CN103171279A - 数码喷印装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数码喷印装置和控制方法，装置包括：多行错位排列的喷头；控制器，包括：数据拆分模块，用于将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；选择模块，用于在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；喷印模块，用于控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。本发明还提供了一种数码喷印装置的控制方法。通过上述的喷印装置和方法，通过在控制器控制下的多个喷头的喷印，使喷印的图像的分辨率超过单个喷头的喷印图像的分辨率，提高了喷印质量。

Description

数码喷印装置和控制方法

技术领域

本发明涉及印刷领域，具体而言，涉及一种数码喷印装置和控制方法。

背景技术

数码喷印技术将图像数据直接处理、传输、喷印。数码喷印技术由于采用按需喷墨式印刷喷头作为核心成像部件，喷头的喷嘴与承印体表面通常保持约1毫米左右的间距，所以数码喷印技术称为非接触式印刷。

喷头内部具有一系列细小的通道，在印刷过程中，通过压电晶体产生的机械效应将油墨从通道挤出，直接喷射到承印体表面的预定位置。

受限于喷头的机械制造工艺，喷头的最高分辨率是一定的，现有的数码喷印技术无法喷印出分辨率超过喷头的最高分辨率的图像。

发明内容

本发明旨在提供一种数码喷印装置和控制方法，以解决数码喷印技术无法喷印出分辨率超过喷头的最高分辨率的图像的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种数码喷印装置，包括：多行错位排列的喷头；控制器，包括：数据拆分模块，用于将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；选择模块，用于在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；喷印模块，用于控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

在本发明的实施例中，提供了一种数码喷印装置的控制方法，装置包括：多行错位排列的喷头和控制器；方法包括：所述控制器将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；所述控制器在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；所述控制器控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

由于喷头的错位排列，各行喷头在控制器的控制下，可实现在一个喷头对应的喷印区域上，通过各行的喷头喷印的像素点之间的间隔相等。

通过上述的喷印装置和方法，通过在控制器控制下的多个喷头的喷印，使喷印的图像的分辨率超过单个喷头的喷印图像的分辨率，提高了喷印质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了数码喷印装置的结构框图；

图2示出了喷印装置上的喷头分布的示意图；

图3示出了含有控制器的各个模块的结构框图；

图4示出了数据接收和拆分模块的结构框图；

图5示出了数据存储控制模块的结构框图；

图6示出了喷头同步控制模块的结构框图；

图7示出了数码喷印装置的控制流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1所示的喷印装置的结构图，该装置包括：多行错位排列的喷头；控制器，包括：

数据拆分模块，用于将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；

选择模块，用于在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；

喷印模块，用于控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

本申请中的喷头的错位排列，是指各行喷头在控制器的控制下，在一个喷头对应的喷印区域上，通过各行的喷头喷印的像素点之间的间隔相等。

通过上述的喷印装置，通过在控制器控制下的多个喷头的喷印，使喷印的图像的分辨率超过单个喷头的喷印图像的分辨率，提高了喷印质量。

优选地，每行的喷头由多个沿幅宽衔接的喷头组成，从而提高喷印的幅宽。

下面以型号为XAAR1001喷头为基础的140mm幅宽彩色数码喷印设备的水平分辨率由360DPI提升为720DPI为例来说明本发明的具体实施方案。

单个XAAR1001喷头的幅宽为70mm，水平分辨率为360DPI，有效喷嘴个数为1000个。一方面，如果要实现幅宽为140mm的打印，则需要2个喷头的水平衔接。另一方面，如果要实现水平720DPI，则需要2排喷头进行错位拼接。

参见图2的示意图。其中单个喷头的打印宽度A1＝70mm，一个色面的打印幅宽A2＝140mm，喷头1、喷头3为720DPI下一个色面的前一排喷头，喷头2、喷头4为720DPI下一个色面的后一排喷头，A 5为720DPI的下一个色面的完整的喷头模组，而一个完整的数码喷印设备包含有多个色面的喷印模组。

在图2中示出喷印幅宽的扩展，即每一行喷头都是通过2个喷头的衔接，将喷印幅宽扩展为140mm。然后，由前后排列的两排喷头构成一个色面的完整的喷头模组，两排喷头错位排列，具体到喷嘴而言，是保证将第2排喷头的第1个喷嘴位于第1排喷头的第1个喷嘴和第2个喷嘴之间，如此延续，即使得两排喷头的喷嘴错位相交排列，将水平分辨率提升了1倍。

