打印装置中对于打印阵列和基片的调整的制作方法

专利名称：打印装置中对于打印阵列和基片的调整的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于相对于彼此调整一种记录基片和至少一个阵列的方法，所述 记录基片和所述至少一个阵列具有朝向彼此的相对位置，所述至少一个阵列是具有一种用 于安装所述阵列的携载结构的打印装置的一部分、并具有呈基本上与第一方向平行的行而 排列的用以在记录基片上形成第二测试标记的喷嘴，其中记录基片包括一种包含第一测试 标记的预打印图案，该方法包括形成一种包含第一测试标记和第二测试标记的测试图案 (每个第一测试标记和第二测试标记具有在基片上的位置)，并检测出第一标记和第二标 记的位置。
背景技术：
在一种从现有技术中已知、并具有至少一个打印头的喷墨打印机中，一种安装了 打印头的托架通常沿平行于y轴线的主扫描方向在记录基片上方移动以便记录图像的长 条或长列(swath)。打印头具有沿基本上平行于χ轴线的方向(该方向是副扫描方向)延 伸的至少一个喷嘴阵列。副扫描方向χ垂直于主扫描方向y。因此在托架沿主扫描方向的 行程期间记录下由与打印头的工作状态喷嘴的数量对应的一定数量的像素行构成的图像 长条。在给定的沿χ轴线的基片与阵列的相对位置，阵列和记录基片至少部分地在彼此的 侧翼、并布置为用于把第二测试标记(也称为点)应用在由第一测试标记预打印的基片上。 一些像素行因而由与阵列的喷嘴相对应的第二测试标记构成，而其它像素行由预打印在记 录基片上的第一测试标记构成。第一测试标记形成了一种在打印第二测试标记之前已经存 在于记录基片上的预打印图案。可利用同一打印装置或另一打印装置把预打印图案打印在 基片上。因而用第一测试标记在记录基片上构成预打印像素行，所述第一测试标记与经打 印的第二测试标记一起形成一种测试图案。通常，希望实现由第一测试标记构成的像素行 和由第二测试标记构成的像素行的交错来获得记录图像的高分辨率，并且像素行之间的间 隔应当是尽可能规则的。在托架在预打印的记录基片上方的一个单行程期间，可以实现单 一阵列的分辨率的两倍的打印分辨率。因此，应该比较并分析第一测试标记和第二测试标 记的位置以便确定沿χ轴线的阵列与基片的相对位置。可能不得不调整所确定的相对位置 以在所希望的基片与阵列的相对定位方面达到高精确度。测试图案中的偏差可以被检测并 且可被用来调整阵列和基片的相对位置。另外，像素的定位的常见误差由偏离理想喷射角 度的喷射角度引起。这种缺陷可能由存在于喷嘴中的杂质引起。这种缺陷可导致第一标记 和第二标记的定位之间的偏差。在把第一测试标记预打印在基片上期间，可引起第一测试 标记的定位的偏差；并且在由阵列把第二测试标记打印在预打印的基片上期间，可引起第 二测试标记的定位的偏差。对于图形应用，这种缺陷可导致在图像中出现白条纹或亮条纹， 称为“条带”效应。当应用喷墨技术作为一种制造技术(例如，打印电子学)时，必须在最 大程度上朝着零使定位误差的数量最小化。根据DE 19^^80A1，已知一种用于确定第一成像装置和第二成像装置的相对位 置的方法，包括在记录基片上设置第一成像装置的参考图案的图像、在记录基片的同一部分上设置第二成像装置的参考图案的图像，导致一种组合图案，根据该方法，能够确定第一 图像装置和第二图像装置的相对位置。根据US 2003/0144815，已知另一方法，其中借助于在由第一图像装置和第二图像 装置设置图像之前已存在于记录基片上的基本图案，确定出由第一图像装置和第二图像装 置打印的两个图案的相对位置。

发明内容
本发明的目的在于改进一种用于在打印装置中相对于彼此调整至少一个阵列和 记录基片的方法，从而使得能够获得交错的像素行、并且在像素行之间存在着规则的间隔。 利用像素行之间的规则间隔，显著减小了 “条带”的现象。通过一种用于在打印装置中相对于彼此调整至少一个阵列和记录基片的方法实 现这个目的，还包括基于所述检测的位置针对多个可获得的相对位置而确定多个偏差因 子，其中所述偏差因子中的每个偏差因子是截然不同的可获得相对位置的属性、并指示出 了介于毗邻的第一与第二测试标记之间的距离相对于名义距离而偏离的量；并且选择出在 所述多个可获得的相对位置之中满足一种适用于所述多个偏差因子的选择准则的一种可 获得相对位置。由于确定了作为可获得相对位置的属性的一种偏差因子，所以能够针对相应的可 获得相对位置来量化介于包括第一测试标记的像素行与包括第二测试标记的像素行之间 的间隔中将会出现的缺陷。偏差因子是像素行之间的距离相对于名义距离偏离的量的特 性。针对多个可获得相对位置而确定偏差因子。因此，对于每个所述可获得位置，量化出打 印图像中将会出现的缺陷。这使得能够选择作为阵列和记录基片的最佳可获得相对位置的 一种可获得相对位置。为了选择最佳可获得相对位置，把一种选择准则应用到归因于所述 多个可获得相对位置的所述多个偏差因子。在根据本发明的方法的一个实施例中，所选择的可获得相对位置是一个具有所述 多个偏差因子之中的最小偏差因子的可获得相对位置。利用这种选择准则，所选择的可获 得相对位置导致这样的印刷图像在该图像中，使诸如由偏离的喷射角度引起的缺陷的出 现为最小化的。在根据本发明的方法的另一实施例中，最大值函数约束着归因于一种独特的可获 得相对位置的偏差因子，以取用在名义距离与毗邻着的第一和第二测试标记之间距离这二 者之间经计算得到的差的集合之中绝对值最大的差值。为了设置偏差因子而使用这个最大 值函数会导致选择这样一种可获得相对位置在该可获得相对位置，避免了打印图像中的 像素行之间的大间隔。对于诸如抗蚀印刷这样的涉及印刷电子学的应用(其中，打印图案 中的最大偏差必须被最小化并且在墨滴定位中比均勻分布更重要)，这个实施例特别引人 关注。当应用这个方法时，获得可靠的印刷电路板。在根据本发明的方法的另一实施例中，平均值函数约束着归因于一种独特的可获 得相对位置的偏差因子，以取用在名义距离与毗邻着的第一和第二测试标记之间距离这二 者之间按照绝对值计算得到的平均的差值。为了设置偏差因子而使用这个平均值函数会导 致选择这样的一种可获得相对位置在该可获得相对位置，像素行之间的平均间隔尽可能 接近于名义值。这对于图形应用特别重要，并导致具有像素分布的良好均勻性的打印图像。
