CN102765254B - 多喷头打印喷点的相位差电子较准系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多喷头喷墨打印机领域，一种多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，包括：主板、相位逻辑处理单元、第一和第二异步FIFO、第一和第二驱动电路，及第一和第二喷头。采用电子校准技术，降低了机器校准难度，以及简化了机械校准机构。用喷头小车方向信号来判别相位的正负，降低了相位逻辑处理单元的复杂度，同时提高了可靠性。相位的传送采用脉冲宽度来表示，提高了主板控制两喷头相位差的灵活性，可靠性。相位逻辑处理单元同主板的分离，巧妙了保留原有的主板设计结果，不仅降低了开发成本，也加快了开发进度。本发明减少了主板与喷头驱动电路的信号数量，降低了成本，提高了主板信号发送的可靠性。

Description

多喷头打印喷点的相位差电子较准系统

技术领域

本发明涉及多喷头喷墨打印机领域，尤其涉一种多喷头打印喷点的相位差电子较准系统。

背景技术

目前多喷头打印机已经广泛应用，但是由于每个喷头独立安装，期间会产生角度、距离的偏差。例如图1-2所示，打印机的喷头小车3上安装有2个喷头：基准喷头1和校准喷头2。如图1所示，基准喷头1和校准喷头2之间的前后方向上距离误差D1和角度差，这个误差可以通过手动调节很容易解决；但是基准喷头1和校准喷头2之间的左右方向上距离误差D2，很难手动精确校准。若点火周期误差为d1，当两喷头左右之间的距离误差D2刚好是点火周期误差的整数倍，即D2=nd1（n为整数），可以通过延时点火解决；但如图2所示，当两喷头左右之间的距离误差D2不是点火周期误差的整数倍，即D2=nd1+d2（n为点火周期个数，d2<d1），则延迟点火只能消除点火周期误差的整数倍nd1（n为整数），剩余误差d2则很难精确校准。以上所述点火周期误差d1，是指同一个喷孔，相邻一个点火周期喷出的墨点4，在喷头小车3移动方向上的距离。点火周期误差可以通过延时一个周期或提前一个周期点火来消除。

因此在多喷头打印机中，除了基准喷头只要校准喷头的安装角度，其它的喷头要校准安装角度，前后距离，左右距离。这样导致机械结构复杂，校准难度大，而大多打印机为了简化机械结构，不进行左右方向距离误差的精确校对，打印高精度的图象效果就很差。

提高多喷头喷墨打印机打印精度的关键因素是提高多喷头的校准精度，现有物理校准喷头技术是通过机械装置调整每个喷头的角度、距离，保证每个喷头在同一平面上的前后及左右两个方向上达到相等距离和平行。此方式校准喷头精度需要专业技术人员操作，并且操作复杂，花费很长时间。但是在打印机实际生产作业过程中，如果用户打印机需要更换喷头而浪费大量时间在等待专业技术维修人员上，将影响打印机客户的生产效益。

现有的多喷头打印机，各个喷头是同时点火的，也就是说各个喷头之间的点火相位差为0，这使得各个喷头之间左右距离的装配精度要求很高，对于这种高精度的装配要求，一般是通过左右方向上的机械微调来解决。少数有实力的打印机厂家通过出售喷头组来解决，各喷头组在厂内通过高精度装配仪器校准来达到这种装配要求，但是当客户在使用当中，当喷头组中的一个喷头坏了，他只能换掉整个喷头组，这样就很浪费，使得客户使用成本高，不利于推广使用。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种结构简单，校准方便、精确的多喷头打印喷点的相位差电子较准系统。旨在降低喷头机械校准难度以及机械校准结构的复杂度。

本发明采用的技术方案是：一种多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，包括：主板、相位逻辑处理单元、第一和第二异步FIFO、第一和第二驱动电路，及第一和第二喷头，

其中,

所述主板把图像数据处理成对应喷头的数据格式，并转换成串行数据，生成写异步FIFO的写使能和写时钟向所述第一和第二异步FIFO发出，并向所述的相位逻辑处理单元提供第一和第二喷头的点火相位信号，以及喷头小车方向信号，所述点火相位信号是一个脉冲信号,此信号脉冲宽度是两喷头的驱动波形的相位差,所述喷头小车方向信号是两喷头相位差的正负标志；

