反射印刷补偿连续基材喷墨印刷配准误差的方法和系统的制作方法
专利名称：反射印刷补偿连续基材喷墨印刷配准误差的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及移动基材(web)印刷系统，且更具体地涉及使用反射(reflex)系统以配准(register)不同印刷头所印刷的图像的移动基材印刷系统。
背景技术：
公知的基材印刷系统使用单反射或双反射配准系统以按时将启动信号(firing signals)传递到基材印刷系统印刷区域的印刷头。“双反射配准系统”指的是使用对应于两个或更多个辊转动的角速度信号计算位于辊之间印刷头处的基材速度的系统。单反射配准系统指的是使用对应于仅仅ー个辊的转动的角速度信号计算用于预测在印刷区域的基材的位置和时间的基材线速度的系统。用在该文件的“反射模式”指的是使用双反射配准系统或使用单反射配准系统运行的印刷机。ー些印刷机能够在任意ー种印刷反射模式下运行。为了实现反射印刷控制，控制器可以使用负荷元件(load cell)的张カ测量值和角速度的測量值以计算系统中各位置的基材线速度，其中张カ测量值来自提供基材张カ测量的负荷元件，角速度測量值来自与基材印刷系统中与辊相关联的编码器。这些线速度使处理器能确定由一标记站先前标记的基材部分何时位于另ー标记站的对面，这样就能通过控制器使用启动信号运行第二标记站以将不同颜色的墨喷射到基材上以与由先前标记站已经置于基材上的墨合适配准。此外，反射印刷控制能使在任何给定标记站的印刷以等间隔和一致的方式被施加。在喷墨到达后续标记站之前或之后的后续标记站的运行都可能在图像中产生视觉噪声。该效果被称为配准误差。因此，为产生很少或没有视觉噪声的图像，精确测量在基材上不同颜色图像的配准中是重要的。也就是，精确的角速度測量使确定特定位置的基材线速度以及与基材线速度相关的启动信号计时的过程简化了。精确测量会受到环境条件引发的变化的影响。例如，温度改变可以改变一个或更多个辊圆筒直径从而足以显著影响所计算的基材速度和当基材经过印刷头时用于喷墨的印刷头的启动信号的计时的精确性。影响由不同组印刷头所印刷的图像配准的另ー环境因素是基材收縮。当基材沿着相对较长路径通过基材印刷系统而遇到相对较高温度时会引起基材收縮。高温驱走基材的水分，这导致基材的收縮。如果在一組印刷头以ー种颜色的墨成像之后、但在另一組印刷头以另一种颜色的墨成像之前基材的实际尺寸发生变化，那么这两个图像的配准就会受到影响。这种变化可能足以导致由不同组印刷头喷射的墨图案之间的配准误差。收缩量依赖于例如基材所受热量、基材移动通过加热部件的速度、纸的含湿量和紙的种类。此外，基材中的水含量改变了基材的弹性和带有那些改变的基材速度的计算。解决在基材印刷系统运行期间基材变化和环境条件对反射印刷计算的影响对于基材印刷系统中的图像配准是重要的。
发明内容
印刷机被配置为使用根据与环境和纸參数相关的补偿參数产生启动信号的方法。所述印刷机包括介质运送器，其被配置为运送介质沿处理方向通过所述印刷机；多个印刷条，每个印刷条具有安装于印刷条的多个印刷头和印刷头驱动电路，印刷头驱动电路可操作地连接安装于印刷条的每个印刷头以传送计时信号到安装于所述印刷条的每个印刷头，以喷墨到由所述介质运送器沿处理方向运送通过所述印刷条上的所述多个印刷头的介质上；成像装置，其接近于所述介质运送器的一部分安装以产生与已收到安装于所述印刷条的所述印刷头喷出的墨并被沿处理方向运送通过所述印刷机的所述介质的横交处理部分(cross-process portion)对应的图像数据；安装于所述印刷机中的至少ー个温度传感器，所述至少ー个温度传感器产生表明所述印刷机中温度的信号；安装于所述印刷机中的至少ー个基材条件传感器，所述至少一个基材条件传感器产生表明所述印刷机中基材条件的信号；被配置为能使运行參数输入的输入装置；和可操作地连接于所述成像装置、所述输入装置、所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和用于所述多个印刷条的印刷头驱动电路的控制器，所述控制器被配置为根据从所述成像装置收到的图像数据识别配准误差，对应于识别出的配准误差产生补偿參数，根据所述至少ー个温度传感器、至少ー个基材条件传感器和所述输入装置产生的信号，检测在所述印刷机对应于从其识别出所述配准误差的所述图像数据产生图像时所述印刷机中的第一多个条件，并将与所述第一多个条件关联的补偿參数存储在所述印刷机的存储器中。
图1是改进的喷墨成像系统示意图，该系统获得了有关环境和/或基材条件的用以减少环境和/或基材条件引发的配准误差的补偿參数。图2是现有技术印刷头结构的示意图，该结构可以用于图1所示的系统中。图3是可以用于图1成像系统中的印刷条单元的示意图。图4是基材印刷系统的方块图，该系统获得了有关环境和/或基材条件的补偿參数并产生补偿环境和/或基材条件引发的配准误差的启动信号。图5是识别并存储用于解决在基材印刷系统中发生的配准误差的补偿參数的エ 艺流程图。
具体实施例方式图1所示印刷系统的成像系统包括在产生用于喷墨喷射器喷射着色剂的控制信号之前处理图像数据的印刷引擎。着色剂可以是墨，或者是包括一种或更多染料或颜料并可以施加于所选介质的任何合适物质。所述着色剂可以是黑色或任何其他想要的颜色，并且给定的成像装置可以能施加多种不同的着色剂到所述介质。所述介质可以包括任何种类的基底，包括普通紙、铜版纸、釉纸、胶片、塑料或透明胶片及其他，而且所述介质可以是片材、基材或其他物理形式。直接到片材的(Direct-to-sheet)、连续介质的相变喷墨成像系统600包括配置为从介质源供应长的(即基本连续的)“基底”(纸、塑料或其他可印刷材料)的介质W基材的介质供应和处理系统，例如安装在基材辊8上的介质卷轴10。对于单面印刷，所述印刷机由送料辊8、介质调节器16、印刷站20、印刷基材调节器80、涂布站95和重绕单元90组成。对于双面运行，基材反相器84用于翻转和转移基材的位置以在被重绕单元90拿起之前将所述介质的第二面提供给印刷站20、印刷基材调节器80和涂布站95。在单面操作中， 介质源10具有基本覆盖了所述介质经过所述印刷机所越过的辊的宽度的宽度。所述介质可以按需退绕于源10并由旋转ー个或更多个辊的各种马达(未示出)来驱动。所述介质调节器包括辊12和预热器18。当所述介质沿路径通过所述印刷机吋，辊12控制退绕介质的张力。在可替换的实施方式中，所述介质可以以切片(cut sheet)形式沿着所述路径被运送，在这种情况下所述介质供应和处理系统可以包括任何能使介质切片沿着期望路径通过所述成像装置的适当装置或结构。预加热器18使所述基材达到对应于待印刷介质的种类和待使用的墨的种类、颜色和数量的被选择用于期望的图像特性的初始预定温度。预加热器18可以使用接触式、辐射式、传导式或对流式加热使所述介质到达目标预热温度，在一个实用的实施方式中，目标预热温度的范围是从约30°C到约70°C。所述介质被运送经过包括一系列颜色单元或模块21A、21B、21C和21D的印刷站 20，每个颜色単元有效地延伸穿过所述介质的宽度井能直接喷墨(即不使用中间或胶印部件)到移动的介质上。參考图2对系统600的印刷区域中印刷头的布置更详细地讨论。所述印刷机的控制器50接收来自安装于靠近辊的编码器的速度数据，该辊放置在四个印刷头对面的所述路径部分的任一边以计算所述基材移动通过所述印刷头时所述基材的线速度和位置。控制器50使用这些数据产生启动信号启动所述印刷头中的喷墨喷射器以使所述印刷头在适当的时间和不同颜色图案精确配准的情况下喷射四种颜色的墨以在所述介质上形成彩色图像。