KR20100109435A

KR20100109435A - 프린트헤드 롤을 검출하는 방법

Info

Publication number: KR20100109435A
Application number: KR1020100027314A
Authority: KR
Inventors: 하워드 에이 미즈스; 스티브 브이 코롤; 케네스 알 체임벌린
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2010-10-08
Also published as: JP2010234809A; CN101850654B; US20120113184A1; MX2010003163A; US8100499B2; CN101850654A; US8485634B2; JP5383572B2; KR101169234B1; BRPI1000819A2; US20100245455A1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 프린트헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템의 프린트헤드 롤을 검출하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 이미지 수용 표면에 시험 패턴을 형성하는 단계로서, 상기 시험 패턴은 크로스 처리 방향으로 이미지 수용 표면에 걸쳐 어레이된 다수의 마크를 포함하고, 다수의 마크의 각각은 하나의 프린트헤드의 상이한 노즐에 의해 형성되고, 다수의 마크의 각각의 마크의 크로스 처리 방향 위치를 검출하는 단계, 및 프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값과 검출된 크로스 처리 방향 위치를 상호관련시키는 단계를 포함한다.

Description

프린트헤드 롤을 검출하는 방법{METHOD FOR DETECTING PRINT HEAD ROLL}

본 명세서는 매체에 이미지를 형성하기 위해 프린트헤드를 이용하는 이미징 장치, 및 특히 이러한 이미징 장치의 프린트헤드의 정렬에 관한 것이다.

잉크젯 프린팅은 이미지를 형성하기 위해 프린트헤드의 오리피스로부터 잉크 액적을 수용 기재 상에 방출하는 것과 관련된다. 잉크젯 프린팅 시스템은 공통적으로 직접 프린팅 또는 오프셋 프린팅 아키텍쳐 중 하나를 사용한다. 통상적인 직접 프린팅 시스템에서, 잉크는 프린트헤드의 젯으로부터 최종 수용 기재 상에 직접적으로 방출된다. 오프셋 프린팅 시스템에서, 프린트헤드는 드럼의 액체 층과 같은 중간 전사면 상에 잉크를 분출한다. 최종 수용 기재는 그 후 중간 전사면과 접촉하게 되고 잉크 이미지는 기재에 전사되고 융합 (fuse) 또는 고정된다.

단일 프린트헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템 내의 프린트헤드의 정렬은 이미지 수용 표면에 대한 프린트헤드의 위치로 표현될 수 있다. 다수의 프린트헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템의 다수의 프린트헤드의 정렬은 매체 기재 또는 중간 전사 표면과 같은 이미지 수용 표면에 대한 하나의 프린트헤드, 또는 다중 축선의 좌표계 내의 다른 프린트헤드의 위치로 표현될 수 있다. 논의의 목적을 위해, "크로스 처리 방향" 및 "X-축 방향" 이라는 용어는 프린트 헤드를 지나는 이미지 수용 표면의 이동 방향에 수직인 방향 또는 축선을 나타내고, "처리 방향" 및 "Y-축 방향" 이라는 용어는 이미지 수용 표면의 방향에 평행한 방향 또는 축선을 나타내고, "Z-축" 이라는 용어는 X-Y 축 평면에 수직인 축선을 나타낸다.

하나의 특정 종류의 정렬 파라미터는 프린트헤드 롤이다. 여기서 사용되는 것과 같이, 프린트헤드 롤은 이미지 수용 표면, 즉 Z-축선에 대해 법선인 축선을 중심으로 프린트헤드의 시계방향 또는 반시계방향 회전을 나타낸다. 프린트헤드 롤의 잘못된 정렬은 이미지 수용 표면에 대해 프린트헤드 위치 및/또는 각도를 변경시킬 수 있는 기계적 진동, 및 기계 요소의 다른 방해 소스와 같은 요인에 기인할 수 있다. 롤의 잘못된 정렬의 결과로서, 노즐의 열 (row) 은 프린트헤드의 롤의 결과로서 이미지 수용 표면의 처리 방향 운동에 대하여 대각선으로 배치될 수 있고, 이는 수평선, 이미지 에지 등이 이미지 수용 표면에 대하여 비스듬하게 되는 것을 야기한다.

프린트헤드 롤을 검출하는데 사용될 수 있는 한 방법은 프린트헤드의 노즐의 하나 이상의 열을 사용하여 수평선을 프린팅하고 평상형 스캐너 또는 인라인 선형 어레이 센서를 사용하여 수평에 대해 하나 이상의 선의 각도를 측정하는 것이다. 각도 측정은 그 후 프린트헤드 롤을 검출하는데 사용될 수 있다. 하지만 프린트된 선의 각도를 측정하는 것은 이미지 수용 표면에 대한 스캐너 또는 센서의 정확한 정렬을 요구한다. 측정 시스템이 평상형 스캐너의 프린트된 시트를 사용한다면, 스캐너에 대한 종이의 회전은 부정확한 측정을 발생시킬 수 있다. 유사하게, 측정 시스템이 인라인 선형 어레이 센서를 이용한다면, 이미지 수용 표면에 대한 센서의 잘못된 정렬은 부정확한 측정을 발생시킬 수 있다.

하나 이상의 프린트헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템의 프린트헤드를 검출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이미지 수용 표면에 대한 이미지 센서의 잘못된 정렬 또는 비스듬한 것에 대하여, 또는 이미지 센서에 대한 이미지 수용 표면의 잘못된 정렬에 대하여 민감하지 않은 프린트헤드의 검출 방법이 개발되어 왔다. 특히, 프린트헤드 검출 방법은 이미지 수용 표면 상에 시험 패턴을 형성하는 것에서 시작된다. 시험 패턴은 크로스 처리 방향으로 이미지 수용 표면에 걸쳐 어레이되는 다수의 마크를 포함하며, 상기 다수의 마크의 각각의 마크는 프린트 헤드의 상이한 노즐에 의해 형성된다. 그 후 다수의 마크의 각각의 마크의 크로스 처리 방향 위치는 검출되고; 검출된 크로스 처리 방향 위치는 프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값과 상호관련된다.

