KR20010089616A - 프린터를 위한 다기능 모니터링 모듈 - Google Patents

프린터를 위한 다기능 모니터링 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20010089616A
KR20010089616A KR1020017009114A KR20017009114A KR20010089616A KR 20010089616 A KR20010089616 A KR 20010089616A KR 1020017009114 A KR1020017009114 A KR 1020017009114A KR 20017009114 A KR20017009114 A KR 20017009114A KR 20010089616 A KR20010089616 A KR 20010089616A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
focus
module
radiation
detector
dot
Prior art date
Application number
KR1020017009114A
Other languages
English (en)
Inventor
브론스위크타코케이.에이.엠.
린덴호비우스캐리안에이치.
티머스빌헬르무스에이.지.
Original Assignee
요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 요트.게.아. 롤페즈, 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 요트.게.아. 롤페즈
Publication of KR20010089616A publication Critical patent/KR20010089616A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00002—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for
    • H04N1/00007—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for relating to particular apparatus or devices
    • H04N1/00015—Reproducing apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2135—Alignment of dots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
    • B41J29/393—Devices for controlling or analysing the entire machine ; Controlling or analysing mechanical parameters involving printing of test patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00002—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00002—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for
    • H04N1/00026—Methods therefor
    • H04N1/00031—Testing, i.e. determining the result of a trial
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00002—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for
    • H04N1/00026—Methods therefor
    • H04N1/00045—Methods therefor using a reference pattern designed for the purpose, e.g. a test chart
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00002—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for
    • H04N1/00071—Diagnosis, testing or measuring; Detecting, analysing or monitoring not otherwise provided for characterised by the action taken
    • H04N1/00082—Adjusting or controlling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Facsimiles In General (AREA)

Abstract

도트 프린터(10)의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈에 있어서, 방사 소스(41)와, 프린팅 매체(13) 상에 조명된 영역(45)을 형성하기 위한 콘덴서 렌즈 시스템(43')과, 검출기(49') 상에 조명된 영역을 이미징하기 위한 이미징 시스템(87, 89)을 포함하며, 검출기는 검출기 소자들의 적어도 하나의 선형 어레이를 포함하며, 이미징 시스템은 조명된 영역과 그 작은 부분 모두가 이미징될 수 있는 방식으로 구성된다. 상기는 프린트 라인(35)의 그레이 스케일과 개개의 도트의 사이즈 및 컬러 모두의 검출을 허가한다. 상기 모듈들이 제공된 도트 프린터는 개선된 프린트 품질을 제공한다.

Description

프린터를 위한 다기능 모니터링 모듈{Multi-function monitoring module for a printer}
도트 프린터는 기록 매체 상에 이미지를 기록하기 위한 임의의 종류의 장치로 이해되며, 그에 따라, 상기 매체는 예컨대, 임계 레벨(threshold level) 이상의 에너지들(energies)로 노출될 때 도트들의 형태로 마크들을 생성한다. 많은 그러한도트들은 문자, 부호, 그래픽 표현(graphic representation) 등을 공동으로 구성한다. 공지된 도트 프린터들은 레이저 프린터들, 잉크젯 프린터들 및 감열식 프린터들(thermal printers)이다.
미국 특허 제 5,633,672 호에는 기록될 이미지를 나타내는 정보 신호를 운반하기 위한 통신 채널과, 상기 채널에 연결되고, 마크들을 생성하기 위해 정보 신호에 의해 변조되어, 신호에 응답하여 프린팅 매체 상에 이미지를 나타내는 기록 어셈블리(writing assembly), 또는 기록 장치(writing device)와, 상대적인 이동의 방향으로 마크들의 패턴을 설정하도록 프린팅 매체와 상기 기록 어셈블리 사이의 한 방향으로 상대적인 이동을 생성하기 위한 장치(device)를 포함하는 장치(apparatus)가 개시되어 있다.
