KR102293444B1 - 프린터 및 프린터를 제어하기 위한 컴퓨터 구현형 프로세서 - Google Patents

프린터 및 프린터를 제어하기 위한 컴퓨터 구현형 프로세서 Download PDF

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Abstract

프린터를 제어하는 방법이 개시되며, 상기 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함하고, 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함한다. 각각의 노즐 어레이는 노즐의 중앙 섹션 및 노즐의 측부 섹션을 포함하며, 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들과의 중첩은 중첩 영역을 형성하고 노즐 어레이의 중앙 섹션은 중첩되지 않은 영역을 형성한다. 상기 방법은, 적어도 2개의 노즐 어레이를 이용해 시험 패턴을 인쇄하는 단계 - 상기 시험 패턴은 노즐 어레이의 측부 섹션에 의해 중첩 영역에 인쇄되는 간섭-유형 패턴 및 노즐 어레이의 중앙 섹션에 의해 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 패턴을 포함함 - , 인쇄된 시험 패턴의 특성을 검출하는 단계, 중첩 영역에 인쇄된 시험 패턴의 특성과 중첩되지 않은 영역에 인쇄된 시험 패턴의 특성을 비교하는 단계, 및 상기 비교로부터 노즐 어레이의 정렬에 대한 정보를 얻는 단계를 포함한다.

Description

프린터 및 프린터를 제어하기 위한 컴퓨터 구현형 프로세서
스캐닝 방향으로 이동하는 캐리지를 갖는 일부 인쇄 장치는 효율적인 인쇄 방식을 제공할 수 있지만, 캐리지가 각각의 스캔에 대해 인쇄 매체를 가로지를 필요가 있기 때문에, 처리량 향상 측면에서 한계에 도달할 수 있다. 페이지-와이드 어레이 프린터(page-wide array printer)라고 지칭되는 또 다른 유형의 프린터가 전체 인쇄 구역에 걸쳐 연장되는, 따라서 전체 인쇄 매체에 걸쳐 연장되는 인쇄 헤드의 바를 포함할 수 있다. 페이지-와이드 어레이 프린터는 연속 인쇄 매체 움직임으로 전체 페이지를 인쇄하는 것을 가능하게 할 수 있다. 페이지-와이드 어레이 프린터는 높은 인쇄 속도를 가능하게 할 수 있다. 이는 서로 인접한 인쇄 헤드 축을 따라 배열되며 세트로서 전체 인쇄 구역에 걸쳐 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함할 수 있다. 각각의 인쇄 헤드는 다이를 지닐 수 있고, 각각의 다이는 노즐 어레이를 제공한다. 가령, 인쇄 헤드들 간 구역에서의 기계적 공차로 인한 인쇄 동안의 인쇄 헤드들 간 틈을 피하기 위해, 노즐 여분(nozzle redundancy)을 제공하고 임의의 가능한 인쇄 오프셋을 보상할 수 있기 위해 인접한 인쇄 헤드의 노즐 어레이들 간 중첩 및 인접한 다이의 노즐 어레이들 간 중첩이 존재할 수 있다. 중첩하는 노즐에 의해 인쇄되는 이미지의 일부가 중첩 구역(overlap zone)으로 지칭될 수 있으며, 중첩하는 노즐 어레이에 의해 인쇄되지 않는 이미지의 나머지 부분이 비-중첩 구역이라고 지칭될 수 있다.
본 명세서의 예시는 예시 목적으로 제공된 도면을 참조하여 기재되었다.
도 1은 하나의 예시에 따르는 페이지-와이드 어레이 프린터의 개략도를 도시한다.
도 2는 하나의 예시에 따르는 페이지-와이드 어레이 프린터에서 2개의 인쇄 헤드를 포함하는 인쇄 바를 도시하는 개략도이다.
도 3은 하나의 예시에 따르는 스캐닝 프린터에서 2개의 인쇄 헤드를 도시하는 개략도이다.
도 4는 스캐닝 장치의 하나의 예시를 도시한다.
도 5는 하나의 노즐 어레이(3)에 의해 인쇄되는 시험 패턴 및 서로 다른 정렬 오차를 갖는 2개의 이웃하는 노즐 어레이(다이)의 측부 섹션에 의해 인쇄되는 최종 간섭 패턴의 하나의 예시이다.
도 6은 정렬 오차가 없는/서로 다른 정렬 오차를 갖는 이웃하는 노즐 어레이(다이)에 의해 인쇄되는 시험 패턴의 이미지를 도시한다.
도 7은 기준 패턴으로부터 얻어진 선형 회귀 함수의 다이어그램이다.
도 8은 인쇄 헤드 축 방향에서의 정렬 오차를 추가로 고려한, 도 6과 유사한 도면이다.
도 9는 인쇄 바의 복수의 다이에 의해 인쇄되는 복수의 시험 패턴의 또 다른 예시를 보여준다.
도 10은 본 발명의 하나의 예시에 따르는 프로세스의 시퀀스를 도시한다.
도 11 내지 13은 추가 예시에 따르는 대안적 시험 패턴의 개략도이다.
도 14는 도 5에 도시된 시험 패턴의 반전된 버전인 또 다른 시험 패턴의 예시를 도시한다.
도 15는 프린터를 제어하는 하나의 예시에 따르는 방법의 흐름도를 도시한다.
하나의 예시에 따르면, 본 명세서는 인쇄 매체가 인쇄 구역(print zone)을 통과하여 전진함에 따라 상기 인쇄 매체 상에 인쇄하기 위한 프린터(printer)를 제공한다. 프린터는 페이지-와이드 어레이 프린터 또는 스캐닝 프린터(scanning printer)일 수 있다. 페이지-와이드 어레이 프린터는 복수의 인쇄 헤드를 포함할 수 있으며, 상기 인쇄 헤드는, 조합하여 전체 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 노즐의 어레이를 제공하기 위한 다이를 지닌다. 이러한 배열에 의해 인쇄 매체의 전체 폭이 동시에 인쇄될 수 있다. 인쇄 매체는 판형 매체, 가령, 종이, 판지, 플라스틱, 및 직물일 수 있다.
인쇄 헤드의 폭에 비교할 때 인쇄 헤드의 상대적 길이 때문에, 페이지-와이드 어레이 프린터의 인쇄 헤드의 세트가 또한 인쇄 바(print bar)라고도 지칭된다. 인쇄 바가 프린터에 대해 고정적으로 장착될 수 있고, 이미지가 인쇄될 인쇄 매체는 인쇄 바에 수직으로 인쇄 매체 이송 경로를 따라 인쇄 구역을 통과하여 이동한다. 인쇄 바를 지나는 인쇄 매체의 연속적인 이동으로 또는 복수 번 통과로 완전한 이미지가 인쇄될 수 있다.
일부 예시에서, 페이지-와이드 어레이 프린터는 가령, 이웃하는 노즐 어레이가 서로에 대해 완벽하게 정렬되지 않을 때 상기 인쇄 바 내에 배열된 노즐 어레이에서의 국지적 불연속부에 민감할 수 있다. (스캐닝 인쇄 경우의 복수의 통과에 비교해서) 인쇄가 한 번의 통과로 완료될 때, 프린터 자체의 편차에 의해 초래되는 임의의 결함을 숨기기 더 어려울 수 있다. 예를 들어, 프린터 내 인쇄 헤드의 위치 및 인쇄 헤드 다이 또는 노즐 어레이의 서로에 대한 위치가 +/- 100㎛의 편차를 가질 수 있다. 인쇄 헤드 다이들 사이의 구역에서의 기계적 공차로 인한 인쇄 헤드 다이 간 틈을 피하기 위해, 노즐 여분을 제공하고 오차를 보상할 수 있기 위해 인접한 노즐 어레이의 중첩이 존재할 수 있다. 이들 중첩하는 노즐에 의해 인쇄되는 이미지의 일부가 중첩 구역이라고 지칭될 수 있다. 인쇄 헤드 정렬 교정(calibration)이 정렬 오차의 결정을 기초로 인쇄 헤드 위치 공차의 영향을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다.
스캐닝 프린터를 이용해 인쇄할 때, 캐리지(carriage)가 인쇄 구역을 가로질러 복수의 인쇄 헤드를 이송할 수 있으며, 스캐닝 프린터에서, 매체는 인쇄 헤드가 연장되는 방향으로 이동하며, 캐리지는 이에 수직으로 이동한다. 스캐닝 프린터에서, 일부 노즐 여분을 제공하기 위해, 인쇄 헤드 또는 노즐 어레이의 중첩 영역을 갖는 엇갈린(staggered) 인쇄 헤드가 존재할 수 있다. 고속 인쇄를 위한 1회-통과(single-pass) 또는 저-통과(low-pass) 인쇄-모드에서 스캐닝 프린터를 이용할 때, 다중-통과 여분이 사용될 수 없으며, 중첩 구역 또는 다이 스티칭 구역(die stitching zone)에서 결함을 숨기기 위해 상이한 접근법이 취해질 필요가 있다. 또한 이 경우, 하나의 인쇄 헤드의 노즐 어레이들 간 또는 복수의 인쇄 헤드의 노즐 어레이들 간 정렬 오차의 결정을 기초로, 인쇄 헤드 정렬 교정이 이뤄질 수 있다.
시험 패턴(test pattern)을 인쇄하고 이를 차후 스캔하고 평가함으로써, 인쇄 헤드 다이의 정렬 오차가 결정될 수 있다. 인쇄 헤드 축 방향 및 이에 수직인 방향에서의 오정렬 결정이 사용되어 인쇄 헤드를 교정할 수 있고 또한 매체 전진 시스템(media advance system)까지도 교정할 수 있다. 정렬 패턴은 원하는 위치에서 패턴을 정밀히 스캔할 수 있는 스캐닝 장치에 의해 스캔될 것이며, 스캐닝 장치가 더 낮은 정밀도를 갖는 경우, 스캐닝 장치는 정렬 패턴으로부터 신뢰할만한 위치 정보를 얻기 위해 복수 회 스캔을 제공한다. 어떠한 인쇄 헤드 캐리지도 페이지-와이드 어레이 프린터에서 필요하지 않기 때문에, 페이지-와이드 어레이 프린터는 스캐닝 장치가 장착되는 것을 가능하게 할 정밀하게 기계화된 캐리지를 갖지 않을 수 있다. 따라서 정렬 패턴을 스캔하고 이로부터 정렬 정보를 얻어내기 위해 스캐닝 장치는 자신 각자의 캐리지에 장착될 수 있다.
