一种多通道功率校正时间控制装置及方法与流程

本发明属于激光打印机领域，具体是一种多通道功率校正时间控制装置及方法。

背景技术：

目前，市场上使用的主要是单激光器的LSU控制单元。随着激光器的生产和制造工艺的改进，多激光器的激光扫描单元(LSU)已经具备生产条件。LSU发射激光部分的主要部件是激光器和功率校正单元。当打印数据模块的输出数据时，数据‘1’使激光器发光，数据‘0’使激光器不发光；当激光器发光一段时间后都需要重新校准功率，校准的时间点选择非常重要，选择不当就会干扰打印数据模块控制激光器。

现有的LSU发射激光部分的控制装置最主要部件是打印头功率校准时间控制单元。如图1所示，单通道功率校正单元的行同步判断模块负责感知行同步下降沿到来；校准时间控制(CTC)周期信号模块负责产生CTC正常工作的周期信号；CTC初始化模块负责产生CTC初始化时序；CTC信号模块负责整合CTC初始化模块和CTC周期信号模块产生的波形输出；打印数据模块负责透传打印数据通道的数据。

单通道功率校准时间控制单元产生的时序波形，如图2所示，在LSR_EN电平由高变低时，CTC初始化模块输出高电平，同时高电平定时器启动，维持高电平时间为T₁₁；当高电平时间维持结束后，低电平定时器启动，维持高电平时间为T₁₂；经过T₁₁和T₁₂时间初始化完成，每当行同步判断模块感知到一个行同步下降沿时，都会触发CTC信号由低变高，并触发高电平定时器计时T₁₃时间；当高电平时间维持结束后，会自动触发低电平定时器计时T₁₄时间。当LSR_EN由低电平变为高电平时，LSR_CTC和LVDS_DATA维持高电平不跳变。

现有的打印控制单元基本只支持单个打印头功率校准时间控制，不能实现多打印头功率校准时间控制。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种多通道功率校准时间控制单元，包括LSU使能和行同步处理模块、CTC1信号模块、n-1路信号混叠发生器模块、n-1路信号拆分控制模块和n-1路自动循环拨码控制模块；所述LSU使能和行同步处理模块会使能LSU和各功能模块，检测行同步信号和发送行同步上升沿脉冲或者下降沿脉冲到CTC1信号模块；所述CTC1信号模块根据配置信息可以产生初始化阶段和正常工作阶段的CTC1信号，还可以向n-1路信号拆分控制模块传输控制信息和接收n-1路信号混叠发生器模块的初始化完成标记；所述n-1路信号拆分控制模块接收和解析前级控制信号，根据解析的信息产生n-1路信号拆分控制信息传输到下一级；所述n-1路信号混叠发生器模块接收n-1路信号拆分控制模块传送过来的脉冲信号，产生混叠信号传输到下一级；所述n-1路自动循环拨码控制模块接收n-1路信号拆分控制模块传输的周期计数器。

进一步的，所述LSU使能和行同步处理模块包括LSU使能单元、同步信号电平检测单元、边沿脉冲发生器和配置信息单元。

进一步的，所述CTC1信号模块包括计时单元、边沿脉冲产生单元、容错门限单元和配置信息单元。

进一步的，所述n-1路信号混叠发生器模块包括初始化循环单元和信号混叠循环单元。

进一步的，所述n-1路信号拆分控制模块包括边沿脉冲收集处理单元、脉冲输出单元和配置信息单元。

进一步的，所述n-1路自动循环拨码控制模块包括自动循环拨码单元、n-1路拨码检测单元和n-1路CTC信号输出单元。

本发明还提供了一种多通道功率校准时间控制方法，包括初始化步骤和工作步骤，所述工作步骤包括：当初始化完成后，第一步，CTC1信号一个上升沿脉冲触发边沿脉冲收集处理单元延时计时器开始计时，当记满T_wt时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个延时结束脉冲；第二步，同时边沿脉冲收集处理单元第一个计时器开始计时，当记满T_pl时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个电平跳变脉冲；第三步，同时边沿脉冲收集处理单元第二个计时器开始计时，当记满T_ph时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器又发出一个电平跳变脉冲；重复第二步和第三步，输出n-1个周期，周期计数器在每输出两个脉冲后计数器加一。等待下一个CTC1信号一个上升沿脉冲，重复以上过程，直到LSU使能关闭，边沿脉冲收集处理单元不在发出脉冲信号。

