CN106313919B - 处理目标改变装置和系统，成像系统及成像方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理目标改变装置，其被构造为通过放电改变被输送的处理目标。处理目标改变装置包括：亲水化单元，其构造为在处理目标(20)上执行亲水化处理；以及测量单元，其被构造为测量从亲水化处理的处理目标反射的光的反射光谱的二维分布。

Description

处理目标改变装置和系统，成像系统及成像方法
技术领域
本发明涉及处理目标改变装置，处理目标改变系统，成像系统及成像方法。
背景技术
在为发明人已知的典型的喷墨记录设备中，穿梭(shuttle)方法，其中头在典型地为纸和膜的记录介质的宽度方向上往复运动，是主流方法，其使得难以增加印刷速度来增加输出量。在这种情况下，在其中多个头被设置成盖住记录介质的总宽度并且每次记录是使用所述头执行以实现高速印刷的单程(single-pass)方法在近年来被提出。
相关的技术发现在日本披露的专利公布号2013-193291，日本披露的专利公布号2005-350615，以及日本披露的专利公布号2014-16618中。
虽然单程方法在加速时是有利的，但是因为相邻点的油墨的喷出之间的时间间隔短因此相邻点的油墨在以前喷出的油墨定影之前被喷出，相邻点的聚结(在下文中，“喷出的液滴干涉”)很可能发生，导致图像质量的降级。
因此，本发明具有这样的目标：提供能使高质量印刷的处理目标改变装置、处理目标改变系统、成像系统及成像方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，处理目标改变装置被构造为通过放电改变被输送的处理目标。处理目标改变装置包括亲水化单元和测量单元。亲水化单元被构造为在处理目标上执行亲水化处理。测量单元被构造为测量从亲水化处理的处理目标反射的光的反射光谱的二维分布。
根据本发明，能使高质量印刷的处理目标改变装置、处理目标改变系统、成像系统及成像方法可被实现。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的印刷设备(系统)的示例的示意性构造的示意图；
图2是示出使用流光击穿型电介质阻挡放电的大气压力非平衡等离子体处理装置的示例的示意性构造的示意图；
图3是示出图1中所示的印刷设备(系统)的等离子体处理装置和喷墨记录装置之间的一部分的示例的示意性构造的示意图；
图4是示出根据所述实施例的当放电电极在处理目标的输送路径中设置成三排从而将处理宽度分成三个并在该处理目标上部分地执行等离子体处理时的处理结果的示例的示意图；
图5是根据所述实施例的每个放电电极的等离子能设定为1J/m2的在图4所示的处理目标上测量的反射光谱的曲线图；
图6是示出通过基于1020纳米(nm)的波长的反射光谱在图4的处理区域和未处理区域上执行图像处理获得的可视化图像的视图；
图7是示出所述处理目标和高光谱照相机之间的距离设定为根据所述实施例的第一距离时的高光谱照相机的视野的视图；
图8是示出所述处理目标和所述高光谱照相机之间的距离设定为根据所述实施例的第二距离时的高光谱照相机的视野的视图；
图9是用于描述在垂直于输送方向上来回穿梭高光谱照相机以捕捉根据所述实施例的图像的方法的示意图；
图10是示出根据所述实施例的用于使所述高光谱照相机来回穿梭的示例的机械结构的视图；
图11是示出根据所述实施例的包括亲水化处理的印刷过程的示例的流程图；以及
图12是示出根据所述实施例的初始设定操作的示例的流程图。
所述附图是用来描述本发明的示例性实施例并且不应当被解释为限制其范围。相同或相似的附图标记在整个附图中表示相同或相似的部件。
具体实施方式
在此使用的术语是为了仅描述特定实施例的目的并不是用来限制本发明。
如在此使用的，单数形式“a”，“an”和“the”是用来也包括复数形式，除非上下文中另有清楚地指出。
在描述附图中示出的优选实施例中，为了清楚的目的，特定术语可被使用。然而，该专利说明书的公开内容不是用来限于因此选择的特定术语，并且它要被理解为每个具体元件包括具有相同功能、以相似方式操作以及实现相似结果的所有技术等同物。