본 명세서의 하나의 예시에서, 프린터를 제어하는 방법이 제안되며, 상기 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함하며, 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축의 방향으로 연장되는 노즐 어레이를 포함한다. 각각의 노즐 어레이는 하나의 노즐의 중앙 섹션과 2개의 노즐의 측부 섹션을 포함할 수 있으며, 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들은 중첩해서 중첩 영역을 형성하고, 노즐 어레이의 중앙 섹션들은 중첩 영역을 형성하지 않는다. 인쇄 헤드 정렬 교정을 위해 유용한 정렬 정보를 얻어 내기 위해, 프린터는 상기 노즐 어레이 중 적어도 2개를 이용하여 시험 패턴을 인쇄할 수 있고, 시험 패턴은 중첩 영역에서 노즐 어레이의 측부 섹션에 의해 인쇄되는 간섭-유형(interferential-type) 패턴 및 중첩되지 않은 영역에서 노즐 어레이의 중앙 섹션에 의해 인쇄되는 기준 패턴을 포함한다. 인쇄된 시험 패턴을 스캔되고 그 후 중첩 영역에서의 시험 패턴의 특성과 중첩되지 않은 영역에서의 시험 패턴의 특성이 비교된다. 이 비교로부터 노즐 어레이의 정렬에 대한 정보가 얻어질 수 있다. 예를 들어, 방법은 블록-유형(block-type) 정렬 패턴과 간섭-유형 정렬 패턴을 혼합하여 두 가지의 이점을 취할 수 있다. 다이 또는 노즐 어레이의 중앙 부분(인접한 다이들의 중첩이 없는 부분)이 사용되어 기준 블록을 인쇄할 수 있고, 중첩 구역이 사용되어 간섭 블록을 인쇄할 수 있다. 간섭 블록은 사용되어, 이웃 다이에 의해 중첩 구역에서 인쇄될 때 다이들 간 오프셋에 따라 가변 패턴 또는 더 일반적으로 가변 외관을 가질 이미지를 생성할 수 있다. 다이의 중앙 비-중첩 부분에 의해 기준 블록이 인쇄되고 서로 다른 목적으로 사용될 수 있다. 이들은 중첩 구역에서 간섭 블록을 기초로 인쇄된 서로 다른 이미지에 대응하는 서로 다른 정렬 상태를 시뮬레이션하는 데 사용될 수 있으며, 이들은 예를 들어 이웃 다이들 간 거리를 측정하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로, 블록-유형 패턴을 이용한 정렬은, 패턴이 있는 "위치"를 검출하고 이 정보를 패턴이 있어야 하는 위치와 상관시킴으로써 이뤄진다. 간섭-유형 패턴을 기초로 하는 정렬은 인쇄되는 패턴의 다양한 서브세트를 분석함으로써 이뤄지며 중첩 구역에서 인쇄하는 인접한 다이가 정렬되는지 여부에 따라 일부 속성을 변경할 수 있다. 이 정보를 기초로, 패턴의 올바른 정렬을 산출할 보정 값(correction value)이 계산될 수 있다.
페이지-와이드 어레이 프린터의 경우, 블록-유형 패턴은 원하는 정보를 얻기 위해 여러 번 스캔을 필요로 하지 않는 피쳐(feature)를 가질 수 있으며, 일부 속성, 가령, 인쇄 헤드 축 방향 또는 펜 축 방향에서의 다이의 거리의 경우, 단 한 번의 스캔이 충분할 수 있다. 그러나 펜 축을 가로지르는 방향(cross-pen axis direction)에서의 정렬을 측정하기 위해, 단순한 블록-유형 패턴은 정밀하지 않을 수 있으며 스캐닝 장치의 궤적 오차, 매체 오배치 등에 대해 강건하지도 않을 수 있다. 인쇄 헤드 축 방향은 다이의 노즐 어레이가 연장되는 방향이다. 페이지-와이드 어레이 프린터에서, 인쇄 헤드 축 방향은 인쇄 매체 방향에 수직이다. 기울어진 스캔(skewed scan)이 블록의 위치에 대한 오계산을 초래할 블록의 스캔되는 위치의 잘못된 검출을 초래할 수 있으며, 이는 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 특히 눈에 띌 수 있다.
간섭-유형 패턴은 매우 강건하고 정밀할 수 있지만 원하는 정보를 수신하기 위해 많은 횟수의 스캔을 필요로 할 수 있다. 인쇄 및 스캔되기 위한 패턴의 증가는 시간, 인쇄 매체, 및 자원을 필요로 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 접근법은 두 개의 개념을 혼합한다. 하나의 예시에서, 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 패턴이 인쇄 헤드 축 방향에서 다이들 간 거리를 측정하는 데 사용될 수 있고 이 거리는 인쇄 헤드 축 방향에서 올바른 값을 결정하는 데뿐 아니라 인쇄 헤드 축 방향에 수직인 방향에서 보정을 결정하기 위한 최상의 기준을 제공하는 데에도 사용될 수 있다.
한 가지 예시에서, 간섭-유형 패턴은 인쇄 헤드 축에 수직으로 연장되는 하나의 행(row)으로 인쇄되는 피쳐를 포함할 수 있으며, 여기서 노즐 어레이가 명목 위치에 있을 때 동일한 중첩 영역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 피쳐는 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 서로에 대해 지정 크기만큼 오프셋된다. 그 후 연관된 기준 패턴이 기준 이미지의 세트를 포함할 수 있고, 상기 기준 이미지는 노즐 어레이의 복수의 서로 다른 정렬 상태에 대해 동일한 중첩 영역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄되는 간섭-유형 패턴을 시뮬레이션(simulate)한다.
예를 들어, 기준 패턴은, 노즐 어레이가 명목 위치에 있을 때 중첩 영역에서 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지, 노즐 어레이가 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 양의 크기만큼 오정렬될 때 중첩 영역에서 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지, 및 노즐 어레이가 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 음의 크기만큼 오정렬될 때 중첩 영역에서 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기준 패턴은 상기 세 가지 이미지 또는 위치에 한정되지 않고 서로 다른 정렬 상태에 대응하는 임의의 개수의 이미지 또는 위치를 기초로 할 수 있다.
인쇄된 시험 패턴의 특성의 비교가 중첩 영역에서 인쇄되는 패턴의 부분과 중첩되지 않은 영역에서 인쇄되는 기준 이미지의 색 밀도에 대응하는 신호 레벨을 기초로 이뤄질 수 있다.
중첩되지 않은 영역에서 인쇄되는 기준 이미지를 기초로, 신호 레벨 대(versus) 시뮬레이션된 정렬 상태의 회귀 함수를 계산하고, 중첩 영역에서 인쇄된 패턴의 일부분의 광 밀도에 대응하는 신호 레벨을 회귀 함수에 대해 비교하여 실제 정렬의 척도를 획득하는 것이 가능할 수 있다. 회귀 함수를 계산하기 위해, 적어도 2개의 기준 이미지 또는 위치가 제공되어야 한다.
덧붙여, 각자의 중첩되지 않은 영역에서 2개의 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 기준 이미지의 거리를 측정해서, 인쇄 헤드 축 방향으로 노즐 어레이의 정렬에 대한 정보를 얻어낼 수 있다.
상기 내용에 추가로, 예시에서, 기준 패턴은 인쇄 헤드 축 방향에서 어떠한 오정렬도 없이 중첩 구역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄되는 패턴을 시뮬레이션하는 제1 노즐 어레이가 인쇄하는 제1 기준 이미지 세트와, 인쇄 헤드 축 방향에서 지정된 오정렬을 갖는 중첩 구역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄되는 패턴을 시뮬레이션하는 제2 노즐 어레이가 인쇄하는 적어도 하나의 제2 기준 이미지 세트를 포함한다.
기준 패턴이 인쇄 헤드 축 방향으로 서로 다른 정렬 상태를 시뮬레이션하는 기준 이미지의 복수의 세트를 포함할 때, 제1 기준 이미지 세트로부터 제1 신호 레벨 그룹을 얻어내고 제2 기준 이미지 세트로부터 제2 신호 레벨 그룹 등을 얻어냄으로써, 제1 신호 레벨 그룹을 기초로 제1 회귀 함수를 계산하고 제2 신호 레벨 그룹을 기초로 제2 회귀 함수를 계산하는 등이 가능하고, 인쇄 헤드 축 방향에서의 노즐 어레이의 정렬과 관련된 얻어진 정보를 기초로 회귀 함수들 중 하나를 선택할 수 수 있다. 선택된 회귀 함수는 제1 노즐 어레이와 제2 노즐 어레이의 중첩 영역에서 인쇄되는 패턴의 광 밀도에 대응하는 신호 레벨을 신호 레벨을 선택된 회귀 함수에 비교하는 데 사용된다.
본 명세서는 또한 프린터를 제공하며, 상기 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드 - 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축의 방향에서 연장되는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함하고, 각각의 노즐 어레이는 노즐의 중앙 섹션과 노즐의 측부 섹션을 포함하며, 인접한 노즐 어레이들의 측부 섹션들은 중첩해서 중첩 영역을 형성하고, 노즐 어레이의 중앙 섹션들은 중첩 영역을 형성하지 않음 - 와, 인쇄 매체를 가로질러 스캔하기 위해 캐리지 상에 장착되는 스캐닝 장치와, 프린터 제어기를 포함하며, 상기 프린터 제어기는 적어도 2개의 노즐 어레이를 이용해 시험 패턴을 인쇄하도록 인쇄 헤드를 구동시키고 - 시험 패턴은 중첩 영역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄되는 간섭-유형 패턴과 중첩되지 않은 영역에서 노즐 어레이의 중앙 섹션에 의해 인쇄되는 기준 패턴을 포함함 - ; 스캐너를 구동하여 인쇄된 시험 패턴을 스캔하며; 중첩 영역과 중첩되지 않은 영역에서 스캔된 시험 패턴의 특성을 서로 비교하고; 비교로부터 노즐 어레이의 정렬에 관한 정보를 얻어 내기 위한 제어 프로그램을 포함한다.
추가 예시가 이하에서 기재된다.
도 1은 페이지-와이드 어레이 프린터(1)를 프로세스가 실시될 수 있는 환경의 하나의 예시로서 개략적으로 도시한다. 프린터(1)는 인쇄 바(5)가 장착되는 인쇄 헤드 어레이(3)를 포함한다. 인쇄 헤드 어레이는 적어도 하나의 인쇄 바 또는 예를 들어 서로 다른 색상에 대해 복수의 인쇄 바를 포함한다. 적어도 하나의 인쇄 바가 인쇄 구역의 폭을 가로질러 연장되고 따라서 완전한 인쇄 헤드 어레이와 실질적으로 동일한 길이를 가진다; 도 2를 참조할 수 있다.