在根据本发明的方法的另一实施例中，最大值函数约束着归因于一种独特的可获 得相对位置的偏差因子以取用在名义距离与毗邻着的第一和第二测试标记之间距离这二 者之间的最大的差值。利用这个最大值函数，可以选择导致大量地减小图像条带的打印图 像的一种可获得相对位置。在优选实施例中，根据本发明的方法还包括下述步骤移动记录基片和阵列中的 至少一个以使阵列和记录基片进入所选择的相对可获得位置。一旦执行了这个步骤，阵列 和记录基片相对于彼此定位，从而使得可以开始在最佳条件下的打印。可以时常地应用这 个方法，以便对包括了一种具备有记录基片的阵列的打印装置进行校准。另一方面，可在打 印装置上使用新基片之前、或者甚至在每次打印操作之前应用该方法。本发明还涉及一种打印装置，包括安装在携载结构上的阵列、移动装置和控制装 置，所述阵列具有呈基本上平行于一个方向的行而排列的、用以在记录基片上形成第一标 记的喷嘴，记录基片上包括一种包含第一测试标记的预打印图案，其中在一种可获得相对 位置，阵列沿记录基片移动；移动装置用于移动记录基片和阵列中的至少一个，由此引起可 获得相对位置的变化；控制装置适于控制所述阵列把第二测试标记应用于记录基片上从而 形成一种测试图案，并适于控制检测装置检测第一和第二标记的位置，每个第一和第二测 试标记具有在记录基片上的位置。所阐述类型的打印装置可用于本质上需要在记录基片上以高精度放置标记的特 殊应用，诸如印刷电子技术。实际上，印刷的像素行的相对位置的误差导致出现具有分隔宽 度的误差的导电轨道。这可能引起相邻轨道之间不充分的电气分离。作为参考图案已打印 在基片上的第二标记可以准确地由阵列所打印的第二标记交叠。此外，在这种应用中，可提供这样的结构其中除所述阵列之外，至少部分地在侧 翼上的第二阵列安装在同一打印头上，从而使得第一阵列正常地用于打印目的、而第二阵 列在检测到第一阵列的一些喷嘴发生故障的情况下用于备用目的。当发生这种情况时，能 够把第一阵列的故障喷嘴设置为不工作状态，而第二阵列的喷嘴接替它们的功能。在这种 应用中，有必要的或本质性的是由第二阵列形成的标记必须在与在若第一阵列正常工作 的情况下由第一阵列形成的第一标记基本上相同的位置处位于记录基片上。现有技术的打 印装置具有这样的问题由第二阵列形成的标记未相对于所希望的位置正确定位。本发明的目的在于改进所阐述类型的打印装置从而使这些问题最小化。在这样的打印装置这种实现这个目的，该打印装置具有控制装置，控制装置适于 控制计算模块执行下述步骤基于所述检测的位置针对多个可获得相对位置确定多个偏差 因子，其中所述偏差因子中的每个偏差因子是不同的可获得相对位置的属性、并指示出介 于毗邻的第一与第二测试标记之间的距离相对于名义距离偏离的量；并且选择所述多个可 获得相对位置之中满足应用于所述多个偏差因子的选择准则的可获得相对位置。由于确定了作为可获得相对位置的属性的偏差因子，所以能够针对相应的可获得 相对位置而量化介于包括第一测试标记的像素行和包括第二测试标记的像素行之间的间 隔中将会出现的缺陷。偏差因子是像素行之间的距离相对于名义距离偏离的量的特性。针 对多个可获得相对位置确定偏差因子。因此，对于每个所述可获得位置，量化了打印图像中 将会出现的缺陷。这使得能够选择作为阵列和记录基片的最佳可获得相对位置的一种可获 得相对位置。为了选择最佳可获得相对位置，把一种选择准则应用到归因于所述多个可获得相对位置的所述多个偏差因子。在根据本发明的打印装置的一个实施例中，控制装置适于控制移动装置用以使阵 列和记录基片具有所选择的可获得相对位置。这使得能够例如在每次打印图像之前实现可 以容易地自动执行的相对于彼此调整阵列和记录基片的校准过程。在根据本发明的打印装置的另一实施例中，检测装置是安装在托架上并被布置用 于对测试图案进行扫描的CCD照相机。优选地，CCD照相机被布置用于确定测试图案中的 第一测试标记和第二测试标记中的每个测试标记的几何重心，并提取沿一种轴线的所述第 一测试标记和第二测试标记的坐标。利用这种CCD照相机，能够准确确定测试图案中的测 试标记的位置。此外，利用提取的坐标，还能够准确提取介于毗邻着的第一和第二测试标记 之间的距离。这导致准确地代表着取决于可获得相对位置的图像中的缺陷的经确定的偏差 因子。在根据本发明的打印装置的另一实施例中，阵列的喷嘴根据间距规则地分隔，并 且由第一测试标记构成的像素行根据相同的间距规则地分隔。这可用于很多应用，诸如高 分辨率图形应用或印刷电子应用。当名义距离等于间距的一半时，可以用良好品质实现具 有双倍分辨率的打印。当名义距离等于零时，由于在第一阵列中的一些喷嘴由于它们的故 障而必须被设置为不工作的情况下第二阵列能够用作备用阵列，所以能够实现具有高可靠 性的用于印刷电子的打印装置。