本发明的优选实施例在下面参照附图进行了详细描述。如下所述的实施例是本发明的优选实施例并且因此各个技术上优选的限制被强加。然而，如下所述的实施例不应当被理解为不适当地限制本发明的范围。不应当被理解为如下所述的实施例的所有元件对于本发明是必不可少的。
对降低由喷出的液滴干涉引起的图像质量的降级适用的技术包括这样的方法：在记录介质(在下文中，可称为"处理目标")上施加预涂或执行亲水化处理(或酸化处理)，例如电晕处理和等离子体处理。该方法以下被称为“预处理”。在处理目标上执行预处理的方法要求实现在处理表面上的高水平的处理均匀性。这是因为由不均匀处理引起的点扩大(dot gain)等的变化可使成像中的浓度不均匀性逐步显示出来并降低质量。
然而，因为在处理目标上执行预处理的方法典型地没有变化处理表面的外观，难以快速估计处理均匀性。例如，为了估计在膜片基(film base)上执行的电晕处理的水平的适当性，使用可湿性试验液体的方法，测量溶剂的液滴的接触角度的方法等典型地被使用。然而，难以通过这些方法估计整个处理表面的均匀性。因此，实际上，需要为了图像质量检查重复地执行印刷并根据印刷结果调节处理条件以最优化处理条件；因而，操作效率不利地降低。在可靠性方面存在另一个问题，例如在印刷期间，如果所述处理条件由于室内湿度的变化应当变化，点扩大变化因此印刷质量不利地变化。
在下面的实施例中，通过示出的例子，描述了处理目标改变装置，处理目标改变系统，成像系统，以及增加处理均匀性以能使高质量印刷的成像方法。
在如下所述的实施例中，从预处理的处理目标反射的光的光谱(反射光谱)被测量并且处理均匀性基于该测量的结果被估计。要测量的波长可以是任何波长或波长范围，其中预处理前后之间的反射率(reflectance)的变化产生。高光谱照相机，例如，可用来测量反射光谱。高光谱照相机是在近年来引起注意的分析设备并且是这样的技术：获取针对二维阵列像素中的每个的反射光谱信息，从而能使反射光谱的二维分布可视化。处理均匀性可将这样的高光谱用作估计设备被定量和可视化。例如，通过将高光谱照相机用作估计设备，可以估计例如为亲水化处理的处理的均匀性，其不涉及处理目标的颜色变化并且难以可视化甚至穿过整个的处理表面使用用于引起颜色变化的反应物。
下面参照附图详细地描述根据本发明的实施例的处理目标改变装置、处理目标改变系统、成像系统及成像方法。在如下所述的实施例中，处理目标被亲水化。虽然，通过说明，等离子体处理被用作亲水化方法，但是其他的亲水化方法，例如，电晕处理，可被使用。
在所述实施例中，等离子能被控制以便将处理目标表面的亲水化带入到能使油墨点(ink dots)(在下文中，简单地称为“点(dot)”)均匀的目标范围内。因而，因为图像问题，例如成珠缘和渗色(beading and bleeding)，被降低并且均匀的图像浓度得以获得，高质量的图像形成在其上的印刷输出可被获得。
尽管包括用于四个颜色的喷出头(在下文中，可被称为“印刷头”或“油墨头”)的成像设备在所述实施例中被描述，但是喷出头不限于此，所述四个颜色是黑色(K)，青色(C)，洋红(M)和黄色(Y)。具体地说，成像设备可进一步包括用于绿色(G)、红色(R)和另一个颜色(s)的喷出头；替代地，所述设备可包括仅用于黑色(K)的喷出头。在下面给出的描述中，字母K，C，M和Y分别表示黑色，青色，洋红和黄色。在所述实施例中，印刷设备(系统)，其是使用单程方法的成像设备，借助于示例被描述。然而，成像设备不限于此，以及可以是使用穿梭方法或转印方法的成像设备。
在所述实施例中，卷成卷轴的连续纸(在下文中，“卷轴式纸”)被用作处理目标。然而，处理目标不限于此，并且可以是任何记录介质，例如裁切纸，其上可形成有图像。当纸被用作处理目标时，该纸可以是例如普通纸，不含木浆的纸，再循环纸，薄纸，厚纸或涂覆纸。处理目标不限于纸。任何物品可被用作处理目标，例如高架(overhead)的透明膜，合成树脂膜，以及金属薄膜，其表面上可用油墨等形成图像。所述实施例在当处理目标是纸时可提供更大的优点，油墨没有渗透或慢慢地渗透到其中，例如涂覆纸。虽然含水油墨被用作所述实施例中的油墨，但是所述油墨不限于此。油墨可以是，例如，UV油墨或溶剂油墨。