도 1 은 이미징 장치의 일 실시형태의 개략적인 입면도이다.
도 2 는 도 1 의 이미징 장치의 프린트헤드의 배치의 사시도이다.
도 3 은 프린트헤드의 방출면의 개략 정면도이다.
도 4 는 프린트헤드 롤을 나타내는 도 3 의 방출면의 정면도이다.
도 5 는 프린트헤드 롤을 검출하는데 사용될 수 있는 시험 패턴 및 시험 패턴을 형성하는데 사용되는 프린트헤드의 일 실시형태를 나타낸다.
도 6 은 프린트헤드 롤을 검출하는데 사용될 수 있는 시험 패턴 및 시험 패턴을 형성하는데 사용되는 프린트헤드의 다른 실시형태를 나타낸다.
도 7 은 도 6 의 시험 패턴의 마크 사이의 예상 및 측정된 간격의 차이 대 열 (1) 에 대한 마크의 처리 방향 거리의 그래프이다.
도 8 은 프린트헤드 롤의 검출 방법의 흐름도이다.
도 9a 및 도 9b 는 젯 인터레이싱 (jet interlacing) 기술을 이용하는 프린트헤드 롤 측정용 시험 패턴의 대안적인 실시형태를 나타낸다.

대표적인 실시형태의 양태는 이미징 장치 및 이미징 장치용 레지스트레이션 (registration) 시스템에 관한 것이다. 이미징 장치는 웨브 또는 드럼과 같은, 마킹 위치 사이에서 처리 방향으로 작동되는 이미지 수용 표면을 규정하는 확장 가능한 이미지 수용 부재를 포함한다. 여기서 사용되는 것과 같이, 처리 방향은 이미지가 전사되는 기재가 이미징 장치를 통과하여 이동하는 방향이다. 기재와 동일한 면을 따르는, 크로스 처리 방향은 실질적으로 처리 방향에 대해 수직이다.

여기서 사용되는 것과 같이, "프린터" 또는 "이미징 장치" 는 일반적으로 이미지를 프린트 매체에 적용시키는 장치를 나타내며 디지털 복사기, 제본기, 팩스기, 복합기 등과 같은 어떠한 목적을 위해 프린트 출력 기능을 수행하는 어떠한 장치를 포함할 수 있다. "프린트 매체" 는 미리 절단되는 또는 권취 (web fed) 되는, 물리적인 종이 시트, 플라스틱, 또는 다른 이미지를 위한 적절한 물리적 프린트 매체 기재일 수 있다. 이미징 장치는 마무리기, 종이 이송기 등과 같은 다른 다양한 요소를 포함할 수 있고, 복사기, 프린터, 또는 복합기로서 실현될 수 있다. "프린트 작업" 또는 "문서" 는 보통 특정 사용자로부터의 관련된 시트의 세트, 보통 원본 프린트 작업 시트 또는 전자 문서 페이지 이미지로부터 복사된 하나 이상의 페이지 맞춤된 (collated) 복사본 세트, 또는 그렇지 않으면 관련물이다. 이미지가 일반적으로 마킹 엔진에 의해 프린트 매체에 표현되는 전자 형태의 정보를 포함할 수 있고 이는 문자, 그래픽, 사진 등을 포함할 수 있다.

도 1 을 참조하여, 본 명세서의 이미징 장치 (10) 의 일 실시형태가 나타난다. 도시된 것과 같이, 장치 (10) 는 이하에 설명되는 것과 같이 장치의 작동 하위 시스템 및 요소에 직접적으로 또는 간접적으로 장착되는 프레임 (11) 을 포함한다. 도 1 의 실시형태에서, 이미징 장치 (10) 는 드럼의 형태로 나타낸, 하지만 동일하게는 지지되는 무한 벨트의 형태일 수 있는 중간 이미징 부재 (12) 를 포함하는 간접 마킹 장치이다. 이미징 부재 (12) 는 화살표 방향 (16) 으로 이동 가능하고, 위상 변경 잉크 이미지가 형성되는 이미지 수용 표면 (14) 을 갖는다. 화살표 방향 (17) 으로 회전 가능한 가열된 트랜스픽스 (transfix) 롤러 (19) 가 트랜스픽스 닙 (18) 을 형성하기 위해 드럼 (12) 의 표면 (14) 에 대하여 로드되고, 이 트랜스픽스 닙에서 표면 (14) 에 형성된 잉크 이미지는 매체 시트 (49) 상에 트랜스픽스된다. 대안적인 실시형태에서, 이미징 장치는 잉크 이미지가 매체 시트 또는 연속적인 매체의 웨브와 같은 수용 기재 상에 직접 형성되는 직접 마킹 장치일 수 있다.

이미징 장치 (10) 는 또한 한 색상의 잉크의 적어도 하나의 소스 (22) 를 갖는 잉크 전달 하부 시스템 (20) 을 포함한다. 이미징 장치 (10) 가 다색 이미지 생산 기계이기 때문에, 잉크 전달 시스템 (20) 은 4 가지 상이한 색상 (CYMK) (시안, 노랑, 자홍, 검정) 의 잉크를 나타내는 4 개의 소스 (22, 24, 26, 28) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 이미징 장치 (10) 에 이용되는 잉크는 "상 변경 잉크" 이며, 이는 잉크가 상온에서 실질적으로 고체이고 이미징 수용 표면 상에 분출하기 위해 상 변경 잉크 용융 온도로 가열될 때 실질적으로 액체인 잉크를 의미한다. 따라서, 잉크 전달 시스템은 고체 형태의 상 변경 잉크를 액체 형태로 상 변경시키거나 또는 용융시키기 위해 상 변경 잉크 용융 및 제어 장치 (도시되지 않음) 를 포함한다. 상 변경 잉크 용융 온도는 고체의 상 변경 잉크를 액체 또는 용융된 형태로 용융시킬 수 있는 어떠한 온도일 수 있다. 일 실시형태에서, 상 변경 잉크 용융 온도는 대략 100℃ ~ 140℃이다. 하지만 대안적인 실시형태에서, 예컨대, 수성 잉크, 유성 잉크, UV 경화 잉크 등을 포함하는 어떠한 적절한 마킹 재료 또는 잉크가 사용될 수 있다.