在另一实施例中，所述至少一个阵列的喷嘴根据间距规则地分隔，并且为了获得 所选择的可获得相对位置而进行的所述至少一个阵列的移动不仅包括沿第一方向(X)的 打印头的平移，还包括在一定角度上的打印头的旋转从而使得间距乘以所述角度的余弦的 结果等于沿第一方向(X)的记录基片上的毗邻着的第一测试标记之间的距离。所述多个可 获得相对位置甚至可以包括所述至少一个阵列的可获得旋转和可获得平移的每个组合。在 所述多个可获得相对位置之中，作为满足应用于所述多个偏差因子的选择准则的旋转和平 移的特定组合的结果而选择一个可获得相对位置。在需要所述至少一个阵列的旋转以获得 沿第一方向(X)的毗邻着的第二测试标记之间的最佳距离的情况下，这给出了较大的灵活 性。当毗邻着的第一测试标记之间的名义距离不等于所述至少一个阵列的喷嘴的间距时， 这特别有利。本发明还涉及一种驻留在计算机可读介质上的计算机程序产品，该计算机程序产 品包括用于使至少一个处理单元执行根据权利要求1至10之中任一项所述的方法的指令。


以下参照

根据本发明的方法和打印装置的实施例。图1是具有有着一个阵列的打印头的打印装置的基本部分/以及预打印在记录基 片上的理想标记图案的示意图；图2A是显示预打印在记录基片上的第一测试标记的偏差的记录基片的截面图；图2B是显示与阵列的每个喷嘴相关联的喷射角度的偏差的阵列的截面图；图3是当阵列尚未与记录基片对齐时打印图案的示意图；图4是包括测试标记的打印测试图案、以及标记在χ轴线上的法向投影的示意 图5A至5F表示在记录基片和阵列的六个不同的可获得相对位置获得的标记图 案；

图6是使χ坐标与图4示出的测试图案的每个所记录的标记相关联的表；图7A和7B列出当阵列和记录基片分别处于相对位置1 (图5A)和处于相对位置 3(图5C)时将会出现的介于相邻着的第一点和第二点之间的距离；图8A是记录基片的截面图并且图8B是处于相对位置3的阵列的截面图；图9是当阵列和记录基片根据本发明的方法对齐时打印图案的示意图；图10是表示根据本发明实施例的方法的步骤的流程图；图11显示处于适合打印交叠的像素行的相对位置的记录基片和阵列的截面图；图12A表示对于图形应用的标记的布置；图12B表示对于特征应用(诸如，为了印刷电路板制造的打印抗蚀油墨和/或导 电材料)的标记的布置；图13是具有有着一个旋转的阵列的打印头的打印装置的基本部分以及包含理想 的预打印测试标记图案和打印图像的记录基片的示意图。
具体实施例方式图1示意性地显示喷墨打印机的托架10，该喷墨打印机具有安装在托架10上的打 印头。打印头具有呈行而对齐的喷嘴18的阵列12。虽然在图中仅示出一个阵列12，但可 以在托架10上安装另外的阵列。阵列12可以适合记录相同标记物质的标记，诸如黑油墨 或适用于印刷电子应用的抗蚀油墨。阵列12也可以适合记录不同标记物质的标记，诸如导 电材料和抗蚀材料。利用甚至更多阵列，可以获得全彩色打印机，由此所述多个另外的阵列 用于打印颜色黄、青和品红。诸如下文描述的用于调整一个阵列和记录基片的方法容易转 变为超过一个阵列。阵列12可具有适合根据记录信号喷射墨滴的任何类型。已知的具有喷嘴阵列的 喷墨打印头具有多个压力室，每个压力室一方面经油墨供给路径以流体连通的方式连接到 油墨罐并且另一方面连接到喷嘴，其中为每个压力室提供用于对压力室中所包含的油墨加 压的致动器以根据由控制单元提供的记录信号通过喷嘴喷射墨滴。喷嘴按照行排列，从而 能够同时记录图像的多个像素行。致动器可由沿每个油墨通道布置的压电或热元件形成。 当将要从特定喷嘴喷出墨滴时，为关联的致动器提供能量，从而对油墨通道中所包含的液 体油墨加压并通过喷嘴喷射墨滴。阵列12具有一行喷嘴18，所述一行喷嘴18沿平行于χ轴线的所谓副扫描方向延 伸。副扫描方向是记录基片26(诸如，纸张)逐步前进的方向。为了打印图像的长条，托架 10沿平行于y轴线、垂直于χ轴线的主扫描方向横跨基片26移动。控制单元11连接到具 有阵列12的打印头并用于把记录信号提供给打印头以按图像操作喷嘴。托架10具有用于沿χ轴线调整阵列12和基片26的相对位置的元件16。元件16 以机械方式连接到打印头以便沿X轴线移动阵列，从而改变阵列12和基片26的相对位置。 元件16可以是响应于由控制单元11提供的电信号沿χ轴线扩大和收缩的压电元件。经基 片台(未示出)引导所述基片。基片台也可以具有用于沿χ轴线调整基片26和阵列12的 相对位置的元件。基片台可以按照选择的相对位置相对于打印头定位。
在图1示 出的例子中，阵列12的喷嘴18根据基本上恒定的间距P彼此分隔。包 含第一测试标记24的第一像素行预打印在记录基片上并且根据相同间距P规则地分隔。 阵列12适合以基本上等于1/p的沿χ轴线的分辨率(通常，以每英寸点数表示)打印通过 从喷嘴18喷射墨滴获得的测试标记(或点)22。在图1中可以看出，具有第二测试标记22 的第二像素行形成在记录基片26上并沿y轴线延伸。在记录基片26上，第一测试标记24 具有相同的分辨率。在开始利用阵列12进行打印之前，具有第二标记24并沿y轴线延伸 的第二像素行已存在于基片26上。当阵列12和基片26相对对齐从而喷嘴18处于纵向交 错排列时，可以获得诸如图1中示出的具有交替的第一像素行和第二像素行的图案，并且 打印分辨率基本上等于2/p。为了利用由箭头S表示的托架10的一个行程在图像长条中实 现这个打印分辨率，在一个托架行程内按图像操作阵列12。在图1中，表示了沿y轴线延伸 的图案，由此操作阵列12的所有可能的喷嘴。