미국 특허 제 5,633,672 호에 설명된 장치는, 기록 장치를 교정하기 위해, 마크들의 패턴을 판독하고, 실시간에 장치의 파라미터들을 조절하는 교정 기구(calibration instrument)로서, 필요할 때, 마크들 및 그들 패턴의 특성들을 변경하는 교정 기구를 더 포함한다. 교정 기구는 기록 장치와 동시에 이동되도록 기록 장치에 대해 드라이브(drive), 또는 캐리지에 고정될 수 있다. 내장된 교정 기구를 사용함으로써, 더 이상, 귀찮고 시간 소모적인 처리인, 장치로부터 프린팅된 이미지들을 재이동하고, 마크들 및 그들 패턴의 특성에 대해 오프-라인(off-line)에서 분석할 필요가 없다. 제어된 기록 파라미터들은 도트들의 사이즈, 상대적인 위치 및 농도이다. 미국 특허 제 5,633,672 호에 설명된 프린터에 있어서, 교정 기구는 광학 축(optical axis)을 갖는 전자 (CCD) 카메라를 포함하며, 마크들은동일 축을 따라 같은 축 방향으로 조명된다. 카메라는, 예컨대, 기록 장치가 다채널 장치인 경우, 프린트 라인 또는 많은 프린트 라인들의 모든 도트들이 동시에 취해지도록 기록 매체 캐리어가 드럼의 각각의 회전에서의 드럼인 경우, 기록된 도트들 및 그 패턴의 2차원 이미지를 수신한다. 카메라는 패턴으로부터 공간 및 농도 정보를 판독한다.
본 발명은 모니터가 프린터의 프린팅 장치를 이동하기 위한 캐리지에 고정되는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈에 관한 것으로, 상기 모듈은,
프린팅 매체의 영역을 조명하도록 모니터링 방사 빔을 공급하기 위한 조명 시스템(illumination system)과;
상기 조명된 영역에 의해 반사된 모니터링 방사를 모으고, 이미지 평면에 이미지를 형성하는 이미징 시스템과;
상기 이미지를 프린트의 품질 파라미터들을 나타내는 전기 신호들로 변환하기 위한 방사-감지 검출 시스템을 포함한다.
또한, 본 발명은 그러한 모니터링 모듈이 제공된 도트 프린터에 관한 것이다.
도 1은 잉크젯 프린터(inkjet printer)의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 모니터링 모듈(monitoring module)이 제공된 상기 프린터를 위한 카트리지(cartridge)에 대한 캐리지(carriage)를 도시하는 도면.
도 3은 프린트 라인들과 카트리지 및 모듈의 풋 프린트(foot print)가 제공된 프린트 매체의 일부를 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 도트 모니터링 모드(dot monitoring mode) 및 프린트 라인 모니터링 모드(print line monitoring mode)에서 각각 모니터링 모듈 세트의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 상기 모듈의 수렴 렌즈(convergent lens)의 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 컬러 검출(colour detection)을 위한 모듈의 실시예의 한 부분을 도시하는 도면.
도 7은 상기 모듈을 위한 컬러 필터들(colour filters)이 제공된 선형 검출기 어레이(linear detector array)를 도시하는 도면.
도 8의 (a) 및 (b)는 모듈의 제 2 실시예의 제 1 및 제 2 횡단면을 도시하는 도면.
도 9는 모듈과 함께 사용하기 위한 초점 에러 검출(focus error detection)의 제 1 실시예를 도시하는 도면.
도 10은 초점 에러 검출 시스템의 제 2 실시예를 도시하는 도면.
도 11은 초점 에러 검출 시스템의 제 3 실시예를 도시하는 도면.
도 12는 상기 실시예의 검출기의 정면을 도시하는 도면.
