專利名稱：數(shù)碼噴印裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷領(lǐng)域，具體而言，涉及一種數(shù)碼噴印裝置和控制方法。
背景技術(shù)：
數(shù)碼噴印技術(shù)將圖像數(shù)據(jù)直接處理、傳輸、噴印。數(shù)碼噴印技術(shù)由于采用按需噴墨式印刷噴頭作為核心成像部件，噴頭的噴嘴與承印體表面通常保持約I毫米左右的間距，所以數(shù)碼噴印技術(shù)稱為非接觸式印刷。噴頭內(nèi)部具有一系列細(xì)小的通道，在印刷過程中，通過壓電晶體產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)將油墨從通道擠出，直接噴射到承印體表面的預(yù)定位置。受限于噴頭的機(jī)械制造工藝，噴頭的最高分辨率是一定的，現(xiàn)有的數(shù)碼噴印技術(shù)無法噴印出分辨率超過噴頭的最高分辨率的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種數(shù)碼噴印裝置和控制方法，以解決數(shù)碼噴印技術(shù)無法噴印出分辨率超過噴頭的最高分辨率的圖像的問題。在本發(fā)明的實施例中，提供了一種數(shù)碼噴印裝置，包括:多行錯位排列的噴頭；控制器，包括:數(shù)據(jù)拆分模塊，用于將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值；選擇模塊，用于在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行；噴印模塊，用于控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的實施例中，提供了一種數(shù)碼噴印裝置的控制方法，裝置包括:多行錯位排列的噴頭和控制器；方法包括:所述控制器將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值；所述控制器在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行；所述控制器控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。由于噴頭的錯位排列，各行噴頭在控制器的控制下，可實現(xiàn)在一個噴頭對應(yīng)的噴印區(qū)域上，通過各行的噴頭噴印的像素點之間的間隔相等。通過上述的噴印裝置和方法，通過在控制器控制下的多個噴頭的噴印，使噴印的圖像的分辨率超過單個噴頭的噴印圖像的分辨率，提高了噴印質(zhì)量。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1示出了數(shù)碼噴印裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2示出了噴印裝置上的噴頭分布的示意圖；圖3示出了含有控制器的各個模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖4示出了數(shù)據(jù)接收和拆分模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖5示出了數(shù)據(jù)存儲控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖6示出了噴頭同步控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖7示出了數(shù)碼噴印裝置的控制流程圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。參見圖1所示的噴印裝置的結(jié)構(gòu)圖，該裝置包括:多行錯位排列的噴頭；控制器，包括:數(shù)據(jù)拆分模塊，用于將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值；選擇模塊，用于在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行；噴印模塊，用于控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。本申請中的噴頭的錯位排列，是指各行噴頭在控制器的控制下，在一個噴頭對應(yīng)的噴印區(qū)域上，通過各行的噴頭噴印的像素點之間的間隔相等。通過上述的噴印裝置，通過在控制器控制下的多個噴頭的噴印，使噴印的圖像的分辨率超過單個噴頭的噴印圖像的分辨率，提高了噴印質(zhì)量。優(yōu)選地，每行的噴頭由多個沿幅寬銜接的噴頭組成，從而提高噴印的幅寬。下面以型號為XAAR1001噴頭為基礎(chǔ)的140mm幅寬彩色數(shù)碼噴印設(shè)備的水平分辨率由360DPI提升為720DPI為例來說明本發(fā)明的具體實施方案。單個XAAR1001噴頭的幅寬為70mm，水平分辨率為360DPI，有效噴嘴個數(shù)為1000個。一方面，如果要實現(xiàn)幅寬為140mm的打印，則需要2個噴頭的水平銜接。另一方面，如果要實現(xiàn)水平720DPI，則需要2排噴頭進(jìn)行錯位拼接。