然而，实际上，阵列12由控制单元11驱动以 便按图像操作喷嘴。对于诸如印刷电子的应用，最初在打印之前，可使用特殊抗蚀油墨在基 片26上记录像素行以便稍后通过由阵列12的喷嘴执行的蚀刻过程产生导电材料的轨道。然而，诸如图1中示出的具有测试标记22和24的记录图案是不现实的，实际上， 记录图案是不完美的。缺陷的原因在于这样的事实X-z平面中考虑的喷射角度偏离90度 的理想喷射角度。在图2B中针对阵列12的喷嘴18示意性地表示喷射角度相对于理想喷 射角度的偏差。另一方面，在打印之前已存在于记录基片26上的测试标记24可能例如由 于喷射偏差的相同原因具有偏差。第一测试标记20a-20u可定位在记录基片26上，如图2A 中所示。在图中，根据横截面表示阵列12，并且阵列12和基片26的相对位置假设为与如图 1中所示的情况相同。在描述的其余部分，描述阵列具有21个喷嘴(18a. . . 18u)的情况，但 实际上阵列可包括更多的喷嘴。一些喷嘴(例如，18b、18c、18g等)根据具有向左的中等偏 差的轨道喷射墨滴。第一测试标记(例如，20e)具有向左的大偏差。而其它喷嘴具有向右 的小偏差(例如，18a、18d、18e等)。而其它第一测试标记具有向右的小偏差(例如，20b、 20d、20f)。喷射角度偏离理想喷射角度的事实可在记录点图案中引起条带，如图3中所示。 在该图案的一些位置出现不需要的空白(或“白色”)线，而在一些其它位置由于交叠出现 不需要的黑色。这些缺点在区域23中特别明显，其中可看见垂直线之间的强烈的交叠以及 较大间隔。条带的现象在视觉上令人不适。对于印刷电子应用，这导致导电轨道之间的分 离问题。现在参照图10的流程图描述根据本发明实施例相对于彼此调整阵列和基片的方 法。可以使该方法的步骤自动化。为此，控制单元11向诸如以下描述的不同模块发出指令。 为了执行它的任务，控制单元11包括例如处理器；第一存储装置，在调整过程期间可对其 写数据，诸如RAM ；和第二存储装置，用于存储由处理器执行的指令，诸如EPR0M。另一方面， 该过程可以以半自动方式或者以手工方式执行。在第一步骤S2中，由用户开始调整过程以便启动可以安装在控制单元11上的用 于调整阵列和基片的相对位置的程序。在步骤S4中，控制单元11向打印装置发出指令以在记录基片上记录测试图案，该 记录基片已具有预打印图案。在步骤S4中，根据初始相对位置布置阵列和记录基片，诸如 图2A和2B中所示。适合的测试图案的例子显示在图4中。通过操作阵列的所有喷嘴从而 每个喷嘴喷出用于在记录基片上形成第二测试标记的至少一个墨滴来获得该测试图案。以这样的方式对记录基片进行预打印每个位置20a-20u(见图2A)包含在记录基片上形成第 一测试标记的至少一个墨滴。当形成图4中示出的测试图案时，阵列12和基片26处于初 始位置并且托架10不移动。记录的测试图案包括一组第二测试标记22a. . . 22h. . . 22j等 和一组第一测试标记24a. . . 24h. . . 24j等，由此两组测试标记都沿平行于χ轴线的方向延 伸。另一方面，为了记录测试图案，阵列12和基片26处于初始位置并且托架10沿y轴线 移动以便形成图像的长条。在这种情况下，当在托架10移动的同时操作所有喷嘴时，像素 行将会形成在记录基片上。
在步骤S6中，控制单元11向光电传感器(诸如，CCD照相机(未示出))发出指 令以便产生适合检测测试图案的第一测试标记和第二测试标记在基片上的位置的数据。 CCD照相机(未示出)可以安装在打印装置的托架10上并适合以光学方式扫描测试图 案。扫描的测试图案可随后以适合的图像格式保存在第一存储装置上以由控制单元11进 行进一步分析。基于扫描的图案(该扫描的图案是包括代表第一测试标记和第二测试标 记的数据的图像)，由运行在控制单元11上的图像分析软件模块确定第一测试标记和第 二测试标记的位置。如图4中所示，记录的第二测试标记的法向投影定义具有X坐标的点 (x22a. . . x22h. . . x22i等)。类似地，记录的第一测试标记的法向投影定义具有χ坐标的点 (x24a. . . x24h. . . x24i等)。基于确定的第一测试标记和第二测试标记的位置，控制单元11 的分析模块提取这些点的χ坐标并产生与记录的第一测试标记和第二测试标记对应的χ坐 标的列表。这种列表的例子表示在图6中。另一方面，CCD照相机可具有用于执行确定第一 测试标记和第二测试标记的位置并提取χ坐标的任务的微处理器。在这种情况下，C⑶照 相机优选地用于确定每个记录的测试标记的几何重心。重心的确定直接导致χ坐标(诸如 图6中举例说明的χ坐标)，这些χ坐标由CXD照相机经连接装置发送给控制单元11。现在说明“可获得相对位置”的概念。可获得相对位置是阵列和记录基片上的预 打印图案至少部分地在彼此的侧面的位置，由此定义沿X轴线的纵向交叠的程度。相对于 记录基片处于可获得相对位置的阵列能够记录可与图3的初始图案相比的具有交替的像 素行的图案，除了以下事实之外该记录的图案在χ方向上较窄，因为落在交叠区域外面的 喷嘴将不再是可用的。所述喷嘴不再是可用的，因为与所希望的分辨率相比分辨率将不再 是可接受的。实际上，落在交叠区域外面的喷嘴将会产生等于1/p的分辨率，而落在交叠区 域内的喷嘴将会导致等于2/p的分辨率(在例子中，2/p的分辨率是所希望的分辨率)。