首页> 中国专利> 测试图、测试图的测量方法和测试图的测量装置

测试图、测试图的测量方法和测试图的测量装置

摘要

一种测试图,通过在使记录介质和线打印头沿相对运动方向彼此相对移动的同时使多个记录元件执行记录操作,从而利用具有多个记录元件的线打印头在记录介质上记录测试图。测试图包括:线图案块,所述线图案块包括分别对应于多个记录元件的多个线图案,多个线图案以规定间隔或更大的间隔布置,以便彼此分开,其中多个线图案包括布置在线图案块的两个端部区域上的参考线图案,参考线图案具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量。测试图、测试图的测量方法和测试图的测量装置。

著录项

  • 公开/公告号CN101396911A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-04-01

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 富士胶片株式会社;

    申请/专利号CN200810168912.4

  • 发明设计人 山崎善朗;

    申请日2008-09-27

  • 分类号B41J2/01(20060101);B41J2/165(20060101);B41J29/393(20060101);G01B11/00(20060101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人张成新

  • 地址 日本国东京都

  • 入库时间 2023-12-17 21:36:28

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2013-04-10

    授权

    授权

  • 2010-09-15

    实质审查的生效 IPC(主分类):B41J2/01 申请日:20080927

    实质审查的生效

  • 2009-04-01

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试图及其测量方法、测试图测量装置和使计算机测量测试图的计算机程序,并且更具体地涉及一种测试图和用于测量其的技术,适于测量喷墨记录装置中安装的线打印头中的每个记录元件的点特征(例如,沉积位置、点直径和喷射故障和其它异常的出现)。

背景技术

在具有包括多个喷墨端口(喷嘴)的记录头的喷墨记录装置中,由于因喷嘴喷射特征的变化导致在记录的图像中出现密度变化(密度不一致)会引起图像质量的问题。在通过多次移动记录头经过规定打印区域执行图像记录的系列(series)(往返(shuttle))扫描方法的情况中,利用所谓的多趟打印操作,可以相对容易地避免不均匀;但在单趟方法(通过单一扫描动作执行图像记录的线打印头(line head))的情况中,使用具有对应于纸宽度的喷嘴行的宽宽度的线打印头很难避免密度不一致。

为了提高使用这种类型的线打印头打印的图像质量,采取抑制条形不均匀(条纹)的措施很重要。条纹校正技术的一个重要要素在于准确地测量记录元件的特征(由记录元件产生的点位置和点直径)。

已知通过利用平板扫描仪(在下文中称作“扫描仪”)读入测试图的图像并通过分析该图像测量点位置和点直径来精确、快速和成本低廉地测量记录元件的特征的技术。更具体地说,这种技术涉及将对应于各喷嘴的线图案打印在测试图中,并且然后通过图像分析测量线位置和线宽度来确定点位置和点直径。

日本专利申请公开出版物第2006-284406号披露了利用布置在长记录头后的多个线传感器读入测试图(喷射故障确定图案)的技术。除此之外,还已知其中用于读入测试图案的传感器沿纸的横向方向移动的结构(参见日本专利申请公开出版物第2006-35727号,和日本专利申请公开出版物第2005-231245号)。

当在胶印系统中高速打印时,例如,需要19英寸的线打印头长度和1200dpi的分辨率。另一方面,商业可用的扫描仪通常为A4尺寸,并在单一读取动作中具有约216毫米(8.5英寸)的读取宽度,所述宽度不足以读入由如上所述的19-英寸线打印头产生的测试图。A3扫描仪的情况也一样,其具有310毫米(12.2英寸)的读取宽度。

此外,为了能够以高精度测量线打印头的记录元件的特征,需要较高的读取分辨率。例如,为了测量线图案中约30微米的点直径(对应于1200dpi),至少需要具有1200到4800dpi的读取分辨率。在打印装置内设置这种类型的高分辨率读取机构增加了成本。

此外,如果通过将日本专利申请公开出版物第2006-284406号中描述的多个线传感器连接在一起构成读取装置,则很难确保各线传感器之间的相对位置精度,并且很难确保关于传送方向精确地传送纸,并且这也是提高制造成本的因素。

如果假设通常每天或每几天进行一次记录元件的特征测量,则从成本的观点看,使用打印装置外的、容易获得的扫描仪或A4尺寸或相类似物的模式是有益的。

发明内容

考虑到这些情况提出本发明,本发明的目的是通过使用具有比由线打印头的所有记录元件形成的测试图案的有效区域更窄的读取宽度的扫描设备,提供用于精确地测量记录元件的特征(例如,由记录元件创建的点位置和点直径)。

为了获得上述目的,本发明涉及测试图,通过在使记录介质和线打印头沿相对运动方向彼此相对移动的同时使多个记录元件执行记录操作,从而利用具有多个记录元件的线打印头在记录介质上记录所述测试图,所述测量图包括:线图案块,所述线图案块包括分别对应于多个记录元件的多个线图案,多个线图案以规定间隔或更大的间隔布置,以便彼此分开,其中多个线图案包括布置在线图案块的两个端部区域上的参考线图案,参考线图案具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量。

根据本发明的这个方面,即使由于记录异常遗漏了一部分参考线,也可以基于剩余的线图案识别记录异常,并且因此可以识别包括那些遭受记录异常的所有记录元件的线位置。

规定间隔被预先设置为一定值,以避免各线图案之间的相互重叠,并使线图案作为单独线被独立地读出。

优选地,参考线图案包括具有第一线特征量的第一参考线图案和具有第二线特征量的第二参考线图案,第一线特征量与第二线特征量不同。

根据本发明的这个方面,通过区分线特征量可以容易地识别丢失的线图案。

优选地,测试图包括多个线图案块;并且一行多个记录元件被分成分别形成线图案块的多个记录元件区,多个记录元件区彼此重叠,使得利用属于与线图案块中的相邻两个相对应的两个记录元件区的共用记录元件,记录线图案块中的相邻两个中的参考线图案。

根据本发明的这个方面,通过使用对应于线图案块中的相邻两个的共用记录元件,形成线图案块中的相邻两个中的参考线图案。因此,即使当在相同的记录介质上在不同位置(区域)处形成多个线图案块时,通过使用关于由共用记录元件形成的参考线图案的信息,可以调节线图案块的各自位置。

优选地,线打印头中的多个记录元件沿与相对移动方向相交的第一方向布置在彼此不同的位置处;测试图包括多个线图案块,测试图中的线图案块的数量α是不小于2的整数,在与多个线图案中的每个延伸的方向平行的第二方向上将多个线图案块布置在彼此不同的位置处;并且当记录元件号j(j=0,1,2,...,N-1)从多个记录元件的序列的一端顺序分配给多个记录元件,以及通过将每个记录元件号除以整数α产生的余数值被取为R(R=0,1,...,α-1)时,每个线图案块由具有相同余数值R的一组多个记录元件形成,使得对于余数值R分别形成线图案块。

根据本发明的这个方面,可以以一种结构布置对应于所有记录元件的线图案,由此使每个线图案可以分别且独立地被读出,并且可以容易地计算每个线图案块内和线图案块之间的线位置。

优选地,上述测量图还包括多个测试图案,每个所述测试图案由对应于余数值R的线图案块构成,测试图案具有彼此不同的线图案块的布置序列,测试图案可基于线图案块的布置序列被识别。

根据本发明的这个方面,通过事先确定测试图案与根据余数值分开的线图案块的布置序列之间的对应关系,可以基于线图案块的布置序列识别测试图案。

为了取得前述目的,本发明还涉及一种测试图的测量方法,所述方法包括步骤:读入包括线图案块的测试图,所述线图案块包括分别对应于多个记录元件的多个线图案,多个线图案以规定间隔或更大的间隔布置,以便彼此分开,其中多个线图案包括布置在线图案块的两个端部区域上的参考线图案,参考线图案具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量,利用图像读取设备读入测试图以获得测试图的图像;以及根据具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量的参考线图案的分布,从读入测试图的步骤中获得的测试图的图像识别多个记录元件中的异常记录元件。

此外,为了获得前述目的,本发明还涉及一种测试图测量方法,所述方法包括步骤:读入包括线图案块的测试图,所述线图案块包括分别对应于多个记录元件的多个线图案,多个线图案以规定间隔或更大的间隔布置,以便彼此分开,其中多个线图案包括布置在线图案块的两个端部区域上的参考线图案,参考线图案具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量,测试图包括多个线图案块;并且一行多个记录元件被分成分别形成线图案块的多个记录元件区,多个记录元件区彼此重叠,使得利用属于对应于线图案块中的相邻两个的两个记录元件区的共用记录元件记录线图案块中的相邻两个中的参考线图案,测试图被读入以分别获得用于对应于多个记录元件区的测试图的区域的图像;并根据具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量的参考线图案的分布,通过分析在读入测试图的步骤中获得的测试图的图像,识别多个记录元件中的异常记录元件。

为了获得前述目的,本发明还涉及一种测试图测量装置,所述测试图测量装置包括:图像读取设备,所述图像读取设备读取测试图以将测量图转换为图像数据,所述测试图包括线图案块,所述线图案块包括分别对应于多个记录元件的多个线图案,多个线图案以规定间隔或更大间隔布置,以便彼此分开,其中多个线图案包括布置在线图案块的两个端部区域上的参考线图案,参考线图案具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量;以及计算处理设备,所述计算处理设备根据具有与多个线图案中的其它线图案不同的线特征量的参考线图案的分布,分析由图像读取设备获得的测试图的图像数据,以识别多个记录元件中的异常记录元件。

优选地,计算处理设备包括:信息识别设备,所述信息识别设备在由图案记录设备获得的测试图的图像数据中,识别关于线图案块的线图案的位置、线宽度和线特征量的信息;和异常线判断设备,所述异常线判断设备根据与参考线图案的线特征量和分布相关的先前已知信息,判断在线图案中是否存在异常线图案,异常线图案由异常记录元件形成。

为了获得上述目的,本发明还涉及一种计算机程序,所述计算机程序使计算机起到上述测试图测量装置中的信息识别设备和异常线判断设备的作用。

根据本发明的一个实施例的线打印头的一个组成实例是整行式打印头(full line type head),其中多个喷嘴布置通过对应于记录介质的整个宽度的长度。在这种情况中,可以采用一种模式,在该模式中,具有未达到对应于记录介质的整个宽度的长度的喷嘴行的多个相对较短的记录头模块被组合和结合在一起,从而形成为对应于记录介质的整个宽度的长度的喷嘴行。

整行式打印头通常被布置成沿垂直于记录介质的给纸方向(传送方向)的方向延伸,但还可以采用将头布置成在相对于垂直于传送方向的方向形成规定角度的倾斜向上延伸。

在这里,“记录介质”是利用记录元件在其上记录点的介质的统称,并且该记录介质包括喷射接收介质、打印介质、图像形成介质、图像接收介质、立即传送体或类似介质,所述记录介质接收从喷墨头的喷嘴(喷射端口)喷射的液滴的沉积。不考虑材料和尺寸,对可以为各种类型介质的介质的形状或材料没有特别的限制,例如,连续纸,裁切纸,密封纸,诸如OHP片、膜、布、其上形成布线图案的印制电路基板或类似薄片的树脂片,橡胶片,金属片或类似介质。

用于使记录介质和线打印头相对于彼此移动的运送设备可包括,关于静止(固定)打印头传送记录介质的模式,记录头相对于静止记录介质移动的模式,或记录头和记录介质都移动的模式。当通过使用喷墨头形成彩色图像时,可以设置用于多种彩色墨水(记录液体)中的每种颜色的记录头,或者可以从一个打印头喷射多种颜色的墨水。

对于用于执行本发明的实施例的图像读取装置,可以采用线传感器(线性图像传感器),或采用区域传感器(area sensor)。读取分辨率取决于测量下的点的尺寸,但例如,理想的是1200dpi或以上的分辨率用于测量实现照片质量的图像记录的喷墨打印机中的点。

如果受到测量的液体是具有不同吸收特征的多种类型的液体,例如,在测量由多种颜色的墨水形成的线图案的情况中,理想的是使用能够分开不同颜色的彩色图像传感器作为成图装置。例如,使用配备有RGB原色滤光片的成像设备或配备有CMY补充颜色滤光片的成像设备。

