本發明涉及一種校準打印機，特別是涉及應用于打印機領域的一種實時校準的噴墨打印機及控制系統。

背景技術：

1、在噴墨打印過程中，圖像的形成依賴于噴頭在橫向的往復移動以及打印材料的縱向遞進，然而，這一過程會受到多種因素的影響，包括噴頭振動、噴頭橫向移動誤差的累積，以及打印材料縱向移動誤差的累積，隨著打印時間的不斷推移，這些誤差會逐漸積累，進而對打印質量產生不利影響。

2、現有公開號為cn116373459a的中國專利公開了一種噴墨打印機的噴頭打印偏差校準方法，包括：使用噴墨打印機打印出校準用的打印頁；掃描校準用的打印頁并進行預處理，得到打印頁圖像；計算得到圖像水平方向的夾角和縱向方向上的偏移角；分別計算得到每行線條中所有組線條的偏差量，并將縱向方向上的偏移角映射到縱向設置的線條所對應的偏差量中以及將圖像水平方向的夾角映射到橫向設置的線條所對應的偏差量中，得到每組線條的最終偏差量；最后對每行線條的最終偏差量進行最優解求取，即將最優解作為各打印模式下的誤差偏差量，將各個打印模式下的誤差偏差量補償到噴墨打印機的打印中。該方法使得打印機在不同方向以及速度上的打印實現控制上的一致性，實現畫像打印質量的提升。

3、上述專利公開的校準方式需要打印機單獨在校準卡上進行圖像打印，然后依賴人工肉眼判斷校準卡的圖像，并進行校準參數的人工輸入，操作繁瑣且校準準確性不高。

技術實現思路

1、針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是現有噴霧打印機的校準依賴人工判斷且無法實時校準。

2、為解決上述問題，本發明提供了一種實時校準的噴墨打印機及控制系統，實時校準的噴墨打印機包括底座和噴頭，底座上設有用來帶動噴頭橫向移動的噴頭位移機構，噴頭位移機構后側設有用來驅動打印材料移動的材料位移機構，噴頭位移機構前側設有支撐架，支撐架上固定連接有攝像頭，攝像頭用來捕捉打印材料以及打印圖像的特征；噴頭位移機構上設有用來監測噴頭移動位置的第一光電編碼器，材料位移機構上設有用來監測材料移動位置的第二光電編碼器，噴頭位移機構、第一光電編碼器、材料位移機構和第二光電編碼器四者均與同一機端控制器連接，機端控制器和攝像頭二者均與同一控制計算機連接。

3、在上述實時校準的噴墨打印機，通過設置在打印出口的攝像頭對打印材料和打印圖像進行特征獲取識別，便于進行自動實時校準作業。

4、一種實時校準的噴墨打印機的控制系統，用于控制如上所述的實時校準的噴墨打印機，控制系統包括：

5、打印材料識別模塊，與攝像頭輸出端連接，用來對打印材料的特征進行識別；

6、模擬圖像生成模塊，與打印材料識別模塊輸出端連接，基于打印材料特征和待打印圖像生成模擬圖像；

7、模擬校準點選擇模塊，與模擬圖像生成模塊輸出端連接，在模擬圖像上選擇兩個不同行的像素點作為兩個模擬校準點；

8、模擬校準點坐標獲取模塊，與模擬校準點選擇模塊的輸出端連接，基于模擬圖像的特征獲取兩個模擬校準點的模擬坐標；

9、打印圖像識別模塊，與攝像頭的輸出端連接，用來識別打印材料上的打印圖像的特征；

10、打印校準點識別模塊，與打印圖像識別模塊的輸出端連接，用來識別打印圖像上與模擬校準點對應的打印校準點；

11、打印校準點坐標獲取模塊，與打印校準點識別模塊的輸出端連接，基于打印圖像的特征獲取兩個打印校準點的打印坐標；

12、偏移量計算模塊，分別與模擬校準點坐標獲取模塊和打印校準點坐標獲取模塊的輸出端連接，基于兩個模擬校準點的模擬坐標和兩個打印校準點的打印坐標計算像素點的偏移量；

13、控制模塊，與偏移量計算模塊輸出端連接，且其輸出端分別連接有打印執行模塊和校準模塊，用來控制打印操作和校準操作，打印執行模塊和校準模塊二者的輸出端均與機端控制器連接，機端控制器的輸出端分別與噴頭位置機構和材料位移機構連接。

14、作為本技術進一步的改進，控制系統還包括與控制模塊輸入端連接的報警模塊，報警模塊的輸入端連接有比較模塊，比較模塊與偏移量計算模塊的輸出端連接，比較模塊將計算獲得的實時偏移量與設定的偏移量閾值進行比較，并將比較結果傳輸至報警模塊，報警模塊在獲得實時偏移量大于設定偏移量閾值時生成報警指令并將報警指令傳輸至控制模塊，控制模塊將報警指令顯示在計算機上并停止打印操作。