參見圖2的示意圖。其中單個噴頭的打印寬度Al = 70mm，一個色面的打印幅寬A2 = 140mm,噴頭1、噴頭3為720DPI下一個色面的前一排噴頭，噴頭2、噴頭4為720DPI下一個色面的后一排噴頭，A 5為720DPI的下一個色面的完整的噴頭模組，而一個完整的數(shù)碼噴印設(shè)備包含有多個色面的噴印模組。在圖2中示出噴印幅寬的擴(kuò)展，即每一行噴頭都是通過2個噴頭的銜接，將噴印幅寬擴(kuò)展為140mm。然后，由前后排列的兩排噴頭構(gòu)成一個色面的完整的噴頭模組，兩排噴頭錯位排列，具體到噴嘴而言，是保證將第2排噴頭的第I個噴嘴位于第I排噴頭的第I個噴嘴和第2個噴嘴之間，如此延續(xù)，即使得兩排噴頭的噴嘴錯位相交排列，將水平分辨率提升了 I倍。例如:噴頭2的第I個噴嘴位于第I排的噴頭I的第I個噴嘴和第2個噴嘴之間；噴頭I與噴頭3水平銜接，噴頭2與噴頭4水平銜接。圖3示出了含有本發(fā)明控制器的各個模塊的結(jié)構(gòu)框圖，其中，數(shù)據(jù)拆分模塊集成在數(shù)據(jù)接收和拆分模塊中；選擇模塊和噴印模塊集成在噴頭同步控制模塊中。在圖3中，MCU和SDRAM為外圍輔助部件。MCU在系統(tǒng)啟動之初，根據(jù)噴頭數(shù)量和SDRAM大小，完成對各個噴頭數(shù)據(jù)存儲空間的分配。另外，MCU還需要告知數(shù)據(jù)接收和拆分模塊，各個噴頭在一線數(shù)據(jù)中需要截取數(shù)據(jù)的起始位置和數(shù)據(jù)長度；以及，告知噴頭同步控制模塊，各個噴頭噴印所需要延遲的時間。當(dāng)一線數(shù)據(jù)輸入到FPGA之后，首先進(jìn)入到數(shù)據(jù)接收和拆分模塊，完成對應(yīng)于各個噴頭的數(shù)據(jù)拆分，由各個噴頭根據(jù)起始位置和數(shù)據(jù)長度在一線數(shù)據(jù)中截取屬于自己的有效數(shù)據(jù)；各個噴頭所對應(yīng)的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)存儲控制模塊，寫入到SDRAM對應(yīng)的存儲空間中去；之后，只要SDRAM中各個噴頭仍然有剩余空間，則繼續(xù)向前端請求數(shù)據(jù)，并進(jìn)行新的一線數(shù)據(jù)的拆分和存儲處理。噴頭同步控制模塊，不斷從各個噴頭所對應(yīng)的SDRAM空間中讀取數(shù)據(jù)并輸出給各個噴頭，然后通過同步控制，完成對各個噴頭噴印時刻的延時控制，當(dāng)某個噴頭的延時完成之后，即一次性觸發(fā)，完成一線數(shù)據(jù)的噴印。優(yōu)選地，以所述噴頭的噴嘴對應(yīng)的數(shù)據(jù)長度為單位、以I/(N-1)為間隔，在所述圖像數(shù)據(jù)中抽取數(shù)據(jù)；所述N為行數(shù)。在數(shù)碼噴印設(shè)備中，一個完整的打印作業(yè)由很多個頁面組成，每一個頁面實際上是一幅完整的圖像。首先，一幅圖像可以分解為多個顏色，而每個顏色的色面可以說是由很多條橫線組成，一條線又是由一定數(shù)量的點子(即像素點)按照一定的分辨率排列而成，每個點子具有一定的灰度級，即所謂的“點成線，線成面”。每個噴嘴一次性噴出的墨水對應(yīng)于圖像中的一個點子。每個點子所對應(yīng)的數(shù)據(jù)，即是數(shù)據(jù)處理的基本單元。一幅圖像中的一條橫線的每個點子對應(yīng)一個噴嘴。數(shù)據(jù)接收和拆分模塊，就是將所接收到的每一條橫線的數(shù)據(jù)，也稱為一線數(shù)據(jù)，拆分到對應(yīng)的各個噴頭上去，并最終分配到各個噴嘴上去。具體來說，如果單個噴頭的物理寬度為X，噴印設(shè)備由k個噴頭實現(xiàn)幅寬的擴(kuò)展，而單個噴頭的水平物理分辨率為mDPI，噴印設(shè)備要實現(xiàn)的水平分辨率為(m*n)DPI。則該噴印設(shè)備一個色面的一線，是由這k*n個噴頭來實現(xiàn)，一線數(shù)據(jù)最終需要拆分至這k*n個噴頭上去。進(jìn)一步,如果單個噴頭的有效噴嘴個數(shù)為i，則該色面總的噴嘴個數(shù)為i*k*n, —線數(shù)據(jù)即需要拆分至這i*k*n個噴嘴上去，由其根據(jù)灰度級完成噴印。當(dāng)數(shù)據(jù)接收與拆分模塊接收到一線數(shù)據(jù)之后，需要根據(jù)各個噴頭在該色面中的位置，在一線數(shù)據(jù)中截取對應(yīng)的數(shù)據(jù)并交由數(shù)據(jù)存儲控制模塊進(jìn)行緩存。數(shù)據(jù)接收和拆分模塊每接收到一線數(shù)據(jù)，即完成向k*n個噴頭上的拆分，然后緊接著進(jìn)行下一線的數(shù)據(jù)接收和拆分。這個速度遠(yuǎn)大于噴頭本身的噴印速度，所以需要數(shù)據(jù)存儲控制模塊完成數(shù)據(jù)的緩存。數(shù)據(jù)存儲控制模塊一方面是對應(yīng)于各個噴頭的一線數(shù)據(jù)的緩存，另一方面是對應(yīng)于各個噴頭的多頁面數(shù)據(jù)的存儲。