一种基于光纤传输技术的喷墨打印机控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及喷墨打印机领域，更具体地，涉及一种基于光纤传输技术的喷墨打印机控制系统。


背景技术：

2.目前，喷墨打印系统有两种工作模式，分别为单pass模式和多pass模式。
3.多pass模式的实现原理为：驱动电机驱动一组或者多组喷头，在打印介质运动方向(纵向)的垂直方向(横向)进行来回喷墨，实现宽幅面的打印输出。每一次打印完成后，由步进电机带动打印介质在纵向上移动一次打印在纵向上的距离。在多pass模式下，纵向设置的喷头的宽度决定了一次打印的打印幅面的长度，喷头横向打印运动的距离决定了打印幅面的宽度。喷头的打印次数，即pass数，决定了打印输出的横向分辨率的大小。多pass的特点是：每次打印输出受限于喷头的宽度大小，同时需要驱动电机与步进电机的协调配合，二者都需要频繁起停；以牺牲速度来换取宽幅面的打印输出。在相同的pass数和打印幅面长度的前提下，为了提高多pass模式的打印速度，喷头通常沿纵向并列设置为多组，以提高喷头的宽度，减少步进电机带动打印介质在纵向上移动的次数。
4.单pass模式相比于多pass模式取消了喷头的驱动电机，将喷头在横向上固定，只有打印介质在纵向上移动。在喷头持续工作的同时，由电机驱动打印介质在纵向上实现高速、连续的运动，从而获得高的打印速度。打印速度与多pass相比较有了大大的提高，但单pass模式的打印幅面宽度取决于横向设置的喷头的宽度大小，而喷头的宽度由喷头的喷孔数和自身的物理分辨率决定。为获得较宽幅面的输出和提高打印速度，可以选择喷头宽度大且物理精度高的喷头，但这类喷头价格都比较昂贵。因此为避免多pass模式打印速度低、数据传输速度慢的缺点，同时避免单pass模式为获得宽幅面而使用宽度大且物理精度高的昂贵喷头，以降低生产成本。单pass模式通常将多组喷头横向并列放置，组成喷头阵列实现高速的输出。多组喷头组成喷头阵列可获得较宽的打印幅面，并且可以改变喷头的数目来改变打印宽幅，以适应不同用户的应用需求。
5.现有技术中，单pass模式和多pass模式的喷墨打印系统多数采用多组喷头，每组喷头都需要通过驱动控制板的控制，完成喷墨过程。驱动控制板与喷头的连接方案有一对一和一对多的两种。驱动控制板与喷头一对一的情形下，驱动控制板的数量随着喷头数量的增加而增加。驱动控制板与喷头集成布置时，安装喷头的喷墨机构将变得重量大、体积臃肿；其次由于驱动板控制板、线缆和墨路管线都集中在喷墨机构的狭小空间内，安装和维护操作困难。驱动控制板与喷头分体布置时，由于驱动控制板需要与喷头通过远距离的线缆传输，则存在信号延时、信号衰减和信号干扰等问题。此外，驱动控制板与喷头一对多的情况下，虽然驱动控制板的数量得到了精简，但喷墨打印系统的兼容性、拓展性变差。不同厂家的驱动板控制板与喷头采用不同的电气接口，同一块驱动控制板只能连接多组相同电气接口的喷头。当用户为了满足打印效果的需求，需要配置多组不同电气接口的喷头时，只能对应配置多块驱动控制板，由于驱动控制板数量过多导致的上述问题依旧存在。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在克服上述现有技术至少一项的不足，提供一种基于光纤传输技术的喷墨打印机控制系统，用于解决配置多组喷头时，由于驱动控制板数量过多导致的喷墨机构体积臃肿、安装维护不便的问题，以及驱动控制板拓展性差的问题，达到灵活组建多组不同种类喷头的效果。
7.本实用新型采取的技术方案是，一种基于光纤传输技术的喷墨打印机控制系统，包括客户端、网络交换机、运动控制板、传感器组件、驱动板和喷头板；客户端通过网络交换机将打印数据分发给若干块驱动板，客户端通过网络交换机将打印信号发送给运动控制板；运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的喷墨机构和/或介质输送机构的运动；传感器组件检测喷墨机构上的喷头和/或打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号；每块驱动板、每块喷头板与每个喷头一一对应连接；驱动板将打印数据处理成喷头数据后，发送给喷头板；若干块驱动板在同步接收到传感器组件的触发信号后，控制喷头板驱动喷头喷射墨滴。
8.本方案通过将传统的驱动控制板按功能拆成驱动板和喷头板两部分。驱动板负责完成客户端发送的打印数据的处理，包括打印的图像数据处理和喷头的参数配置等；而喷头板则根据喷头的电气接口规范，将驱动板发送的喷头数据转换为驱动喷头的模拟信号。喷头板集成在喷头时，由于喷头板只负责驱动喷头，功能单一，喷头板的重量和体积将大为减少，从而简化了喷墨机构的设计、方便了安装和维护。此外，驱动板与喷头板分体布置时，由于驱动板与喷头板之间采用数字信号传输，稳定可靠，避免了信号延时、信号衰减和信号干扰等问题。另一方面，喷头板完成了驱动板与喷头之间的电气接口匹配，增强了喷墨打印控制系统的拓展性。在需要组建不同种类喷头或研发新喷头时，本系统的硬件只需要修改喷头板即可，其他板卡、组件可以通用。驱动板根据不同种类喷头的特性配置新的程序，以发送符合喷头板和喷头标准的喷头数据，进而控制喷头板驱动喷头喷射墨滴。最后，本方案利用网络交换机进行数据传输，可大规模进行数据传输来实现管理大规模喷头的使用，安装方便，兼容性高，应用灵活，稳定，易于问题的排查，维修。可以非常灵活的组建从1个喷头到上百个喷头的系统应用，硬件容易扩展，软件设计也允许灵活设置。
