CN103182864B - 数码喷印同步控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数码喷印同步控制装置，包括：存储单元，其用于存储各个色面的数据；交互处理单元，其用于在控制单元的控制下，从数码喷印设备的前端系统接收各个色面的数据、将接收的数据存储到存储单元中、将存储的数据发送到数码喷印设备的后端系统、根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统；控制单元，其用于控制交互处理单元执行所述数据接收、存储和发送以及打印触发信号产生步骤。相应地，提供一种数码喷印同步控制方法。本发明可实现多色面的不同尺寸页面的连续打印。

Description

数码喷印同步控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及数码喷印技术领域，尤其涉及一种数码喷印同步控制装置及其控制方法。

背景技术

数码喷印技术是近年来高速发展起来的一种非接触式印刷技术，它是将图像数据直接处理、传输、喷印。之所以叫做非接触式印刷，是因为数码喷印所采用的，是按需喷墨式印刷喷头，它是在喷头内部形成一系列极微细小的通道，通过压电晶体产生的机械效应将油墨从这种微小通道挤出，直接喷射到承印体表面预定的位置上成像，喷嘴与承印体表面一般保持约1毫米左右的间距。与传统的印刷方式相比，数码喷印技术省去了制版等过程，印刷周期短，效率高，尤其对于可变数据，以及彩色渐变图像等印刷复杂度较高的印刷任务，具有简单高效的解决方案。

数码喷印技术支持在CMYK四色的基础上，完成多种色彩图像的印刷，而彩色图像的形成，是通过CMYK四色的不同灰度级的点阵组合而成，对应于喷印的过程，就是不同数量、不同大小的墨滴混合成为图像。墨滴的数量，取决于所传递的数据，这正是数码技术的特点。由于是多色印刷，各个色面的硬件系统不可能安装在同一个物理位置上，而是存在一定的物理间距，所以必然存在多个色面之间的套印问题，该问题称之为色面之间的同步问题。

所谓同步，就是要保证同一页面的多个色面要打印在承印物的同一个位置上，才能够形成一页完整的图像。而这个位置的对齐，需要涵盖X方向和Y方向两个维度。这就需要有效地控制各个色面数据的发送时刻和喷印时刻，使得在不同时刻喷印的色面数据，能够打印在承印物的同一个位置上。

在现有的数码喷印技术中，在一次生产过程中，即在进行一个作业的印刷过程中，所印刷的作业的页面大小都是一样的。即使是大单生产，即，同一个大小的页面、数量比较庞大的生产，基本也都是一次生产过程。在这种情况下，多个色面之间的同步，也只需要进行一次套印即可。从套印的概念上来说，就是要想办法保证同一页面的多个色面印刷到一起。传统印刷中，有的机型需要调整版滚筒的长度，有的机型需要手动调整各个色面的物理位置。现有的数码印刷技术，同样是不同的机型有不同的套印方法，即手动调整各个色面的物理位置，或者物理位置固定，通过时间的延迟来保证后续色面与前色面的套准。

但是，随着客户需求的提高，不仅要面向大单生产，而且还要面向小单客户。小单客户的印刷的产品种类比较多，页面大小不一致，而每个单的数量又都不大，这种情况下的印刷俗称为短版活件印刷。然而，按照现有的数码喷印方式，每次只能喷印一个页面尺寸一样的作业，而对于页面尺寸不同的作业，则需要重新套印、调机，其生产效率必然降低，套印和调机所需要的介质(即，承印物)成本所占的成本比重必然提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种数码喷印同步控制装置及其控制方法，以实现多色面的不同尺寸页面的连续打印。

为了实现以上目的，本发明提供的数码喷印同步控制装置包括：存储单元，其用于存储各个色面的数据；交互处理单元，其用于在控制单元的控制下，从数码喷印设备的前端系统接收各个色面的数据、将接收的数据存储到存储单元中、将存储的数据发送到数码喷印设备的后端系统、根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统；控制单元，其用于控制交互处理单元执行所述数据接收、存储和发送以及打印触发信号产生步骤。

相应地，本发明提供一种数码喷印同步控制方法，包括：对从数码喷印设备的前端系统接收的打印命令、色面参数、设备参数和打印作业参数进行解析，所述打印命令包括启动打印命令、取消打印命令，所述色面参数包括每个色面相对于第1色面的物理间距，所述设备参数包括数码喷印设备的最大喷印有效宽度，所述打印作业参数包括打印作业所需配置的色面数量、打印作业的页面长度、宽度、页数、单作业内的页面间距、打印作业之间的间距；响应于启动打印命令，根据色面数量分配每个色面的存储空间；当检测到为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，从所述前端系统逐页接收各个色面的数据并存储到相应的存储空间中；当检测到存储有一页完整数据时，根据解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储的该页的各个色面的数据发送到数码喷印设备的后端系统；当检测到已发送一页数据到所述后端系统之后，根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号和解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统。

