CN102101384A - 一种能处理打印断线的数码印刷设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数码印刷设备，该设备包括：成像部件组，包括多个沿着走纸方向完全重叠的喷头；控制单元，控制前端缓存的数据发送和成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的喷头的打印。相应地，提供该设备的控制方法，包括：设置成像部件组打印所需的参数，并在开始打印之前进行初始化；控制前端缓存数据的发送处理；对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁；根据上述参数控制成像部件组中的喷头的打印。本发明通过将若干个喷头沿走纸方向完全重叠构成一个成像部件组来消除由喷嘴堵塞所引起的打印断线等打印质量问题，从而减少了更换喷头的次数，降低了数码印刷设备的维护成本，并使印刷数度成倍提高。

Description

一种能处理打印断线的数码印刷设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及数码印刷设备技术领域，尤其涉及一种能处理打印断线的数码印刷设备及其控制方法。

背景技术

数码印刷技术以其极具竞争力的成本优势和极大的灵活性在最近几年获得飞速发展。目前根据喷墨方式的不同，数码印刷设备分为两种：连续喷墨式和按需喷墨式。无论对于哪一种喷头，它的最终成像单元都是由若干极细微的喷嘴组成。在喷头工作的过程中，工作环境的清洁度、温度、湿度、墨水固化设备、墨水气泡处理、墨水的粘度、以及喷嘴孔径大小、喷嘴的物理损坏等喷头本身的物理原因等等这些因素都有可能导致喷嘴暂时堵塞或者永久堵塞，从而造成打印断线，影响打印质量。尤其是在印刷较高质量的印品时，即便是仅仅堵塞一个喷嘴，其结果都是令人难以接受的。

目前的主要解决方法是通过清洗装置或者清洗方法使堵塞的喷嘴重新工作，相关内容可参见申请号为200410021351的中国专利申请“数码喷印机全自动清洗装置及使用方法”、申请号为200710122924的中国专利申请“数码平台喷绘印刷机及其喷嘴防堵控制方法”、申请号为200810102552的中国专利申请“一种喷墨印刷机清洗压力控制的方法及装置”以及申请号为US 07/549,583的美国专利“Method andapparatus for cleaning ink-jet printheads”和申请号为US09/221,349的美国专利“Self cleaning ink jet printheadcartridges”。但是，这些清洗的方法会造成墨水的浪费、纸张的浪费，还会导致工作效率低下，需要频繁清洗等缺点。而且，对于喷嘴的物理损坏，清洗方法是不能解决的。

另外还有通过改善墨水质量来减小墨水堵塞的几率的方法，相关内容可参见申请号为200580027985的中国专利申请“用于喷墨印刷的油墨组合物”。但是，与清洗方法一样，对于喷嘴的物理损坏，这些方法都是无能为力的，事实上也是不可能解决的，只能重新更换喷头。但是鉴于喷头高昂的成本，无论对于印刷厂商还是最终消费者，这个解决方案都是难以接受的。

同时，无论哪一种喷头都会有一个喷印速度的极限，有些喷头的喷印速度较低，往往成为提高整个印刷系统印刷速度的瓶颈。

发明内容

本发明提供了一种数码印刷设备及其控制方法，以有效地消除由喷嘴堵塞所引起的打印质量问题，有效降低印刷设备的维护成本，同时还可以将印刷速度成倍提高，使得整个印刷系统无论是在印刷质量还是印刷速度都达到令人满意的效果。

为了实现以上目的，本发明提供的数码印刷设备包括：成像部件组，包括多个沿着走纸方向完全重叠的喷头；控制单元，控制前端缓存的数据发送处理和成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

所述控制单元包括：数据发送处理模块，控制前端缓存的数据发送处理；仲裁模块，对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁；参数控制模块，控制成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

所述成像部件组打印所需的参数包括与成像部件组中的喷头对应的计数器、成像部件组中离基准最近的喷头到基准的距离、成像部件组中每两个喷头之间的距离和页长参数，其中，所述计数器分别控制成像部件组中对应的喷头的打印开始时间和打印结束时间，所述基准为沿走纸方向在成像组件组前面的任一位置。

优选地，所述成像部件组由两个喷头沿着走纸方向完全重叠而构成。

相应地，本发明提供的对上述数码印刷设备的控制方法包括：设置成像部件组打印所需的参数，并在开始打印之前进行初始化；控制前端缓存的数据发送处理；对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁；根据上述参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

