KR19980042461A - 연속 멀티컬러 잉크 젯 인쇄기, 상기 인쇄기의 동기화 방법 및,상기 인쇄기를 사용하여 얻어지는 인쇄물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 멀티 컬러 잉크 젯 인쇄기에 관한 것이며, 이것은 잉크 회로(44)에 의해 잉크가 공급되며 센서(41)와 연계된 최소한 하나의 인쇄 헤드(Ti) 아래에서 모터(43)에 의해 구동되는 기판(50), 처리 제어기(46)에 연결된 동기화 회로(45) 및, 기판 구동 모터에 배치되어 신호(TACHY)를 동기화 회로(45)에 전달하는 위치 엔코더(48)를 포함하며, 이러한 엔코더는 고 해상도 위치 엔코더이다.

Description

연속 멀티컬러 잉크 젯 인쇄기, 상기 인쇄기의 동기화 방법 및, 상기 인쇄기를 사용하여 얻어지는 인쇄물

본 발명은 연속 멀티칼라 잉크 젯 인쇄기(continuous multicoloer ink jet press)와, 상기 인쇄기의 동기화 방법(synchronization process)과, 상기 인쇄기를 이용하여 얻어지는 인쇄물에 관한 것이다.

디지털 잉크젯 인쇄 시스템은 최근에 많이 발전했으며, 특히 컬러 사진과 함께 사무 자동화 인쇄에 적용되는 예에 있어서 발전했다. 잉크 젯 방법은 종전의 접촉식 인쇄 기술에 비하여 정숙한 작동 및, 기판에 대한 비접촉과 같은 부정할 수 없는 장점을 가지고 있다.

잉크젯은 전자 사진 기술과 같은 다른 디지털 컬러 인쇄 기술보다 비용이 저렴하며, 또한 컬러 재생에 있어서 보다 나은 성능 및, 상이한 특성을 가진 다양한 기판에 인쇄하는데 있어서 보다 나은 능력을 구비한다.

직물, 포스터, 벽 또는 바닥의 포장, 레이블(label), 플라스틱 카드와 같은 산업용 컬러 인쇄의 적용예, 또는 심지어 책/잡지 또는 카달로그의 인쇄에 있어서도, 현재 사용되고 있는 인쇄 시스템은 여전히 음각 인쇄술, 오프셋 또는 실크 스크린 인쇄와 같은 접촉에 의해 작동되는 전통적인 기술을 이용하고 있다. 이러한 기술들은 실시하는 비용이 고가이며, 이는 음각 인쇄용 조각 롤, 실크 스크린 인쇄용 스크린, 또는 오프셋 플레이트(offset plate)와 같은 기계적인 이메이지 캐리어(image carrier)들이 적용될 수 있기 전에, 상기 이메이지 캐리어들이 만들어져서 인쇄되어야할 이메이지가 구체화되어야 하기 때문이다. 이러한 이메이지 캐리어들을 제작하는데 필요한 비용과 시간은 단기간내에 소량의 연속 출판물을 인쇄하는데 있어서 주된 장애물이다.

산업용 인쇄물의 디자인은 다음과 같은 전통적인 인쇄 기술의 제약 아래에서 변화되어왔다.

·인쇄물은 길고 비용이 많이 드는 생산 라인(production line)을 벗어나서 개인화된다.

·인쇄 업자들은 소량의 연속 출판물의 생산을 단념하였는데, 이들은 컬러를 바꿀 때의 잉크의 손실과, 인쇄를 재개할 때 새로운 캐리어를 조절하는 결과로서의 제품의 손실을, 이메이지 캐리어를 바꾸는 동안의 조업 정지에 의해 초래된 고비용에 전가한다.

·생산은 다수의 동일한 주문을 조합한 긴 연속물로 조직된다. 소비자의 즉각적인 수요를 충족시키는 제품을 분배 회로에 공급하기 위하여 시간에 바로 대는 제조는 불가능하다. 다른 한편으로, 이러한 전통적인 생산 시스템은 부피가 크고 값비싼 재고 목록을 발생시킨다. 팔리지 않아서 열화된 제품이 종종 생기며, 생산에 있어서 재고가 많아진다.

그러나, 전통적인 시스템은 디지털 인쇄에 기초한 시스템에 의해 교체되고 있다:

- 이것은 정보 고속 도로와 같은 디지털 코뮤니케이션 시스템의 도래로써 이루어지는데, 이는 제품 수요에 관하여 항상 정보를 제공하여 시간에 바로 대는 주문과 생산을 가능하게 한다.

- 이것은 소비자와 사용자의 압력하에 이루어지는데, 이들의 요구, 기호 및, 유행 양식은 점점 다양해지고 변덕스러워진다.

- 이것은 분배 회로의 제약하에서 이루어지는데, 이것은 재고와 팔리지 않은 제품에 의해 대부분이 발생되는 비용을 감소시킬 것을 원한다.

디지털 생산 기술이 인쇄 품질을 손상시키지 않는다면, 인쇄 산업은 디지털 생산 기술을 채택하게 될 것이며, 이것은 보다 융통성이 있고 신속한 것이다. 잉크 젯은 가시화되고 있는 주요 후보 기술들중 하나이다.

잉크 젯 인쇄, 특히 일탈된 연속 젯 기술(deviated continuous jet technology)을 사용하는 것은, 본 발명의 상세한 설명 말미의 참고 서류(1)에 기술된 바와 같이, 매우 광범위한 프린트 헤드의 제조에 대하여 매우 적절하다. 연속 멀티컬러 인쇄기(continuous multicolor press)가 제작될 수 있으며, 이것은 몇 개의 인쇄 헤드가 직렬로 설치되어 프린트 헤드 아래로 연속적으로 통과하는 스트립 기판(strip substrate)에 인쇄하는 것이다. 이러한 전자 출판에 드는 비용은 전통적인 기계적 출판에 드는 비용보다 비싸지만, 전자 출판은 시간에 바로 대는 생산과, 짧은 연속 출판물과, 제품의 일관 주문 생산과, 새로운 그림을 위하여 이메이지 캐리어를 설정하는데 필요한 투자를 감소시키는 것을 가능하게 하기 때문에, 이것의 경제적인 운전 조건은 양호하다. 그러나, 디지털 인쇄기를 위한 새로운 운전 조건은 이제까지 알려지지 않은 새로운 제약을 가져온다.

·연속 출판물은 짧으며, 그 결과로서 기판의 전진이 종종 중지되고 재개되기 때문에 가변적인 속도로 인쇄가 가능하여야 한다. 제품에서의 재고를 최소화하기 위하여, 미래에는 인쇄 공정이 온 라인(on line)으로 수행되거나, 또는 기판 자체의 제조 및, 접착(gluing), 칼렌더링(calendering) 또는 포장과 같은 다른 생산 단계와 통합될 것이다. 따라서 기판 속도에서의 변화가 종종 일어나게 되며, 이는 속도의 변화가 생산 라인에서 다른 공정의 변화와 연관되어 있기 때문이다.

·제품의 품질 요건은 고 해상도와 칼라의 중첩(superposition) 및 병치(juxtaposition)에 있어서 향상된 정확도로써 작업할 것을 필요로 한다.

·인쇄된 연속 출판물 또는 길이들은 매우 짧으며, 때로는 인쇄기에 나타난 기판의 길이보다 짧아서, 동일한 기계내에서 몇가지 패턴의 동시적인 출력이라는 결과에 이르게 된다.