잉크가 잉크 탱크(7)로부터 인쇄 바(5)에 공급된다. 프린터(1)는 각각의 색상 또는 잉크 유형 또는 그 밖의 다른 인쇄될 인쇄 유체 유형에 대해 하나씩의 인쇄 헤드 어레이를 포함할 수 있고, 각각의 잉크는 자신 각자의 탱크를 가진다. 그러나 명확성을 위해, 단 하나의 인쇄 바(5)를 포함하는 단 하나의 인쇄 헤드 어레이만 도시된다.
인쇄 바는 수백, 수천, 또는 그 이상의 영역에서 사용될 수 있는 복수의 노즐(도 1에 도시되지 않음)을 포함한다. 노즐의 구조의 예시가 도 2를 참조하여 기재된다.
프린터(1)는 사용 중에 인쇄될 인쇄 매체(11)를 인쇄 헤드 어레이(3) 아래에서 인쇄 구역(13)을 통해 이송하기 위한 인쇄 매체 이송 수단(9)을 더 포함한다. 인쇄 매체 이송 수단(9)은 인쇄 매체를 인쇄 구역(13)을 통해 적어도 하나의 방향으로 이송하기 위한 것이다.
프린터는 스캐너 캐리지(도시되지 않음) 상에 장착될 수 있는 스캐닝 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 이러한 스캐닝 장치는 조명원 및 상기 조명원으로부터 인쇄 매체에서 반사된 복사를 수신하는 복수의 광 검출기를 포함할 수 있다. 조명원으로부터의 복사는 가시광일 수 있지만 가시광 스펙트럼의 끝 부분의 광 또는 이를 벗어나는 광일 수도 있다. 광이 백색 표면에 의해 반사되는 경우, 반사된 광은 조명 광과 동일한 또는 거의 동일한 스펙트럼을 가질 수 있다. 인쇄 매체 상에 인쇄되는 이미지가 존재할 때, 이미지 표면의 잉크가 입사광의 일부분을 흡수하여, 반사된 광이 서로 다른 스펙트럼 및 광 밀도(진폭)를 가질 수 있다. 각각의 광 센서는 검출기에 의해 수신된 반사된 광에 대응하는 전기 신호를 생성할 수 있다. 광 검출기로부터의 전기 센서가 디지털 신호로 아날로그/디지털 변환기에 의해 변환되고 디지털 이미지 데이터로서 이미지 프로세서로 제공될 수 있다.
프린터 제어기(14), 가령, 마이크로프로세서는 노즐의 발사(firing) 및 인쇄 구역(13)을 통한 인쇄 매체의 이동을 제어하도록 동작한다. 프린터 제어기(14)는 이미지 프로세서를 포함할 수 있다. 프린터 제어기는 또한 잉크 탱크(7)로부터 인쇄 바(5)로의 잉크의 공급을 제어할 수 있다. 하나의 제어기 대신, 인쇄 매체 이송 수단(9), 인쇄 바(5) 및 탱크(7)로부터의 잉크 공급에 대해 개별 제어기가 설치될 수 있다. 제어기는 메모리(16)를 액세스할 수 있다. 프린터가 인쇄하기 위한 이미지 또는 작업은 프린터에 의해 인쇄 매체 상으로 인쇄되기 전까지 메모리(16)에 저장될 수 있다. 프린터 제어기(14)는 본 명세서에 기재된 예시에 따르는 프로세스를 구현하기 위한 프로그램 모듈을 저장 및 실행할 수 있다.
도 2는 도 1의 페이지-와이드 어레이 프린터에서 사용될 수 있는 인쇄 헤드 아키텍처를 개략적으로 도시하고 다이 중첩(die overlap)이 출력물에서 어떻게 나타날 수 있는지를 도시한다. 페이지-와이드 어레이 프린터는 인쇄 매체(26)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 인쇄 헤드(22, 24)의 바(bar)(20)를 포함하고, 인쇄 매체의 전체 페이지가 인쇄 헤드(22, 24)의 축에 수직으로 이뤄지는 단 한 번의 연속적인 매체 이동에 의해 인쇄될 수 있다. 각각의 인쇄 헤드는 복수의 다이(25, 27)를 포함하고, 각각의 다이(25, 27)는 노즐의 어레이를 제공한다. 각자 인접한 다이(25, 27)와 이들의 대응하는 노즐 어레이가 특정 범위까지 중첩되며, 여기서 중첩 구역(28)은 인쇄 매체(26) 상에서 각자의 줄무늬 또는 구역으로서 개략적으로 나타난다.
페이지-와이드 어레이 프린터는 우수한 인쇄 속도를 가질 수 있지만, 프린터 자체의 변동성과 모든 요구되는 프린터 품질에 대해 단 한 번의 통과가 존재할 수 있다는 사실에 의해 초래되는 반복되는 결함을 감추기 위해 특정한 주의가 필요할 수 있다.
1회-통과 또는 저-통과 모드에서 인쇄할 때 스캐닝 프린터에서 유사한 효과가 발생할 수 있다. 도 3은 본 명세서에 기재된 예시에 따르는 프로세스를 더 구현할 수 있는 스캐닝 프린터의 하나의 예시의 캐리지 아키텍처의 개략적 예시를 도시한다. 이 예시에서, 캐리지(30)는 2개의 인쇄 헤드(32, 34)를 이송하며, 각각의 인쇄 헤드는 복수의 다이(35, 37)를 포함하고, 각각의 다이는 하나씩의 노즐 어레이를 제공한다. 인쇄 매체(36)가 개략적으로 도시되며, 상기 인쇄 매체는 인쇄 헤드 다이(35, 37)의 축에 평행인 매체 이동 방향으로 이동하고, 캐리지(30)는 여기에 직교하는 방향인 캐리지 이동 방향으로 이동한다. 스캐닝 프린터에서, 인쇄 헤드 다이(35, 37)는 이들 사이의 중첩 구역과 엇갈릴 수 있다. 도시된 예시에서, 인쇄 헤드(32)의 인쇄 헤드 다이(35, 37)는 두 가지 색상, 즉 시안색(cyan)(C)과 마젠타색(magenta)(M)을 제공하며, 이들 색상에 대해 2개의 인쇄 헤드 다이의 중첩 구역에서 일부 노즐 여분(nozzle redundancy)이 존재한다. 동일한 구성이 황색(yellow)(Y)과 검은색(black)(K)에 대한 인쇄 헤드(34)에서 발견될 수 있다. 이 노즐 여분이 1회-통과 또는 저-통과 인쇄 모드에서 2개의 인쇄 헤드 다이들 간 정렬 결함을 보상하기에 유용할 수 있다.
도 4는 앞서 기재된 프린터 또는 또 다른 유형의 프린터에서 사용될 수 있는 스캐닝 시스템의 한 가지 예시를 도시한다. 스캐닝 시스템은 안내 봉(guide rod)(44)을 따라 스캐너 및 서비스 캐리지(42)가 이송하는 스캐너 센서(40)를 포함한다. 스캐너 및 서비스 캐리지(42)의 이동은 전기 모터를 포함하는 추진 시스템(impelling system)(46)에 의해 구동된다. 도 4는 캐리지(42)가 이송하는 스캐닝 센서(40)가 가로지르는 인쇄 매체(48)를 추가로 보여준다. 매체 전진 방향이 화살표(MA)에 의해 지시된다. 라인(50)은 스캐너 센서(40)가 인쇄 매체(48)를 횡단할 때 생성되는 스캐너 스팟 궤적을 나타낸다.
스캐닝 프린터가 사용될 때, 인쇄된 이미지의 특성을 검출하기 위한 스캐닝 장치(도시되지 않음)가 인쇄 헤드 캐리지(30)에 장착될 수 있다.
본 발명은 페이지-와이드 어레이 프린터와 스캐닝 프린터 모든 경우에 사용될 수 있지만, 다음의 예시는 대부분 페이지-와이드 어레이 프린터를 참조할 것이다.
설명된 바와 같이, 일반적으로 페이지-와이드 어레이 프린터는 한 번의 통과로 인쇄 매체 상에 이미지를 인쇄한다. 이미지를 한 번의 통과로 인쇄할 때, 액적(drop)들 간 거리의 확산이 영향받을 수 있는 중첩 구역에서의 2개의 인접 다이에 의해 인쇄된 액적들 간 교란된 분포에 의해 입도 증가가 야기될 수 있다. 또한, 라인 밴딩(line banding)이 중첩 구역의 경계에서 발생하거나, 더 일반적으로, 동일한 다이 내 액적 밀도의 급격한 변화가 있을 때 발생할 수 있다. 마지막으로 역시 중요한 것은, 잉크의 액적이 중첩될 때의 톤의 변화가 선형이 아닌 것으로 지각됨이 톤 변이 밴딩의 주요 원인이라는 것이다. 도 2의 예시에서, 이미지 품질이 영향 받을 수 있는 총 11개의 중첩 구역을 제공하는 12개의 인쇄 헤드 다이(25, 27)를 포함하는 페이지-와이드 어레이가 도시된다. 더 많거나 더 적은 인쇄 헤드 및 인쇄 헤드 다이가 사용될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 중첩 구역에서, 노즐 여분이 존재하는데, 이는 픽셀을 인쇄하기 위해 프린터가 2개의 인접 다이로부터의 2개의 노즐 중에서 선택하여 최종 도트를 발사할 수 있음을 의미한다. 두 다이 간에 작업을 분할하기 위해, 프린터는 때때로 "위빙 마스크(weaving mask)"라고도 불리는 마스크를 이용한다. 이웃하는 노즐 어레이 간 정렬 오차가 알려져 있을 때, 이 지식이 사용되어, 가령, 다이에 적용되는 마스크를 변화시킴으로써, 상기 정렬 오차를 보상할 수 있다.
도 5는 좌측에서, 하나의 다이(116)(이하에서는 단순히 다이라고 지칭됨)의 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 간섭-유형 패턴(112L, 112R)과 기준 패턴(114)을 포함하는 시험 패턴(110)의 한 가지 예시를 도시한다. 도 5는 또한 인쇄 헤드 축 또는 다이 축의 방향을 PAD 방향(펜 축 방향(pen axis direction))으로서 도시하고 이에 수직인 방향을 CAD 방향(교차 축 방향(cross axis direction))으로서 도시한다. 도 5의 좌측부에 도시된 패턴이 단일 다이(116)에 의해 인쇄되는 시험 패턴에 대응하며, 여기서 다이(116)의 노즐의 중간 섹션이 기준 패턴(114)을 인쇄하는 데 사용되며 다이(116)의 노즐의 측부 섹션이 간섭-유형 패턴(112L, 112R)을 인쇄하는 데 사용된다. 중첩하는 다이(116)를 갖는 인쇄 헤드 구성에서, 이하에서 더 설명되겠지만, 간섭-유형 패턴(112L, 112R)이 중첩 영역에서 인쇄될 것이다.
