标定标印装置的能量.pdf

在用于标定流体喷射式标印装置的打开能量的一种系统和方法中，标印装置在同一类型的基片上同时打印参考对象和多个测试对象。以已知的“打开”电压用第一图案密度来打印参考对象，并且以一系列递减的电压用大于第一图案密度的预定第二图案密度来打印测试对象。扫描装置比较参考对象与测试对象，以确定哪个/哪些测试对象与参考对象最为相似。至少基于该比较结果来确定标印装置的打开能量，该打开能量与打印参考对象和测试对象时所使用的基片类型以及存在的环境条件无关。

1.  一种用于帮助标定流体喷射式标印装置的打开能量的方法，该方法包括步骤：
用所述流体喷射式标印装置以第一能量等级打印参考对象，所述参考对象被打印在第一类型的基片上；
用所述流体喷射式标印装置以不同的能量等级打印多个测试对象，所述多个测试对象被打印在第一类型的一个或多个基片上；
判别所述多个测试对象之中与参考对象相似的一个或多个测试对象，以提供选择的测试对象；
判别与用于打印所述选择的一个或多个测试对象的一个或多个能量等级相关的一个或多个能量等级或数据；
至少基于所述判别的一个或多个能量等级来计算与流体喷射式标印装置的打开能量有关的数据；以及输出所述计算的数据。

2.  一种用于帮助标定流体喷射式标印装置的打开能量的系统，该系统包括：
流体喷射式标印装置，其
(a)用所述流体喷射式标印装置以第一能量等级打印参考对象，所述参考对象被所述流体喷射式标印装置打印在第一类型的基片上；以及
(b)在第一类型的一个或多个基片上以不同的能量等级打印多个测试对象；
数据存储系统，其至少保留表明由所述流体喷射式标印装置用于打印所述多个测试对象的能量等级的数据(“保留的数据”)；
扫描装置，其至少扫描在其上由所述流体喷射式标印装置打印了所述参考对象和所述多个测试对象中的至少一些测试对象的一个或多个基片；
数据处理系统，其：
(a)从所述扫描装置中接收扫描信息，该扫描数据描述了所述扫描装置从扫描所述一个或多个基片获取的信息，
(b)至少基于所述扫描信息，判别所述多个测试对象之中与所述参考对象相似的一个或多个测试对象(“选择的一个或多个测试对象”)；
(c)利用所述数据存储系统所保留的保留数据来确定与用于打印所述选择的一个或多个测试对象的一个或多个能量等级(“判别的一个或多个能量等级”)相关的一个或多个能量等级或数据，
(d)至少基于所述判别的一个或多个能量等级来计算与所述流体喷射式标印装置的打开能量有关的数据(“计算的数据”)，以及
(e)输出所述计算的数据。

3.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中所述参考对象和所述多个测试对象各自为样本。

4.  如权利要求3所述的方法或系统，其中所述参考对象和所述多个测试对象各自具有棋盘图案。

5.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中以第一图案密度打印所述参考对象，并且其中以大于所述第一图案密度的预定的第二图案密度来打印所述多个测试对象中的每一个。

6.  如权利要求5所述的方法或系统，其中所述第一图案密度为大约12.5％密度，并且所述预定的第二图案密度为大约25％密度。

7.  如权利要求5所述的方法或系统，其中所述预定的第二图案密度是所述第一图案密度的两倍或不到两倍。

8.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中同时或基本同时地打印所述参考对象和所述多个测试对象。

9.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中在单个基片上一起打印所述参考对象和所述多个测试对象。

10.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中所述多个测试对象被打印成一排，用相继降低的能量等级打印各测试对象。

11.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中所述多个测试对象被打印成一排，用相继升高的能量等级打印各测试对象。

12.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中所述选择的一个或多个测试对象与所述参考对象相似，是因为它/它们比未选择的测试对象具有更接近于所述参考对象的反射比的反射比。

13.  如权利要求1所述的方法或如权利要求2所述的系统，其中，第一个所述选择的测试对象由于其具有最接近的大于所述参考对象的反射比的反射比而与所述参考对象相似，并且其中，第二个所述选择的测试对象由于其具有最接近的小于所述参考对象的反射比的反射比而与所述参考对象相似。