当使用彩色图像传感器,考虑受到测量的物体的吸收频谱,理想地使用产生最大对比度的彩色通道的信号。

根据本发明,由于具有区别的线特征量的多个参考线图案布置在线图案块的任一端部处,因此甚至假定由于记录异常,参考线图案的一部分被遗漏,仍可以基于参考线图案的先前确定分布来识别线图案。因此,可以准确地测量测试图内的线图案的位置。

此外,根据本发明,使用具有比线打印头的记录宽度更窄的图像读取宽度的图像读取装置,通过准确地将由多个读取操作读入的测试图之间的位置结合在一起可以识别各自的线位置。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的特性以及其它目的和优点,其中在所有图中,相同的附图标记表示相同或相似的部件,并且其中:

图1是喷墨记录装置的总体示意图;

图2A和2B是显示打印头的结构实例的俯视透视图;

图3是显示整行打印头的结构的另一实例的俯视透视图;

图4是沿图2A和2B中的线4-4的横截面视图;

图5是显示打印头中的喷嘴的布置的实例的放大图;

图6是显示喷墨记录装置的系统组成的方框图;

图7是显示由喷嘴特征导致的图案中不规则的示意图;

图8是显示测试图中的线图案块的组成实例的示意图;

图9A到9C是显示已由具有高记录密度的宽宽度线打印头打印的测量图与读入该测试图的扫描装置之间的关系的示意图;

图10是显示根据第一模式的将被分离的测试图的第一实例的示意图;

图11是显示已被切开的分离测试图的实例的示意图;

图12是用于描述在线图案块的端部处的喷射故障情况中出现的问题的说明图;

图13是显示根据本发明的实施例的线图案块的实例的示意图;

图14是线图案块的喷射故障判断处理的流程图;

图15是线图案块的分析范围的说明图;

图16是用于在测试图中设置线图案块分析范围的说明图;

图17是显示内部喷射故障判断处理的具体实例的说明图;

图18是显示通过图像分析获得的线图案块信息的实例的表格;

图19是显示利用内部喷射故障判断处理获得的线图案块信息的实例的表格;

图20是内部喷射故障判断处理的流程图;

图21是显示由外部喷射故障判断处理获得的线图案块信息的实例的表格;

图22是外部喷射故障判断处理的流程图;

图23是显示用于说明如何判断线图案块之间的位置的测试图案的第一实例的示意图;

图24是显示用于说明如何判断线图案块之间的位置的测试图案的第二实例的示意图;

图25是显示用于说明如何判断线图案块之间的位置的测试图案的第三实例的示意图;

图26是块之间的位置对准处理的说明图;

图27是形成具有线图案块的不同布置序列的测试图的实例的说明图;

图28是测试图案识别处理的流程图;

图29是用于确定所有喷嘴的绝对位置信息的处理的流程图;

图30是显示从测试图的输出直到测试图的读取的整个过程的算法的流程图;

图31是显示测试图测量装置的结构实例的方框图;

图32是显示根据第二模式的单张测试图的实例的示意图;

图33是显示单张测试图和图像读取范围之间的关系的示意图;

图34是显示单张测试图的另一实例的示意图;和

图35是显示图34中的单张测试图和图像读取范围之间的关系的示意图。

具体实施方式

参照附图,以下将描述本发明的优选实施例。

在这里,描述了由喷墨记录装置形成的墨点的点沉积位置和点直径的测量的应用实例。首先,将描述喷墨记录装置的总体结构。

喷墨记录装置的说明

图1是喷墨记录装置的总体示意图。如图1所示,喷墨记录装置10包括:打印单元12,所述打印单元具有多个喷墨记录头(对应于“液体喷射头”,在下文中,称作“打印头”)12K、12C、12M和12Y,所述喷墨记录头分别设置用于为黑色(K)、蓝绿色(C)、深红色(M)和黄色(Y)的墨水颜色;墨水存储及装载单元14,用于存储将供应到打印头12K、12C、12M和12Y的墨水;纸供应单元18,用于供应形成记录介质的记录纸16;去卷曲单元20,用于去除记录纸16中的卷曲;皮带运送单元22,所述皮带运送单元被设置成面对打印单元12的喷嘴面(墨水喷射面),用于运送记录纸16,同时保持记录纸16平坦;和纸输出单元26,用于将记录过的记录纸(已被打印的物质)输出到外部。

墨水存储及装载单元14具有墨盒,所述墨盒用于分别存储将供应到打印头12K、12C、12M和12Y的每种颜色的墨水,并且利用规定的通道,所述墨盒被连接到打印头12K、12C、12M和12Y。墨水存储及装载单元14具有警告装置(例如,显示装置或警告声音发生器),用于当任何墨水的剩余量低时发出警告,并且墨水存储及装载单元14具有用于防止颜色中的装载错误的机构。

在图1中,卷纸(连续纸)的卷片盒(magazine)显示作为纸供应单元18的实例;然而,可以共同设置具有诸如纸宽和质量的纸差别的多个卷片盒。此外,可以利用包含分层装载的切纸且共同或代替用于卷纸的卷片盒使用的盒供应纸。

在可以使用多种类型的记录介质(媒介)的结构的情况中,优选地,包含关于介质类型的信息的诸如条形码和无线标签的介质被贴附于卷片盒,并且通过利用预先确定的读取装置读取信息记录介质中包含的信息,自动确定将使用的记录介质的类型(介质类型),并且墨滴喷射被控制为使得墨滴根据介质类型以适当的方式喷射。

由于已被装载在卷片盒中,从纸供应单元18传送的记录纸16保持卷曲。为了去除弯曲,沿与卷片盒中卷曲方向相反的方向,利用加热鼓30,热量被施加到去弯曲单元20中的记录纸16。此时的加热温度优选地得到控制,使得记录纸16具有卷曲,其中在其上面进行打印的表面略微向外成圆形。

在其中使用卷纸的结构的情况中,如图1所示设置切割器(第一切割器)28,并且连续纸被切割器28裁切成所需的尺寸。

被去除卷曲和裁切的记录纸16被传送到皮带运送单元22。皮带运送单元22具有的结构为,其中环形带33环绕辊31和32设置,使得至少环形带33的面对打印单元12的喷嘴面的一部分形成水平面(平坦平面)。

带33具有比记录纸16的宽度更大的宽度,并且多个吸孔(未显示)形成在带表面上。如图1所示,吸引室(suction chamber)34在带33的内侧设置在面对打印单元12的喷嘴表面的位置上,带33环绕辊31和33设置。吸引室34利用风扇35提供吸力以产生负压,并且记录纸16利用吸力被保持在带33上。代替基于吸力的吸引方法,还可以使用静电吸引方法。

利用传输到辊31和32(带33围绕其设置)中的至少一个的电动机88(如图6所示)的原动力,带33沿图1中的顺时针方向被驱动,并且保持在带33上的记录纸16在图1中从左到右传送。

由于当执行无页边空白打印工作或类似工作时,墨水粘附到带33上,带清洁单元36被设置在带33的外侧的预定位置处(打印区域外部的适合位置)。虽然未显示带清洁单元36的结构细节,但该带清洁单元的实例包括利用刷辊和吸水辊或类似物夹紧的结构、吹送清洁空气的鼓风结构或其组合。

取代带运送单元22,也可以采用使用辊夹紧运送机构的模式,但当打印区域由辊夹紧机构传运送时,在打印后使得纸的打印表面与辊直接接触,并且因此存在使图像容易被涂污的问题。因此,如在当前实例中,不与打印区域中的图像表面接触的吸附带运送机构是理想的。

在由带运送单元22形成的运送路径中,加热风扇40被设置在打印单元112的上游侧。加热风扇40将被加热的空气吹送到记录纸16上,以在打印前即刻加热记录纸16,使得沉积在记录纸16上的墨水更容易变干。

打印单元12的打印头12K、12C、12M和12Y是具有对应于与喷墨记录装置10一起使用的记录纸16的最大宽度的长度的整行打印头,并且包括喷射墨水用的多个喷嘴,所述喷嘴遍及超过最大尺寸(即,可打印的范围的整个宽度)记录介质的至少一个边缘的长度布置在喷嘴面上(参见图2A和2B)。

打印头12K、12C、12M和12Y沿记录纸16的给纸方向从上游侧按照颜色顺序(黑色(K)、蓝绿色(C)、深红色(M)、黄色(Y))布置,并且这些各自打印头12K、12C、12M和12Y沿基本上垂直于记录纸16的运送方向的方向延伸地固定。

在由带运送单元22运送记录纸16的同时,通过分别从打印头12K、12C、12M和12Y喷射不同颜色的墨水在记录纸16上,在记录纸16上可以形成彩色图像。

通过采用其中具有覆盖整个纸宽度的喷嘴行的整行打印头12K、12C、12M和12Y依此方式设置用于各种颜色的结构,通过沿纸运送方向(副扫描方向)执行相对移动记录纸16和打印单元112中的仅一个操作,换言之,利用单一副扫描动作,可以在记录纸16的整个表面上记录图像。由此,与其中记录头沿主扫描方向往复运动的往返类型的打印头结构相比,使得更高速度的打印成为可能,并且可以提高生产率。

虽然在当前实施例中描述了具有KCMY四种标准颜色的结构,但墨水颜色的组合和颜色的数目并不局限于此。根据需要,可以加入淡墨水、深墨水或特殊颜色的墨水。例如,可以是其中加入用于喷射诸如淡蓝绿色和淡深红色的淡彩色墨水的喷墨头的结构。此外,对各颜色的喷墨头布置的顺序没有特别的限制。

后干燥单元42接着打印单元12设置。后干燥单元42是干燥打印的图像表面的装置,并且例如包括加热风扇。优选地避免与已打印表面接触,直到打印墨水变干为止,并且将被加热的空气吹送到已打印的表面上的装置是优选的。

加热/加压单元44接着后干燥单元42设置。加热/按压单元44是控制图像表面的光泽度的装置,并且在图像表面被加热的同时,图像表面利用具有预定的不平坦表面形状的压辊45按压,并且不平坦形状被转印到图像表面。

采用这种方式产生的打印内容从纸输出单元26输出。目标打印(即,打印目标图像的结果)和测试打印优选地分开输出。在喷墨记录装置10中,分类装置(未显示)设置用于切换输出路径,以便分类具有目标打印的打印内容和具有测试打印的打印内容,并将它们分别传送到纸输出单元26A和26B。当目标打印和测试打印平行地同时形成在同样大的纸张上时,测试打印部由切割器(第二切割器)48裁切和分离。虽然图1中未显示,但目标打印用的纸输出单元26A设有根据打印命令用于收集打印件的分类器。

打印头的结构

接下来,将描述打印头的结构。各种墨水颜色的打印头12K、12C、12M和12Y具有相同的结构,并且在下文中,附图标记50被指定给任何打印头。

图2A是显示打印头50的结构实例的平面透视图,图2B是该实例的一部分的放大视图。此外,图3是显示打印头50的结构的另一实例的平面透视图(沿图2A和2B的线4-4的横截面视图),图4是显示与形成单元记录元件的一个通道相对应的液滴喷射元件(即,对应于一个喷嘴51的墨水室单元)的三维组成的横截面视图。

在打印头50中的喷嘴间距应最小,以使打印在记录纸16的表面上的点的密度最大。如图2A和2B所示,根据本实施例的打印头50具有的结构为,其中多个墨水室单元(液滴喷射元件)53采用交错矩阵的形式呈两维布置,其中每个所述墨水室单元包括形成喷墨端口的喷嘴51、对应于喷嘴51的压力室51和类似部分,并且因此,作为沿打印头的长度方向(垂直于纸运送方向的方向)突出(正交突出部)的有效喷嘴间隔(喷射喷嘴间距)减小,并且获得了高喷嘴密度。

沿基本垂直于记录纸16的运送方向(箭头S的方向;副扫描方向)的方向(箭头M的方向;主扫描方向),形成长度不小于对应于打印头16的整个宽度Wm的长度的喷嘴行的模式并不局限于上述实例。例如,代替图2A中的结构,如图3所示,通过以交错矩阵布置和组合具有以两维方式排列的多个喷嘴51的短打印头模块50’,可以形成具有长度对应于记录纸16的整个宽度的喷嘴行的线打印头。

