喷墨印刷机中检测瑕疵的系统和方法与流程

本公开总体上涉及检测移动通过连续卷材印刷机的连续的成卷的记录介质中的瑕疵，更具体地涉及检测和采取纠正措施以减少或防止对印刷头的损坏或者减少或防止图像缺陷。

背景技术：
典型的喷墨印刷机使用一或多个印刷头，每个印刷头包括独立喷嘴阵列，通过独立喷嘴阵列，在印刷过程中墨滴贯穿开启间隙（opengap）被喷墨嘴喷射到图像接收表面以形成墨图像。该图像接收表面可以是连续的成卷的记录介质、一系列介质片材的表面，或者该图像接收表面可以是旋转表面，比如旋转印刷鼓或环带的旋转表面。印制在旋转表面上的图像稍后通过在由旋转表面和转影辊（transfixroller）所形成的转影压区（transfixnip）中的机械力被转印到记录介质。在喷墨印刷头中，单独的压电、热学、或声学致动器产生驱使墨穿过印刷头的面板（faceplate）中的孔（通常被称为喷嘴）的机械力。致动器响应于电信号（有时称为喷射信号）驱出墨滴。喷射信号的幅值或电压电平影响所喷射的墨滴中的墨量。喷射信号参考图像数据通过印刷头控制器产生。喷墨印刷机中的印刷引擎处理图像数据以识别印刷机的印刷头中的喷墨嘴，该喷墨嘴必须被操作来在图像接收表面上的特定位置喷射墨滴图案以形成对应于图像数据的墨图像。墨滴落下的位置有时被称为“墨滴位置”、“墨滴定位”、或“像素”。因此，印刷操作可被视为参考电子图像数据定位图像接收表面上的墨滴。连续的成卷的记录介质作为材料卷从造纸厂商被运输给终端用户。卷材卷的外缘在运输过程中会因装运和搬运而受到不利影响。例如，常常暴露的任一边缘可受到不利影响。当受损边缘移动通过印刷机时，该受损边缘会因记录介质表面和印刷头面之间的小间隙而冲击印刷头面。这些受损边缘会不利地影响印刷头。为了降低与印刷头接触的风险，操作者通常在将卷材卷安装到机器之前切掉大约一英寸的卷材卷外缘。虽然从卷材卷的边缘去除一英寸材料可消除或实质上减少对印刷头的损坏，但是因为材料和时间都遭到了浪费，所以该过程不是所希望的。除了边缘瑕疵会存在于卷材介质中之外，还可存在其它瑕疵，比如皱纹或槽。皱纹可在卷材介质的邻近区域在受力之下被迫趋近到一起时出现。皱纹可由各种来源造成，但通常出现在卷材介质的制造过程中或者在准备卷材介质用于在辊上传输的过程中。皱纹常常纵向发展或者在方向上沿着卷材介质被传输通过印刷机的工艺方向发展。槽也可出现且以任意长凹陷或沟道为特征。槽往往被发现包括相对于周围卷材介质的其余部分的下凹区域，其中卷材介质的其余部分的邻近区域相对于该槽略微升高。不属于边缘损坏、皱纹或槽的其它卷材介质瑕疵也可存在于记录介质中，比如固定在卷材介质中或由卷材介质承载的异物。因此，相对于平的或平滑的卷材表面有偏差的卷材介质的表面的任何改变均可被视为瑕疵。所以，需要防止卷材介质中的瑕疵抵达印刷头从而减少或防止对印刷头的损坏。虽然图像品质受到记录介质中的瑕疵的不良影响，但是不佳的图像品质也可由一或多个印刷头将墨沉积在卷材介质上的错误位置造成。例如，如果传输卷材介质通过印刷机的辊中的一个不是圆的或者该辊围绕支承旋转轴的旋转轴是错误的，则会发生墨滴或像素的不当套准。因此，也需要确保有缺陷的传输辊不会助长成像错误。印刷头和成像表面之间的间隙或距离是受控的以优化成像过程。如果该间隙过小，则当图像接收表面接触印刷头面时会发生印刷头磨擦（burnish）。磨擦不仅会减少印刷头的使用寿命，而且会产生不佳的图像品质和印刷机在维护过程中的停工时间增加。在一实施方式中，如果印刷头和图像接收表面之间的间隙小于大约0.6毫米，则可发生对印刷头的损坏，包括磨擦。

技术实现要素：
一种用于在沿着印刷机中的路径移动并由辊支撑的连续的成卷的记录介质上成像的喷墨印刷机包括位于所述辊的端部的检测器以检测该连续卷材上的瑕疵。该喷墨印刷机在连续的成卷的记录介质在工艺方向上移动时在所述连续的成卷的记录介质上成像且包括喷墨印刷头。该印刷头被构造来将墨喷射到所述连续的成卷的记录介质上且介质传输机被构造来传输所述连续的成卷的记录介质经过所述喷墨印刷头。该介质传输机包括具有第一端和第二端的辊。该辊被设置在所述印刷机中的在所述喷墨印刷机将墨喷射到所述连续的成卷的记录介质上之前支撑所述记录介质的位置。发射器被设置在所述辊的所述第一端处以沿第一路径横贯所述辊发射成束激光。