잉크 전달 시스템은 액체 형태의 잉크를 적어도 하나의 프린트헤드 조립체 (32) 를 포함하는 프린트헤드 시스템 (30) 에 공급하도록 구성된다. 이미징 장치 (10) 가 고속, 또는 많은 처리량의, 다색 장치이기 때문에, 프린트헤드 시스템 (30) 은 다색 잉크 프린트헤드 조립체 및 다수 (예컨대 4 개) 의 별개의 프린트헤드 조립체 (도 1 에 나타낸 32, 34) 를 포함한다.

더 나타내는 것과 같이, 이미징 장치 (10) 는 매체 공급 및 취급 시스템 (40) 을 포함한다. 매체 공급 및 취급 시스템 (40) 은, 예컨대 시트 또는 기재 공급원 (42, 44, 48) 을 포함할 수 있으며, 공급원 (48) 은 예컨대 절단된 시트 (49) 의 형태인 이미지 수용 기재의 저장 및 공급을 위한, 예컨대 고용량 종이 공급기 또는 이송기이다. 기재 공급 및 취급 시스템 (40) 은 또한 기재 또는 시트 히터 또는 프리 히터 조립체 (52) 를 포함한다. 나타낸 것과 같은 이미징 장치 (10) 는 또한 문서 유지 트레이 (72), 문서 시트 이송 및 회수 장치 (74), 및 문서 노출 및 스캐닝 시스템 (76) 을 갖는 원본 문서 이송기 (70) 를 포함할 수 있다.

기계 또는 프린터 (10) 의 다양한 하부 시스템, 요소 및 기능의 작동 및 제어는 제어기 또는 전자 하부 시스템 (ESS) (80) 의 보조로 수행된다. ESS 또는 제어기 (80) 는 예컨대 중앙 프로세서 유닛 (CPU) (82), 전자 저장소 (84), 및 디스플레이 또는 사용자 인터페이스 (UI) (86) 를 갖는 자급식 전용 미니 컴퓨터이다. ESS 또는 제어기 (80) 는 예컨대 센서 입력부 및 제어 시스템 (88) 뿐만아니라 픽셀 (pixel) 배치 및 제어 시스템 (89) 을 포함한다. 게다가 CPU (82) 는 스캐닝 시스템 (76) 또는 온라인 또는 작업 위치 연결부 (90) 와 같은 이미지 입력 소스와 프린트헤드 조립체 (32, 34, 36, 38) 사이의 이미지 데이터 흐름을 판독, 캡쳐, 준비 및 관리한다. 이러한 것으로서, ESS 또는 제어기 (80) 는 이하에 논의되는 프린트헤드 청소 장치 및 방법을 포함하는, 모든 다른 기계 하부 시스템 및 기능의 작동 및 제어를 위한 메인 멀티 테스킹 (multi tasking) 프로세서이다.

작동시에, 발생되는 이미지를 위한 이미지 데이터가 각각의 스캐닝 시스템 (76) 으로부터 또는 프린트 헤드 조립체 (32, 34, 36, 38) 로의 출력 및 처리를 위한 온라인 또는 작업 위치 연결부 (90) 를 통하여 제어기 (80) 에 전달된다. 추가적으로, 제어기는 예컨대 사용자 인터페이스 (86) 를 통한 작동자의 입력으로부터, 관련된 하부 시스템 및 요소 제어를 결정 및/또는 수용하고, 따라서 이러한 제어를 실행한다. 그 결과, 적절한 색상의 고체 형상의 상 변경 잉크는 용융되고 프린트 헤드 조립체에 전달된다. 추가적으로, 픽셀 배치 제어는 이미징 표면 (14) 에 대하여 실행되며 따라서 이러한 이미지 데이터마다 요구되는 이미지를 형성하고, 수용 기재는 표면 (14) 의 이미지 형성과 시한 일치 (timed registration) 로 공급 경로 (50) 를 따라 공급원 (42, 44, 48) 중 어느 하나에 의해 공급된다. 마지막으로, 이미지는 표면 (14) 으로부터 전사되고 트랜스픽스 닙 (18) 내의 복사 시트에 고정적으로 융합된다.

이미징 장치는 인라인 이미지 센서 (54) 를 포함할 수 있다. 인라인 이미지 센서는 예컨대 프린트헤드 조립체의 잉크젯에 의해 수용 부재 상에 분출되는 잉크 액적의 존재, 농도, 및/또는 위치를 검출하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 이미지 센서는 광원 (도시되지 않음) 및 광 센서 (도시되지 않음) 를 포함한다. 광원은 LED 에 의해 발생되는 광을 이미지 기재를 향해 광을 배향하는 광 파이프의 하나 이상의 개구로 전달하는 광 파이프에 연결되는 단일 발광 다이오드 (LED) 일 수 있다. 일 실시형태에서, 3 개의 LED, 녹색 광을 발생하는 것, 적색 광을 발생하는 것, 그리고 청색 광을 발생하는 것이 선택적으로 활성화되어 광 파이프를 통하여 광을 배향하고 이미지 기재를 향해 배향되는 시기에 단지 하나의 광만이 빛을 낸다. 다른 실시형태에서, 광원은 선형 어레이로 배치된 다수의 LED 이다. 이 실시형태의 LED 는 이미지 기재를 향해 광을 배향시킨다. 이 실시형태의 광원은 각각 적색, 녹색 및 청색을 위한 3 개의 선형 어레이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 모든 LED 는 3 개의 색상의 반복 시퀀스로 단일 선형 어레이로 배치될 수 있다. 광원의 LED 는 선택적으로 LED 를 활성화시키는 제어기 (80) 에 연결된다. 제어기 (80) 는 광원에서 어떠한 LED 또는 LED 들이 활성화되는지를 가리키는 신호를 발생할 수 있다.