首先，一線數(shù)據(jù)在拆分的過程中，即按照各個噴頭的實際噴嘴個數(shù)截取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行各自的緩存，這個緩存的數(shù)據(jù)量限于一線之內(nèi)，所以比較小，可以采用FPGA中的FIFO來完成。但是由于數(shù)據(jù)接收、拆分和噴頭噴印的速度差異，必將面臨各個噴頭大量數(shù)據(jù)的緩存，這個數(shù)據(jù)的緩存量，可能多達(dá)很多個頁面的數(shù)據(jù)，所以可以采用SDRAM等較大容量的存儲器芯片來存儲，所對應(yīng)的存儲控制模塊即需要完成對這些外圍存儲芯片的控制。由于通過機(jī)械拼接的同一色面的所有噴頭，物理位置前后各異，而其所噴印的每一線數(shù)據(jù)最終在承印物上的成像，仍然需要是一條直線，相應(yīng)數(shù)量的直線最終構(gòu)成完整的頁面，這樣才能保證噴印出來的圖像和拆分之前的待打印圖像一致。所以需要完成各個噴頭之間的同步控制，也就是說，需要控制好各個噴頭每一線數(shù)據(jù)的噴印時刻，即延時控制，來保證各個噴頭在不同時刻噴印的圖像最終能夠形成一條滿足一定分辨率的直線。噴頭同步控制模塊，可分為數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和噴印同步控制模塊兩個部分。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊可不考慮同步問題，只需要將從存儲空間中讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送至各個噴頭即可，由噴印同步控制模塊完成對各噴頭噴印時刻的延時控制，每一次觸發(fā)完成一線數(shù)據(jù)的噴印。圖4示出了數(shù)據(jù)接收和拆分模塊的結(jié)構(gòu)框圖。由于一個色面的噴頭模組是前后兩排噴頭噴嘴錯位排列，所以接收到一線數(shù)據(jù)之后，首先需要將數(shù)據(jù)拆分到前后兩排噴頭上去。由于一線數(shù)據(jù)是按照點子的排列順序而排列的，每個點子對應(yīng)圖像中的一個像素點。XAAR1001噴頭的一個點子對應(yīng)4bit的數(shù)據(jù)，所以從一線數(shù)據(jù)里以4bit為單位，提取奇數(shù)位置的數(shù)據(jù)，這里稱為為奇數(shù)子線，對應(yīng)于前一排噴頭的噴嘴，如噴頭I ;提取偶數(shù)位置的數(shù)據(jù)，這里稱為為偶數(shù)子線，對應(yīng)于后一排噴頭的噴嘴，如噴頭2。之后，各個子線分別進(jìn)行一排內(nèi)部噴頭的數(shù)據(jù)拆分。由于一排內(nèi)部的兩個噴頭之間是水平銜接的，所以對應(yīng)于每個噴頭的數(shù)據(jù)在子線內(nèi)部的位置也是前后銜接的，不存在交叉排列的關(guān)系，只需要根據(jù)其起始位置和數(shù)據(jù)長度兩個參數(shù)，從子線中截取相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。在該實施例中，由于是2行噴頭，則間隔為I。從而形成奇偶抽取數(shù)據(jù)。在XAAR1001噴頭中，雖然噴頭的整體水平分辨率為360DPI，但實質(zhì)上是由2列180DPI的噴嘴錯位拼接而成的，即噴頭內(nèi)部是由2列噴嘴組成的，每一列為500個有效噴嘴，實現(xiàn)180DPI的分辨率，兩列噴嘴錯位相交，構(gòu)成360DPI，并且兩列噴嘴的控制是獨立的。所以對于單個噴頭的數(shù)據(jù)，需要據(jù)此再進(jìn)行一步奇偶拆分，如圖4所示，為數(shù)據(jù)I和數(shù)據(jù)2，分別對應(yīng)于一個噴頭中的一列噴嘴。單個噴頭的數(shù)據(jù)拆分，只需要將噴頭所需要的1000個噴嘴的數(shù)據(jù)連續(xù)性發(fā)送給噴頭即可，具體的拆分過程由噴頭內(nèi)部自行完成。圖5示出了數(shù)據(jù)存儲控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。數(shù)據(jù)存儲控制模塊包含對一線數(shù)據(jù)的緩存和對SDRAM的操作。當(dāng)一線數(shù)據(jù)完成拆分以后，首先緩存到各自的FIFO中，其中每個噴頭的一列噴嘴各對應(yīng)一個FIFO。當(dāng)任意一個FIFO緩存到屬于自己的一線數(shù)據(jù)之后，即啟動SDRAM寫請求，通過SDRAM寫模塊將數(shù)據(jù)寫入到對應(yīng)的SDRAM空間中去。當(dāng)某個噴頭的SDRAM空間中有數(shù)據(jù)，而后續(xù)無打印數(shù)據(jù)的時候，即啟動該噴頭的SDRAM讀請求，通過SDRAM讀模塊將數(shù)據(jù)讀出來，通過噴頭同步控制模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到對應(yīng)的噴頭中去。在系統(tǒng)啟動之初，MCU即根據(jù)噴頭個數(shù)和SDRAM大小完成對各個噴頭的大容量存儲空間的分配，由SDRAM地址管理模塊做好對各個噴頭讀寫SDRAM地址的管理。由于涉及到對多個噴頭的讀寫SDRAM操作，其中必然存在競爭，均采用輪詢操作的方式進(jìn)行。