打印头对准的制作方法

打印头对准


背景技术：

1.页宽阵列(pwa)喷墨打印头(有时称为打印杆)采用多个打印头管芯，所述多个打印头管芯通常以偏移和交错方式布置以横跨打印路径。打印头管芯包括打印喷嘴阵列，这些喷嘴被可控地排序以根据打印数据喷射打印液滴，以便在打印介质沿着打印路径连续地前进经过打印头时在单次通过(single pass)中共同地将期望的图像形成在打印介质上。
附图说明
2.本公开的各种特征将从以下结合附图的详细描述中变得显而易见，这些附图一起图示了本公开的特征，并且其中：
3.图1是根据示例的打印系统的方框示意性前视图；
4.图2图示了图1的打印系统的侧视图；
5.图3图示了根据示例的打印头的平面下侧视图；
6.图4是根据示例的打印头对准的示例方法的流程图；
7.图5是根据示例的处理器和其上存储有指令的计算机可读存储介质的示意图；
8.图6图示了根据示例的跨越柔性打印介质的宽度的传感器测量值；
9.图7图示了根据示例的跨越刚性打印介质的宽度的传感器测量值；以及
10.图8图示了根据示例的在跨越压印件(platen)的不同位置处针对柔性介质和刚性介质的对准补偿值差异。
具体实施方式
11.页宽阵列(pwa)打印头采用多个打印头管芯，每个打印头管芯包括用于喷射打印液滴(诸如，墨滴)的打印喷嘴阵列。打印头管芯可跨越打印路径的全宽度以交错和偏移的方式布置，其中所述多个打印头管芯的打印喷嘴阵列一起形成打印区。在打印介质前进通过打印区时，打印头管芯的喷嘴根据打印数据和打印介质的移动被可控地排序，并具有适当的延迟以解决喷嘴行之间的偏移以及打印头管芯的交错分离，使得在打印介质移动通过打印区时，打印头管芯的喷嘴阵列在单次通过中一起将期望的图像形成在打印介质上。
12.由于机械公差所致，打印头管芯之间会发生不对准，这导致在形成图像的所打印的打印液滴之间的不配准或不对准，由此在所打印的图像中产生错误或伪影。为了消除此类错误，打印机通常采用校准系统来测量打印头管芯之间的不对准，其中所测量的不对准用作某种类型的用于补偿管芯不对准的校正操作(诸如，例如调整打印头管芯之间的喷嘴滴喷射的时序/排序)的基础。此类校准系统通常包括打印校准页，该校准页包括校准图案。使用光学传感器对校准图案进行缩放以提供校准图案的数字图像(例如，光学密度或反射率)，其中打印头管芯之间的不对准是从该数字图像的像素值确定的。
13.由于打印介质的表面特征所致，也可能在形成图像的所打印的打印滴之间发生不配准或不对准。此类特征可包括由下面的压印件赋予打印介质的突起或凹陷，该压印件用于使打印介质前进通过打印区。压印件可包括许多个带，其中这些带的交叉点沿着打印路
径的方向在打印介质中形成窄谷和/或突出肋。类似地，压印件中的布置成保持打印介质的真空端口也可引起打印介质上的表面伪影。这些会导致打印图像中的亮线或暗线伪影(例如，条纹)。
14.下面的压印件表面伪影对打印介质的影响程度将取决于打印介质的刚度。例如，更具刚性的打印介质(诸如，纸板)受影响程度将小于更具柔性的打印介质(诸如，纸张)。因此，需要针对所使用的每种类型的打印介质来校准打印头(即，补偿不对准)。对于使用pwa设备的复杂的现代印刷机，这会花费大量时间。例如，一些现代印刷机中的打印头可每个管芯有数千个喷嘴且可能有10个管芯，并且针对每种类型的打印介质，打印头对准补偿可能花费多达15分钟。