반사광은 광 센서에 의해 측정된다. 일 실시형태에서, 광 센서는 전하 결합 소자 (CCD) 와 같은 감광성 장치의 선형 어레이이다. 감광성 장치는 감광성 장치에 의해 수용되는 빛의 양 또는 세기에 대응하는 전기 신호를 발생한다. 선형 어레이는 실질적으로 이미지 수용 부재의 폭에 걸쳐 뻗어있다. 대안적으로, 더 짧은 선형 어레이가 이미지 기재에 걸쳐 옮겨지도록 구성될 수 있다. 예컨대, 선형 어레이는 이미지 수용 부재에 걸쳐 옮겨지는 이동 가능한 캐리지 (carriage) 에 장착될 수 있다. 광 센서를 이동시키기 위한 다른 장치가 또한 사용될 수 있다.

제어기는 예컨대 웨브 상에 광을 배향하도록 선택적으로 LED 를 활성화시키고 및/또는 이미지 수용 표면으로부터의 반사광을 검출하도록 광 센서를 활성화시키는 이미지 센서 (54) 에 제어 신호를 제공하도록 구성된다. 이미지 센서의 광 센서 및 광원의 활성화는 이미지 수용 표면의 이동과 동기화될 수 있어서 표면은 하나 이상의 프린트헤드로부터의 이미지가 형성되는 목표 영역에서만 스캔된다.

이제 도 2 를 참조하면, 이 실시예에 설명된 프린터/복사기 (10) 는 고속, 또는 많은 처리량의, 다색 이미지 발생 기계이며, 상부 프린트헤드 (32 및 36) 및 하부 프린트헤드 (34 및 38) 를 포함하는 4 개의 프린트헤드를 갖는다. 각각의 프린트헤드 (32, 34, 36 및 38) 는 이미지를 형성하기 위해 수용 표면 (14) 상에 잉크를 방출하기 위해 대응하는 전방면, 또는 방출면 (33, 35, 37 및 39) 을 갖는다. 이미지를 형성하는 동안, 여기서 모드는 프린트 모드로 나타내지고, 상부 프린트 헤드 (32, 36) 는 수용 표면 (14) 의 상이한 부분을 커버하기 위해 수용 표면 경로 (16) (도 1) 를 가로지르는 방향으로 하부 프린트헤드 (34, 38) 에 대하여 엇갈릴 수 있다. 엇갈린 배치는 프린트헤드가 기재의 전체 폭에 걸쳐 이미지를 형성하는 것을 가능하게 한다.

각각의 프린트헤드의 방출면은 열을 이루어 배치되는 다수의 노즐과 프린트헤드의 잉크젯 위치에 대응하는 위치의 방출면에서의 컬럼 (column) 을 포함한다. 노즐 열은 방출면의 크로스 처리 방향으로 선형적으로 뻗어있다. 노즐은 또한 방출면의 처리 방향으로 선형적으로 배치될 수 있다. 하지만, 열을 이루는 각각의 노즐 사이의 간격은 프린트 헤드의 주어진 영역에 놓일 수 있는 잉크젯의 수에 의해 한정된다. 프린팅 해상도를 증가시키기 위해, 열을 이루는 노즐은 크로스 처리 방향 (X 축선을 따르는) 으로 뻗어있는 적어도 어떠한 다른 열의 노즐로부터 오프셋 또는 엇갈릴 수 있다. 열을 이루는 노즐의 오프셋 또는 엇갈림은 이미지 수용 표면의 크로스 처리 방향으로의 단위 거리 당 형성될 수 있는 잉크의 컬럼의 수를 증가시키고, 따라서 이미징 장치에 의해 형성될 수 있는 이미지의 해상도가 증가된다.

프린트헤드 (32) 의 방출면 (33) 과 같은 방출면의 개략도가 도 3 에 나타나 있고 이는 각각의 열이 7 개의 노즐 (112) 을 갖는 4 개의 열의 노즐 (104, 106, 108, 110) 을 갖는다. 열 (104, 106, 108, 11) 의 엇갈린 배치는 프린트헤드에 28 개의 노즐을 제공한다. 프린트헤드에는 더 많거나 또는 더 적은 열이 제공될 수 있고 각각의 열에는 도 3 에 나타낸 것보다 더 많거나 또는 더 적은 노즐이 제공될 수 있다. 각각의 프린트헤드는 이미징 장치에 이용되는 각각의 색상의 잉크 액적을 방출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 각각의 프린트헤드는 이미징 장치에 사용되는 각각의 색상의 잉크를 위한 하나 이상의 열의 노즐을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 각각의 프린트헤드는 한가지 색상의 잉크를 이용하도록 구성될 수 있고 따라서 동일한 색상의 잉크를 방출하도록 각각 구성되는 다수의 열의 노즐을 가질 수 있다.

상기 언급된 것과 같이, 이미징 작업에 영향을 미치는 일 요인은 수용 기재에 대한 그리고 이미징 장치의 다른 프린트헤드에 대한 프린트헤드의 정렬이다. 하나의 특정한 종류의 정렬 파라미터는 프린트헤드 롤이다. 여기서 사용되는 것과 같이, 프린트헤드 롤은 이미지 수용 표면에 법선인 축선을 중심으로 프린트헤드의 시계방향 또는 반시계방향 회전을 나타낸다. 프린트헤드 롤은 기계적 진동, 헤드 장착, 주기적 헤드 유지, 및 기계 요소의 다른 방해 소스와 같은 요인에 기인할 수 있으며, 이들은 이미지 수용 표면에 대해 프린트헤드 위치 및/또는 각도를 변경시킬 수 있다.

도 4 는 반시계방향 롤의 잘못된 정렬 (R) 을 나타내는 도 3 의 간소화된 방출면을 나타낸다. 반시계방향 롤의 잘못된 정렬의 결과, 도 4 의 프린트헤드의 노즐 (104, 106, 108, 110) 의 열은 이미지 수용 표면의 처리 방향 (Y) 운동에 대하여 수직이 아니고, 이는 프린트된 선, 이미지 에지 등이 이미지 수용 표면에 대하여 비스듬하게 되는 것을 야기할 수 있다. 프린트헤드 롤이 평상형 스캐너 또는 인라인 센서 어레이를 사용하여 프린트된 선, 이미지 에지 등의 각도를 측정하고 프린트헤드 롤에 대한 측정된 각도와 상호관련시킴으로써 검출되고, 프린트된 선의 각도의 측정은 부정확성에 민감할 수 있다. 예컨대, 측정 시스템이 평상형 스캐너 상의 프린트된 시트를 사용한다면, 스캐너에 대한 종이의 회전은 부정확한 측정을 발생시킬 수 있다. 유사하게, 측정 시스템이 인라인 선형 어레이 센서를 이용한다면, 이미지 수용 표면에 대한 센서의 잘못된 정렬은 부정확한 측정을 발생시킬 수 있다.