如图2A和2B所示,对应于每个喷嘴52设置的压力室51的平面形状基本上为方形,并且喷嘴51的出口端口被设置在平面形状的对角线的一端,同时供应墨水用的入口端口(供应端口)54被设置在该对角线的另一端处。压力室52的形状并不局限于本实例的形状,并且可以是其中平面形状是四边形(菱形、矩形或类似形状)、五边形、六边形或其它多边形、或圆形、椭圆形或类似形状的各种模式。

如图4所示,每个压力室52经供应端口54连接到共用通道55。共用通道55被连接到作为供应墨水的底部盒的墨盒(图中未显示),并且从墨盒供应的墨水经共用流动通道55传送到压力室52。

设有单独电极57的致动器58被粘合到形成一部分压力室52(在图4中为顶板)的表面的压力板(为也用作共用电极的隔膜)56。当驱动电压被施加到单独电极57和共用电极时,致动器58变形,从而改变压力室52的体积。这引起导致墨水从喷嘴51喷射的压力变化。对于致动器58,可以采用使用诸如锆钛酸铅、钛酸钡或类似物的压电体的压电元件。当在喷射墨水后,致动器58的位移返回到其最初位置时,经由供应端口55,压力室52从共用通道55补充新墨水。

根据从输入图像产生的点布置数据,通过控制对应于喷嘴51的致动器58的驱动,可以从喷嘴51喷射墨滴。根据记录纸16的运送速度,通过控制喷嘴51的喷墨时序,在沿副扫描方向以一致的速度运送记录纸的同时,可以将所需的图像记录在记录纸16上。

如图5所示,通过沿与主扫描方向一致的行方向,和沿相对于主扫描方向以固定角度θ倾斜的列方向,而不是垂直于主扫描方向,基于固定布置图案,以网格模式倾斜布置具有上述结构的多个墨水室单元53,获得根据本实施例的高密度喷嘴打印头。

更具体地,通过沿相对于主扫描方向形成角度ψ的方向,采用其中多个墨水室单元53以均匀间距d布置的结构,突出成沿主扫描方向对准的喷嘴间距PN是d×cosψ,并且因此,喷嘴51可以被视为基本上等效于沿主扫描方向以固定间距P线性布置的部件。这种构造导致其中沿主扫描方向突出的喷嘴行具有每英寸高达2,400个喷嘴的高喷嘴密度的喷嘴结构。

在包含具有对应于图像可记录宽度的整个宽度的长度的喷嘴行的整行打印头中,“主扫描”被限定为通过采用例如如下方式驱动喷嘴沿记录纸的宽度方向(垂直于记录纸的运送方向的方向)打印一行(由一行点形成的线,或由多行点形成的线),所述方式为:(1)同时驱动所有喷嘴;(2)从一侧向另一侧顺序驱动喷嘴;和(3)将喷嘴分成块,并且在每个块中从一侧向另一侧顺序驱动喷嘴。

特别地,当驱动诸如图5中所示的以矩阵布置的喷嘴51时,根据上述(3)的主扫描是优选的。更具体地,喷嘴51-11,51-12,51-13,51-14,51-15和51-16被视为一块(另外,喷嘴51-21,51-22,...,51-26被视为另一块;喷嘴51-31,51-32,...,51-36被视为另一块;...);并且根据记录纸16的运送速度,通过顺序驱动喷嘴51-11,51-12,...,51-16,沿记录纸16的宽度方向打印一条线。

另一方面,“副扫描”被限定为在相对于彼此移动整行打印头和记录纸的同时,反复执行由主扫描形成的一条线(由一行点形成的一条线,或由多行点形成的线)的打印。

由上述主扫描记录的一条线指示的方向(或带形区域的长度方向)称作“主扫描方向”,而执行副扫描的方向称作“副扫描方向”。换言之,在本实施例中,记录纸16的运送方向称作副扫描方向,并且垂直于该副扫描方向的方向称作主扫描方向。

在实现本发明中,喷嘴的布置并不局限于所说明的实例的布置。此外,在本实施例中采用了一种方法,其中利用典型地为压电元件的致动器58的变形喷射墨滴;然而,在实现本发明中,用于排放墨水的方法并不特别受限,并且代替压电喷射方法,还可以使用各种类型的方法,例如,热喷射方法,其中利用诸如加热器的热量产生体加热墨水并在该墨水中产生气泡,利用由这些气泡施加的压力喷射墨滴。

控制系统的说明

图6是显示喷墨记录装置10的系统结构的方框图。如图6所示,喷墨记录装置10包括通信接口70、系统控制器72、图像存储器74、ROM 75、电动机驱动器76、加热器驱动器78、打印控制器80、图像缓冲存储器82、打印头驱动器84和类似部件。

通信接口70是接口单元(图像输入单元),用于接收从主计算机86发送的图像数据。诸如USB(通用串行总线)的串行接口、IEEE1394、以太网(注册商标)、无线网或诸如Centronics接口的并行接口可用作通信接口70。缓冲存储器(未显示)可安装在该部分中以增加通信速度。

通过通信接口70,从主计算机86发送的图像数据由喷墨记录装置10接收,并暂时存储在图像存储器74中。图像存储器74是用于存储经通信接口70输入的图像的存储装置,并且通过系统控制器72,数据被写到图像存储器74或从图像存储器74读取。图像存储器74并不局限于由半导体元件构成的存储器,并且可以使用硬盘驱动器或其它磁介质。

系统控制器72由中央处理单元(CPU)及其外围电路和类似部件构成,并且该系统控制器起到用于根据规定的程序控制整个喷墨记录装置10的控制设备以及用于执行各种计算的计算设备的作用。更具体地,系统控制器72控制各部分,例如,通信接口70、图像存储器74、电动机驱动器76、加热器驱动器78和类似部件,以及控制与主计算机86的通信并写入图像存储器74和ROM 75和从图像存储器74和ROM75读取及读入图像存储器74和ROM 75,并且该系统控制器还产生用于控制运送系统的电动机88和加热器89的控制信号。

由系统控制器72的CPU执行的程序和控制程序所需的各种类型的数据(包括用于打印稍后说明的测试图的数据和用于创建该数据的程序)被存储在ROM 75中。ROM 75可以是非可写入存储装置,或者该ROM可以是诸如EEPROM的可重新写入存储装置。图像存储器74用作图像数据的临时存储区域,并且该图像存储器也用作CPU的程序开发区和计算工作区。

电动机驱动器(驱动电路)76根据来自系统控制器72的命令驱动运送系统的电动机88。根据来自系统控制器72的命令,加热器驱动器(驱动电路)78驱动后干燥单元42的加热器89或类似装置。

打印控制器80具有信号处理功能,用于执行各种任务、补偿和其它类型的处理,用于根据来自系统控制器72的命令由在图像存储器74中存储的图像数据(初始图像数据)产生打印控制信号,以将产生的打印数据(点数据)提供到打印头驱动器84。

打印控制器80设有图像缓冲存储器82;并且当图像数据在打印控制器180中被进行处理时,图像数据、参数和其它数据被暂时存储在图像缓冲存储器82中。图6中显示的方面是其中图像缓冲存储器82附有打印控制器80的一个方面;然而,图像存储器74还可以用作图像缓冲存储器82。还可能的是其中打印控制器80和系统控制器72形成一体以形成单个处理器的方面。

为了给出从图像输入到打印输出的处理顺序的总体说明,将打印的图像数据(初始图像数据)经通信接口70从外部来源输入,并且积聚在图像存储器74中。在这个阶段,例如,RGB图像数据被存储在图像存储器74中。

在该喷墨记录装置10中,通过改变液滴喷射密度和由墨水(彩色材料)产生的细小点的点尺寸形成了对人眼显现出具有连续色调等级的图像,并且因此需要将输入的数字图像尽可能如实地转换成再现图像的色调等级的点图案(即,图像的亮调色和暗调色)。因此,在图像存储器74中存储的初始图像数据(RGB数据)经系统控制器72被发送到打印控制器80,并且使用打印控制器80中的阈值矩阵、错误扩散或类似物,利用半色调技术被变换为每种墨水颜色的点数据。

换言之,打印控制器80执行用于将输入RGB图像数据转换成K、C、M和Y四种颜色的点数据的处理。采用这种方式由打印控制器180产生的点数据存储在图像缓冲存储器82中。

打印头驱动器84输出驱动信号,用于基于由打印控制器80提供的打印数据(换言之,在图像缓冲存储器182中存储的点数据),驱动对应于打印头50的喷嘴51的致动器58。打印头驱动器84中可包括用于保持打印头中的恒定驱动状态的反馈控制系统。

通过将由打印头驱动器84输出的驱动信号提供给打印头50,墨水从相应的喷嘴51喷射。通过与记录纸16的运送速度同步地控制从打印头50的墨水喷射,图像形成在记录纸16上。

如上所述,基于在打印控制器80中执行规定的信号处理所产生的点数据,通过打印头驱动器84控制墨滴从各喷嘴的喷射量和喷射时序。通过这种方式,可以实现规定的点尺寸和点位置。

此外,基于由下面描述的测试图读取方法取得的有关点沉积位置和点直径(墨水体积)的信息,打印控制器80执行关于打印头50的各种校正,并且此外,所述打印控制器实现了根据需求用于执行清洁操作(喷嘴恢复操作)的控制,例如,预先喷射或吸取或擦拭。

创建和读取测试图的方法

接下来,将描述根据本实施例的用于创建和读取测试图的方法。

首先,以下描述测试图。图7是显示利用喷墨头在记录纸上形成的行图像的实例的示意图。在图7中,由箭头S指示的垂直方向(副扫描方向)表示记录纸的运送方向,而与方向S垂直、由箭头M指示的横向方向(主扫描方向)表示打印头50的纵向。在图7中,为了简化说明,具有沿一行对准的多个喷嘴的打印头显示作为一个实例,但如图3中所述,还可以采用其中多个喷嘴以两维方式布置的矩阵打印头。换言之,通过考虑通过垂直于沿主扫描方向的直线突出而形成的有效喷嘴行,以两维结构布置的一组喷嘴可以被视为基本上等效于成单行的喷嘴结构。

通过在从打印头50的喷嘴51向记录纸16喷射液滴的同时运送记录纸16,墨滴沉积在记录纸16上,并且如图7所示,形成包括由从喷嘴51沉积的墨滴形成的点90、采用线形式布置的点行(线图案92)。

图7显示了关于打印头50中的规则喷嘴布置,当实际喷射的墨滴的沉积位置和墨水量存在波动时,在记录纸16的一张纸上形成的线图案92的实例。

在这里,“线图案”意味着由来自一个喷嘴的连续液滴喷射所形成的沿副扫描方向由一个点行产生的一行规定线,并且因此“线图案”是由一个喷嘴形成的沿副扫描方向布置的单行点。

每个线图案92由从对应的一个喷嘴喷射的液滴形成。在具有高记录密度的线打印头的情况中,当液滴从所有喷嘴同时喷射时,由彼此相邻的喷嘴产生的点彼此部分重叠,并且因此不会形成单点线。为了由自各喷嘴51的液滴喷射形成的线图案92彼此不重叠,理想地是在同时执行喷射的喷嘴之间留下至少一个喷嘴的间隔,并且更理想地是留下三个或更多个喷嘴的间隔。

图7显示其中留下三个喷嘴的间隔的实例。各行图像反映了相应喷嘴的特性,并且由于个别喷嘴的特性,在沉积位置(点位置)或点直径中出现变化,引起线图案的不规则。

对于打印头50中的每个喷嘴51,为了获得(隔离)不重叠的线图案,例如,形成诸如图8所示的图表。在图8中,各线图案由沿垂直方向的粗线表示,但当靠近观察时,每条线由按照直线采用重叠方式布置的多个墨水点形成,如图7所示。