所述相位逻辑处理单元通过接收主板发过来的点火相位信号和喷头小车方向信号，经过逻辑处理，根据点火相位与小车方向产生分别与所述第一和第二异步FIFO相应的读时钟与读使能，同时生成第一和第二喷头的写时钟，当相应喷头一次点火的数据读完成后，产生相应喷头的点火驱动触发信号给相应的驱动电路，相应喷头产生的点火驱动触发信号的相位差就是两喷头最终喷出墨点的相位差；

所述第一和第二异步FIFO是两个相同数据宽度的异步FIFO，所述第一异步FIFO缓存第一喷头的图像数据，所述第二异步FIFO缓存第二喷头的图像数据，写使能和写时钟由所述主板提供，读时钟与读使能由所述相位逻辑处理单元提供；

所述第一和第二驱动电路各自接收来自相位逻辑处理单元的点火驱动触发信号，根据各自的触发信号给相应喷头发出驱动波形；

所述第一和第二喷头，接收各自的图像数据和驱动波形后喷出相应墨点；

所述逻辑处理单元生成的第一异步FIFO的读使能和读时钟，分别与所述逻辑处理单元生成的第二异步FIFO的读使能和读时钟之间相位差的大小，由所述主板的点火相位信号提供，而相位差的正负由所述主板的喷头小车方向信号提供。

进一步的，所述相位逻辑处理单元中的逻辑处理为：相位逻辑处理单元包括上升沿提取器、下降沿提取器、信号选择器、第一FIFO读时序生成器、第一喷头写脉冲生成器、第二FIFO读时序生成器、第二喷头写脉冲生成器，上升沿提取器提取主板点火相位信号的上升沿，下降沿提取器提取主板点火相位信号下降沿，当主板10喷头小车方向信号为高电平，信号选择器把上升沿提取器131提取的上升沿发给第一FIFO读时序生成器和第一喷头写脉冲生成器,把下降沿提取器提取的下降沿发给第二读时序生成器和第二喷头写脉冲生成器；当主板10喷头小车方向信号为低电平，信号选择器把下降沿提取器提取的下降沿发给第一FIFO读时序生成器和第一喷头写脉冲生成器，把上升沿提取器提取的上升沿发给第二FIFO读时序生成器和第二喷头写脉冲生成器。第一FIFO读时序生成器和第二FIFO读时序生成器根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组FIFO读时序，一组是读使能1和读时钟1，一组是读使能2和读时钟2；第一喷头写脉冲生成器和第二喷头写脉冲生成器根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组喷头写时序和点火信号，一组是第一喷头的写时钟1和点火1信号，一组是第二喷头的写时钟2和点火2信号；

其中，第一FIFO读时序生成器根据信号选择器发过来的触发信号，向第一异步FIFO11发送一定数量的读时钟1，同时生成第一异步FIFO11读使能1信号；第一喷头写脉冲生成器,根据信号选择器发过来的触发信号,向第一喷头发送一定数量的写时钟1,待发完后，给第一驱动电路发一个点火触发1信号；

其中，第二FIFO读时序生成器根据信号选择器发过来的触发信号，向第二异步FIFO12发送一定数量的读时钟2，同时生成第二异步FIFO12读使能2信号；第二喷头写脉冲生成器,根据信号选择器发过来的触发信号,向第二喷头发送一定数量的写时钟2,待发完后，给第二驱动电路发一个点火触发2信号。