本发明为数码喷印设备提供了一种适用于多色面不同尺寸页面连续打印的控制装置和方法，该装置和方法简单易实现，无需重新套印和调机，因此，适用于短版活件印刷生成的需求，有效地拓展了数码喷印技术的应用领域，提高了数码喷印的生产效率，减少了生产介质的浪费。

附图说明

图1是根据本发明的数码喷印同步控制装置应用于数码喷印设备的示意性结构图；

图2是根据本发明实施例的数码喷印同步控制装置的详细结构图；

图3是根据本发明实施例的数码喷印同步控制方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图和实施例对本发明进行详细描述。

在现有的数码喷印设备中，通常是由数码喷印设备的前端系统(即，上层软件)完成对打印作业的图像点阵数据的处理，将一页图像分成CMYK四个色面的数据，然后分色面依次发送给数码喷印设备的后端系统(即，打印控制部分，包括喷头组件)进行打印。这里，前端系统提供一个用户操作界面，通过该界面，可配置色面参数和设备参数等参数、提交打印作业(包括打印作业参数)、输入启动打印、取消打印等命令，其中，色面参数包括每个色面相对于第1色面的物理间距，设备参数包括数码喷印设备的最大喷印有效宽度，打印作业参数包括打印作业所需配置的色面数量、打印作业的页面长度、宽度、页数、单作业内的页面间距、打印作业之间的间距等。

一页图像的点阵数据，从Y方向上来看，可以认为是由很多条线组成的，称之为一线数据；而对于一线数据来说，从X方向上来看，又可以认为是由很多个点组成的，称之为一个单位点。那么，可以简单地理解为，一页图像的宽度即为X方向上的点数乘以一个单位点的直径，而一页图像的长度即为Y方向上的线数乘以一个单位点的直径，而这个单位点的直径取决于数码喷印设备所能够喷出的点子大小。由于是数码喷印，所以每一个单位点的灰度级最终都将由一个数字表示，比如一个单位点的灰度级是5，则传输过程中所处理的这一点的数据就是5。每个色面相对于第1色面的物理间距、页面间距、打印作业之间的间距均可换算成线数。

此外，数码喷印设备一般还有一些外围设备，例如，编码器和色标传感器。通过编码器的信号，可实现连续打印模式。所谓连续打印是指数码喷印设备打印完一页之后，走完用户所要求的页面间距之后，紧接着打印下一页。通过编码器的信号和色标传感器的色标信号，可实现色标打印模式。所谓色标打印是指数码喷印设备在扫描到一个有效的色标之后，进行一页的打印，之后再等待下一个色标的到来，再进行打印。

编码器提供编码器信号，所谓编码器信号是指编码器随机械轴承旋转一周的过程中所产生的脉冲信号，不同的编码器旋转一周所产生的脉冲个数是不同的，而且有效电平和脉冲持续时间也可能不同。编码器信号是数码喷印设备进行一线数据打印的单位触发信号，后端系统接收到一个或者几个有效的编码器信号之后，完成一线数据的打印过程。例如，假设由3个有效的编码器信号触发完成1线数据的打印，那么，如果一页图像的页面长度是j毫米，换算成线数是k线，则完成这k线的打印就需要3k个编码器信号的触发。

色标传感器提供色标信号，所谓色标信号是指色标传感器采集到承印物上的色标以后所产生的脉冲信号，不同的色标传感器，其脉冲信号的有效电平和脉冲持续时间也可能不同。数码喷印设备在色标模式下的打印，需要以色标信号为基准，即每接收到一个有效的色标信号，才认为需要进行新的一页的打印。

图1是根据本发明的数码喷印同步控制装置应用于数码喷印设备的示意图。根据本发明的数码喷印同步控制装置的目的在于有效地控制各个色面数据的发送时刻和喷印时刻，以使得不同时刻喷印的同一页面的色面数据能够打印在承印物的同一个位置上，并且保证相同尺寸页面或者不同尺寸页面能够连续地打印在承印物上。