15.图1是根据示例的打印系统100的方框示意性前视图。打印系统100的侧视图和平面下侧视图也分别在图2和图3中示出。打印系统100包括打印头120和压印件110，打印介质105在该打印头与该压印件之间前进，以便根据由控制器150用来控制压印件和打印头的打印数据将图像打印到打印介质上。打印头120包括多个管芯125、127，每个管芯包括多个打印喷嘴130，所述多个打印喷嘴是可控的以将打印液体135喷射到打印介质105上。这些管芯沿使打印介质105前进的方向f交错，其中居前管芯125在后随管芯127前面。
16.压印件110可具有非平坦表面，打印介质105被保持到该非平坦表面上，并且该非平坦表面影响打印介质表面的平坦度。例如，压印件110可包括一系列真空端口115，这些真空端口在打印介质105的表面中沿f方向引起局部凹陷或谷。压印件110可附加地或替代地在打印介质的表面中沿f方向具有局部突起145或肋。这些非平坦特征可以被转移到打印介质，从而影响其平坦度轮廓(flatness profile)。打印介质的平坦度轮廓将受其刚度的影响，使得压印件110的非平坦区115、145可在柔性打印介质(诸如，纸张)的表面中引起类似的非平坦区。对于刚性打印介质(诸如，纸板)，这种影响可能要不明显得多。
17.在示例中，打印头120可具有42,420个喷嘴130，其中每个管芯125、127有4224个喷嘴且有十个管芯。喷嘴可在每个管芯上布置成四行，例如每种颜色(黄色、品红色、青色和黑色)一行，一行具有1056列喷嘴，这些喷嘴延伸跨越打印头和打印介质的宽度。虽然由单个喷嘴喷射的打印液滴的不对准可能不明显，但由许多个相邻喷嘴喷射的打印液滴的不对准(例如，由打印介质的表面伪影引起)是明显的(可作为更浅或更深颜色的线)，因为这些打印液滴与来自其他喷嘴的打印液滴重叠并在来自相邻喷嘴的打印液滴之间留下间隙。此类图像伪影可通过以下方式中的一者或多者来补偿：从不同的喷嘴和/或附加的喷嘴喷射打印液体；调整打印液体的喷射的时序；在重叠喷嘴的组之间应用互补式掩模。例如，沿y轴(介质前进的方向)，对准可通过以下方式来实现：对以微米为单位的不对准应用延迟，并使用该延迟来计算将打印参数(诸如，打印液滴和介质的速度)考虑在内的延迟。
18.在示例中，确定打印头的这些对准补偿值可以通过确定打印介质的平坦度轮廓来实现。然后，可使用打印介质的平坦度轮廓来确定具有不同刚度的不同类型打印介质的对准补偿值，如下文将更详细描述的。使用第一打印介质的平坦度轮廓来确定第一打印介质和不同刚度的第二打印介质两者的对准补偿值在校准打印系统中节省了大量时间。
19.柔性介质的示例包括纸张、织物、乙烯基(vinyl)、帆布和柔性塑料衍生物。刚性介质的示例包括纸板(cardboard)、纸板箱(carton)、泡沫板、厚的或刚性的纸张衍生物、刚性塑料衍生物。
20.在示例中，辊260使打印介质沿打印方向f前进通过打印头与压印件之间的打印区。压印件110可包括用于帮助使打印介质前进的许多个带312。压印件表面在这些带相遇的交叉点315处可能是不连续的，从而产生突起或脊145。真空端口可定位在带之间，并且可能在这些带间的区中产生非平坦表面伪影。
21.在示例中，一个或多个传感器270可用于确定打印介质105在它位于压印件上时的平坦度轮廓。传感器可处于固定位置中，或者传感器270可能够沿着托架275沿方向s跨越压印件和打印介质的宽度移动。传感器可以是用于测量以下各者的光学传感器：颜色强度或密度、打印液体的密度、反射率、或者打印介质或压印件的其他传感器参数或光学性质。打印介质或压印件可具有由传感器使用的预定图案以增强传感器参数的测量精度。可测量不同的推理模式以执行先粗略后精细的对准。