例如：喷头2的第1个喷嘴位于第1排的喷头1的第1个喷嘴和第2个喷嘴之间；喷头1与喷头3水平衔接，喷头2与喷头4水平衔接。

图3示出了含有本发明控制器的各个模块的结构框图，其中，数据拆分模块集成在数据接收和拆分模块中；选择模块和喷印模块集成在喷头同步控制模块中。

在图3中，MCU和SDRAM为外围辅助部件。MCU在系统启动之初，根据喷头数量和SDRAM大小，完成对各个喷头数据存储空间的分配。另外，MCU还需要告知数据接收和拆分模块，各个喷头在一线数据中需要截取数据的起始位置和数据长度；以及，告知喷头同步控制模块，各个喷头喷印所需要延迟的时间。

当一线数据输入到FPGA之后，首先进入到数据接收和拆分模块，完成对应于各个喷头的数据拆分，由各个喷头根据起始位置和数据长度在一线数据中截取属于自己的有效数据；各个喷头所对应的数据，通过数据存储控制模块，写入到SDRAM对应的存储空间中去；之后，只要SDRAM中各个喷头仍然有剩余空间，则继续向前端请求数据，并进行新的一线数据的拆分和存储处理。喷头同步控制模块，不断从各个喷头所对应的SDRAM空间中读取数据并输出给各个喷头，然后通过同步控制，完成对各个喷头喷印时刻的延时控制，当某个喷头的延时完成之后，即一次性触发，完成一线数据的喷印。

优选地，以所述喷头的喷嘴对应的数据长度为单位、以1/(N-1)为间隔，在所述图像数据中抽取数据；所述N为行数。

在数码喷印设备中，一个完整的打印作业由很多个页面组成，每一个页面实际上是一幅完整的图像。首先，一幅图像可以分解为多个颜色，而每个颜色的色面可以说是由很多条横线组成，一条线又是由一定数量的点子(即像素点)按照一定的分辨率排列而成，每个点子具有一定的灰度级，即所谓的“点成线，线成面”。每个喷嘴一次性喷出的墨水对应于图像中的一个点子。每个点子所对应的数据，即是数据处理的基本单元。一幅图像中的一条横线的每个点子对应一个喷嘴。

数据接收和拆分模块，就是将所接收到的每一条横线的数据，也称为一线数据，拆分到对应的各个喷头上去，并最终分配到各个喷嘴上去。具体来说，如果单个喷头的物理宽度为X，喷印设备由k个喷头实现幅宽的扩展，而单个喷头的水平物理分辨率为mDPI，喷印设备要实现的水平分辨率为(m*n)DPI。则该喷印设备一个色面的一线，是由这k*n个喷头来实现，一线数据最终需要拆分至这k*n个喷头上去。

进一步，如果单个喷头的有效喷嘴个数为i，则该色面总的喷嘴个数为i*k*n，一线数据即需要拆分至这i*k*n个喷嘴上去，由其根据灰度级完成喷印。当数据接收与拆分模块接收到一线数据之后，需要根据各个喷头在该色面中的位置，在一线数据中截取对应的数据并交由数据存储控制模块进行缓存。

数据接收和拆分模块每接收到一线数据，即完成向k*n个喷头上的拆分，然后紧接着进行下一线的数据接收和拆分。这个速度远大于喷头本身的喷印速度，所以需要数据存储控制模块完成数据的缓存。

数据存储控制模块一方面是对应于各个喷头的一线数据的缓存，另一方面是对应于各个喷头的多页面数据的存储。首先，一线数据在拆分的过程中，即按照各个喷头的实际喷嘴个数截取数据，然后进行各自的缓存，这个缓存的数据量限于一线之内，所以比较小，可以采用FPGA中的FIFO来完成。但是由于数据接收、拆分和喷头喷印的速度差异，必将面临各个喷头大量数据的缓存，这个数据的缓存量，可能多达很多个页面的数据，所以可以采用SDRAM等较大容量的存储器芯片来存储，所对应的存储控制模块即需要完成对这些外围存储芯片的控制。

由于通过机械拼接的同一色面的所有喷头，物理位置前后各异，而其所喷印的每一线数据最终在承印物上的成像，仍然需要是一条直线，相应数量的直线最终构成完整的页面，这样才能保证喷印出来的图像和拆分之前的待打印图像一致。所以需要完成各个喷头之间的同步控制，也就是说，需要控制好各个喷头每一线数据的喷印时刻，即延时控制，来保证各个喷头在不同时刻喷印的图像最终能够形成一条满足一定分辨率的直线。喷头同步控制模块，可分为数据发送模块和喷印同步控制模块两个部分。数据发送模块可不考虑同步问题，只需要将从存储空间中读取的数据发送至各个喷头即可，由喷印同步控制模块完成对各喷头喷印时刻的延时控制，每一次触发完成一线数据的喷印。