도 5의 예시에서, 시험 패턴(110)은 다음과 같이 구성된다. 좌측 중첩 구역에서, 좌측 간섭-유형 패턴(112L)에 대응하여, CAD 방향으로 연장되는 블록들의 그룹이 인쇄되며, 블록의 높이는 총 예상 CAD 정렬 오차 범위와 동일하다. CAD 방향에서의 블록들 사이의 거리가 블록의 높이, 즉, 예상 CAD 정렬 오차 범위와 동일하다. 우측 중첩 구역에서, 우측 간섭-유형 패턴(112R)에 대응하여, 유사한 블록 패턴이 인쇄되지만, 블록이 CAD 방향으로 예상 CAD 정렬 오차 범위의 절반만큼 또는 블록의 높이의 절반만큼 이동된다. 따라서 다이가 CAD 방향으로, 명목 위치에 있는 경우, "명목", 즉, 2개의 이웃하는 다이 사이에 CAD 방향(또한 CAD 오차라고도 지칭됨)에서 어떠한 정렬 오차도 없는 경우에 대응하는 간섭 이미지에서, 이웃하는 다이(116)의 측부 섹션이, 중첩 구역에서, 도 5의 우측부 상에 도시된 바와 같은 인쇄된 이미지를 생성할 것이다. 이 "명목" 이미지는 간섭 패턴(112L, 112R)의 하나의 블록 및 하나의 공간의 길이에 대응하는 길이를 갖는 긴 형상의 패치(elongated patch)(P)를 포함하며, 여기서 각각의 패치의 4분의 1이 비어 있고, 4분의 1은 우측 다이(B)의 좌 측부 노즐에 의해서만 인쇄되고(좌측부 간섭-유형 패턴(112L)을 인쇄), 4분의 1은 우측 다이(B)의 좌 측부 노즐 및 좌측 다이(A)의 우 측부 노즐에 의해서 인쇄되고(우측부 간섭 패턴(112R)을 인쇄), 4분의 1은 좌측 다이(A)의 우 측부 노즐에 의해서만 인쇄된다. 본 예시에서, 4개의 이격된 블록을 포함하는 간섭-유형 패턴의 경우, CAD 방향으로 어떠한 정렬 오차(또한 CAD 오차라고도 지칭됨)도 없는 경우, 4분의 1이 우측 다이에 의해서만 인쇄되고, 4분의 1은 두 다이 모두에 의해서 인쇄되며, 4분의 1은 좌측 다이에 의해서만 인쇄되고, 나머지 4분의 1은 빈 4개의 긴 형상의 패치가 생성될 것이다. 도 5의 우측부의 확대도가 이들 패치 중 단 2개만 보여준다.
도 5의 우측부 상에서, CAD 방향에서 2개의 이웃하는 다이들이 +CAD 방향 또는 -CAD 방향으로 블록 높이의 절반만큼 오정렬될 때 인쇄되는 최종 패치를 포함하는 2개의 추가 이미지가 나타난다. "+5px CAD" 아래에 도시된 패치(P)가 우측 다이(B)가 좌측 다이(A)에 비해 픽셀 높이의 절반만큼 +CAD 방향으로 이동되어, 최종 패치(P)가 절반은 비어 있고 나머지 절반은 다이(A)와 다이(B) 모두에 의해 인쇄되는 경우를 나타낸다. "-5px CAD" 아래에 도시되는 패치(P)는 우측부 상의 다이(B)가 좌측부 상의 다이(A)에 비해 -CAD 방향으로 블록 높이의 절반만큼 이동된 경우에 대해 생성될 것이다. 최종 이미지는 도 5의 우측부 상에서 "-5px CAD" 아래에서, 절반은 우측 다이(B)에 의해 인쇄되고 나머지 절반은 좌측 다이(A)에 의해 인쇄되는 패치 P로 구성된 것으로 나타난다. 이 특정 패턴은 단지 예시에 불과함이 이해될 것이다.
시험 패턴(110)의 중앙 영역(114)은 서로 다른 정렬 상태에서 인접한 다이들에 의해 중첩 영역에 인쇄되는 이미지에 대응하는 복수의 이미지로 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 예시에서, 중앙 부분에 인쇄된 기준 패턴(114)은 3개의 이미지(118N, 118- 및 118+)를 포함하며, 이들 이미지는 도 5의 우측부에 도시된 중첩 조건에 대응하여, CAD 방향에서 어떠한 정렬 오차도 없을 때(118N), 음의 CAD 방향에서 정렬 오차가 있을 때(118-), 및 양의 CAD 방향에서 정렬 오차가 있을 때(118+) 중첩 구역에 인쇄되는 패턴을 시뮬레이션한다.
도 5에 도시된 시험 패턴의 및 최종 인쇄된 이미지의 예시가 인쇄 헤드 축 방향(PAD 방향)에서 다이의 어떠한 정렬 오차도 없는 경우를 가정한다. 이하에서 더 설명되겠지만, PAD 방향에서의 정렬 오차는 기준 패턴을 수정함으로써 고려될 수 있다.
도 5의 하단부에서, 다이어그램이 시험 패턴(110)의 서로 다른 부분, 가령, 이미지(118N, 118-, 및 118+)를 스캔할 때 이들 이미지가 서로 다른 출력 신호를 생성할 것임을 보여준다. 이들 출력 신호는 시험 패턴을 기초로 인쇄된 이미지의 지정된 광학 파라미터로부터 얻어질 수 있다. 광학 파라미터는, 예를 들어, 이미지의 광 밀도, 이미지의 명도 또는 광 밀도, 이미지의 스펙트럼 분포, 또는 간섭 패턴이 서로 다른 다이 정렬 상태에서 인쇄될 때 달라질 그 밖의 다른 임의의 적합한 광학 파라미터와 관련될 수 있다. 기재된 예시에서, 스캐닝 장치 및 이미지 프로세서가 신호를 얻어내고, 상기 신호의 레벨은 스캔된 이미지의 광 밀도에 대응한다. 이 예시에서, -CAD 오차를 시뮬레이션하는 이미지(118-)가 최저 신호 레벨을 생성하고 +CAD 오차를 시뮬레이션하는 이미지(118+)가 최고 신호 레벨을 생성하며, 기준 패턴의 일부분(118N)으로부터 얻어진 중간 신호 레벨이 다이의 명목 위치를 시뮬레이션한다. 도 5의 우측부에서 역시 도시된 바와 같이, 서로 다른 CAD 정렬 상태에서 2개의 인접한 다이에 의해 중첩 구역에서 인쇄되는 실제 간섭-유형 패턴을 스캔하는 것으로부터의 신호 레벨이 다이의 중앙 부분을 스캐닝함으로써 얻어지는 기준 신호, 가령, 3개의 기준 이미지(118N, 118- 및 118+)와 매칭된다.
이 관계는 이웃하는 다이들 간 정렬 오차를 결정하는 데 사용될 수 있다.
도 6은 하나의 예시에 따라, 3개의 인접 다이(120, 122, 124)로부터 인쇄된 시험 패턴이 스캔 및 처리될 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다. 이 예시에서 다이(120)는 기준 다이로 간주될 수 있고, 다이(122)는 CAD 방향에서 기준 다이(120)와 정렬된다고 간주될 수 있으며, 다이(124)는 이웃 다이(122)에 비해, CAD 방향에서 정렬 오차를 갖는 다이라고 간주될 수 있다. 또한 도 6의 예시에서, PAD 방향에서는 어떠한 정렬 오차도 존재하지 않는다고 가정된다.
다이(120, 122, 124)의 각각의 중앙 섹션이 각자의 중첩되지 않은 영역(114)에서 동일한 기준 패턴을 인쇄할 것이다. 기준 패턴은 도 5를 참조하여 기재된 것에 대응할 수 있다. 기준 다이(120)와 정렬된 다이(122) 사이에 제1 또는 좌측 중첩 영역(112L)에서, 제1 최종 간섭 이미지가 다이(120 및 122)의 각자의 측부 섹션에 의해 인쇄된다. 이 이미지는 정렬된 상태를 반영하고, 따라서 도 5의 우측부 상의 "명목" 패치에 대응한다. 제2 또는 우측 중첩 구역(112R)에서, 다이(122 및 124)의 각자의 측부 섹션이 명목 간섭 이미지로부터 벗어난 패치를 포함하며, 따라서 CAD 방향에서의 정렬 오차를 나타내는 간섭 이미지를 인쇄한다.
인쇄된 시험 패턴으로부터 도출된 이미지가, 가령, 스캐닝 센서를 전용 스캐너 캐리지 상의 인쇄 매체를 가로지르도록 이동시킴으로써 PAD 방향으로 출력물을 가로질러 이동하는 스캐닝 장치에 의해 검출된다. 도 6은 일반적으로 스캐닝 위치 및 방향이 기준 이미지의 종방향 축에 수직인 PAD 방향으로 연장된다고 예상될 것이다. 그러나 스캐닝 장치를 이송하는 캐리지의 기계적 공차 때문에, 스캐닝 궤적이 PAD 방향에 비스듬하게 연장되도록 실제 스캐닝 위치 및 방향은 예상 스캐닝 위치 및 방향에서 벗어날 수 있다. 스캐닝 장치를 이송하는 캐리지의 기계적 공차 때문에, 이 편차는 인쇄 바의 크기에 따라, 가령, ±5mm 또는 ±10mm 등의 범위 내에 있을 수 있다. 본 명세서의 기준 패턴은, 상당 부분, 스캐닝 장치 및 이들의 캐리지의 기계적 공차에 민감하지 않으며, 정밀 기계화된 캐리지에 의해 이송되지 않는 스캐닝 장치가 사용될 때라도 인쇄 헤드 다이(120, 122, 124)의 정렬 오차를 얻어낼 수 있다. 스캐닝 장치가 예상 스캔 위치를 따라 이동하는지 또는 예상 스캔 위치에서 일정 각도만큼 벗어난 궤적을 따라 이동하는지에 무관하게, 스캐닝 장치에 의해 얻어지는 신호는 여전히 기준 패턴 및 간섭-유형 패턴에 의해 생성되는 이미지의 지정 파라미터, 가령, 광 밀도의 올바른 값을 출력할 것이다. 따라서 시험 패턴이 이 스캐닝 장치의 공차에 대해 민감하지 않기 때문에, 스캐닝 장치가 잘 규정된 스캐닝 궤적을 따라 이동하지 않을 때라도, 정밀한 정렬 오차가 얻어질 수 있다. 예상 스캔 위치로부터의 스캐닝 장치의 궤적의 허용 편차에 대한 한 가지 제한은 스캐닝 장치가 항상 시험 패턴의 각각의 이미지, 즉, 비-중첩 구역(114)에서 나타나는 시뮬레이션된 정렬 상태에 대응하는 이미지 또는 중첩 구역(112L, 112R) 중 하나에서 인쇄되는 간섭 이미지의 일부 부분을 가로질러야 한다는 것이다. 또한 시험 패턴의 개별 이미지를 가로지르는 스캐닝 장치가, 본 예시의 경우 블록 높이 또는 하나의 패치의 적어도 2배에 대응하는 영역, 또는 서로 다른 패치, 가령 도 5의 우측부 상의 패치들의 광학 파라미터를 구별할 수 있기에 충분히 넓은 그 밖의 다른 영역을 스캔하도록, 시험 패턴은 스캐닝 장치의 시계에 적응되어야 한다. 예를 들어, FOV/2의 최대 범위를 갖는 패턴이 적합할 것이다. 명확화하자면 도 6에서, 더 좁은 시계를 갖는 스캐닝 장치가 스캐닝 장치 아래의 패치를 가리지 않도록 도시된다.