接收器被设置在所述辊的所述第二端处以接收所发射的所述成束激光并响应于所述连续的成卷的记录介质的位于所述发射器和所述接收器之间的一部分产生第一信号，且所述辊使所述激光从所述第一路径改道。控制器被有效地连接到所述接收器以接收所述第一信号和产生第二信号以修正所述喷墨印刷头和所述介质传输机的操作。所述第一路径离所述辊的所述表面大约0.60毫米。所述第一路径大约等于所述记录介质的厚度总量加0.4毫米。附图说明图1是用在印刷机中的瑕疵检测系统的立体图。图2是用于检测第一高度的瑕疵的发射器和接收器的示意性正视图，其中发射器和接收器被设置为邻近于与预热鼓一起限定压区的导辊（idlerroller）。图3是用于检测第二高度的瑕疵的发射器和接收器的示意性正视图，其中发射器和接收器被设置为邻近于与预热鼓一起限定压区的导辊。图4是用于检测与预热鼓（未图示）一起限定压区的导辊的偏心度的发射器和接收器的另一实施方式的局部立体图。图5是用于减少对印刷机中的印刷头的损坏的方法的流程图，该印刷机具有辊以支撑移动通过印刷头的连续的成卷的记录介质。图6是在介质移动通过系统中的印刷头时将墨喷射到连续的成卷的记录介质上的现有技术喷墨成像系统的示意图。具体实施方式本文所使用的术语“相变墨”是指在室温时处于固态或凝胶态并且加热到运行温度时变成液体以涂敷或喷射到记录介质上的墨。在进行印刷处理后在记录介质上冷却时，该相变墨恢复到固态或凝胶态。图6是在介质移动通过系统中的印刷头时将墨喷射到连续的成卷的介质上的现有技术喷墨印刷机。印刷机的实施方式，比如高速相变墨印刷机2，其中描绘了用于检测连续的成卷的记录介质的一部分中的瑕疵或者支撑辊中的瑕疵的方法和系统。就本公开的目的而言，图6的喷墨印刷机2采用了一或多个喷墨印刷头和相关联的固体墨供应源。成像装置包括印刷引擎以在产生用于喷墨喷射器的控制信号之前处理图像数据。着色剂可以是墨，或者包括可被施加到选定介质的一或多种染料或颜料的任何合适物质。着色剂可以是黑色的，或者任何其它所希望的颜色，且给定的成像装置能够将多种不同的着色剂施加到介质。图6是指向片材的、连续介质的相变喷墨印刷机2的简化示意图，其可被修改为包括用于检测连续的成卷的记录介质或支撑辊中的瑕疵的系统和方法。介质供应和传输系统被构造来从介质源（比如安装在卷材辊8上的介质10的卷盘9）供应“承印物”（纸、塑料、或其它可印刷材料）的长（即大体上连续的）卷的记录介质10。对单面印刷而言，印刷机由送纸辊8、介质传输机16、印刷站20、已印卷材调节器80、涂层站1和重卷单元（rewindunit）90组成。对双面操作而言，卷材倒转器（未图示）被用于在卷材被重卷单元90接收之前翻转卷材以将介质的第二面呈现给印刷站20、已印卷材调节器80和涂层站1。在单面操作中，介质10具有覆盖所述辊的宽度的一部分的宽度，介质在所述辊上行进穿过印刷机。在双面操作中，介质源大约是辊宽度的一半，因为卷材在印刷站20、已印卷材调节器80和涂层站1中的辊的一半上行进，然后被卷材倒转器翻转并横向移动一段距离，使得卷材在印刷站20、已印卷材调节器80和涂层站1的对面在辊的另一半上行进，以印刷、调节和涂布（如果必要）卷材的反面。重卷单元90被构造来将卷材绕到辊上，以将其从印刷机中取走以及进行后续处理。介质可根据需要从源9退卷并由使一或多个辊旋转的多个马达（未图示）推进。介质传输机16包括辊12、预热鼓14、以及与预热鼓14相关联的导辊15。在预热鼓之后可包括额外预热器（未图示）以在印刷前维持卷材的温度。额外预热器可利用接触热、辐射热、传导热或对流热以将介质设置或保持在目标预热温度。辊12和辊15可在介质沿着穿过印刷机的路径移动时控制退卷介质的张力。在替代实施方式中，介质可以切片形式沿所述路径传输，在这样的情况下，介质供应和传输系统可包括能够使介质切片沿着穿过成像设备的所希望路径传输的任何合适的设备或结构。介质被传输通过包括一系列印刷头模块21A、21B、21C和21D的印刷站20，印刷头模块有时也被称为印刷盒单元，每个印刷头模块实际上横贯介质的宽度延伸且能够将墨直接（即，无需使用中间构件或胶印构件）置于移动介质上。印刷头模块可包括被有效地连接到框架并在其上对齐的一或多个印刷头，用于沉积墨以形成图像。