도 13a 및 도 13b는 초점 에러 검출 방법의 양호한 실시예를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 모듈이 도트-바이-도트(dot-by-dot) 원리에 따라 측정들을 허용하고, 더욱이, 간단하고 소형인 구성을 갖는, 서두(preamble)에 설명된 종류의 모니터링 모듈을 제공하는 것이다. 모듈에 있어서, 검출 시스템은 분리된 검출기 소자들의 적어도 하나의 선형 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하고, 다수의 프린팅된 도트들을 포함하는 제 1 종류의 매체 영역과, 하나의 프린팅된 도트를 포함하는 제 2 종류의 매체 영역 모두를 검출기 소자들의 평면에서 이미징하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 모듈에 의해, 검출 시스템 상에서 프린트 라인의 부분을 이미징하여 관찰하고, 프린트 라인 부분의 농도 또는 그레이 스케일을 모니터링하고, 기록 매체, 또는 프린트 용지의 에지들을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출 시스템 상에 개개의 도트를 이미징할 수 있다. 검출 시스템은, 개개의 도트, 그 사이즈 등의 특성들이 측정될 수 있도록, 도트의 이미지에 비해 너무 작아서 이미지가 몇몇의 검출기 소자들을 덮는 검출기 소자들을 갖는다.
모니터링 및 교정은 원하는 이미지를 기록하기 전의 테스트 동안, 또는 이미지 기록과 동시에 수행될 수 있다.
유럽 특허 제 0.186.651 호가 개개의 도트 영역들이 모니터링되는 감열식 프린터를 개시한 것은 주목되지만, 도트 형성 동안 및 도트 형성 후에는 완성되지 않았다. 유럽 특허 제 0.186.651 호에 설명된 프린터는 열 프린팅의 특별한 방법을 수행하는데 사용된다. 우선, 초기 에너지는 선택된 영역 내의 원하는 농도를 얻는데 필요한 것 보다 더 작은 초기 사이즈를 갖는 도트를 각각의 영역에 형성하도록 기록 매체의 선택된 영역들에 적용된다. 상기 영역은, 영역을 조명하고, 단일 검출 소자에 의한 영역에 의해 반사된 방사를 포착함으로써, 투명 기록 매체의 후측(rear side) 상에 반사층(reflective layer)의 형태로 반사 배경에 대해 모니터링된다. 상기 소자는 영역의 농도를 지시하는 신호를 공급힌다. 상기 신호는 원하는 이미지 신호와 비교되며, 비교의 결과는 농도의 소정값이 얻어질 때까지 영역의 도트 사이즈를 점진적으로 증가시키도록 열 에너지의 추가 공급을 조절하는데 사용된다. 유럽 특허 제 0.186.651 호에 설명된 감열식 프린터에 있어서, 도트는 많은 검출기 소자들에 의해 모니터링되지 않으며, 프린트 라인의 부분의 이미지는 검출 시스템 상에 형성되지 않는다.
모듈의 제 1 실시예는 이미징하기 위한 상기 수단이 상기 이미징 시스템의 축을 따라 2개의 고정된 위치들 중 하나에 이미징 시스템을 위치시키기 위한 액추에이터를 포함한다.
상기 실시예에 있어서, 이미징 시스템의 동일한 렌즈 소자(들)는 검출 시스템 상에 개개의 도트와 프린트 라인 부분 모두를 이미징하는데 사용된다. 이미징시스템이 상기 위치들의 제 1 위치를 점유할 때, 도트는 검출 시스템 상에 선명하게 이미징되며, 이미징 시스템이 제 2 위치를 점유할 때, 프린트 라인의 부분은 검출 시스템 상에 이미징된다. 이어서, 검출 시스템은 개개의 도트의 이미지 또는 프린트 라인 부분의 이미지 중 하나를 수신한다.
개개의 도트 및 프린트 라인 부분을 동일한 검출 시스템 상에서 동시에 이미징하는 것은 또한 가능하다. 상기는 모듈의 실시예와 함께 인식될 수 있는데, 이미징하기 위한 상기 수단은 이미징 시스템의 제 1 및 제 2 서브-렌즈 시스템을 포함하며, 제 1 서브-렌즈 시스템은 검출 시스템의 제 1 영역 상에 제 1 종류의 매체 영역을 이미징하는 파워 및 위치를 가지며, 제 2 서브-렌즈 시스템은 검출 시스템의 제 2 영역 상에 제 2 종류의 매체 영역을 이미징하는 파워 및 위치를 갖는 것을 특징으로 한다.