如图1所示，根据本发明的数码喷印同步控制装置包括存储单元1、交互处理单元2和控制单元3，其中，存储单元1用于存储各个色面的数据；交互处理单元2用于在控制单元3的控制下，从数码喷印设备的前端系统接收各个色面的数据、将接收的数据存储到存储单元1中、将存储的数据发送到数码喷印设备的后端系统、根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统；控制单元3用于控制交互处理单元2执行所述数据接收、存储和发送以及打印触发信号产生步骤。后端系统根据接收的打印触发信号和色面数据进行连续打印。

具体来讲，控制单元3的功能包括：(1)解析和传递多个参数，包括打印作业参数(包括打印作业所需配置的色面数量、打印作业的页面长度、宽度、页数、单作业页面之间的间距、打印作业之间的间距)、色面参数(包括多个色面之间的物理间距)等；(2)根据色面数量分配存储单元1中每个色面的存储空间；(3)不断查询或检测存储单元1的存储状态、交互处理单元2的工作状态(包括数据接收、存储和发送状态的查询)和后端系统的打印状态，指导交互处理单元2动作，包括何时启动数据的接收和发送、何时启动PD信号的产生等、向前端系统反馈打印状态。

交互处理单元2的功能包括：(1)提供与数码喷印设备的前端系统、后端系统和外围设备(包括编码器和/或色标传感器)的物理接口，以从前端系统接收打印命令、色面参数、设备参数、打印作业参数和各个色面的数据、从编码器和/或色标传感器接收编码器信号和/或色标信号、将各个色面的数据和所产生的打印触发信号发送给后端系统；(2)与控制单元3之间进行交互，从控制单元3接收解析的参数和操作指令，同时向控制单元3返回工作状态；(3)执行具体的操作工作，包括从前端系统接收数据并存储到相应的存储空间中、向后端系统发送数据、对编码器输入信号和/或色标信号进行滤波等处理、产生各个色面的打印触发命令、对存储单元的读写操作的时序控制、向前端系统反馈打印状态等。

存储单元1主要是为打印作业的图像点阵数据提供一个大容量的存储空间。存储单元容量的大小，也在一定程度上决定了所能够打印的页面的最大尺寸。因为页面尺寸越大，所包含的点阵数据量就越大，同样大小的存储空间所存储的页面数量自然也就越少。如果要采用存储一页完整的数据之后再向后端发送的原则，则将存储空间根据色面数量平分之后，其平分值便是可容许的最大单色面点阵数据的数据量。

当前端系统启动打印时，控制单元3对通过交互处理单元2从前端系统接收的参数进行解析，并根据解析的色面数量对存储单元1中的存储空间进行分配，例如，解析出是4色打印，则将存储单元中的存储空间平均分成4等份，用于4个色面的数据存储，并将各部分存储空间的起始地址和结束传递给交互处理单元2。当控制单元3检测到存储空间足够空闲时，启动交互处理单元2从前端系统逐页接收一个页面的各个色面的点阵数据并存储到相应的存储空间中。当控制单元3检测到存储空间中有完整的一页点阵数据时，启动交互处理单元2向后端系统发送该页的各个色面的数据。当控制单元3检测到一页完整的数据已发送给后端系统之后，启动交互处理单元2根据编码器信号和/或色标信号产生各个色面的打印触发信号，作为后端系统各个色面开始一页打印的起始信号。当控制单元3查询到后端系统已完成一个页面的打印时，产生状态信息，通过交互处理单元2返回给前端系统。重复上述数据接收、存储、发送和打印触发信号产生步骤，从而完成连续页面的打印。

以下，将参照图2对根据本发明的一个实施例的数码喷印同步控制装置的主要结构进行描述。

在本实施例中，设置一个虚拟的纸张到来的标志信号(以下简称为PD信号)作为各个色面的打印触发信号。当某一个色面接收到一个PD信号时，即认为一张纸到了，需要进行这个色面的打印，于是启动该色面的打印。各个色面的PD信号产生的时刻不同，这样即可实现同一页面的多个色面在不同时刻进行打印，从而实现多个色面之间的同步。因此，本发明实施例的关键之处就在于何时产生发往各个色面的PD信号。

此外，在本实施例中，全部利用硬件来实现本发明的数码喷印同步控制装置，具体来讲，利用微控制单元(MCU)电路实现控制单元3，利用现场可编程门阵列(FPGA)电路实现交互处理单元2，利用存储器电路实现所述存储单元1。FPGA本身可以提供许多寄存器和一些小空间的缓存，但是由于图像数据的内容往往比较庞大，所以还是需要设置大容量的存储器电路3来存储各个色面的数据。