标定标印装置的能量
技术领域
本发明涉及标定流体喷射式标印装置的打开能量。特别地，本发明涉及标定使标印装置的流体提供喷嘴可靠地喷射的电压等级。
背景技术
图1举例说明了包括喷墨打印头10的常规喷墨打印系统1，该喷墨打印头10是喷墨标印装置的实例。喷墨打印头10包括储墨器19，多个喷嘴30通过通道(例如，32条)互通地连接到该储墨器19上，存储器19中的墨水通过这些通道以液滴(例如，33滴)的形式从液滴发生器(未示出)喷射到基片20上。取决于要在基片20上形成的图像12的内容，驱动电路14通过电脉冲源16选择性地向与喷嘴30之中的特定喷嘴对应的液滴发生器施加电压波形。这样电压波形的选择性施加使得墨水的液滴(例如，33滴)从特定喷嘴喷射，从而使得图像形成在基片20上。常规地，各液滴发生器是具有电阻R的加热器电阻器(未示出)。例如，对于具有恒定电压脉冲幅度V和脉宽t的波形，在加热器电阻器中耗散的功率为V²/R，并且在加热器电阻器中耗散的能量为V²t/R。
如果由控制器14通过电脉冲源16施加到喷嘴30上的电压太高，将缩短喷墨打印头的使用寿命，从而导致过早毁损。另一方面，如果施加的电压太低，喷嘴30将不能可靠地喷射或者将完全不喷射。因此，在本领域中很重要的是，能够确定要向喷嘴施加的适当的电压，该电压将可靠地导致喷嘴喷射，而不会过度地损害喷墨打印头10的使用寿命。
用图2举例说明了用于确定适当的施加电压的一种常规方案。该常规方案包括打印样本101的序列，各样本101具有相同的图案密度(即，相同数目的喷嘴被选择以喷射)，但是用相继不同的施加电压来打印各样本。在图2的实例中，用使选择的喷嘴全都喷射的高电压打印第一个样本102，此后每个相继的样本用稍低的电压打印，直到用如此低的电压打印最后一个样本103，使得选择的喷嘴全都不喷射，或者有小部分喷射。(应当注意到，图2中示出的样本101的纹理只是用于举例说明各样本的反射比变化，而不是用于精确地举例说明哪个喷嘴喷射以及哪个喷嘴不喷射。)
继续来看图2的实例，随后用光学扫描仪扫描样本101以确定哪个样本显示出的反射比明显低于前一样本的反射比，以便于确定用其使大多数喷嘴可靠地喷射的电压。为了详细说明，图3举例说明了施加到选择的喷嘴上的电压与以该电源生成的样本的反射比的关系曲线图。虽然图3的曲线图举例说明了连续函数，由读取图2中举例说明的样本的光学扫描仪所提供的数据生成的曲线图将具有，例如，离散点201-210。例如，光学扫描仪读取第一个样本102的反射比以确定点210。然后，光学扫描仪读取第二个样本的反射比以确定点209，等等。为了确定适当的施加电压，对从点201到点210的逐个点处的反射比之间的超过预定量的第一显著差值进行标记，并且将产生反射比的第一显著差值的点之间的一个点选择为适当的施加电压。在图2的实例中，与点209对应的第二个样本和与点208对应的第三个样本之间的反射比差值可以被选择为产生反射比的第一显著差值的点。因此，包含在与点209和208对应的电压之间的电压可被选择为适当的施加电压。然而，取决于要如何标定打印头10，点209和208之间的反射比差值可能不够大，并且例如，点208和207之间的反射比下降可以替代用于确定适当的施加电压。
该常规方案的缺点之一是：对样本反射比的测量取决于在其上打印样本的基片的特性。特别地，墨水的扩散和相互影响随着所使用基片的不同而不同。因此，对同一样本序列的反射比测量将随着在其上打印样本的基片的不同而不同。另外，样本的反射比测量还取决于环境条件，诸如湿度和温度。因此，打印在相同类型基片上的同一测试样本序列经常随着在其中打印这些样本的环境的湿度和/或温度的不同而不同。因此，本领域中需要一种确定适当的施加电压的方法，其独立于或减少了这些因素影响。
发明内容