进一步的，所述初始化步骤包括：CTC1信号上升沿脉冲触发边沿脉冲收集处理单元第一个计时器开始计时，当记满ΔT_H时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个初始化脉冲；同时边沿脉冲收集处理单元第二个计时器就会开始计时，当记满ΔT_L时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出又一个初始化脉冲；同时边沿脉冲收集处理单元第一个计时器开始计时，该模块如此往复向信号混叠发生器输出周期为ΔT_H +ΔT_L 的2(n-1)个初始化脉冲，周期计数器在每输出两个脉冲后计数器加一，在最后一个周期输出完成后，会产生一个初始化结束脉冲返回给CTC1信号模块。

本发明的多通道功率校准时间控制单元不仅可以提高打印的效率，还可以提高打印的精确度和实时性。只需要CPU发送简单的配置指令，在打印的全程中无需CPU参与；这不仅可以提高控制的实时性、精确度和CPU负担，而且大大提高打印的效率。

附图说明

图1是现有技术中单通道功率校正单元示意图；

图2是现有技术中单通道功率校正时序图；

图3是LSU部分结构示意图；

图4是本发明的多通道功率校准时间控制单元框架图；

图5是初始化时序图；

图6是正常工作时时序图；

图7是完整的工作时序图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明主要针对多通道功率校准时间控制，提出了一种节省硬件资源、实时、高效和精确的控制方法。

如图4所示，本发明的多通道功率校准时间控制单元(图4虚线框所示)，包括LSU使能和行同步处理模块、CTC1信号模块、n-1路信号拆分控制模块、n-1路信号混叠发生器模块、和n-1路自动循环拨码控制模块。

所述LSU使能和行同步处理模块包括LSU使能单元、行同步信号检测单元、配置信息单元和边沿脉冲发生器。

LSU使能单元使能是其后所有模块工作的起始点。配置信息单元接收使用者的配置意图；行同步信号检测单元，不仅可以根据同步信号有效电平的时间是远远小于同步信号周期的特点，快速检测出当前同步信号的有效电平(本发明中，以低电平有效为例)，还可以根据配置信息单元预设的行同步周期范围，检测LSU传送过来的行同步周期信号是否正常；如果不正常，会使得行同步信号异常中断。边沿脉冲发生器会根据配置信息，往CTC1信号模块发送行同步上升沿脉冲或者下降沿脉冲。

所述CTC1信号模块包括计时单元、边沿脉冲产生单元、容错门限单元和配置信息单元。

如图5所示，步骤一，在LSU使能后work_flag置0，且计时单元中一组计时器开始计时，当记满T_inth1时，CTC1信号跳变为0，同时计时单元中另一组计时器开始计时，当记满T_intlow1时，CTC1信号跳变为1。在n路CTC信号都初始化完成后，如图6所示，work_flag置1，且CTC1信号跳变为0。步骤二，当CTC1信号从1跳变为0的时刻，计时单元中一组计时器开始计时t_1pl，当t_1pl= T_1pl时，行同步下降沿脉冲还未到来，CTC1信号继续维持低电平，直到行同步下降沿脉冲到来，才触发CTC1信号跳变为1；当t_1pl< T_1pl时，行同步下降沿脉冲就已经出现，会一直等到t_1pl= T_1pl才触发CTC1信号跳变为1。步骤三，当CTC1信号从0跳变为1的时刻，计时单元中一组计时器开始计时，当记满T_1ph时，CTC1信号跳变为0。在work_flag置1后，依次重复执行步骤二和步骤三，直到LSU使能关闭，CTC1信号维持高电平。

如图3所示，多棱镜是由直流电机控制，进行逆时针旋转；当棱镜旋转到一定角度时，激光器发出的激光经过棱镜表面反射，就会射到敏感元件上，敏感元件就会对外输出低电平(即行同步信号)。由行同步信号产生过程可知，行同步信号并不是严格意义上的周期信号，是会存在一定误差的；在work_flag为1阶段，如果CTC1信号从0变为1是跟随行同步下降沿脉冲(当行同步信号周期小于标准值)跳变，则会导致CTC1信号低电平时间变短，从而导致功率校准时间不足，会使得激光器发光强度变弱；如上步骤二，预设的T_1pl保证了激光器有足够的功率校准时间，因此步骤二处理方法可以很好解决问题。