如图2所示，FPGA电路2主要包括接收模块21、数据发送模块23、编码器输入信号处理模块24和/或色标输入信号处理模块25、PD信号产生模块26。

其中，接收模块21用于从前端系统接收打印命令、色面参数、设备参数和打印作业参数，并将接收的命令和参数发送给MCU电路3进行解析。当MCU电路3检测到存储器电路1中为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，接收模块21从前端系统逐页接收各个色面的数据，并根据时序控制将接收的数据存储到存储器电路3中的相应存储空间中。

数据发送模块23用于当MCU电路3检测到存储器电路中存储有一页完整数据时，根据MCU电路3解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储器电路中存储的该页的各个色面的数据发送到后端系统。在数据发送过程中，由于数码喷印设备可以喷印的总宽度(参见设备参数)是由其物理特性决定的，而打印作业的图像宽度是根据生产需要的不同而不同，所以在数据的发送过程中，必然涉及一些点阵的补、减等处理。比如说，如果图像宽度比设备可喷印宽度大，则在数据发送中必须要截掉一部分点阵；同样地，如果图像在承印物上的位置需要移动的话，则在数据发送中可能就需要填补一定数据的空白数据。所有这些与数据处理相关的参数，都需要数据发送模块23进行接收和存储(例如，存储到数据发送模块23中设置的寄存器中)，并且在数据的发送过程中，进行有效地应用。此外，在多色的情况下，数据发送的启动，可以多个色面同时启动，也可以每次启动一个色面，依次进行，避免对存储器电路1读取的总线进行争抢。

编码器输入信号处理模块24用于对通过编码器输入的编码器信号进行滤波和分频倍频处理。由于是编码器信号是外置的编码器所提供的输入信号，所以FPGA内部必须经过一定的滤波处理以消除硬件传输过程中可能存在的毛刺(具体方法就是对信号进行一定时间的采样判断)，才能够正常使用。而编码器实际产生的脉冲个数，并不一定能够正好满足数码喷印设备在编码器旋转一周的过程中所需要的编码器信号个数，所以需要分频倍频处理，得到数量满足要求的有效编码器信号，作为FPGA可用的有效信号。例如，由3个有效的编码器信号在时间T内触发完成1线数据的打印，而机器编码器轴在时间T内实际产生了5个信号，那么就需要先5分频然后3倍频或者先10分频然后6倍频，产生3个信号。滤波和分频倍频之后的编码器信号，作为有效的编码器信号，提供给PD信号产生模块26，作为图像打印线数和延迟线数的基本触发单位和统计单位。

色标输入信号处理模块25用于对通过色标传感器输入的色标信号进行滤波处理。同样地，在数码喷印设备中，色标信号一般也是由外置的色标传感器提供，FPGA对接收到的色标信号进行滤波处理之后，才能够正常使用。

打印触发信号产生模块26用于当MCU电路3检测到已发送一页数据到后端系统之后，根据编码器输入信号处理模块24和/或色标输入信号处理模块25处理的信号和MCU电路3解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号。

不管是连续打印模式，还是色标打印模式，只要后端系统收到一个属于对应色面的PD信号，该色面就开始启动一页的打印。因此，PD信号产生模块26的关键就在于如何产生同一页面的各个色面的PD信号，来保证多个色面可以打印在承印物的同一个物理位置上，进而形成一幅完整的彩色图像。

如上所述，对于多色打印来说，各个色面之间存在一定物理间距，该物理间距可换算成线数后通过记录编码器信号的个数来测量，并根据记录的编码器信号的个数进行延迟来产生各个色面的PD信号。例如，假设纸张的运行方向是从第1色走向第2色面，则在PD信号的产生过程中，同一页的PD信号的产生，肯定是从第1色面开始产生PD信号。假设由3个编码器信号触发完成1线数据的打印，第2色面与第1色面之间的物理间距为m，换算成线数是n线，那么，在第1色面喷印完1线数据之后，必须延迟n线，第2色面才可以开始进行同一线的喷印，这个n线的延迟，需要3n个编码器信号触发完成。也就是说，在第1色面的PD信号产生时刻开始记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数等于3n个时，开始产生第2色面的PD信号。其它色面进行类似的对应于自己的延迟，才能够保证多色套印整齐。

因此，对于连续打印模式，可逐页按照以下步骤产生各个色面的打印触发信号：当MCU电路3检测到已发送当前页的完整数据到后端系统之后，产生第1色面的打印触发信号；从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度加上页面间距之和相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。