由所述启动信号启动的喷墨喷射器对应于由控制器50处理的图像数据。 所述图像数据可以被传输到所述印刷机、产生于为所述印刷机组件的扫描仪(未示出)、或者通过其他方式产生并传输到所述印刷机。在各种可能的实施方式中，每个原色的颜色单元可以包括ー个或更多个印刷头；在模块中的多个印刷头可以组成单行或多行阵列；多行印刷头阵列可以是交错的；印刷头可以印刷ー种以上颜色；或者所述印刷头或其中的部分能被以与处理方向P横交的方向(即公知的横交处理方向)可动地安装以进行诸如专色 (spot-color)涂覆和类似涂覆。与每个颜色模块关联的是衬背部件24A-24D，典型的形式是杆或辊，被安置为与所述印刷头相对并位于所述介质后面。每个衬背部件被用于将所述介质定位在与同所述衬背部件相対的所述印刷头相隔预定距离处。每个衬背部件可以被配置为发出热能以維持所述介质为预定温度，在一个实用的实施方式中，该预定温度的范围是从约40°C到约60°C。各个衬背部件可以被分别控制或整体控制。当部分成像的介质移动接收来自印刷站20印刷头的各种颜色的墨吋，所述介质的温度被維持在给定的范围内。墨往往以比接收介质的温度远远较高的温度从所述印刷头喷射出。結果，所述墨加热了所述介质。因此可以使用其他温度调节装置将所述介质的温度維持在预定范围。例如，所述介质前后的空气温度和空气流速也可以影响所述介质温度。 因而，可以利用鼓风机或风扇帮助控制所述介质温度。所以，对于从印刷站20的印刷头所有墨的喷射，所述介质温度被大体保持一致。跟随中间加热器30，定影组件40被配置为施加热和/或压カ到所述介质以在所述介质上成像。所述定影组件可以包括任何将图像定影到所述介质的包括加热的或未加热的压辊、辐射加热器、热灯及类似物的合适装置或设备。在图1实施方式中，所述定影部件包括“涂覆机”(spreader)40，其施加预定压力到所述介质，在某些实施中施加热到所述介质。涂覆机40的作用是带走基材W上的本来是墨滴、墨滴串或墨线的东西并通过压カ涂抹 (smear)它们，在某些系统中通过热涂抹它们，这样邻近墨滴之间的空间被填充且图像排布变得一致。跟随穿过涂覆机40的通道，印刷介质可以为从系统(单面印刷)移离而绕上辊，或者可以直接导向基材翻转器84以翻转并移位到辊的另一部分开始再次通过所述印刷头、中间加热器、涂覆机和涂布站而指向基材翻转器84.系统600各种子系统、部件和功能的运作和控制在控制器50的帮助下执行。控制器50可以通过执行程序指令的通用或专用可编程控制器来实施。执行程序功能要求的指令和数据可以存储在与所述处理器或控制器关联的存储器中。所述处理器，它们的存储器和接ロ电路配置所述控制器和/或印刷引擎执行功能，诸如下面描述的电动机校准功能。 可以将这些组件提供在印刷电路板上或提供作为专用集成电路(ASIC)的电路。每个电路可以由单独的处理器实施或者多个电路可以在同一处理器上实施。可替换地，这些电路可以由VLSI电路提供的互不相连的部件或电路来实施。另外，这里描述的电路可以由处理器、ASIC、独立部件或VLSI电路的組合来实施。为了在跨越基材介质的横交处理方向调整所述印刷头条和印刷头的位置，控制器50可以可操作地连接于颜色模块21A-21D的印刷条和印刷头马达。可以配置程序指令于控制器50实施下面识别的ー个或两个配准过程。成像系统600也可以包括以与上面描述的印刷基材成像相似的方式配置的光学成像系统54。所述光学成像系统被配置为检测通过所述印刷头组件的喷墨ロ喷射到所述接收部件上的墨滴的诸如存在、強度和/或位置。成像系统M必须被放置在标记系统21之后但可以在任何后印刷系统30、40或95之前或之后。可以用在系统600中的印刷区域800的示意图描述在图2中。印刷区域800包括沿着处理方向804设置的四个颜色模块或単元812、816、820和824。每个颜色单元喷墨的颜色不同于其他颜色单元喷墨的颜色。在一个实施方式中，颜色单元812喷射黑色墨，颜色单元816喷射黄色墨，颜色单元820喷射青色墨，颜色单元拟4喷射品红色墨。处理方向804 是当图像接收部件在所述颜色単元下面从颜色単元拟4移动到颜色単元812时图像接收部件移动的方向。每个颜色単元包括两个印刷阵列，该印刷阵列包括两个印刷条，每个印刷条携带多个印刷头。例如，品红色单元824的印刷条阵列836包括两个印刷条840和844。每个印刷条携带如示例的印刷头848之类的多个印刷头。印刷条840具有三个印刷头，而印刷头844具有四个印刷头，但可替换的印刷头可以使用更多数量或更少数量的印刷头。在印刷条阵列中印刷条上的印刷头，诸如印刷条840和844上的印刷头是交错的以沿横交处理方向以第一分辨率印刷跨越所述图像接收部件。颜色单元824中印刷条阵列836的印刷条上的印刷头相对于印刷条阵列838中印刷头是交错的，从而能够沿横交处理方向以第二分辨率用彩色墨印刷跨越图像接收部件。每种印刷単元的印刷条和印刷条阵列都以这种方式布置。每个颜色単元的ー个印刷条阵列与每个其他颜色单元的ー个印刷条阵列对齐。颜色単元中其他印刷条阵列都相似地互相对齐。因此，对齐的印刷条阵列能使不同原色的液滴叠液滴(drop-on-drop)印刷进行从而产生二次色。交错的印刷头也能使不同的颜色墨滴并排滴墨以延伸印刷机可以得到的色度和色调。图3描述了可以用于系统600的颜色模块的ー对印刷条的配置。印刷条404A和 404B分别可操作地连接于印刷条马达408A和408B，并且多个印刷头416A-E和420A、420B 安装在印刷条上。印刷头416A-E分別可操作地连接于电动马达412A-E，而印刷头420A和420B不连接于电动马达但被分別固定安装在印刷条404A和404B上。每个印刷条马达沿横交处理方向4 或432移动可操作地连接于该马达的印刷条。可以在印刷系统运行的初始化、工作运行开始时或在工作运行期间通过将测试图案的部分印刷在介质上的内部文件区从而将测试图案印刷在介质上。介质上测试图案的图像数据由上面描述的成像系统产生并由印刷系统中ー个或更多个处理器执行的图像处理程序处理。图像数据的分析使得能够识别出印刷头的位置和当介质移动通过印刷区域时在介质中的任何横交处理维度的变化。该位置信息可以被用于检测和识别发生于由印刷机印刷头印刷的图像的配准。如该文件所使用的，配准误差指的是导致最终图像中的视觉噪声的由不同印刷头产生的墨图像在处理方向移位的数量。该配准误差的数量可以被量化并且补偿值可以确认。所述补偿值，举例来说，可以是用于启动安装于印刷条之ー的印刷头的时间參数。如该文件所使用的，“时间參数”指的是用于调节启动信号传送到印刷头驱动电路或印刷头以补偿处理方向中的配准误差的时间数量。通过延迟或提前启动印刷头喷墨的时间，配准误差就可以减少或消除。然后使所述补偿參数与环境、时间、基材或事件识别数据关联以存储于印刷机的存储器内。在这之后，一旦检测到相同或相似的环境、时间、基材或事件条件，它们就可以用于从存储器检索补偿參数，且补偿參数接着可以用于运行印刷头以解决当遇到那些条件或事件时发生的配准误差。在印刷系统的稳定状态，诸如图1所示的印刷系统，基材平均速度乘以每个长度的基材材料总面积一定等于所有辊或其他未滑动的基材界面表面积。否则，基材将会断裂或松弛。为查明在印刷区域或其附近辊瞬间速度的偏差，双反射处理器插入介于ー对辊 (每ー个辊在相对于移动基材的方向标记站的每ー侧)的基材线速度之间的值以识别出基材在靠近标记站位置的线速度。