프린트헤드 롤의 잘못된 정렬의 다른 결과는 방출면의 크로스 처리 방향 (X 축) 의 젯 사이의 간격의 변화이다. 방출면의 노즐의 배치 및 롤의 방향 (예컨대, 시계방향 또는 반시계방향) 에 따라, 노즐 사이의 X 축 간격은 증가되거나 감소될 수 있고, 어떠한 경우에는 방출면의 X 축을 따른 범위에서, 동일하지 않은 간격, 또는 간극을 초래할 수 있다. 예컨대, 도 4 에 나타낸 것과 같이, 상이한 열로부터의 A', B', C' 및 D' 와 같은 노즐 사이의 간격은 도 3 의 동일한 노즐 사이의 간격 (A, B, C, D) 과 관련된 프린트헤드의 롤로 인해 변경된다. 게다가, X 축을 따른 노즐의 진행이 정상부 열 (104) 로부터 바닥부 열 (110) 로 전이됨에 따라, 간극 (D') 은 다른 노즐 사이의 간격 (A', B', C') 보다 더 크게 형성된다. 프린트헤드의 롤이 도 4 에 나타낸 것과 반대 방향, 즉 시계방향이라면, 그 반대는 똑바로 맞춰질 것이다. 예컨대, 시계방향 롤의 잘못된 정렬을 갖는 도 3 의 방출면의 실시형태에 의해, 노즐이 바닥부 열 (110) 로부터 정상부 열 (104) 로 진행됨에 따라 노즐 사이의 간격 (A', B', C') 은 정상부 열 (104) 로부터 바닥부 열 (110) 로의 전이부 (D') 에서의 노즐 사이의 간격보다 더 클 수 있다. 어느 한 경우에서, 이러한 간극 및 동일하지 않은 간격은 프린트헤드에 의해 형성되는 이미지의 주기적인 높은 주파수대를 초래할 수 있다.

프린트헤드 롤은 마크 사이의 예상되는 간격으로부터 프린트헤드의 적어도 2 개의 상이한 노즐을 사용하여 형성되는 대시, 점 등과 같은 마크 사이의 크로스 처리 방향 (X 축) 간격의 차이를 측정 또는 검출함으로써 검출될 수 있다. 예컨대, 도 3 및 도 4 를 참조하면, 프린트헤드 롤은 노즐에 의해 형성되는 마크 사이의 거리를 측정함으로써 검출될 수 있다. 마크 사이의 거리는 노즐 사이의 거리에 대응한다. A', B', C', D' 와 같은 거리는 예컨대 마크/노즐 사이의 예상되는 간격과 비교될 수 있다. 도 3 및 도 4 의 실시형태에서, 마크/노즐 사이의 예상되는 간격 (A, B, C, D) 은 프린트헤드가 최적으로, 즉 프린트헤드 롤이 거의 없이 위치될 때, 마크 사이의 간격 또는 거리에 대응한다. 주어진 시험 패턴용 마크 사이의 예상되는 간격 또는 거리는 알려져 있고 이미징 장치의 프린트헤드(들)가 이미지 수용 표면에 대한 헤드 롤 공차 내에 위치된 이미징 장치의 제조 및 시험 동안 경험적으로 결정될 수 있다. 크로스 처리 방향 (X) 의 마크 사이의 검출되는 간격, 예컨대 도 4 의 A', B', C', D' 와 마크 사이의 예상되는 간격, 예컨대 도 3 의 A, B, C, D 사이의 차이는 프린트헤드의 롤에 비례한다. 게다가, 프린트헤드의 상이한 노즐에 의해 형성되는 마크 사이의 크로스 처리 간격의 검출은 평상형 스캐너에 의한 프린트된 시트의 잘못된 정렬 또는 이미지 수용 표면에 대한 인라인 선형 어레이 센서를 비스듬하게 하는 것에 둔감하다.

일 실시형태에서, 프린트헤드 롤을 검출하기 위해, 제어기는 이미지 수용 표면 상에 시험 패턴을 형성하기 위해 이미징 장치의 적어도 하나의 프린트헤드를 작동시키도록 구성된다. 시험 패턴은 이미지 수용 표면에 형성되는 다수의 마크를 포함하며 이들은 이미지 수용 표면의 크로스 처리 방향 (X 축) 으로 뻗어있으며 서로 이격되어 있다. 시험 패턴의 각각의 마크는 프린트헤드의 상이한 노즐을 사용하여 형성된다. 프린트헤드의 방출면의 노즐의 위치 지정 및 어떠한 적절한 개수의 노즐이 시험 패턴을 형성하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 시험 패턴은 프린트헤드의 모든 노즐 또는 적어도 2 개의 노즐을 사용하여 프린트된다. 시험 패턴의 마크는 마크 사이의 크로스 처리 방향 거리의 검출을 가능하게 하는 대시, 점 등의 어떠한 적절한 종류의 마크일 수 있다.

시험 패턴은 잉크 젯/노즐이 액적을 방출하고 작동 타이밍을 나타내는 제어기를 위해, 예컨대 비트맵 (bitmap) 과 같은 데이터를 포함한다. 시험 패턴은 시스템 설계 또는 제조 동안 발생되어 메모리에 저장될 수 있다. 대안적으로, 제어기는 "작동중에 (on the fly)" 시험 패턴을 발생시키도록 구성되는 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 펌웨어를 포함할 수 있다. 제어기는 시험 패턴에 따라 대응하는 노즐을 통하여 액적을 방출하도록 잉크 젯을 구동시키기 위한 액적 방출 신호를 발생시키도록 작동될 수 있다.