对于色标打印模式，可按照以下步骤逐页产生各个色面的打印触发信号：当MCU电路3检测到已发送当前页的完整数据到所述后端系统之后，当接收到第1个有效的色标信号之后，产生第1色面的打印触发信号；从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。这里指出，对于色标打印模式，不存在页面间距的概念。

如图2所示，PD信号产生模块26包括4个PD信号产生子模块261～264，而数据发送模块23也同样包括4个数据发送子模块231～234。这一设置，是为了满足最多4色的设计需求，即最多可以支持CMYK四色的打印同步。在少于4色(例如，1色、2色)的打印需求下，FPGA中实际工作的数据发送子模块和PD信号产生子模块也就会少于4个。对于连续打印模式和色标打印模式所不同的是，同一个编码器信号将同时提供给所有的PD信号产生子模块使用，而色标传感器信号却是首先提供给第1个PD信号产生子模块使用，由PD信号产生子模块1经过一定的处理之后，才会进而输出给其他几个PD信号产生子模块使用。而多个数据发送子模块之间的关系是并行的。

此外，FPGA电路2还包括状态反馈模块(未显示)，其将MCU电路3查询到的后端系统的打印状态返回给前端系统。当MCU电路3查询到后端系统已完成一个页面的打印时，产生状态信息，并通过状态反馈模块返回给前端系统。

以下，将参照图3以基于XAAR1001喷头的彩色数码喷印设备为例来说明图2所示的数码喷印同步控制装置的工作过程。

XAAR1001喷头对一线数据的打印需要3个编码器信号作为触发信号。这样，如果一页图像的数据，从Y方向上来说可以分为2000线，那么总共就需要6000个编码器信号作为触发信号。

假设需要完成一个多页面作业的打印，这个作业有100页，而每一页的页面尺寸为300mm×500mm，即，页面宽度为300mm，页面长度为500mm，换算成页面点阵的单位，X方向(即，宽度方向)以点表示为4255点，Y方向(即，长度方向)以线表示为7092线。

如图3所示，首先，在步骤S301中，MCU电路3对从数码喷印设备的前端系统接收的打印命令、色面参数、设备参数和打印作业参数(包括页面尺寸参数4255和7092)进行解析，并将解析的设备参数和打印作业参数传递给数据发送子模块231～234，将解析的色面参数(包括第2、3、4个色面与第1色面之间的物理间距换算成的相应线数)、设备参数和打印作业参数(包括页面尺寸参数7092)发送给PD信号产生子模块261～264。这里注意，数据发送模块需要知道打印作业X方向和Y方向的大小，而PD信号产生模块只需要知道Y方向的大小即可。

接着，在步骤S302中，MCU电路3响应于启动打印命令，根据实际打印所需的色面数量分配每个色面的存储空间。例如，假设存储器电路设置为512MB，对于4色打印，每个色面可以分配128MB的存储空间。MCU电路3完成存储空间的分配之后，将每个色面对应的存储空间的起始地址和结束地址写入到FPGA的寄存器中。

接着，在步骤S303中，当MCU电路3检测到为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，启动接收模块21从前端系统逐页接收各个色面的数据并存储到相应的存储空间中。

接着，在步骤S304中，当MCU电路3检测到存储有一页完整数据时，启动数据发送子模块231～234，根据解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻(具体来讲，根据页面长度和宽度以及设备最大可喷印宽度来确定X方向和Y方向上数据发送的起始时刻和结束时刻)，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储的该页的各个色面的数据发送到数码喷印设备的后端系统。

接着，在步骤S305中，当MCU电路3检测到已发送完一页数据到后端系统之后，启动PD信号产生模块26根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号和解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号发送到后端系统。

例如，假设第2色面相对于第1色面的物理间距是3000线，打印模式为连续打印模式。如上所述，编码器随机械轴承旋转一周，可以产生若干个脉冲信号，这个脉冲信号输入FPGA之后，由FPGA内部的编码器输入信号处理模块24进行例如1μs的滤波，滤波之后(可能还需要分频倍频处理)的信号作为有效的编码器信号，提供给PD信号产生子模块261～264，作为图像打印线数和延迟线数的基本触发单位和统计单位。