9.本方案的喷墨打印控制系统可以支持单pass模式，也可以支持多pass模式。单pass模式时，运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的介质输送机构的运动；传感器组件检测打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号。多pass模式时，运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的喷墨机构和介质输送机构的运动；传感器组件检测喷墨机构上的喷头和打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号。
10.优选地，所述驱动板和所述喷头板分别设有第一光纤接口，驱动板与喷头板通过光纤电连接。光纤进行数据传送，具有高速、稳定、可靠等优点，可以避免电磁干扰。
11.优选地，所述喷头板上设有匹配所述喷头的电气接口，喷头板集成安装在喷头上。
12.优选地，所述驱动板储存接收到的打印数据；根据打印数据，修正所述喷头的参数，并将打印数据进一步转换成喷头单次喷射所需的喷头数据。
13.优选地，所述喷头板储存接收到的喷头数据；根据喷头数据和触发信号，控制所述喷头上的各个喷嘴的电压波形，进而控制喷头喷射墨滴。
14.本方案的驱动板和喷头板都设有储存模块。在喷墨打印中，客户端发送打印数据
和打印信号后，打印数据传输到驱动板，驱动板板将会对打印数据进行储存和处理；喷头数据传输到喷头板，喷头板也会对喷头数据进行储存和处理；都不需要实时传输数据，喷墨打印控制系统可脱机工作，避免因为数据的传输速度而影响打印精度。
15.优选地，所述传感器组件包括：用于探测所述打印介质的运动位置并发送触发信号的第一传感器；用于检测所述喷头的运动位置并发送喷头位置信号的第二传感器；用于向若干块所述驱动板同步发送信号的信号分配板，包括第一信号分配板，第二信号分配板。
16.进一步，所述第一传感器为光眼传感器。
17.进一步，所述第二传感器为光栅尺或磁栅尺。
18.单pass模式时，传感器组件包括光眼传感器和光眼信号分配板；多pass模式时，传感器组件包括光眼传感器、光栅尺、光眼信号分配板和光栅信号分配板。
19.优选地，所述网络交换机与所述客户端、所述运动控制板、若干块所述驱动板组成基于tcp/ip协议的星型拓扑以太网络。
20.进一步，所述驱动板设有第二光纤接口和rj45接口，驱动板与所述网络交换机通过光纤或双绞线连接。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
22.本方案通过将传统的驱动控制板按功能拆成驱动板和喷头板两部分，解决了配置多组喷头时，由于驱动控制板数量过多导致的喷墨机构体积臃肿、安装维护不便的问题，以及驱动控制板拓展性差的问题，达到灵活组建多组不同种类喷头的效果。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1应用于多pass模式的系统框架图。
具体实施方式
24.本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.实施例1
26.如图1所示，本实施例为一种基于光纤传输技术的喷墨打印机控制系统。所述控制系统包括客户端、网络交换机、运动控制板、传感器组件、驱动板和喷头板；客户端通过网络交换机将打印数据分发给若干块驱动板，客户端通过网络交换机将打印信号发送给运动控制板；运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的喷墨机构和/或介质输送机构的运动；传感器组件检测喷墨机构上的喷头和/或打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号；每块驱动板、每块喷头板与每个喷头一一对应连接；驱动板将打印数据处理成喷头数据后，发送给喷头板；若干块驱动板在同步接收到传感器组件的触发信号后，控制喷头板驱动喷头喷射墨滴。
27.本方案通过将传统的驱动控制板按功能拆成驱动板和喷头板两部分。驱动板负责完成客户端发送的打印数据的处理，包括打印的图像数据处理和喷头的参数配置等；而喷头板则根据喷头的电气接口规范，将驱动板发送的喷头数据转换为驱动喷头的模拟信号。喷头板集成在喷头时，由于喷头板只负责驱动喷头，功能单一，喷头板的重量和体积将大为