22.图6图示了由传感器跨越柔性打印介质的宽度进行的颜色密度测量。较高的值对应于校准图案的黑线，且较低的值对应于校准图案的白线。这些值受图案的颜色的影响，但也受打印介质的平坦度的影响。可以看到，在跨越页面或压印件的传感器参数测量中存在相当大的变化。图7图示了针对更具刚性的打印介质对相同传感器参数和校准图案的测量。可以看到，图案的黑白线和的值要一致得多，从而指示更具刚性的打印介质的表面更平坦。如上所述，打印介质表面的平坦度受压印件的平坦度和打印介质的刚度的影响。
23.图4中图示了一种用于针对不同类型的打印介质来确定打印头对准补偿的方法。可由控制器150在图1-3的打印系统100上实施方法400。
24.在405处，该方法确定第一类型的打印介质在打印系统的压印件上的平坦度轮廓。在示例中，这通过使用传感器跨越打印介质或压印件的许多个区来测量传感器参数而实施。这可使用被打印在打印介质或压印件上的图案来增强。该宽度的压印件或打印介质可被平均地划分成大小相等的区，并为每个区获取来自传感器的读数。该读数可以是在传感器跨越区移动时传感器输出值的平均值或积分。下表1示出了柔性打印介质的十一个区的示例，其中区2、4、6、8和10可以称为非平坦区，因为它们具有显著高于其他区的传感器测量值。非平坦区的传感器测量值可高于阈值、大于该区和任一侧上的邻区的平均值。
[0025][0026]
表1
[0027]
在410处，该方法确定一个区的所测量的传感器参数与所测量的传感器区及其邻区的平均值之间的差异。对于非平坦区，该区及其在任一侧上的邻区的传感器读数平均值在表1的中间列中示出。此平均值与非平坦区的传感器读数或所测量的传感器参数之间的差异在右列中示出。这示出了非平坦区的非平坦度的影响或水平。对于其他“更平坦”区(1、3、5、7、9、11)，该区的传感器读数与该区及其两个邻区的平均值之间的差异也可以被确定，并且要低得多。
[0028]
在415处，该方法确定打印头的第一对准补偿值以打印到柔性介质上。在示例中，这是使用每个区的所测量的传感器参数来实现的，这些传感器参数然后用于针对柔性打印介质来确定该区的对准补偿值。对准补偿值可用实验方法确定并取决于所测量的传感器参数(在该示例中为平均传感器计数)来应用，但可替代地使用其他参数。对准补偿值可以是延迟、例如在重叠区域中对喷嘴组的掩蔽、所使用的喷嘴的横向变换、以及可使用的其他补偿值。虽然为简单起见上述示例描述了11个区，但可采用任何数量的区。在示例中，使用了48个区，每个区有它自己的所测量的传感器参数。
[0029]
在420处，该方法确定第二(刚性)类型的打印介质在压印件上的平坦度轮廓。在示例中，这是通过以下方式来实现的：使用第一类型的打印介质的平坦度轮廓，并将非平坦区的传感器读数替换为这些区及其邻区的先前确定的平均值。下表2示出了如何针对刚性介质修改传感器读数。例如，区1是平坦区，该区的所测量的传感器参数低于邻区的平均所测量的传感器参数或所有区的平均值的阈值(例如，在20％以内)。区2是非平坦区，该区的所测量的传感器参数远大于其邻区(区1和3，并且也远大于区1、2和3的平均值)。因此，该非平坦区的所测量的传感器参数被替换为三个邻区(区1、2和3)的平均值。类似地，非平坦区4、6、8和10使它们的所测量的传感器参数替换为本地邻区组的平均值。
[0030][0031][0032]
表2
[0033]
在425处，该方法确定打印头的第二对准补偿值以打印到刚性介质上。在示例中，这是使用每个区的上述差异但使用已替换的针对非平坦区所模拟的传感器读数来实现的，并且这些传感器读数然后用于针对刚性打印介质来确定该区的对准补偿值。
[0034]
在430处，该方法使用第二对准补偿值将图像打印到刚性介质上。图8图示了在跨越压印件的不同位置处针对柔性介质和刚性介质的对准补偿值差异。较大的差异对应于带间的区域和其他压印件表面不规则性，这些不规则性对柔性介质的影响比对刚性介质的影响显著更大。