当CMU电路3检测到已发送当前页的完整数据到后端系统之后，PD信号产生子模块261产生第1色面的打印触发信号。然后，从产生第1色面的PD信号的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数达到9000线，即，延迟完3000线之后，PD信号产生子模块262产生同一页的第2色面的PD信号。同样，第3色面和第4色面也在做完自己的延迟之后，PD信号产生子模块263和264产生同一页的第3色面和第4色面的PD信号。后端系统接收到各个色面的PD信号之后，分别完成各个色面的打印，这样就完成了一页完整的4色图像的套印。而且，每个色面在产生完一页的PD信号之后，开始从0记录编码器信号的个数，直到计算到编码器信号的个数等于页面长度7092线的3倍的时候，认为这一页打印完成，接着通过记录编码器信号的个数，走完页面间距，然后产生下一页的PD信号，同时记录编码器个数的计数器清零，重新开始记录。如此往复，便完成了这个100页作业的打印。

在色标打印模式下，色标传感器采集到承印物上的1个色标之后，即产生1个脉冲信号，通过FPGA内部的色标输入信号处理模块25的滤波处理之后，作为有效的色标信号，提供给PD信号产生子模块261。这里之所以将处理之后的色标信号仅传输给PD产生子模块261，而不是像编码器信号一样，直接传输给所有的PD信号产生子模块，是因为在承印物上，可能会在一次印刷的时候，已经连续印刷上去很多个色标信号，而色标模式下的数据打印过程，实际上是数码喷印和一次印刷的结合使用。在本发明涉及到的数码喷印设备的工作过程中，并不是承印物上的每一个色标信号都用来触发产生PD。本发明中，后端系统接收到一个PD，即认为是一张纸的到来，就进行一页图像数据的打印。但是一页图像的页长，可能并不是和承印物上的色标间距完全对应，那么就可能出现要打印的一页图像的页面长度比实际的色标间距大的情况。在一页图像的页面长度比实际色标间距小的时候，自然可以采集到一个色标信号，即产生一个PD信号，触发一页的打印。但是如果一页图像的页面长度比实际的色标间距大，或者是实际色标间距的好几倍的时候，就需要对所采集到的色标信号进行处理，有的产生PD信号，有的不产生PD信号。因此，色标输入信号处理模块25将所有采集到的色标信号都进行处理，然后输出给PD信号产生子模块261，由该子模块来完成色标信号的选择，判断哪些色标信号需要产生PD，而哪些色标信号不需要产生PD，进而将需要产生PD的色标信号传输给其它几个PD信号产生子模块。其它子模块所接收到的色标信号，都是需要产生PD的有效色标信号，所以直接进行延迟和产生PD即可。

同样，例如，对于上述作业1，采用色标打印模式。当MCU电路3检测到已发送当前页的完整数据到后端系统之后，PD信号产生子模块261～264开始工作，但是此时并不开始产生PD信号，而是等待PD信号产生子模块261接收到第1个有效的色标信号之后，开始产生第1色面的PD信号，并通知其它3个PD信号子模块262～264已经产生了1个PD信号。与连续打印模式相同，其它3个子模块在各自做完相应色面的延迟之后，产生属于自己色面的PD信号。各个子模块在产生完PD信号之后，同样通过记录编码器信号的个数，来判断1页数据是否打印完成。如果PD信号产生子模块261在打印1页的过程中，又收到了色标信号，则直接丢掉。与连续打印模式不同的是，PD信号产生子模块261在判断到1页已经打印完成之后(即，从各个色面的PD信号产生时刻起记录的编码器信号的个数等于页面长度7092线的3倍时)，不是紧接着立即产生下一个PD，而是等待到1个新的色标信号之后，才会产生PD，然后再通知后续三个色面进行延迟和一个新的PD的产生。而且，如上所述，在色标打印模式下，不存在页面间距的概念。当最后一个色面的最后一页打印完成的时候，通过MCU电路3产生状态信息，返回给前端系统，这个100页的作业已经打印完成。

在步骤S305中将产生的各个色面的PD信号发送到后端系统进行打印之后，在步骤S306中，判断当前页是否是最后一页，如果是，则结束打印，否则跳转到步骤S303，重复以上步骤，进行下一页的数据发送和打印。

这里指出，步骤S303和步骤S304是并行执行的，具体来讲，在向后端系统发送数据的同时，MCU电路3仍然会持续判断存储器电路1中是否有足够的空间接收前端系统的数据，如果空间足够，则同时会启动FPGA电路2继续向前端系统请求数据。

如果在打印这个作业的过程中，又收到了一个新的页面尺寸相同的作业打印的任务，由于是相同尺寸的页面，各个参数不需要做任何更新，直接发送数据，保证打印的连续性即可。只需要在上一个作业完成的时候，走完前端系统所要求的作业间距，再进行下一个作业的打印即可。