·경제적인 제약은 더욱 더 높은 효과적인 생산률과 함께, 연속적인 생산과, 조업 중지의 최소화를 필요로 한다.

·제품의 온-라인 주문 생산은, 이메이지들을 우수하게 상대적으로 배치하는 것과 함께, 미리 인쇄된 최초의 기본 패턴을 가진 기판에 가변적인 가변적인 디지털 이메이지가 인쇄되는 것을 필요로 한다.

·환경을 보호하기 위하여, 인쇄는 물에 기초한 잉크로써 더욱 자주 이루어지며, 따라서 솔벤트 없이 이루어진다. 이러한 점은 상이한 컬러 인쇄 유니트 사이에 횡적으로 연계시키는(cross-linking) 시스템 및/또는 건조시키는 시스템을 삽입할 필요가 있게 하며, 이러한 필요는 그들의 크기에 기인하여 컬러 유니트들 사이에서 제품의 길이를 증가시키고 기판의 온도를 변경시킨다. 이러한 생산 라인 길이에서의 증가 및, 가변적인 온도 환경과 같은 두가지의 인자는 인쇄기에서 기판의 변형을 증가시킨다.

음각 인쇄, 로타리 프레임을 가진 실크 스크린 인쇄, 또는 오프셋 기술용으로 과거에 사용된 전통적인 접촉식 인쇄기는 모두 일정한 속도로 작업하였다. 인쇄를 시작할 때 기판의 가속 국면(acceleration phase)은 (상이한 기초 컬러의 이메이지들에 대응하는) 이메이지 캐리어들을 서로에 대하여 조절하는데 필요한 시간보다도 항상 짧았다.

기판의 일시적인 속도 국면(가속 또는 감속)을 동기화하는 문제는 현재 알려진 바가 없다. 조절은 이메이지 캐리어를 서로에 대하여 기계적으로 움직임으로써 일정한 속도로 이루어진다. 전진 속도가 낮으면, 컬러의 조합 품질은 인쇄된 기판상에서 시각적으로 검사된다. 기판의 속도가 보다 빨라지면, 스트립의 경계에서 조절용 테스트 패턴을 반복 인쇄하고, 검사 모니터상에 그것을 디스플레이함으로써 조절에 대한 전자적인 보조가 이루어지며, 테스트 패턴은 스트로스코프 조명(stroscopic lighting)과 연계된 카메라에 의해 관찰된다. 시간에 대한 세팅(setting)의 느린 드리프트(drift)는 실제로 항상 발생하게 되며, 이것은 환경에서의 변화, 마찰 또는 심지어 다양한 이메이지 캐리어의 상이한 크기에 기인한다. 인쇄기 작업자는 인쇄기의 세팅을 연속적으로 모니터하고 조절함으로써 조절을 유지한다.

상이한 컬러들 사이의 동기화 문제는 사무용 디지털 인쇄기에서 다루어졌다. 따라서 발명의 상세한 설명 말미에 첨부된 참고 문헌 [2]은 단일의 패스 컬러 정전기 인쇄기의 동기화를 설명하는데, 여기에서 제 1 의 컬러 인쇄 헤드는 기판의 모서리에 일정한 간격으로 동기화 테스트 패턴을 인쇄한다. 전진 속도는 기판 구동 모터를 서보 제어함으로써 일정하게 유지된다. 기판의 전진 국면 동안, 이러한 테스트 패턴은 하류측에서 CCD 카메라에 의해 독출되며, 각 카메라는 하나의 인쇄 헤드과 연계된다. 다음에 각 프린트 헤드는, 기판에서 테스트 패턴 마크들 사이에 동등하게 분포된 자체 컬러로 도트 라인을 인쇄함으로써 상이한 컬러를 중첩시키기 위하여, 카메라에 의해 측정된 테스트 패턴상에서 마크(mark)들 사이의 거리를 해석한다.

테스트 패턴 마크들 사이의 거리는 이메이지의 사이즈보다 작기 때문에, 각 인쇄 헤드에 대하여 이메이지의 개시를 결정할 필요도 있다. 이것은 명목상의 작동 속도에서 다양한 인쇄 헤드 사이의 시간 차이를 결정함으로써 이루어진다. 이러한 차이는 작업자에 의해 결정되는데, 작업자는 다른 특수한 캘리브레이션 테스트 패턴에서 순차적인 인쇄 테스트를 수행하며, 상이한 컬러들을 조합한다.

참조 문헌 [3]은 전자사진 방식 인쇄기에 적용되는 동기화 시스템의 다른 형태를 개시한다. 상기에 언급된 정전기 시스템과 다른 점은 전자사진 방식의 인쇄가 직접적인 인쇄 기술이 아니라는 사실에 기인한다. 이것은 컬러화된 이메이지의 전사를 포함하는데, 이는 이전에 전사 벨트상에서 구체화된 것이다. 이러한 이메이지는 다음에 트랜스퍼 벨트와 인쇄되어야할 기판 사이에서 기계적인 접촉에 의해 전사된다. 개시된 동기화 시스템은 상이한 컬러와 연계된 각 인쇄 실린더가 전사 벨트상에 상이한 테스트 패턴을 인쇄하게 한다. (기판상으로 전사 되기 이전을 제외하고) 모든 인쇄 실린더의 출력측에 위치한 단일 광학 시스템은, 각 컬러로 전사 벨트상에 구체화된 테스트 패턴의 위치를 정하는데 있어서의 차이를 분석한다. 이러한 차이는 각 컬러와 연계된 실린더를 구동하는 모터에 대하여 이루어지는 보정을 발생시키는데 사용된다. 이러한 경우에도, 인쇄와 동기화는 기판과 전사 벨트의 일정한 속도로 이루어진다. 이메이지의 개시에 대한 정확한 순간을 정의하는 그 어떠한 방법도 설명되지 않았다.

참조 문헌 [4]는 전자 사진 방식 인쇄기용 동기화 시스템을 개시한다. 이메이지 개시 신호는 전사 벨트에 있는 홀(hole)에 의해 구체화된다. 이러한 홀을 검지하고 각 인쇄 실린더에 대한 지연을 정의하는 광학 시스템에 근거하여 다양한 컬러들이 동기화된다. 그러나, 이러한 해법은 겹쳐서 인쇄하거나 이전에 인쇄되었던 서류를 주문 받아서 만드는 것을 불가능하게 한다.

가변적인 속도로 기판을 인쇄하는 것은 산업용 마킹의 적용에도 알려져 있지만, 이러한 경우에는 인쇄 출력이 단일 컬러로 이루어지거나, 또는 몇가지의 독립적인 컬러들로 이루어진다. 상이한 컬러들의 도트를 상대적으로 위치시키는 것은 중요하지 않다. 그러나, 인쇄 헤드의 고유한 응답 시간에 기인하여, 가변적인 속도로 인쇄하는 것은 흑백 인쇄에서조차도 잉크 젯 기술에 특유한 동기화 문제를 야기한다는 점을 주목하라. 이것은 잉크 방울을 거리를 두고 분사하며, 잉크 방울들은 기판에 인쇄되도록 기판을 가격하게 된다. 인쇄 헤드로부터 기판으로의 잉크 방울 궤적의 지연은 잉크 방울 분출 속도 및, 분출 노즐과 기판 사이의 거리에 의해 고정되며, 따라서 기판 속도가 변화하면, 잉크 방울 궤적의 지연을 고려하도록 특수한 보상이 이루어져야만 한다는 것은 자명하다. 비행중인 잉크 방울 궤적의 지연을 허용하는 상기 형태의 보상 시스템은 당해 기술 분야에서 공지되어 있으며, 그러한 시스템들은 IMAGE 4 잉크 젯 인쇄기에서와 같이 상업적으로 이용되고 있다.

