一種防噴頭電壓反串電路的製作方法
2023-08-09 18:49:11 2
專利名稱：一種防噴頭電壓反串電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防噴頭電壓反串電路，具體說涉及一種在噴墨印表機噴頭控制板上為防噴頭串燒而設置的防噴頭電壓反串電路。
背景技術：
壓電式噴墨列印是指通過給壓電晶體施加電壓，使之發生高速且輕微的變形，將墨腔中的油墨從噴嘴壓出，來實現圖像或文字的列印。噴頭有三個供電端，分別為高壓邏輯供電端Vh (24V)，低壓邏輯供電端Vcc (5V)和模擬開關驅動電壓端Vcom Q0V)，噴頭正常工作的低壓邏輯供電端電壓在士 10% Vcc範圍內，當低壓邏輯供電電壓超出這個範圍後將導致噴頭燒壞。噴墨列印過程中，墨水、鐵屑等飛濺至噴頭上導致低壓邏輯供電端與高壓邏輯驅動端或模擬開關驅動電壓端之間短路，低壓邏輯供電端電壓升高，一個噴頭燒壞而導致所有噴頭燒壞。工業應用的噴墨印表機一般採用多個噴頭同時列印以提高列印速度，而噴頭的價格極其昂貴，一般噴墨印表機上噴頭的價格佔整機價格的三分之一左右。因此需要在噴頭控制板上設置電壓反串電路防止由於單個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在於提出一種防噴頭電壓反串電路，以防止在噴墨列印過程中，由於墨水、鐵屑等飛濺至噴頭或者噴頭控制板上引起噴頭低壓邏輯驅動電壓升高導致單個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒，同時在一些情況下也能防止單個噴頭燒壞。為實現上述目的，本發明提出一種防噴頭電壓反串電路，該防噴頭電壓反串電路設置在噴頭控制板上，噴頭控制板包括處理單元、信號發生器和電壓控制電路，其特徵在於所述防噴頭電壓反串電路設置在噴頭控制板供電電源端與電壓控制電路之間，所述防噴頭電壓反串電路主要包括比較器IC101，雙穩態觸發器IC102，三極體T102、T103、T104， MOS管TlOl及多個電阻，噴頭低壓邏輯供電端通過比較器IClOl與基準電壓比較後，輸入雙穩態觸發器IC102，M0S管TlOl作為電源開關，當噴頭低壓邏輯供電端不在正常工作範圍內時，雙穩態觸發器IC102被觸發，MOS管TlOl截止。進一步，所述噴頭低壓邏輯供電端接比較器IClOl的負輸入端，比較器IClOl的正輸入端接5. 5V基準電壓，比較器IClOl的正輸入端與負輸入端之間還串接一二極體D102， 比較器IClOl的輸出端接三極體T103的基極，三極體T103發射極接12V基準電壓，集電極接雙穩態觸發器IC102的6腳，並通過電阻R6接地，雙穩態觸發器IC102的2腳接三極體 T102的集電極，三極體T102的發射極接地，基極與軟體控制端連接，雙穩態觸發器IC102的 4腳接12V基準電壓，3腳接三極體T104的基極，其發射極接地，集電極接MOS管TlOl的柵極，MOS管TlOl的源極接35V供電電源，漏極接輸出電壓，MOS管TlOl的柵極與源極之間串接一電阻R9 ；當噴頭低壓邏輯供電端不在正常工作範圍內時，MOS管TlOl截止，從而有效地防止噴頭供電電壓過高導致一個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒。
進一步，所述防噴頭電壓反串電路還包括比較器IClOl負輸入端串接的瞬態抑制二極體D105，瞬態抑制二極體D105的一端接地，當噴頭低壓邏輯供電端電壓過高時，瞬態抑制二極體D105導通接地，從而將噴頭低壓邏輯供電端電壓拉低，由於瞬態抑制二極體 D105的響應時間和功率有關，當負載較大時，其響應速度大，能起到防止電壓過高燒壞噴頭的作用，當負載較小時，由於其響應速度慢，可能會出現在瞬態抑制二極體D105導通時，噴頭已經燒壞。由於有前述防電壓反串電路的存在，不會出現一個噴頭損壞引起所有噴頭串燒的現象。進一步，所述瞬態抑制二極體D105的擊穿電壓為6. 5V。進一步，所述MOS管為P-MOS管。本發明通過在噴頭控制板上設置防噴頭電壓反串電路，有效地防止噴墨列印過程中由於墨水、鐵屑等飛濺在噴頭上引起噴頭低壓邏輯供電電壓升高，導致一個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒；同時本發明還在噴頭的低壓邏輯供電端接一瞬態抑制二極體接地，在負載較大時，能起到防止噴頭燒壞的作用。