图4示出了数据接收和拆分模块的结构框图。由于一个色面的喷头模组是前后两排喷头喷嘴错位排列，所以接收到一线数据之后，首先需要将数据拆分到前后两排喷头上去。由于一线数据是按照点子的排列顺序而排列的，每个点子对应图像中的一个像素点。XAAR1001喷头的一个点子对应4bit的数据，所以从一线数据里以4bit为单位，提取奇数位置的数据，这里称为为奇数子线，对应于前一排喷头的喷嘴，如喷头1；提取偶数位置的数据，这里称为为偶数子线，对应于后一排喷头的喷嘴，如喷头2。之后，各个子线分别进行一排内部喷头的数据拆分。由于一排内部的两个喷头之间是水平衔接的，所以对应于每个喷头的数据在子线内部的位置也是前后衔接的，不存在交叉排列的关系，只需要根据其起始位置和数据长度两个参数，从子线中截取相应的数据即可。

在该实施例中，由于是2行喷头，则间隔为1。从而形成奇偶抽取数据。

在XAAR1001喷头中，虽然喷头的整体水平分辨率为360DPI，但实质上是由2列180DPI的喷嘴错位拼接而成的，即喷头内部是由2列喷嘴组成的，每一列为500个有效喷嘴，实现180DPI的分辨率，两列喷嘴错位相交，构成360DPI，并且两列喷嘴的控制是独立的。所以对于单个喷头的数据，需要据此再进行一步奇偶拆分，如图4所示，为数据1和数据2，分别对应于一个喷头中的一列喷嘴。单个喷头的数据拆分，只需要将喷头所需要的1000个喷嘴的数据连续性发送给喷头即可，具体的拆分过程由喷头内部自行完成。

图5示出了数据存储控制模块的结构框图。数据存储控制模块包含对一线数据的缓存和对SDRAM的操作。当一线数据完成拆分以后，首先缓存到各自的FIFO中，其中每个喷头的一列喷嘴各对应一个FIFO。当任意一个FIFO缓存到属于自己的一线数据之后，即启动SDRAM写请求，通过SDRAM写模块将数据写入到对应的SDRAM空间中去。当某个喷头的SDRAM空间中有数据，而后续无打印数据的时候，即启动该喷头的SDRAM读请求，通过SDRAM读模块将数据读出来，通过喷头同步控制模块将数据发送到对应的喷头中去。在系统启动之初，MCU即根据喷头个数和SDRAM大小完成对各个喷头的大容量存储空间的分配，由SDRAM地址管理模块做好对各个喷头读写SDRAM地址的管理。由于涉及到对多个喷头的读写SDRAM操作，其中必然存在竞争，均采用轮询操作的方式进行。

图6示出了喷头同步控制模块的结构框图。从图中可以看出，对于每个喷头，针对每一列，均有一个数据发送模块，从SDRAM中对应的存储空间读取数据，发送给后端喷头。由于一个色面的喷头模组内部有4个喷头，其物理位置前后各异，所以需要一个喷印同步控制模块，来对各个喷头进行延时控制。当某个喷头的延时完成之后，即启动该喷头的喷印。各个喷头所需要延迟的时间，在系统启动之初，由MCU根据各个喷头实际的物理位置设置给喷印同步控制模块。具体到每个喷头，由于其内部的两列喷嘴也是物理分开并且独立控制的，所以也需要一个针对该喷头内部的喷印同步控制模块，来完成对两列喷嘴的同步喷印控制，而这个两列的物理间距基本是固定的，可定为D。也就是说，当某个喷头的延时完成之后，首先是该喷头的第一列喷头启动喷印，再经过纸张移动D距离的时间的延时后，其第2列才开始喷印。

参见图7，本发明还提供一种数码喷印装置的控制方法，装置包括：多行错位排列的喷头和控制器；

方法包括：

S11：所述控制器将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；

S12：所述控制器在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；

S13：所述控制器控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

通过上述的喷印装置的控制方法，控制器控制多个错位排列的喷头喷印，使喷印的图像的分辨率超过单个喷头的喷印图像的分辨率，提高了喷印质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数码喷印装置，其特征在于，包括：

多行错位排列的喷头；

控制器，包括：

数据拆分模块，用于将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；

选择模块，用于在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；

喷印模块，用于控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每行的喷头由多个沿幅宽衔接的喷头组成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述错位排列为：在一个喷头对应的喷印区域上，通过各行的喷头喷印的像素点之间的间隔相等。

4.一种数码喷印装置的控制方法，其特征在于，装置包括：多行错位排列的喷头和控制器；

方法包括：

所述控制器将所述图像的数据分成多份，份数等于图像的分辨率与每个喷头的分辨率的比值；

所述控制器在错位排列的多行喷头中等间隔地选择所述份数的喷头行；

所述控制器控制每个所选喷头行喷印1份所述数据。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分成多份的过程包括：

以所述喷头的喷嘴对应的数据长度为单位、以所述行数为间隔，在所述图像数据中抽取数据。

6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，每行的喷头由多个沿幅宽衔接的喷头组成。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述错位排列的喷头为2行；每行2个喷头。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述图像的数据按照奇数位置、偶数位置拆分为2份。

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