시험 패턴이 프린트헤드의 적어도 2 개의 상이한 열의 노즐로부터 노즐을 사용하여 프린트될 수 있다. 도 5 는 2 개의 열, 예컨대 열 (A) 과 열 (B) 로부터 각각의 노즐 (112) 을 사용하여 프린트된 시험 패턴 (100) 의 실시형태를 나타낸다. 결과적인 시험 패턴 (100) 은 열 (A) 로부터 노즐에 의해 프린트된 마크 ("열 (A) 마크") (116) 와 열 (B) 로부터 노즐에 의해 형성된 마크 ("열 (B) 마크") (118) 사이에 교대로 있는 크로스 처리 방향 (X) 으로 뻗어있는 마크 (116, 118) 의 어레이로 구성된다. 어떠한 2 개의 열이 시험 패턴을 형성하는데 사용될 수 있지만, 시험 패턴을 형성하기 위해 선택되는 열은 마크 사이의 예상되는 간격으로부터 마크 사이의 검출되는 간격의 차이를 검출하는 능력을 보강하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 시험 패턴을 형성하도록 선택되는 열은 유리하게는 프린트헤드의 방출면 (33) 의 처리 방향 (Y) 으로 서로 이격되어 있어 프린트헤드의 작은 회전은 마크 사이의 비교적 큰 간격의 변화를 야기한다. 게다가, 노즐의 열은 상이한 열로부터 노즐에 의해 형성되는 마크 사이의 예상되는 크로스 처리 방향 간격을 기본으로 하는 시험 패턴을 형성하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 열은 패턴의 각각의 마크 (116, 118) 사이의 예상되는 간격이 실질적으로 도 5 에 나타낸 것과 동일하게 되도록 선택될 수 있다. 도 5 의 시험 패턴에서, 열 (A 및 B) 이 선택되었는데 이는 왼쪽의 열 (A) 마크 및 오른쪽의 열 (B) 마크에 의한 각각의 마크의 쌍 사이의 예상되는 간격 (116 - 118) 이 실질적으로 왼쪽의 열 (B) 마크와 오른쪽의 열 (A) 마크에 의한 각각의 마크의 쌍 사이의 예상되는 간격 (118 - 116) 과 동일하기 때문이다.

시험 패턴의 마크 사이의 거리의 측정에서 직면하게 되는 한 문제는 의도되는 위치로부터 마크의 위치 일탈을 초래하는 액적의 잘못된 배향이다. 액적의 잘못된 배향은 젯에서 젯으로 상호관련되지 않으며, 예컨대 노즐에서 노즐로 균일하지 않은 제조에 의해 또는 노즐 주위의 먼지, 잔해, 적층물 등에 의해 발생할 수 있다. 도 5 의 실시형태에서, 액적의 잘못된 방향은 대응하는 마크의 쌍, 예컨대, (116 - 118), (118 - 116) 사이의 측정된 거리의 평균을 구함으로써 계산될 수 있다. 예컨대, 대응하는 노즐의 쌍, 예컨대 오른쪽에 노즐 열 (B) 을 갖고 왼쪽에 노즐 열 (A), 또는 오른쪽에 노즐 열 (A) 을 갖고 왼쪽에 노즐 열 (B) 을 갖는 노즐의 쌍 사이의 측정된 간격은 시험 패턴에 걸쳐 평균을 구할 수 있다. 대응하는 노즐의 쌍의 간격이 시험 패턴에 걸쳐 평균을 구한다면, 누적 크로스 처리 방향 액적의 잘못된 배향의 에러는 0 을 향하고, 효과적으로 그 자체를 상쇄시킬 수 있다.

측정된 간격 및/또는 측정된 평균 간격, 및 패턴의 마크 사이의 예상되는 간격을 앎으로써, 프린트헤드가 롤 뿐만아니라 롤의 정도 또는 크기를 나타내도록 제어기에 의해 결정이 이루어질 수 있다. 프린트헤드 롤은 도 5 의 시험 패턴을 기본으로 하여 여러 방법으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 5 의 실시형태에서, 각각의 열 사이의 처리 방향 거리는 R 이다. 열 (A) 은 첫번째 열이며 열 (B) 은 프린트헤드의 14 번째 열이며 열 (A) 과 열 (B) 사이의 처리 방향 거리는 13 R 이다. 일 실시형태에서, 열 사이의 처리 방향 거리는 대략 786 ㎛이며 열 (A) 과 열 (B) 사이의 거리는 대략 10,218 ㎛ 이다. 프린트헤드가 각도 (φ) 로 구르고 열 사이의 거리가 가장 가까운 이웃하는 마크 (116 및 118) 사이의 차이보다 더욱 크다면, 노즐에 의해 형성되는 마크 사이의 크로스 처리 방향 간격은 대략 10,218*sin(φ) 만큼 증가 또는 감소된다. 왼쪽의 열 (A) 마크 (116) 와 오른쪽의 열 (B) 마크 (118) 에 의한 마크의 쌍 사이의 측정된 평균 간격이 X_mk 에 의해 표시되고, 왼쪽의 열 (B) 마크 (118) 와 오른쪽의 열 (A) 마크 (116) 에 의한 마크의 쌍 사이의 측정된 평균 간격이 X_km 에 의해 표시된다면, 프린트헤드의 헤드 롤 (φ) 은 φ = (X_km - X_mk) / (2*10,218) 로 주어진다.

도 6 은 프린트헤드 롤을 검출하고 측정하는데 이용될 수 있는 시험 패턴 (100') 의 다른 실시형태를 나타낸다. 도 6 의 시험 패턴은 프린트헤드의 노즐의 다수의 상이한 열로부터 각각의 노즐을 사용하여 프린트되었다. 그 결과인 시험 패턴 (100') 은 프린트헤드 (33) 로부터 노즐의 서브셋에 대응하는 마크의 각각의 열 (118) 에 의해 크로스 처리 방향 (X) 으로 뻗어있는 마크 (120) 의 다수의 열 (118) 로 구성된다. 시험 패턴 (100') 은 패턴의 각각의 열 (118) 로부터 각각의 마크 (120) 와 각각의 마크의 왼쪽 (즉, 크로스 처리 방향) 에 대한 패턴의 기준 열 (124) 로부터 대응하는 마크 사이의 크로스 처리 방향 (X) 거리를 결정하기 위해 스캔될 수 있다. 도 6 의 실시형태에서, 노즐의 기준 열 (124) 은 노즐의 첫번째 열 (도 6 의 바닥부의 열) 이지만 노즐의 어떠한 열도 노즐의 기준 열로서 표시될 수 있다.