印刷机的控制器50从邻近于被设置在与四个印刷头相对的部分路径的任意一侧的辊而安装的编码器接收速率数据，以计算卷材移动经过印刷头时的卷材位置。控制器50利用这些数据产生定时信号用于驱动印刷头中的喷墨喷射器，使得四种颜色以可靠的准确度被喷出以便不同颜色图案套准，从而在介质上形成四原色图像。由喷射信号驱动的喷墨喷射器对应于由控制器50处理的图像数据。印刷机2使用“相变墨”，该术语在前文中已进行限定。与每个印刷头模块相关联的是在介质背面与印刷头大体上相对排列的背衬构件24A-24D（通常是杆或辊的形式）。每个背衬构件被用于将介质定位在与背衬构件相对的印刷头的前面。每个背衬构件可被配置来发出热能以将介质加热到预定温度，在一实际的实施方式中，该预定温度在大约40℃到大约60℃的范围内。各个背衬构件作为介质传输机的部件可单独地或者共同地进行控制。在部分成像的介质移动以接收来自印刷站20的印刷头的各种颜色的墨时，该介质的温度被维持在给定范围内。墨在通常明显高于图像接收介质温度的温度自印刷头被喷出。所以，墨加热介质。因此，其他温度调节设备可被用来将介质温度维持在预定范围内。继印刷区20之后沿着介质路径的是一或多个“中间加热器”30。中间加热器30可利用接触热、辐射热、传导热和/或对流热来控制介质的温度。当介质上的墨被传送通过涂布器40时，中间加热器30使位于介质上的墨达到适合所期望特性的温度。继中间加热器30之后，定影组件40被配置来施加热和/或压力到介质以将图像定影到该介质。定影组件可包括用于将图像定影到介质的任何合适设备或装置，包括加热的或未加热的压力辊、辐射加热器、加热灯，等等。在图6的实施方式中，定影组件包括“涂布器”40，涂布器40施加预定压力（在某些实施方式中是施加热）到介质。涂布器40的功能是处理卷材10上的那些本质上是墨滴、墨滴串或墨线的物质并通过压力（在某些系统中是通过热）将它们涂抹开，使得相邻墨滴之间的间隙被填满且图像实地版（imagesolids）变得均匀。除涂布墨之外，涂布器40还可通过增强墨层内聚力和/或增强墨-卷材附着力来改善图像持久性。涂布器40包括辊，比如图像侧的辊42和压力辊44，以将热和压力施加到介质。任一辊可包括加热元件，比如加热元件46，以使连续的成卷的记录介质10达到大约35℃到大约80℃范围内的温度。在替代实施方式中，定影组件可被配置为在印刷区之后使用介质的非接触式加热（不用压力）来涂布墨。这种非接触式定影组件可使用任意合适类型的加热器（比如辐射加热器、UV加热灯，等等）以将介质加热到希望温度。在一实施方式中，涂布器40中的辊的温度被维持在最适宜的温度，该温度取决于墨的属性，比如55℃。一般而言，较低的辊温度带来不充分的线展开（linespread），而较高的温度则会引起光泽上的瑕疵。过高的辊温度可导致墨粘脏到辊。在一实际的实施方式中，压区压强被设置在每侧大约500到大约2000磅每平方英寸的范围内。较低的压区压强带来不充分的线展开，而较高的压强则会缩短压力辊的使用寿命。涂布器40还可包括与图像侧的辊42相关的清洁/涂油站48。站48将一些脱模剂或其他材料的层清洁干净和/或将所述层施加到辊表面。脱模剂材料可以是具有大约10-200厘泊粘度的氨基硅酮油。涂层站1将透明墨施加到已印介质。该透明墨帮助保护已印介质在从印刷机取出后不被涂污或发生其他环境性退化（degradation）。该透明墨覆盖物作为墨的牺牲层在传输过程中可被涂污和/或粘脏但不会影响底下的图像外观。继经过涂布器40之后，已印介质可被绕到辊上以便从该系统被取走（单面印刷），或者被引导至卷材倒转器以倒转并移位到辊的另一部分以便第二次经过印刷头、中间加热器、涂布器和涂层站。然后已双面印刷的材料可被重卷单元90绕到辊上以便从系统被取走。替代地，介质可被引导至执行诸如介质切割、粘合、配页和/或装订之类的任务的其他处理站。印刷机2的各种子系统、部件和功能的操作和控制利用控制器50的帮助来执行。控制器50可具有执行程序指令的通用或专用可编程处理器。执行程序功能所需要的指令和数据可被存储在与处理器或控制器相关联的存储器中。这些部件可在印刷电路板上提供或者作为专用集成电路（ASIC）中的电路提供。该电路中的每一个可用单独的处理器实施，或者多个电路可在同一处理器上实施。替代地，该电路可用VLSI电路中提供的分立元件或电路实...