该插入使用源自在基材到达标记站之前所放置位置辊的角速度的基材线速度和源自在基材经过标记站之后所放置位置辊的角速度的基材线速度以及标记站和两个辊之间的相对距离。该插入值关联于在标记站的基材线速度。每个标记站插入基材线速度。在每个标记站插入的基材速度能使处理器为每个标记站的印刷头产生启动信号以在基材的适当部分经过每个标记站时喷墨。为解决起因于环境条件或基材參数的基材改变可能引起的基材配准误差，已经开发了将计时修正參数关联于ー个或更多个环境条件和/或基材參数的方法和系统，以使针对所检测到的系统条件更精确运行印刷头的计时信号能产生并传送。图4中系统200以方块图的形式示出，系统200识别在基材印刷系统中各位置的环境和/或基材參数且根据所识别的环境和/或基材參数计算补偿參数。如该图所示，基材印刷系统200包括系统控制器 50、数字前端(DFE)204、ニ值(binary)图像处理器208、印刷头界面和波形放大器板216、多个印刷头220、基材温度传感器224、辊温度传感器228、编码器和张カ传感器230、配准处理器232、基材成像装置M和印刷头控制器238。更具体地说，系统控制器50接收来自数字前端(DFE) 204的用于运行基材印刷系统的控制信息。在工作中，将要印刷的图像数据也是由DFE提供给基材印刷系统组件的，基材印刷系统组件运行印刷头喷墨到基材上并对应于由DFE所提供的图像形成墨图像。这些组件包括ニ值图像处理器208和印刷头界面和波形放大器板216。所述ニ值处理器执行 ニ值图像处理。每个印刷头界面和波形放大器板216产生使印刷头220中的喷墨喷射器运行的启动信号，印刷头220与板216中的一个电耦合。配准和颜色控制由配准处理器232提供，配准处理器232调节喷墨计时和印刷头位置。成像装置M在沿着通过基材印刷系统的基材路径的预定位置将基材的图像数据提供给配准处理器232。所述配准处理器对接收自成像装置的图像数据执行信号处理以确定基材上喷射的墨的位置。基材印刷系统中各个位置基材的温度由基材温度传感器2M提供，基材印刷系统中辊的温度由辊温度传感器提供，且辊的角速度和各个位置基材上的张カ由编码器和张カ传感器230提供。这些温度、速度和张カ值是提供给印刷头控制器238的环境和基材条件參数。系统控制器50也可以通过诸如触摸式屏幕、键盘或其他启动或数据输入装置之类的输入装置2 接收基材參数和事件数据。印刷头控制器238可以通过印刷机中的公共总线接收来自系统控制器50的这些数据。这些值可以如下所述用于计算辊和基材速度的修正角速度、补偿參数，并用于识别在特定时间存在于印刷机中的多个条件。图4中的印刷头控制器238也接收来自配准处理器232的位置误差数据。这些数据也可以用于计算用于基材速度计算的基材补偿參数。此外，印刷头控制器被配置为将补偿參数关联于成组的环境条件和/或基材參数的识别码以及值，并被配置为存储与该套识别码和值关联的补偿參数。例如，工作运行中印刷的第一图像可以通过经验确定要求与连续运行一同缓慢离开的偏移或变化。因此，为该偏移或变化所识别的补偿參数与运行识别码的开始关联地被存储。在另ー范例中，自上一次印刷运行以后的实耗时间可以被识别作为与补偿參数关联的事件，以补偿因印刷系统运行缺失引起的配准误差。其他事件包括维护服务、长时印刷运行或类似事件。相似地，成组的环境条件(例如，一个或更多个沿着介质路径的辊或位置的感应温度)的种类和/或持续时间可以与补偿參数关联。如图4所示系统200中，辊温度传感器2 被安装靠近于所述基材印刷系统中的辊，辊温度传感器2 往往位于紧邻聚集所述印刷头的区域之前、之后和之中的区域内。这些传感器提供对应于靠近传感器安装的辊的温度的温度信号到印刷头控制器238。因此，根据来自靠近辊安装的温度传感器所接收的信号，控制器238能检测印刷区域辊的温度。在基材速度测量过程中，基材速度可以由等式估算Vweb= roller x(d+thpapJ/2，其中Vweb是基材速度，ωΜ 1 是从旋转编码器得到的辊角速度，d是辊的直径，thpapCT是基材的有效厚度。在使用单面反射配准过程为印刷头启动计时而计算基材速度和位置的控制器中，只有一个辊的直径被用来计算。如果辊直径被视为常数，在基材速度和位置计算就会产生误差， 因为用在配准过程中辊的实际直径会由于辊温度的改变而改变。为了解决温度变化导致的直径改变，对每个辊的热膨胀系数进行识别。此外，基材的厚度或横截面积影响基材速度计算而且该基材參数会随着基材温度的改变而改变。另外，基材的弹性模量影响在所施加的基材张カ下基材伸展的程度，并因此影响图像配准。为了纠正这些由温度变化引入的基材參数变化，识别用于基材弹性模量和横截面积的热膨胀系数。由可操作地连接于辊的编码器产生的角速度信号误差可以由辊的热膨胀导致的辊直径改变而产生。为解决这些基材速度和位置误差的源头，控制器可以使用辊的热膨胀系数和參考基准温度测得的温度差，在该基准温度測量热膨胀系数以识别当前所感应的温度下辊的直径变化。可以将这些直径变化与感应到的辊温度相关联存储以便后续检索。检索到的直径变化可以用于修正用于计算基材速度和位置误差的辊直径值。相似地，确认的用于基材弹性模量和横截面积的热膨胀系数可以与使基材參数变化的温度相关联存储。与环境条件和/或基材參数关联的补偿參数的存储使基材成像装置能检测已经由经验确定产生配准误差的条件并检索提供给印刷头控制器238的补偿參数。这些补偿參数使印刷头控制器能修正起因于基材參数、辊直径和印刷机事件的温度诱发基材速度測量误差。偶尔可以參考配准控制器232提供的系数修正数据来更新所述热膨胀系数。此外， 可以參考辊中测得的温度变化估计基材运行时间的温度变化，反之亦然，可以參考基材中测得的温度变化估计辊运行时间的温度变化。辊或基材温度变化的估计可以使用基于经验的和/或理论的物理关系的基材和辊温度之间的关系。例如，估计的基材温度可以基于辊温度、基材速度、基材厚度和包角。然而，每个辊和介质的温度測量将会更精确。如本文件所使用的，温度或温度差的识别包括估计温度或温度差，也包括測量温度或温度差。“测量” 温度或温度差指使用传感器量化温度，而“估计”指使用经验观察关系、理论关系或经验观察关系与理论关系的结合以及參考其他温度或温度差的理论关系来得到温度或温度变化而不直接測量温度或温度变化。如本文件所使用的，“识别”和“计算”包括以ー个或更多个适合实际应用的具有准确性或精确性的物理关系的一个或多个测量为基础得出结果的由硬件、软件或硬件和软件的结合组成的电路的运算。然而基材、机构和辊的温度对反射印刷配准误差的直接影响是已知的，其他因素的识别可能较微小、难以量化并会随着时间、机器历史等而变化。因此也意图用经验得到的补偿參数修正这些其他因素。图5所示过程可以用于測量配准误差、产生补偿參数并存储关联于环境和/或卷材条件的识别码或值的该补偿參数。所述过程开始于测试图案的印刷(方块504)。产生测试图案的图像数据(方块508)。在一个实施方式中，所述成像系统获取来自在横交处理方向大约二十英寸宽的图像区域的数据。所述印刷头在横交处理方向以600dpi的分辨率印刷，并且超过12000个光检测器被沿着所述条排列为单行以产生贯穿所述成像部件的単行扫描线。所述光检测器被配置为关联于ー个或更多个向介质基材表面直射光的光源。在产生与所述测试图案对应的图像数据之后，所述图像数据被用于识别配准误差(方块512)。如果配准误差大于预定的阈值(方块516)，就获取至少ー个条件测量值(方块 520)。可以测量的条件包括环境数据、基材数据、时间数据和事件数据。反之则继续印刷过程(方块550)。