所述成像部件组打印所需的参数包括与成像部件组中的喷头对应的计数器、成像部件组中离基准最近的喷头到基准的距离、成像部件组中每两个喷头之间的距离和页长参数，其中，所述计数器分别控制成像部件组中对应的喷头的打印开始时间和打印结束时间，所述基准为沿走纸方向在成像组件组前面的任一位置。

在所述成像部件组由两个喷头沿着走纸方向完全重叠构成的情况下，所述计数器包括计数器1和计数器2，计数器1和计数器2分别控制成像部件组中的第一个喷头和第二个喷头的打印开始时间和打印结束时间。

此时，所述控制前端缓存的数据发送处理的步骤包括以下步骤：根据两个计数器的计数来判断是否需要向两个喷头都发送有效数据，如果只有一个喷头需要发送有效数据，则给需要的一个发送有效数据，而给另一个发送空白数据，否则，给两个喷头都发送有效数据。

通过标志寄存器实现对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁的步骤，在设备初始化时将该寄存器设置为0，包括以下步骤：首先判断是否只有一个喷头需要读取数据，如果只有其中一个喷头需要读取数据，则从前端缓存中读取属于它的数据，如果两个喷头都需要读取数据，则先判断标志寄存器的值，如果该值为0，则将读权限分配给第一个喷头，第一个喷头读完后将标志寄存器取反，使得下一次判断时将读权限分配给第二个喷头，第二个喷头读完后，将标志寄存器继续取反，如此循环往复。

所述根据上述参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务的步骤包括以下步骤：计数器1对编码器信号进行计数，并判断该计数是否等于G2B；当计数器1计数到参数G2B时，第一个喷头开始打印，并且计数器2开始计数，并判断该计数是否等于H2G；当计数器2计数到H2G时，第二个喷头开始打印；第一个喷头和第二个喷头轮流打印图像的奇数线和偶数线，计数器1和计数器2各自进行计数；当计数器1计数到页长参数时，第一个喷头打印完属于它的奇数线数据；当计数器2计数到页长参数时，第二个喷头打印完属于它的偶数线数据，此时，计数器1和计数器2分别清零，等待下一页数据。

本发明通过将两个喷头沿走纸方向完全重叠构成一个成像部件组来消除由喷嘴堵塞所引起的打印断线等打印质量问题，并使得在喷嘴物理损坏的情况下仍可继续工作，从而减少了更换喷头的次数，降低了数码印刷设备的维护成本，同时还可使印刷数度成倍提高。此外，对根据本发明构造的数码印刷设备的控制方法非常简单，易于实现。

附图说明

图1是根据本发明实施例的成像部件组的安装方式示意图；

图2是根据本发明实施例的数码印刷设备的结构的示意图；

图3是根据本发明实施例的控制两个喷头打印的流程图；

图4是根据本发明实施例的控制两个喷头读取数据的流程图；

图5是根据本发明实施例的数据发送处理的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图和实施例来详细描述本发明。

首先需要指出的是，在本发明中，涉及到线的概念。一线就是指在图像点阵平面上与走纸方向垂直的方向上的一行，同时也对应于编码器信号的一个脉冲。

为了解决现有的数码印刷设备中由于喷头中的任何一个喷嘴堵塞等原因而引起打印断线的问题，如图1所示，在本发明的实施例中，将两个喷头沿着走纸方向完全重叠作为一个成像部件组，使两个喷头分别承担一半的打印任务。具体地讲，可使两个喷头轮流执行打印任务，分别打印图像的奇数线和偶数线。这样，即便其中一个喷头中的若干个喷嘴堵塞，而另外一个喷头在相同位置堵塞的概率极小，这样另外一个喷头就可弥补前一喷头的堵塞位置的断线缺陷，从而使得图像打印质量不会受到太大影响，缺陷不易察觉，达到可以接受的效果。

同时，两个喷头分别承担一半的打印任务可使得一个打印作业的打印频率分配到两个喷头上，每个喷头只负责消化一半的打印频率，从而可使整个打印设备的最高打印频率提高一倍，即，使打印速度提高一倍。

图2是根据本发明实施例的数码印刷设备的结构的示意图，包括上述成像部件组和控制单元，控制单元控制前端缓存的数据发送处理和成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。根据本发明实施例的数码印刷设备的其它结构与现有设备基本相同，因此，这里省略其描述。