가변적인 속도로 인쇄하는 멀티 컬러 인쇄 시스템을 동기화시키는 곤란성은 다음에 기술하는 것과 함께 동기화 및 정보 클록을 가져야할 필요성에 기인한다.:

- 정교한 동기화 조절이 이루어질 수 있게하는 현저한 해상도(resolution). 이것은 매우 빠른 클록, 및/또는 기판 변위의 매우 정교한 공간상의 인덱싱(indexing)을 필요로 한다;

- 상이한 컬러 도트의 상대적인 위치가 정확하도록, 각 프린트 헤드에서의 기판 위치의 현저한 표현성. 클록은 프린트 헤드 사이에서의 기판의 변형 또는 미끄러짐으로 야기되는 에러에 의해 영향을 받지 않아야 하며, 특히 가속 또는 감속 도중에 그러하다;

- 현재의 제품 (또는 이메이지) 기준의 코드화; 몇가지의 상이한 제품들이 인쇄기에서 동시에 인쇄될 수 있다.

종래의 인쇄 기술에서 알려지지 않았던 이러한 특성들도 다음과 같은 몇가지의 요인들에 기인하여 산업상의 환경에서 달성되는데 매우 곤란하였다.

- 높은 전진 속도;

- 산업상의 환경에서 읽을 수 있게 하며 인덱싱 마크를 고 해상도로 인쇄하는 것을 불가능하게 하는 기판들의 구조, 컬러 또는 조직.

본 발명의 목적은 상기에 언급된 문제들을 해결할 수 있는 연속적인 멀티 컬러 잉크 젯 인쇄기를 제공하는 것이다.

도 1A 및 도 1B 는 로타리 프레임을 가진 종래의 실크 스크린 인쇄용 인쇄기의 기계적인 구조에 대한 측면도 및 평면도를 각각 개략적으로 도시한다.

도 2A 및 도 2B 는 음각 인쇄용 인쇄기의 기계적인 구조에 대한 측면도 및 평면도를 각각 개략적으로 도시한다.

도 3A, 4A, 및 3B, 4B 는 연속 잉크 젯 인쇄기의 기계적인 구조에 대하여 두 개의 측면도 및 두 개의 평면도를 각각 개략적으로 도시한다.

도 5는 본 발명에 따른 잉크 젯 인쇄기의 기능상의 구조를 도시한다.

도 6은 도 5에 도시된 인쇄 시스템의 동기화를 도시한다.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 인쇄기의 상이한 특성을 도시한다.

도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

10. 기판 11. 롤

12. 콘베이어 벨트 15. 인쇄 롤

20. 기판 21. 구동 모터

23. 인쇄 유니트 24. 잉크 장치

30. 잉크 젯 인쇄 헤드 31. 콘베이어 벨트

32A.32B. 마크 리이더 35. 구동 모터

36. 건조 장치 42. 카메라

45. 동기화 회로 49. 광학 센서

본 발명은, 모터에 의해 구동되고 센서와 연계된 최소한 하나의 프린트 헤드 아래에서 통과하며 잉크 회로를 통해 잉크를 공급받는 기판 및, 프로세스 콘트롤러(process controller)를 구비하는 연속적인 멀티 컬러 잉크 젯 인쇄기에 관한 것으로서, 상기 프로세스 콘트롤러 및, 기판 구동 모터상에 위치한 위치 엔코더에 연결되는 동기화 회로를 포함하고, (고 해상도를 가지는 위치 엔코더인) 상기 엔코더는 통상적으로 모터의 회전당 3000 내지 300,000 도트(dot)를 발생시키며, 이것은 기판의 전진에 있어서 수 마이크론의 단계를 표시하는 고 주파수 펄스를 제공하여, 동기화 회로에 신호를 송출하는 특징을 가지며, 또한 기판상에 규칙적으로 인쇄된 제 1 마크를 인쇄하기 위한 장치를 구비하는 특징을 가진다.

예를 들어서 모터 회전 축에 위치하고, 바람직스럽게는 광학 장치에 의해 작동되는 엔코더의 사용은 매우 높은 해상도의 신호를 제공한다.

제 1 마크는 규칙적으로 기판상에 인쇄되며, 바람직스럽게는 인쇄 헤드의 입력측에 위치한 다른 인쇄 시스템을 사용하여 인쇄된다. 만약 콘베이어 벨트가 사용된다면, 이러한 제 1 마크는 기판 콘베이어 벨트의 제작중에 인쇄되거나 또는 간단하게 구현될 수 있다. 미리 인쇄된 기판의 경우에, 제 1 마크는 이전의 인쇄중에 만들어질 것이다.

이러한 제 1 마크의 컬러 및 기하학은 산업상의 환경에서 CCD 카메라 및 조명과 같은 광학 시스템에 의해서 또는 기판의 광학적 반사를 측정하는 센서에 의해서 모호하지 않은 독출을 가능하게 한다. 한변의 치수가 1 내지 수 밀리미터인 정사각형 블록과 형광 컬러들이 특히 적절한 선택이다. 이러한 마크들은 기판 또는 콘베이어 벨트의 전면에 인쇄될 수 있으며, 또는 조명 환경과 독출 시스템이 향상된다는 전제하에서 후면에 상관없이 인쇄될 수 있다. 각 인쇄 헤드상의 마크들은 광학 시스템에 의해 독출된다. 이러한 독출은 정밀한 펄스 시간 신호인, DTOPi 의 발생을 가능하게 하며, 이것은 제 1 마크가 프린트 헤드(Ti) 와 연관된 센서의 아래를 통과하는 순간을 정의한다. 두 개의 제 1 마크 사이의 거리는 인쇄된 도트의 100 내지 5000 라인을 분리시키는 거리 정도이다.

본 발명에 따른 동기화 회로에 있어서, 두 개의 DTOPi 신호 펄스 사이의 지연은 항상 정수 및, HTRAMi 클록 주기인 상수 M 을 포함한다. HTRAMi 클록은 인쇄 헤드가 도트의 라인을 인쇄하라고 지시하는 명령 신호이다. 이러한 방식으로, 도트 라인의 같은 수인 M 은 두 개의 제 1 마크 사이에서, 각 컬러에 대하여 항상 기판상에 인쇄될 수 있다. 따라서, 이러한 마크들이 물리적으로 기판에 연계되어 있기 때문에, 다양한 컬러의 상대적인 위치는 비록 기판이 두 개의 인쇄 헤드 사이에서 변형되더라도 제어하에 있을 수 있다.

실제에 있어서, DTOPi 신호를 발생시키는 광학 센서는 인쇄 헤드와 같은 위치에 놓이지 않지만, 입력측에 놓이게 된다. 보다 정확하게는, 이것은 두 개의 제 1 마크를 분리하는 거리보다 약간 크고 이러한 거리의 두배보다 작은 인쇄 헤드로부터의 거리에 위치한다.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 스트립 형태인 기판들에 대하여, 제 2 마크가 기판상에 인쇄되며, 이것은 제 1 마크로부터 모호하지 않게 구별될 수 있다. 이러한 제 2 마크는 제 1 인쇄 헤드에 의해서 기판의 모서리상에 인쇄될 수 있다. 바람직한 실시예는 전진 방향에 대해서 평행하지만 제 1 마크의 라인으로부터 충분한 거리에 있는 라인상에서 기판의 모서리에 이러한 마크들을 인쇄하는 것을 포함한다. 미리 인쇄된 기판의 경우에, 제 2 마크들은 미리 인쇄가 이루어지는 중에 제작될 것이다.