따라서 스캐닝 장치는 시험 패턴으로부터 얻어진 다양한 이미지(112L, 118-, 118N, 118+, 및 112R)의 광 밀도 또는 또 다른 광학 파라미터(이하에서, "광 밀도"라고 지칭되지만, 본 발명을 이 특정 광학 파라미터로 한정하는 것은 아니다)를 검출한다. 검출 결과가 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨로 변환된다. 신호 레벨의 예시가 도 6의 하단부에서 도시되며, 여기서 신호(fO, hO, nO; f1, h1, n1; 및 f2, h2, n2)가 기준 다이(120), 정렬된 다이(122) 및 CAD 방향에서 정렬 오차를 갖는 다이(124)에 의해 인쇄된 기준 패턴의 이미지의 광 밀도에 대응한다. 신호(f, h 및 n)가 명목 정렬 상태(h), -CAD 방향으로의 CAD 오차(f) 및 +CAD 방향으로의 CAD 오차(n)에 대응하는 기준 패턴의 이미지의 색 밀도를 반영한다. 신호(M01)는 좌측부 간섭 패턴(112L)으로부터 얻어지며, 기준 다이(120)와 정렬된 다이(122) 간 명목 정렬을 반영하고, 신호(M12)는 우측부 간섭 패턴(112R)에 대응하며, 정렬된 다이(122)와 다이(124) 간 -CAD 방향으로의 정렬 오차를 반영한다.
도 7은 스캐닝 장치의 출력 신호가 처리되어 다이(120)에 대한 다이(122, 124)의 정렬 상태를 결정하는 방식에 대한 하나의 예시를 보여준다. 기준 패턴(114)으로부터 얻어진 신호 레벨(신호 피크 높이: 도 6에서 Sf, Sh, Sn)이 사용되어 회귀 함수, 가령, 도 7에 나타난 선형 회귀 선을 계산할 수 있다. 이 예시에서, 각각의 기준 패턴(114)에 대해 3번의 측정이 존재하며, 각각의 패턴은 명목 정렬 상태에 대한 신호 값(0), -CAD 방향에서의 최대 정렬 오차(-범위), 및 +CAD 방향에서의 최대정렬 오차(+범위)를 생성한다. 이들 신호 레벨은 이 예시의 경우 선형 회귀를 기초로 하는 기준 함수를 얻는 데 사용될 수 있다. 기준 함수가 계산되면, 중첩 영역()에서 이미지로부터 획득된 신호 레벨(도 6의 SM01 및 SM12)이 회귀 함수에 비교되어, 도 7에서 "오차"로 나타나는, 기준 다이(120)와 다이(124) 간 최종 정렬 오차를 얻을 수 있다. 다이(122)에 대한 최종 정렬 오차는 0(zero)이며 다이(124)에 대한 최종 정렬 오차는 최대 편차의 약 ½, 이 경우 블록 높이의 약 ¼인 것이 자명할 수 있다.
강건성(robustness)을 증가시키기 위해, 각각의 기준 패턴(114) 및 기준 패턴의 각각의 이미지(118-, 118N, 118+)에 대해 둘 이상의 측정을 수행하는 것이 가능하다. 일반적으로 페이지-와이드 어레이 프린터에 복수의 다이가 존재하고 각각의 다이는 기준 패턴을 인쇄하는 데 사용될 수 있기 때문에, 기준 신호의 강건성이 매우 우수할 수 있다. 단순화시키자면, 도 7의 예시에서, 기준 패턴당 서로 다른 다이에 의해 인쇄되는 3개의 서로 다른 기준 이미지만으로부터 선형 보간이 계산된다. 예를 들어, 각각의 다이에 대해 더 많은 기준 이미지 또는 상이한 기준 이미지를 이용하는 것이 가능하고, 기준 패턴으로부터 얻어진 신호 레벨이 반드시 인쇄된 시험 패턴의 광 밀도 또는 그 밖의 다른 임의의 광학 파라미터와 선형 관계를 갖는 것은 아니기 때문에, 선형 보간 대신 상이한 유형의 회귀 함수, 가령, 2차 다항식 보간 또는 더 복잡한 함수를 이용하는 것이 또한 가능하다. 실제로, 중첩-대-신호 함수(overlap-to-signal function)가 복잡한 형태를 갖는 듯이, 각각의 다이에 대해 서로 다른 기준 이미지를 이용하고, 따라서 신호 레벨과 정렬 오차 간 관계를 이미징하는 데 더 복잡한 보간 함수를 이용함으로써 강건성은 증가할 수 있다. 추가 상세사항이 이하에서 설명된다.
본 예시는 시험 패턴의 개별 패치의 광 밀도를 검출하며, 이로부터 신호 레벨을 얻어내고, 간섭-유형 패턴으로부터 생성된 신호 레벨을 기준 패턴으로부터 생성된 신호 레벨과 비교하는 것을 바탕으로 하지만, 시험 패턴의 또 다른 파라미터, 가령, 반사율, 색, 또는 명도를 고려하거나, 상이한 유형의 프로세싱을 수행하는 것이 또한 가능하다. 이미지 프로세싱은 완전 디지털화될 수 있다.
앞서 제공된 개념은 인쇄 헤드 출 방향(PAD)에서의 정렬 오차가 0과 상이한 경우까지로 확장될 수 있다. PAD 오차가 인접 다이들의 기준 패턴(114)의 이미지(118-, 118N, 118+)를 이용하여 상기 다이들 간 거리를 계산함으로써 결정될 수 있다. 명목 거리에 대응하거나, 명목 거리로부터 벗어날 수 있는 다이들 간 결정된 거리를 기초로, 기준 패턴(114)이 수정되어, CAD 오차에 추가로 PAD 오차를 더 포함하는 정렬 상태를 또한 시뮬레이션할 수 있다. 이는 CAD 방향에서의 다이의 정렬의 결정에 대한 강건성을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다.
도 8은 도 4 및 5와 관련하여 기재된 패턴에 비교할 때 수정되는 시험 패턴을 이용해 CAD 방향 및 PAD 방향 모두에서의 정렬 오차가 결정될 수 있는 방식에 대한 하나의 예시를 도시한다.
도 8의 예시에서, 다시 시험 패턴을 인쇄하기 위해 3개의 다이(120, 122 및 124)가 사용된다. 3개의 다이 각각의 중앙 부분이 도 4 및 5에 도시된 기준 패턴(114)을 기초로 하지만 다음과 같이 수정되는 3개의 기준 패턴(126, 128, 130) 중 하나씩을 인쇄한다: 기준 패턴(126)은 도 4 및 5의 기준 이미지(118-, 118N 및 118+)에 완전히 대응하며 CAD 방향에서의 서로 다른 세 가지 정렬 오차(+1/2 박스 높이, 0, 및 -1/2 박스 높이의 CAD 오차) 및 0인 PAD 방향에서의 정렬 오차(PAD 오차)를 시뮬레이션하는 3개의 이미지(126-, 126N 및 126+)를 포함한다. 기준 패턴(128)은 이미지(126-, 126N, 및 126+)에 대응하며, 세 가지 서로 다른 CAD 오차를 시뮬레이션하고, PAD 방향에서의 정렬 오차(PAD 오차)를 더 시뮬레이션하는 3개의 이미지(128-, 128N, 및 128+)를 포함한다. 이 시뮬레이션은 하나의 다이가 PAD 방향에서 특정 양(이 예시의 경우, ¼ 블록 폭)만큼 자신의 이웃에 비해 오프셋될 때 중첩 구역에서 생성될 간섭 패턴을 가정한다. 제3의 다이(124)가 기본적으로 기준 패턴(128)에 대응하는 제3 기준 패턴(130)을 생성하며, 여기서 이미지(130-, 130N, 및 130+)가 기준 패턴(128)에 의해 시뮬레이션되는 PAD 오차의 2배인 PAD 오차(이 경우, ½ 블록 폭)를 시뮬레이션한다. 요컨대, 3개의 다이(120, 122, 124)가 0(zero) PAD 오차 및 0 CAD 오차(패치(126N)에서부터 최대 PAD 오차(기준 패턴(130)) 및 최대 CAD 오차(패치(126-, 126+; 128-, 128+; 130-, 130+) 중 임의의 것)까지 인접 다이들 간 정렬 오차를 시뮬레이션하는 총 9개의 기준 이미지를 제공한다.
앞서 기재된 예시에서, 인쇄된 시험 패턴은, 도 8에서 "예상 스캔 위치" 및 "실제 스캔 위치"로 지시되는 바와 같은, 예상 스캐닝 궤적을 따라 또는 기재 스캐닝 궤적에서 벗어난 궤적을 따라 이동할 수 있는 스캐닝 장치에 의해 스캔될 것이다. 이와 관련하여, 도 6에 대한 설명이 참조된다.