[0035]
该方法考虑到使用柔性介质来执行针对刚性介质的打印头对准校准的可能性，刚性介质使用起来更昂贵。它还提供了时间节省，因为一个校准过程足以在多种介质中打印，其中来自柔性介质的传感器读数也用于确定刚性介质的打印头校准值。在减少为校准刚性介质而与打印系统交互的程度方面也使客户受益。
[0036]
虽然已使用pwa打印系统描述了用于不同类型介质的打印头对准的方法和布置，但这些方法和布置也适用于其他类型的打印系统，诸如在可移动托架(cartridge)上具有打印头的喷墨打印机。在其他示例中，所述方法和布置还可适用于3d打印应用，诸如粘合剂喷射3d打印和金属3d打印，其中从打印头喷射合适的打印剂(诸如，液体粘合剂)。在其他示例中，可由打印头喷射非液体打印剂。
[0037]
图5示出了计算机可读存储介质500，其可布置成实施本文中所描述的某些示例。计算机可读存储介质500包括存储在其上的一组计算机可读指令510。计算机可读指令510可由处理器520执行，该处理器可连接地联接到计算机可读存储介质500。处理器520可以是类似于打印系统100的打印系统的处理器。在一些示例中，处理器520是控制器(诸如，控制器150)的处理器。
[0038]
指令530指示处理器520确定第一类型的打印介质在压印件上的平坦度轮廓。在示例中，这可通过测量传感器参数(诸如，来自光学传感器的反射率读数)来实施。平坦度轮廓
可布置到各区中，其中每个区的传感器参数可以是平均传感器读数。
[0039]
指令540指示处理器520使用第一类型的打印介质的平坦度轮廓来确定打印头的第一对准补偿值以打印到压印件上的第一类型的打印介质上。可为每个区使用该区的平均传感器读数来提供第一对准补偿值。不同传感器读数的对准补偿值可用实验方法确定并使用查找表或从实验工作中导出的函数来应用。
[0040]
指令530指示处理器520使用第一类型的打印介质的平坦度轮廓来确定打印头的第二对准补偿值以打印到压印件上的第二类型的打印介质上，该第二类型的打印介质比第一类型的打印介质更具刚性。在示例中，这可通过确定轮廓中的非平坦区并将它们的传感器读数替换为基于局部区(例如，非平坦区及其在任一侧上的邻区)的平均值的传感器读数来实施。
[0041]
处理器520可以包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统、可编程集成电路、可编程门阵列、或另一个控制或计算装置。计算机可读存储介质800可以实施为一个或多个计算机可读存储介质。计算机可读存储介质500包括不同形式的存储器，包括半导体存储器装置，诸如动态或静态随机存取存储器(dram或sram)、可擦除和可编程只读存储器(eprom)、电可擦除和可编程只读存储器(eeprom)和快闪存储器；磁盘，诸如固定磁盘、软磁盘和可移动磁盘；其他磁性介质，包括磁带；光学介质，诸如紧凑型光盘(cd)或数字视频光盘(dvd)；或其他类型的存储装置。计算机可读指令510可以存储在一个计算机可读存储介质上，或替代地，可以存储在多个计算机可读存储介质上。一个或多个计算机可读存储介质500可以位于打印系统500中抑或位于远程站点处，计算机可读指令可以通过网络从该远程站点下载以供由处理器520执行。
[0042]
已呈现了前面的描述以图示和描述所描述的原理的示例。该描述并不旨在为穷举性的或将这些原理限于所公开的任何精确形式。鉴于以上教导，许多修改和变型是可能的。将理解，关于任何一个示例所描述的任何特征均可单独地或与所描述的任何特征组合地使用，并且也可与任何其他示例的任何特征或者任何其他示例的任何组合组合地使用。