이러한 제 2 마크들의 기능은 인쇄되어야할 패턴에서의 변화를 신호하는 것이다. 이러한 제 2 마크들은, PATTERN 신호라 불리우는 신호를 거친 정밀도로 발생시키기 위하여, 광학 시스템에 의해 독출됨으로써 인쇄될 패턴에서의 변화를 지시한다. 바람직한 실시예에서, PATTERN 신호는 제 1 마크들 사이의 거리보다 매우 작은 거리로 분리되고 고정된 일련의 수개 블록을 인쇄하고 검지함으로써 식별된다.

미리 인쇄되거나 또는 미리 인쇄되지 아니한 시트(sheet)에서 나타난 기판에 대하여, 제 2 마크는 시이트의 종단 모서리를 광학 센서 아래에 나타나게 함으로써 자연스럽게 발생될 수 있으며, 동기화는 스트립 기판에 대한 것과 같은 방법으로 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 동기화 회로는 시스템을 매우 강력하게 만들기 위하여 DTOPi 신호 독출 작동에 대하여 예측(prediction), 필터링(filtering) 및, 윈도우 작동을 수행한다. 우선, 제 1 마크의 검출은 제한된 시간 윈도우내에 가능하며, 이것은 제 1 마크가 아마도 센서 아래를 통과하고 있는 순간에 집중된다. 이러한 해법은 기생물의 존재와 관련될 수 있는 혼란스러운 검출을 제한한다. 만약 제 1 마크가 독출 윈도우에 검출되지 않으면, 2 개의 이전 펄스를 분리하는 간격에 기초한 예측으로부터 시작하여 의사(dummy) DTOPi 신호가 발생된다. 이는 특히 패턴이 변화되었을 때 인쇄가 연속될 수 있다는 것을 의미하며, 심지어는 제 1 마크가 검출되지 아니할때도 연속될 수 있다는 것을 의미한다. 동시에, 독출 윈도우가 다음의 검출 시간에도 확장된다. 만약 DTOPi 신호를 4 번 놓친 이후에도 결함이 존재한다면, 프린트 아웃이 중지된다.

바람직한 실시예에서, 인쇄 시스템을 구성하는 상이한 컬러의 인쇄 헤드 사이에서의 오프셋(offset)들은 이러한 인쇄 헤드에 의해 인쇄될 멀티-컬러 캘리브레이션 테스트 패턴의 간헐적인 분석에 의해 측정된다. 캘리브레이션 테스트 패턴은 다양한 인쇄 패턴에 의해 인쇄된 도트를 모호하지 않게 식별하는 기하학적 패턴을 포함한다. 이러한 패턴들은 순차적인 인쇄 제품 생산 과정중에 인쇄된다.

테스트 패턴들은 만약 제품이 생산 라인에서 체류하는 시간이 짧으면 생산 라인의 출구에서 분석될 수 있으며, 따라서 수정과 캘리브레이션은 짧은 주기내에 이루어질 수 있다. 그러나, 인쇄 위치 이후에 곧바로 생산 라인에 배치된 오븐(oven)내에서 수분을 소비할 필요가 있는 비닐 바닥 코팅재의 경우와 같이, 만약 생산 라인이 길다면, 테스트 패턴의 온-라인(on-line) 분석은 생산 라인의 끝 부분으로부터 제품의 출구 이전에 이루어져야만 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 각 프린트 헤드 이후에는 테스트 패턴 분석 시스템이 있으며, 이것은 기판의 전진 방향에 대하여 대략 직각으로 배치된 거시 측정 위치 인덱서(macrometric position indexer)와 함께 기계적 변위 시스템에 고정되고 적절한 광학계를 구비한 컬러 카메라(CCD 형태) 및, 그와 연관된 컴퓨터 시스템을 구비한다. 캘리브레이션 테스트 패턴이 대략 카메라 운동에 의해 주사되는 지역 아래에 있을대, 기판 콘베이어 라인은 간헐적으로 정지한다. 기판상에 캘리브레이션 테스트 패턴이 존재한다는 것은 기판의 모서리에 특징적인 PATTERN 마크를 인쇄함으로써 검출될 수 있으며, 이것은 캘리브레이션 패턴의 존재를 신호하며 기판 전진의 일시적인 정지를 제어한다. PATTERN 마크는, 인쇄 헤드상에 사용된 센서들과 유사하게, 패턴 분석 시스템과 관련된 광학 센서에 의해 검출된다. 기판이 분석 시스템의 활동 영역 아래에서 정지할 때, 카메라는 기계적인 시스템에 의해 이동되며, 동시에 이것은 상이한 컬러들의 잉크 방울의 충격을 분석한다. 그와 동시에, 컴퓨터 시스템은 변위 라인 주위에서 위치 인덱서로부터 기원한 위치 정보를 이용하여, 인쇄된 도트의 특성과 카메라의 위치를 기록한다. 테스트 패턴에 인쇄된 도트의 위치들을 그들의 이론적인 값과 비교함으로써, 다음 생산중의 인쇄 시스템에서 각 컬러에 인쇄된 도트의 위치 차이가 결정되고 보상될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 이러한 보상값을 자동적으로 계산하고, 그것을 인쇄 프로세서 콘트롤러 전달한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 동기화 시스템을 사용하여 인쇄되거나 또는 겹쳐 인쇄된 스트립 또는 시이트 제품(바닥/벽 코팅재, 직물, 포스터)에 관한 것이기도 하다.

본 발명에 따른 인쇄기를 사용하여 만들어진 상기 (겹쳐) 인쇄된 제품은 고정된 배경 이메이지를 포함하며, 반면에 이것의 장식의 일부분은 가변적이며 본 발명에 따른 인쇄기에 의해 연속적으로 인쇄된다. 그 하나의 예는, 국제적이거나 또는 국가적인 캠페인에서 대기업의 광고 포스터에 지역 배급자의 주소나 사진을 인쇄하는 것등이다. 이메이지의 고정되고 가변적인 부분들은 같은 기판상에 인쇄된다.

본 발명에 따른 인쇄기는 다음과 같이 고품질 컬러 이메이지를 인쇄하는데 사용될 수 있다.

- 기판의 가속 국면과 감속 국면 동안에 사용될 수 있다.

- 컬러의 중첩과 병치의 향상된 정밀도 및 고 해상도를 가진다.

- 기계에서 몇가지 패턴의 동시적인 출력이 가능하다.

- 효과적인 고 생산율과 함께 작업 중지를 최소화한다.

- 이메이지들을 우수하게 상대적으로 위치시키는 것과 함께, 미리 인쇄된 제 1 의 기초 패턴을 포함하는 제품의 온-라인 겹침 인쇄를 가능하게 한다.

- 인쇄 헤드들 사이에서 큰 거리로 인쇄할 수 있으며, 따라서 특히 횡적으로 연결되는 시스템 및/또는 건조 시스템들이 상이한 컬러를 인쇄하기 위한 이들 유니트(unit) 사이에 삽입될 수 있다.