圖6示出了噴頭同步控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。從圖中可以看出，對于每個噴頭，針對每一列，均有一個數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，從SDRAM中對應(yīng)的存儲空間讀取數(shù)據(jù)，發(fā)送給后端噴頭。由于一個色面的噴頭模組內(nèi)部有4個噴頭，其物理位置前后各異，所以需要一個噴印同步控制模塊，來對各個噴頭進(jìn)行延時控制。當(dāng)某個噴頭的延時完成之后，即啟動該噴頭的噴印。各個噴頭所需要延遲的時間，在系統(tǒng)啟動之初，由MCU根據(jù)各個噴頭實際的物理位置設(shè)置給噴印同步控制模塊。具體到每個噴頭，由于其內(nèi)部的兩列噴嘴也是物理分開并且獨立控制的，所以也需要一個針對該噴頭內(nèi)部的噴印同步控制模塊，來完成對兩列噴嘴的同步噴印控制，而這個兩列的物理間距基本是固定的，可定為D。也就是說，當(dāng)某個噴頭的延時完成之后，首先是該噴頭的第一列噴頭啟動噴印，再經(jīng)過紙張移動D距離的時間的延時后，其第2列才開始噴印。參見圖7，本發(fā)明還提供一種數(shù)碼噴印裝置的控制方法，裝置包括:多行錯位排列的噴頭和控制器；
方法包括:Sll:所述控制器將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值；S12:所述控制器在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行；S13:所述控制器控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。通過上述的噴印裝置的控制方法，控制器控制多個錯位排列的噴頭噴印，使噴印的圖像的分辨率超過單個噴頭的噴印圖像的分辨率，提高了噴印質(zhì)量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼噴印裝置，其特征在于，包括: 多行錯位排列的噴頭； 控制器，包括: 數(shù)據(jù)拆分模塊，用于將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值； 選擇模塊，用于在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行； 噴印模塊，用于控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每行的噴頭由多個沿幅寬銜接的噴頭組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述錯位排列為:在一個噴頭對應(yīng)的噴印區(qū)域上，通過各行的噴頭噴印的像素點之間的間隔相等。
4.一種數(shù)碼噴印裝置的控制方法，其特征在于，裝置包括:多行錯位排列的噴頭和控制器； 方法包括: 所述控制器將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值； 所述控制器在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行； 所述控制器控制每個所選噴頭行噴印I份所述數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述分成多份的過程包括: 以所述噴頭的噴嘴對應(yīng)的數(shù)據(jù)長度為單位、以所述行數(shù)為間隔，在所述圖像數(shù)據(jù)中抽取數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，每行的噴頭由多個沿幅寬銜接的噴頭組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述錯位排列的噴頭為2行；每行2個噴頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述圖像的數(shù)據(jù)按照奇數(shù)位置、偶數(shù)位置拆分為2份。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種數(shù)碼噴印裝置和控制方法，裝置包括多行錯位排列的噴頭；控制器，包括數(shù)據(jù)拆分模塊，用于將所述圖像的數(shù)據(jù)分成多份，份數(shù)等于圖像的分辨率與每個噴頭的分辨率的比值；選擇模塊，用于在錯位排列的多行噴頭中等間隔地選擇所述份數(shù)的噴頭行；噴印模塊，用于控制每個所選噴頭行噴印1份所述數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了一種數(shù)碼噴印裝置的控制方法。通過上述的噴印裝置和方法，通過在控制器控制下的多個噴頭的噴印，使噴印的圖像的分辨率超過單個噴頭的噴印圖像的分辨率，提高了噴印質(zhì)量。
文檔編號B41J29/38GK103171279SQ20111043578
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者沈宏, 周正生, 陳 峰 申請人:北大方正集團(tuán)有限公司, 北京大學(xué), 北京北大方正電子有限公司