도 8의 하단부에서 나타나는 바와 같이, 인쇄된 시험 패턴을 스캔하는 것으로부터, 시험 패턴의 다양한 이미지 또는 패치의 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨이 얻어질 수 있다. 이들 신호는 사용되어, 대응하는 신호 피크들 간 거리를 측정함으로써, PAD 방향에서의 다이들 간 거리를 측정할 수 있고, 또한 CAD 방향에서의 정렬 오차를 더 정밀하게 결정하는 데 사용될 수 있는 복수의 회귀 함수를 계산할 수 있다.
도 8의 예시에서 나타난 바와 같이, 2개의 대응하는 기준 이미지의 하나의 쌍, 가령, 이미지(126- 및 128-)의 거리를 고려할 뿐 아니라, 대응하는 이미지의 쌍의 각각의 이미지 간 거리까지 평가하여 거리 측정치의 강건성을 증가시킴으로써, 이웃 다이의 거리가 측정될 수 있다. 이 예시에서, 각각의 신호의 중심에서의 피크가 사용되어 다이들 간 거리를 계산할 수 있고 2개의 인접한 다이가 PAD 방향에서 명목 거리에 위치하는지(PAD 오차=0) 또는 서로 오프셋이 있는지(PAD 오차≠0)를 평가할 수 있다. 도 8에서, 3개의 거리 측정치, PAD 측정치 #1, #2, 및 #3가 도시된다. 또한 개별 다이에 의해 생성되는 하나의 기준 패턴(126, 128, 130)에 대응하는 각각의 신호 레벨 세트는 개별 회귀 함수, 가령, 도 8의 하단부의 다이어그램의 "회귀 직선 +0PAD", "회귀 직선 +1PAD", 및 "회귀 직선 +2PAD"로 지정된 선형 회귀 함수를 얻기 위해 사용될 수 있다. 이들 회귀 함수 각각은 각자의 기준 패턴에 의해 시뮬레이션되는 지정된 PAD 오차와 연관된다. 이제 다이(120, 122, 124) 간 PAD 오차가 알려졌기 때문에, 중첩 영역(132, 134)에서 인쇄되는 간섭-유형 패턴으로부터 얻어지는 신호 레벨이 다이의 각자의 쌍에 대해 결정된 PAD 오차에 대응하는 회귀 함수에 비교될 수 있다.
본 예시에서, 서로 다른 CAD 오차를 시뮬레이션하는 기준 패턴(128 및 130)이 동일 방향에서의 정렬 오차(가령, +¼ 블록 폭 및 +½ 블록 폭)를 반영한다. 생성된 신호에서의 PAD 정렬 오차의 효과가 양의 PAD 오차와 음의 PAD 오차에 대해 동일하다. 이는 본 예시에서처럼 시험 패턴이 박스들의 행(row)으로부터 생성될 때 적어도 사실이다. 상이한 유형의 시험 패턴의 경우, 필요에 따라, 양의 PAD 오차 기준 또는 음의 PAD 오차 기준을 제공하는 것이 권장될 수 있다.
도 9는 페이지-와이드 어레이 프린터의 인쇄 바(120)의 복수의 인쇄 헤드의 각자의 다이에 의해 인쇄되는 복수의 시험 패턴(140-1, 140-2, 140-3, ... 140-N)을 도시한다. 도 9의 예시에서, 각각의 인쇄 헤드는 6개의 다이를 포함하며, 여기서 각각의 다이는 시험 패턴(140-1, 140-2, 140-3, ... 140-N) 중 하나를 인쇄하는 데 사용될 수 있다. 도 9에서도 도시되는 바와 같이, 상이한 PAD 오차를 시뮬레이션하는 상이한 기준 패턴을 인쇄하기 위해 상이한 다이가 사용될 수 있으며, 가령, 시험 패턴(140-1)에서 0 PAD 오차, 시험 패턴(140-2)에서 +/- 1 PAD 오차, 시험 패턴(140-3)에서 +/- 2 PAD 오차 등을 시뮬레이션한다. 일반적으로 이들 시험 패턴은 도 8을 참조하여 기재된 시험 패턴(126, 128, 130)에 대응한다. 도 9는 추가 정렬 상태가 시험 패턴에 의해 시뮬레이션될 수 있음을 더 보여주며, 가령, 더 심각한 정렬 오차가 시험 패턴(140-N)에 의해 시뮬레이션된다. 이 예시에서, 시험 패턴의 2개의 측부에서의 간섭-유형 패턴이 동일하다.
도 10은 앞서 설명된 원리를 기초로, 다이들 간 정렬 오차를 결정하는 프로세스의 하나의 예시를 도시하기 위한 개략도를 제공한다. 그 후 결정된 정렬 오차가 사용되어 결정된 임의의 정렬 오차를 보상하기 위한 인쇄 프로세스를 제어할 수 있다.
블록 번호(1)에서, 시험 패턴이 인쇄되며, 각각의 시험 패턴은 자신의 측부 부분에서 간섭-유형 패턴을 그리고 중앙 부분에서 기준 패턴을 포함한다. 단일 다이 내 각각의 기준 패턴이 CAD 방향에서의 3개의 정렬 상태를 시뮬레이션하고, 여기서 기준 패턴은 PAD 방향에서의 서로 다른 정렬 상태를 더 시뮬레이션하며, 각각의 다이는 블록 번호(1)에서 PAD 0, PAD 1, PAD 2, ... PAD N으로 지정되는 상이한 PAD 오차를 가진다. 이들 시험 패턴은 도 7 및 8에서 도시되고 앞서 기재된 바에 대응한다.
블록 번호(2)에 도시된 바와 같이, 인쇄 바의 각각의 다이 또는 선택된 개수의 다이가 시험 패턴 중 하나를 인쇄하고 인쇄된 이미지 또는 플롯이 스캔된다. 스캐너가 정의된 궤적을 따라 정확하게 이동할 필요는 없으며, 앞서 설명된 바와 같이, 시계가 인쇄된 이미지 각각을 가로질러, 각각의 이미지의 적어도 하나의 패치를 캡처하는 것이 충분하다. 스캐닝 장치의 출력 신호가 이미지 프로세서에서 프로세싱되어, 스캔된 이미지의 일부 광학 파라미터, 가령, 광 밀도에 대응하는 신호 또는 값을 얻어낼 수 있다. 도 5의 예시에서, 예시된 신호가 각각의 스캐닝된 이미지, 가령, 각각의 시험 패턴으로부터 인쇄되는 3개의 기준 이미지 및 각자의 간섭-유형 패턴에 중첩하는 2개의 다이의 중첩 영역에서 인쇄된 하나의 간섭 이미지의 광 밀도를 나타낸다. 앞서 설명된 바와 같이, 시험 패턴은 스캐닝 장치의 정렬 오차에 민감하지 않다. 또한 시험 패턴으로부터 얻어진 신호가 블록(2)에서 아날로그 형태로 나타나지만, 완전 디지털 표현을 포함해, 인쇄된 이미지의 광학 특성의 그 밖의 다른 임의의 표현이 사용될 수 있다.
신호 피크의 위치로부터, 인쇄 바의 개별 다이들 간 거리가 계산되어, PAD 방향에서의 다이의 상대적 정렬을 검증할 수 있다. 지정 거리로부터의 임의의 편차가 PAD 오차로서 인식될 수 있으며, 블록(3)을 참조할 수 있다.
CAD 오차를 결정하기 위해, 앞서 설명된 바와 같이, 기준 패턴으로부터 얻어지는 신호 레벨이 사용되어 회귀 함수를 계산할 수 있다. 블록(4a)에서 나타나는 하나 가지 접근법이, PAD 오차 경우 각각에 대해, 1차 다항식 또는 2차 다항식 또는 그 밖의 다른 임의의 수학적 접합일 수 있는 1차원 적합(one-dimensional fitting)을 이용하여, 블록(4a)에서 도시된 바와 같이, CAD 오차에 대한 하나의 함수 CAD = f(신호_레벨)이 PAD 오차마다 제공되도록 하는 것이다. 결국, PAD 적합의 행렬로 조합될 수 있는 각각의 PAD 오차에 대해 하나씩의 적합 함수인 1차원 적합 함수의 세트가 존재할 수 있다. 대안으로, 신호 높이 및 PAD 오차에 따라 달라지는 CAD 오차의 함수, 가령, CAD = f(PAD, 신호_레벨)를 제공함으로써 2차원 적합을 수행하는 것이 가능하다. 이 경우, 다변량 적합, 가령, 일부 쌍삼차(Bicubic), 쌍선형(Bilinear), 베지어(Bezier) 적합 등이 사용될 수 있다. 이는 블록(4b)에서 도시된다. 이러한 두 번째 경우, 결과는 특정 좌표 [PAD, 신호_레벨]로부터의 CAD 오차를 직접 산출할 수 있는 함수이다. 이는 블록(4b)에서 개략적으로 곡면으로서 도시된다. "신호_레벨(SignalLevel)"은 스캐너에 의해 검출된 광학 파라미터로부터 얻어진 값을 나타낸다.
블록(4a)에 도시되는 접근법을 이용할 때, 2개의 다이들 간 결정된 PAD 오차가 PAD 기준들 중 가운데 있는 2개인 경우, 2개의 가장 가까운 PAD 오차에 대응하는 기준 패턴으로부터 얻어진 최종 CAD 오차들 간 보간을 이용하는 것이 권장될 수 있다. 예를 들어, 2개의 다이들 간 측정된 PAD 오차가 1.5인 경우, 간섭-유형 패턴으로부터 얻어진 신호가 PAD 1 및 PAD 2의 2개의 CAD 적합들 간에 보간된 함수에 비교되어야 한다. 그 밖의 다른 접근법, 가령, 측정된 값과 가장 가까운 PAD 값을 갖는 최근접 다이의 CAD 적합 또는 그 밖의 다른 임의의 기준을 이용하는 것이 사용될 수 있다. 박스(4b)의 2차원 접근법을 이용할 때, 각자의 "보간된" 값이 2차원 적합 CAD = f(PAD, 신호_레벨)으로부터 직접 얻어질 수 있다.
박스(5)는 (점선으로 둘러싸인) 간섭-유형 패턴으로부터 얻어진 신호가, 박스(3)으로부터 얻어진 PAD 오차와 조합되어, CAD 오차를 계산하도록 사용될 수 있다. 1차원 적합의 경우, 블록(3)에서 결정되는 PAD 오차를 기초로 적절한 회귀 함수가 선택된다. 2차원 접근법을 이용해, CAD 오차를 결정하기 위해 PAD 오차 및 신호 레벨이 적합 함수에 직접 입력될 수 있다. 회귀 또는 적합 함수는, 검출된 광학 파라미터와 PAD 오차 및 CAD 오차가 신호 레벨에 미치는 영향 간 관계에 따라 달라질 선형 회귀 또는 임의의 더 높은 차수의 다항식을 기초로 할 수 있다.