以上已对多色面相同尺寸页面连续打印的同步控制方法进行了描述，以下将对多色面不同尺寸页面的连续打印的同步控制方法进行说明。

例如，打印完一个300mm*500mm的作业之后，紧接着要打印一个250mm*400mm的作业。此时，从整个打印流程上来看，仍然是4色的打印同步，所不同的是，在打印过程中，页面尺寸发生了变化，即下一个打印作业的尺寸和上一个打印作业的尺寸完全不同，由于要求是连续性打印，因此，需要从图像尺寸的参数应用方面入手进行考虑。据上所述，对于图像尺寸参数的应用，主要是在两个环节。

一个环节是在数据发送模块23向后端系统发送每一页图像数据的过程中，各个数据发送子模块231～234会根据每一页图像的尺寸，来判断该页图像数据在X方向和Y方向的起始时刻和结束时刻。数据发送模块23是通过MCU电路3获得每一页图像的尺寸的，而MCU电路3可直接查询接收数据的状态，或者在接收到前端系统发送下来的一个作业的启动打印命令的同时接收到这个作业的各个参数。可在数据发送子模块中设置相应的寄存器，用来记录页面尺寸的参数。每当MCU电路3启动一个数据发送子模块向后端系统发送一页图像的一色数据的时候，MCU电路3便向该数据发送子模块写入一次所要发送页面的尺寸参数，该数据发送子模块可将这组参数写入到对应的寄存器中，在数据发送过程中进行判断，这样就保证了不同尺寸页面数据发送的正确性。

另一个环节是PD信号产生模块26在产生PD信号的过程中，会根据图像Y方向上的线数，来判断一页是否完成打印，是否需要开始产生下一页的PD信号。由于各个子模块都是在产生一个PD之后，进行与页面长度对应的延迟，然后再产生下一个PD，那么也就需要各个子模块在产生一个PD的同时，明确知道当前页面的页面长度尺寸。可采用在PD信号产生模块中设置相应的缓存的方法，MCU电路3将已经发送给后端系统的每一页的页面长度写入到这个缓存中，各个PD信号产生子模块对应一个同样的缓存。这样，在每个子模块产生一个PD的同时，从缓存中读取一个对应的页面长度参数，即可保证PD产生之后的准确延迟。

综上所述，本发明的关键点有两个：一个是多色之间的同步，一个是连续打印过程中页面尺寸的变化控制。在保证多色同步即套印整齐的基础上，准确适时地控制好页面尺寸的变化，即可保证打印的正确性和连续性。

通过以上技术方案，本发明实施例针对数码喷印设备的实时喷印的控制特点，主要采用MCU电路和FPGA电路相结合的方式，结合外围存储器电路，完成对多色面打印的同步控制，实现了多色面的不同尺寸页面的连续打印，实时性好，同步控制精度高。在保证打印速度的前提下，能够在打印过程中即完成整个同步过程和页面尺寸的变换，并且覆盖连续打印模式和色标打印模式两种方式。并且由于FPGA电路部分的设计合理，大大减少了硬件资源的消耗，降低了成本。对于实际的工业生产来说，有效地提高了生产效率，减小了对生产介质的浪费。

以上已参照附图和实施例对本发明进行了详细描述，但是，应该理解，本发明并不限于以上所公开的具体实施例，任何基于本说明书所公开的技术方案的变型都应包括在本发明的保护范围内。例如，还可以以软件的形式或者其它硬件形式实现本发明的数码喷印同步控制方法，并将所实现的软件程序代码或硬件嵌入到数码喷印设备的适当系统中。

Claims (10)

1.一种数码喷印同步控制装置，包括：

存储单元，其用于存储各个色面的数据；

交互处理单元，其用于在控制单元的控制下，从数码喷印设备的前端系统接收各个色面的数据、将接收的数据存储到存储单元中、将存储的数据发送到数码喷印设备的后端系统、根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统；

控制单元，其用于控制交互处理单元执行所述数据接收、存储和发送以及打印触发信号产生步骤；

其中，所述交互处理单元包括：接收模块，其用于从所述前端系统接收打印命令、色面参数、设备参数和打印作业参数，并将接收的命令和参数发送给控制单元进行解析；

数据发送模块，其用于当控制单元检测到存储单元中存储有完整的一页数据时，根据控制单元解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储单元中存储的该页的各个色面的数据发送到数码喷印设备的后端系统；

编码器输入信号处理模块和/或色标输入信号处理模块，所述编码器输入信号处理模块用于对通过编码器输入的编码器信号进行滤波和分频倍频处理，所述色标输入信号处理模块用于对通过色标传感器输入的色标信号进行滤波处理；