如图1中所示的，根据所述实施例的印刷设备(系统)1包括送入单元30，等离子体处理装置100，和成像单元40。送入单元30沿着输送路径送入(输送)处理目标20(卷轴式纸)。等离子体处理装置100在处理目标20上执行等离子体处理，作为预处理。成像单元40形成图像在等离子体处理目标20的表面上。成像单元40包括用于通过喷墨处理将图像形成在等离子体处理目标20上的喷墨头170。成像单元40可进一步包括在其上形成图像的处理目标20上执行后处理的后处理器190。
印刷设备(系统)1可进一步包括干燥机50和送出单元60。干燥机50干燥处理后的处理目标20。送出单元60输送出所述处理目标20，图像形成在该处理目标上(以及可进一步在该处理目标上执行后处理)。印刷设备(系统)1进一步包括控制单元(未示出)，用于控制各个单元的操作。
在所述实施例中，图1中示出的印刷设备(系统)1在如上所述的喷墨记录过程之前执行亲水化所述处理目标20的表面的处理。由于该处理，例如，利用电介质阻挡放电的大气压力非平衡等离子体处理可被采用。使用大气压力非平衡等离子体的亲水化处理，其中电子温度极高并且气体温度接近常温，是用于处理目标例如记录介质的优选的等离子体处理方法之一。
优选的是，使用流光击穿型电介质阻挡放电执行大气压力非平衡等离子体处理以在宽的区域之上稳定地产生大气压力非平衡等离子体。流光击穿型电介质阻挡放电例如可通过在涂覆有电介质的电极之间施加高的交流电压。图2是示出使用流光击穿型电介质阻挡放电的大气压力非平衡等离子体处理装置的示例的示意性构造的示意图。
如图2中所示的，大气压力非平衡等离子体处理装置10包括放电电极11，反电极14，电介质12，以及高频率的、高电压的电源15。电介质12被插入在所述电极之间。放电电极11和反电极14中的每个可以是其金属部分暴露的电极或者涂覆有电介质或电绝缘体例如绝缘橡胶和陶瓷的电极。插入在放电电极11和反电极14之间的电介质12可以是电绝缘体，例如聚酰亚胺，硅和陶瓷。当电晕放电被用作等离子体处理时，电介质12可被省略。然而，注意到，可存在一种情况其中，因为在其中电介质阻挡放电被使用的情况下，优选的是设置电介质12。在该情况下，等离子体处理的有效性可通过将电介质12设置在反电极14附近或与该反电极14接触而不是设置在放电电极11附近或与该放电电极接触而被进一步增加。这是因为表面放电的区域通过该布置得以增加。放电电极11和反电极14(或，当设置电介质12时，电介质12)可被定位为以便与在两个电极之间输送的(或在所述电极和电介质12之间)的处理目标20接触或者以便不与其接触。
用于产生大气压力非平衡等离子体的方法不限于以上所述的流光击穿型电介质阻挡放电，以及各种其他方法也是可适用的。例如，其中电绝缘体例如电介质被插入在电极之间的电介质阻挡放电，在细的金属线等中形成非常不均匀电场的电晕放电，或者其中短脉冲电压被施加的脉冲放电，是可适用的。这些方法中的两个或更多个的组合也是可适用的。
在作为亲水化处理的示例的所述实施例中采用的等离子体处理的概述在下面参照附图进行了描述。图3是示出图1中所示的印刷设备(系统)1的等离子体处理装置100和喷墨头170之间的部分的示例的示意性构造的示意图。如图3中所示的，印刷设备(系统)1包括等离子体处理装置100，反射光源181，高光谱照相机180，喷墨头170，和控制单元160。等离子体处理装置100在处理目标20的表面上执行等离子体处理。反射光源181照明等离子体处理目标20。高光谱照相机180测量从处理目标20反射的光的反射光谱。喷墨头17通过喷墨记录在处理目标20上形成图像。控制单元160执行印刷设备(系统)1的整个控制。
高频率的、高电压的电源151到156中的每个在放电电极111到116的连接到电源的一个和反电极141之间施加高频率的、高压脉冲电压。脉冲电压的电压值例如近似是10kV(千伏特)。脉冲电压的频率例如可近似是20kHz(千赫)。大气压力非平衡等离子体通过在所述两个电极之间提供这样的高频率的、高压脉冲电压而产生在放电电极111和电介质121之间。