通过根据本发明实施例的用于标定液体喷射式标印装置的诸如电压的打开能量(TOE)的系统和方法，对上述问题进行处理并在本领域中实现了技术解决方案。在本发明的实施例中，用标印装置在第一类型的基片上打印参考对象。另外，用标印装置以不同的或相继的能量等级在第一类型的基片上打印多个测试对象。可以与参考对象的打印同时或基本同时地打印测试对象。在打印参考对象和测试对象之后，选择多个测试对象之中与参考对象很相似的至少一个测试对象。根据本发明的实施例，与参考对象最相似的一个或多个测试对象是与其它测试对象相比具有更类似于参考对象的反射比的反射比的一个或多个测试对象。用于打印选择的一个或多个测试对象的一个或多个能量等级被用来帮助确定用于标印装置的TOE。
通过比较测试对象与在相同类型的基片上打印的参考对象，可独立于基片特性地进行TOE的确定。另外，通过同时或基本同时地打印测试对象和参考对象并比较它们，可独立于诸如湿度和/或温度的环境条件进行TOE的确定。
根据本发明的实施例，以第一图案密度打印参考对象，并且以预定的第二图案密度打印多个测试对象，该预定的第二图案密度具有比第一图案密度更大的图案密度。根据本发明的实施例，第一图案密度是大约12.5％密度棋盘图案。另外，根据本发明的实施例，预定的第二图案密度是大约25％密度棋盘图案。另外，根据本发明的实施例，参考对象和测试对象是打印成一排的样本序列。
根据本发明的实施例，流体喷射式标印装置为喷墨打印装置，并且流体为墨水。
除了上述实施例以外，通过参考附图以及研究以下详细说明，其它实施例将变得明显。
附图说明
通过以下提出的示范性实施例的结合附图的详细说明，将更容易理解本发明。在附图中：
图1举例说明了常规的喷墨打印系统；
图2举例说明了根据常规方案打印的示例性样本序列；
图3举例说明了电压与反射百分比的示例性关系曲线；
图4举例说明了根据本发明实施例的用于标定标印装置的打开能量的系统；
图5举例说明了根据本发明实施例的用于标定标印装置的打开能量的方法；
图6举例说明了根据本发明实施例打印的继之以测试对象序列的参考对象；
图7举例说明了根据本发明实施例的以相继降低的电压打印的50％棋盘图案的测试对象序列，以及以参考电压打印的25％棋盘图案的参考对象；
图8举例说明了根据本发明实施例的不同的测试对象或参考对象图案和密度的实例；以及
图9举例说明了根据本发明实施例的从图6的实例得到的测试对象与参考对象的比较结果。
应当理解的是，附图用于举例说明本发明的概念，并且可能不是按比例的。
具体实施方式
本发明的实施例包括通过，除了其它方法以外，比较全部由被标定的标印装置打印的参考对象与多个测试对象，为流体喷射式标印装置确定打开能量(TOE)，诸如电压。可以以电压V_o来打印可以是根据本发明实施例的样本的参考对象，已知该电压V_o使标印装置的全部或几乎全部的喷嘴可靠地喷射。以多个不同的电压等级来打印也可以是样本的测试对象。可以在相同类型的基片上打印参考对象和测试对象，以避免流体相互影响随着基片类型的不同而不同的效果。并且，可以同时或基本同时地打印参考对象和测试对象，以避免在不同的环境条件下打印对象的效果。因此，可以在不考虑所使用基片的类型和/或具备的环境条件的情况下确定可靠的TOE。
为了详细说明，将对图4进行描述，该图4举例说明了根据本发明实施例的用于标定标印装置的打开能量的系统300。特别地，诸如喷射墨水的喷墨打印机的流体喷射式标印装置302打印包括参考对象305和多个测试对象309的薄片304。虽然为了清楚起见举例说明了包括全部对象305、309的单个薄片304，本领域技术人员应当理解的是，可以在多个薄片上打印这些对象305、309。
诸如本领域已知的光学扫描仪的扫描装置306从薄片304上的对象305、309记录信息。根据本发明的实施例，扫描装置306记录对象305、309的反射比。然而，本领域技术人员应当理解的是，扫描装置306可以获取其它类型的信息。例如，可以测量对象的光密度。例如，不同于随着用墨水覆盖的白纸基片的部分越来越多而减少的反射比，光密度随着用墨水覆盖的白纸基片的部分越来越多而增加。可应用于在透明介质上打印的情况的另一实例是测量光通过打印对象的透射率。