如 果阵列12和记录基底26处于某一可获得相对位置并且阵列12的所有喷嘴工作并且所有 第一测试标记存在于预打印的记录基片上，则记录的标记图案将会针对位置Pl如图5A中 所示、针对位置P2如图5B中所示、针对位置P3如图5C中所示、针对位置P4如图5D中所 示、针对位置P5如图5E中所示以及针对位置P6如图5F中所示。位置Pl简单对应于初始 位置，并且纵向交叠的程度是100%。所有喷嘴可用于记录图案。位置P2对应于阵列和记 录基底沿χ轴线相对移动等于一个间距P的距离的位置。纵向交叠的程度是大约95%。预 打印记录基底上最左侧的测试标记(即，在位置20a的测试标记)在进一步的计算中不再 可用。阵列12的最右侧喷嘴(即，喷嘴18u)也不再可用并且不需要该喷嘴打印测试标记。 位置P3对应于阵列沿χ轴线相对移动等于两个间距(2P)的距离的位置。纵向交叠的程度 是大约90%。预打印记录基底上最左侧的两个测试标记(即，在位置20a和20b的测试标 记)在进一步的计算中不再可用。阵列12的最右侧两个喷嘴(即，喷嘴18u和18t)也不再可用。在位置P4(见图5D)，喷嘴18u、18t和18s以及位置20a、20b、20c不再可用。在位 置P4，纵向交叠的程度是大约85%。在位置P5(见图5E)，喷嘴18u、18t、18s和18r以及 位置20a、20b、20c、20d不再可用。在位置P5，纵向交叠的程度是大约80%。最后，在位置 P6(见图 5D)，喷嘴 18u、18t、18s、18r 和 18q 以及位置 20a、20b、20c、20d、20e 不再可用。在 位置P6，纵向交叠的程度是大约75%。可获得位置的数量可自由选择，并主要取决于阵列 的设计以及针对可接受的最小打印宽度进行的选择。在理想情况下，相邻第一标记和第二标记之间在χ轴线上的投影距离应该等于名 义距离。在本例子中，名义距离等于间距ρ的一半。这里，间距P假设为等于80个任意单 位(a. U.)。因此，相邻第一标记和第二标记之间的投影距离应该在理想情况下等于40a. u.(名义距离)。在步骤S8中，由控制单元11针对阵列和基片的可获得相对位置中的每一 个可获得相对位置计算第一和第二毗邻标记之间的距离的列表。术语“Btt邻标记”是指彼此 挨着的第一标记和第二标记。第一和第二毗邻标记之间的距离可以是当阵列和基片处于可 获得相对位置之一时将会出现的相邻第一点和第二点之间在χ轴线上的投影距离。在图5A 至5F中，表示了很多第一和第二毗邻标记之间的距离。例如，对于图5A中示出的位置P1， dn是第一标记24a和第二标记22a之间的投影距离。通过关系dn = x22a-x24a简单地获 得距离dn。在这个位置P1，关系的其它例子如下:d115 = x22h-x24h ；d116 = x24i-x22h等。 因此，基于图6的表中表示的χ坐标，针对相对位置Pl计算第一和第二毗邻标记之间的距 离的列表L1并且该列表L1表示在图7A中。在步骤S8中，还针对位置P2(见图5B)计算第一和第二毗邻标记之间的距离的列 表。由于位置20a不再可用并且由于相对位置移动等于一个间距P的距离，所以针对位置P2 的列表的第一距离是d23( S卩，第二标记22a和第一标记24b之间的投影距离)。由于移动一 个间距，所以通过下面关系获得d23 :d23 = x22a+p-x24b0其它例子是d215 = x22g+p-x24h ； d216 = x24i-x22g-p 等。在步骤S8中，类似地，还针对位置P3计算第一和第二毗邻标记之间的距离的列 表。现在，由于阵列和记录基片的相对位置与初始位置相比移动等于两个间距(2p)的距 离，所以测试标记24a和24b不再可用。然后，与位置P3对应的列表的第一距离是d35，d35 由下面关系给出d35 = x22a+2p-x24c。在位置P3的其它例子是d315 = x22f+2p-x24h ；d316 =x24i-x22f-2p等。基于图6的表中表示的χ坐标，针对相对位置Ρ3计算第一和第二毗 邻标记之间的距离的列表L3并且该列表L3表示在图7Β中。一旦已针对可获得位置Ρ1、Ρ2、Ρ3、Ρ4、Ρ5和Ρ6中的每一个可获得位置计算了第 一和第二毗邻标记之间的距离的列表，运行在控制单元11上的程序前进至步骤S10。在步骤SlO中，由控制单元11针对每个距离的列表提取所谓的偏差因子F。偏差 因子F是相对位置(Pl或Ρ2或Ρ3等)的属性并指示第一和第二毗邻标记之间的距离相对 于名义距离偏离的量。偏差因子实际上指示列表中(例如,L1或L3中)的距离相对于名义 距离偏离的量。如以上所解释，名义距离可以是在理想情况下相邻第一标记和第二标记之 间在χ轴线上的投影距离。名义值在本例子中等于一行中的喷嘴的间距的一半，即40a. u.。 在图7A的列表L1中看出，一些第一和第二毗邻标记之间的距离显著偏离40a. u的名义值。 在L1和L3的第二部分举例说明了在名义距离和毗邻第一和第二标记之间的距离之间计算 的差Δη。例如，通过下面关系A11 = ^-Cl11获得差Δη，其中40是名义距离。