电介质121设置在放电电极111到116和反电极141之间。环形带优选地用作电介质121以使得电介质121还用来输送处理目标20。为了该目的，等离子体处理装置100进一步包括辊122，用于旋转电介质121以输送所述处理目标20。辊122根据从控制单元160给出的指令旋转，从而旋转电介质121。处理目标20在当大气压力非平衡等离子体产生时的期间在放电电极111和电介质121之间被输送穿过，并且被等离子体处理。在该处理期间，在处理目标20的表面上的粘合树脂中的链破裂，此外气相中的氧基和臭氧重新结合到聚合物，从而在处理目标20的表面上产生极官能团。结果，亲水化和酸性被给予处理目标20的表面。虽然等离子体处理在该示例中是在大气中执行的，但是等离子体处理可替代地在氮、稀有气体等中执行。
控制单元160可分别地打开和关闭高频率的、高电压电源151到156。具体地说，控制单元160可调节放电电极111到116数目(即，被驱动电极的数目)以便通过分别地打开和关闭高频率的、高电压电源151到156被驱动。此外，控制单元160可调节脉冲电压的量值以便从高频率的、高电压电源151到156的每个供给到放电电极111到116的相应一个。
反射光源181和高光谱照相机180，其设置在等离子体处理装置100的下游，测量已经经过由等离子体处理装置100执行的等离子体处理的处理目标20的表面上的反射光谱。反射光源181和高光谱照相机180的细节将在下面被描述。
喷墨头170设置在用于处理目标20的输送路径D1上的等离子体处理装置100的下游。喷墨头170在控制单元160的控制下将油墨喷出到已经经过由等离子体处理装置100执行的等离子体处理的处理目标20之上，从而形成图像。
喷墨头170可包括例如用于相同颜色的多个头(例如，四个颜色中的每个四个头)以增加印刷速度。此外，为了以高速和高分辨率(例如1,200dpi(每英寸点数))形成图像，用于每种颜色的头的油墨喷嘴可以以其中喷嘴根据需要隔开的交错布置的方式固定。此外，喷墨头170可被构造为以多个驱动频率中的任一个被驱动以使得每个喷嘴可在称为大的、介质的三维体的任一个中喷出一点(滴)油墨，以及小的液滴。
沿着处理目标20的输送路径D1设置多个放电电极111到116使得可以执行连续的等离子体处理以及调节等离子体处理的水平(换句话说，调节要被施加到处理目标20上的等离子能的强度)。在垂直于输送路径D1的方向(即，处理目标20的宽度方向)上设置多个放电电极111到116或者，换句话说，沿着处理目标20的宽度方向，使得可以在该宽度方向上在该处理目标20上部分地执行等离子体处理。
图4是示出当放电电极111到116沿着处理目标20的输送路径D1设置成三排从而将处理宽度分成三个并且例如在处理目标20上部分地执行等离子体处理时的处理结果的示例的示意图。如图4中所示的，在一端处通过施加脉冲电压到放电电极111到116的位于该一端处的放电电极111和114以引起放电，处理区域300和303形成在由在宽度方向W1上将处理目标20分成三个产生的区域之一中。处理区域303是用由放电电极111产生的等离子体处理的区域，而处理区域300是用由放电电极111和114二者产生的等离子体处理的区域。相似地，在另一端处通过施加脉冲电压到位于该另一端处的放电电极113和116以引起放电，处理区域302和305形成在由在宽度方向W1上将处理目标20分成三个产生的区域中的另一个中。处理区域305是用由放电电极113产生的等离子体处理的区域，而处理区域302是用由放电电极113和116二者产生的等离子体处理的区域。未处理的区域301，其不是等离子体处理的，是通过没有施加脉冲电压到位于宽度方向W1上的中央的放电电极112和115形成的。由此，在处理目标20的宽度方向W1上将放电电极111到116设置成阵列使得可以调节在所述宽度方向上处理的水平。
图5是以每个放电电极设定到1J/m2(焦耳每平方米)的等离子能在图4中所示的处理目标上测量到的反射光谱的曲线图。在图5中，未处理区域301的反射光谱由L1指示；处理区域300的反射光谱由L2指示；以及处理区域302的反射光谱由L3指示。作为高光谱照相机180，由EBA JAPAN CO.LTD(注册商标)制造的NH-7被使用。
如可从图5中看到的，在475nm或以下的波长范围(例如，从350到475nm的波长范围)以及在1020nm或以上的波长范围(例如，从1020到1100nm的波长范围)，处理区域300和302的反射率小于未处理区域301的反射率。例如在475nm或以下的波长范围内，在等离子体处理执行两次的处理区域302中的反射率的下降比在等离子体处理执行一次的处理区域300中反射率的下降更大。这隐含着施加到处理目标20的每个单位面积的等离子能越大，那么反射率减小越大。
