一個噴墨系統由以下幾個模組所組成，主控噴墨的機制包含有電腦上控 制噴墨程序的操作軟體、作噴印資料處理的 DSP、噴頭驅動類比電路模組 以及噴墨頭。另外鑑於噴墨技術落實在工業應用上需要參照結合該工業應 用製程的要求，針對於整體的環境控制也是缺一不可的，其將包含墨水的 溫度控制、壓力控制、噴頭噴孔的清潔方式，在實施噴墨時其影響相關上 下游製程的因素都要在架設一座噴墨系統時，需要詳細的規劃與考量。
將主控噴墨的系統機制作一個層次分類，如圖 2.6 所示，將噴印系統分 成四個層次，其可以分為噴印控制模組、噴頭驅動模組、噴墨頭模組與觀 墨模組。
噴印控制模組為噴印系統的最上層(圖 2.6 a.)，包含一個在電腦上發展的 應用程式以及控制底層硬體的 DSP。前者其將掌控所有相關的噴印系統直 接與間接的模組，主要包含影像輸入的解碼、影像邊緣修飾處理、輸出解 析度的列印資料排整處理、噴墨頭的資料分配、列印資料壓縮傳送；控制 硬體的 DSP 程式，其主要包含列印資料的解碼，列印資料的管理、控制硬 體動作時序的控制以及噴頭驅動條件的設定；其他還包含所謂噴墨平台的 運動控制，環境條件溫度壓力控制與監測等。
在噴印控制模組的下一層即為所謂的噴墨驅動模組(圖 2.6 b.)，其主要是 接受噴印控制模組的資料與命令，適時的輸出並驅動一個或多個噴墨頭(圖 2.6 c.)的電力與信號，使得噴墨頭在一個噴印基板上可以正確而且精準的噴 印墨滴，以目前所被實施的驅動電路模組的作法，不外乎以兩大類為大宗，
第一種作法是為一個噴頭上所有的噴孔皆由一個驅動源來驅動，此種作法 的優點是單純而可以描述所有的驅動條件細節的作法，一般會需要一顆能 夠在高壓下操作一定程度的電流的運算放大器（OP）來作驅動電路模組的
基礎，在噴墨頭上每個噴孔的壓電材料會依這電流的變化作充電或是放 電，缺點是當噴頭製造上各噴孔之間存在製造公差，在這樣的驅動條件下 是會影響噴頭各噴孔的噴印結果；第二種作法為將每顆噴頭上的每一個噴 孔都有設計有屬於該噴孔的驅動電路，彼此之間皆可以獨立決定驅動參 數，這種驅動電路的作法相較於前種是比較複雜的，但是其卻可以補足之 前的缺點，也就是當驅動噴孔發生噴頭本身存在的誤差時，是可以透過補 償機制將該誤差補償回來。
噴墨品質監控機制 (圖 2.6 d.)，乃利用 CCD 以及閃燈的控制在噴墨命令 下達時擷取飛行墨滴的影像，視墨滴成形的狀況及時的修正噴墨的參數，
以能到理想的墨滴噴墨行為為目標，最終得到最佳的驅動波形以及環境條 件，這些種種有串連關係的噴墨機制，在一個完整的噴印系統上皆是必備 的。利用墨滴噴出飛行的成形的過程中的一個時間點，開啟閃燈並擷取CCD 所擷取到的影像，依照目標體積或是目標速度作為觀測的準則，解析並調 整每一個噴孔的墨滴與目標值接近，並使噴孔與噴孔之間的變異達到最小。
Printing Controller
Head Driver
IJ Printing Heads Assembler PV
NV
Control & Communication port
Driving Signals & Power lines
Strobe capture
段波形下降的時間，噴孔的壓電材料的反應會將壓電元件之前因為輸入電 壓的所生之變形回復成原穩定狀態，所以之前所撐開的艙室容積會收縮回 復成原來未被施力之前的狀態，而擠壓墨水使得墨滴從噴孔被射出來，這 段時間理想上希望是越短越好，成形的墨滴將會越趨近於完美。我們將這 個過程所需要的時間定義為Tf。
Voltage
Time(us)
T
rT
hT
fV
ch圖 2.7 壓電式噴墨頭之驅動基礎波形
在驅動電壓波形輸入到噴孔的同時，墨滴的形成的過程配合如圖 2.7 以 及圖2.8 所示，在電壓爬升一直到下降之前流體艙室會進行充墨（Refill），
此時噴孔流體艙室內的壓力呈現負壓的情況，其將會從墨水源引進填入墨 水，同時噴孔的墨水液面（Moniscus）會因為負壓的關係會向內縮入成一個 半月形的液面。當驅動波形要執行下降之際即是射出墨滴之時，該流體壓 力會因為流體本身的黏滯力（Viscous）以及流體與噴孔材料之間的表面張 力(Surface tension) 的 關 係 ， 當 壓 電 元 件 擠 壓 艙 室 產 生 壓 力 （ Acoustic Pressure）使流體向前推擠之時，因為黏滯力、表面張力以及流體對墨滴脫 離慣量的動能（Dynamic Pressure）產生牽引，而導致墨滴最終將拖者尾巴 離開噴孔[9][10]。
Dynamic Pressure (≈ 0.5 atm) Surface tension (≈< 0.1 atm)
Acoustic Pressure
Viscous Pressure loss (≈ 0.5~1 atm) Refill
P Jetting
Moniscus
Data source form Jens Ducrée and Roland Zengerle 圖 2.8 噴孔產生墨滴的過程
若是在一定的噴孔結構之下，當所給予的驅動條件是不合適時，會衍生 一些我們所不預期發生的狀況更加嚴重，如衛星點、墨滴飛行方向的偏斜、
甚至於噴不出墨滴來。在一些訴求高階製程的工業應用的要求，如顯示器 相關製程的製造等，對於墨點的體積的要求會越來越小，噴孔與噴孔間的 誤差量亦被希望會越來越小，存在噴頭製造上的公差所造成的效應之下，
需要被驅動機制所補償或是噴頭製造本身的能力有所提升才能克服各種目 前看到的問題。於是本文闡述一個可以針對每一個噴孔具獨立驅動能力，
並且適用於廣範圍的壓電噴頭之壓電特性的驅動電路設計，稱之為具獨立 可調變控制驅動波形之噴墨驅動系統（Addressable Waveform Trimming Circuit system, AWTC）。