进一步的，所述第一和第二喷头的每个喷头内所有喷孔只能同一时间喷。

进一步的，当喷头小车远离打印机的原点打印时，所述相位差为正，当喷头小车返回打印机原点时，所述相位差为负。

进一步的，相位的传送采用脉冲宽度来表示。

本发明还描述了包括2个以上的喷头的多喷头打印喷点相位差电子校准系统，其中一个喷头作为第一喷头，其它喷头相对于第一喷头分别作为第二喷头进行校准。

与现有技术采用相比，本发明具有以下优点。

1、采用电子校准技术，降低了机器校准难度，以及简化了机械校准机构。

2、用喷头小车方向信号来判别相位的正负，降低了相位逻辑处理单元的复杂度，同时提高了可靠性。

3、相位的传送采用脉冲宽度来表示，提高了主板控制两喷头相位差的灵活性，可靠性。

4、相位逻辑处理单元同主板的分离，巧妙了保留原有的主板设计结果，不仅降低了开发成本，也加快了开发进度。

5、本发明减少了主板与喷头驱动电路的信号数量，降低了成本，提高了主板信号发送的可靠性。

附图说明

图1为打印机的2个喷头之间距离误差和角度差示意图；

图2为打印机的2个喷头之间纵向距离误差与时间周期示意图；

图3为本发明的模块结构示意图；

图4为本发明的相位逻辑处理单元的结构示意图；

图5为本发明的正相位波形转换逻辑图；

图6为本发明的负相位波形转换逻辑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

结合附图3，应用于多喷头打印喷点相位差电子校准系统包括主板10、第一异步FIFO11、第二异步FIFO12、相位逻辑处理单元13、第一喷头14、第二喷头15、第一驱动电路16和第二驱动电路17，其中：

主板10把图像数据处理成对应喷头的数据格式，并转换成串行数据，生成写异步FIFO的写使能和写时钟向所述第一异步FIFO和所述第二异步FIFO发出，并向所述的相位逻辑处理单元提供两喷头的点火相位信号和喷头小车方向信号。主板10发出的点火相位信号是一个脉冲信号,此信脉冲宽度就是两喷头的相位差,主板10发出的喷头小车方向信号是两喷头相位差的正负标志。

第一异步FIFO11和第二异步FIFO12，是两个相同数据宽度、相同写时序、相同读时序的异步FIFO，第一异步FIFO11存储从主板10发过来的第一喷头14的图像数据，第二异步FIFO12存储从主板10发过来的第二喷头15的图像数据.

相位逻辑处理单元13,通过接收主板10发过来的点火相位信号和喷头小车方向信号，经过逻辑处理，根据点火相位与小车方向产生第一异步FIFO11与第二异步FIFO12相应的读时钟和读使能，同时生成第一喷头14与第二喷头15的写时钟，当相应喷头一次点火的数据读完后，产生一个相应喷头的点火驱动触发信号给相应的驱动电路。

其中相位逻辑处理单元13生成的读使能1与读时钟1是第一异步FIFO11的读逻辑。相位逻辑处理单元13生成的读使能2与读时钟2是第二异步FIFO12的读逻辑。

其中相位逻辑处理单元13生成的写时钟1把第一异步FIFO11读出的喷头1数据写入第一喷头14,同理相位逻辑处理单元13生成的写时钟2把第二异步FIFO12读出的喷头2数据写入第二喷头15。

其中相位逻辑处理单元13生成的点火触发1，是在读完第一喷头14的喷头1数据（图像数据）后，生成的一个给第一驱动电路16的触发信号,同理点火触发2是相位逻辑处理单元13发给第二驱动电路17的触发信号。

结合附图4，相位逻辑处理单元13可以包括上升沿提取器131、下降沿提取器132、信号选择器133、第一FIFO读时序生成器134、第一喷头写脉冲生成器135、第二FIFO读时序生成器132、第二喷头写脉冲生成器136。上升沿提取器131提取主板10点火相位信号的上升沿，下降沿提取器132提取主板10点火相位信号下降沿，当主板10喷头小车方向信号为高电平，信号选择器133把上升沿提取器131提取的上升沿发给第一FIFO读时序生成器134和第一喷头写脉冲生成器135,把下降沿提取器132提取的下降沿发给第二FIFO读时序生成器132和第二喷头写脉冲生成器136。当主板10喷头小车方向信号为低电平，信号选择器133把下降沿提取器132提取的下降沿发给第一FIFO读时序生成器134和第一喷头写脉冲生成器135，把上升沿提取器131提取的上升沿发给第二FIFO读时序生成器132和第二喷头写脉冲生成器136。第一FIFO读时序生成器134和第二FIFO读时序生成器132根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组FIFO读时序，一组是读使能1和读时钟1，一组是读使能2和读时钟2。同理第一喷头写脉冲生成器135和第二喷头写脉冲生成器136根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组喷头写时序和点火信号。一组是第一喷头的写时钟1和点火1信号，一组是第二喷头的写时钟2和点火2信号。