图6是示出通过基于1020nm的波长的反射光谱在图4的处理区域300和302及未处理区域301上执行图像处理获得的可视化图像的视图。如图6中所示的，处理区域300和302展示出比未处理区域301更浅的颜色。这表示在处理区域300和302中的反射率小于未处理区域301的反射率。在相应区域上的纯水滴的接触角度被测量。在处理区域300和302上的纯水滴的接触角度是30度，而在未处理区域301上的纯水滴的接触角度是70度。这表示处理区域300和302具有比未处理区域301高的亲水性。
可以使用在二维上观测处理目标20的技术以便采用反射率取决于该方式的等离子体处理的水平的原理以高分辨率来检查在处理目标20的处理表面上的等离子体处理的水平。因此，即使当等离子体处理的水平由于由电极等的污染引起的有缺陷的放电应当部分地下降时，可以识别其中所述水平已经下降的部分，电极引起所述有缺陷的放电等。
此外，用于补偿以维持等离子体处理的均匀性的构造通过由在二维上观测所述处理目标20来估计等离子体处理的均匀性是可实现的。具体地说，可以通过基于与在处理表面上的每个位置(例如，坐标)处的反射率有关的信息(反射光谱)反馈或前馈控制高频率的、高电压电压151到156来使穿过处理目标20的整个处理表面的反射率相等。此外，还可以通过控制高频率的、高电压电源151到156来调节穿过整个要被处理的表面的等离子体处理的水平(等离子能)以便维持在每个位置处的反射率在预定值或以下。例如，415nm的波长下的预定反射率值可以是0.93。
如图6中所示的可视化图像还可以通过基于例如475nm或以下的波长范围内的波长的光的反射光谱执行图像处理而获得。更精确地代表等离子体处理的结果的可视化图像可通过基于例如475nm或以下的波长范围内的波长的光的反射光谱和1020nm或以上的波长范围内的波长的光的反射光谱二者通过执行图像处理而获得。通过使用其中反射率的变化以这样的方式产生在等离子体处理之前和之后之间的一个或更多个波长或波长范围来估计在处理目标20上执行的等离子体处理的均匀性能使修正以维持在处理目标20上执行的等离子体处理的均匀性。
图3中所示的反射光源181和高光谱照相机180的细节在下面被描述。高光谱照相机180例如以无接触方式测量处理目标20的表面反射率。反射光源181基于从控制单元160输入的信号用满足测量条件的适当强度的光照射所述处理目标20。在所述实施例中，卤素灯被用作反射光源181。替代地，包括荧光灯、不可见光源以及红外光源的各种光源中的任一个可根据目的被使用。
可以通过变化所述处理目标20和高光谱照相机180之间的距离G1来测量用于不同的目的的反射光谱。例如，当希望详细地检查所述处理目标20时，图像可优选地用位于处理目标20附近的高光谱照相机180捕捉，如图7所示的；然而，当希望快速地估计整个均匀性时，图像可优选地用远离所述处理目标20的高光谱照相机180捕捉，如图8中所示的。
作为用于以高分辨率捕捉宽的区域的图像的另一个方法，例如，如图9所示的使高光谱照相机180在垂直于输送方向D1(即，处理目标20的宽度方向W1)上来回穿梭并且捕捉图像的方法可被采用。使高光谱照相机180在宽度方向W1上穿梭可通过如图10所示的机械结构被执行。在图10所示的结构中，设置在高光谱照相机180上的滑动器183被可滑动地装配在在宽度方向W1上延伸的一对导轨182中。用于使用滑动器183使高光谱照相机180来回穿梭的驱动力例如从齿轮185传递到同步皮带184。同步皮带184在一个点处被固定到滑动器183。同步皮带184围绕齿轮185和滑轮186被带走(entrain)以施加必要的和足够的张力到同步皮带184。通过该结构，可以通过交替地施加向前旋转驱动力和向后的旋转驱动力到齿轮185使高光谱照相机180来回穿梭。此时，每当齿轮185的向前旋转和向后旋转之间的切换发生时，处理目标20在输送方向D1上运动一预定距离。由此，高光谱照相机180可相对于处理目标20运动，如由图9中的箭头M1所示的。