最大值函数可约束着归因于不同的可获得相对位置的偏差因子以按照绝对值采 用在名义距离和毗邻第一和第二标记之间的距离之间计算的差Δη的集合之中最大差的 值。给定列表的偏差因子(与可获得相对位置对应)可由此等于列表中找到的最大Δη。 实际上，所述最大值越大，缺点越容易看见。当列表的偏差因子设置为在名义距离和毗邻第 一和第二标记之间的距离之间计算的差Δη的集合之中按照绝对值的最大差时，偏差因子 清楚地指示偏离理想位置的程度。列表L1的偏差因子F1 (见图7Α的列表L1的灰色区域) 是与Δ 19对应的30a. U.。对于与每个可获得位置对应的每个列表，提取偏差因子。例如，列 表L3的偏差因子F3(见图7B的列表L3的灰色区域)是与多个差Δη(Δ35、Δ310, Δ 319等) 对应的20a. u.。在下一步骤(S12)中，控制单元11的选择模块在所述多个相对可获得位置之中选 择相对可获得位置。选择的相对位置必须满足应用到归因于所述多个相对可获得位置的偏 差因子的选择准则。因此，基于提取的多个偏差因子F1... F3等选择最佳可获得位置。例 如，当归因于相对位置的偏差因子是归因于多个相对可获得位置的偏差因子之中的最小偏 差因子时，该相对可获得位置满足选择准则。在这里描述的例子中，未示出所有列表。然而， 所有列表由控制单元11的分析模块计算，并且情况表明列表L3具有最小的偏差因子，即如 前所述等于20a. u.的F3。因此，位置P3 (图5C)看起来是阵列12和记录基片26的最有利 的相对位置。由控制单元11的选择模块选择位置P3。在步骤S14中，由控制单元11向用于移动阵列12的移动装置16发送信号，由此 使阵列和记录基片处于选择的相对位置(即，位置P3)。阵列和基片由此从初始位置Pl移 动等于两个间距(2p)的距离。在步骤S16中，程序结束。阵列和记录基片现在处于最佳相对位置，并且打印装置 能够用于记录的图案。在某一时间段之后或者在某一记录的量之后，与喷嘴关联的偏差角 度可能变化。因此，必须再次执行如图10的流程图所示的方法。可能将会选择另一相对位置。图8A和8B表示位置P3，其中在图8B中以截面图表示阵列12并且在图8A中以截 面图表示基片26。还显示了交叠区域28。按照示出的配置可由阵列在预打印基片上记录 的图案的例子显示在图9中。如以上所解释，第一测试标记20a和20b的位置以及喷嘴18t 和18u不再可用，因为它们发现自身在交叠区域28外面。因此，由控制单元11把喷嘴18t 和18u设置为不工作并且第一测试标记20a和20b的位置不用于由控制单元11进行的进 一步计算中。另一方面，喷嘴18a和18s发现自身在交叠区域内并且可由控制单元按图像 操作。在操作发现自身在交叠区域内的所有所述喷嘴以形成图9中示出的图案的情况下， 获得完全记录的表面。与调整相对位置之前的图3中示出的图案相比，不容易看见条带的 现象。缺点仍然存在(未填充的区域、标记交叠的区域)，但是与图3中获得的图案相比抑 制了至少一个大的缺点。实际上，在图9的图案中具有大的空白条带的图3中的区域23已 消失。 在以上讨论的例子中，位置P3看起来是阵列12和基片26的最有利的相对位置。 在由图8A和8B表示的例子中，记录基片上的第一测试标记的18个位置和阵列的18个喷嘴 发现自身在交叠区域中。按图像操作这18个喷嘴以便记录图案。如果发现另一位置是最 佳的，则不同数量的喷嘴将会发现自身在交叠区域中。对于位置P6 (见图5F)，记录基片上的第一测试标记的16个位置和阵列的16个喷嘴发现自身在交叠区域中。可能不希望根据最佳相对位置提供将要按图像操作的喷嘴的数量。作为替代，可选择预设数量的用于按图 像操作的喷嘴。这个数量可以等于当阵列处于最大移动的可能位置时发现自身在交叠区域 中的喷嘴的数量。在以上例子中，这意味着独立于针对相对位置找到的最佳相对位置，将 要按图像操作的喷嘴的数量将会是16，即当阵列处于位置P6时交叠区域中的喷嘴的数量。 如果进行了这种选择，则在最佳相对位置P3将会仅选择交叠区域中的16个喷嘴以用于按 图像操作。该选择可再次基于交叠区域内第一标记和第二标记的最好的可能相对定位。根据本发明的方法的另一实施例表示在图13中。阵列12的喷嘴18根据间距ρ 规则地分隔，为了获得可获得相对位置而进行的阵列12的移动不仅可包括沿第一方向(χ) 的阵列的平移，还可包括角度Rz的阵列的旋转。可选择角度Rz从而乘以角度Rz的余弦的 间距P等于距离d，该距离d基本上等于计算的沿第一方向(χ)的记录基片26上的毗邻第 一测试标记24的距离ps并且也基本上等于计算的记录基片26上的毗邻第二测试标记22 的距离pmay。通过对记录基片26上的毗邻第一测试标记24的所有距离求平均值可计算 距离ps，并且通过对记录基片26上的毗邻第二测试标记22的所有距离求平均值可计算距 离？ _。所述多个可获得相对位置可包括阵列12的可获得旋转和可获得平移的每个组合。 在所述多个可获得相对位置之中，作为满足应用于所述多个偏差因子的选择准则的旋转和 平移的特定组合的结果选择可获得相对位置。在需要阵列12的旋转以获得沿第一方向(χ) 的毗邻第二测试标记22之间的最佳距离的情况下，这给出了更大的灵活性。当记录基片26 上的毗邻第一测试标记24之间的目标距离不等于阵列12的喷嘴的间距ρ时，这特别有利。 图13表示包含黑色基片图像8和第一测试标记24的预打印图案的记录基片26。以与基片 图像8对齐的方式打印灰色打印图像9。为了实现阵列12与记录基片26的对齐，第二测试 标记22的图案已被打印在记录基片26上。利用扫描器2测量第一测试标记和第二测试标 记的位置。打印头3具有用于调整阵列12的角度Rz的元件6和拥有沿第一方向(χ)调整阵 列12的位置的元件7。元件6、7可以以机械方式连接到阵列12以便沿第一方向(χ)移动 阵列12以及沿另一方向(ζ)旋转阵列12。元件6、7可以是响应于电信号沿旋转轴(y’， χ’ )扩大和收缩的压电元件。根据图13，阵列12的喷嘴18已打印第二测试标记22和打印图像9。在打印第二 测试标记22和打印图像9之间，能够执行第一测试标记和第二测试标记的位置的确定和进 一步的计算，其后执行阵列12的可能的移动。