扫描装置306将它从对象305、309获取的扫描信息307发送给数据处理系统308。扫描装置306可以在获取扫描信息307时发送信息307，或者在已经获取了全部扫描信息307之后批量发送信息307。虽然数字处理系统308被示为与扫描装置306分开，本领域技术人员应当理解的是，数字处理系统308和扫描装置306可以是单个装置的部分。
至少基于扫描信息307和来自数据存储系统310的电压信息，存储在一个或多个计算机可访问的存储器中的计算机代码所指示的数据处理系统308确定TOE 314。(在文中使用短语“打开能量”(TOE)来一般指代，例如，用于帮助使墨水从喷嘴喷出的任何机制，诸如电压、脉宽，等。)电压信息可包括描述能量等级的数据，诸如用于打印测试对象309的电压等级。
数据处理系统308可以包括一个或多个互通地连接的计算机。术语“计算机”意在包括任何数据处理装置，诸如台式计算机、膝上型计算机、大型计算机、个人数字助理、黑莓和/或任何用于处理数据和/或管理数据和/或控制数据的，采用电和/或磁和或光和/或生物组件和/或其他方式实施的其它装置。
数据存储系统310可以包括一个或多个计算机可访问的存储器。数据存储系统310可以是分布式数据存储系统，其包括通过多个计算机和/或装置互通地连接的多个计算机可访问的存储器。另一方面，数据存储系统310并非必须是分布式数据存储系统，因此可以包括位于单台计算机或装置内的计算机可访问的一个或多个存储器。
短语“互通地连接的”意在包括装置之间和/或计算机之间和/或程序之间的有线和/或无线的任意类型的连接。另外，短语“互通地连接的”意在包括：单台计算机内的装置之间和/或程序之间的连接；位于不同计算机中的装置和/或程序之间的连接；以及完全不在计算机中的装置之间的连接。在这方面，虽然示出数据存储系统310与数据处理系统308分开，本领域技术人员应当理解的是，数据存储系统310可以完全地或部分地存储在数据处理系统308内。
短语“计算机可访问的存储器”意在包括任何计算机可访问的易失性或非易失性、电、磁、光等数据存储装置，包括但不限于：软盘、硬盘、光盘、DVD、闪存、ROM和RAM。
已经描述了根据本发明实施例的系统300的组件，将参考图5来描述根据本发明实施例的该系统300用其进行操作的方法400。图5中的步骤S402和S404举例说明了图4所示的薄片304的打印。如图5中的步骤S402所述，以第一图案密度和诸如电压Vo的已知“打开”能量等级来打印参考对象305。已知的“打开”能量等级是用其使标印装置302的全部或大多数喷嘴可靠地喷射的能量等级。典型的喷墨标印装置中的该能量等级的实例是28V或大约28V。在图5中的步骤S404处，标印装置302以比用于打印参考对象的第一图案密度更大的预定第二图案密度来打印测试对象309。另外，以不同的电压打印各测试对象309，从而导致由特定百分比的选择的喷嘴的喷射产生各测试图案。
图6提供了根据可能使用的一组可能参数产生的薄片304的实例。和图2一样，应当注意到，图6中示出的样本的纹理只是用于举例说明各样本的反射比变化，而不是用于精确地举例说明哪个喷嘴喷射以及哪个喷嘴不喷射。在图6的实例中，参考对象305是以已知“打开”电压Vo产生的具有12.5％密度棋盘图案的样本(即，全部喷嘴中的12.5％喷射，并且喷射的喷嘴形成棋盘图案)。虽然本实例使用12.5％密度棋盘图案以打印参考对象，本领域技术人员应当理解的是，可以使用其它密度和图案。例如，图7举例说明了参考对象702的使用，该参考对象702是具有25％密度棋盘图案的样本。另外，除了1/4或1/8以外，可以使用其它的参考图案密度，诸如3/16、1/16等。另外，棋盘图案不是必需的。用于参考对象305的图案类型可以包括等间隔的打印像素，这些打印像素与最近的打印像素有最小的重叠，或者没有重叠。在这方面，图8分别举例说明了12.5％图案密度棋盘图案802、12.5％图案密度非棋盘图案804以及6.25％图案密度非棋盘图案806。另外，虽然在图6中将参考对象305示为样本，本领域技术人员应当理解的是，也可以使用其它对象。