由高光谱照相机180测量的反射光谱被传送到控制单元160。当高光谱照相机180来回穿梭时，如图9中所示的，通过重复地运动所述高光谱照相机180，停止高光谱照相机180，捕捉图像以及通过控制单元160合并(merging)由此测量的局部反射光谱，可以以高分辨率使比高光谱照相机180的视野更宽的区域(例如，整个处理表面)的反射光谱可视化。
控制单元160基于传送到控制单元160的反射光谱来估计反射率均匀性并且根据估计的结果调节要被驱动的放电电极111到116的数目和/或从高频率的、高电压电源151到156供给到放电电极111到116的脉冲电压的等离子能。
作为用于增加在处理目标20的表面上执行的等离子体处理的水平的方法，增加每个单位面积的等离子体处理的持续时间的方法是可构想到的。增加等离子体处理持续时间是例如通过减小处理目标20的输送速度可实现的。然而，当在处理目标20上的图像记录以高速执行时希望减小等离子体处理持续时间。减小等离子体处理持续时间可用的示例的方法包括如上所述的根据印刷速度和需要的反射率设置多个放电电极111到116并驱动必需数目的放电电极111到116的方法以及调节供给到相应的放电电极111到116的等离子能的强度的方法。然而，所述方法不限于这些方法，并且可根据需要变化。例如，这些方法的组合或另一个方法可被使用。
图11是示出根据所述实施例的包括亲水化处理(等离子体处理)的印刷过程的示例的流程图。图11示出其中包括如图3所示的等离子体处理装置100的印刷设备(系统)1在是处理目标20的一张裁切纸(裁切成预定尺寸的记录介质)上进行印刷的示例。记录介质不限于裁切纸；印刷可相似地在卷轴式纸上进行，所述卷轴式纸是卷成卷轴的纸。
印刷过程被执行，如图11所示的。控制单元160驱动辊122以旋转电介质121，从而将已经从上游被输送到电介质121上的处理目标20送入到等离子体处理装置100中(S101)。此后，控制单元160驱动高频率的、高电压电源151到156以供给脉冲电压到放电电极111到116，从而执行等离子体处理(S102)。等离子体处理以下面的方式被执行。如果测量的结果没有从高光谱照相机180送入，那么控制单元160供给预定强度的等离子能到放电电极111到116。另一方面，如果测量的结果从高光谱照相机180送入，控制单元160根据测量结果调节要被驱动的高频率的、高电压电源151到156的数目。此时，控制单元160可进一步调节供给到放电电极111到116中的每个的等离子能。
此后，控制单元160驱动反射光源181和高光谱照相机180以捕捉等离子体处理的处理目标20的图像(S103)并在其上执行图像处理以可视化获得的反射光谱(S104)。在可视化过程中，通过高光谱照相机180获得的反射光谱值变为以象素为基础的灰度级色调值，从而获得可视化的二维绘制图像。从反射光谱的值变为色调值可使用例如通过初始设定确定的换算公式执行，其将在下面参照图12描述。此后，控制单元160分析获得的可视化图像以估计等离子体处理的均匀性(S105)。等离子体处理的均匀性的估计例如基于相应像素的色调值的变化进行。
此后，控制单元160确定是否等离子体处理的均匀性在允许范围内(S106)。如果该均匀性不在允许范围内(在S106处为“否”)，控制单元160确定是否调节通过变化等离子体处理条件是可能的(S109)。例如，当控制单元判断通过调节要被驱动的高频率的、高电压电源151到156的数目，要供给到相应的放电电极111到116的等离子能的强度，输送速度(线速度)等使均匀性进入到允许范围中时，控制单元160确定调节是可能的。例如当粘附到放电电极111到116或反电极141等的外来物使放电不稳定并且引起薄条纹形状的处理不均匀度(unevenness)时，控制单元160确定调节是不可能的。
如果控制单元160确定调节是可能的(在S109处为“是”)，控制单元160最优化要被驱动的高频率的、高电压电源151到156的数目，要供给到相应的放电电极111到116的等离子能的强度，输送速度(线速度)等(S110)。过程然后回到S102。因此，等离子能在处理目标20之上的分布相等化，处理目标20的用等离子体处理的表面的均匀性增加。另一方面，如果控制单元160确定调节是不可能的(在S109处为“否”)，控制单元160停止印刷过程(S111)，报告印刷过程的错误给用户(S112)，并完成所述操作。