根据图13，阵列12的移动包括具有角度Rz 的阵列12的旋转。打印图像9可以是在超过一个打印行程之后实现的更大打印图像的一 部分。在这种情况下，例如可以在第一打印行程期间对于该更大图像仅打印测试图案一次。在根据本发明的方法的另一实施例中，分别相对于彼此调整阵列和记录基片从而 名义距离是零。例如，利用等于零的名义距离进行调整对于这样的应用很重要其中，必须 在与由第二类型的油墨形成的标记相同的记录基片上的位置打印由第一类型的油墨形成 的标记。在根据本发明实施例的打印装置中，阵列的喷嘴根据间距规则地分隔，并且记录基 片上的预打印图案的像素行根据相同的间距规则地分隔。当诸如图11中所示分别相对于 彼此调整阵列和记录基片从而名义距离是零时，预打印在记录基片上的像素行与由阵列的 喷嘴形成的像素行交叠。
利用等于零的名义距离进行的调整对于图形应用很重要。可能的结果图案的横截 面部分显示在图12A中。在记录基片30上，由第一着色剂的墨滴预打印标记32。在形成标 记32之后不久，使用喷嘴的阵列在标记32上打印由第二着色剂的墨滴形成的标记34。当 然，对于图形应用，可使用更多着色剂。对于图形应用，优选地通过平均值函数获得偏差因 子，所述平均值函数约束着归因于不同的可获得相对位置的偏差因子以采用在名义距离和 毗邻第一和第二标记之间的距离之间按照绝对值计算的平均差的值。选择的可获得相对位 置是具有所述多个偏差因子之中最小偏差因子的可获得相对位置。因此，尽可能使第一标 记和第二标记之间的交叠平均化。 利用等于零的名义距离进行的调整也可以对于特殊应用很重要，诸如与印刷电路 板的制造相关的那些应用。可能的标记的布置的横截面部分显示在图12B中。在足够的记 录基片36上，预打印第一标记38。优选地，用于形成第一标记38的材料是导电油墨或金 属。如果在打印形成第一标记38的预打印图案期间已喷射液体金属，则打印头必须用于喷 出液体金属滴。在第一标记38上，形成第二标记40。用于形成标记40的材料可以是电绝 缘油墨。对于印刷电路板应用，优选地通过最大值函数获得偏差因子，所述最大值函数约束 着归因于不同的可获得相对位置的偏差因子以按照绝对值采用在名义距离和毗邻第一和 第二标记之间的距离之间计算的差的集合之中最大差的值。选择的可获得相对位置是具有 所述多个偏差因子之中最小偏差因子的可获得相对位置。因此，尽可能避免第一标记和第 二标记之间的交叠的最大误差。对于印刷电路板应用，这对于在需要在板上实现导电轨道 之间的良好电绝缘的情况下确保导电轨道之间的良好电绝缘很重要。
权利要求
1.一种用于相对于彼此调整一种记录基片06)和至少一个阵列(12)的方法，记录基 片06)和所述至少一个阵列(12)具有朝向彼此的相对位置，所述阵列是具有用于安装所 述阵列的携载结构(10)的打印装置的一部分、并具有呈基本上平行于第一方向(X)的行而 布置的用以在记录基片06)上形成第二测试标记0 的喷嘴(18)，其中记录基片06)包 括一种包含第一测试标记04)的预打印图案，该方法包括a)通过在记录基片06)上应用第二测试标记0 而形成测试图案(S4)，每个第一测 试标记和第二测试标记具有在基片上的位置，b)检测(S6)第一测试标记和第二测试标记的位置，其特征在于，该方法还包括c)基于所述检测的位置来针对多个可获得相对位置(P1，P;3)确定(SlO)多个偏差因子 (F1, F3),其中所述偏差因子(FpF3)中的每个偏差因子是一种独特的可获得相对位置(P1， P3)的属性、并指示出介于毗邻着的第一和第二标记之间的距离相对于名义距离偏离的量， 并且选择所述多个可获得相对位置(P1，P;3)之中满足适用于所述多个偏差因子(F1;F3)的 一种选择准则的可获得相对位置。
2.根据权利要求1所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中选择的 可获得相对位置是具有所述多个偏差因子(FnF3)之中的最小偏差因子的一个可获得相对 位置。
3.根据权利要求2所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中最大值 函数约束着归因于一种独特的可获得相对位置的偏差因子，以取用在名义距离与介于毗邻 着的第一和第二测试标记之间距离这二者之间经计算得到的差的集合之中绝对值最大的差值。
4.根据权利要求2所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中平均值 函数约束着归因于一种独特的可获得相对位置的偏差因子，以取用在名义距离和介于毗邻 着的第一和第二测试标记之间距离这二者之间的按照绝对值计算的平均的差值。
5.根据权利要求2所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中最大值 函数约束着归因于一种独特的可获得相对位置的偏差因子，以取用在名义距离和介于毗邻 着的第一和第二测试标记之间距离这二者之间的最大的差值。
6.根据权利要求2所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中最大值 函数约束着归因于一种独特的可获得相对位置的偏差因子以取用在介于毗邻着的第一和 第二测试标记之间距离和名义距离这二者之间的最大的差值。
7.根据前面权利要求中任一项所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法， 其中所述至少一个阵列的喷嘴根据间距(P)规则地分隔开。
