具有两个扫描器的打印机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种打印机(300)。所述打印机在打印机的纸路中在打印区域(346)之后具有两个扫描器(336，338)。所述两个扫描器彼此间隔开已知距离A，并且在垂直于行进的介质轴线上彼此重叠。所述两个扫描器捕获介质的第一图像和第二图像。
【专利说明】
具有两个扫描器的打印机
【背景技术】
[0001]许多生产打印机使用通过打印机纸路从介质卷或介质筒输送的介质。纸路包括打印区域，在该区域，油墨或者打印材料被沉积到该介质上。在打印之后，卷轴(t a k e - u Pspindle)用于抓取并卷起介质。一些生产打印机具有位于纸路上打印区域后方的扫描器。扫描器用于捕获沉积在介质上的打印材料的图像。捕获的图像可用于调节在该介质上的打印的图像的位置。
【附图说明】
[0002 ]图1A是在行之间具有恒定间隔的示例打印行图案。
[0003]图1B是利用变化的介质速度扫描的图1A的示例行图案。
[0004]图2A是行之间具有恒定间隔的包含四行(标以数字1-4)的示例数字图案。
[0005 ]图2B是来自于使用示例打印机打印的图2A的图像。
[0006]图2C是使用第一扫描器捕获的示例图像。
[0007]图2D是使用第二扫描器捕获的示例图像。
[0008]图3是示例打印机300的示意图。
[0009]图4是图3的打印机300的BB段仰视截面图。
[0010]图5是示例打印机500的电气框图。
[0011 ]图6是联接到存储器554的处理器552的示例框图。
[0012]图7是用于速度模块的示例流程图。
[0013]实施方式
[0014]通过伺服系统对行进通过打印机中纸路的介质的速度进行控制。纸路是打印过程期间纸张行进通过打印机的路径。总之，伺服系统将纸张的平均速度保持在恒定值。尽管纸张的平均速度可以处于恒定值，但在一些打印机中，纸张的瞬时速度可以时时刻刻变化。这可使得扫描器难以准确地测量介质上的对象相对于介质上的其它对象的位置。
[0015]扫描器典型地具有包括三行光敏元件的传感器，每行光敏元件的传感器用于三个基色(典型的红色、绿色和蓝色)中的每一个基色。在捕获对象的图像时，扫描传感器和待被成像的对象相对于彼此移动。在台式扫描器中，扫描传感器相对于放置在扫描台板上的纸张而移动。在生产打印机中，介质移动经过静止的扫描传感器。当对象行进经过传感器时，扫描传感器进行一系列曝光。每次曝光捕获三行像素，每行用于每个颜色。用于每个像素的三种颜色被添加到一起以创建一行彩色像素。由扫描器捕获的整个图像是不同行的彩色像素的总和。
[0016]当捕获对象的图像时，扫描器典型地使用恒定的曝光时间。用于扫描器的曝光时间基于由扫描器光源产生的光量、扫描器的光效率、扫描器中的传感器的尺寸和增益等。当在扫描传感器和被成像的对象之间的相对运动是恒定的时，传感器的每次曝光沿着相对运动的轴线捕获相同的距离。通过沿着运动的轴线捕获相同距离，沿着运动的轴线的扫描分辨率是恒定的。垂直于运动的轴线的分辨率由扫描传感器中的元件数量和尺寸以及扫描器光学器件的放大倍率来确定。
[0017]如果在扫描传感器和被成像的对象之间的相对运动在扫描期间增加，则由每次曝光捕获的沿着运动的轴线的距离会增加。这使得分辨率降低或者沿着运动的轴线的缩放比例降低。如果在扫描传感器和被成像的对象之间的相对运动在扫描期间降低，则由每次曝光捕获的沿着运动的轴线的距离会降低。这使得分辨率增加或沿着运动的轴线的缩放比例增加。如果在扫描传感器和被成像的对象之间的相对运动在正确的平均速度时是恒定的，则捕获的图像将具有恒定的分辨率和100 %的缩放比例。
[0018]图1A是在行之间具有恒定间隔的示例打印行图案。在每行之间的距离是距离D1。图1B是利用变化的介质速度扫描的图1A的示例行图案。图1B中的行之间的距离不同。在页面顶部的行具有大于距离Dl的间隔，并且在页面底部附近的行具有小于距离Dl的间隔。如果在打印的页面上的距离Dl是恒定的且是准确地已知的，那么在扫描期间的速度变化可以通过使用打印的页面上的已知间隔与扫描的图像中的实际间隔之间的差来计算。因为能够确定扫描速度，所以也能够确定沿着页面的长度的不同点处的扫描分辨率或缩放比例。使用不同的分辨率，能够确定页面上的打印的对象的实际位置。
[0019]不幸地是，距离Dl能够被准确地已知的唯一方法是使用没有瞬时速度变化的打印机将行预先打印到介质上。在具有恒定行间隔的数字图像被打印到具有瞬时速度变化的打印机上时，打印行之间的距离在打印行时将根据打印区域中的介质的速度而变化。打印区域是纸路中标识材料(例如油墨)被沉积到介质上的地区。当打印的图像被扫描时，通过打印期间介质速度的变化和/或扫描期间介质速度的变化，可以产生扫描的图像中的行间隔的变化。因此，在扫描器处的介质的实际速度使用一个扫描器不能被确定。