如果控制单元160确定等离子体处理的均匀性在S106处在允许范围内(在S106处为“是”)，控制单元160驱动喷墨头170以在等离子体处理的处理目标20上执行喷墨记录过程(S107)。此后，控制单元160将处理目标20从喷墨头170向下游输送出(S108)，并完成所述操作。
控制单元160可替代地被构造为以使得，如果控制单元160确定所述均匀性处理S105处不在允许范围内，那么控制单元160通过旁通道(未示出)设定处理目标20的路线以再次在相同的处理目标20上执行等离子体处理(S102)。从而，处理目标20可被防止浪费。进一步，即使当多个类型的性能不同的记录介质被用作处理目标20时，处理可通过相似的过程执行。
用于基于印刷图像数据预先局部地执行等离子体处理并且检查已经使用高光谱照相机180被等离子体处理过的相应区域以及执行印刷过程的构造可被使用。该构造允许省略将等离子体处理施加到不必要的区域，从而实现了功率消耗的减小。
用于估计等离子体处理的均匀性的初始设定在下面参照图12被详细描述。用于估计等离子体处理的均匀性的初始设定操作被执行，如图12所示的。送入单元30首先将处理目标20送入到输送路径上(S001)。送入的处理目标20运动穿过等离子体处理装置100，没有被等离子体处理地进入到高光谱照相机180的视野中并且高光谱照相机180测量反射光谱(S002)。通过进行未等离子体处理的处理目标20的测量(空白测量)获得的反射光谱被用作在均匀性的估计中相应像素的偏移(还称为“背景”)。
此后，控制单元160驱动等离子体处理装置100以在处理目标20上执行等离子体处理(S003)。在此时要被处理的处理目标20可以是在S002处已经经过空白测量并且相反输送的处理目标20或者由送入单元30最近送入的处理目标20。在S003处，替代地，用每个单位面积的高等离子能处理的样品可通过例如以最小的输送速度来输送所述处理目标20得以准备。此时，其中施加的等离子能的强度从一个区域到另一个区域变化的样品可通过使要被使用的放电电极111到116的数目逐步变化得以准备。
如上所述的等离子体处理过的处理目标20(或样品)运动到高光谱照相机180的视野中并且处理目标20的图像被捕捉(S004)。控制单元160对通过捕捉图像获得的反射光谱执行图像处理以执行可视化(S005)。各种方法可被用作用于在可视化中分配色调值的方法。可使用的各种方法的示例包括按比例分布色调值到反射性(reflectivities)的方法，其中255的色调值被分配到其中等离子体处理没有被执行的未处理区域的反射性以及0的色调值被分配到其中反射性在处理区域中是最低的区域；以及从1100nm的反射性和950nm的反射性计算所述斜率并且通过255的色调值分配给0的斜率和0的色调值分配给无穷大的斜率来执行图像处理的方法。
此后，控制单元160基于施加到每个区域(或每个像素)的处理目标20的等离子能和这些区域(或这些像素)的色调值确定用于色调值(即，反射光谱的值)和等离子能之间的换算的换算公式(S006)，并完成所述初始设定操作。
在所述实施例中，可视化参照1050nm的反射光谱执行，其中处理目标很少会受到包含在纸张中的荧光染料的影响。对于处理目标，例如膜，其没有包含荧光染料，在350nm或上下的近紫外反射光谱可被使用。
当卷轴式纸被用作处理目标20时，在图12中所示的初始设定可使用由送纸器(未示出)送入的卷轴式纸的前端部分被执行。卷轴式纸在整个长度内具有近似均匀的特性。因此，当使用卷轴式纸时，一旦等离子能使用卷轴式纸的前端部分被调节，连续印刷可稳定地执行而没有变化所述初始设定。然而，如果印刷在所有的卷轴式纸被用光之前应当被暂停长的时间，那么该纸的特性会变化。在该情况下，优选的是，在再继续印刷之前以相似方式使用前端部分执行所述初始设定。替代地，其中在等离子体处理过的前端部分的反射光谱已经被测量并且等离子能基于该反射光谱已经被调节之后所述反射光谱的测量和等离子能的调节每隔一定间隔或连续地执行的构造，可被采用。该构造允许更详细地和稳定地执行控制。