在与参考对象305相同的基片(即，薄片304)上同时或基本同时地产生图6的示例性实施例中的测试对象309的序列。然而，本领域技术人员应当理解的是，测试对象309的序列可以在一个或多个薄片上产生，并且可以在与在其上打印参考对象305的薄片不同的一个或多个薄片上产生。只要在其上打印测试对象309的一个或多个薄片具有和在其上打印参考对象305的薄片相同的类型，文中所述的TOE计算将完全或很大程度上与使用用于标定不同流体喷射式标印装置的不同基片类型而导致的效果无关。另外，与测试对象309同时或基本同时地打印参考对象305，允许文中所述的TOE计算产生完全或很大程度上与在不同的诸如温度和/或湿度的环境条件下标定不同的流体喷射式标印装置而导致的效果无关的结果。然而，在不与测试对象309同时或基本同时地打印参考对象305的情况下，仍然可能得到良好的TOE标定结果，因此，本发明不限于该同时或基本同时的打印。
在图6的实例中，用25％密度棋盘图案打印测试对象309的序列。然而，如果都以电压V_o来打印参考对象和测试对象，只要用比参考对象305的图案密度更大的预定图案密度打印测试对象，测试对象和参考对象305一样可以使用其它密度和图案。
并且，图6的实例包括单独的测试对象501-514，以相继低于前一测试对象的诸如电压等级的能量等级来打印各测试对象501-514。例如，可以以电压V_o打印第一个测试对象501，已知该电压V_o使标印装置302的全部或几乎全部的喷嘴喷射。可以以已知使标印装置302的全部喷嘴不喷射或者使极少量的喷嘴喷射的电压打印最后一个测试对象514。例如，可以以27V的电压打印第一个测试对象501，并且此后以比前一测试对象低0.5V的电压打印各测试对象。换言之，可以用26.5V打印第二个测试对象502，可以用26V打印第三个测试对象503，等等。图7提供了补充的实例，其中附图标记704、706、708表示以50％棋盘图案打印的测试对象，用从前一测试对象减1V的电压等级来打印这些测试对象。图7中的黑点表示从正确喷射的喷嘴中喷出的墨水，阴影点表示墨水应当从喷嘴中喷出的区域，并且白点表示墨水正确地不从喷嘴喷出的区域。从图7中可以看出，随着对各测试对象递减电压，实际打印的预定打印像素相继减少。
虽然图6示出了以相继降低的电压打印的测试对像的线性序列，本领域专业人员应当理解的是，可以使用对象的其它排列(除了线性排列以外)，并且各相继打印的对象可以改为具有在前一对象上增加的电压。另外，可以不以电压变化的线性渐进来打印测试对象。例如，可以在网格中打印测试对象，在该网格中用不同的电压打印各测试对象，但是各测试对象不必与它周围的测试对象有的固定电压差。另外，可以改为改变在打印测试对象时使用的脉冲宽度或脉冲波形，而不是改变在打印测试对象时使用的电压。
应当注意到，本发明的实施例经常分别提到用于打印测试对象309的不同能量等级或不同电压等级。对于电压是对各测试对象309改变的参数(同时保持脉宽恒定)的情况，如上所述，能量只与电压有关。
在图5的步骤S406处，扫描装置306读取薄片304上的参考对象305，并从其中提取信息。根据本发明的一个实施例，扫描装置306从参考对象305中提取反射比信息，如图9的实例所示，测得该反射比信息为166反射比单位RU。在步骤S408处，扫描装置306从至少一些测试对象309中提取诸如反射比的信息。如前所述，作为选择，可以使用光密度单位，而不使用反射比单位，但是则需要相应地修改下面的等式1。