打印触发信号产生模块，其用于当控制单元检测到已发送一页数据到所述后端系统之后，根据编码器输入信号处理模块和/或色标输入信号处理模块处理的信号和控制单元解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述打印命令包括启动打印命令、取消打印命令，所述色面参数包括每个色面相对于第1色面的物理间距，所述设备参数包括数码喷印设备的最大喷印有效宽度，所述打印作业参数包括打印作业所需配置的色面数量、打印作业的页面长度、宽度、页数、单作业内的页面间距、打印作业之间的间距；

接收模块还用于，当控制单元检测到存储单元中为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，从所述前端系统逐页接收各个色面的数据，并根据时序控制将接收的数据存储到存储单元中的相应存储空间中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元按照以下步骤进行控制：

对通过接收模块接收的命令和参数进行解析，并将解析的打印作业参数和设备参数传递给数据发送模块，将解析的打印作业参数、设备参数和色面参数传递给打印触发信号产生模块；

响应于启动打印命令，根据色面数量分配存储单元中每个色面的存储空间；

当检测到存储单元中为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，启动接收模块从所述前端系统逐页接收各个色面的数据并存储到存储单元中的相应存储空间中；

当检测到存储单元中存储有完整的一页数据时，启动数据发送模块根据控制单元解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储单元中存储的该页的各个色面的数据发送到数码喷印设备的后端系统；

当检测到已发送一页数据到所述后端系统之后，启动打印触发信号产生模块根据编码器输入信号处理模块和/或色标输入信号处理模块处理的信号以及控制单元解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述打印触发信号产生模块按照以下步骤逐页产生各个色面的打印触发信号：

当控制单元检测到已发送当前页的完整数据到所述后端系统之后，产生第1色面的打印触发信号；

从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；

从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度加上页面间距之和相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述打印触发信号产生模块按照以下步骤逐页产生各个色面的打印触发信号：

当控制单元检测到已发送当前页的完整数据到所述后端系统之后，当接收到第1个有效的色标信号之后，产生第1色面的打印触发信号；

从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；

从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。

6.根据权利要求1～5中的任何一个所述的装置，其特征在于，利用微控制单元电路实现所述控制单元，利用现场可编程门阵列电路实现所述交互处理单元，利用存储器电路实现所述存储单元。

7.一种数码喷印同步控制方法，包括：

对从数码喷印设备的前端系统接收的打印命令、色面参数、设备参数和打印作业参数进行解析，所述打印命令包括启动打印命令、取消打印命令，所述色面参数包括每个色面相对于第1色面的物理间距，所述设备参数包括数码喷印设备的最大喷印有效宽度，所述打印作业参数包括打印作业所需配置的色面数量、打印作业的页面长度、宽度、页数、单作业内的页面间距、打印作业之间的间距；

响应于启动打印命令，根据色面数量分配每个色面的存储空间；

当检测到为各个色面所分配的存储空间足够空闲时，从所述前端系统逐页接收各个色面的数据并存储到相应的存储空间中；

当检测到存储有一页完整数据时，根据解析的打印作业参数和设备参数确定该页的各个色面的数据发送的起始时刻和结束时刻，并根据确定的起始时刻和结束时刻将存储的该页的各个色面的数据发送到数码喷印设备的后端系统；

当检测到已发送一页数据到所述后端系统之后，根据数码喷印设备外围的编码器和/或色标传感器的信号和解析的打印作业参数、设备参数和色面参数产生各个色面的打印触发信号发送到数码喷印设备的后端系统。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：

对通过编码器输入的编码器信号进行滤波和分频倍频处理，对通过色标传感器输入的色标信号进行滤波处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，按照以下步骤逐页产生各个色面的打印触发信号：

当检测到已发送当前页的完整数据到所述后端系统之后，产生第1色面的打印触发信号；

从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；

从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度加上页面间距之和相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，按照以下步骤逐页产生各个色面的打印触发信号：

当检测到已发送当前页的完整数据到所述后端系统之后，当接收到第1个有效的色标信号之后，产生第1色面的打印触发信号；

从第1色面的打印触发信号产生的时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与其余色面中的任何一个相对于第1色面的物理间距相应时，产生该色面的打印触发信号；

从每个色面的打印触发信号的产生时刻起记录编码器信号的个数，当所记录的编码器信号的个数与页面长度相应时，重复执行上述步骤以产生下一页的各个色面的打印触发信号。