앞서, 기준 패턴과 간섭-유형 패턴을 포함하는 한 유형의 시험 패턴이 예시로서 설명되었다. 동일한 원리를 따르는 그 밖의 다른 패턴이 존재하고 사용될 수 있다. 예를 들어, 기준 패턴이 작은 블록들의 그룹 대신, 특정 정렬 상태에 대해 예상 신호 피크를 정밀하게 측정하기 위한 예상 잉크 밀도를 갖는 연속 패치로서 설계될 수 있다. 기준 패턴의 각자의 3개의 패치된 이미지에 의해 나타났던 것과 유사한 잉크 밀도의 그레디언트를 갖는 큰 블록을, 이산 블록-단차 패턴을 제공하는 대신 연속 형태로 제공하는 것이 또한 가능하다. 또한, 복수의 박스를 이용하는 것 대신, 기준 패턴 또는 간섭-유형 패턴에 대해, 도트(dot)-형태 또는 그 밖의 다른 임의의 형태의 간섭 패턴을 이용하는 것이 가능하며, 하나의 연속적인 박스 또는 상이한 형태의 패치 내에서 잉크 밀도를 변화시키는 것이 가능하고, 2개의 엇갈려 끼워진 빗 또는 지퍼와 유사하게, 측부 상의 열(column)을 갖는 엇갈려 끼워진 빗살의 세트를 제공하는 것이 가능하며, 엇갈려 끼워진 쐐기-형태의 패턴 또는 중첩 영역에 인쇄될 간섭-유형 패턴 및 다이의 서로 다른 정렬 상태를 시뮬레이션하는 기준 패턴 및 중첩 영역에 인쇄되는 최종 이미지에 적합한 그 밖의 다른 임의의 형태를 제공하는 것이 가능하다.
도 11 내지 14는 앞서 기재된 시험 패턴과 동일하거나 유사한 방식으로 사용될 수 있는 시험 패턴의 대안적 예시를 도시한다. 도 11 내지 13에서, 중첩 영역에서 간섭 패턴을 인쇄하는 2개의 중첩하는 다이의 서로 다른 3개의 정렬 상태를 시뮬레이션하는 각자의 기준 패턴만 도시된다.
도 11은 엇갈려 끼워진 패턴(interleaved pattern)의 하나의 예시를 보여주며, 여기서 2개의 인접한 다이의 측부 노즐이, 중첩 영역에, 패턴이 서로를 보완하고 엇갈려 끼워지거나(interleaved) 사이에 삽입되어 있는(interdigitated) 각자의 빗-형태의 패턴을 인쇄할 것이다. 도 11에서, 다이들 중 하나에 의해 인쇄되는 패턴이 수평 방향 빗금으로 나타나고 나머지 한 패턴이 수직 방향 빗금으로 나타난다. 각자의 빗금이 인접한 다이에 의해 인쇄되는 서로 다른 색을 나타낸다. 도 5 내지 8을 참조하여 앞서 설명된 바와 같이, 기준 패턴의 우측부 및 좌측부에서의 간섭-유형 패턴이 CAD 방향에서 서로에 대해 오프셋될 것이다. 도 11의 경우, 오프셋은 "빗"의 "빗살" 중 하나의 높이의 ½일 수 있다. 따라서 간섭-유형 패턴이 중첩 영역에서 인쇄될 때, 2개의 중첩하는 다이의 정렬 상태에 따라, 서로 다른 간섭 이미지가 도출될 것이며, 기준 패턴은 이들 서로 다른 정렬 상태를 시뮬레이션한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 이 예시에서, "빗살"의 높이의 ½인 -CAD 오프셋이 존재하는 경우, 빗-형태의 패턴이 서로를 완전히 보완할 것이다. 어떠한 CAD 오차도 없을 때 빗의 "빗살"들은 부분적으로 중첩될 것이며, "빗살"의 높이의 ½인 +CAD 오차가 있을 때 빗의 "빗살"들은 완전히 중첩될 것이다.
도 12 및 13은 엇갈려 끼워지거나 사이에 삽입된 시험 패턴의 두 가지 다른 예시를 보여주며, 여기서 삼각형의 대향하는 행이 중첩하는 다이의 각자의 측부 노즐에 의해 중첩 구역에서 인쇄되고, 여기서 정렬 상태에 따라, 상기 삼각형은 서로를 보완하거나 서로와 중첩될 것이다.
도 14에 도시된 또 다른 예시에서, 도 5의 기준 패턴의 반전된 또는 "네거티브" 버전이 사용되며, 여기서 도 14의 좌측부와 우측부 상에 나타나는 바와 같이, 간섭-유형 패턴이 검은색 배경 상의 희색 박스로 구성된다. 서로 다른 CAD 정렬 상태를 시뮬레이션하는 각자의 기준 패턴이 또한 블록 높이의 ½인 +CAD 오차에 대해 흰색 박스, 또는 어떠한 CAD 정렬 오차가 없을 때 회색-흰색-회색-검은색의 시퀀스를 포함하는 패치, 또는 블록 높이의 ½인 -CAD 오차에 대해 완전히 회색인 패치를 포함할 수 있다.
도 11 내지 14의 시험 패턴 각각에서, 도 5에 도시된 시험 패턴에 대해 앞서 설명된 바와 같이, 시험 패턴의 우측부 및 좌측부 상의 각자의 간섭-유형 패턴은 CAD 방향에서 서로에 대해 오프셋되어 있다.
도 15는 상기 접근법 중 하나를 이용해 프린터를 제어하는 방법의 하나의 예시의 흐름도를 도시한다. 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함하고, 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축 방향으로 연장되는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함하며, 각각의 노즐 어레이는 노즐의 중앙 섹션 및 노즐의 측부 섹션을 포함하며, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들은 중첩해서 중첩 영역을 형성하고 노즐 어레이의 중앙 섹션은 중첩되지 않은 영역을 형성한다. 상기 방법은, 시험 패턴을 생성하는 단계(80) - 상기 시험 패턴은 간섭-유형 패턴 및 기준 패턴을 포함하고, 상기 기준 패턴은 정렬 상태를 시뮬레이션하는 기준 이미지를 포함함 - , 적어도 2개의 노즐 어레이를 이용해 시험 패턴을 인쇄하는 단계(82) - 간섭-유형 패턴은 중첩 영역에서 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 인쇄되고 기준 패턴은 중첩되지 않은 영역에서 노즐 어레이의 중앙 섹션에 의해 인쇄됨 - , 시험 패턴으로부터 도출된 인쇄된 이미지를 스캔하는 단계(84) - 중첩 영역에 인쇄된 간섭 이미지 및 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 이미지의 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨을 생성하는 단계(86), 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 이미지를 기초로 신호 레벨 대 시뮬레이션된 정렬 상태의 회귀 함수를 계산하는 단계(88), 중첩 영역에서 인쇄되는 패턴의 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨을 회귀 함수들 중 하나에 비교하여, 비교로부터 노즐 어레이의 정렬에 대한 정보를 얻는 단계(90), 및 얻어낸 정보를 기초로 정렬 오차를 보상하도록 프린터를 제어하는 단계(92)를 포함한다.
또 다른 측면에서, 프린터를 제어하는 방법이 제공될 수 있으며, 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함하고, 각각의 인쇄 헤드는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함하며, 방법은, 기준 패턴을 인쇄하는 단계, 및 시험 패턴을 인쇄하는 단계를 포함하고, 시험 패턴은 중첩 영역에서 상기 인쇄 헤드의 적어도 2개의 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 간섭-유형 패턴을 포함한다. 기준 패턴은, 노즐 어레이가 명목 위치에 있을 경우 중첩 영역에 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴을 시뮬레이션하는 이미지, 및 노즐 어레이가 서로에 대해 오정렬된 경우 중첩 영역에 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴을 시뮬레이션하는 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 시험 패턴으로부터 도출된 인쇄된 이미지를 스캔하는 단계, 시험 패턴으로부터 도출된 인쇄된 이미지를 기준 패턴에 비교하는 단계, 및 상기 비교로부터 정렬 정보를 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 추가 측면은 예를 들어 스캐닝 프린터에서 사용될 수 있고, 여기서 기준 이미지는 서로 다른 양방향 정렬 상태를 시뮬레이션한다. 간섭-유형 패턴은 예를 들어 동일한 중첩 영역에서 순방향 인쇄 및 역방향 인쇄가 이뤄지는 양방향 모드로 인쇄될 수 있다. 그 후 간섭 패턴으로부터 도출된 프린터 이미지가 기준 패턴에 비교될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 스캐닝 프린터의 하나 또는 2개의 인쇄 헤드에서 제공되는 2개의 평행하는 다이는, 두 다이 중 하나씩의 다이가 개별적으로 인쇄하는 기준 이미지와 두 다이가 함께 중첩 영역에 인쇄하는 간섭 이미지의 비교를 기초로, 정렬될 수 있다.
본 명세서의 방법 및 프린터는 스캐닝 장치에 의해 1회 통과로 평가되어, PAD 방향과 CAD 방향 모두에서 정렬 오차를 결정할 수 있는 정렬 패턴을 이용한다. 스캐닝 장치의 단 한 번의 스캔이 PAD 방향과 CAD 방향에서 정렬 오차를 결정하기 위해 필요한 데이터를 수집하는 데 충분하지만, 프린터는 또한 강건성을 증가시키기 위해 복수의 스캔을 수행할 수 있으나, 이 스캔 횟수는 낮을 수 있고, 가령 2회 또는 3회 스캔일 수 있다. 추가 스캔이 수행될 수 있지만, 추가 스캔의 횟수는 강건성을 증가시키기 위해 결과들 간 "일관성"을 체크하고 (시작 부분에서 또는 일부 발사 시간 후에 적절하게 수행하지 않는 다이로 인한) 특이치를 피하기 위한 최소 횟수로 유지될 수 있다. 도 5 및 7에서 예시된 바와 같이, 스캐닝 장치가 시험 패턴을 예상 궤적을 따라 가로지르는지 또는 예상 궤적에서 벗어난 궤적을 따라 가로지르는지 여부에 무관하게, 동일하거나 거의 동일한 신호 레벨을 얻을 것이기 때문에, 시험 패턴은 매체 전진 오차 및 스캐닝 장치에서의 이동, 위치, 궤적 오차에 매우 강건하다. 스캐닝 궤적의 최대 편차를 가정해도 스캐닝 장치의 시계 내에 여전히 있도록 시험 패턴은 CAD 방향에서 충분히 큰 영역을 커버해야 한다.