为了说明其中为了避免不同喷嘴的线图案之间出现重叠在线图案之间允许三个喷嘴间隔的情况中,喷嘴号i(i=0,1,2,3,...)从打印头50中的喷嘴行的端部接连分配给每个喷嘴,并且取n为等于或大于零的整数,喷嘴被分成具有4n,4n+1,4n+2和4n+3喷嘴号的组,并且通过使各组的液滴喷射时序交错分别形成线图案。

如图8所示,由同时使用的喷嘴号的一个单元组(4n,4n+1,4n+2,4n+3)形成的线图案块(即,以规定数量的喷嘴间隔开的间隔沿记录纸的横向方向规则布置的成行的线图案)被称作“线图案块”或简称为“块”。通过使用不同喷嘴号组已经形成且其中每个喷嘴已用在多个块的任意块中使用的多个线图案块(在本情况中为四块)被称作一个“测试图案”。换言之,“测试图案”由多个线图案块构成。

在如图8所示的四块的情况中,块0由通过使用具有4的倍数的喷嘴号(即,使用0、4、8等的喷嘴号)的喷嘴(即,具有4n喷嘴号的喷嘴)形成的线图案创建。因此,沿线图案的长度方向(记录纸的运送方向)允许小间隔(ΔL),并且形成块1。该块1由使用具有4的倍数加1的喷嘴号(即,1、5、9等的喷嘴号)的喷嘴(即,具有4n+1的喷嘴号的喷嘴)所形成的线图案创建。其后,对于块2,使用具有为4的倍数加2的喷嘴号的喷嘴(即,具有4n+2喷嘴号的喷嘴)形成线图案,而对于块3,使用具有为4的倍数加3的喷嘴号的喷嘴(即,具有4n+3喷嘴号的喷嘴)形成线图案。

因此,对于所有喷嘴,可以形成隔离的线图案(与其它线不重叠),在各块的线图案之间或相同块的行之间没有任何的相互重叠。

图9A到9C是显示由高分辨率的宽宽度线打印头打印的测试图与读入所述测试图的扫描装置之间的关系的示意图。更具体地,图9A是线打印头100的示意图,图9B是由图9A中所示的线打印头100打印的测试图120的实例,图9C是读入图9B中所示的测试图120的扫描装置130。扫描装置130的有效读取区域132的表面积例如对应于A4大小(297×210mm),并且扫描装置130的图案读取宽度Ws小于线打印头100的可读宽度Wh。

在图9A中,为了简化图式,线打印头100的每个喷嘴101由方形形状指示,并且与图5比较减小了所示喷嘴的数目。如参照图5描述,在其中多个喷嘴以两维结构布置的矩阵打印头中,通过考虑垂直于沿主扫描方向的直线突出喷嘴所形成的有效喷嘴行,采用两维结构布置的该组喷嘴可以被视为基本等效于单行的喷嘴结构。通过如图9A所示从左到右分配喷嘴号,线打印头100中的各喷嘴101被标识,以保持沿该有效喷嘴行的喷嘴的布置顺序。取喷嘴的总数为N,则喷嘴号以0开始,并且最后的喷嘴具有号N-1。

在这里,仅显示了一个线打印头100,但如图1所示,对于四种颜色C,M,Y和K中的每个,具有相似组成的打印头可包括在喷墨记录装置10中。

图9B是包括由自四种颜色(CMYK)的打印头的各喷嘴的液滴喷射所产生的每个喷嘴的线图案122的测试图的实例。图9B中所示的测试图120包括由黑色(B)墨水产生的测试图案BTP、由深红色(M)墨水产生的测试图案(MTP)和由蓝绿色(C)和黄色(Y)墨水产生的测试图案(CTP,YTP)。具有绝对不同的波谱吸收的峰值波长(例如,蓝绿色和黄色,或深红色和黄色)的墨水可以用于在其它墨水之间的间隙中形成线图案,从而可以减小测试图的打印表面积。该图显示了一个实例,其中通过交错使用的喷嘴号,由C墨水(CTP)产生的测试图案和由Y墨水(YTP)产生的测试图案的各自线图案以交替位置(以交错方式)被记录,以防止在记录纸的相同区域中在线图案之间出现重叠。这在M墨水和Y墨水的组合的情况中也可以获得。当然,还可以采用与黑色和深红色墨水类似的方式,通过使用分别在分开的区域中的颜色形成蓝绿色墨水和黄色墨水的各自测试图案。

通过使用图8中所示的方法,各颜色的测试图案以使得在由各打印头中的任何喷嘴形成的线图案122之间不存在相互重叠的方式被进行布置。

具有不同点尺寸的多个测试图案也可以形成在一个测试图上。此外,如图9B所示,可以形成由不同墨水构成的测试图案。测试图案的模式并不局限于图9B中的实例,并且在获得测量目标的范围内可以采用各种其它模式。

如果如图9B中的实例所示,所有喷嘴的测试图案通过使用宽宽度线打印头100中的所有喷嘴101形成,则为了在一个操作中读入这种测试图案的全部,需要使用图案读取宽度等于或大于线打印头100的可记录宽度Wh的扫描装置。然而,这种类型的扫描装置很昂贵。为了能够在宽范围内读取具有高精度的图像,光学系统和滑架(carriage)的运送精度和在一次扫描操作中存储的数据量实际变得非常高(例如,读入2400dpi的打印分辨率需要4800dpi的读取分辨率,以及读入1200dpi的打印分辨率需要2400dpi的读取分辨率)。因此,如果可以利用窄宽度(A4尺寸)的扫描仪读入图案,则基本上可以减小图案读取装置和图案处理的成本。

因此,在本实施例中,通过使用具有小于线打印头100的可记录宽度Wh的图像读取宽度Ws的扫描装置130读入图像。以下将描述涉及使用具有这种窄宽度的扫描装置130的问题和用于解决这种问题的方法。

第一模式

第一模式是其中测试图被分离成可以由扫描装置130读取的尺寸的模式。在测量由从宽宽度线打印头100喷射的液滴形成的点的沉积位置(包括喷射故障)中,当一个测试图(包括对应于所有喷嘴的线图案)被分离成多个窄宽度的测试图时存在以下问题。

(问题1)确定横跨在多个分离测试图之间的喷嘴之间的点沉积位置。换言之,由各分离测试图中的点沉积位置计算(识别)宽宽度线打印头中所有点的沉积位置。

(问题2)当横跨在多个分离测试图之间的喷嘴(称作“参考喷嘴”的喷嘴,该喷嘴在不同的测试图中共同使用(重复使用)以提供参考位置)中存在喷射故障时,确定横跨在分离测试图之间的喷嘴之间的点沉积位置。换言之,参考喷嘴遭受喷射故障的情况的措施。

(问题3)在其中横跨在多个分离测试图之间的参考喷嘴所创建的线图案中的任一个中存在喷射故障的情况中(换言之,当参考喷嘴正常操作(无喷射故障)并能够在打印一个测试图时形成线图案时,但参考喷嘴在打印另一个测试图中发生喷射故障),确定横跨在分离测试图之间的喷嘴之间的点沉积位置。换言之,对其中参考喷嘴在一个测试图中正常操作而在另一个测试图中遭受喷射故障的情况的措施。

关于上述问题1到3,在本实施例中采用如下措施。

关于问题1,通过以重叠的方式,在分离测试图的横向方向的任一端处,使用喷嘴创建包括线图案(参考线图案区域)的测试图,并使用此重叠区域内的喷嘴位置作为参考以计算测试图内的位置和测试图之间的位置,可以解决这个问题。简而言之,根据其任一侧的参考线图案的位置确定内部位置(相对位置)。

关于问题2,通过在上述重叠喷嘴中包括多个喷嘴以显著减小出现在所有参考喷嘴中的喷射故障的可能性(概率),并且此外,通过无论何时在该重叠区域(双重线图案区域)中存在喷射故障喷嘴时,执行用于在重叠(双重)线图案区域内识别喷射故障喷嘴位置并由参考位置的计算排除识别的喷射故障喷嘴的处理,可以解决这个问题。

关于问题3,通过在具有由共用喷嘴产生的重复线图案的测试图之间,比较重叠(双重)线图案区域中的正常喷嘴或喷射故障喷嘴,识别在测试图中的任何一个或两个中遭受喷射故障的那些喷嘴,以及通过执行由参考位置的计算排除测试图中的一个或两个中遭受喷射故障的喷嘴的处理(换言之,仅使用在两个测试图中正常操作的喷嘴用于参考位置的计算),可以解决该问题。

下面描述具体实例。

图10是显示将被分离的测试图的第一实例的示意图。如图10所示,通过沿横向方向分成多个区域形成测试图。每个分离区域对应于由扫描装置130采用一个扫描动作覆盖的预计图像读取区域(在这种情况中为A4尺寸的区域)。为了识别各分离区域中的测试图的相对位置,在每个分离测试图的左端部和右端部处的规定范围(在本实施例中为对应于由图10的粗线包围的四个喷嘴的线图案的范围)被视为参考线图案区域(140,141,142,143),并且导致这些参考线图案区域重叠在沿横向方向彼此相邻的测试图之间。

如果相邻的两个测试图仅共用一个喷嘴(重复使用),则如果在这个喷嘴中出现喷射故障,位置确定精度明显下降,并且因此,理想的是多个喷嘴(连续喷嘴号)应共同用于相邻的两个测试图中。

如果从图10的左手侧,分离的测试图的布置序号k取0,1,2等,则形成与第k分离测试图的右手侧的参考线图案区域相对应的多个线图案的多个喷嘴,与形成在第k+1(k=0,1,2等)测试图的左手侧的参考线图案区域的线图案的喷嘴一致。采用这种方式在不同测试图之间重叠的参考线图案范围称作“重叠(双重)线图案区域”。换言之,在图10中,由附图标记141和142指示的区域为重叠(双重)线图案区域(参考线图案区域)。

当依此方式在记录纸上打印包含由所有喷嘴产生的线图案的测试图后,测试图被分成与扫描装置130的读取尺寸相匹配的规定尺寸,从而产生多个测试图条(分离测试图)。

理想的模式是其中断线或贯通线形成用作分开测试图的引导的一个模式,如由图10中的虚线显示的分界线146所指示,并且另一个理想模式是包括自动将整个测试图裁切成规定尺寸的裁切装置(切割器或类似装置)。

采用这种方式,获得了具有适合由扫描装置130读取的尺寸和形状的多个分离测试图(参见图11)(有效读取范围132的形状和基本上匹配该范围的表面积的形状)。通过使用这种类型的分离测试图,通过分别对每个分离测试图执行一次读取操作可以读入测试图。通过采用图像数据的形式读入所有多个分离测试图并将该分离测试图结合在一起,可以获得对应于所有喷嘴的测试图案的信息(分离前的整个测试图的信息)。

在测试图中布置线图案块

如关于问题1说明的,当整个测试图被分离时,在确定在不同分离测试图中创建线图案的喷嘴之间的位置方面存在问题。然而,在本实施例的情况中,参考线图案范围的喷嘴在不同测试图之间重复(重叠),并且因此可以将这些重叠的喷嘴视为用于计算测试图之间的位置的基准。

然而,如果重叠喷嘴中的一个具有缺陷(喷射故障)并无法形成线图案,则即使在重叠喷嘴的数目被增加到规定数目(例如,在一个块中在左手侧有四个喷嘴且在右手侧有四个喷嘴)的情况中,如果喷射故障出现在第一喷嘴(或最后的喷嘴)中,也将无法确定重叠喷嘴内的哪个喷嘴遭受喷射故障。

为了给出简单实例,如果在100个喷嘴的左手侧和右手侧的四个喷嘴被视为重叠喷嘴,则如果最左侧的喷嘴遭受喷射故障,或如果最右侧喷嘴遭受喷射故障,在这两种情况中均获得类似的线图案块,其中99个线图案对准,并且因此无法区分开这两种情况。

最终地,这个问题是在测试图案中使用的喷嘴号之间的对应(识别)的问题,并且点位置从测试图案中读出。

在测试图案的内部中的线图案(远离线图案块的端部的线图案)中,喷射故障喷嘴(没有应该存在的线图案)可以从标准行间隔和实际测量的行间隔之间的关系确定。

然而,如果在线图案块的末端位置(左手边缘或右手边缘)处的线图案遭受喷射故障,则很难识别这种喷射故障是出现在左手边缘还是右手边缘。类似的情况出现在末端位置处和随后(相邻)的线图案中均出现喷射故障的情况中。