所述n-1路信号拆分控制模块包括边沿脉冲收集处理单元、脉冲输出单元和配置信息单元。

如图5所示，CTC1信号和CTC混叠的竖直虚线可以看出，CTC1信号上升沿脉冲触发边沿脉冲收集处理单元第一个计时器就会开始计时，当记满ΔT_H时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个初始化脉冲；同时边沿脉冲收集处理单元第二个计时器就会开始计时，当记满ΔT_L时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出又一个初始化脉冲；同时边沿脉冲收集处理单元第一个计时器开始计时，该模块如此往复向信号混叠发生器输出周期为ΔT_H +ΔT_L 的2(n-1)个初始化脉冲，周期计数器在每输出两个脉冲后计数器加一，在最后一个周期输出完成后，会产生一个初始化结束脉冲返回给CTC1信号模块。

如图6所示，当初始化完成后，第一步，CTC1信号一个上升沿脉冲会触发边沿脉冲收集处理单元延时计时器就会开始计时，当记满T_wt时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个延时结束脉冲；第二步，同时边沿脉冲收集处理单元第一个计时器就会开始计时，当记满T_pl时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器发出一个电平跳变脉冲；第三步，同时边沿脉冲收集处理单元第二个计时器就会开始计时，当记满T_ph时间后，CTC混叠模块向信号混叠发生器又发出一个电平跳变脉冲；如此往复第二步和第三步，输出n-1个周期，周期计数器在每输出两个脉冲后计数器加一。等待下一个CTC1信号一个上升沿脉冲，重复以上过程，直到LSU使能关闭，边沿脉冲收集处理单元不在发出脉冲信号。

所述n-1路信号混叠发生器模块包括初始化循环单元和信号混叠循环单元。接收信号拆分控制模块传送过来的脉冲信号，每一个脉冲信号触发一次电平翻转，没有接收到脉冲信号就维持原电平不变；当LSU使能关闭时，信号混叠发生器不接收脉冲信号触发。

所述n-1路自动循环拨码控制模块包括自动循环拨码单元、n-1路拨码检测单元和n-1路CTC信号输出单元。

从n-1路信号拆分控制模块中传输过来的周期计数器就是通道选通编码；在该模块中，每一条CTC信号传输通道都有自己的可配置编码，在某个时间段只会有一路通道连接混叠发生器输出，且各通道分时循环选通。

进一步地，上述装置还有以下特点：

1、可以自动判断同步信号有效电平，根据配置信息向后级传输上升沿脉冲或者下降沿脉冲。

2、n路CTC控制只使用了8组寄存器，大大减少控制寄存器使用量。

3、自动循环拨码控制使得各通道输出切换更加精确，控制更加简单。

4、CTC1信号模块具有自动纠正误差的能力。

5、各个通道根据n-1路信号拆分控制模块的控制信息分时复用混叠发生器模块信道。

6、在相同的同步时钟频率下，打印速度提高n倍(n≥2)。

7、精确度和实时性大大提高，CTC信号的电平宽度和跳变响应时间误差小于等于3个系统时钟周期。

本发明根据以下操作步骤，就可以得到如图7所示波形；

第一步，CTC1信号模块寄存器配置：

1、根据LSU激光器的特性预设初始化时间T_inth1和T_intlow1。

2、根据行同步周期T_lsync来设置T_1pl和T_1ph；T_1pl + T_1ph ≈ T_lsync，T_1ph < T_lsync，T_1pl根据LSU激光器的特性设置，一般比行同步的有效脉冲宽度大(如图7的行同步信号的有效脉冲宽度是T_vl)。

第二步，通道数寄存器和n-1路信号混叠发生器模块寄存器配置：

1、根据系统CTC数量设置通道数寄存器。

2、根据使用场景设置ΔT_H和ΔT_L，ΔT_H一般可以设置为T_inth1，ΔT_L一般可以设置为T_intlow1。

3、根据使用场景设置T_wt；该值大于打印一行数据所需要的时间。

4、根据激光器的CTC特性设置T_pl和T_ph。

第三步，开启使能：

1、配置LSU使能寄存器为1，开启使能。

2、多通道功率校准时间控制单元会有后续动作；首先，该单元会自动产生CTC初始化信号，完成n通道的CTC初始化；接着，该单元会产生CTC工作模式下信号，并且会持续产生。

第四步，关闭使能：

1、当系统不需要CTC信号时，可以通过配置LSU使能寄存器为0，关闭使能。

多通道功率校准时间控制单元将会自动进入休眠状态。