减少，从而简化了喷墨机构的设计、方便了安装和维护。此外，驱动板与喷头板分体布置时，由于驱动板与喷头板之间采用数字信号传输，稳定可靠，避免了信号延时、信号衰减和信号干扰等问题。另一方面，喷头板完成了驱动板与喷头之间的电气接口匹配，增强了喷墨打印控制系统的拓展性。在需要组建不同种类喷头或研发新喷头时，本系统的硬件只需要修改喷头板即可，其他板卡、组件可以通用。驱动板根据不同种类喷头的特性配置新的程序，以发送符合喷头板和喷头标准的喷头数据，进而控制喷头板驱动喷头喷射墨滴。最后，本方案利用网络交换机进行数据传输，可大规模进行数据传输来实现管理大规模喷头的使用，安装方便，兼容性高，应用灵活，稳定，易于问题的排查，维修。可以非常灵活的组建从1个喷头到上百个喷头的系统应用，硬件容易扩展，软件设计也允许灵活设置。
28.本方案的喷墨打印控制系统可以支持单pass模式，也可以支持多pass模式。单pass模式时，运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的介质输送机构的运动；传感器组件检测打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号。多pass模式时，运动控制板接收到打印信号后，控制打印机的喷墨机构和介质输送机构的运动；传感器组件检测喷墨机构上的喷头和打印介质的运动位置，并向驱动板发送信号。
29.优选地，所述驱动板和所述喷头板分别设有第一光纤接口，驱动板与喷头板通过光纤电连接。光纤进行数据传送，具有高速、稳定、可靠等优点，可以避免电磁干扰。
30.优选地，所述喷头板上设有匹配所述喷头的电气接口，喷头板集成安装在喷头上。
31.优选地，所述驱动板储存接收到的打印数据；根据打印数据，修正所述喷头的参数，并将打印数据进一步转换成喷头单次喷射所需的喷头数据。
32.优选地，所述喷头板储存接收到的喷头数据；根据喷头数据和触发信号，控制所述喷头上的各个喷嘴的电压波形，进而控制喷头喷射墨滴。
33.本方案的驱动板和喷头板都设有储存模块。在喷墨打印中，客户端发送打印数据和打印信号后，打印数据传输到驱动板，驱动板板将会对打印数据进行储存和处理；喷头数据传输到喷头板，喷头板也会对喷头数据进行储存和处理；都不需要实时传输数据，喷墨打印控制系统可脱机工作，避免因为数据的传输速度而影响打印精度。
34.优选地，所述传感器组件包括：用于探测所述打印介质的运动位置并发送触发信号的第一传感器；用于检测所述喷头的运动位置并发送喷头位置信号的第二传感器；用于向若干块所述驱动板同步发送信号的信号分配板，包括第一信号分配板，第二信号分配板。
35.进一步，所述第一传感器为光眼传感器。
36.进一步，所述第二传感器为光栅尺或磁栅尺。
37.单pass模式时，传感器组件包括光眼传感器和光眼信号分配板；多pass模式时，传感器组件包括光眼传感器、光栅尺、光眼信号分配板和光栅信号分配板。此外，采用信号分配板进行信号同步发送，能避免由于驱动板之间的不同步工作，导致的喷墨打印的图像发生偏移、偏色等问题。
38.优选地，所述网络交换机与所述客户端、所述运动控制板、若干块所述驱动板组成基于tcp/ip协议的星型拓扑以太网络。
39.进一步，所述驱动板设有第二光纤接口和rj45接口，驱动板与所述网络交换机通过光纤或双绞线连接。
40.本方案中，客户端、驱动板和喷头板的具体功能划分如下：
41.客户端主要进行系统和喷头参数设置、图像数据构造、图像数据上传删除和打印命令控制。系统和喷头参数设置：比如设置多组喷头组成的矩阵为多少个颜色，每个颜色多少个喷头；驱动板的ip地址；每个喷头的相对物理位置；每个喷头的电压等。图像数据构造：根据系统参数将整个图片文件分割成每块喷头独立的数据，并将数据转换成驱动板所要求的格式。图像数据上传删除：将构造好的数据上传至每块驱动板；或通知驱动板删除某些图像数据。打印命令控制：启动、暂停、停止打印动作。
42.驱动板为独立的嵌入式linux系统，具备千兆网络接口(rj45电口和sfp光口任意切换)，32m flash代码存储空间，2gb内存。每块驱动板根据客户端发送的打印数据，自主控制打印过程，将图像数据进一步做图像偏移、关闭某些喷嘴孔位、修正喷嘴数据等功能，将打印数据转换成喷头单次喷射的数据格式，并将最终打包为喷头数据发送给喷头板。其次，驱动板管理打印任务队列，支持组合打印任务，支持生产中插打某些样稿图片，或者根据光眼信号打印某个编号的图片，以及收集打印任务信息汇总给客户端程序。
43.喷头板接收驱动板下发的喷头数据，根据喷头电气接口规范将喷头数据传送至喷头，根据光栅信号或时间延时信息驱动喷头喷射墨滴。喷头板根据喷头规范或环境温度，控制喷头喷嘴的电压波形，输出符合喷头和墨水要求的高质量的电压源，保证喷头喷射墨滴正确无误。喷头板读取喷头内部寄存器数据，或将喷头所需的波形参数等信息写入喷头内部寄存器。喷头板控制对喷头进行加热。
44.显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。