图12是显示在线图案块的端部出现喷射故障的上述问题的示意图。在图12中,显示了三种状态A到C。图12中显示的状态A是未出现喷射故障的正常线图案块的状态,图12中显示的状态B是在线图案块的右端处出现喷射故障的线图案块的状态,图12中显示的状态C是在线图案块的左端处出现喷射故障的线图案块的状态。如果实际的测试图打印操作产生其中一个线图案丢失的线图案块(存在一个喷射故障喷嘴),则不可能区分图12中所示的状态B和状态C。同样地,也无法区分一端的两个连续喷嘴遭受故障的情况和任一端的喷嘴遭受喷射故障的情况。

在本实施例中,通过当形成线图案块时,对于其它线图案(参见图13),更改在分离测试图的左手和右手端部处的规定数量的线图案的特征量解决这个问题。这种特征量可以是线图案的前沿位置(线开始位置)、端部位置(线端部位置)、线图案的长度(线长度)或类似特征量。

因此,通过使用多个具有上述彼此区别的特征量的多个线图案,基于特征量识别参考线图案,然后判断参考喷嘴的数目与参考喷嘴的期望数目相比是否不足,采用这种方式解决上述问题

图13是根据本发明的实施例的线图案块的实例的示意图。在图13中,显示了当记录包括具有不同特征量的线图案的测试图(线图案块)时的线图案块的四种状态A到D。图13中显示的状态A是其中未出现喷射故障的正常线图案块的状态。如图13的状态A所示,来自线图案块的左手和右手边缘的四个喷嘴的线图案分别被视为参考线图案区域,并且导致这四个喷嘴的线图案(称作“参考线图案”)重叠。

换言之,参考线图案是分别在左手和右手侧的四个连续线,其中长度L1和L2(<L1)分别用于每两条线。在左手和右手参考线图案区域之间(介于左手和右手参考线图案区域之间的区域)通过其它喷嘴形成具有长度L3(<L2)的线图案(称作“法线图案”)。对于线图案的长度,建立关系L3<L2<L1,并且根据各自长度,线的前沿位置(上端位置)和该线的端部位置(下端位置)也不同。为了容易区分这三个长度,L3表示为“短”,L2表示为“中等”,而L1表示为“长”。

所述线图案块具有总共18个线图案,包括在左手和右手侧均存在的参考线图案的4条线和布置在多组参考线图案之间的正常线图案的十条线。

图13显示了当使用具有上述组成的线图案块(与图13的状态A相同的线图案块)时,在喷射故障已出现在一部分喷嘴中时打印的线图案块的状态B到D。图13中显示的状态B是其中在线图案块的右端处出现喷射故障的线图案块的状态,图13中显示的状态C是其中在线图案块的左端处出现喷射故障的线图案块的状态,图13中的状态D是其中存在多个喷射故障的线图案块(其中多个参考线图案遭受喷射故障的线图案块)的状态。

如果在左手和右手侧分别存在四个参考线图案,则除了在所有这些连续的四个喷嘴遭受喷射故障的情况之外都可以进行判断,但这类情况将被视为装置损坏。重复的参考线图案的数目越大,则位置确定的可靠性越大。

由扫描装置130读入采用诸如图13中显示的模式作为用以形成线图案块的沉积液滴的打印结果的线图案块。

处理测试图的读取图像的方法

图14是显示对已由扫描装置130读入的图像的处理程序(喷射故障判断程序)的流程图。

首先,对扫描装置130获得的图像(读取图像)设定线图案分析范围(步骤S110)。例如,如图15所示,包括研究中的线图案块的所有线图案的大致中央部的方形范围(由图15的粗线包围的范围)被设置为线图案块分析范围。例如,分析范围由如下方法设置。

设置线图案块分析范围的实例

当测试图参考位置(A,B,C)由操作员手动输入(操作输入装置,例如,鼠标或键盘)时,同时观看从一个测试图读入的图像的计算机显示器,如图16所示,然后基于测试图布局信息(指示在测试图中的线图案块的各自分析范围的位置信息的信息,和指示测试图参考位置的相对位置的信息),为各线图案设置线图案块分析范围150到153。

当测试图的图像实际由扫描装置130读入时,图像可平行于标准读取位置移动,或该图像可被移动或偏斜到适当的位置处。为了能够在这类情况中实现精确测量,在测试图上确定参考位置A到C。在图16中,A被视为测试图的上部最左端中的线图案的开始位置,B被视为下部最左侧线图案的端部位置,C被视为下部最右侧线图案的端部位置。然而,确定参考位置的方法并不局限于该实例。当测试图的打印区域假设为基本呈矩形形状时,则理想的是将参考位置布置在打印区域的矩形形状的拐角处。

在采用这种方式输入测试图的三个端点A,B,C的坐标信息后,这些可以根据最初设计与这三个点的理想坐标信息(在存储器中存储的设计信息或类似信息)进行比较,并且因此可以测量读取图像的偏斜角度和平行运动量。基于这个结果修改(校正)对应于偏斜行程或平行运动的信息,并且自动设置将分析的范围(150到153)。当然,还可以采用其中通过自动分析图像无需由操作人员的手动输入确定测试图参考位置的模式。

图像分析的内容

在已采用这种方式设置的线图案块分析范围中,通过使用通常已知的方法分析图像(例如,可以使用在“High Image Quality achievedthrough High Precision Measurement”,Howard Mizes;Xerox Corp.;Webster,NY,USA,2006 Society for Imaging Science andTechnology,p.472 to p.476中描述的方法),并且计算线图案(np)的数目、线图案的位置坐标和线宽度,位置=(x0,x1,...,xnp-1),宽度=(w0,w1,...,wnp-1)(图14中的步骤S112)。

接下来,通过将整个线图案块视为分析范围,由图像分析确定各线图案的特征量(步骤S114)。例如,各线的长度被测试并被分成“长”、“中等”和“短”三类。

现在将参考图17描述该操作的简单实例。在正常情况中(其中没有遭受喷射故障的喷嘴),在左手侧和右手侧,图17中所示的线图案块具有四个参考线图案(长度L1的两条连续线和长度L2的两条连续线,如图13的状态A所示),但在这里假设一些线图案由于存在喷射故障喷嘴而丢失,并且因此在线图案块的读取图像中,仅观察到图17中由数字0到8指示的九(9)个线图案。在图17,虚线指示由于喷射故障无法知道其线长度的线图案。

如下所述处理涉及九个线图案的信息。首先,通过从获得的线图案块的左手端顺序分配从0到8的虚喷嘴号给喷嘴,并识别每个线图案的线宽、线位置和特征量(在这种情况中为长度),获得诸如图18中的表格中所显示的信息。在下面,根据投影到一维坐标系的坐标描述各线图案的位置。

内部喷射故障判断处理

接下来,基于图18中的信息,执行用于判断线图案块中遭受喷射故障的线图案的存在的处理(内部喷射故障判断处理)(图14中的步骤S116)。

首先,这个处理涉及计算线图案之间的平均间距(ave_pitch)和将这个平均间距值与各线之间的实际测量的间距进行比较。

实际测量的线间距(pitch i)由如下等式确定。

pitch i=xi+1—xi

这个值与平均间距ave_pitch之间的比率Ki确定如下。

Ki=pitch i/ave_pitch

在这里,由实际测量的线间距(即,pitch i)计算的平均间距(即,ave_pitch)的值与用于设计测试图案、先前确定的线图案间距(design_pitch)进行比较,并且如果它们之间的差的绝对值(即,d=|ave_pitch-design_pitch|/design_pitch)不满足规定的条件,则改变计算Ki的方法并取代ave_pitch,而Ki通过如下方式使用design_pitch计算:Ki=pitch i/design_pitch。例如,形成用于改变计算Ki的方法的判断基准的规定条件的一个实例是“d≤0.1”。然而,该条件并不局限于这个实例,并且该条件可根据在图像形成装置中出现的喷射故障水平适当地确定。

通过使Ki的获得值四舍五入为最接近的整数来确定值IKi。如果IKi≥2,则考虑“IKi-1”喷射故障喷嘴出现在虚喷嘴号i和i+1之间,并假定这些喷射故障喷嘴的各自位置相对于xi在向右的方向上以“pitchi/IKi”的间隔接连被分隔开,然后宽度平均值被分配作为各线的宽度,并且指示各喷嘴(=s0,s1,...,smp)的状态的参数“s”被设置为“喷射故障”。

在这里指示的“mp”值表示通过将通过上述判断过程评估为存在的喷射故障喷嘴的数目加到已实际发现的线图案的数目(图17中的九条线)所获得的线图案的总数。采用这种方式获得了诸如图19中的表格中所示的信息。图19中的“内部喷射故障处理喷嘴号”是重新分配给由上述内部喷射故障判断处理评估的喷射故障喷嘴和图15中被分配虚喷嘴号的喷嘴的喷嘴号。在图19中,还指示了来自图15的虚喷嘴号与“内部喷射故障处理喷嘴号”之间的对应性。

现在,将参照图20中的流程图描述该内部喷射故障判断处理的细节。首先,利用线图案块的图像分析确定线图案位置与线宽度,并且虚喷嘴号被分配给每个线图案(步骤S210)。具体细节如参照图14所描述(参见图14中的步骤S110到S114),并且获得图18中的表格中所示的信息。

因此,基于在上述步骤S210处获得的信息确定线图案之间的间距的平均值(即,ave_pitch)和平均线宽(即,ave_width)(步骤S212)。此外,虚喷嘴号0的信息被存储作为内部喷射故障处理喷嘴号0的信息,并且指示“正常”的信息存储作为喷嘴状态。内部喷射故障处理喷嘴号j被设置为“0”。此外,虚喷嘴号i被设置为零(即,该虚喷嘴号被初始化)(步骤S212)。

接下来,确定在虚喷嘴号的序列中彼此相邻的线图案i和线图案i+1的位置之间的距离(即,Pitch i)(步骤S214),并且关于平均线宽度(即,ave_width)的比率Ki被确定并四舍五入为最接近的整数以给出IKi的整数值(步骤S216)。然后,判断IKi的值是否等于或大于二(步骤S218),并且如果结论为是(IKi≥2),则所述程序前进到步骤S220。

在步骤S220处,从内部喷射故障处理喷嘴号j+1直到j+(IKi-1)的喷嘴状态被判断为“喷射故障”,并且内部喷射故障处理喷嘴号j+k(其中k从1到(IKi-1))的线宽度被存储为ave_width,并且线位置被存储为xi+k×(xi+1-xi)/(IKi)。

此外,关于虚喷嘴号i+1的信息被存储作为内部喷射故障处理喷嘴号j+(IKi)的信息,并且该喷嘴的喷嘴状态被设置为“正常”(步骤S222)。因此,内部喷射故障处理喷嘴号j增加IKi,并且所述程序前进到步骤S226。

另一方面,如果在步骤S218中,在判断中结论为否(IKi<2),则所述程序前进到步骤S224,并且序喷嘴号i+1的信息被存储作为内部喷射故障处理喷嘴号j+1的信息,并且喷嘴状态被设置为“正常”。因此,内部喷射故障处理喷嘴号j增加1,并且所述程序前进到步骤S226。

在步骤S226处,虚喷嘴号i增加1,并且在接下来执行的步骤S228处,判断是否存在增加值(虚喷嘴号i+1)。

如果存在虚喷嘴号i+1(在步骤S228处为是),则所述程序返回到步骤S214,并且重复上述处理(步骤S214到S216)。另一方面,如果在步骤S228处判断出虚喷嘴号i+1不存在(否结论),则所述处理终止(步骤S230)。

利用上述处理序列获得诸如在图19中的表格中所示的信息(内部喷射故障判断处理信息)。

外部喷射故障判断处理

在内部喷射故障判断处理后,执行用于判断外部喷射故障喷嘴和推断参考线图案的处理(图14中的步骤S118)。更具体地,基于如下信息判断外部喷射故障喷嘴。换言之,如上所述,在正常情况下,参考线图案是左手侧和右手侧的四条线,每组的四条线包括连续形成的两条长线和两条中等线。此外,由于包括参考线图案的线图案的总数是18条线,则正常线图案是18-(4+4)=10条线。