도 5 에 대한 상기의 논의와 유사하게, 도 6 의 각각의 열 사이의 처리 방향 (Y) 거리는 R 로 표시될 수 있고 열 (124) 과 열 (J) 사이의 처리 방향 거리는, 예컨대 (J - 1)n 이다. 일 실시형태에서, 열 사이의 처리 방향 (Y) 거리는 대략 786 ㎛ 이며 열 (124) 과 열 (J) 사이의 거리는 대략 786*(J - 1)㎛ 이다. 프린트헤드가 각도 (φ) 로 구른다면, 노즐에 의해 형성되는 마크 사이의 크로스 처리 방향 간격은 대략 786*(J - 1)*sin(φ) 만큼 증가 또는 감소된다. 도 7 은 패턴의 마크 사이의 예상되는 간격과 측정된 간격 사이의 차이 대 프린트헤드의 열 (1) 로부터의 간격의 처리 방향 (Y 축) 차이를 나타내는 그래프이다. 플롯 (plot) 은 예컨대 최소 자승법 (least squares approximation) 과 같은 공지된 기법을 사용하여 직선으로 일치될 수 있다. 도 7 에 나타낸 것과 같이, 직선의 경사는 실질적으로 프린트헤드의 롤에 비례한다. 예상되는 것과 같이, 측정된 간격과 예상되는 간격 사이의 차이는 열 (1) 로부터의 처리 방향 거리가 증가할 수록 증가된다.

프린트헤드 롤의 측정에 영향을 미치는 다른 요인은 이미지 수용 표면에 대한 프린트헤드의 가로 운동 (lateral motion) 이다. 도 1 의 이미징 장치에서, 예컨대 프린트헤드는 드럼에 대하여 크로스 처리 방향으로 소정의 거리 (Δp) 를 옮기기 위해 구성될 수 있다. 처리 방향 선의 각도는 대략 θ = Δp / C 이며, C 는 드럼의 둘레이다. 헤드의 롤은 이 값으로 설정되어야 하고 φ 가 0 으로 설정된다면 그렇게 될 것이다.

매체의 연속적인 웨브에 이미지를 형성하기 위해 구성되는 이미징 장치에서, 프린트헤드 롤의 측정에 영향을 미칠 수 있는 요인은 프린트헤드에 대한 매체의 웨브의 가로 운동이다. 도 6 의 시험 패턴을 사용하여, 프린트헤드 롤과 웨브의 가로 운동은 동시에 결정될 수 있다. 웨브의 가로 운동이 있다면, 마크는 노즐 열의 함수로서 옮겨질 것이다. 웨브의 가로 운동의 각도는 노즐의 첫번째 열로부터 노즐의 마지막 열까지의 거리로부터 노즐의 첫번째 열로부터 노즐의 마지막 열까지의 거리에 걸친 웨브의 가로 이동 (lateral shift) 의 비로서 주어진다. 매체 웨브의 가로 운동의 각도는 헤드 롤의 더 정확한 측정을 가능하게 하기 위해 상기 설명된 헤드 롤 측정으로부터 뺄 수 있다

프린트헤드의 롤의 측정 및 검출을 위한 방법의 실시형태의 흐름도가 도 8 에 나타나 있다. 이 방법은 이미지 수용 표면에 시험 패턴을 형성하는 것으로 시작된다. 이미지 수용 표면은 드럼 또는 벨트와 같은 중간 전사 표면일 수 있고, 또는 매체의 연속적인 웨브 또는 시트일 수 있다. 시험 패턴은 프린트헤드의 노즐의 적어도 2 개의 상이한 열로부터 다수의 노즐에 의해 형성되는 이미지 수용 표면의 크로스 처리 방향으로 뻗어있는 마크의 어레이이다 (블록 800). 시험 패턴이 이미지 수용 표면 상에 프린트된 이후, 시험 패턴은 이미지 센서를 사용하여 이미지화되어 (블록 804) 마크의 크로스 처리 방향 위치를 검출한다 (블록 808). 예컨대, 시험 패턴이 이미지 수용 표면에 일단 형성되면, 시험 패턴은 인라인 선형 어레이 센서에 의해 이미징 장치에서 인라인 스캔된다. 대안적으로, 시험 패턴은 희생적인 매체 시트 상에 프린트될 수 있고, 예컨대 평상형 스캐너를 사용하여 스캔될 수 있다. 어느 한 경우에, 시험 패턴의 마크의 크로스 처리 방향 위치를 나타내는 센서 신호는 제어기로 출력된다.