[0020]在一个示例中，打印机将具有位于纸路中的打印区域之后的两个扫描器。沿着通过纸路的介质运动的轴线，两个扫描器将间隔开已知距离A。在垂直于通过纸路的介质运动的轴线的方向上，扫描器将在至少一个地区中重叠。当介质行进穿过纸路时，每个扫描器将捕获其同一侧的图像。每个扫描器将具有恒定的曝光时间。用于两个扫描器的曝光时间是相同的。图2A是行之间具有恒定间隔的包含四行(标以数字1-4)的示例数字图案。每个行之间的距离是距离D2。
[0021]图2B是来自使用示例打印机打印的图2A的图像。示例打印机控制通过打印区域的介质的平均速度为恒定值。然而，在给定时刻的即时介质速度比平均速度快或慢。因为速度变化，打印的行之间的距离不是恒定的。行I和行2之间的距离现在是D3，行2和行3之间的距离是D4，并且行3和行4之间的距离是D5。距离D3大于距离D2，表示在打印行I和行2时，介质以快于平均速度的速度行进通过打印区域。距离D5小于距离D2，表示在打印行3和行4时，介质以慢于平均速度的速度行进通过打印区域。
[0022]图2C是使用第一扫描器捕获的示例图像。来自第一扫描器的图像将被称为图像I。图像I在时间to开始被捕获。在此示例中，在图像I中的四个行之间的间隔与图2B中打印在介质上的四个行之间的距离不相同。这是因为在介质被打印时与介质被扫描时相比，介质以不同的速度移动。图2D是使用第二扫描器捕获的示例图像。来自第二扫描器的图像将被称为图像2。图像2也在时间t0开始时被捕获。在图像2中，行I进一步沿着图像I中的页面向下。这是因为在纸路中介质运动的方向上第二扫描器与第一扫描器偏离。
[0023]两个图像之间行I位置的差是Δ1(Δ1=图像2中行I的位置-图像I中行I的位置)。图像中行的位置可以通过检查行处于哪排像素而确定。例如，在行I是处于图像I中的像素排20处以及行I是处于图像2中的像素排170处时，△ I将等于150像素(△ 1 = 170-20)。因为曝光时间对于两个扫描器而言是相同的，因此，在图像中的每个像素等于曝光时间。两个图像之间行I的位置差(A I)表示针对打印在介质上的第一行从第一扫描器行进到第二扫描器所花费的时间。
[0024]因为在两个扫描器之间的距离是已知的(距离A)且曝光率是恒定的，所以能够计算两个扫描器之间的行I的速度V J =距离/时间，其中距离是距离A，并且时间是像素数量A I乘以曝光时间。例如，在△ I等于150像素并且曝光时间是5毫秒时，行在两个扫描器之间行进的行进时间是750毫秒(150*5 = 750)。图像中的缩放比例S还能够被计算为S = Vm/Va，其*Vm是两个扫描器之间测得的行的速度，以及Va是介质通过纸路的平均速度。当介质在两个扫描器之间以平均速度移动时，缩放比例是I并且A I将等于距离A。
[0025]当介质移动经过两个扫描器时，该过程能够用于每行。例如，两个图像之间行2位置的差是A 2，行3位置的差是△ 3，以及行4位置的差是△ 4。当介质经过第二扫描器时，这允许针对介质上的每个位置进行实时的速度/缩放比例的测量。使用在沿着图像的不同点处计算的缩放比例，能够确定页面上的打印的对象的实际位置。
[0026]在上述示例中，使用在行之间具有恒定间隔的一系列行。在数字图像中的行之间的间隔不需要是常数。所述示例使用数字图像中的恒定间隔来示出在系统的不同部件(打印区域和第一扫描器以及第二扫描器)上的速度变化效果。
[0027]上面的示例使用介质上打印的行作为参考标记以计算介质的速度。在其它示例中，其它打印对象可被用作参考标记以计算介质的速度。例如，图像的顶部边缘可被用作参考标记或者文本行的顶部边缘可被用作参考标记。在介质上打印的具有垂直于介质行进轴线的边缘的任何图像可被用作参考标记。在一些示例中，人眼不可见的油墨可以用于打印参考标记，例如红外油墨或紫外油墨可以用于打印参考标记。
[0028]图3是示例打印机300的示意视图。打印机300包括介质源330、介质352、一对夹送辊332、打印头334、第一扫描器336、第二扫描器338、一对输出辊340、介质卷轴342和马达348。纸路从介质源330延伸通过一对夹送辊332，经过打印头334，经过第一扫描器336和第二扫描器338，经过一对输出辊之间并且到介质卷轴上。介质卷轴已知为介质卷的位置。打印区域346在打印头334下方。在打印机中的纸路也包括用于在介质的第二侧上、在一个或者多个干燥地区等上打印的第二打印头，但是为了清楚起见，未示出这些特征。示出的介质352从介质源330延伸经过纸路并到卷轴342上。