其中，第一FIFO读时序生成器134根据信号选择器发过来的触发信号，向第一异步FIFO11发送一定数量的读时钟1，同时生成第一异步FIFO11读使能1信号；第一喷头写脉冲生成器135,根据信号选择器发过来的触发信号,向第一喷头14发送一定数量的写时钟1,待发完后，给第一驱动电路16发一个点火触发1信号。

其中，第二FIFO读时序生成器136根据信号选择器发过来的触发信号，向第二异步FIFO12发送一定数量的读时钟2，同时生成第二异步FIFO12读使能2信号；第二喷头写脉冲生成器137,根据信号选择器发过来的触发信号,向第二喷头15发送一定数量的写时钟2,待发完后，给第二驱动电路17发一个点火触发2信号。

第一喷头14，根据相位逻辑处理单元13发出的写时钟1，得到第一异步FIFO11读出的喷头1数据，然后由第一驱动电路16发出的驱动波形1驱动，喷出墨点。

第二喷头15，根据相位逻辑处理单元13发出的写时钟2，得到第二异步FIFO12读出的喷头2数据，然后由第二驱动电路17发出的驱动波形2驱动，喷出墨点。

第一驱动电路16，接收相位逻辑处理单元13发过来的触发信号点火触发1，然后发出第一喷头14的驱动波形1。

第二驱动电路17，接收相位逻辑处理单元13发过来的触发信号点火触发2，然后发出第二喷头15的驱动波形2。

为了进一步说明本发明的设计思路，参考图5和图6，是本发明各模块各路信号的波形逻辑图，能很好的说明本发明各模块之间的信号关系。

参考附图5为根据本发明的应用于多喷头打印喷点相位差电子校准系统的正相位波形转换逻辑图。本图是在喷头小车方向信号为高电平，两喷头相位差为正的情况。信号图像数据1、图像数据2、写使能和点火相位为主板10发出的信号。图像数据1对应的是第一喷头14的图像数据，图像数据2对应的是第二喷头15的图像数据，

此时图像数据1与图像数据2两者的相位为0。点火相位的脉冲宽度A1是主板发出的相位数据。T为两喷头的点火周期。主板10发出的信号经相位逻辑处理单元13处理后，喷头1数据的起始位和读使能1的起始下降沿同点火相位的上升沿对齐，喷头2数据的起始位和读使能2的起始下降沿同点火相位的下降沿对齐。而点火触发1的上升沿同读使能1的结束上升沿对齐，点火触发2的上升沿同读使能2的结束上升沿对齐，而点火触发1同点火触发2这间的相位差A2就是最终的点火相位差。此时的驱动波形1同驱动波形2之间的相位差就是相位差A2。也就是说，第一喷头14提前第二喷头15喷出墨点，之间的相位差为A2。

参考附图6，为根据本发明实施例的应用于多喷头打印喷点相位差电子校准系统的负相位波形转换逻辑图。本图是在喷头小车方向信号为低电平，两喷头相位差为负的情况。此时喷头1数据的起始位对应于点火相位信号的上升沿，喷头2数据的起始位对应于点火相位的下降沿，得到相位差为负的A3。点火触发2先于点火触发1发出，从驱动波形1和驱动波形2可以看出此时第二喷头15先于第一喷头14点火。

附图5与附图6中出现的驱动波形1和驱动波形2，只是表示喷头驱动波形持续的时间，并不是实际的驱动波形形状，在这里只是为了进一步形象的说明本发明。

本发明实施例把相位逻辑处理单元13同主板10分离出来，只是为了保持主板10原有结构不变，降低开发成本，提高开发进度。因而对于把相位逻辑处理单元13、FIFO等模块集成到主板10的变化，等同于本发明。

本发明实施例也适用于2个以上喷头的机器（即串行高频数据打印喷点的打印机），其中一个喷头作为基准喷头，其它喷头相对于基准喷头进行校准。

Claims (2)

1.一种多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，其特征在于：包括：主板、相位逻辑处理单元、第一和第二异步FIFO、第一和第二驱动电路，及第一和第二喷头，

其中,

所述主板把图像数据处理成对应喷头的数据格式，并转换成串行数据，生成写异步FIFO的写使能和写时钟向所述第一和第二异步FIFO发出，并向所述的相位逻辑处理单元提供第一和第二喷头的点火相位信号，以及喷头小车方向信号，所述点火相位信号是一个脉冲信号,此信号脉冲宽度是两喷头的驱动波形的相位差,所述喷头小车方向信号是两喷头相位差的正负标志；