도 1A 및 도 1B는, 롤(11)로부터 공급되어 연속적으로 전진하는 직물 기판(10)에 인쇄하는 종래의 실크 스크린 인쇄기를 개략적으로 나타낸다. 이러한 기판은 접착성의 콘베이어 벨트(12)상으로 접착된다. 장치(13)는 기판(10)을 접착시키고 구동시키는 장치이다. 장치(14)는 벨트(12)를 접착시키는 장치이다. 직물 기판(10)보다 변형성이 작은 콘베이어 벨트(12)는 모터에 의해 운동한다. 따라서 조각된 실크 스크린 인쇄 롤(15)로 형성되어 있는 컬러 프린트 유니트(unit) 아래에서 직물이 전진하는 동안, 직물은 콘베이어 벨트(12)에 의해 구동되며 정위치에 유지된다. 각 롤(15)은 일정량의 잉크를 기판(10)에 증착시키며, 잉크는 롤의 내측에서 순환되어 이러한 롤의 내부에 형성된 오리피스를 통해서 인쇄되어야할 이메이지에 대응되게끔 강제된다. 각 롤 또는 회전 프레임(15)은 제어된 압력을 기판(10)에 적용하며, 이는 전달되는 잉크의 양을 제어한다. 인쇄 이후에, 기판(10)은 잉크의 정착이나 건조와 같은 차후 생산 작업을 위해서 콘베이어 벨트(12)의 출력측에서 접착제가 제거된다. 이러한 경우에, 이전의 컬러가 아직도 마르지 않은 상태에서 컬러가 인쇄된다. 인쇄 시스템은 콘베이어 벨트(12)의 세정 장치(16)를 구비하여, 직물을 통과해서 그에 스며든 잉크를 제거한다.

도 2A 및 도 2B 는 구동 모터(21)에 의해 연속적으로 전진하는 기판(20)에 인쇄하는 음각 인쇄용 인쇄기의 기계적인 구조를 개략적으로 도시한다. 롤(22)은 기판 입구 롤이다. 예를 들면 통상적으로 중심부에서 유리 섬유 직물로 강화된 비닐 바닥 덮개일 수 있는 이러한 기판(20)은 직물보다 기계적으로 강하며 변형성이 적다. 따라서, 어떠한 콘베이어 벨트도 필요하지 않으며, 이송 시스템에 의한 기계적인 응력을 감당할 수 있다. 각 인쇄 실린더(23)는 인쇄될 이메이지에 해당하는 음각화된 오목한 셀(cell)을 포함한다 (음각 인쇄 공정). 이러한 셀들은 실린더와 접촉하는 잉크 장치(24) (잉크 메카니즘, 잉크 롤 및 스크레이퍼)에 의해 잉크로 채워져 있다. 기판(20)의 낮은 다공성 및, 물에 기초한 잉크의 종래 용도에 기인하여, 가열 시스템(25)이 각 인쇄 단위체(23) 사이에 배치되며, 따라서 새로이 인쇄된 잉크는 접촉에 의해 하류측 롤상으로 전달되지 않는다.

도 3A, 3B 및, 도 4A, 도 4B 는 연속 잉크 젯 인쇄 기계의 기계적인 구조를 개략적으로 나타낸다. 잉크 젯 인쇄 헤드(30)는 이들 도면에 도시되어 있다.

도 3A 및 도 3B에 있는 기계는 콘베이어 벨트(31)를 사용하며, 이것은 롤에 감긴 직물과 같이 다공성이며 변형 가능한 기판 및, 입력부에서 적층되지 아니한 시이트 또는 플레이트로 구성되는 기판들에 대하여 더할 나위 없이 적합하다.

도 4A 및 도 4B에 도시된 것과 같은 기계는 때때로 비닐 코팅과 같이 기계적으로 강력한 기판에 보다 적합하다. 상기 도 4A 및 도 4B는 제 1 및 제 2 마크 리이더(reader, 32A, 32B), 제 1 마크용 마킹 장치(33), 캘리브레이션 테스트 패턴 리이더(34), 구동 모터(35) 및, 건조 장치(36)를 도시한다.

이러한 기계 구조들은 도 1 및 도 2 에 각각 도시된 전통적인 실크 스크린 인쇄 또는 음각 인쇄 기계에 직접적으로 적합하며, 접촉에 의해 작동된다. 제조에 있어서 기본적인 차이는, 일시적인 속도의 국면 동안에조차도, 잉크 젯 방울의 인쇄가 산업상의 환경에서 작동하는 간단하고 강한 공정에 의해 기판의 변위와 동기화되어야만 한다는 사실에 기인한다. 이러한 점이 본 발명의 목적이다.

도 5는 본 발명에 다른 잉크 젯 인쇄기의 기능적인 구조를 도시한다.

상기 도면은 제 1 마크(51)용 인쇄부(40), 센서(41,49), 컬러 카메라(42), 구동 모터(43), 몇 개의 인쇄 헤드(T1, T2, T3 및 T4)에 각각 연결된 잉크 회로(44) 및, 헤드(T1, T2, T3 및 T4)와 센서(41)(도 3 및 도 4 의 참조 번호 32) 및 센서(49)에 연결된 동기화 회로(45), 그리고 공정 제어 컴퓨터 시스템(46)에 연결된 캘리브레이션 테스트 패턴 독출 회로(47)를 도시한다.

기판(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 직접적으로 구동된다. 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 콘베이어 벨트에 접착되거나 또는 단순히 지지되어, 연속적인 인쇄 헤드(T1, T2, T3 및 T4) 아래에서 간접적으로 통과된다. 이것은 하나 (또는 수개의) 모터 구동 장치에 의해 구동될 수 있다. 각 인쇄 헤드(T1, T2, T3 또는 T4)는 인쇄되어야할 이메이지의 기초적인 컬러와 연계된 잉크를 인쇄한다. 인쇄는 참고 문헌 [1]에 설명된 바와 같이 평행하게 배치된 다수의 제트(jet)를 동시에 제어함으로써 이루어진다. 각 인쇄 헤드에는 그에 특유한 잉크 회로(44)를 통해서 잉크가 공급된다. 프로세서 콘트롤러로 불리우는 컴퓨터 시스템(46)은 이들 인쇄 헤드(T1, T2, T3 또는 T4)들 각 인쇄를 통제한다.

본 발명의 제 1 특징에 따르면, 모터(43)에는 통상적으로 모터 회전당 3,000 내지 300,000 도트인 고 해상도의 위치 엔코더(48)가 설치되어 있으며, 이것은 기판(50)의 전진에서 수 마이크론 (3 내지 30 마이크론)의 피치를 나타내는 고주파 펄스(통상적으로 100 내지 500 kHz)를 제공한다. 이러한 해상도는 어드레스 호출 가능성(addressability), 즉, 기판(50)의 전진 방향에서 측정된 인쇄 도트의 근접한 라인들 사이의 공칭 거리보다 10 내지 50 배 정도로 낮다. 동기화 시스템에 기인하여, 이러한 해상도는 어드레스 호출 가능성의 약 1/10 을 초과하는 정밀도로써 상이한 컬러로 잉크 방울을 정확하게 위치시키는 것을 가능하게 한다. 기판에서 독출된 인쇄 마크에 기초하여 작동되는 시스템을 사용하면 위와 같은 해상도는 불가능할 것이다. TACHY 로 지시된, 엔코더(48)로부터의 신호 출력은 동기화 회로(45)로 전달된다. 도 6 및 도 9 에 도시된 이러한 신호는, 기판(50)의 위치와 속도의 개략적인 이메이지를 제공한다. 이것은 기판의 어떠한 미끄러짐이나 변형을 감안하고 있지 않다는 점에서 부정확하다. 모터에 배치된 로터리 엔코더(48)를 사용하는 것과, 바람직스럽게는 광학 장치에 의해 작동되는 것은 매우 높은 해상도의 신호를 제공한다.

