭合，则Reff可以表示电阻器108的电阻。
图7示出基于施加在输入Xvdc的恒定输入电压的、致动器电容器上产生 的电压的定时图。通过使开关102闭合同时其他开关断开，引起在120的斜 上升。在121的平坦部分表示部分充电的电容器两端的电压，其中在使开关 102在120期间部分地充电电容器之后，所有开关断开。通过使开关104闭 合同时其他开关断开，引起在122的斜上升。在125的平坦部分表示完全充 电的电容器，其中电容器110两端是输入电压Vxdc的值。当电容器110两端 的电压达到最终电压Xvdc时，电路中的所有开关可以断开来节省电力。此时， 电容器110有效地“保持”电压Xvdc，因为电容器上的充电不改变。通过使 开关112闭合同时其他开关断开，引起在124的斜下降。通过使开关114闭 合同时其他开关断开，引起在126的斜下降。斜上升120、122的斜率和斜下 降124、126的斜率可以根据被启动的开关的电阻而改变。尽管图7示出一次 启动一个开关，但可以同时启动不止一个开关来改变有效电阻、以及斜坡的 斜率。
在一个实现中，在波形被施加到电路的输入之前选择电路中启动的开关。 在该实现中，在整个点火间隔的整个持续期间，有效电阻是固定的。或者， 可以在点火间隔的持续期间启动开关。在该替代实现中，可以通过改变电路 的响应来对施加到电路输入的波形整形。电路的响应可以根据有效电阻Reff 改变，其中可以通过选择在电路中连接哪些开关来在点火间隔期间以各种实 例选择有效电阻Reff。
在另一实现中，单一波形可以被施加到每个电阻器的各个通路中的所有 电阻两端，其中该通路的各个开关被启动。或者，每个电阻器的通路可以使 用不同的波形，其中各个通路的各个开关被启动。在这种情况下，在设备上 得到的波形可以是多个波形的叠加。在这方面，可以提供波形表中未存储的 波形。因此，可以从存储在波形表中的波形数据提供波形，以及作为叠加在 一组并联电阻器通路两端的波形的结果而生成的波形，提供波形。在这方面， 可以最小化打印头上存储波形表的存储器的量，以便生成有限数量的基本波 形图案，并且可以使用控制开关来生成额外和/或复杂的波形图案。结果，墨 滴喷射设备可以具有基于存储的波形数据和/或用于控制开关的机械数据而 修整或调节的响应。
图8A示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。 图8A示出喷射设备的替代控制电路850，其中使用多个(这里是N个)充电 控制开关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824和相关联的充电电阻器Rc_1 810、 Rc_2 816和Rc_N 814来充电压电致动器的电容C 860，并且使用多个(这里 是N个)放电控制开关Sd_1 832、Sd_2 834和Sd_N 836和相关联的放电电 阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844来放电该电容。
图7也可以显示，对于矩形脉冲波形Xv_waveform的一个周期在电容上 得到的电压充电(如果该波形在120之前施加，并且在126之后移除)。例如， 通过使开关802闭合同时其他开关断开，可以创建在120的斜上升。通过使 开关104闭合同时其他开关断开，可以创建在812的斜上升。通过使开关832 闭合同时其他开关断开，可以形成在124的斜下降。通过使开关834闭合同 时其他开关断开，可以形成在126的斜下降。或者，在斜上升或斜下降期间 可以断开或闭合任何数量的开关。此外，在斜上升或斜下降期间可以断开或 闭合多个开关。
在一个实现中，控制电路850中的所有电阻器的电阻相同。在另一实现 中，控制电路850中的电阻器的电阻不同。例如，充电电阻器Rc_1 810、Rc_2 816和Rc_N 814以及相应的放电电阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844是 二进制加权的电阻器，其中在(并联)通路中的电阻可以从另一(并联)通 路中的电阻器按因子2变化。或者，每个电阻器可以具有电阻，以允许有效 电阻Reff按因子2变化(例如，Reff可以是R、2R、4R、8R、...32R等)。