圖1為噴頭正常工作時的電壓輸入狀態示意圖；圖2A為噴頭非正常工作時的電壓輸入狀態示意圖；圖2B為噴頭非正常工作時的另一電壓輸入狀態示意圖；圖3為本發明一個具體實施例的電壓反串電路原理圖。
具體實施例方式圖1為噴頭正常工作時噴頭的供電電壓輸入狀態示意圖，包括高壓邏輯供電端 Vh (24V)，低壓邏輯供電端Vcc (5V)和模擬開關驅動電壓端Vcom (20V)。圖2A和圖2B為噴墨列印過程中，由於墨水、鐵屑等飛濺至噴頭或者噴頭控制板上，引起噴頭低壓邏輯供電端Vcc與高壓邏輯供電端Vh或者模擬開關驅動電壓端Vcom短路時噴頭的供電電壓輸入狀態示意圖，此時，噴頭的低壓邏輯供電端Vcc與高壓邏輯供電端Vh或者模擬開關驅動電壓Vcom之間相當於通過一個微小電阻R02或ROl連接起來，此時噴頭低壓邏輯供電端電壓Vcc接近高壓邏輯供電端電壓Vh或者模擬開關驅動電壓Vcom， 即 Vcc ^ Vh = 24V,或者 Vcc ^ Vcom = 20V,噴頭被燒壞。圖3為本發明一個實施例中噴頭控制板上防噴頭電壓反串電路的原理圖，防噴頭電壓反串電路以集電極開路輸出的比較器IC101，雙穩態觸發器IC102為核心構成，MOS管 TlOl作為電源開關，比較器IClOl採用LM393、雙穩態觸發器IC102採用LM555、MOS管為 P-MOS 管。比較器IClOl的正輸入端3接5. 5V基準電壓、負輸入端2接噴頭的低壓邏輯供電端Vcc，其正輸入端與負輸入端之間還串接一二極體D102，比較器IClOl的輸出端1通過串接一電阻R4後與三極體T103的基極1連接，三極體T103的發射極3接12V電源，集電極 2與雙穩態觸發器IC102的6腳連接，並通過電阻R6接地，雙穩態觸發器IC102的2腳與三極體T102的集電極2連接，三極體T102的發射極3接地，基極1接軟體控制端，雙穩態觸發器IC102的4腳通過電阻R5接12V電源，雙穩態觸發器IC102的3腳通過電阻R8與三極體T104的基極1連接，三極體T104的發射極3接地，集電極2通過電阻RlO與MOS管 TlOl的柵極1連接，MOS管TlOl的源極3通過二極體DlOl接供電電源35V，M0S管TlOl的漏極2接輸出電壓向噴頭控制板升壓控制電路部分供電，在MOS管TlOl的柵極1與源極3 之間還串接一電阻R9，M0S管TlOl的漏極2和地之間還串接一發光二極體D104，用於提示噴頭供電端端電壓是否正常，當噴頭供電端電壓在正常工作範圍內時，發光二極體D104燈亮，反之則燈滅。比較器IClOl的負輸入端還串接一瞬態抑制二極體D105，瞬態抑制二極體D105的另一端接地，瞬態抑制二極體D105的擊穿電壓為6. 5V。開機時，軟體控制端35V0N給三極體T102的基極1輸入一高電平，三極體T102處於飽和狀態，三極體T102的集電極2與發射極3導通，三極體T102的集電極2接地，即給雙穩態觸發器IC102的2腳輸入低電平，則其3腳輸出高電平，此時三極體T104處於飽和狀態，三極體T104的集電極2與發射極3導通，三極體T104集電極2接地，三極體T104導通後，電源經電阻R9後電壓下降，MOS管TlOl的柵極1電壓小於源極3電壓，MOS管TlOl 導通，當輸入電壓在噴頭控制板的正常供電電壓範圍內時，發光二極體D104燈亮，35V電源直接向噴頭控制板供電，噴頭控制板控制噴頭工作進行正常列印。由於噴頭控制板上噴頭的低壓邏輯供電端與模擬開關驅動電壓和高壓邏輯供電端的管腳之間的距離很近，在噴墨列印過程中，墨水、鐵屑等飛濺到噴頭控制板上噴頭的低壓邏輯供電端與模擬開關驅動電壓管腳或者低壓邏輯供電端與高壓邏輯供電端管腳之間， 導致低壓邏輯供電端與模擬開關驅動電壓端或者低壓邏輯供電端與高壓邏輯供電端之間短路。當墨水等小負載物體飛濺至噴頭低壓邏輯供電端與高壓邏輯供電端或者模擬開關驅動電壓端引腳之間時，由於負載較小，瞬態抑制二極體D105的響應速度慢，當瞬態抑制二極體D105導通時，噴頭已燒壞。此時比較器IClOl的負輸入端2電壓大於正輸入端3 電壓，比較器IClOl輸出低電平，三極體T103的發射極3與集電極2導通，集電極2與雙穩態觸發器IC102的6腳接地，為低電平，雙穩態觸發器IC102被觸發，其3腳輸出低電平，三極體T104截止，MOS管TlOl截止，從而防止單個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒的現象，此時發光二極體D104燈滅，表示噴頭供電端引腳之間短路。