이제, 각각의 서브-렌즈 시스템은 이미징해야 하는 물체(object)에 최적으로 적응될 수 있으며, 이미징 시스템의 이동은 요구되지 않는다. 이어서, 개개의 도트 및 프린트 라인 부분의 이미지들은 동시에 평가될 수 있다.
특히, 개개의 도트를 모니터링하기 위해, 기록 매체, 또는 프린트 용지가 도트를 이미징하는 서브-렌즈 시스템 또는 이미징 시스템의 초점 평면(focal plane) 내에 잔존하는 것은 필수적이다. 실제로, 프린팅 프로시저 동안, 모듈의 위치에서의 매체는 상기 매체의 명목상의 평면(nominal plane)에 비례하여 +0,5 mm 내지 -0,5 mm의 범위 위에 워블(wobble)될 수 있다는 것이 발견되었다. 도트가 ±10 ㎛의 정밀도로 측정될 수 있고, 충분히 작은 물체-대-이미지 거리를 갖는 작은 모듈에알맞은 렌즈 시스템은 상기 워블 범위보다 더 작은 초점의 깊이를 갖는다. 워블링 매체의 중요한 문제에 대한 해법을 제공하는 모듈의 실시예는 초점 보정 액추에이터(focus correction actuator)에 연결된 초점 에러 검출 시스템을 포함하는 자동-초점 시스템(auto-focus system)이 제공되는 것을 특징으로 한다.
자동-초점 시스템은 광학 매체가 이미징의 시계(field of viewing of the imaging) 내의 초점 내에 있음을 보장한다.
개개의 도트의 이미징 또는 프린트 라인 부분의 이미징 간의 선택이 이미징 시스템의 이동에 의해 이루어지는 모듈의 실시예는 초점-보정 액추에이터가 그 축을 따라 이미징을 미세 위치시키기(fine-positioning) 위한 액추에이터인 것을 특징으로 한다.
상기 실시예에 있어서, 또한, 초점 에러 검출 시스템으로부터의 신호는 상기 액추에이터가 2개의 기능들: 이미징 모드를 선택하는 것, 즉, 기기의 도트를 이미징 또는 프린트 라인 부분을 이미징, 및 초점을 튜닝하는 것을 수행하도록 이미징 모드를 선택하기 위한 액추에이터에 공급될 수 있다.
선택적으로, 모듈은 초점 보정 액추에이터가 매체에 수직 방향으로 매체에 비례하여 모듈의 모든 광학 소자들을 수용하는 홀더를 위치시키기 위한 액추에이터인 것을 특징으로 한다.
홀더 액추에이터는 이미징 시스템이 2개의 서브-렌즈 시스템들을 포함하는 모듈뿐만 아니라, 분할되지 않는, 이동 가능한 이미징 시스템을 갖는 모듈에 사용될 수 있지만, 렌즈 액추에이터에 의한 초점 튜닝이 후자의 모듈에 바람직하다.
홀더 액추에이터를 갖는 모듈은 액추에이터가 모듈의 일부를 형성하는 모터에 의해 구성되며, 플레이트(plate)가 캐리지 상에 설치되는 백 플레이트(back plate) 상의 리지(ridge)에 의해 지지되는 캠 휠(cam wheel)을 가지는 것을 부가적인 특징으로 할 수 있다.
모터의 회전에 따라, 홀더와 함께 모터는 축 방향으로 변위된다. 상기 액추에이터 구성은 모듈이 소형이며 적은 양이기 때문에 가능하다.
몇몇 방법들 및 장치들은 초점 에러를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 양호하게는, 모듈의 다른 실시예들은, 초점 에러 검출 시스템이 방사-감지 시스템의 부분과, 축 방향으로 이동 가능한 소자의 위치에 대해 결정하기 위해 상기 위치의 검출기 소자들로부터 신호를 처리하고 분석하도록 상기 부분에 연결된 전자 처리 회로를 포함하는 것을 포함하며, 매체의 특징의 이미지가 최대 콘트라스트 및/또는 최소 사이즈를 갖는 것을 특징으로 한다.