所述环境数据包括从传感器224、2观和230获得的温度测量值和估计值、 编码器测量值以及张力测量值和估计值。可以參考这些传感器数据或从印刷在基材上的一个或更多个测试图案的图像数据得到的測量值来识别基材条件。时间和/或事件数据，诸如特定事件的损耗时间，也可以被产生。这些环境数据、基材数据、时间数控和事件数据中的一个或更多个可以被选择并用于产生成组的识别码和/或值(方块524)。例如，温度读数可以被用于哈希函数以产生对应于环境条件的识别码或值。如本文件所使用的术语“关键值”(“key”)指的是由哈希函数产生的、与补偿參数关联的、用于之后该补偿參数的检索的值。相似地，可以产生识别码或值用于基材条件或基材印刷系统中发生的现有事件。该成组的识别码和/或值接着被用于确定一个或更多个补偿參数是否已经与该成组的识别码(方块528)关联地被存储。如果还没有针对该组识别码和值的补偿參数被存储，那么就产生ー个或更多个补偿參数(方块53 。如本文件所使用的，所检测的条件测量值与用于存储补偿參数的在先所识别的条件测量值的“对应”指的是从测得的条件測量值产生的识别码与从先前测得的条件測量值产生的识别码的精确或接近的匹配，或者与具有相关阈值的能使处于先前测得的条件测量值的阈值之内的值从现有数量的条件測量值中产生的多个条件测量值的精确或接近的匹配。
所述补偿參数被用于调节计时參数和/或启动信号以补偿测得的配准误差(方块 536)。在一个实施方式中，用所述补偿參数调节印刷头计时參数并将该印刷头计时參数送到用于每个印刷条的印刷头界面电路216，印刷头界面电路216存储所述印刷头计时參数。 其后印刷头控制器238为所述印刷头界面产生信号以产生印刷头启动信号，从而以补偿处理方向配准误差的方式运行印刷头。可替换地，參考经调节的印刷头计时參数，印刷头控制器238可以为每个印刷头产生启动信号并传送该启动信号到印刷头界面电路216。接着将所述补偿參数与该成组的识别码和值关联地存储(方块M0)并继续印刷(方块550)。因此，在下一个导致该补偿參数产生的环境、或基材条件，或事件发生吋，仅能检索而非产生所述补偿參数。如果所产生的成组的识别码和/或值具有与所述成套识别码和/或值相关联地存储的ー个或更多个补偿參数，检索所述补偿參数(方块讨4)并用于补偿配准误差 (方块M8)。接着印刷继续(方块550)。在上述系统和方法中，当检测到相似的情况时，作为各种条件函数的配准执行的历史数据库被产生并用于调节印刷系统的运行。可以自动获取并定期更新各种修正因素。 该数据库能使印刷机“去学习”能被应用于上面记录的时间和历史修正的修正因素以及其他參数修正因素。这些修正因素可以应用于频率或印刷头启动信号的偏移计时。这些修正条款可以在单个发生时凭经验确定或者基于运行时间数据从机器获悉。例如，配准开始误差可以简单地通过过去的若干运行予以平均。
权利要求
1.印刷机，其包括介质运送器，其被配置为沿处理方向运送介质通过所述印刷机；多个印刷条，每个印刷条具有多个安装于印刷条的多个印刷头和印刷头驱动电路，所述印刷头驱动电路被可操作地连接到安装于印刷条的每个印刷头以传送计时信号到安装于所述印刷条的每个印刷头，以喷墨到由所述介质运送器沿处理方向运送通过所述印刷条上的所述多个印刷头的介质上；靠近所述介质运送器的一部分安装的成像装置，以产生对应于在所述介质接收从安装于所述印刷条的所述印刷头喷射的墨后，正被沿所述处理方向运送通过所述印刷机的所述介质的横交处理部分的图像数据；安装在所述印刷机中的至少ー个温度传感器，所述至少ー个温度传感器产生表明所述印刷机中温度的信号；安装在所述印刷机中的至少ー个基材条件传感器，所述至少一个基材条件传感器产生表明所述印刷机中基材条件的信号；输入装置，其被配置为能输入运行參数；和控制器，其被可操作地连接于所述成像装置、所述输入装置、所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和所述多个印刷条的所述印刷头驱动电路，所述控制器被配置为參考接收自所述图像装置的图像数据来识别配准误差，以产生对应于所识别的所述配准误差的补偿參数，以根据所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和所述输入装置产生的信号以及在所述印刷机产生对应于用于识别所述配准误差的图像数据的图像时所述印刷机中的第一多个条件进行检測，并且以将所述补偿參数和所述第一多个条件相关联地存储在所述印刷机的存储器中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被进ー步配置为检测所述印刷机中对应于所述第一多个条件的第二多个条件，所述第二多个条件根据由所述至少ー个温度传感器产生的信号、由所述至少一个基材条件传感器产生的信号、所述印刷机中检测到的时间、 所述印刷机中检测到的事件和通过所述输入装置输入的至少ー个运行參数进行检測，所述控制器也被配置为自可操作地连接于所述控制器的所述存储器检索与所述第一多个条件关联存储的所述补偿參数，根据所述至少ー个补偿參数为安装于所述印刷机中至少ー个印刷条的印刷头产生启动信号，并且将所述启动信号传送到安装有所述印刷头的所述印刷条的印刷头驱动电路以根据所述印刷机中的所述第一多个条件运行所述印刷头中的喷墨喷射器。
3.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过从所述输入装置接收至少ー个基材參数来检测所述至少ー个运行參数。
4.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为根据自检测到的事件以来的耗费时间来检测所述印刷机中的所述时间。
5.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述至少ー个温度传感器靠近于所述印刷机中的印刷区域或背衬辊放置。
6.根据权利要求3所述的印刷机，其中从来自所述输入装置接收的所述至少一个基材參数识别介质厚度、介质种类、基材速度和反射模式中的至少ー个。
7.根据权利要求4所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过检测维修操作、印刷运行的结束或印刷运行的开始来检测事件。
8.根据权利要求4所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过检测接收自所述输入装置的參数来检测事件。
9.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为对应于所述印刷机中的所述第一多个条件产生关键值并且将所述补偿參数与关键值相关联地存储在所述印刷机的所述存储器中。
10.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过根据从所述存储器检索到的所述补偿參数调节启动信号的频率或传送延迟来产生所述启动信号。
全文摘要
一种运行印刷机的方法，其能使补偿参数产生并与所述补偿参数产生时所检测到的系统条件相关联存储。在其后的时间里检测相应的系统条件时，所述印刷机能够使用先前产生并存储的补偿参数调节印刷头喷射的时间，以提高所述系统形成的墨图像的配准。
文档编号B41J2/21GK102555507SQ2011103726
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月4日 优先权日2010年11月8日