基于上述内部喷射故障判断处理(图19)所获得的信息,关于线图案块的左手侧的内部喷射故障推定喷嘴号0和1被确认为“中等”长度的参考线图案(两个线图案)。

此外,关于右手侧的内部喷射故障推定喷嘴号14和15被确认为“中等”参考线图案和“长”参考线图案(两个线图案)。

内部喷射故障判断处理后的线图案的总数(包括推论出为喷射故障喷嘴位置的线图案的线图案数目)是15条线,并且其中,确认为“参考线图案”的线图案是左手侧的两条线(两条中等线)和右手侧的两条线(一条中等线和一条长线)。存在确定具有“短”特征量的八条正常线图案。在这种情况中,布置在具有“短”特征量的线之间的线被推定为“短”线。

因此,作为外部喷射故障线图案将被增加的线图案的数目为18-15=3个线图案。增加的这三个线图案均为参考线图案。

由于线图案块的左手侧具有两个参考线图案(中间),因此可以确定在左手侧存在遭受喷射故障的两个参考线图案(长)(遗漏和应被增加的线图案)。另一方面,在右手侧,可以确定存在遭受喷射故障的一个参考线图案(长)(遗漏和应增加的线图案)。

当外部喷射故障喷嘴已采用这种方式被识别时,可以确定图19中的内部喷射故障处理喷嘴号2的“未知”特征量是“短”正常线图案,内部喷射故障处理喷嘴号11的“未知”特征量是“短”正常线图案,并且内部喷射故障处理喷嘴号12的“未知”特征量是“中等”参考线图案。

作为上述外部喷射故障判断处理的结果,获得了图21中的表格中所示的信息,并且因此可以识别所有喷嘴的位置和状态,包括喷射故障喷嘴。图21中的“外部喷射故障处理后的喷嘴号”是重新分配给由外部喷射故障判断处理识别的喷射故障喷嘴与具有内部喷射故障推定喷嘴号的喷嘴的喷嘴号。图21还指示了图19中的“内部喷射故障处理喷嘴号”与“外部喷射故障处理后的喷嘴号”之间的对应性。

现在,将参照图22中的流程图描述该外部喷射故障判断处理的细节。首先,在步骤S310处,获得线图案块中的参考线图案的数目Ms以及关于其特征量和特征量的分配的信息。此外,获得关于正常线图案MI的数目的信息,并且从而获得喷嘴的总数M(M=Ms+MI)。

接下来,在步骤S312处,基于内部喷射故障判断处理信息中的特征量,布置在正常喷嘴(形成正常线图案的喷嘴)之间的喷射故障喷嘴的特征量被设置为等于正常喷嘴的值,并且更新正常喷嘴的数目NI(即,基于内部喷射故障判断处理信息中的特征量被分类成正常喷嘴的喷嘴)。

接下来,在步骤S314处,基于内部喷射故障判断处理信息中的特征量,布置在参考喷嘴(形成参考线图案的喷嘴)之间的喷射故障喷嘴的特征量被设置为与参考喷嘴相同的值,并且更新参考数目Ns(即,基于内部喷射故障判断处理信息中的特征量被分类成参考喷嘴的喷嘴)。

接下来,通过找出内部喷射故障判断处理信息中的喷嘴数目N和喷嘴总数M之间的差别,确定将增加作为外部喷射故障判断喷嘴的喷嘴的数目Na(步骤S316)。基于在步骤S310处获得的特征量的分布和内部喷射故障判断处理后的参考喷嘴的特征量的分布,确定将增加的喷嘴的数目Na的分布(由特征量指示的位置)(步骤S318)。

接下来,从在步骤S318处确定的将增加的喷嘴的数目Na的分布确定在特征量未被确认的内部喷射故障判断处理后的喷嘴的特征量(步骤S320)。

然后,基于将增加的喷嘴的数目Na的分布和已采用这种方式建立的内部喷射故障判断处理后的喷嘴号(内部喷射故障处理喷嘴号),分配外部喷射故障判断处理后的喷嘴号(步骤S322)。

利用上述处理序列获得诸如在图21中的表格中所示的信息(外部喷射故障判断处理信息)。

上述喷射故障判断处理的方法并不局限于图16中所示的线图案块的实例,并且显然该方法还可以根据块的具体模式应用于线图案块的各种变化例,例如,参考线图案的数目、特征量的组合和正常线图案的数目等。换言之,在包括具有不同特征量的多个参考线图案的线图案块中,假如在左手侧和右手侧的参考线图案的数目和正常线图案的数目提前已知,则可以推断出所有喷嘴故障位置与对应的喷嘴号之间的关系。

在图案块单元中,通过将具有如上所述的不同特征量的多个参考线图案布置在分离测试图中的每种颜色的每个线图案的任一端处,可以确定遭受喷射故障的所有线图案。

如果在上述实例中所述的测试图中存在多个线图案块,则进行处理(即,使用共用参考线以计算线图案块之间的位置的处理),以在图像分析步骤中调节各线图案块之间的位置误差,并且基于上述处理序列来识别喷射故障。

用于校正线图案块之间的位置误差的处理

为了调节不同线图案块之间的位置误差,优选地使用具有诸如图23到25中所示的组合的测试图案。

图23是显示其中由参考喷嘴形成的线(图23中的最左手线)形成在所有线图案块中的测试图的示意图。换言之,图23中所示的测试图案包含由共用喷嘴形成的共用线图案(由附图标记160指示),并且由共用喷嘴形成的共用线图案160出现在所有线图案块中。

通过在共用基线上,“共用基线”(对应于各线图案的位置所投影到的一维坐标系的直线),以使共用线图案的位置在块中彼此一致的方式平行移动属于每块的所有喷嘴位置,可以减小误差。

图24是考虑块之间的位置误差的纠正的测量图案的另一实例。在图24中,具有喷嘴号5m(其中m是等于或大于0的整数)的喷嘴所产生的线图案块形成在由具有4n+3(其余=3)喷嘴号的喷嘴形成的线图案块之下(后)。属于组5m的喷嘴还包括具有喷嘴号4n,4n+1,4n+2,4n+3的喷嘴。换言之,由5m喷嘴产生的线图案块中的各条线m=0,1,2,3,分别由与喷嘴4n(n=0),4n+1(n=1),4n+2(n=2),4n+3(n=3)相同的喷嘴记录(同样适用于m不小于4的情况)。

因此,基于5m块中的各线位置,可以对准每个块中确定的坐标位置。在这里描述的实例中,附加由5m喷嘴产生的线图案,但喷嘴号并不局限于5的倍数,而可以采用使用4的倍数以外的任何整数的类似方法。换言之,假设存在为共同倍数的喷嘴号,可以采用这种相同的方法。

在图24中,属于对应于喷嘴号5m(其中m=0,1,2,3,...)的喷嘴位置被认为是正确位置,并且当校正其它块的喷嘴位置时使用这些位置,以匹配属于块5m的喷嘴位置。

下面将描述这种位置校正方法的具体实例。

在图24的底部处显示的线图案块5m包括编号为0,5,10,15,20...的喷嘴。例如,特别地观看第21个喷嘴位置,这个喷嘴“21”属于块(4n+1)。属于块5m和块(4n+1)且被设置在“21”的任一侧的编号为5和25的喷嘴被识别出,并且平行运动参数被确定以匹配4n+1块中的喷嘴5位置,以及确定用于延长喷嘴5的位置与喷嘴25的位置之间的距离的参数以匹配4n+1块中的喷嘴25的位置。采用这种方式,在块4n+1中的喷嘴5的位置和喷嘴25的位置与块5m中的喷嘴5和喷嘴25的位置相匹配。通过使用平行运动参数和延长参数来校正喷嘴号21的位置。

换言之,如果由喷嘴5产生并属于块5m的点位置被表示为“P5@5m”,由喷嘴25产生并属于块5m的位置被表示为“P25@5m”,由喷嘴5产生并属于块(4n+1)的位置被表示为“P5@(4n+1)”,由喷嘴25产生并属于块(4n+1)的位置被表示为“P25@(4n+1)”,则由下述表达式校正所述值。

(输出)=COEFA×{(输入值)-P5@(4n+1)}+COEFB

COEFA=(P25@5n-P5@5n)/(P25@(4n+1)-P5@(4n+1))

COEFB=P5@5n.

如果无法如上所述找出属于设置在任一侧的共用块的喷嘴位置,则使用与属于共用块的最接近位置相同的校正参数进行校正。例如,采用与喷嘴号位于为属于共用块的最靠近的喷嘴的喷嘴号5和25之间相同的方式,执行对于喷嘴号1(属于4n+1块)的校正。

图25是考虑块之间的位置误差的校正的另一测量图案的实例。

图25显示了属于设置在参考块(在图26中为4n块)之间的块的喷嘴位置基于参考块的变化被进行校正的实例。

在图25中,与实例图的一端处的块(4n)相同的块形成在另一端(图26的最底部部分)处。利用这种结构,可以识别相同块(4n)的上段和下段之间的相同喷嘴的位置关系的变化,并且因此识别的位置关系中的变化可以反应在设置在两个块(4n)之间的块(4n+1,4n+2,4n+3)中。

在图26中,上部中的4n块的位置Ui与下部中的4n块的位置Li之间沿Y方向的距离被取为4B,并且一个块与下一块之间沿Y方向的距离被取为B。在这里,以喷嘴号1为例,如图27所示,通过喷嘴号1属于的块4n+1,设置在喷嘴号1的任一侧的属于块4n的喷嘴号0和喷嘴号4采用如下方式从上端块中的位置PU0和PU1到下端块中的位置PL0,PL1从上部4n块转换到下部4n块。

(输出值)=COEFS×{(输入值)-PU0}+COEFT

COEFS=(PL1-PL0)/(PU1-PU0),和

COEFT=PL0

如图27所示,从上部4n块到下部4n块沿Y方向的距离为4B,而从4n+1到下部块的距离为3B,并且因此下述校正公式用于校正喷嘴号1的位置。

(输出值)=COEFS×{(输入值)-PU0)}+COEFT

COEFS=(PS1-PS0)/(PU1-PU0)

COEFT=PL0

PS0=PL0+(PU0-PL0)×3/4

PS1=PL1+(PU1-PL1)×3/4

如果调查的位置的任一侧的位置不存在,则使用组4n中的最接近的喷嘴号,并且应用这两个喷嘴之间的校正公式。

利用这种方法,可以校正多个线图案块之间出现的位置误差。

如图14中的流程图(步骤S110到S118)和图20及图22中的流程图所示,在测试图案的每个个别的线图案块中,利用内部喷射故障判断处理和外部喷射故障判断处理可以识别块内的喷嘴位置(线图案的相对位置)、线宽度和参考线图案。因此,通过执行关于多个线图案块的类似处理(已对位置误差进行校正),可以识别所有喷嘴位置(包括喷射故障的位置的线图案的相对位置)、线宽度和包含在一个测试图案中的参考线图案(图14中的步骤S120)。

测试图案的识别

如果操作人员能够识别出测试图案,则利用操作人员的指令(输入),由扫描装置130读入的分离测试图被识别出该分离测试图构成整个测试图的哪个部分。可选地,如下面描述,通过使用每个线图案块中使用的喷嘴序列信息可以自动识别测试图案。

当采用图10和11中所示的测试图0,1,2,...的形式个别处理分离测试图纸时,读取的测试图对象和对应的测试图之间的关系可能会混淆。

如果无法准确识别对应于读取对象的测试图属于整个测试图内的哪个部分,则也无法正确地确定整个测试图的点位置。在每个测试图上,通过形成用于识别测试图的可见信息(例如,文本、数字、符号等),以使操作人员不会在该测试图的处理期间弄错测试图的顺序的方式可以避免这个问题。