모듈은 단색 프린터(monochrome printer)에 사용될 수 있지만, 개개의 도트의 컬러가 제어되도록 하기 때문에 컬러 프린터에 사용될 때 훨씬 큰 이점을 제공한다. 상기 목적을 위한 모듈에 있어서, 방사-감지 검출 시스템은 그위에 입사된 방사를 다른 컬러들의 방사로 분할하기 위한 컬러 빔 스플리터(colour beam splitter)를 포함하며, 대응하는 수의 세트들의 검출기 소자들을 더 포함하고, 각각의 세트는 상기 다른 컬러들 방사들 중 하나의 방사를 수신하도록 의도되는 것을 특징으로 한다.
동일한 목적을 위한 모듈의 대안적인 실시예에 있어서, 개별적인 컬러 필터는 방사-감지 검출 시스템의 각각의 검출기 소자 앞에 배열되며, 검출기 소자들에 인접하기 위한 컬러 필터들은 다른 컬러들의 방사를 전송하는 것을 특징으로 한다.
개별적인 컬러 분리 소자가 본 실시예의 모듈에는 필요로 되지 않는다.
프린트에서의 다른 프린트 컬러 성분: 시안(cyan), 마젠타(magenta), 노랑, 검정의 존재가 제어될 필요가 있는 경우에만, 즉, 다른 잉크 컬러들에 대한 노즐들(nozzles)이 실제로 잉크를 배출하는지 검사될 경우에만, 조명 시스템의 방사 소스는, 상기 파장의 방사가 프린팅된 컬러 도트들에 의해 충분히 흡수되도록 제공된 하나의 파장 밴드의 방사를 배출할 필요가 있다. 430 nm의 중앙 파장을 갖는 LED(light emitting diodes)가 상기 목적에 적당하다는 것이 발견되었다. 프린트 컬러 성분들의 존재뿐만 아니라, 프린팅된 도트들의 컬러 구성, 즉, 프린트 컬러 성분들의 상대적인 양이 제어된다면, 방사 소스는 도트의 시안, 마젠타, 노랑 및 검정 성분들에 의해 거의 집중된 컬러 성분들을 포함하는 방사를 공급하는데 사용되어야 한다. 그러한 소스는 단일 소스, 예컨대, 흰색 광을 방사하는 작은 램프일 수 있다.
그러나, 양호하게는, 모듈은 조명 시스템이 다른 컬러의 방사를 각각 방사하는 다른 발광 다이오드들의 적어도 한 세트를 포함한다.
발광 다이오드들, 또는 LEDs는 작고 저가일 수 있으며, 다른 컬러들에 이용 가능한, 신뢰할 수 있는 방사 소스들에 제공된다. 실제로, 모듈의 방사 소스는 기본 컬러들(적, 녹 및 청)을 방사하는 3개의 다른 LEDs의 한 세트를 포함할 것이다. 예컨대, 모니터링 방사에 대한 더 높은 세기(intensity)가 요구되고, 충분한룸(room)이 이용가능한 환경 하에서, 그러한 LEDs의 2 또는 그 이상의 세트들이 사용될 수 있다.
LEDs는 동시에 스위칭될 수 있으며, 이어서, 다른 프린트 컬러 성분들은 동시에 검출된다. LEDs 상에서 연속적으로 스위칭하고, 프린트 컬러 성분들을 연속적으로 검출하는 것은 또한 가능하다. 후자의 경우에, 동일한 검출기 소자들은, 이들 컬러 성분들이 동시에 검출된 경우보다 더 적은 검출기 소자들이 요구되도록, 다른 프린트 컬러 성분들을 검출하는데 사용될 수 있다.
방사 소스에 의해 방사된 방사의 입체각(solid angle)이 너무 크지 않다면, 방사 소스는 프린팅 매체를 직접 조명할 수 있다. 예컨대, LEDs는 방사된 방사를 억제하는 렌즈 소자들이 제공될 수 있다.
그러나, 양호하게는, 모듈은 조명 시스템이 수렴 렌즈 시스템(convergent lens system)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러한 렌즈 시스템은 소스 방사가 효과적으로 사용되도록 프린팅 매체의 제한된 영역 상에 소스 방사의 최대 양을 집중시킨다.