参考图2，控制单元100包括数据发送处理模块102、仲裁模块104、参数控制模块106，其中，数据发送处理模块102控制前端缓存的数据发送处理，仲裁模块104对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁，参数控制模块106控制成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。在本发明实施例中，成像部件组打印所需的参数包括计数器1、计数器2、成像部件组到基准的距离(G2B)、第二个喷头到第一个喷头的距离(H2G)和页长参数。

设置这些参数的目的是为了使两个喷头的打印图像能够精确套准。首先，需要设定一个基准，这个基准可以是沿走纸方向在成像部件组前面的任一位置。事实上，由于这个基准是可变的，并没有一个实际的物理位标，因此也可称之为虚拟基准。相对于这个基准，G2B表示成像部件组的第一个喷头，即，沿走纸方向靠近基准的喷头1到这个基准的距离。另外，由于两个喷头沿走纸方向重叠放置在一起，而每个喷头都有一定的物理厚度，因此，两个喷头的实际喷嘴之间有相当的距离，所以设置H2G表示第二个喷头，即，离基准较远的喷头2到喷头1的距离。同时，还需要设置页长参数，通过页长参数确定是否打印完1页。这三个距离通常用线来度量。此外，为了对以上三个参数进行精确界定，设置了两个计数器，即，计数器1和计数器2，分别用来通过以上三个参数确定喷头1和喷头2的打印开始时间和结束时间。

在实际应用中，可如下设置以上参数：

G2B的值通常由实际机械结构调试决定，比如1000(单位为线)；

H2B的值由喷头的物理结构决定，比如680线；

页长参数由所打印的图像或者纸张大小决定，比如打印A4纸，打印分辨率为360DPI，则页长为4209线。

在开始打印图像之前，需要对设备进行初始化时，包括对这些参数进行初始化设置，具体地讲，设置G2B、H2G、页长参数的值，并将计数器1和计数器2清零。值得注意的是，前三个参数都是软件可设的，这样就保证了参数配置、调试的灵活性。在实际应用中，可将系统初始化时需要设置的参数存储在参数寄存器中。

以下将参考图3、图4和图5描述根据本发明的数码印刷设备的打印控制过程。

图3是控制两个喷头打印的流程图。参考图3，当在步骤S300中系统开始打印时，在步骤S302中计数器1对编码器信号进行计数，并在步骤S304中判断该计数是否等于G2B。当计数器1计数到参数G2B时，表示成像部件组中靠近基准的喷头1可以开始打印图像了，与此同时，计数器2开始对编码器信号进行计数，具体地讲，在步骤S310中，喷头1开始打印，并且在步骤S306中计数器2开始计数，并在步骤S308中判断该计数是否等于H2G。当计数器2计数到H2G时，表示喷头2可以开始打印数据，即，在步骤318中，喷头2开始打印。在喷头1和喷头2开始轮流打印之后，如步骤S312、S314、S320、S322所示，计数器1和计数器2各自进行计数。当计数器1计数到页长参数时，如步骤S316、S324所示，喷头1首先完成它的打印任务，打印完属于它的一页数据，比如，奇数线数据，接着，当计数器2计数到页长参数时，喷头2也打印完属于它的一页数据，比如，偶数线数据，此时，该页数据打印完毕，计数器1和计数器2分别清零，等待下一页数据。从上可看出，两个计数器独立工作，分别控制一个喷头的数据打印过程。

在以上方法中，在喷头1和喷头2每次开始打印之前，每个喷头需要从前端缓存读取各自的数据。但是，由于前端数据缓存的数据接口只有1组，因此，一次只能让一个喷头读取数据。当两个喷头都需要读取数据时，需要仲裁模块104来帮助正确地分配读权限。

在以下实施例中，利用一个标志寄存器作为仲裁模块104，并且仲裁模块104使两个喷头以均等机会读取到数据。初始化时，将该寄存器设置为0。

图4是控制两个喷头读取数据的流程图。如图4所示，首先在步骤S402中判断是否只有一个喷头需要读取数据。如果只有其中一个喷头需要读取数据，则在步骤S404中从前端缓存中读取属于它的数据。如果两个喷头都需要读取数据，则在步骤S406中先判断标志寄存器的值。如果该值为0，则在步骤S408中将读权限分配给第一个喷头，即，喷头1，喷头1读取对应的数据，读完后在步骤S412中将标志寄存器取反，使得下一次判断时能够将读权限分配给第二个喷头，即，喷头2，喷头2读完后，将标志寄存器继续取反。如此循环往复，使得两个喷头都能够读取到正确的数据。