图8B示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。图 8B示出喷射设备的替代控制电路851，其中使用多个(这里是N个)充电控 制开关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824和相关联的充电电阻器Rc_1 810、 Re_2 816和Rc_N 814来充电压电致动器的电容C 860，并且使用多个(这里 是N个)放电控制开关Sd_1 832、Sd_2 834和Sd_N 836和相关联的放电电 阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844来放电该电容。可以使用多个波形(例 如，Xv_waveform_1、Xv_waveform_2和Xv_waveform_N)作为到控制电路 851的输入波形，来在电容器C 860两端生成叠加的波形。
在图8A中，使用一个波形作为每个开关电阻通路的共用波形。例如， Sc_1 802和Re_1 810的通路在开关Sc_1 802的输入处具有与Sc_2 812和 Rc_2 816的通路的开关Sc_2 812相同的波形。在图8B中，每个充电控制开 关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824在开关的输入处可以具有不同的波形(例 如，Xv_waveform_1、Xv_waveform_2和Xv_waveform_N)。因此，每个开关 电阻通路(例如，Sc_1 802和Rc_1 810的通路、Sc_2 812和Rc_2 816的通 路以及Sc_N 824和Rc_N 814的通路)可以具有穿过该通路的不同波形。
在一个实现中，与使用如图3所示的单个开关相比，并联开关可能不会 增加图6(或图8A、8B)中的电路的死区的总面积。在另一实现中，图6(或 图8A、8B)中的电路所需要的电力可能不会增加图3中所示的电路的设计中 消耗的电力。
图9示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的另一示意 图。图9示出喷射设备的替代控制电路900，其中使用多个(这里是4个) 控制开关Sc_1 902、Sc_2 912、Sc_3 922和Sc_4 932和相关联的电阻器Rc_1 906、Rc_2 916、Rc_3 926和Rc_4 936来充电和放电压电致动器的电容C 960。 不使用如图3、6、8A和8B所示的单独的放电控制开关和相关联的放电电阻 器，而是可以使用放大器950来驱动输入信号Xinput，来使用控制开关Sc_1 902、Sc_2 912、Sc_3 922和Sc_4 932和相关联的电阻器Rc_1 906、Rc_2 916、 Rc_3 926和Rc_4 936来充电和放电电容C 960。放大器950可以为电容器C 960供应充电电流和放电电流。输入信号Xinput可以是恒定电压输入(即， DC输入)，或者可以是另一类型的波形，如锯齿波形或者正弦型波形等。在 一个实现中，在输入信号由放大器950施加并驱动之前，每一个控制开关可 以被预置到断开或闭合位置。在输入信号被施加并且电容C 960被放大器950 充电或放电到最终值之后，每一个控制开关可以被重置到不同的断开或闭合 位置，以便连续输入信号施加到电路900。连续输入信号可以是与为先前信 号所施加的相同类型的输入信号，或者可以是不同类型的输入信号，如锯齿 波形，后面跟着正弦型波形。
本公开的其他实现也在所附权利要求书的范围内。例如，开关和电阻器 可以是离散的元件，或者可以是单个元件的一部分，如场效应晶体管(FET) 开关的电阻。图3、6、8A-B和9中所示的电阻可以基于墨滴喷射设备的功 耗设计。在另一示例中，图3、6、8A-B和9中所示的电阻可以基于墨滴喷 射设备的有效充电和/或放电时间常数设计。
参照图2，每个墨滴喷射设备10包括在打印头12的半导体模块21的上 表面中的加长的增压室30。增压室30从入口32(从墨水34的源沿着边)延 伸到下降通道36中的喷嘴流路径，下降通道36从模块21的上表面22下降 到低层29中的喷嘴开口28。覆盖每个增压室30的平压电致动器38由从线 14提供的电压激活，并且由来自板上电路19的控制信号接通和关断来将压 电致动器的形状变形(由此改变增压室30中的容积)，以及在与经过打印头 设备12的介质18的相对移动同步的期望时刻上排出墨滴。在入口32处为每 个增压室30提供限流器40。