发明者R·恩里克·维图罗, 允永顺, 托德·W··泰勒, 杰弗里·J··福尔金, 杰斯·R··根特纳 申请人:施乐公司
技术领域：
本发明大体涉及移动基材(web)印刷系统，且更具体地涉及使用反射(reflex)系统以配准(register)不同印刷头所印刷的图像的移动基材印刷系统。
背景技术：
公知的基材印刷系统使用单反射或双反射配准系统以按时将启动信号(firing signals)传递到基材印刷系统印刷区域的印刷头。“双反射配准系统”指的是使用对应于两个或更多个辊转动的角速度信号计算位于辊之间印刷头处的基材速度的系统。单反射配准系统指的是使用对应于仅仅ー个辊的转动的角速度信号计算用于预测在印刷区域的基材的位置和时间的基材线速度的系统。用在该文件的“反射模式”指的是使用双反射配准系统或使用单反射配准系统运行的印刷机。ー些印刷机能够在任意ー种印刷反射模式下运行。为了实现反射印刷控制，控制器可以使用负荷元件(load cell)的张カ测量值和角速度的測量值以计算系统中各位置的基材线速度，其中张カ测量值来自提供基材张カ测量的负荷元件，角速度測量值来自与基材印刷系统中与辊相关联的编码器。这些线速度使处理器能确定由一标记站先前标记的基材部分何时位于另ー标记站的对面，这样就能通过控制器使用启动信号运行第二标记站以将不同颜色的墨喷射到基材上以与由先前标记站已经置于基材上的墨合适配准。此外，反射印刷控制能使在任何给定标记站的印刷以等间隔和一致的方式被施加。在喷墨到达后续标记站之前或之后的后续标记站的运行都可能在图像中产生视觉噪声。该效果被称为配准误差。因此，为产生很少或没有视觉噪声的图像，精确测量在基材上不同颜色图像的配准中是重要的。也就是，精确的角速度測量使确定特定位置的基材线速度以及与基材线速度相关的启动信号计时的过程简化了。精确测量会受到环境条件引发的变化的影响。例如，温度改变可以改变一个或更多个辊圆筒直径从而足以显著影响所计算的基材速度和当基材经过印刷头时用于喷墨的印刷头的启动信号的计时的精确性。影响由不同组印刷头所印刷的图像配准的另ー环境因素是基材收縮。当基材沿着相对较长路径通过基材印刷系统而遇到相对较高温度时会引起基材收縮。高温驱走基材的水分，这导致基材的收縮。如果在一組印刷头以ー种颜色的墨成像之后、但在另一組印刷头以另一种颜色的墨成像之前基材的实际尺寸发生变化，那么这两个图像的配准就会受到影响。这种变化可能足以导致由不同组印刷头喷射的墨图案之间的配准误差。收缩量依赖于例如基材所受热量、基材移动通过加热部件的速度、纸的含湿量和紙的种类。此外，基材中的水含量改变了基材的弹性和带有那些改变的基材速度的计算。解决在基材印刷系统运行期间基材变化和环境条件对反射印刷计算的影响对于基材印刷系统中的图像配准是重要的。
发明内容
印刷机被配置为使用根据与环境和纸參数相关的补偿參数产生启动信号的方法。所述印刷机包括介质运送器，其被配置为运送介质沿处理方向通过所述印刷机；多个印刷条，每个印刷条具有安装于印刷条的多个印刷头和印刷头驱动电路，印刷头驱动电路可操作地连接安装于印刷条的每个印刷头以传送计时信号到安装于所述印刷条的每个印刷头，以喷墨到由所述介质运送器沿处理方向运送通过所述印刷条上的所述多个印刷头的介质上；成像装置，其接近于所述介质运送器的一部分安装以产生与已收到安装于所述印刷条的所述印刷头喷出的墨并被沿处理方向运送通过所述印刷机的所述介质的横交处理部分(cross-process portion)对应的图像数据；安装于所述印刷机中的至少ー个温度传感器，所述至少ー个温度传感器产生表明所述印刷机中温度的信号；安装于所述印刷机中的至少ー个基材条件传感器，所述至少一个基材条件传感器产生表明所述印刷机中基材条件的信号；被配置为能使运行參数输入的输入装置；和可操作地连接于所述成像装置、所述输入装置、所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和用于所述多个印刷条的印刷头驱动电路的控制器，所述控制器被配置为根据从所述成像装置收到的图像数据识别配准误差，对应于识别出的配准误差产生补偿參数，根据所述至少ー个温度传感器、至少ー个基材条件传感器和所述输入装置产生的信号，检测在所述印刷机对应于从其识别出所述配准误差的所述图像数据产生图像时所述印刷机中的第一多个条件，并将与所述第一多个条件关联的补偿參数存储在所述印刷机的存储器中。
图1是改进的喷墨成像系统示意图，该系统获得了有关环境和/或基材条件的用以减少环境和/或基材条件引发的配准误差的补偿參数。图2是现有技术印刷头结构的示意图，该结构可以用于图1所示的系统中。图3是可以用于图1成像系统中的印刷条单元的示意图。图4是基材印刷系统的方块图，该系统获得了有关环境和/或基材条件的补偿參数并产生补偿环境和/或基材条件引发的配准误差的启动信号。图5是识别并存储用于解决在基材印刷系统中发生的配准误差的补偿參数的エ 艺流程图。
具体实施例方式图1所示印刷系统的成像系统包括在产生用于喷墨喷射器喷射着色剂的控制信号之前处理图像数据的印刷引擎。着色剂可以是墨，或者是包括一种或更多染料或颜料并可以施加于所选介质的任何合适物质。所述着色剂可以是黑色或任何其他想要的颜色，并且给定的成像装置可以能施加多种不同的着色剂到所述介质。所述介质可以包括任何种类的基底，包括普通紙、铜版纸、釉纸、胶片、塑料或透明胶片及其他，而且所述介质可以是片材、基材或其他物理形式。直接到片材的(Direct-to-sheet)、连续介质的相变喷墨成像系统600包括配置为从介质源供应长的(即基本连续的)“基底”(纸、塑料或其他可印刷材料)的介质W基材的介质供应和处理系统，例如安装在基材辊8上的介质卷轴10。对于单面印刷，所述印刷机由送料辊8、介质调节器16、印刷站20、印刷基材调节器80、涂布站95和重绕单元90组成。对于双面运行，基材反相器84用于翻转和转移基材的位置以在被重绕单元90拿起之前将所述介质的第二面提供给印刷站20、印刷基材调节器80和涂布站95。在单面操作中， 介质源10具有基本覆盖了所述介质经过所述印刷机所越过的辊的宽度的宽度。所述介质可以按需退绕于源10并由旋转ー个或更多个辊的各种马达(未示出)来驱动。所述介质调节器包括辊12和预热器18。当所述介质沿路径通过所述印刷机吋，辊12控制退绕介质的张力。在可替换的实施方式中，所述介质可以以切片(cut sheet)形式沿着所述路径被运送，在这种情况下所述介质供应和处理系统可以包括任何能使介质切片沿着期望路径通过所述成像装置的适当装置或结构。预加热器18使所述基材达到对应于待印刷介质的种类和待使用的墨的种类、颜色和数量的被选择用于期望的图像特性的初始预定温度。预加热器18可以使用接触式、辐射式、传导式或对流式加热使所述介质到达目标预热温度，在一个实用的实施方式中，目标预热温度的范围是从约30°C到约70°C。所述介质被运送经过包括一系列颜色单元或模块21A、21B、21C和21D的印刷站 20，每个颜色単元有效地延伸穿过所述介质的宽度井能直接喷墨(即不使用中间或胶印部件)到移动的介质上。參考图2对系统600的印刷区域中印刷头的布置更详细地讨论。所述印刷机的控制器50接收来自安装于靠近辊的编码器的速度数据，该辊放置在四个印刷头对面的所述路径部分的任一边以计算所述基材移动通过所述印刷头时所述基材的线速度和位置。控制器50使用这些数据产生启动信号启动所述印刷头中的喷墨喷射器以使所述印刷头在适当的时间和不同颜色图案精确配准的情况下喷射四种颜色的墨以在所述介质上形成彩色图像。