此外，为了使喷头能够正确地读取各自的打印数据，需要控制前端缓存将数据正确地发送到各个喷头。由于成像部件组中的喷头1和喷头2之间有一定的距离，因此会存在其中一个喷头正在打印、而另一个喷头等待打印或者已经打印完的状态。具体地讲，在以下两个时间段内存在这样的状态：1)喷头1开始打印，而喷头2还没有开始打印，即，计数器1已计数到G2B，而计数器2还没有计数到H2G；2)喷头1已经打印完毕，而喷头2还没有打印完毕，即，计数器已计数到页长参数，而计数器2还没有计数到页长参数。在这两个时间段内，只需要向正在打印的那个喷头发送有效数据，而向另一个喷头发送空白数据。也就是说，在这两个时间段内，正在打印的那个喷头在其读权限时间内接收的是有效数据，而另一个喷头在其读权限时间内接收的是空白数据。在两个喷头都在打印的情况下，即，从计数器2计数到H2G至计数器1计数到页长参数这个时间段期间，向两个喷头都发送有效数据。这个功能通过图2中的数据发送处理模块102来实现。

图5是发送数据时填空白数据的流程图。如图5所示，在步骤S502中根据如上所述的两个计数器的计数来判断是否需要向两个喷头都发送有效数据。如果只有一个喷头需要发送有效数据，则在步骤S506中给需要的一个发送有效数据，而另一个发送空白数据，否则，在步骤S504中给两个喷头都发送有效数据。

从以上实施例可看出，本发明通过将两个喷头沿走纸方向完全重叠构成一个成像部件组来消除由喷嘴堵塞所引起的打印断线等打印质量问题，并使得在喷嘴物理损坏的情况下仍可继续工作，从而减少了更换喷头的次数，降低了数码印刷设备的维护成本，同时还可使印刷数度成倍提高。此外，对根据本发明构造的数码印刷设备的控制方法非常简单，易于实现。

另外指出的是，在本发明中，成像部件组中的喷头不限于两个，并且各个喷头的打印任务也不限于轮流打印图像的奇数线和偶数线。比如，可以使用多个喷头相叠加的方式，可以更好地达到本专利所述的效果，但这需要以高成本为代价。比如用3个喷头相叠加，每个喷头打印图像的3x，3x+1，3x+2线等，其中x为自然数。即使是使用两个喷头的情况下，也可以使用别的方法进行打印，比如每个喷头各打印两线，第一个喷头打印4x，4x+1线，第二个喷头打印4x+2，4x+3线等，其中x为自然数。在这样的情况下，可与以上实施例类似地进行参数设置、读权限分配和发送数据处理等操作。

具体地讲，当成像部件组中的喷头数量多余两个时，在参数控制模块106中设置同样数量的计数器，每个计数器控制成像部件组中对应的喷头的打印开始时间和打印结束时间。其余控制参数包括成像部件组中离基准最近的喷头到基准的距离、成像部件组中每两个喷头之间的距离和页长参数，这些参数的定义可与以上实施例相同。此外，根据各个喷头所分配的任务，与以上实施例类似地控制前端缓存的数据发送处理和对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁。

以上参考附图和实施例详细描述了本发明。但是，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行任何类似的修改、替换或变形，这些修改、替换或变形都应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种数码印刷设备，其特征在于，包括：

成像部件组，包括多个沿着走纸方向完全重叠的喷头；

控制单元，控制前端缓存的数据发送处理和成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

2.根据权利要求1所述的数码印刷设备，其特征在于，所述控制单元包括：

数据发送处理模块，控制前端缓存的数据发送处理；

仲裁模块，对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁；

参数控制模块，控制成像部件组打印所需的参数，并根据这些参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

3.根据权利要求2所述的数码印刷设备，其特征在于，所述成像部件组打印所需的参数包括与成像部件组中的喷头对应的计数器、成像部件组中离基准最近的喷头到基准的距离、成像部件组中每两个喷头之间的距离和页长参数，其中，所述计数器分别控制成像部件组中对应的喷头的打印开始时间和打印结束时间，所述基准为沿走纸方向在成像组件组前面的任一位置。

4.根据权利要求3所述的数码印刷设备，其特征在于，所述成像部件组由两个喷头沿着走纸方向完全重叠而构成，所述计数器包括计数器1和计数器2，计数器1和计数器2分别控制成像部件组中的第一个喷头和第二个喷头的打印开始时间和打印结束时间。