所述相位逻辑处理单元通过接收主板发过来的点火相位信号和喷头小车方向信号，经过逻辑处理，根据点火相位与小车方向产生分别与所述第一和第二异步FIFO相应的读时钟与读使能，同时生成第一和第二喷头的写时钟，当相应喷头一次点火的数据读完成后，产生相应喷头的点火驱动触发信号给相应的驱动电路，相应喷头产生的点火驱动触发信号的相位差就是两喷头最终喷出墨点的相位差；

所述第一和第二异步FIFO是两个相同数据宽度的异步FIFO，所述第一异步FIFO缓存第一喷头的图像数据，所述第二异步FIFO缓存第二喷头的图像数据，写时钟和写使能由所述主板提供，读时钟与读使能由所述相位逻辑处理单元提供；

所述第一和第二驱动电路各自接收来自相位逻辑处理单元的点火驱动触发信号，根据各自的触发信号给相应喷头发出驱动波形；

所述第一和第二喷头，接收各自的图像数据和驱动波形后喷出相应墨点；

所述逻辑处理单元生成的第一异步FIFO的读使能和读时钟，分别与所述逻辑处理单元生成的第二异步FIFO的读使能和读时钟之间相位差的大小，由所述主板的点火相位信号提供，而相位差的正负由所述主板的喷头小车方向信号提供；

所述相位逻辑处理单元中的逻辑处理为：相位逻辑处理单元包括上升沿提取器、下降沿提取器、信号选择器、第一FIFO读时序生成器、第一喷头写脉冲生成器、第二FIFO读时序生成器、第二喷头写脉冲生成器，上升沿提取器提取主板点火相位信号的上升沿，下降沿提取器提取主板点火相位信号下降沿，当主板10喷头小车方向信号为高电平；信号选择器把上升沿提取器131提取的上升沿发给第一FIFO读时序生成器和第一喷头写脉冲生成器,把下降沿提取器提取的下降沿发给第二读时序生成器和第二喷头写脉冲生成器；当主板10喷头小车方向信号为低电平，信号选择器把下降沿提取器提取的下降沿发给第一FIFO读时序生成器和第一喷头写脉冲生成器，把上升沿提取器提取的上升沿发给第二FIFO读时序生成器和第二喷头写脉冲生成器；第一FIFO读时序生成器和第二FIFO读时序生成器根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组FIFO读时序，一组是读使能1和读时钟1，一组是读使能2和读时钟2；第一喷头写脉冲生成器和第二喷头写脉冲生成器根据各自接收到边沿触发信号，生成有一定相位差的两组喷头写时序和点火信号，一组是第一喷头的写时钟1和点火1信号，一组是第二喷头的写时钟2和点火2信号；

其中，第一FIFO读时序生成器根据信号选择器发过来的触发信号，向第一异步FIFO发送一定数量的读时钟1，同时生成第一异步FIFO读使能1信号；第一喷头写脉冲生成器,根据信号选择器发过来的触发信号,向第一喷头发送一定数量的写时钟1,待发完后，给第一驱动电路发一个点火触发1信号；

其中，第二FIFO读时序生成器根据信号选择器发过来的触发信号，向第二异步FIFO发送一定数量的读时钟2，同时生成第二异步FIFO读使能2信号；第二喷头写脉冲生成器,根据信号选择器发过来的触发信号,向第二喷头发送一定数量的写时钟2,待发完后，给第二驱动电路发一个点火触发2信号。

2. 根据权利要求1所述的多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，其特征在于：所述第一和第二喷头的每个喷头内所有喷孔只能同一时间喷。

3.根据权利要求1所述的多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，其特征在于：当喷头小车远离打印机的原点打印时，所述相位差为正，当喷头小车返回打印机原点时，所述相位差为负。

4.根据权利要求1所述的多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，其特征在于：相位的传送采用脉冲宽度来表示。

5. 根据权利要求1所述的多喷头打印喷点的相位差电子校准系统，其特征在于：包括2个以上的喷头，其中一个喷头作为第一喷头，其它喷头相对于第一喷头分别作为第二喷头进行校准。