基于将识别多个图的信息并入每个图的识别方法的可能实例是,应用指示一组多个图的对应部分的号(可采用数字或条码的形式在测试图上标记)的模式、或更改实际的线图案(喷嘴号的余数值的序列)的布置的模式。此外,还存在使用信息以防止一组多个图和不同组的图之间的混淆(诸如创建日期、序号、唯一号等的信息)的模式。

现在参照具体实例描述利用实际线图案的布置识别测试图的方法。

例如,假设线打印头中的喷嘴的总数是4096(喷嘴号0到4095),并且测试图被分成四个测试图(号码0到3)。分离测试图0使用喷嘴号0到1039产生,并且各线图案块的布置序列被设置为通过将喷嘴数除以4获得的余数值的0,1,2,3序列(参见图27)。喷嘴号1024到1039形成与下一个测试图1重复的线图案(参考线图案)。线图案块分别单独形成用于0,1,2和3的余数值,并且在每个线图案块中,存在形成参考线图案的四条线。

测试图1使用喷嘴号1024到2063产生,并且线图案块的布置序列基于余数值3,0,1,2的顺序。喷嘴号2048到2063形成与下一个测试图2重复的线图案。

测试图2使用喷嘴号2048到3087产生,并且线图块的布置序列基于余数值2,3,0,1的顺序。喷嘴号3072到3087形成与下一个测试图3重复的线图案。

测试图3使用喷嘴号3072到4095产生,并且线图案块的布置序列基于余数值1,2,3,0的顺序。

利用这种方式获得诸如图27中所示的测试图的四个测试图0到3。由于各自测试图0到3中的测试图案具有线图案块的不同布置序列,则可以基于关于线图案块的该布置序列的信息识别测试图案。

换言之,对于喷嘴号4N+R的每个R值(其中N是等于或大于零的整数,R是0,1,2和3中的一个),在具有采用图27中所示的规则形式布置的线图案块的测试图案中,线图案块的布置序列(余数值R的布置序列)在每个测试图之间变化。因此,当测试图被读入时,基于属于每个块的线图案的相对位置,该测试图可以被分类为上述四种情况中的一种。

如果提前确定四种情况中的哪种情况对应于测试图的每个号,则将可以识别已读入的测试图。

由于四个块的可能布置序列的数目是四的排列,则可以识别总共4!=24个测试图。虽然如上所述对于每种墨水可以识别24种情况,然而通过将这与每种墨水的块的位置相结合(图27中的实例中的三个位置),另外的3!=6种情况也是可能的。因此,在与墨水的类型的组合中,最多可以识别24×6=144种不同类型的测试图。

如果存在8块或16块,则可以识别(分类)甚至更大数目的情况,并且因此通过改变根据输出测试图的累计总数所使用的块的组合,还可以区分具有不同的测试图创建时序的测试图。例如,通过基于测试图的创建日期和时间改变块的组合,可以区分具有不同创建时间的组。

在用于基于线图案块的布置序列来识别测试图的方法中,由于线图案本身起到识别信息的作用,因此为了识别无需增加单独的识别信息,并且因此获得得在线图案的打印区域外不需要用于显示识别信息的区域的优点。

此外,可以通过分析通过读入测试图所获得的图像自动识别线图案块的布置序列,并且这有助于避免操作人员出现错误。这可以通过包括用于识别多个图的信息来实现。

图28是显示识别测试图案的处理序列的流程图。首先,对测试图执行每个线图案块的喷射故障判断处理(上述的内部喷射故障判断处理和外部喷射故障判断处理)(步骤S410)。

因此,计算出每个线图案块的统计位置信息并确定余数值的布置序列(步骤S412)。根据先前建立的对应信息,测试图案基于布置序列被识别(步骤S414),并且从识别的测试图案确定喷嘴序号(步骤S416)。采用这种方式,读入的测试图案被自动识别,并且通过将该测试图案与测试图案的喷嘴号范围相关联,喷嘴序号被分配(指定)给所有喷嘴。

例如,如果如上所述,测试图被分成四个测试图0到3且喷嘴的总数为4096,则当一个测试图已被读入,并且对该测试图中的每个线图案块已完成喷射故障判断处理(内部喷射故障判断处理和外部喷射故障判断处理)以获得图21中所示的信息时,则可以通过比较每个线图案块的左手边缘位置来识别测试图案。换言之,例如,根据左手边缘位置的排序为0,1,2和3的余数值顺序或3,0,1和2的余数值顺序(参见图27)可以识别测试图案。如果用于形成线图案块的喷嘴号对应于四的倍数的余数值0,1,2和3,则当对于每个个别的线图案块对准左手边缘位置时,这些图案块分别对应于0,1,2和3的余数值。这种比较也可在右手边缘处执行或在包含在图案块中的线图案的平均位置处执行,而不是在左手边缘处执行。

当喷嘴号范围已由操作人员的指令(输入)或测试图案的识别被识别出时,则作为关于所有喷嘴连续的喷嘴号的“喷嘴序号”被附于为每个线图案块创建的图21中所示的线图案块信息(即,特定的喷嘴序号被分配给图21中的表格中的最右列中指示的每个单元)。

例如,在测试图案1的情况中,如果喷嘴范围是喷嘴1024到喷嘴2047,则喷嘴序号(从1024到2047)可以分配给各自的线图案块信息(外部喷嘴故障判断后的喷嘴号)。

如上所述确定测试图中包含的喷嘴序号和测试图案(各线图案块)的相对位置信息。

确定所有喷嘴的绝对位置信息

在对所有测试图案(多个分离测试图案)确定前述信息后,确定关于所有喷嘴连续的位置信息(绝对位置)。在其中由具有喷嘴号0到4095的线打印头产生测试图0到3的实例中,当已经确定包含在测试图0到3和相对位置信息中的测试图案(线图案)的喷嘴序号时,喷嘴号“0”的位置被设置为绝对位置0,并且包括在测试图0中的各测试图案的绝对位置基于测试图0中的测试图案的相对位置来依次确定。更具体地,喷嘴号0的相对位置减去所述各相对位置。

接下来,测试图0中包含的喷嘴状态和测试图1中包含的喷嘴状态关于测试图0和测试图1中共同使用(重复)的喷嘴号(喷嘴号1024到1039)进行比较,并且仅对于两组信息中正常的那些喷嘴关于测试图0计算绝对位置的平均值。

然后,对测试图1计算相对位置的平均值。采用两种平均值一致的方式,基于测试图1中包含的测试图的相对位置计算绝对位置。更具体地,通过从测试图0中的重复喷嘴的绝对位置的平均值减去测试图1中的重复喷嘴的相对位置的平均值,基于下述公式确定移动值。

移动量=Ave0-Ave1,

其中Ave 0是测试图0中的重复喷嘴的绝对位置的平均值,Ave 1是测试图1中的重复喷嘴的相对位置的平均值。

这种移动量被加到各自的喷嘴号处的相对位置。

因此,由于测试图0和测试图1中存在共同使用(重复)的喷嘴号的两个绝对位置,因此两个绝对位置的平均值被确定为真实的绝对位置。

采用这种方式,关于跨越测试图0和测试图1的位置的信息被链接在一起。因此,对测试图1和测试图2中共同使用的喷嘴号(喷嘴号2048到2063)执行与之前类似的处理(在此省略对该处理的进一步说明)。此外,此后,对测试图2和测试图3中共同使用的喷嘴号(喷嘴号3072到3087)执行类似的处理。

利用上述程序,关于多个分离测试图0到3中的线图案块的所有信息被更新到参考绝对位置“0”的位置信息(即,信息被标示到共同的一维坐标系上)。

图29是如上所述用于确定所有喷嘴的绝对位置信息的处理的流程图。

首先,对所有测试图执行测试图案识别过程(步骤S510)。然后,从该测试图案中的最低喷嘴序号开始,接连确定关于包括喷嘴序号0的初始测试图案的绝对位置。取初始测试图案为TA且下一个测试图案为TB(步骤S514),以使平均位置关于具有TA和TB中重复的参考线图案的“正常”喷嘴状态(未遭受喷射故障的状态等)的喷嘴一致的方式来确定下一个测试图案的绝对位置(步骤S516)。

接下来,对于每个重复的线图案,通过找出用于使前述平均位置一致的绝对位置的平均值来确定重复的线图案的绝对位置。因此,确定TB中各自的喷嘴序号的绝对位置。

一旦已获得TB中的每个喷嘴的绝对位置,该程序前进到步骤S520,并且判断在当前的TB中是否存在随后的测试图案。

如果在步骤S520处存在随后的测试图案(是),则当前TB被取为TA,当前TB的下一个测试图案被重新设置为TB(步骤S522),并且所述程序返回到重复上述处理(步骤S516到S520)的步骤S516。采用这种方式,对于所有测试图案逐步获得绝对位置信息。当已建立所有测试图案的绝对位置信息时,则在步骤S520处获得“否”结论,并且该过程终止(步骤S524)。

采用这种方式,获得每个喷嘴的位置信息以及各自的喷嘴状态和线宽度信息。

总处理算法

接下来,将参照图30中的流程图描述在测试图已被创建后直到测试图由用户接口读入的总处理算法。

首先,基于使用者(操作员)执行的规定键入,确定测试图识别的块布局,并且建立该识别信息与喷嘴序号之间的关系(步骤S610)。当操作员已输入诸如创建日期和时间或图标题(独特号)的规定信息时,基于输入信息和累积的过去信息等自动选择块布置序列等,并且产生打印测试图所需的用于液滴喷射的数据以及指示每个分离测试图中使用的喷嘴号范围的对应的创建信息。该信息被存储在用作存储装置的存储器中。为打印采用上述方式确定的测试图,基于液滴喷射数据打印测试图。

因此,如上所述获得的测试图的图像被扫描装置130读入,并且测试图图像被供应给计算机(步骤S612)。

计算机对输入的测试图图像执行识别处理,并且如果识别过程产生错误,则相应的消息被发布给使用者,并且显示用于正确的测试图的输入的提示(步骤S614)。如果一组测试图已被正确输入,则基于包括喷射故障判断处理(图14)和用于确定前述所有喷嘴(图29)的绝对位置信息的处理的处理序列,执行用于确定所有喷嘴的位置信息和线宽度的计算(步骤S616)。

从这些计算结果中将喷射故障喷嘴的数目和喷射故障喷嘴的位置报告给使用者,并且使用者需要判断是否执行打印头清洁过程,并且然后重复前述程序的执行(步骤S618)。如果使用者判断喷射故障喷嘴的数目和喷射故障喷嘴位置在容许范围外,则他或她输入“打印头清洁和测量过程的重新运行”的指令,并且因此执行规定的打印头清洁操作(用于恢复喷嘴的喷射能力的操作,例如,喷嘴抽吸、喷嘴表面的擦拭、预先喷射或类似操作)。在清洁操作后,根据上述程序再次创建测试图。

在这种情况中,理想的是改变识别信息,使得该测试图可以与先前的测试图区别开。然后,对新创建的测试图执行重复的测量操作(步骤S612到618)。通过先前在计算机中设置喷射故障喷嘴的容许数目的标准条件和在步骤S618中关于发布给使用者的报告的喷射故障喷嘴的位置,还可以帮助使用者做出决定,例如,通过向使用者指示需要重复执行的报告信息,并且此外,还可以省略对使用者做决定的需求(换言之,可以自动执行判断过程)。

另一方面,如果未重复测量操作,则基于关于所有数量的喷嘴已确定的位置信息和线宽度计算图像校正参数(步骤S620)。确定的图像校正参数信息、对于所有数量的喷嘴的位置信息和线宽度信息被存储在存储装置中,并且处理终止。

测试图测量装置的组成的实例

接下来,将说明使用上述测试图测试方法的测试图测量装置的组成的实例。创建根据本实施例使计算机执行用在测试图测量中的图像分析处理算法的程序,并且通过基于该程序运行计算机,可以使计算机起到用于测试图测量装置的计算装置的作用。

图31是显示测试图测量装置的组成的实例的方框图。图31中所示的测试图测量装置200包括形成图像读取装置202的平板扫描仪(等效于图9C中的扫描装置130)和执行用于图像分析的计算的计算机210和类似装置。