图3示出与每个单独墨滴喷射设备10相关联的电组件。每个设备10的 电路包括连接在来自线14的DC充电电压Xvdc与压电致动器38的电极(用 作一个电容偏板)之间的充电控制开关50和充电电阻器52，其还与连接到 地或不同电势的电极(用作另一电容偏板)的附近部分交互。形成电容的这 两个电极可以是在压电材料的相反侧上，或者可以是压电材料的相同面上的 平行线。每个设备10的电路还包括放电控制开关54和放电电阻器56，其连 接在来自线15的DC放电电压Ydc(可以是地电压)与压电致动器38的同 一侧之间。开关50响应于控制线60上的开关控制充电信号而接通和断开， 并且开关54响应于控制线62上的开关控制放电信号而接通和断开。
参照图3和图4，压电致动器38用作电容器；因此，在开关50响应于 线60上的开关充电脉冲64而闭合之后，压电致动器两端的电压从Vpzt_start 斜着上升。在脉冲64结束处，开关50断开，并且电压的斜升在Vpzt_finish 结束(小于Xvdc的电压)。压电致动器38(用作电容器)然后大体保持其电 压Vpzt_finish(如图4所示它可以稍微衰减)，直到它通过放电控制开关54 连接到较低的电压Ydc而被放电为止，放电控制开关54响应于线62上的开 关放电脉冲66而闭合。斜着上升和下降的速度是由线14和15上的电压以及 时间常数决定的，时间常数是由压电致动器38的电容和电阻器52和56的电 阻得到的。打印周期68的开始和结束如图4所示。脉冲64和66彼此相互定 时，以便将压电致动器38上的电压保持期望的时间长度，并且相对于打印周 期68定时，以便相对于介质18的运动和来自其他喷射设备10的墨滴喷射， 在期望的时间喷射墨滴。设置脉冲64的长度来控制Vpzt的量值，将其与脉 冲64、66之间的PZT电压的宽度一起来控制墨滴体积和速度。如果一个电 压正在放电到Yvdc，则脉冲66的长度应当足够长，以便使输出电压尽可能 接近Yvdc；如果一个电压正在放电到中间电压，则脉冲66的长度应当被设 置为在一设定时间结束，以便实现该中间电压。
在一个实现中，施加到墨滴喷射设备10的充电电压包括单极性电压，其 中，DC充电电压Xvdc被施加在线14上，并且地电势被施加在线15上。在 另一实现中，施加到喷射设备10的充电电压包括双极性电压，其中，DC充 电电压Xvdc被施加在线路14上，并且电势相反的DC充电电压(例如，-Xvdc 或相位差180°)被施加在线15上。在另一实现中，施加到线14的充电电压 可以是波形。波形可以是矩形脉冲、锯齿(例如，三角)波和正弦波。波形 可以是可变周期的波形、具有一个或多个DC偏移电压的波形、以及多种波 形叠加的波形。
可以将不同的点火波形(例如，阶跃脉冲、锯齿等)施加到喷墨打印机 来产生不同的响应，并且提供不同的点大小。打印头上的现场可编程门阵列 (FPGA)可以存储可用的点火波形的波形表。从计算机发送到打印头的每个 图像扫描线分组可以包括对该波形表的指针，用以指定对该扫描线应当使用 哪个点火波形。或者，图像扫描线分组可以包括多个指针，例如，扫描线中 的每个设备一个，用以特定于设备地指定应当使用哪个点火波形来产生期望 的点大小。结果，可以增加对期望的点大小的打印控制。
波形表还可以包括若干参数，用以增加打印控制和对每个打印作业产生 不同的响应和点大小。这些参数可以基于不同类型的介质(例如，普通纸、 光面纸、玻璃纸(transparent paper)、新闻纸、杂志纸)以及这些介质上的吸墨 率。其他参数可能取决于打印头的类型，如具有机电换能器或压电换能器 (PZT)的打印头，或者具有发热元件的热喷墨打印头。波形表可以具有取 决于不同墨水类型(如照片打印墨水、普通纸墨水、特定颜色的墨水、特定 墨水浓度的墨水)或者墨盒的谐振频率的参数。波形表可以具有用于补偿喷 墨嘴之间的喷墨方向变化性的参数，以及用于校准打印处理(如校正湿度变 化)的其他参数。
参照图5，板上控制电路19包括分别用于线14、15上的恒定电压Xvdc 和Ydc的输入、D0-D7数据输入70、逻辑电平点火脉冲触发器72(用于将墨 滴喷射与介质18和打印头12的相对移动同步)、逻辑电力74和可选编程端 口76。电路19还包括接收器78、现场可编程门阵列(FPGA)80、晶体管开 关阵列82、电阻器阵列84、晶体86和存储器88。晶体管开关阵列82每一 个包括用于64个墨滴喷射设备10的充电和放电开关50、54。
FPGA 80每一个包括用于在期望时间为各个压电致动器38提供脉冲64、 66的逻辑。D0-D7数据输入70用于设置FPGA 80中对独立开关50、54的定 时，从而脉冲在打印周期68中的期望时间开始和结束。在整个运行中将从墨 滴喷射设备喷射相同大小的墨滴的情况下，该定时信息只需要在开始运行之 前在输入D0-D7上输入一次。如果墨滴大小将逐滴变化，例如，为了提供灰 度级控制，则定时信息将需要经过D0-D7并且在每个打印周期开始时在FPGA 更新。在打印期间单独使用输入D0来以串行比特流提供点火信息，以便标 识在打印周期期间操作哪个墨滴喷射设备10。除了FPGA，可以使用其他逻 辑设备，例如，离散逻辑或者微处理器。