TACHY 신호는 각 컬러 인쇄 헤드(Ti)와 연계된, HTRAMi 로 지시된 클록 프레임을 발생시키기 위한 기초로서 사용된다. 이러한 시간 클록은 각 도트 라인에 대하여 개시 신호를 인쇄한다. 구성에 의해, HTRAMi 의 주기는 TACHY 신호의 배수이며 (따라서 TACHY 펄스의 정수를 포함한다), 통상적으로 어드레스 호출 가능성에 따라서 10 내지 50 펄스 사이이다. HTRAMi 신호 주기에 포함된 이러한 TACHY 펄스의 수는 시간에 대하여 가변적이며, 또한 이후에 설명되는 제 2 의 DTOPi 신호의 함수로서 각 인쇄 헤드 (Ti) 에 대하여 상이하다.

본 발명의 제 2 특징에 따르면, 이러한 제 1 마크(51)들은 기판(50) 상에 규칙적으로 인쇄되며, 바람직스럽게는 인쇄 헤드(Ti)의 입력측에 위치한 인쇄 시스템(40)을 사용한다. 콘베이어 벨트가 사용된다면, 이러한 제 1 마크는 같은 콘베이어 벨트에 생산중에 인쇄되거나 또는 간단하게 구현될 수 있다. 인쇄물이 겹쳐서 인쇄되고 있다면, 마크는 인쇄 시스템의 입구에서 이미 존재하여야 한다. (따라서 미리 인쇄되어야 한다.)

마크(51)들의 기하 및 컬러는 이들이 CCD 카메라와 조명, 또는 기판의 광학적 반사를 측정하는 센서와 같은 광학 시스템에 의해 산업상의 환경내에서 모호하지 않게 독출될 수 있는 것이어야 한다. 통상적인 크기가 5 mm X 5 mm ( 또는 1 cm X 1 cm )인 사각형 블록과 형광체 컬러가 특히 적절한 선택이다. 이러한 마크들은 최고의 조명 조건과 독출 시스템에 따라서, 기판의 전면 또는 후면에 무관하게 인쇄될 수 있다.

각 인쇄 헤드 (Ti)에 있는 제 1 마크(51)는 광학 시스템인 센서(41)에 의해 독출된다. 이러한 독출은 도 6에서 DTOPi 로 지시된 정밀한 시간 신호 펄스의 발생을 가능하게 한다. 이러한 DTOPi 신호는 마크(51)가 인쇄 헤드(Ti)와 연관되어 센서(41)의 하부를 통과하는 순간을 정의한다. 바람직스럽게는, DTOPi 신호가 광학 센서(41)로 독출된 신호의 적절한 처리에 의해 발생될 수 있으며, 이것은 인쇄 마크(51)의 모서리가 통과되는 정확한 순간을 해석하기 위하여 평활화(smoothing) 및 시간 드리프트(time drift)와 같은 유선 오퍼레이터(wired operator)를 사용하여 이루어진다. 두 개의 마크(51) 사이의 거리는 인쇄된 도트의 100 내지 5000 라인 정도일 수 있다. 따라서, 이러한 마크의 독출 주파수는 HTRAMi 신호의 독출 주파수보다 약 100 내지 5000 배로 낮다.

본 발명에 따른 동기화 회로에서, DTOPi 신호의 두 개의 연속적인 펄스 사이의 지연은, 도면에서 M 으로 지시된 HTRAMi 신호 주기의 상수 및, 정수를 영구적으로 포함한다. 이것은 기판에서 두 개의 마크(51) 사이에 인쇄된 도트의 라인 수(M)가 각 컬러에 대하여 항상 같다는 것을 의미한다. 따라서, 마크(51)가 기판에 물리적으로 관련되어있기 때문에, 기판이 두 개의 프린트 헤드 사이에서 변형될지라도, 상이한 컬러의 상대적인 위치는 정확하게 유지된다. 실제에 있어서, 극단적인 기판 변형 조건 (최대 가속도, 최대 감속도)에 대하여, 두 개의 연속적인 마크(51) 사이에서 기판(50)의 길이 변화가 어드레스 호출 가능성(도트의 연속적인 라인사이의 거리)보다 작도록 마크(51) 사이의 거리가 선택된다. 이러한 제한은 통상적인 기판의 전진과 변형 특성 (또는 적용 가능하다면 콘베이어 벨트의 특성) (1 % 정도의 최대 변형)에 양립할 수 있는 것이다.

기판(50)의 변형을 고려한 HTRAMi 클록 수정 원칙은 도 8에 상세하게 설명되어 있다. 실제에 있어서, DTOPi 신호를 발생시키는 각 광학 센서(41)는 관련된 인쇄 헤드(Ti)의 위치에 배치되지 않으며, 이것의 이전에 배치된다. 보다 정확하게는, 두 개의 제 1 마크들을 분리하는 거리보다 약간 크고 이러한 거리의 두배보다 작은 거리에 배치된다. 이러한 오프셋은, 제 1 의 DTOPi 간격이 인쇄 헤드 아래를 통과하기 전에, 동기화 회로(45)가 연속적인 마크(51) 사이의 간격에서 TACHY 펄스를 셀 수 있게 하며, 따라서 HTRAMi 클록 변수의 보정된 값을 계산하고 이것을 인쇄 헤드에 전달할 수 있게 한다.

TACHY 펄스의 수는, 인쇄 헤드(Ti)에서의 도트의 인쇄 출력을 동기화하는 HTRAMi 클록을 형성하도록 M 에 대략적으로 동등한 주기로 재분배 된다.

기판의 전진 속도가 설정되었을 때, 이것의 변형은 제로(zero)로 낮으며, HTRAMi 신호의 연속적인 펄스는 하나의 TACHY 펄스보다 크지 않은 정도로 상이하다. 기판에 측정될 수 있는 변형이 있을 때, 연속적인 마크(51)들 사이에서 세어진 TACHY 펄스의 수는 변화한다 (이러한 수는 기판이 신장되었을 때 증가하며, 기판이 느슨해졌을 때 감소한다.). 제 1 의 연속적인 마크 사이에서 두 개의 간격에 대하여 측정된 TACHY 펄스의 수들 사이의 △ TACHY 편차는, 기판(50)의 변형을 보상하기 위하여, HTRAMi 클록에서 TACHY 펄스의 수를 수정하는데 사용된다. 바람직한 실시예에서, △TACHY 편차는 도 8에 도시된 바와 같이, 고려된 제 1 마크 사이에 있는 간격내에서 대략 선형으로 재분배된다. 이러한 보상은 HTRAM 클록 주기의 단조로운 변이를 제공하며, 특히 고려된 제 1 마크 사이의 간격내에 있는 제 1 HTRAM 주기는 이전의 간격에 있는 최종 TRAM 주기와 동등하다. 명백하게, 이러한 경우에 제 1 의 해당 마크 사이의 간격내 HTRAMi 펄스의 수가 M 과 같게 되는 것도 보장된다.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 제 2 마크들은 스트립에 나타난 기판에 대하여 (콘베이어 벨트 보다는) 기판(50)에 인쇄된다. 이러한 제 2 마크들은 제 1 마크(51)로부터 모호하지 않게 식별된다. 이러한 제 2 마크는 제 1 인쇄 헤드(Ti)에 의해 기판의 모서리에 인쇄될 수 있다. 미리 인쇄된 기판의 경우에, 제 2 마크는 미리 인쇄하는 도중에 만들어지게 될 것이다. 바람직한 실시예는 전진 방향에 평행한 라인에서 기판의 모서리에 이러한 제 2 마크들을 인쇄하는 것을 포함하지만, 이것은 제 1 마크(51)의 라인으로부터 충분한 거리에 위치한다.