[0029]在一个示例中，马达348通过输送带350被联接到介质卷轴上。马达348是伺服系统的一部分，控制通过纸路的介质的平均速度。马达348可以是交流电(AC)或者直流电(DC)马达。马达348具有输出马达348当前旋转速度的传感器。伺服系统使用马达的当前转速以计算并控制通过纸路的介质的平均速度。伺服系统具有附接到介质源、成对的夹送辊和/或成对的输出辊的额外马达和传感器，但是为了清楚起见，这些马达和传感器未示出。
[0030]图4是来自图3的打印机300的BB段仰视截面图。图4示出朝向扫描器向上观察的介质452—部分的仰视图。为了清楚起见，介质示出为虚线。介质452具有宽度W，并且通过如箭头460所示的纸路沿着运动的轴线移动。运动的轴线垂直于介质宽度。在横跨介质452的宽度间隔开的交错行中存在4个扫描器(436a，436b，438a和438b)。在其它示例中，仅存在两个扫描器。来自4个扫描器的图像能够被缝合在一起以形成具有宽度等于介质宽度W的图像。[OO31 ] 第一对扫描器(436a和436b)沿着运动的轴线(如通过箭头460所不)与第二对扫描器(438a和438b)偏离。沿着运动的轴线的两组扫描器之间的距离是距离A。在一个示例中，距离A在5Omm和9Omm之间，例如69mm。在跨越介质452的宽度的交错行中的每个扫描器与所述行中的下一个扫描器重叠距离O。在其它示例中，扫描器可以完全彼此重叠。
[0032]参考标记462在扫描器436a和438a的重叠地区中示出。当介质452沿着运动方向(如通过箭头460所示)行进穿过纸路时，参考标记462将在第一扫描器436a下方经过并且然后将在第二扫描器438a下方经过。在两个扫描器(436a和438a)具有相同的恒定曝光时间并且同时开始捕获图像时，捕获的两个图像将类似于图2C和图2D。使用两个图像中的参考标记的位置，当参考标记在两个扫描器之间行进时，能够确定参考标记的速度。使用确定的速度，也能够确定在介质上的该位置的分辨率和缩放比例。使用沿着图像在不同位置处计算的分辨率或缩放比例，能够确定页面上打印的对象的实际位置。
[0033]页面上打印的对象的实际位置能够用于调节待被打印的对象的相对位置。例如，页面参考标记的顶部可以被周期性地打印在介质上。用于每个页面的图像被打印在两个页面参考标记的顶部之间。当在页面参考标记的顶部和页面的图像之间的间隔不正确时，在介质卷被切割成页面时，页面的空白处会是不均匀的。通过确定页面参考标记的顶部的实际位置和页面的图像的实际位置，两个实际位置之间的间隔能够被调整。
[0034]图5是示例打印机500的电气框图。打印机500包括处理器552、存储器554、输入/输出(I/O)模块556、打印引擎558、格式化器560、控制面板566、第一扫描器564和第二扫描器565，所有这些器件或模块都联接到总线562上。在一些示例中，打印机500也可以具有用户界面模块、输入设备等，但是为了清楚的目的，这些项目没有示出。处理器552可以包括中央处理单元(CPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)，或者这些设备的组合。存储器554可以包括易失性存储器、非易失性存储器以及存储设备。存储器554是非瞬态计算机可读介质。非易失性存储器的示例包括但不限于:电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及只读存储器(ROM)。非易失性存储器的示例包括但不限于:静态随机存取存储器(SRAM)以及动态随机存取存储器(DRAM)。存储设备的示例包括但不限于:硬盘驱动器、光盘驱动器、数字通用光盘驱动器、光驱以及闪存设备。
[0035]I/O模块556用于将打印机500联接到其它设备，例如因特网或计算机。打印机500具有存储在存储器554中的计算机可执行代码，典型地称为固件。固件被存储为在非瞬态计算机可读介质(即存储器554)中的计算机可读指令。处理器552通常获取并执行存储在非瞬态计算机可读介质中的指令，以操作打印机500并执行功能。在一个示例中，处理器552执行对经过第一扫描器和第二扫描器(564和565)的介质的速度进行测量的代码。
[0036]图6是联接到存储器554的处理器552的示例框图。存储器554包含固件670。固件670包含速度模块672。处理器552执行速度模块372中的代码以测量经过第一扫描器和第二扫描器(564和565)的介质速度。