电阻器阵列84包括各个墨滴喷射设备10的电阻器52、56。对于由阵列 84控制的64个喷墨设备的每一个，有两个输入和一个输出。
可以使用编程端口76来代替D0-D7数据输入70，来输入数据以便设置 FPGA 80。可以使用存储器88来缓冲或预存储FPGA 80的定时信息。
在正常打印模式下的操作中，单独的墨滴喷射设备10可以被校准采确定 每个设备10的脉冲64、66的正确定时，从而每个设备将以期望的体积和期 望的速度喷射墨滴，并且该信息被用于编程FPGA 80。也可以在不经校准的 情况下采用该操作，只要确定了正确的定时。然后在数据输入70的D0端口 上串行传输指定打印作业的数据，并且将其用于控制FPGA中的逻辑以在每 个打印周期中触发脉冲64、66，其中在该打印作业中该特定设备被指定采打 印。
在灰度级打印模式中，或者在采用逐滴变化的操作中，在每个打印周期 的开始将设置每个设备10的定时的信息送到数据输入70的所有8个端子 D0-D7，从而每个设备在该打印周期中将具有期望的墨滴体积。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来提供所谓的电压的反馈脉 冲(tickler pulse)，它不足以喷射墨滴，但足够移动弯月面(meniscus)，并且 防止它在不频繁点火的单独喷射设备上干燥。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来将噪声注入墨滴喷射信息， 从而破坏可能的打印图案和条纹。
FPGA 80还可以接收定时信息，并且被控制来改变幅度(例如， Vpzt_finish)以及宽度(充电与放电脉冲64、66之间的时间)，以便在作业 期间，相对于随后墨滴实现例如喷射设备10喷出的第一墨滴的速度和体积。
使用两个电阻器52、56-一个用于充电、一个用于放电，这允许独立地 控制压电致动器38上的电压的斜上升和下降的斜率。或者，开关50、54的 输出可以联合在一起，并且连接到共用电阻器，该共用电阻器连接到压电致 动器38，或者联合在一起的输出可以直接连接到致动器38本身，同时在别 的地方提供与致动器38串联的电阻。
通过充电到期望电压(Vpzt_finish)并且通过断开源电压Xvdc并依靠致 动器的电容来维持压电致动器38上的电压，与在点火脉冲的长度期间致动器 保持在电压(可能是Xvdc)的情况相比，打印头使用较少的电力。
例如，开关和电阻器可以用接通和关断的电流源来代替。此外，共用电 路(例如，开关和电阻器)可以用来驱动多个墨滴喷射设备。此外，驱动脉 冲参数可以作为墨滴喷射的频率的函数而变化，以减少作为频率的函数的墨 滴体积的变化。此外，第三开关可以与每个增压室相关联，并且被控制来例 如在不点火的时候将压电致动器38的电极接地，而第二开关用于将压电致动 器38的电极连接到低于地电势的电压，以加速放电。
还可以创建更复杂的波形。例如，开关50可以被闭合来将电压升高到 V1，然后断开一段时间来保持该变压，然后再次闭合来上升到电压V2。通过 适当的闭合开关50和54可以创建复杂的波形。
如图6和图7所示，每个墨滴喷射设备可以使用多个电阻器、电压和开 关来获得不同的转换速率(slew rate)。每个墨滴喷射设备可以包括并联在电源 与电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在电源与所述一个或多个 电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备充电时控制并联电阻的 有效电阻。或者，该电阻可以是开关的一部分。例如，电阻可以是MOS型(金 属氧化物半导体)开关的源极-漏极电阻，并且该MOS开关可以通过在开关 的栅极上接通电压来启动。每个墨滴喷射设备可以包括并联在放电电端子与 电致动的位移设备之间的一个或多个电阻。可以在放电电端子与所述一个或 多个电阻中的每一个的通路上放置开关，以便在对该设备放电时控制并联电 阻的有效电阻。
图6示出喷射设备的替代控制电路100，其中多个(这里是2个)充电 控制开关102、104和相关联的充电电阻器106、108用于对压电致动器的电 容110充电，并且多个(这里是2个)放电控制开关112、114和相关联的放 电电阻器116、118用于对该电容放电。