图9举例说明了扫描装置306从测试对象309中提取的反射比的实例。应当注意到，和图2以及图6一样，图9中示出的样本的纹理只是用于举例说明各样本间的反射比变化，而不是用于精确地举例说明哪个喷嘴喷射以及哪个喷嘴不喷射。在这方面，样本的纹理可以不实际上表示在样本右方示出的反射比值。因此，样本的纹理只是用作举例说明。
另外，图9示出用于打印各测试对象309的能量等级，诸如电压等级。扫描装置306所获取的信息307被发送给数据处理系统308。然后，数据处理系统308判别哪个/哪些测试对象309与参考对象305很相似。在图6的实施例中，数据处理系统308至少判别：(a)具有最接近的大于参考对象305的反射比的反射比的测试对象；以及(b)具有最接近的小于参考对象305的反射比的反射比的测试对象。判别这两个测试对象的一种方法是将测试对象反射比从最小到最大排序，然后一次一个地扫描各测试对象的反射比。显示出的反射比比参考对象305的反射比更大的第一个测试对象被判别为具有最接近的大于参考对象305的反射比的反射比的测试对象。在图9的实例中，该测试对象是具有187RU的反射比的对象。具有最接近的大于参考对象305的反射比的反射比的测试对象的前一测试对象，被判别为具有最接近的小于参考对象305的反射比的反射比的测试对象。在图9的实例中，该测试对象是具有159RU的反射比的测试对象。
如图5的步骤S410所示，在判别了与参考对象305相似的测试对象之后，根据以下等式(1)确定TOE：
V_TOE＝V1+[(V1-V2)(R_reference-R1)]/(R1-R2)        (1)
其中V_TOE是与标定的打开能量相关的电压。V1是能量等级，诸如用于打印具有最接近的大于参考对象305的反射比的反射比R1的测试对象的电压。V2是能量等级，诸如用于打印具有最接近的小于参考对象305的反射比R_reference的反射比R2的测试对象的电压。根据图9的实例，如下计算TOE：
V_TOE＝21.5+[(21.5-21)(166-159)]/(159-187)＝21.375V
V_TOE指示能量等级，诸如使标印装置302的百分之X的喷嘴喷射需要的电压。根据等式(2)计算X：
X＝(D_reference/D_test)*100                        (2)
其中D_reference是用于打印参考对象的图案密度，并且D_test是用于打印测试对象的图案密度。在图6和9的实例中，D_reference为12.5％且D_test为25％。因此，X＝50％，并且在该实例中，V_TOE指示用其使50％的喷嘴喷射的电压。因此，可以看出，本发明允许操作者通过分别调节用于产生参考对象305和测试对象309的密度来定义V_TOE指示什么。
为了确定用于实际上驱动打印机302的喷射能量等级，诸如喷射电压，可以向V_TOE加上基于标印装置302的特性和来自上面等式(2)的X的偏移量。在图4中用附图标记312表示喷射电压。例如，在步骤S412处加上的可选偏移量可以是附加的V_TOE的10％。然而，该偏移量取决于来自上面等式(2)的X，并且取决于其它因素，诸如标印装置302的特性。
部件列表
S402步骤
S404步骤
S406步骤
S410步骤
S412步骤
1打印系统
10打印头
12图像/图像数据源
14驱动电路/控制器
16电脉冲源
19储墨器/流体源
20基片/记录介质
30喷嘴
32通道
33液滴
101样本
102第一个样本
103最后一个样本
201-210点
300系统
302标印装置/打印机
304薄片
305参考对象
306扫描装置
307传输路径/扫描信息
308数据处理系统
309测试对象
310数据存储系统
312喷射电压/附图标记
314打开能量
400方法
501-514测试对象
702参考对象
704测试对象
706测试对象
708测试对象
802图案密度
804图案密度
806图案密度