8.根据前面权利要求中任一项所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方法， 其中所述名义距离等于所述间距的一半。
9.根据前面权利要求中任一项所述的相对于至少一个阵列调整记录基片的方法，其中 所述名义距离等于零。
10.根据前面权利要求中任一项所述的用于相对于至少一个阵列调整记录基片的方 法，还包括移动(S14)所述记录基片06)和所述至少一个阵列(12)的群组中的至少一 个，用以使打印头处于经选择的相对可获得位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动(S14)包括所述至少一个阵列(12) 的平移、所述至少一个阵列(1 的旋转、和所述至少一个阵列(1 的旋转和平移的组合所 构成的群组中的一项。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个阵列(12)的喷嘴根据间距(ρ)规 则地分隔，并且所述移动(S14)包括所述至少一个阵列(12)在角度(Rz)上的旋转从而使 得间距(P)乘以角度OU的余弦的结果基本上等于计算出的沿第一方向(χ)的毗邻着的 第一测试标记的距离。
13.一种打印装置，包括安装在一种携载结构(10)上的至少一个阵列(12)、移动装置 (16)和控制装置(11)；所述至少一个阵列(1 具有呈基本上平行于第一方向(X)的行而 布置的、用以在记录基片06)上形成第二测试标记04)的喷嘴(18)，所述基片包括一种 包含第一测试标记0 的预打印图案，其中所述至少一个阵列(1 和记录基片06)处于 一种可获得相对位置；移动装置(16)用于移动记录基片06)和所述至少一个阵列(12)中 的至少一个；控制装置(11)适于控制所述至少一个阵列(12)以把第二测试标记应用于记 录基片上、从而形成测试图案，并适于控制用于检测第一测试标记和第二测试标记的位置 的检测装置，每个第一测试标记和第二测试标记具有在基片上的位置，其特征在于，控制装 置(11)适于控制计算模块执行下述步骤基于所述检测的位置针对多个可获得相对位置 (P1, P3)确定多个偏差因子(F1, F3),其中所述偏差因子(F1, F3)中的每个偏差因子是一种 独特的可获得相对位置(Pl，P3)的属性、并指示出介于毗邻着的第一和第二测试标记之间 的距离相对于名义距离偏离的量；并且选择所述多个可获得相对位置(P1，P3)之中满足适 用于所述多个偏差因子(FnF3)的一种选择准则的可获得相对位置。
14.根据权利要求13所述的打印装置，其中控制装置(11)适合于控制移动装置(16) 以使所述至少一个阵列和所述基片具有经选择的可获得相对位置。
15.根据权利要求13或14所述的打印装置，其中所述检测装置是安装在托架上的照相 机，并被布置用于扫描测试图案。
16.根据权利要求15所述的打印装置，其中所述照相机是一种用于确定测试图案中的 第一测试标记和第二测试标记中的每个的几何重心、并提取沿一种轴线的所述第一测试标 记和第二测试标记的坐标的CXD照相机。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的打印装置，其中所述至少一个阵列(12)的 喷嘴(18)根据间距(ρ)规则地分隔。
18.根据权利要求17所述的打印装置，其中所述名义距离等于所述间距的一半。
19.根据权利要求17所述的打印装置，其中所述名义距离等于零。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的打印装置，其中所述至少一个阵列(12)安 装在托架(10)上，托架(10)和记录基片06)沿垂直于第一方向(X)的第二方向(Y)相对 于彼此可移动。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的打印装置，其中所述移动装置(16)包括一 种压电致动器。
22.—种喷墨打印机，包括根据权利要求13至21中任一项所述的打印装置。
23.一种驻留在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括用于使至少一个处理单元 执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的指令。
全文摘要
一种相对于彼此调整记录基片和至少一个阵列的方法，所述阵列是具有用于安装该阵列的携载结构的打印装置的一部分。该阵列具有呈基本上平行于一个方向的行而布置的用以在记录基片上形成第二测试标记的喷嘴，基片上预打印有第一测试标记。该阵列和记录基片处于可获得相对位置。该方法包括形成具有第一和第二测试标记的测试图案并检测第一和第二测试标记的位置；基于所述检测的位置针对多个可获得相对位置确定多个偏差因子，其中所述偏差因子中的每一个是一种独特的可获得相对位置的属性、并指示出介于毗邻着的第一和第二标记之间的距离相对于名义距离偏离的量；并选择所述多个可获得相对位置之中满足适合于所述多个偏差因子的一种选择准则的可获得相对位置。
文档编号B41J2/21GK102105307SQ200980128976
公开日2011年6月22日 申请日期2009年5月25日 优先权日2008年5月23日
发明者H·维恩斯特拉 申请人:奥西-技术有限公司, 穆特拉克斯公司