控制电路100可以用作输入波形的低通滤波器。该低通滤波器可以过滤 高频谐波，以对给定输入产生更可预测和一致的点火序列。在一个实现中， 低通滤波器的时间常数可以表示为“ReffxC”，其中Reff是并联的电阻器的 有效电阻，并且C是电容器110的电容。因为Reff可以根据哪些开关有效并 联而调节，所以低通滤波器的时间常数可以变化，并且可以相应地调节(例 如整形)电容器110两端得到的波形。
在充电阶段期间的斜坡斜率可以由可提供来充电或放电电容器110的电 流量来确定。电容器110的充电(或放电)受到驱动控制电路100的内部电 路(未示出)所能提供给控制电路100来充电(或放电)电容器110的电流 量的限制。“转换速率”可以指电容器110充电(或放电)的速率，并且可以 确定充电(或放电)的斜率。在一个方面中，转换速率可以表示为电流对电 容比(转换速率＝I/C)。或者，转换速率可以表示为电容器110两端电压的变 化除以有效电阻与电容之积(转换速率＝ΔV/(Reff*C))。因此，可以通过改变 Reff来调节充电和放电的转换速率和斜率。例如，如果开关102和104闭合， 则Reff可以表示电阻器106和108的并联组合的有效电阻。然而，如果开关 102断开而开关104闭合，则Reff可以表示电阻器108的电阻。
图7示出基于施加在输入Xvdc的恒定输入电压的、致动器电容器上产生 的电压的定时图。通过使开关102闭合同时其他开关断开，引起在120的斜 上升。在121的平坦部分表示部分充电的电容器两端的电压，其中在使开关 102在120期间部分地充电电容器之后，所有开关断开。通过使开关104闭 合同时其他开关断开，引起在122的斜上升。在125的平坦部分表示完全充 电的电容器，其中电容器110两端是输入电压Vxdc的值。当电容器110两端 的电压达到最终电压Xvdc时，电路中的所有开关可以断开来节省电力。此时， 电容器110有效地“保持”电压Xvdc，因为电容器上的充电不改变。通过使 开关112闭合同时其他开关断开，引起在124的斜下降。通过使开关114闭 合同时其他开关断开，引起在126的斜下降。斜上升120、122的斜率和斜下 降124、126的斜率可以根据被启动的开关的电阻而改变。尽管图7示出一次 启动一个开关，但可以同时启动不止一个开关来改变有效电阻、以及斜坡的 斜率。
在一个实现中，在波形被施加到电路的输入之前选择电路中启动的开关。 在该实现中，在整个点火间隔的整个持续期间，有效电阻是固定的。或者， 可以在点火间隔的持续期间启动开关。在该替代实现中，可以通过改变电路 的响应来对施加到电路输入的波形整形。电路的响应可以根据有效电阻Reff 改变，其中可以通过选择在电路中连接哪些开关来在点火间隔期间以各种实 例选择有效电阻Reff。
在另一实现中，单一波形可以被施加到每个电阻器的各个通路中的所有 电阻两端，其中该通路的各个开关被启动。或者，每个电阻器的通路可以使 用不同的波形，其中各个通路的各个开关被启动。在这种情况下，在设备上 得到的波形可以是多个波形的叠加。在这方面，可以提供波形表中未存储的 波形。因此，可以从存储在波形表中的波形数据提供波形，以及作为叠加在 一组并联电阻器通路两端的波形的结果而生成的波形，提供波形。在这方面， 可以最小化打印头上存储波形表的存储器的量，以便生成有限数量的基本波 形图案，并且可以使用控制开关来生成额外和/或复杂的波形图案。结果，墨 滴喷射设备可以具有基于存储的波形数据和/或用于控制开关的机械数据而 修整或调节的响应。
图8A示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。 图8A示出喷射设备的替代控制电路850，其中使用多个(这里是N个)充电 控制开关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824和相关联的充电电阻器Rc_1 810、 Rc_2 816和Rc_N 814来充电压电致动器的电容C 860，并且使用多个(这里 是N个)放电控制开关Sd_1 832、Sd_2 834和Sd_N 836和相关联的放电电 阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844来放电该电容。
图7也可以显示，对于矩形脉冲波形Xv_waveform的一个周期在电容上 得到的电压充电(如果该波形在120之前施加，并且在126之后移除)。例如， 通过使开关802闭合同时其他开关断开，可以创建在120的斜上升。通过使 开关104闭合同时其他开关断开，可以创建在812的斜上升。通过使开关832 闭合同时其他开关断开，可以形成在124的斜下降。通过使开关834闭合同 时其他开关断开，可以形成在126的斜下降。或者，在斜上升或斜下降期间 可以断开或闭合任何数量的开关。此外，在斜上升或斜下降期间可以断开或 闭合多个开关。