图像读取装置202设有读入测试图上的线图案的RGB线传感器(CCD成像元件或CMOS成像元件),并且还包括沿读取扫描方向移动该线传感器的扫描机构、线传感器的驱动电路和信号处理电路或类似装置,所述信号处理电路将来自传感器的输出信号(图像捕捉信号)从模拟转换到数字,以获得规定格式的数字图像数据。

计算机210包括主体212、显示器(显示装置)214和输入装置,例如,键盘和鼠标(用于输入各种命令的输入装置)216。主体212容纳中央处理器(CPU)220、RAM 222、ROM 224、控制来自输入装置216的信号的输入的输入控制单元226、将显示信号输出到显示器214的显示控制单元228、硬盘装置230、通信接口232、媒介接口234和类似装置,并且这些各自的电路由总线236彼此连接。

CPU 220起到总控制装置和计算装置(计算设备)的作用。在由CPU 220执行程序期间,RAM 222用作暂时数据存储区域和工作区。ROM 224是存储用于操作CPU 220的引导程序、各种设置值和网络连接信息等的可重写的非易失存储设备。操作系统(OS)和各种应用软件程序和数据等被存储在硬盘230中。

通信接口232是一种基于诸如USB(通用串行总线)、LAN、蓝牙(注册商标)或类似系统的规定的通信系统连接到外部设备或通信网络的设备。媒介接口234是控制外部存储装置238的读和写的设备,所述媒介接口典型地是存储卡、磁盘、磁光盘或光盘。

在本实施例中,图像读取设备202和计算机210经通信接口232连接,并且由图像读取设备202读入的所捕捉的图像的数据被输入计算机210。可以采用其中由图像读取装置202获得的所捕捉的图像的数据被暂时存储在外部存储装置238中且所捕捉的图像数据经该外部存储装置238输入到计算机210的组成。

在根据本发明的实施例的测量测试图的方法中所使用的图像分析处理程序(包括用于喷射故障判断处理的程序)被存储在硬盘装置230或外部存储装置238中,并且程序根据需求被读出、在RAM 222中被开发及运行。可选地,还可以采用由位于经通信接口232连接的网络(未显示)上的服务器提供程序的模式、或其中由基于互联网由服务器提供基于程序的计算处理服务的模式。

通过操作输入装置216,同时观察在显示监视器214上显示的应用窗口(未显示),操作人员能够输入各种初始值,以及能够确认监视器214上的计算结果。

此外,由计算操作产生的数据(测量结果)可以被存储在外部存储装置238中或经通信接口232输出到外部。由测量过程产生的信息经通信接口232或外部存储装置238被输入到喷墨记录设备。

计算机210还能够用作图6中所示的主计算机86。可选地,还可以采用的组成为,其中用于点测量的计算处理功能被并入喷墨记录装置10的系统控制器(图6中的附图标记72)和/或打印控制器(参考符号80),并且从图像读取装置(扫描装置130)获得的图像数据由喷墨记录装置中的系统控制器(或由与打印控制器相组合的系统控制器)进行处理。

第二模式

在上述第一模式中,测试图被分离成(分开)由可以由扫描设备130读入的尺寸,但在第二模式中,通过接连改变读取的区域以单张形式读入整个测试图(不用分成多个测试图)。

在该第二模式中,当测量由宽宽度线打印头喷射的液滴形成的点的沉积位置(包括喷射故障)时,当大宽度的单个测试图被多个读却操作读入时会出现下述问题。

(问题4)确定将由多个操作读入的测试图的范围(重叠(重复)线图案(喷嘴)的识别和避免线图案(喷嘴)的跳跃)。

(问题5)从测试图的每个读取操作中获得的点沉积位置计算在整个宽宽度打印头中的喷嘴位置。

(问题6)当在测试图的多个读取操作中共同使用(重复)的喷嘴遭受喷射故障时确定点沉积位置。

在上述问题4到6中,通过使对应于测试图的各自的读取操作的端部的喷嘴创建具有能够使其容易由操作人员和图像分析处理识别的特征的线图案,以通过引起这些端部喷嘴在多个读取操作之间重复(重叠)使操作人员利用扫描仪读入图像的方式,可以解决问题4。

参照重叠喷嘴的位置,问题5可以通过计算测试图(重复的线图案区域内)内的位置和测试图之间的位置来解决。

问题6可通过如下方式解决,通过使用多个喷嘴作为重叠喷嘴(共用的喷嘴)以减小在所有重叠喷嘴中出现喷射故障的可能性,在重叠喷嘴中识别喷射故障喷嘴位置,以及执行从参考位置计算中排除喷射故障喷嘴的处理。

问题4到6和解决这些问题的方式类似于问题1到3和根据第一模式解决该问题的方式。

图32是采用第二模式创建的单张测试图的第一实例。图32中所示的单张测试图由具有喷嘴号0到4095的CMYK线打印头形成,其中喷嘴号0到15形成参考线图案,喷嘴号16到1023形成正常线图案,并且此后类似地,喷嘴号1024到1039形成参考线图案,喷嘴号1040到2047形成正常线图案,喷嘴号2048到2063形成参考线图案,喷嘴号2064到3071形成正常线图案,喷嘴号3072到3087形成参考线图案,喷嘴号3088到4079形成正常线图案,以及喷嘴号4080到4095形成参考线图案。

在图32中,由附图标记240到244指示的部分是对应于参考线图案区域的部分。

在第二模式中,线图案块可以采用第一模式中描述的方式布置。如在第一模式中所述,当喷嘴被分成四组:具有通过喷嘴号除以4计算的0余数的第一组;具有通过喷嘴号除以4计算的1余数的第二组;具有通过喷嘴号除以4计算的2余数的第三组;和具有通过喷嘴号除以4计算的3余数的第四组,四个线图案块可分别形成用于四组喷嘴(0到3的余数)。此外,如在第一模式中所述,四个参考线图案可被布置在四个线图案块的每个中。此外,如参照图13所述,参考线图案可具有与其它线图案不同的线特征量,使得参考线图案可以被可见地进行识别。

如图33所示,以使参考线图案区域包括在每个读取操作的任一端的方式,在改变读取位置的同时通过分成多个读取操作读入这种单张测试图的图像。更具体地,包括在任一侧处由附图标记240和241指示的参考线图案区域的区域被取为第一图像读取区域251,包括在任一侧处由附图标记241和242指示的参考线图案区域的区域被取为第二图像读取区域252,包括在任一端处由附图标记242和243指示的参考线图案区域的区域被取为第三图像读取区域253,以及包括在任一端处由附图标记243和244指示的参考线图案区域的区域被取为第四图像读取区域254。

处理通过采用这种方式分成四个读取操作已读入的测试图图像的方法类似于第一模式的情况,并且对每个读入的图案像执行测试图案块的喷射故障判断处理(如图14中描述)。获得对应于读取序列的喷嘴序号,并且所有喷嘴的绝对值采用使重复的线图案彼此一致的方式来确定。

图34是显示单张测试图的第二实例的示意图。代替图32中的测试图,还可以形成诸如图34所示的测试图。图34显示了通过改变测试图案(同时记录的一组线图案块)的位置形成的单张测试图的实例,并且每个测试图案对应于每个读取操作的图像记录区域。打印线图案的方法与关于图10、图13等描述的实例的方法相同,并且因此在这里忽略其进一步的描述。然而,在图34的实例中,打印的测试图被作为单张处理,而不是被分离(切开)。

在图34中,附图标记260到263是参考线图案区域,并且附图标记261和262是参考线图案和重复的线图案。通过在改变读取位置的同时,由多个操作读入测试图以包括任一端处的参考线图案区域,通过按照对第一模式的类似处理(其中测试图被分离开),关于获得的每个读取图像可以获得所有喷嘴的绝对位置信息和线宽度信息。

此外,还可以采用一种模式,其中关于图34中的单张测试图,由图35中的附图标记280指示的粗线包围的图像读取范围被读入。如图35所示,通过采用使所有喷嘴的线图案包含在一致的图像读取宽度Wr内的方式形成测试图案,然后使具有该图像读取宽度Wr的线传感器以沿相对于测试图案斜斜的方向相对移动(扫描),可以在一个动作中读入所有线图案。如果图像采用这种方式在一个动作中读入,则通过按照关于每个测试图案先前描述的第一模式(其中测试图被分离)的处理,可以确定所有喷嘴的绝对位置信息和线宽度信息。

根据上述本发明的实施例(包括第一模式和第二模式),获得如下动作和有益效果。

(1)测试图中的参考线图案具有与其它线图案(即,正常线图案)不同的特征量,并且因此可以容易地识别参考线图案。此外,采用通过改变特征数量以便以规定分布进行布置形成多个参考线图案的方式执行液滴喷射。因此,即使在特定的参考线图案遭受喷射故障的情况中,从其它参考线图案仍然可以识别(推断)遭受喷射故障的线的位置。

(2)由于在采用结合(连接)关系的测试图之间,测试图内的线图案位置参照参考线图案确定,同时排除对应于喷射故障喷嘴或异常喷嘴的那些线图案,则即使异常(喷射故障)出现在多个参考线图案的一部分中,也可以识别所有喷嘴的线图案位置。

(3)通过采用其中使用规则喷嘴(规则布置的喷嘴)形成的各块的位置关系在每个各自的测试图中改变的模式,和/或其中使用每种墨水的规则喷嘴形成的各块的位置关系在每个测试图中改变的模式,则可以通过识别由这些规则喷嘴形成的块的布置序列和各自墨水的相对位置来识别测试图。通过采用这种方式,可以在准确的位置处自动将分离的测试图结合在一起。此外,还可以防止在不同时刻创建的测试图的互换(即,在读取操作中的错误,从而使来自不同组的测试图被混合在一起)。

(4)使用具有比线打印头的记录宽度更窄的图像读取宽度的扫描装置使得高度准确的图像读取成为可能,并且因此可以减小成本。

如前描述,根据本发明的实施例,通过使用具有比由线打印头的所有记录元件形成的测试图案的有效区域更窄的读取宽度的扫描设备,可以以良好的精度测量记录元件的特征(例如,由记录元件创建的点位置和点直径)。

因此,如果测试图案被分成并分离成多个测试图,自动判断这些测试图的顺序关系,并且因此可以以良好的精度测量记录元件的特征(例如,由记录元件创建的点位置和点直径),而不会出现操作错误(例如,测试图的错误序列,来自先前测量操作的类似测试图的混淆等等)。

利用本发明公开的技术,通过使用商用平板扫描仪,可以容易和价格低廉地测量长线打印头的记录元件的特征。

在上述各实施例中,描述了使用具有与记录介质的整个宽度相对应的长度的喷嘴行的页宽整行式打印头的喷墨记录装置,但本发明的应用范围并不局限于此,并且本发明还可应用于利用移动短打印头的多个打印头扫描动作执行图像记录的喷墨记录装置,例如,系列打印头(往返扫描打印头)或类似装置。

在前述描述中,作为图像形成装置的一个实例描述了喷墨记录装置,但本发明的应用范围并不局限于此。除了喷墨装置外,还可以将本发明应用于采用各种类型的点记录方法的记录装置,例如,配备有使用为记录元件的热元件(加热器)的打印头的热转移记录装置,配备有具有作为记录元件的LED元件的记录头的LED电子照相印刷机,或具有LED行式曝光打印头的卤化银照相打印机或类似装置。

此外,术语“图像形成装置”的含义并不局限于用于打印相片或海报的所谓的图形打印应用,而还包括使用喷墨技术能够形成可作为图像被感知的图案的工业装置,例如,防染印花装置(resist printingapparatuse)、用于电子电路基板的针式打印装置(wire printingapparatuse)、超细结构形成装置等。

换言之,本发明可以广泛用作测试技术,用于测量喷射(喷洒)液体的各种类型的液体喷射装置中的点沉积位置和点直径(液滴量),例如,商用精密应用装置、防染印花装置、用于电子电路板的布线打印装置、染料处理装置、涂敷装置和类似装置。

然而,应该理解,不期望将本发明局限于公开的特定形式,而是相反地,本发明覆盖落入如所附权利要求中表示的本发明的精神和范围内的所有修改、可选结构和等效形式。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号