[0037]图7是用于操作速度模块的方法的示例流程图，例如图6的速度模块。流程图在770处开始，在该处，参考标记被打印到介质上。流程在772处继续，在该处，利用第一扫描器扫描参考标记的第一图像。流程在774处继续，在该处，利用第二扫描器扫描参考标记的第二图像。流程在776处继续，在该处，使用第一图像和第二图像中的参考标记的位置计算介质的速度。
【主权项】
1.一种打印机，包括: 纸路，所述纸路具有介质输送位置和介质卷起位置； 位于所述介质输送位置和所述介质卷起位置之间的打印区域； 位于所述纸路中所述打印区域和所述介质卷起位置之间的第一扫描器和第二扫描器，所述第一扫描器沿着运动的介质轴线与所述第二扫描器偏离距离A，所述第一扫描器与所述第二扫描器在垂直于运动的介质轴线的轴线上重叠，所述第一扫描器用于捕获介质的第一侧面的第一图像，所述第二扫描器用于捕获所述介质的第一侧面的第二图像； 控制器，用于通过比较在所述第一图像中的重叠的地区与在所述第二图像中的重叠的地区来计算沿着所述介质的长度的所述图像的缩放比例。2.根据权利要求1所述的打印机，其中所述缩放比例S等于Vm/Va，其中Vm是在所述第一扫描器和所述第二扫描器之间的所述介质的测量的速度，并且Va是所述纸路中的所述介质的平均速度。3.根据权利要求1所述的打印机，其中所述缩放比例通过所述第一图像中的至少一个参考标记的位置和所述第二图像中的至少一个参考标记的位置中的差来确定。4.根据权利要求3所述的打印机，其中所述至少一个参考标记从包括以下内容的参考标记组中选择:在所述介质上打印的行、在所述介质上打印的文本行、在所述介质上打印的图像的边缘。5.根据权利要求3所述的打印机，其中所述至少一个参考标记利用对于人眼不可见的标记材料打印。6.根据权利要求1所述的打印机，其中所述第一扫描器和所述第二扫描器具有相等的曝光时间，并且所述曝光时间是恒定的，且所述第一图像和所述第二图像在时间to开始时被捕获。7.根据权利要求1所述的打印机，其中所述缩放比例用于计算打印到所述介质上的两个对象之间的距离。8.根据权利要求1所述的打印机，其中距离A在50mm和90mm之间。9.一种打印的方法，包括: 在纸路的打印区域中将参考标记打印到介质上； 利用第一扫描器从所述纸路中的第一位置扫描所述参考标记的第一图像，其中所述第一位置位于所述打印区域和介质卷起位置之间； 利用第二扫描器从所述纸路中的第二位置扫描所述参考标记的第二图像，其中所述第二位置位于所述第一位置和所述介质卷起位置之间； 使用所述第一图像和所述第二图像中的所述参考标记的位置计算所述第一扫描器和所述第二扫描器之间的所述纸路中的介质的速度。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述参考标记选自包括以下内容的参考标记组:行、文本行以及图像的边缘。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述参考标记利用对于人眼不可见的标记材料打印。12.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一扫描器和所述第二扫描器具有相等的曝光时间，并且所述曝光时间是恒定的，且所述第一图像和所述第二图像在时间to开始时被捕获。13.根据权利要求8所述的方法，其中所述介质是一筒介质。14.一种包含计算机可执行指令的非瞬态计算机可读介质，所述计算机可执行指令在由打印机中的处理器执行时执行以下方法，包括: 在纸路的打印区域中将参考标记打印到介质上； 利用第一扫描器从所述纸路中的第一位置扫描所述参考标记的第一图像，其中所述第一位置位于所述打印区域和介质卷起位置之间； 利用第二扫描器从所述纸路中的第二位置扫描所述参考标记的第二图像，其中所述第二位置位于所述第一位置和所述介质卷起位置之间； 使用所述第一图像和所述第二图像中的所述参考标记的位置计算所述第一扫描器和所述第二扫描器之间的所述纸路中的介质的速度。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一扫描器和所述第二扫描器具有相等的曝光时间，并且所述曝光时间是恒定的，且所述第一图像和所述第二图像在时间to开始时被捕获。
【文档编号】H04N1/00GK105934937SQ201380081981
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2013年11月22日
【发明人】兰·维德曼, 兰·里法埃尔, 利奥尔·卡茨
【申请人】惠普深蓝有限责任公司