當鐵屑等大負載物體飛濺至低壓邏輯供電端與高壓邏輯供電端或者模擬開關驅動電壓端引腳之間時，由於負載較大，瞬態抑制二極體D105瞬間導通接地，及時將噴頭低壓邏輯供電端電壓拉低，起到防止電壓過高燒壞噴頭的作用。同時由於比較器IClOl的負輸入端2電壓大於正輸入端3電壓，比較器IClOl輸出低電平，三極體T103導通，雙穩態觸發器IC102的6腳接地，為低電平，雙穩態觸發器IC102被觸發，其3腳輸出低電平，三極體 T104截止，MOS管TlOl截止，發光二極體D104燈滅，操作人員清理噴頭各供電端引腳之間的雜質，更換新的噴頭後，噴頭控制板才能啟動進行正常列印工作。本發明通過在噴頭控制板上設置防噴頭電壓反串電路，有效地防止噴墨列印過程中由於墨水、鐵屑等飛濺在噴頭上引起噴頭邏輯供電電壓升高，導致一個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒；同時本發明還在噴頭的低壓邏輯供電端接一瞬態抑制二極體接地，在噴頭低壓邏輯供電端與其它管腳之間負載較大時，能起到防止噴頭燒壞的作用。需要指出的是根據本發明的具體實施方式
所做出的任何變形，均不脫離本發明的精神以及權利要求記載的範圍。
權利要求
1.一種防噴頭電壓反串電路，該防噴頭電壓反串電路設置在噴頭控制板上，噴頭控制板包括處理單元、信號發生器和電壓控制電路，其特徵在於所述防噴頭電壓反串電路設置在噴頭控制板供電電源端與電壓控制電路之間，所述防噴頭電壓反串電路主要包括比較器 IC101，雙穩態觸發器IC102，三極體T102、T103、T104，M0S管TlOl及多個電阻，噴頭低壓邏輯供電端通過比較器IClOl與基準電壓比較後，輸入雙穩態觸發器IC102，MOS管TlOl作為電源開關，當噴頭低壓邏輯供電端不在正常工作範圍內時，雙穩態觸發器IC102被觸發， MOS管TlOl截止。
2.如權利要求1所述的防噴頭電壓反串電路，其特徵在於所述噴頭低壓邏輯供電端接比較器IClOl的負輸入端，比較器IClOl的正輸入端接基準電壓，比較器IClOl的正輸入端與負輸入端直接還串接一二極體D102，比較器IClOl的輸出端接三極體T103的基極，三極體T103的發射極接5. 5V基準電壓，集電極接雙穩態觸發器IC102的6腳，並通過電阻R6 接地，雙穩態觸發器IC102的2腳接三極體T102的集電極，三極體T102的發射極接地，基極與軟體控制端連接，雙穩態觸發器IC102的4腳接12V基準電壓，3腳接三極體T104的基極，其發射極接地，集電極接MOS管TlOl的柵極，MOS管TlOl的源極接35V供電電源，漏極接輸出電壓，MOS管TlOl的柵極與源極之間串接一電阻R9 ；當噴頭低壓邏輯供電端不在正常工作範圍內時，MOS管TlOl截止。
3.如權利要求1所述的防噴頭電壓反串電路，其特徵在於所述防噴頭電壓反串電路還包括比較器IClOl負輸入端串接的瞬態抑制二極體D105，瞬態抑制二極體D105的一端接地。
4.如權利要求3所述的防噴頭電壓反串電路，其特徵在於所述瞬態抑制二極體D105 的擊穿電壓為6. 5V。
5.如權利要求1所述的防噴頭電壓反串電路，其特徵在於所述MOS管T103為P-MOS管。
全文摘要
本發明公開了一種防噴頭電壓反串電路，該電路設置在噴頭控制板上，噴頭控制板包括處理單元、信號發生器和電壓控制電路，其特徵在於所述防噴頭電壓反串電路設置在噴頭控制板供電電源端與電壓控制電路之間，所述防噴頭電壓反串電路主要包括比較器IC101，雙穩態觸發器IC102，三極體T102、T103、T104，MOS管T101及多個電阻，MOS管T101為電源開關，當噴頭低壓邏輯供電端不在正常工作範圍內時，MOS管T101截止。本發明的防噴頭電壓反串電路能夠有效地防止噴墨列印過程中由於墨水、鐵屑等飛濺在噴頭上引起噴頭低壓邏輯供電電壓升高，導致一個噴頭燒壞引起所有噴頭串燒。
文檔編號B41J2/135GK102371763SQ201010249398
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者張原 申請人:北京美科藝數碼科技發展有限公司