프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값이 패턴의 마크의 검출되는 크로스 처리 방향 위치를 기본으로 하여 결정된다 (블록 810). 프린트헤드 롤 값은 상기 설명된 방법 중 어떠한 적절한 방법으로 마크의 검출된 크로스 처리 방향 위치로부터 결정될 수 있다. 블록 (814) 에서, 결정된 프린트헤드 롤의 값이 매체에 대한 프린트헤드의 가로 운동 또는 프린트헤드에 대한 매체의 가로 운동과 같은 가로 운동을 위해 조절 또는 보정되어야 하는지 또는 아닌지 판정이 이루어진다. 프린트헤드 롤의 다른 조절이 필요하지 않은 것으로 여겨진다면, 제어는 이미징 장치의 프린트헤드의 물리적 위치가 롤의 측정된 값으로부터 그의 요구되는 값으로 이를 변경시키는 위치인 블록 (824) 으로 지나간다. 다른 조절이 요구된다면, 매체와 프린트헤드 사이의 상대 운동이 크로스 처리 방향의 예상되는 평균 마크 위치 대 마크를 형성하는데 사용되는 노즐의 열의 처리 방향 위치를 나타내는 그래프의 경사를 사용하여 계산될 수 있다. 가로 운동은 마크 위치의 열과 열의 변경에 대하여 추정될 수 있다. 결정된 프린트헤드 롤은 그 후 매체/헤드 가로 운동에 대하여 보정될 수 있다 (블록 820). 제어는 이미징 장치의 프린트헤드의 물리적 위치가 롤의 측정된 값으로부터 그의 요구되는 값으로 이를 변경시키도록 조절되는 지점인 블록 (824) 으로 지나간다. 롤을 보정하기 위해 이미징 장치 내의 프린트헤드의 물리적 위치를 조절하는 것은 당업계에 알려져 있다. 따라서, 프린트헤드 롤을 보정하기 위해 프린트헤드의 물리적 위치를 조절하는 정확한 방법은 본 명세서에서 중요하지 않다.

도 9a 및 도 9b 는 젯 인터레이싱 기술을 사용하는 프린트헤드 롤 측정용 시험 패턴의 대안적인 실시형태를 나타낸다. 여기서 사용되는 것과 같이, "젯 인터레이싱" 이라는 용어는, 마크가 X 축에서 서로 이격되도록, 도 5 의 열 (A) 로부터 가장 왼쪽의 젯 (1) 및 열 (C) 로부터 가장 왼쪽의 젯 (1) 과 같은, 프린트헤드의 동일한 X 축 위치에 있는 젯으로부터의 프린팅 마크를 나타낸다. 인터레이싱은 젯 사이의 X 축 간격보다 X 축에 점을 더 가깝게 모아서 프린팅함으로써 프린터의 해상도 (DPI) 를 증가시키는 데 사용될 수 있다. 도 9a 에 나타낸 것과 같이, 인터레이스 시험 패턴은 프린트헤드의 젯의 첫번째 열, 예컨대 열 (A) (도 5) 로부터의 하나 이상의 젯 (n) 으로부터 마크를 프린팅하고, 이 프린트헤드를 제 1 방향으로 X 축을 따라 인터레이스 거리 (+t) 만큼 옮기고, 그리고 열 (A) 로부터의 젯 (n) 과 정렬되는 다른 열, 예컨대 열 (C) (도 5) 로부터의 하나 이상의 젯 (n) 을 사용하여 마크를 프린팅함으로써 프린트될 수 있고, 여기서 n 은 열의 젯의 위치 또는 개수에 대응한다. 프린트헤드는 그 후 x 축을 따라 인터레이스 거리 (-t) 만큼 반대 방향으로 이동되고 열 (C) 로부터의 하나 이상의 젯은 열 (A) 로부터의 젯 (n) 에 의해 프린트되는 마크의 대향 측에 마크를 프린트하도록 작동된다. 프린트헤드가 회전되지 않을 때, 간격 (F 및 G) 은 실질적으로 동일하다. 하지만, 프린트헤드가 도 9b 에 나타낸 반시계방향 롤과 같은 롤을 나타낼 때, 마크 사이의 간격 (F' 및 G') 은 도 9a 의 동일한 마크 사이의 간격 (F 및 G) 에 대하여 변경된다.

도 5 와 관련하여 상기 설명된 프린트헤드 구성을 사용하여, 프린트헤드가 각도 (φ) 로 회전되면, 젯에 의해 형성되는 마크 사이의 크로스 처리 방향 간격 (F 및 G) 은 대략 10,218*sin(φ) 만큼 증가되거나 또는 감소된다. 왼쪽의 젯 (n). 열 (C) 인 마크와 오른쪽의 젯 (n) 열 (A) 인 마크 (118) 에 의한 마크의 쌍 사이의 측정된 평균 간격 (F) 을 F_avg 로 나타내고, 왼쪽의 젯 (n). 열 (A) 인 마크와 오른쪽의 젯 (n) 열 (C) 인 마크 (118) 에 의한 마크의 쌍 사이의 측정된 평균 간격 (G) 을 G_avg 으로 나타낸다면, 프린트헤드를 위한 헤드 롤 (φ) 은 φ = (F_avg - G_avg) / 2*10,218) 로 주어질 수 있다.

Claims

하나 이상의 프린트헤드를 포함하는 잉크젯 프린팅 시스템의 프린트헤드 롤을 검출하는 방법으로서,
이미지 수용 표면에 시험 패턴을 형성하는 단계로서, 상기 시험 패턴은 크로스 처리 방향으로 이미지 수용 표면에 걸쳐 어레이된 다수의 마크를 포함하고, 다수의 마크의 각각은 하나의 프린트헤드의 상이한 노즐에 의해 형성되고,
다수의 마크의 각각의 마크의 크로스 처리 방향 위치를 검출하는 단계, 및
프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값과 검출된 크로스 처리 방향 위치를 상호관련시키는 단계를 포함하는 프린트헤드 롤을 검출하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 시험 패턴의 형성 단계는,
하나의 프린트 헤드의 2 개의 상이한 열의 노즐로부터 각각의 노즐을 사용하여 시험 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 프린트헤드 롤을 검출하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 검출된 크로스 처리 방향 위치를 상호관련시키는 단계는,
상기 검출된 크로스 처리 방향 위치를 기본으로 하는 시험 패턴의 마크 사이의 크로스 처리 방향 간격을 결정하는 단계, 및
프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값과 결정된 크로스 처리 방향 간격을 상호관련시키는 단계를 더 포함하는 프린트헤드 롤을 검출하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 결정된 크로스 처리 방향 간격을 상호관련시키는 단계는,
상기 결정된 크로스 처리 방향 간격과 시험 패턴의 마크를 위한 예상되는 크로스 처리 방향 간격 사이의 차이를 결정하는 단계, 및
프린트헤드를 위한 프린트헤드 롤 값과 크로스 처리 방향 간격과 예상되는 간격 사이의 결정된 차이를 상호관련시키는 단계를 더 포함하는 프린트헤드 롤을 검출하는 방법.