15、作為本技術進一步的改進，校準模塊的輸出端還連接有計數模塊，計數模塊的輸出端與報警模塊連接，計數模塊對單次圖像打印過程中的校準次數進行計數并與設定的校準次數閾值進行比較，當單幅圖像打印過程中的校準次數超過設定的校準次數閾值時發送預警指令觸發報警模塊進行預警。

16、作為本技術進一步的改進，噴頭位移機構包括與噴頭卡接的移動架，移動架滑動連接有固定架，固定架與底座固定連接；固定架內設有與移動架固定連接的第一同步皮帶，第一同步皮帶端部嚙合有第一步進電機。

17、作為本技術進一步的改進，第一光電編碼器包括光柵條和第一讀數器，光柵條與固定架固定連接且與移動架橫向移動路徑平行設置，第一讀數器與移動架固定連接且與光柵條相對設置。

18、作為本技術進一步的改進，材料位移機構包括相對設置的送紙輥和抵接輥，送紙輥轉動連接有與底座固定連接的固定板，固定板上方固定連接有第二步進電機，第二步進電機的輸出軸通過第二同步皮帶與送紙輥連接傳動。

19、作為本技術進一步的改進，第二光電編碼器包括光柵盤和第二讀數器，光柵盤固定套接在第二步進電機的輸出軸上，第二讀數器套設在光柵盤外側并與固定板固定連接，通過第二光電編碼器對打印材料的位置進行監測。

20、作為本技術進一步的改進，采用上述控制系統對噴墨打印機進行實時校準時，包括如下步驟：

21、步驟一，生成模擬圖像，將待打印材料裝入打印機，并將待打印的圖像輸入計算機，啟動攝像頭對打印材料進行拍攝，基于打印材料生成模擬圖像；

22、步驟二，按照圖像打印先后順序，在待打印圖像對應的模擬圖像上選取不同行的兩個像素點作為兩個模擬校準點，并基于兩個像素點在模擬圖像上位置獲取兩個模擬校準點的坐標；兩個模擬校準點的坐標獲取方法包括如下子步驟：

23、s1,確認第一個模擬校準點的模擬坐標，將模擬圖像中第一個模擬校準點與打印材料邊緣的橫向距離m1作為第一個模擬校準點的模擬橫坐標，并定義第一模擬校準點的模擬縱坐標為0，那么第一個模擬校準點的模擬坐標為(m1,o)；

24、s2,然后基于模擬圖像獲得第二模擬校準點與第一個模擬校準點的橫向距離m2和縱向距離h2,獲得第二個模擬校準點的模擬坐標為(m2，h2),其中，m2＝m1+m2；

25、步驟三，進行圖像打印，并通過攝像頭獲取實時打印圖像，在打印過程中，當已打印圖像中出現與兩個模擬校準點對應的兩個打印校準點時，關閉打印機構，并對打印圖像進行分析獲取兩個打印校準點在打印圖像上的打印坐標,具體步驟如下：

26、a1,確認第一個打印校準點的打印坐標，將打印圖像中第一個打印校準點與打印材料邊緣的橫向距離d1作為第一個打印校準點的打印橫坐標，并定義第一打印校準點的打印縱坐標為0，那么第一個打印校準點的模擬坐標為(d1,o)；

27、a2,然后基于打印圖像獲得第二打印校準點與第一個打印校準點的橫向距離d2和縱向距離l2,獲得第二個打印校準點的打印坐標為(d2，l2),其中，d2＝d1+d2；

28、步驟四,基于模擬校準點坐標和打印校準點坐標計算橫向偏移量和縱向偏移量，首先計算橫向偏移量p橫向，p橫向＝m1-d1,然后計算縱向偏移量p縱向，p縱向＝h2-l2；

29、步驟五,根據步驟四計算得出的橫向偏移量和縱向偏移量，通過噴頭位移機構對噴頭實時位置進行調整，并通過材料位移機鉤對打印材料實時位置進行調整，校準完成后，繼續進行打印；

30、步驟六，重復步驟二到步驟五，進行多次偏移量的計算和校準，實現在打印過程中的實時校準。

31、綜上所述，本發明通過攝像頭對打印材料和實際打印圖像進行特征識別，并基于打印材料特征和待打印圖像生成模擬圖像，然后選取模擬圖像與實際打印圖像二者圖像中相同位置的校準點，再然后基于模擬校準點和打印校準點的坐標進行偏移量的計算，最后基于偏移量對打印機進行校準，在打印過程中多次選取校準點并計算偏移量，實現打印過程中的實時校準，代替傳統的采用校準卡打印圖像并依賴肉眼觀察進行校準的校準方式，無需人工參與，進行多次校準，進一步提高校準效率和校準質量。