如上所述的，根据所述实施例，因为可以获得等离子体处理过的处理目标20的反射光谱的二维分布并基于该二维分布调节用于等离子体处理的条件，因此处理的均匀性可增加。因而，因为稳定的亲水化处理可被执行，因此有利的图像记录可被稳定地执行。
在所述实施例中描述的高光谱照相机180具有从350到1050nm的灵敏度范围。然而，通过使用具有更宽的灵敏度范围的高光谱照相机180并选择适当的波长范围的反射光源181，能使灵敏度或到预涂覆的纸张的施加进一步增加。
以上所述的实施例是说明性的并不是限制本发明。由此，许多的附加改变和变化根据以上的教导是可能的。例如，在该公开内容和所附的权利要求的范围内，不同的说明性的和示例性的实施例的至少一个元件在此可彼此组合或彼此替代。进一步地，所述实施例的部件的特征，例如数目、位置和形状可不限于所述实施例由此可被优选地设定。因此要理解到，在所附权利要求的范围内，本发明的公开内容可被实施为不同于如在此具体描述的。
在此描述的方法步骤、过程或操作不要被看作必需要求它们的性能按照所论述或示出的特定顺序，除非特别地确定为性能的顺序或者通过上下文清楚地识别到。还要理解到，附加的或替代的步骤可被使用。
所描述的实施例的每个功能可通过一个或更多个处理电路被执行。处理电路包括编程的处理器，因为处理器包括电路。处理电路还包括装置例如专用集成电路(ASIC)，数字信号处理器(DSP)，字段可编程门阵列(FPGA)和布置成执行所述功能的传统的电路部件。

Claims (10)

1.一种处理目标改变装置，该处理目标改变装置被构造为通过放电改变被输送的处理目标，所述处理目标改变装置包括：
亲水化单元，该亲水化单元被构造为在所述处理目标上执行亲水化处理；以及
测量单元，该测量单元被构造为测量从所述亲水化处理的处理目标反射的光的反射光谱的二维分布，
其中所述反射光谱的值被变换为色调值以从所述反射光谱的二维分布生成可视化的图像，处理目标上执行的亲水化处理的均匀性是基于生成的可视化的图像进行估计的，以及所述亲水化单元是根据估计的结果进行控制的。
2.根据权利要求1所述的处理目标改变装置，其中所述测量单元测量475纳米以下的波长范围的光和1020纳米以上的波长范围的光中的至少一个的反射光谱。
3.根据权利要求1所述的处理目标改变装置，其中所述测量单元是高光谱照相机。
4.根据权利要求1所述的处理目标改变装置，其中所述亲水化处理是电晕处理和等离子体处理中的任一个，其中所述电晕处理通过电晕放电改变所述处理目标，所述等离子体处理通过等离子体改变所述处理目标。
5.根据权利要求1所述的处理目标改变装置，其中所述亲水化处理是大气压力不平衡等离子体处理。
6.一种处理目标改变系统，包括：
根据权利要求1所述的处理目标改变装置；以及
控制单元，该控制单元被构造为基于由所述测量单元测量的反射光谱的二维分布控制所述亲水化单元。
7.根据权利要求6所述的处理目标改变系统，其中
所述亲水化单元包括构造为生成所述放电的多个电极，以及
所述控制单元基于所述反射光谱的二维分布从多个电极选择用来生成所述放电的一个或更多个电极。
8.根据权利要求6所述的处理目标改变系统，其中所述控制单元将所述反射光谱的值变换为色调值以从所述反射光谱的二维分布生成可视化的图像，基于生成的可视化的图像估计在处理目标上执行的亲水化处理的均匀性，以及根据估计的结果控制所述亲水化单元。
9.一种成像系统，包括：
根据权利要求6所述的处理目标改变系统；以及
记录单元，该记录单元被构造为在已经经过由所述亲水化单元执行的亲水化处理的处理目标上执行喷墨记录。
10.一种用于通过喷墨记录将图像形成在处理目标上的成像方法，该成像方法包括：
在所述处理目标上执行亲水化处理；
测量从所述亲水化处理的处理目标反射的光的反射光谱的二维分布，其中所述反射光谱的值被变换为色调值以从所述反射光谱的二维分布生成可视化的图像，处理目标上执行的亲水化处理的均匀性是基于生成的可视化的图像进行估计的，以及所述亲水化单元是根据估计的结果进行控制的；
基于在所述测量中测量的反射光谱的二维分布调节用于所述亲水化处理的处理条件；以及
根据在所述调节中调节的处理条件在所述亲水化处理的处理目标上执行喷墨记录。
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