在一个实现中，控制电路850中的所有电阻器的电阻相同。在另一实现 中，控制电路850中的电阻器的电阻不同。例如，充电电阻器Rc_1 810、Rc_2 816和Rc_N 814以及相应的放电电阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844是 二进制加权的电阻器，其中在(并联)通路中的电阻可以从另一(并联)通 路中的电阻器按因子2变化。或者，每个电阻器可以具有电阻，以允许有效 电阻Reff按因子2变化(例如，Reff可以是R、2R、4R、8R、...32R等)。
图8B示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的示意图。图 8B示出喷射设备的替代控制电路851，其中使用多个(这里是N个)充电控 制开关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824和相关联的充电电阻器Rc_1 810、 Re_2 816和Rc_N 814来充电压电致动器的电容C 860，并且使用多个(这里 是N个)放电控制开关Sd_1 832、Sd_2 834和Sd_N 836和相关联的放电电 阻器Rd_1 840、Rd_2 842和Rd_N 844来放电该电容。可以使用多个波形(例 如，Xv_waveform_1、Xv_waveform_2和Xv_waveform_N)作为到控制电路 851的输入波形，来在电容器C 860两端生成叠加的波形。
在图8A中，使用一个波形作为每个开关电阻通路的共用波形。例如， Sc_1 802和Re_1 810的通路在开关Sc_1 802的输入处具有与Sc_2 812和 Rc_2 816的通路的开关Sc_2 812相同的波形。在图8B中，每个充电控制开 关Sc_1 802、Sc_2 812和Sc_N 824在开关的输入处可以具有不同的波形(例 如，Xv_waveform_1、Xv_waveform_2和Xv_waveform_N)。因此，每个开关 电阻通路(例如，Sc_1 802和Rc_1 810的通路、Sc_2 812和Rc_2 816的通 路以及Sc_N 824和Rc_N 814的通路)可以具有穿过该通路的不同波形。
在一个实现中，与使用如图3所示的单个开关相比，并联开关可能不会 增加图6(或图8A、8B)中的电路的死区的总面积。在另一实现中，图6(或 图8A、8B)中的电路所需要的电力可能不会增加图3中所示的电路的设计中 消耗的电力。
图9示出与独立墨滴喷射设备相关联的电组件的替代实现的另一示意 图。图9示出喷射设备的替代控制电路900，其中使用多个(这里是4个) 控制开关Sc_1 902、Sc_2 912、Sc_3 922和Sc_4 932和相关联的电阻器Rc_1 906、Rc_2 916、Rc_3 926和Rc_4 936来充电和放电压电致动器的电容C 960。 不使用如图3、6、8A和8B所示的单独的放电控制开关和相关联的放电电阻 器，而是可以使用放大器950来驱动输入信号Xinput，来使用控制开关Sc_1 902、Sc_2 912、Sc_3 922和Sc_4 932和相关联的电阻器Rc_1 906、Rc_2 916、 Rc_3 926和Rc_4 936来充电和放电电容C 960。放大器950可以为电容器C 960供应充电电流和放电电流。输入信号Xinput可以是恒定电压输入(即， DC输入)，或者可以是另一类型的波形，如锯齿波形或者正弦型波形等。在 一个实现中，在输入信号由放大器950施加并驱动之前，每一个控制开关可 以被预置到断开或闭合位置。在输入信号被施加并且电容C 960被放大器950 充电或放电到最终值之后，每一个控制开关可以被重置到不同的断开或闭合 位置，以便连续输入信号施加到电路900。连续输入信号可以是与为先前信 号所施加的相同类型的输入信号，或者可以是不同类型的输入信号，如锯齿 波形，后面跟着正弦型波形。
本公开的其他实现也在所附权利要求书的范围内。例如，开关和电阻器 可以是离散的元件，或者可以是单个元件的一部分，如场效应晶体管(FET) 开关的电阻。图3、6、8A-B和9中所示的电阻可以基于墨滴喷射设备的功 耗设计。在另一示例中，图3、6、8A-B和9中所示的电阻可以基于墨滴喷 射设备的有效充电和/或放电时间常数设计。