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详解喷墨打印机控制电路
来源:本站整理  作者:佚名  2015-12-30 15:19:57

    喷墨打印机的控制电路是打印机的控制中心和信号传输处理中心,主要负责连接到计算机,并与之通信,控制打印机的自检,控制字车的移动,控制输纸机构工作,控制打印头打印,检测DIP开关的状态,检测各传感器的状态,通过操作面板控制打印机联机脱机、换行、换页等。
    1.1 控制电路的组成
    喷墨打印机的控制电路主要由CPU、门阵列电路、存储器芯片、内存、监控程序存储器、复位电路、重置电路、字车电机驱动器、输纸电机驱动器、打印头驱动电路、操作面板、接口电路、传感器电路等组成。如图5所示为喷墨打印机控制电路及组成方框图。


    1.2控制电路的工作过程
    打印机控制电路的工作过程如下。
    首先打开打印机的电源,打印机的电源电路开始工作,向控制电路板输送+5V、+42V电压。接着,打印机的控制电路板中的电源转换电路,将+5V电压再转换成CPU需要的3.3V电压,供给CPU等集成电路。
    有了供电之后,复位电路开始工作,产生复位信号,接着时钟电路(由晶振和CPU内部的振荡器及电容组成)也开始工作,产生CPU、门阵列电路等所需的时钟信号;有了时钟信号和复位信号后,打印机开始初始化操作,开始进行存储器地址清零、检测各DIP开关状态、检测各传感器状态、根据固件程序设置正常工作所需的参数。初始化完成时,发出控制信号给字车驱动电路,控制字车返回初始位置,随后打印机进入待机状态。
    之后,当控制电路从输入接口接收到计算机主机并行接口的控制命令和打印数据后,通过传感器对打印机当前状态进行检测,并通过输出接口输出信号到打印头控制电路、字车驱动电路、输纸驱动电路、打印头维护装置驱动电路,控制打印机的所有操作。
控制电路实施的操作包括打印数据输入、输出控制操作,字车机构操作,输纸机构操作,打印头维护装置操作,接口电路控制操作,传感器状态检测操作,复位操作及电源控制操作等工作。

    1.3打印头驱动电路
    如图6所示,打印头驱动电路由以下两部分组成:通用驱动芯片(IC13:E09A38RA)和喷嘴选择器集成电路。

    通用驱动芯片(IC13:E09A38RA)根据从控制电路板输出的信号产生一个基准驱动波形。
基准驱动波形经晶体管Q9和Q10放大,然后传递到打印头驱动板上的喷嘴选择器集成电路。CPU(IC7)将打印数据转换为串行数据,并传送到打印头驱动板上的喷嘴选择器集成电路。喷嘴选择器集成电路根据收到的串行数据决定所需启用的喷嘴。通用驱动所产生的波形控制着所选喷嘴的动作。
    (1)打印头通用驱动电路
    通用驱动芯片(IC13)根据CPU(IC7)的12个信号线输出的信号产生打印头基准驱动波形,这12位信号分别为A0-A4、CLK1、CLK2、FLOOR、RST、DATA、DCLK和E。
打印头驱动波形的原始数据被写入通用驱动芯片(IC13)的存储器中,这些数据也就是CPU(IC7)数据线输出的数据。待写数据的地址由A0-A4信号决定,与此同时,打印头也获得了决定波形角度的数据。然后,打印头设定所选数据,生成梯形波形值,并在CLK1信号和CLK2信号的上升沿删除数据。
(2)打印头喷嘴选择器集成电路
   打印数据通过CPU(IC7)转换为串行数据。已转换数据被分配到6行中(打印头喷嘴行数),并通过7根信号线传送到了喷嘴选择器的(HS01至HS07)。从CPU(IC7)到喷嘴选择器的数据传输过程与LAT和SCK时钟信号同步。打印机根据传输来的数据选择要启用的喷嘴后,打印头通用驱动电路输出的驱动波形便驱动所选喷嘴的PZT(压电电子元件)。
(3)温度异常检测电路
插座CN9的针脚12和针脚10产生的反馈信号可用来检测打印头温度。如果打印头内部温度升至120℃,打印机便停止当前打印,并显示黑色或彩色(黄色、洋红色、青色)墨水用尽。

    1.4 CR/PF电机(P F/吸墨/AS F电机)驱动电路
    主板上的电机驱动芯片(IC8)驱动CR/PF电机,使用直流电机并采用PWM(恒流脉宽调制)进行驱动。如图7所示为CR/PF电路(PF/吸墨//ASF电机)驱动电路框图及实物图。


    CPU(IC7)将CR/PF电机的REF控制信号转换为A3974微步进驱动形式,并通过端口52、63输出到电机驱动芯片(IC8)A3974,IC8根据此信号来决定REF模式。各相的电流值由CPU(IC7)决定,并从端口的针脚183输出到驱动芯片(IC8)。电机驱动集成电路根据输入信号产生电机驱动波形并控制电机。如果打印机在5分钟内没有接收到计算机的任何数据,CPU将通过端口针脚183将电机驱动电流值设置为0,并关闭电机驱动以节省功耗。
    从针脚183输出的串行数据初始位发出指令以决定是否驱动CR电机或PF电机。本设备没有同时驱动CR电机和PF电机的操作,所以可以由一根串行数据线控制。

    1.5重置电路
    重置电路由重置集成电路组成。重置电路安装在主板上,用以监控两种电压:+5V的逻辑线路和+42V驱动线路。当各电路在相应的线路上检测到异常时,电路将输出一个重置信号以重置CPU(IC7)。这一功能对于防止打印机的异常操作非常重要。此集成电路可同时监控+5V和+42V线路,并能分别重置这些线路。重置电路在+5V线路变为等于或低4.2V或+42V线路变为等于或低于33.2V时可输出重置信号。如图8所示为重置电路框图。

    主要信号线路说明如下。
    1)OUT 1:中断信号。
    2)OUT2:重置线路。
    3)IN:+42V线路的监控线路。
    4)VCC:+5V线路的监控线路。

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关键词:喷墨打印机

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