시험 패턴은 페이지-와이드 어레이 프린터에서 또는 스캐닝 프린터에서 다이들 간 정렬 오차를 결정하는 데 사용될 수 있다. 스캐닝 프린터에서, 시험 패턴은 동일하거나 상이한 다이의 양방향 정렬 또는 두 다이의 서로에 대한 정렬을 위한 것일 수 있다. 양방향 인쇄 모드에서, 예를 들어, 2개의 인접한 다이에 의해 중첩 구역에 간섭-유형 패턴을 인쇄하는 대신, 간섭-유형 패턴은 동일하거나 상이한 다이에 의해 순방향 또는 역방향으로 인쇄될 수 있다. 정렬 오차에 대한 정보가 인쇄 헤드 다이를 교정(calibrate)하기 위해 사용될 수 있다. 또한 시험 패턴이 사용되어 매체 전진 교정을 수행할 수 있다. 이 경우, 패턴은 몇 회의 매체 전진 사이클로 인쇄될 수 있으며, 인쇄 매체의 PAD 및/또는 CAD 정렬 오차가 인접 다이들 간 정렬 오차와 동일한 방식으로 결정될 수 있다. 결정된 정렬 오차로부터, 인쇄 매체의 이동이 결정되고 교정될 수 있다.
매체 전진 오차를 결정하기 위해, 시험 패턴이 적어도 2회의 후속 매체 전진 사이클에서 인쇄될 것이며, 인쇄된 이미지가 동일하거나 상이한 인쇄 매체 상에 인쇄된 기준 이미지에 비교될 수 있다.
본 명세서의 시험 패턴을 이용함으로써, 인쇄 헤드 다이의 정렬 및 인쇄 매체 전진의 정밀도가 스캐닝 장치의 기계적 공차에 대해 극히 강건하면서 적은 매체 소비, 적은 횟수의 스캔, 적은 계산 요건으로 결정될 수 있다. 정렬 오차를 검출하고 이에 따라 교정을 수행하는 데 필요한 시간이 적다.

Claims (15)

  1. 프린터 제어 방법으로서,
    상기 프린터는 인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드를 포함하고, 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함하며, 각각의 노즐 어레이는 노즐의 중앙 섹션 및 노즐의 측부 섹션을 포함하되, 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들은 중첩해서 중첩 영역(overlap region)을 형성하고 상기 노즐 어레이들의 상기 중앙 섹션들은 중첩되지 않은 영역(non-overlap region)을 형성하며,
    상기 방법은,
    적어도 2개의 노즐 어레이들을 이용해 시험 패턴을 인쇄하는 단계 ― 상기 시험 패턴은 상기 노즐 어레이들의 상기 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 인쇄되는 간섭-유형 패턴 및 상기 노즐 어레이들의 상기 중앙 섹션에 의해 상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 패턴을 포함함 ― 와,
    상기 인쇄된 시험 패턴의 특성을 검출하는 단계와,
    상기 중첩 영역에 인쇄되는 상기 시험 패턴의 특성과 상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 상기 시험 패턴의 특성을 비교하는 단계와,
    상기 비교로부터 정렬 정보를 얻는 단계
    를 포함하되,
    상기 간섭-유형 패턴은 상기 인쇄 헤드 축에 수직으로 연장되는 행(row)으로 인쇄된 피쳐(feature)의 그룹을 포함하고,
    상기 노즐 어레이들이 명목 위치(nominal position)에 있는 경우, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들에 의해 동일한 중첩 영역에 인쇄되는 피쳐들은, 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 있고,
    상기 기준 패턴은 기준 이미지의 세트를 포함하고,
    상기 기준 이미지는, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 동일한 중첩 영역에 인쇄되는 피쳐를 상기 노즐 어레이들의 복수의 정렬 상태에 대해 시뮬레이션하는
    프린터 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준 패턴은,
    상기 이웃하는 노즐 어레이들이 명목 위치에 있는 경우 상기 이웃하는 노즐 어레이들의 상기 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지와,
    상기 이웃하는 노즐 어레이들이 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 제1 방향에서 오정렬되는 경우 상기 이웃하는 노즐 어레이들의 상기 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지와,
    상기 이웃하는 노즐 어레이들이 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 제2 방향에서 오정렬되는 경우 상기 이웃하는 노즐 어레이들의 상기 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 인쇄될 때의 간섭-유형 패턴에 대응하는 이미지 ― 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 반대 방향임 ―
    중 적어도 하나를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄된 시험 패턴의 특성을 검출하는 단계는, 상기 중첩 영역에 인쇄된 패턴의 일부분 및 상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄된 상기 기준 이미지의 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨을 생성하는 단계를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인쇄된 시험 패턴의 특성을 비교하는 단계는
    상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 상기 기준 이미지를 기초로 상기 신호 레벨 대(versus) 상기 시뮬레이션된 정렬 상태의 회귀 함수를 계산하는 단계와,
    상기 중첩 영역에 인쇄된 상기 패턴의 상기 광학 파라미터에 대응하는 신호 레벨을 상기 회귀 함수에 대해 비교하는 단계
    를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 노즐 어레이들에 의해 각자의 상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 이미지들의 거리를 측정해서, 인쇄 헤드 축 방향에서의 노즐 어레이들의 정렬에 대한 정보를 얻는
    프린터 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제1 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 상기 기준 패턴은, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 상기 인쇄 헤드 축 방향으로의 오정렬없이 인쇄되는 패턴을 시뮬레이션하는 제1 기준 이미지를 포함하고,
    제2 노즐 어레이에 의해 인쇄되는 상기 기준 패턴은, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 상기 인쇄 헤드 축 방향으로의 소정의 오정렬을 갖고 인쇄되는 패턴을 시뮬레이션하는 제2 기준 이미지를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기준 이미지로부터 제1 신호 레벨 그룹을 얻고, 상기 제2 기준 이미지로부터 제2 신호 레벨 그룹을 얻는 단계와,
    상기 제1 신호 레벨 그룹을 기초로 제1 회귀 함수를 계산하고, 상기 제2 신호 레벨 그룹을 기초로 제2 회귀 함수를 계산하는 단계와,
    노즐 어레이들의 인쇄 헤드 축 방향에서의 정렬과 관련해서 얻어낸 정보에 기초해서, 상기 제 1 회귀 함수 및 상기 제 2 회귀 함수 중 하나를 선택하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 노즐 어레이들의 중첩 영역에 인쇄된 상기 패턴의 광학 파라미터에 대응하는 상기 신호 레벨을, 상기 선택한 회귀 함수와 비교하는 단계
    를 더 포함하는 프린터 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 간섭-유형 패턴은 상기 인쇄 헤드 축에 수직으로 연장되는 행(row)으로 인쇄되는 이격된 블록의 그룹을 포함하되, 각각의 블록은 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 상기 방향으로 상기 노즐 어레이들의 예상 최대 오정렬에 대응하는 높이를 가지며,
    상기 블록들 간의 거리는 상기 블록의 높이와 동일하고,
    2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 동일한 중첩 영역에 인쇄되는 이격된 블록의 그룹은, 상기 노즐 어레이들이 명목 위치에 있을 때 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 방향에서 상기 블록의 높이의 절반만큼 서로에 대해 오프셋되는
    프린터 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 간섭-유형 패턴은, 상기 인쇄 헤드 축에 수직으로 연장되는 행으로 인쇄된 이격된 피쳐의 그룹과, 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 방향으로 연장되고 자신의 길이 방향을 따라 색 밀도의 그레디언트를 갖는 긴 형상의 피쳐, 및 엇갈려 끼워진(interleaved) 패턴 구조, 중 적어도 하나를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기준 패턴은, 예상 색 밀도를 갖는 하나 이상의 피쳐와, 색 밀도의 그레디언트를 갖는 하나 이사의 피쳐 중 적어도 하나를 포함하는
    프린터 제어 방법.
  13. 프린터로서,
    인쇄 구역을 가로질러 연장되는 복수의 인쇄 헤드 ― 각각의 인쇄 헤드는 인쇄 헤드 축의 방향으로 연장되는 적어도 하나의 노즐 어레이를 포함하며, 각각의 노즐 어레이는 노즐의 중앙 섹션 및 노즐의 측부 섹션을 포함하되, 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들은 중첩해서 중첩 영역을 형성하고 상기 노즐 어레이들의 중앙 섹션들은 중첩되지 않은 영역을 형성함 ― 와,
    인쇄 매체를 가로질러 스캔하기 위한 캐리지(carriage) 상에 장착되는 스캐닝 장치와,
    프린터 제어기
    를 포함하고,
    상기 프린터 제어기는
    적어도 2개의 노즐 어레이들을 이용해 시험 패턴을 인쇄하도록 상기 인쇄 헤드를 구동시키는 명령 ― 상기 시험 패턴은 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 상기 중첩 영역에 인쇄되는 간섭-유형 패턴 및 상기 노즐 어레이들의 중앙 섹션에 의해 상기 중첩되지 않은 영역에 인쇄되는 기준 패턴을 포함하며,
    상기 간섭-유형 패턴은 상기 인쇄 헤드 축에 수직으로 연장되는 행(row)으로 인쇄된 피쳐(feature)의 그룹을 포함하고,
    상기 노즐 어레이들이 명목 위치(nominal position)에 있는 경우, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들에 의해 동일한 중첩 영역에 인쇄되는 피쳐들은, 상기 인쇄 헤드 축에 수직인 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 있고,
    상기 기준 패턴은 기준 이미지의 세트를 포함하고,
    상기 기준 이미지는, 2개의 이웃하는 노즐 어레이들의 측부 섹션들에 의해 동일한 중첩 영역에 인쇄되는 피쳐를 상기 노즐 어레이들의 복수의 정렬 상태에 대해 시뮬레이션함 ― 과,
    상기 인쇄된 시험 패턴을 스캔하도록 스캐너를 구동시키는 명령과,
    상기 중첩 영역의 상기 스캔된 시험 패턴의 특성과 상기 중첩되지 않은 영역의 상기 스캔된 시험 패턴의 특성을 서로 비교하는 명령과,
    상기 비교로부터 정렬 정보를 얻는 명령
    을 포함하는
    프린터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 인쇄 헤드는 페이지-와이드 어레이 인쇄 헤드를 포함하고,
    각각의 인쇄 헤드는 복수의 노즐 어레이를 포함하는
    프린터.
  15. 삭제
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