由所述启动信号启动的喷墨喷射器对应于由控制器50处理的图像数据。 所述图像数据可以被传输到所述印刷机、产生于为所述印刷机组件的扫描仪(未示出)、或者通过其他方式产生并传输到所述印刷机。在各种可能的实施方式中，每个原色的颜色单元可以包括ー个或更多个印刷头；在模块中的多个印刷头可以组成单行或多行阵列；多行印刷头阵列可以是交错的；印刷头可以印刷ー种以上颜色；或者所述印刷头或其中的部分能被以与处理方向P横交的方向(即公知的横交处理方向)可动地安装以进行诸如专色 (spot-color)涂覆和类似涂覆。与每个颜色模块关联的是衬背部件24A-24D，典型的形式是杆或辊，被安置为与所述印刷头相对并位于所述介质后面。每个衬背部件被用于将所述介质定位在与同所述衬背部件相対的所述印刷头相隔预定距离处。每个衬背部件可以被配置为发出热能以維持所述介质为预定温度，在一个实用的实施方式中，该预定温度的范围是从约40°C到约60°C。各个衬背部件可以被分别控制或整体控制。当部分成像的介质移动接收来自印刷站20印刷头的各种颜色的墨吋，所述介质的温度被維持在给定的范围内。墨往往以比接收介质的温度远远较高的温度从所述印刷头喷射出。結果，所述墨加热了所述介质。因此可以使用其他温度调节装置将所述介质的温度維持在预定范围。例如，所述介质前后的空气温度和空气流速也可以影响所述介质温度。 因而，可以利用鼓风机或风扇帮助控制所述介质温度。所以，对于从印刷站20的印刷头所有墨的喷射，所述介质温度被大体保持一致。跟随中间加热器30，定影组件40被配置为施加热和/或压カ到所述介质以在所述介质上成像。所述定影组件可以包括任何将图像定影到所述介质的包括加热的或未加热的压辊、辐射加热器、热灯及类似物的合适装置或设备。在图1实施方式中，所述定影部件包括“涂覆机”(spreader)40，其施加预定压力到所述介质，在某些实施中施加热到所述介质。涂覆机40的作用是带走基材W上的本来是墨滴、墨滴串或墨线的东西并通过压カ涂抹 (smear)它们，在某些系统中通过热涂抹它们，这样邻近墨滴之间的空间被填充且图像排布变得一致。跟随穿过涂覆机40的通道，印刷介质可以为从系统(单面印刷)移离而绕上辊，或者可以直接导向基材翻转器84以翻转并移位到辊的另一部分开始再次通过所述印刷头、中间加热器、涂覆机和涂布站而指向基材翻转器84.系统600各种子系统、部件和功能的运作和控制在控制器50的帮助下执行。控制器50可以通过执行程序指令的通用或专用可编程控制器来实施。执行程序功能要求的指令和数据可以存储在与所述处理器或控制器关联的存储器中。所述处理器，它们的存储器和接ロ电路配置所述控制器和/或印刷引擎执行功能，诸如下面描述的电动机校准功能。 可以将这些组件提供在印刷电路板上或提供作为专用集成电路(ASIC)的电路。每个电路可以由单独的处理器实施或者多个电路可以在同一处理器上实施。可替换地，这些电路可以由VLSI电路提供的互不相连的部件或电路来实施。另外，这里描述的电路可以由处理器、ASIC、独立部件或VLSI电路的組合来实施。为了在跨越基材介质的横交处理方向调整所述印刷头条和印刷头的位置，控制器50可以可操作地连接于颜色模块21A-21D的印刷条和印刷头马达。可以配置程序指令于控制器50实施下面识别的ー个或两个配准过程。成像系统600也可以包括以与上面描述的印刷基材成像相似的方式配置的光学成像系统54。所述光学成像系统被配置为检测通过所述印刷头组件的喷墨ロ喷射到所述接收部件上的墨滴的诸如存在、強度和/或位置。成像系统M必须被放置在标记系统21之后但可以在任何后印刷系统30、40或95之前或之后。可以用在系统600中的印刷区域800的示意图描述在图2中。印刷区域800包括沿着处理方向804设置的四个颜色模块或単元812、816、820和824。每个颜色单元喷墨的颜色不同于其他颜色单元喷墨的颜色。在一个实施方式中，颜色单元812喷射黑色墨，颜色单元816喷射黄色墨，颜色单元820喷射青色墨，颜色单元拟4喷射品红色墨。处理方向804 是当图像接收部件在所述颜色単元下面从颜色単元拟4移动到颜色単元812时图像接收部件移动的方向。每个颜色単元包括两个印刷阵列，该印刷阵列包括两个印刷条，每个印刷条携带多个印刷头。例如，品红色单元824的印刷条阵列836包括两个印刷条840和844。每个印刷条携带如示例的印刷头848之类的多个印刷头。印刷条840具有三个印刷头，而印刷头844具有四个印刷头，但可替换的印刷头可以使用更多数量或更少数量的印刷头。在印刷条阵列中印刷条上的印刷头，诸如印刷条840和844上的印刷头是交错的以沿横交处理方向以第一分辨率印刷跨越所述图像接收部件。颜色单元824中印刷条阵列836的印刷条上的印刷头相对于印刷条阵列838中印刷头是交错的，从而能够沿横交处理方向以第二分辨率用彩色墨印刷跨越图像接收部件。每种印刷単元的印刷条和印刷条阵列都以这种方式布置。每个颜色単元的ー个印刷条阵列与每个其他颜色单元的ー个印刷条阵列对齐。颜色単元中其他印刷条阵列都相似地互相对齐。因此，对齐的印刷条阵列能使不同原色的液滴叠液滴(drop-on-drop)印刷进行从而产生二次色。交错的印刷头也能使不同的颜色墨滴并排滴墨以延伸印刷机可以得到的色度和色调。图3描述了可以用于系统600的颜色模块的ー对印刷条的配置。印刷条404A和 404B分别可操作地连接于印刷条马达408A和408B，并且多个印刷头416A-E和420A、420B 安装在印刷条上。印刷头416A-E分別可操作地连接于电动马达412A-E，而印刷头420A和420B不连接于电动马达但被分別固定安装在印刷条404A和404B上。每个印刷条马达沿横交处理方向4 或432移动可操作地连接于该马达的印刷条。可以在印刷系统运行的初始化、工作运行开始时或在工作运行期间通过将测试图案的部分印刷在介质上的内部文件区从而将测试图案印刷在介质上。介质上测试图案的图像数据由上面描述的成像系统产生并由印刷系统中ー个或更多个处理器执行的图像处理程序处理。图像数据的分析使得能够识别出印刷头的位置和当介质移动通过印刷区域时在介质中的任何横交处理维度的变化。该位置信息可以被用于检测和识别发生于由印刷机印刷头印刷的图像的配准。如该文件所使用的，配准误差指的是导致最终图像中的视觉噪声的由不同印刷头产生的墨图像在处理方向移位的数量。该配准误差的数量可以被量化并且补偿值可以确认。所述补偿值，举例来说，可以是用于启动安装于印刷条之ー的印刷头的时间參数。如该文件所使用的，“时间參数”指的是用于调节启动信号传送到印刷头驱动电路或印刷头以补偿处理方向中的配准误差的时间数量。通过延迟或提前启动印刷头喷墨的时间，配准误差就可以减少或消除。然后使所述补偿參数与环境、时间、基材或事件识别数据关联以存储于印刷机的存储器内。在这之后，一旦检测到相同或相似的环境、时间、基材或事件条件，它们就可以用于从存储器检索补偿參数，且补偿參数接着可以用于运行印刷头以解决当遇到那些条件或事件时发生的配准误差。在印刷系统的稳定状态，诸如图1所示的印刷系统，基材平均速度乘以每个长度的基材材料总面积一定等于所有辊或其他未滑动的基材界面表面积。否则，基材将会断裂或松弛。为查明在印刷区域或其附近辊瞬间速度的偏差，双反射处理器插入介于ー对辊 (每ー个辊在相对于移动基材的方向标记站的每ー侧)的基材线速度之间的值以识别出基材在靠近标记站位置的线速度。该插入使用源自在基材到达标记站之前所放置位置辊的角速度的基材线速度和源自在基材经过标记站之后所放置位置辊的角速度的基材线速度以及标记站和两个辊之间的相对距离。