이러한 제 2 마크들의 기능은 인쇄되어야할 패턴에서의 변화를 신호하는 것이다. 이러한 마크들은, 거친 정밀도로 인쇄되어야할 패턴에서의 변화를 표시하는 PATTERN 이라 불리우는 신호를 발생시키기 위하여, (이전의 시스템과 같은 형태이거나 또는 같은) 광학 시스템에 의해 독출된다. 바람직한 실시예에서, PATTERN 신호는 도 9 에 도시된 제 1 마크 사이의 거리보다 훨씬 작은 거리로 분리되어 있는 고정적인 연속 블록(53)을 검지하고 인쇄함으로써 식별된다. 이처럼 블록이 충분한 것은 패턴의 변화가 모호하지 않게 검지될 수 있다는 것을 의미한다. PATTERN 신호가 검지되면, 동기화 회로(45)는 현재의 제품에 인쇄하는 것을 중지하도록 인쇄 헤드에 명령하며, 다음의 DTOPi 신호 펄스가 수신되자마자 다음의 생산이 계속된다.

(미리 인쇄되었거나 또는 인쇄되지 않은) 시트 형태의 기판에 대하여, 마크(53)는 광학 센서 아래에 시이트의 종단 모서리가 나타나는 것으로써 자연스럽게 발생되며, 동기화는 스트립 기판의 경우와 유사한 방식으로 이루어진다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 동기화 회로(45)는 시스템이 고도로 강해지도록 DTOPi 신호 독출 작동에서 예측, 필터링 및, 윈도우 작동을 수행한다. 제 1 마크의 검지는 제한된 시간 윈도우내에서 우선적으로 인가되며, 이것은 상기 마크가 아마도 센서의 아래를 통과하는 순간에 집중된다. 이러한 해법은 기생물(인쇄된 결함 또는 전기적인 혼란)의 존재와 관련될 수 있는 혼란스러운 검지를 제한한다. 만약 제 1 마크(51)가 독출 윈도우에서 검지되지 않으면, 의사 DTOPi 신호는 제 1 의 이전 마크 사이의 간격에 기초하는 예측으로부터 시작하여 발생된다. 이것은 특히 패턴이 변화되거나 또는 두 개의 미리 인쇄된 시이트 또는 미리 인쇄되지 아니한 시이트 사이에 있을 때 및, 제 1 마크(51)가 검지될 수 없었을때조차도 인쇄가 계속될 수 있다는 것을 의미한다. 그와 동시에, 독출 윈도우는 다음의 독출 순간을 위해 확장된다. 4 개의 DTOPi 펄스를 놓친 이후에 결함이 지속된다면 인쇄는 중지된다.

만족스러운 동기화를 획득하기 위하여, 각 센서와 각 관련 인쇄 헤드 사이 및, 상이한 인쇄 헤드 사이의 정확한 시간 편차를 종종 고려할 필요가 있다. 이러한 편차는 정수 및, HTRAMi 의 분수로서 표현된다. 마찬가지로, 같은 인쇄 단위체내에 있는 잉크 젯 사이에서 약간의 오프셋이 있을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 인쇄 시스템내의 이러한 오프셋은 기판의 전체 폭에 걸쳐서 인쇄 시스템에 의해 인쇄된 멀티 컬러 캘리브레이션 테스트 패턴을 간헐적으로 해석함으로써 측정된다. 캘리브레이션 테스트 패턴은 상이한 인쇄 단위체에 의해 인쇄된 도트를 모호하지 않게 식별할 수 있는 기하학적 패턴을 포함한다. 이러한 테스트 패턴들은 순차적으로 인쇄된 제조 생산 공정 동안에 인쇄된다. 라인에서 제품이 체류하는 시간이 짧다면 이러한 테스트 패턴들은 기계로부터의 출구에서 분석될 수 있으며, 따라서 보정 및 캘리브레이션이 짧은 주기내에 이루어질 수 있다. 그러나, 만약 인쇄 위치보다 바로 아래인 라인에 배치된 오븐에서 수분간 있어야 하는 비닐 바닥 포장재의 경우에서와 같이 생산 라인이 길다면, 테스트 패턴들은 생산 라인으로부터 기판 출구 이전의 라인에서 분석되어야만 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 테스트 패턴 분석용 인쇄 헤드의 이후에 설치되는 시스템은, 적절한 광학계가 구비되고 기판의 전진 방향에 대략 직각으로 위치한 거시 측정 위치 인덱서(mcrometric position indexer)와 함께 기계적인 변위 시스템상에 장착된 (CCD 형태의) 칼라 카메라 및, 그와 관련된 처리 시스템을 구비한다. 기판(50) 콘베이어 라인은 대략 캘리브레이션 테스트 패턴이 카메라에 의해 주사되고 있는 영역내에 있을 때 간헐적으로 정지한다. 캘리브레이션 패턴이 기판에 존재하는 것은 특징적인 PATTERN 마크를 기판의 모서리에 인쇄함으로써 검지될 수 있으며, 이것은 캘리브레이션 테스트 패턴의 존재를 지시한다. 인쇄 헤드(Ti)와 관련된 제 2 마크(41)의 리이더(reader)와 마찬가지로, PATTERN 마크는 테스트 패턴 분석 시스템과 관련된 광학 센서(49)에 의해 검출된다. 이것은 기판을 순간적으로 정지시킨다. 기판이 분석 시스템 아래에 있을 때, 카메라(42)는 (기판 전진 방향을 가로지르는 방향으로) 기계적 시스템에 의해 운동하며, 동시에 이것은 상이한 컬러의 잉크 방울의 충격을 분석한다. 처리 시스템은 변위 축상에서 위치 인덱서로부터 발생되는 위치 정보를 이용함으로써 인쇄된 도트의 특성과 카메라(42)의 위치를 기록한다. 도트의 위치를 그것의 이론적인 값과 비교함으로써, 위치의 변이가 정해질 수 있으며, 다음의 생산중에 인쇄 시스템내에서 그러한 변이가 보상될 수 있다. 이러한 보상은 처리 시스템에 의해 자동적으로 계산되며, 인쇄 프로세서 콘트롤러로 전달된다. 캘리브레이션 테스트 패턴을 독출하도록 기판을 순간적으로 정지시키는 것이 인쇄기의 전체적인 생산성을 곤란하게 할지라도, 이러한 해법은 때때로 조직이 복잡할 수 있는 산업용 기판에 상이한 컬러로 인쇄된 도트를 모호하지 않고 정밀하게 측정하는 가장 강력한 방법으로 보인다. 인쇄는 가속 및 감속 국면동안에도 가능하기 때문에, 이러한 캘리브레이션 국면은 기판의 작은 손실만을 일으키며, 이것은 자체적으로 매우 집약적일 수 있는 테스트 패턴의 부분에 제한되고, 하나, 둘 또는 세 개의 DTOP 간격에 제한된다.

참고 문헌

[1] FR-A-91 11151

[2] 1989년 12월의 이메이지 기술의 저널 제 15권, 16 호에 간행된 M. 디제치의 정확한 이메이지 등록을 위한 단일 패스 컬러 정전기 플로터의 종이 구동 메카니즘의 설계

[3] US-A-5,452,073

[4] 1995년 ,SPIE, 제 2658 권, 제 96-104 면, 카셀리의 탄뎀(Tandem )컬러 등록을 위한 전략

본 발명에 따른 장치는 고 해상도의 마크를 인쇄할 수 있게 하며, 고속으로 이동하는 기판에 대하여 고품질의 인쇄를 가능하게 한다.