5.根据权利要求4所述的数码印刷设备，其特征在于，所述数据发送处理模块执行以下步骤：

根据两个计数器的计数来判断是否需要向两个喷头都发送有效数据，如果只有一个喷头需要发送有效数据，则给需要的一个发送有效数据，而给另一个发送空白数据，否则，给两个喷头都发送有效数据。

6.根据权利要求4所述的数码印刷设备，其特征在于，所述仲裁模块为标志寄存器，在设备初始化时将该寄存器设置为0，该标志寄存器执行以下步骤：

首先判断是否只有一个喷头需要读取数据，如果只有其中一个喷头需要读取数据，则从前端缓存中读取属于它的数据，如果两个喷头都需要读取数据，则先判断标志寄存器的值，如果该值为0，则将读权限分配给第一个喷头，第一个喷头读完后将标志寄存器取反，使得下一次判断时将读权限分配给第二个喷头，第二个喷头读完后，将标志寄存器继续取反，如此循环往复。

7.根据权利要求4所述的数码印刷设备，其特征在于，所述参数控制模块执行以下步骤：

计数器1对编码器信号进行计数，并判断该计数是否等于G2B；

当计数器1计数到参数G2B时，第一个喷头开始打印，并且计数器2开始计数，并判断该计数是否等于H2G；

当计数器2计数到H2G时，第二个喷头开始打印；

第一个喷头和第二个喷头轮流打印图像的奇数线和偶数线，计数器1和计数器2各自进行计数；

当计数器1计数到页长参数时，第一个喷头打印完属于它的奇数线数据；

当计数器2计数到页长参数时，第二个喷头打印完属于它的偶数线数据，此时，计数器1和计数器2分别清零，等待下一页数据。

8.一种数码印刷设备的控制方法，该数码印刷设备包括一个成像部件组，该成像部件组包括多个沿着走纸方向完全重叠的喷头，所述方法包括：

设置成像部件组打印所需的参数，并在开始打印之前进行初始化；

控制前端缓存的数据发送处理；

对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁；

根据上述参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述成像部件组打印所需的参数包括与成像部件组中的喷头对应的计数器、成像部件组中离基准最近的喷头到基准的距离、成像部件组中每两个喷头之间的距离和页长参数，其中，所述计数器分别控制成像部件组中对应的喷头的打印开始时间和打印结束时间，所述基准为沿走纸方向在成像组件组前面的任一位置。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在所述成像部件组由两个喷头沿着走纸方向完全重叠构成的情况下，所述计数器包括计数器1和计数器2，计数器1和计数器2分别控制成像部件组中的第一个喷头和第二个喷头的打印开始时间和打印结束时间。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制前端缓存的数据发送处理的步骤包括以下步骤：

根据两个计数器的计数来判断是否需要向两个喷头都发送有效数据，如果只有一个喷头需要发送有效数据，则给需要的一个发送有效数据，而给另一个发送空白数据，否则，给两个喷头都发送有效数据。

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，通过标志寄存器实现对成像部件组中的喷头的读权限进行仲裁的步骤，在设备初始化时将该寄存器设置为0，包括以下步骤：

首先判断是否只有一个喷头需要读取数据，如果只有其中一个喷头需要读取数据，则从前端缓存中读取属于它的数据，如果两个喷头都需要读取数据，则先判断标志寄存器的值，如果该值为0，则将读权限分配给第一个喷头，第一个喷头读完后将标志寄存器取反，使得下一次判断时将读权限分配给第二个喷头，第二个喷头读完后，将标志寄存器继续取反，如此循环往复。

13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述根据上述参数控制成像部件组中的各个喷头完成各自的打印任务的步骤包括以下步骤：

计数器1对编码器信号进行计数，并判断该计数是否等于G2B；

当计数器1计数到参数G2B时，第一个喷头开始打印，并且计数器2开始计数，并判断该计数是否等于H2G；

当计数器2计数到H2G时，第二个喷头开始打印；

第一个喷头和第二个喷头轮流打印图像的奇数线和偶数线，计数器1和计数器2各自进行计数；

当计数器1计数到页长参数时，第一个喷头打印完属于它的奇数线数据；

当计数器2计数到页长参数时，第二个喷头打印完属于它的偶数线数据，此时，计数器1和计数器2分别清零，等待下一页数据。

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