该插入值关联于在标记站的基材线速度。每个标记站插入基材线速度。在每个标记站插入的基材速度能使处理器为每个标记站的印刷头产生启动信号以在基材的适当部分经过每个标记站时喷墨。为解决起因于环境条件或基材參数的基材改变可能引起的基材配准误差，已经开发了将计时修正參数关联于ー个或更多个环境条件和/或基材參数的方法和系统，以使针对所检测到的系统条件更精确运行印刷头的计时信号能产生并传送。图4中系统200以方块图的形式示出，系统200识别在基材印刷系统中各位置的环境和/或基材參数且根据所识别的环境和/或基材參数计算补偿參数。如该图所示，基材印刷系统200包括系统控制器 50、数字前端(DFE)204、ニ值(binary)图像处理器208、印刷头界面和波形放大器板216、多个印刷头220、基材温度传感器224、辊温度传感器228、编码器和张カ传感器230、配准处理器232、基材成像装置M和印刷头控制器238。更具体地说，系统控制器50接收来自数字前端(DFE) 204的用于运行基材印刷系统的控制信息。在工作中，将要印刷的图像数据也是由DFE提供给基材印刷系统组件的，基材印刷系统组件运行印刷头喷墨到基材上并对应于由DFE所提供的图像形成墨图像。这些组件包括ニ值图像处理器208和印刷头界面和波形放大器板216。所述ニ值处理器执行 ニ值图像处理。每个印刷头界面和波形放大器板216产生使印刷头220中的喷墨喷射器运行的启动信号，印刷头220与板216中的一个电耦合。配准和颜色控制由配准处理器232提供，配准处理器232调节喷墨计时和印刷头位置。成像装置M在沿着通过基材印刷系统的基材路径的预定位置将基材的图像数据提供给配准处理器232。所述配准处理器对接收自成像装置的图像数据执行信号处理以确定基材上喷射的墨的位置。基材印刷系统中各个位置基材的温度由基材温度传感器2M提供，基材印刷系统中辊的温度由辊温度传感器提供，且辊的角速度和各个位置基材上的张カ由编码器和张カ传感器230提供。这些温度、速度和张カ值是提供给印刷头控制器238的环境和基材条件參数。系统控制器50也可以通过诸如触摸式屏幕、键盘或其他启动或数据输入装置之类的输入装置2 接收基材參数和事件数据。印刷头控制器238可以通过印刷机中的公共总线接收来自系统控制器50的这些数据。这些值可以如下所述用于计算辊和基材速度的修正角速度、补偿參数，并用于识别在特定时间存在于印刷机中的多个条件。图4中的印刷头控制器238也接收来自配准处理器232的位置误差数据。这些数据也可以用于计算用于基材速度计算的基材补偿參数。此外，印刷头控制器被配置为将补偿參数关联于成组的环境条件和/或基材參数的识别码以及值，并被配置为存储与该套识别码和值关联的补偿參数。例如，工作运行中印刷的第一图像可以通过经验确定要求与连续运行一同缓慢离开的偏移或变化。因此，为该偏移或变化所识别的补偿參数与运行识别码的开始关联地被存储。在另ー范例中，自上一次印刷运行以后的实耗时间可以被识别作为与补偿參数关联的事件，以补偿因印刷系统运行缺失引起的配准误差。其他事件包括维护服务、长时印刷运行或类似事件。相似地，成组的环境条件(例如，一个或更多个沿着介质路径的辊或位置的感应温度)的种类和/或持续时间可以与补偿參数关联。如图4所示系统200中，辊温度传感器2 被安装靠近于所述基材印刷系统中的辊，辊温度传感器2 往往位于紧邻聚集所述印刷头的区域之前、之后和之中的区域内。这些传感器提供对应于靠近传感器安装的辊的温度的温度信号到印刷头控制器238。因此，根据来自靠近辊安装的温度传感器所接收的信号，控制器238能检测印刷区域辊的温度。在基材速度测量过程中，基材速度可以由等式估算Vweb= roller x(d+thpapJ/2，其中Vweb是基材速度，ωΜ 1 是从旋转编码器得到的辊角速度，d是辊的直径，thpapCT是基材的有效厚度。在使用单面反射配准过程为印刷头启动计时而计算基材速度和位置的控制器中，只有一个辊的直径被用来计算。如果辊直径被视为常数，在基材速度和位置计算就会产生误差， 因为用在配准过程中辊的实际直径会由于辊温度的改变而改变。为了解决温度变化导致的直径改变，对每个辊的热膨胀系数进行识别。此外，基材的厚度或横截面积影响基材速度计算而且该基材參数会随着基材温度的改变而改变。另外，基材的弹性模量影响在所施加的基材张カ下基材伸展的程度，并因此影响图像配准。为了纠正这些由温度变化引入的基材參数变化，识别用于基材弹性模量和横截面积的热膨胀系数。由可操作地连接于辊的编码器产生的角速度信号误差可以由辊的热膨胀导致的辊直径改变而产生。为解决这些基材速度和位置误差的源头，控制器可以使用辊的热膨胀系数和參考基准温度测得的温度差，在该基准温度測量热膨胀系数以识别当前所感应的温度下辊的直径变化。可以将这些直径变化与感应到的辊温度相关联存储以便后续检索。检索到的直径变化可以用于修正用于计算基材速度和位置误差的辊直径值。相似地，确认的用于基材弹性模量和横截面积的热膨胀系数可以与使基材參数变化的温度相关联存储。与环境条件和/或基材參数关联的补偿參数的存储使基材成像装置能检测已经由经验确定产生配准误差的条件并检索提供给印刷头控制器238的补偿參数。这些补偿參数使印刷头控制器能修正起因于基材參数、辊直径和印刷机事件的温度诱发基材速度測量误差。偶尔可以參考配准控制器232提供的系数修正数据来更新所述热膨胀系数。此外， 可以參考辊中测得的温度变化估计基材运行时间的温度变化，反之亦然，可以參考基材中测得的温度变化估计辊运行时间的温度变化。辊或基材温度变化的估计可以使用基于经验的和/或理论的物理关系的基材和辊温度之间的关系。例如，估计的基材温度可以基于辊温度、基材速度、基材厚度和包角。然而，每个辊和介质的温度測量将会更精确。如本文件所使用的，温度或温度差的识别包括估计温度或温度差，也包括測量温度或温度差。“测量” 温度或温度差指使用传感器量化温度，而“估计”指使用经验观察关系、理论关系或经验观察关系与理论关系的结合以及參考其他温度或温度差的理论关系来得到温度或温度变化而不直接測量温度或温度变化。如本文件所使用的，“识别”和“计算”包括以ー个或更多个适合实际应用的具有准确性或精确性的物理关系的一个或多个测量为基础得出结果的由硬件、软件或硬件和软件的结合组成的电路的运算。然而基材、机构和辊的温度对反射印刷配准误差的直接影响是已知的，其他因素的识别可能较微小、难以量化并会随着时间、机器历史等而变化。因此也意图用经验得到的补偿參数修正这些其他因素。图5所示过程可以用于測量配准误差、产生补偿參数并存储关联于环境和/或卷材条件的识别码或值的该补偿參数。所述过程开始于测试图案的印刷(方块504)。产生测试图案的图像数据(方块508)。在一个实施方式中，所述成像系统获取来自在横交处理方向大约二十英寸宽的图像区域的数据。所述印刷头在横交处理方向以600dpi的分辨率印刷，并且超过12000个光检测器被沿着所述条排列为单行以产生贯穿所述成像部件的単行扫描线。所述光检测器被配置为关联于ー个或更多个向介质基材表面直射光的光源。在产生与所述测试图案对应的图像数据之后，所述图像数据被用于识别配准误差(方块512)。如果配准误差大于预定的阈值(方块516)，就获取至少ー个条件测量值(方块 520)。可以测量的条件包括环境数据、基材数据、时间数据和事件数据。反之则继续印刷过程(方块550)。所述环境数据包括从传感器224、2观和230获得的温度测量值和估计值、 编码器测量值以及张力测量值和估计值。