Claims (30)

1. 잉크 회로를 통해 잉크를 공급받으며 센서에 연계되는 최소한 하나의 인쇄 헤드 아래에서 운동하며 모터에 의해 구동되는 기판 및, 프로세스 콘트롤러를 구비하고, 상기 프로세스 콘트롤러에 연결된 동기화 회로와 기판 구동 모터상에 배치된 위치 엔코더를 포함하며, 상기 엔코더는, 고 해상도의 위치 엔코더이며, 동기화 회로에 신호를 전달하고, 기판에 규칙적으로 인쇄되는 제 1 마크를 인쇄하기 위한 장치를 구비하는 연속 멀티 컬러 잉크 젯 인쇄기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔코더는 모터 회전당 3,000 내지 300,000 도트를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 엔코더는 광학 장치에 의해 작동하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 장치는 인쇄 헤드 이전에 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
5. 제 1 항에 있어서, 콘베이어 벨트를 포함하며, 제 1 마크는 상기 콘베이어 벨트상에서 제조되는 동안 구현되는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
6. 제 1 항에 있어서, 각 센서는 상기 제 1 마크를 독출하기 위한 광학 시스템이며, 이것은 제 1 마크가 상기 센서 아래를 통과하는 순간을 정의하는 펄스 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 펄스 신호를 출력하는 광학 센서로부터의 독출 신호를 처리하기 위한 회로를 구비하며; 상기 회로는 인쇄된 마크의 한 변이 통과하는 정확한 순간을 해석하기 위하여, 평활(smoothing) 및 시간 드리프트(time drift)와 같은 하드 와이어 오퍼레이터(hard wired operator)를 사용하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
8. 제 6 항에 있어서, 제 1 마크는 한변이 수 밀리미터 길이인 사각형 블록으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
9. 제 1 항에 있어서, 제 1 마크는 형광색인 것을 특징으로 하는 인쇄기.
10. 제 1 항에 있어서, 두 개의 제 1 마크 사이의 거리는 인쇄된 도트의 100 내지 5000 라인을 분리하는 거리 정도인 것을 특징으로 하는 인쇄기.
11. 제 6 항에 있어서, 각 칼라에 대한 두 개의 제 1 마크 사이에는 항상 기판에 인쇄된 도트의 동일한 수(M)가 있는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
12. 제 6 항에 있어서, 각 광학 센서는 연계된 인쇄 헤드의 입력측에 배치되며, 인쇄 헤드 사이의 분리는 두 개의 마크 사이의 거리보다 약간 크고, 이 거리의 두배보다 작은 것을 특징으로 하는 인쇄기.
13. 제 1 항에 있어서, 제 1 인쇄 헤드는 제 2 마크를 인쇄하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 마크들은 기판의 모서리에 인쇄된 것을 특징으로 하는 인쇄기.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 마크들은 전진 방향에 대하여 평행한 라인에서, 제 1 마크의 라인으로부터 정확한 거리인 기판의 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 마크들을 독출하기 위한 광학 시스템을 포함하며, 이것은 인쇄되어야할 패턴에서의 변화를 지시하는 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
17. 제 13 항에 있어서, 제 2 마크는 두 개의 제 1 마크 사이의 거리보다 훨씬 작은 거리로 분리된 블록의 연속으로 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄기.
18. 제 17 항에 있어서, 시이트 형태인 기판에 대하여, 제 2 마크는 독출 시스템아래에서 시이트의 종단 모서리의 출현에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
19. 제 1 항에 있어서, 동기화 회로는 센서 아래로 제 1 마크가 통과하는 것에 대응하는 신호 독출 작동의 예측(prediction), 필터링(filtering) 및, 윈도우 작동(window operation)을 수행하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
20. 제 1 항에 있어서, 인쇄 헤드의 출력측의 테스트 패턴을 분석하는 시스템을 포함하며, 이것은 적합하게 된 광학계를 구비하고 기판의 전진 방향에 대략 직각으로 배치된 거시 측정 위치 인덱서(macrometric position indexer)와 함께 기계적인 변위 시스템에 장착된 컬러 카메라 및, 처리 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
21. 제 20 항에 있어서, 캘리브레이션 테스트 패턴은 기판의 거리를 포괄하는 다양한 인쇄 단위체에 의해 인쇄된 도트를 모호하지 않게 식별하는 기하학적 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
22. 제 20 항에 있어서, 캘리브레이션 테스트 패턴의 기판상의 존재는 상기 기판의 모서리에 특징적인 마크를 인쇄함으로써 검지되는 것을 특징으로 하는 인쇄기.
23. 제 22 항에 있어서, 테스트 패턴 마크의 존재에 대한 검지기는 인쇄 헤드에 연계된 센서와 유사한 것을 특징으로 하는 인쇄기.
24. 제 1 마크의 검지는 제 1 마크가 아마도 센서 아래를 통과하는 순간에 집중된 제한된 시간 윈도우내에서 우선적으로 인가되게 하는 제 1 항에 따른 인쇄기의 동기화 방법.
25. 제 23 항에 있어서, 만약 제 1 마크가 독출 윈도우내에서 검지되지 않는다면, 이전의 간격에 기초하는 제 1 의 예측으로부터 시작하여 의사 신호(dummy signal)가 발생되며, 독출 윈도우는 다음의 검출 순간에 대하여 동시적으로 확장되며 만약 신호를 4 개 놓친 이후에 결함이 지속된다면 프린트 아웃이 정지되는 것을특징으로 하는 방법.
26. 제 24 항에 있어서, 인쇄 시스템에서의 오프셋은 인쇄 시스템에 의해 인쇄된 멀티-컬러 캘리브레이션 마크를 간헐적으로 분석함으로써 측정되며, 이러한 캘리브레이션 패턴은 다양한 인쇄 유니트(printing units)에 의해 인쇄된 도트를 모호하지 않게 식별하는 기하학적 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제 26 항에 있어서, 제품이 라인에서 체류하는 시간이 짧다면, 테스트 패턴은 라인으로부터 출구에서 분석되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제 26 항에 있어서, 제품 라인이 길 때 테스트 패턴은 기판의 전진을 순간적으로 정지시킴으로써 라인에서 분석되는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 24 항에 있어서, 기판이 분석 시스템 아래에서 정지했을 때, 카메라는 기판의 전진 방향을 가로지르는 방향으로 기계적인 시스템에 의해 운동하며, 동시에 이것은 상이한 컬러인 잉크 방울의 충격을 분석하며, 처리 시스템은 변위축상의 위치 인덱서로부터 위치 정보 출력을 사용함으로써 카메라의 위치와 인쇄 도트의 특성을 동시에 기록하며, 도트의 위치를 그것의 이론적인 값과 비교함으로써, 위치 편차가 다음 생산중에 인쇄 시스템내에서 정해져서 보상될 수 있으며, 이러한 보상은 처리 시스템에 의해 자동적으로 계산되며 인쇄 프로세서 콘트롤러로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 상기 인쇄기에 의해서 연속적으로 인쇄되는, 고정된 배경 이메이지와 일부 가변적인 장식 부분들을 구비하는, 제 1 항에 따른 인쇄기에 의해 얻어지는 인쇄 물.