可以參考这些传感器数据或从印刷在基材上的一个或更多个测试图案的图像数据得到的測量值来识别基材条件。时间和/或事件数据，诸如特定事件的损耗时间，也可以被产生。这些环境数据、基材数据、时间数控和事件数据中的一个或更多个可以被选择并用于产生成组的识别码和/或值(方块524)。例如，温度读数可以被用于哈希函数以产生对应于环境条件的识别码或值。如本文件所使用的术语“关键值”(“key”)指的是由哈希函数产生的、与补偿參数关联的、用于之后该补偿參数的检索的值。相似地，可以产生识别码或值用于基材条件或基材印刷系统中发生的现有事件。该成组的识别码和/或值接着被用于确定一个或更多个补偿參数是否已经与该成组的识别码(方块528)关联地被存储。如果还没有针对该组识别码和值的补偿參数被存储，那么就产生ー个或更多个补偿參数(方块53 。如本文件所使用的，所检测的条件测量值与用于存储补偿參数的在先所识别的条件测量值的“对应”指的是从测得的条件測量值产生的识别码与从先前测得的条件測量值产生的识别码的精确或接近的匹配，或者与具有相关阈值的能使处于先前测得的条件测量值的阈值之内的值从现有数量的条件測量值中产生的多个条件测量值的精确或接近的匹配。
所述补偿參数被用于调节计时參数和/或启动信号以补偿测得的配准误差(方块 536)。在一个实施方式中，用所述补偿參数调节印刷头计时參数并将该印刷头计时參数送到用于每个印刷条的印刷头界面电路216，印刷头界面电路216存储所述印刷头计时參数。 其后印刷头控制器238为所述印刷头界面产生信号以产生印刷头启动信号，从而以补偿处理方向配准误差的方式运行印刷头。可替换地，參考经调节的印刷头计时參数，印刷头控制器238可以为每个印刷头产生启动信号并传送该启动信号到印刷头界面电路216。接着将所述补偿參数与该成组的识别码和值关联地存储(方块M0)并继续印刷(方块550)。因此，在下一个导致该补偿參数产生的环境、或基材条件，或事件发生吋，仅能检索而非产生所述补偿參数。如果所产生的成组的识别码和/或值具有与所述成套识别码和/或值相关联地存储的ー个或更多个补偿參数，检索所述补偿參数(方块讨4)并用于补偿配准误差 (方块M8)。接着印刷继续(方块550)。在上述系统和方法中，当检测到相似的情况时，作为各种条件函数的配准执行的历史数据库被产生并用于调节印刷系统的运行。可以自动获取并定期更新各种修正因素。 该数据库能使印刷机“去学习”能被应用于上面记录的时间和历史修正的修正因素以及其他參数修正因素。这些修正因素可以应用于频率或印刷头启动信号的偏移计时。这些修正条款可以在单个发生时凭经验确定或者基于运行时间数据从机器获悉。例如，配准开始误差可以简单地通过过去的若干运行予以平均。
权利要求
1.印刷机，其包括介质运送器，其被配置为沿处理方向运送介质通过所述印刷机；多个印刷条，每个印刷条具有多个安装于印刷条的多个印刷头和印刷头驱动电路，所述印刷头驱动电路被可操作地连接到安装于印刷条的每个印刷头以传送计时信号到安装于所述印刷条的每个印刷头，以喷墨到由所述介质运送器沿处理方向运送通过所述印刷条上的所述多个印刷头的介质上；靠近所述介质运送器的一部分安装的成像装置，以产生对应于在所述介质接收从安装于所述印刷条的所述印刷头喷射的墨后，正被沿所述处理方向运送通过所述印刷机的所述介质的横交处理部分的图像数据；安装在所述印刷机中的至少ー个温度传感器，所述至少ー个温度传感器产生表明所述印刷机中温度的信号；安装在所述印刷机中的至少ー个基材条件传感器，所述至少一个基材条件传感器产生表明所述印刷机中基材条件的信号；输入装置，其被配置为能输入运行參数；和控制器，其被可操作地连接于所述成像装置、所述输入装置、所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和所述多个印刷条的所述印刷头驱动电路，所述控制器被配置为參考接收自所述图像装置的图像数据来识别配准误差，以产生对应于所识别的所述配准误差的补偿參数，以根据所述至少ー个温度传感器、所述至少一个基材条件传感器和所述输入装置产生的信号以及在所述印刷机产生对应于用于识别所述配准误差的图像数据的图像时所述印刷机中的第一多个条件进行检測，并且以将所述补偿參数和所述第一多个条件相关联地存储在所述印刷机的存储器中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被进ー步配置为检测所述印刷机中对应于所述第一多个条件的第二多个条件，所述第二多个条件根据由所述至少ー个温度传感器产生的信号、由所述至少一个基材条件传感器产生的信号、所述印刷机中检测到的时间、 所述印刷机中检测到的事件和通过所述输入装置输入的至少ー个运行參数进行检測，所述控制器也被配置为自可操作地连接于所述控制器的所述存储器检索与所述第一多个条件关联存储的所述补偿參数，根据所述至少ー个补偿參数为安装于所述印刷机中至少ー个印刷条的印刷头产生启动信号，并且将所述启动信号传送到安装有所述印刷头的所述印刷条的印刷头驱动电路以根据所述印刷机中的所述第一多个条件运行所述印刷头中的喷墨喷射器。
3.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过从所述输入装置接收至少ー个基材參数来检测所述至少ー个运行參数。
4.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为根据自检测到的事件以来的耗费时间来检测所述印刷机中的所述时间。
5.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述至少ー个温度传感器靠近于所述印刷机中的印刷区域或背衬辊放置。
6.根据权利要求3所述的印刷机，其中从来自所述输入装置接收的所述至少一个基材參数识别介质厚度、介质种类、基材速度和反射模式中的至少ー个。
7.根据权利要求4所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过检测维修操作、印刷运行的结束或印刷运行的开始来检测事件。
8.根据权利要求4所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过检测接收自所述输入装置的參数来检测事件。
9.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为对应于所述印刷机中的所述第一多个条件产生关键值并且将所述补偿參数与关键值相关联地存储在所述印刷机的所述存储器中。
10.根据权利要求2所述的印刷机，其中所述控制器被进ー步配置为通过根据从所述存储器检索到的所述补偿參数调节启动信号的频率或传送延迟来产生所述启动信号。
全文摘要
一种运行印刷机的方法，其能使补偿参数产生并与所述补偿参数产生时所检测到的系统条件相关联存储。在其后的时间里检测相应的系统条件时，所述印刷机能够使用先前产生并存储的补偿参数调节印刷头喷射的时间，以提高所述系统形成的墨图像的配准。
文档编号B41J2/21GK102555507SQ2011103726
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月4日 优先权日2010年11月8日
发明者R·恩里克·维图罗, 允永顺, 托德·W··泰勒, 杰弗里·J··福尔金, 杰斯·R··根特纳 申请人:施乐公司
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