양호하게는, 모듈은 조명 시스템이 매체 상에서 연장된 조명 지점을 형성하는 원통형 렌즈를 포함하며, 지점의 세로 방향은 프린트 라인의 방향에 평행한 것을 부가적인 특징으로 한다.
조명 지점의 그러한 형태 및 방위는 모듈의 목적을 위해 최적이다.
또한, 본 발명은 도트-바이-도트 원리에 따라 매체를 노출함으로써 기록 매체 상에 이미지를 기록하기 위한 도트 프린트에 관한 것으로,
- 프린팅될 이미지를 나타내는 정보 신호를 운반하기 위한 통신 채널과;
- 상기 통신 채널에 연결되고, 프린팅된 이미지를 함께 구성하는 기록 매체 상에 도트들을 생성하기 위해 정보 신호에 의해 변조된 적어도 하나의 기록 장치와;
- 상기 기록 매체와 상기 기록 장치 사이의 상대적인 이동을 생성하기 위해 상기 기록 장치를 운반하기 위한 캐리지와;
- 프린팅된 도트들을 읽고 프린터 세팅들을 조절하도록 상기 캐리지에 고정된 교정 기구(calibration instrument)를 포함한다. 이러한 도트 프린터는 교정 기구가 상술한 것과 같은 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 프린팅 매체 상에 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법에 관한 것으로,
- 도트 프린터에 프린팅될 정보를 공급하는 단계와;
- 상기 매체 상에 테스트 패턴을 프린팅하는 단계와;
- 상기 테스트 패턴을 광학적으로 검출하는 단계와;
- 기준과 상기 테스트 패턴을 비교하는 단계와;
- 상기 패턴과 상기 기준 사이의 편차가 검출되면, 프린터 세팅들을 적응시키는 단계와;
-상기 프린터에 공급된 정보를 프린팅하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 테스트 패턴을 검출하는 단계가 테스트 프린트 라인의 그레이 스케일을 검출하고, 적어도 하나의 개개의 테스트 도트의 사이즈를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방법은 소비자 프린터들에 높은 프린트 품질을 보장한다.
양호하게는, 상기 방법은 테스트 패턴을 검출하는 단계가 테스트 도트의 컬러를 검출하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 테스트 패턴을 프린팅하는 단계가 프린팅될 정보의 제 1 부분을 프린팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
프린트 이미지의 도트 및 프린트 라인 부분들이 테스팅을 위해 사용된다면, 측정 처리에 요구되는 시간은 최소이다.
본 발명의 상기 및 다른 관점들은 하기에 설명된 실시예들을 참조하여, 비제한적인 예에 의해 명료해질 것이다.
도 1은 유럽 특허 출원 제 0,641.115로부터 공지된 잉크젯 프린터(10)의 실시예를 도시한다. 상기 프린터는 Y 방향으로 확장하는 가로 로드(transverse rod, 11)를 포함하는 내부 프레임을 갖는다. 내부 프레임은, 프린트 매체가 X 방향으로 통과하는 프린트 매체 경로(12)를 정의한다. 한 장의 프린트 용지(13)는 용지 레일들(14 및 15) 위에 걸린 프린트 매체 경로를 통해 통과하는 것으로 도시된다. 프린트 매체 경로를 통해 용지를 이동하기 위한 수단은 공지되었으며, 도 1에 도시되지 않는다. 내부 프레임은 밀폐함(enclosure, 17)에 의해 싸여진다.
기록 장치, 또는 잉크젯 카트리지(21)를 수용하는 캐리지(19)는 내부 프레임 상에 설치된다. Y-방향으로 캐리지(19)를 이동하기 위한 수단은 도시되지 않는다. 이들 수단은 또한 종래 기술에 공지되어 있다. 통상적으로, 잉크젯 프린터 내의 프린트 용지는, 캐리지가 Y 방향으로 용지 위에 한번의 통과를 종료할 때마다, X 방향으로 변위된다. 프린트 용지의 변위(displacement) 범위(extent)는 카트리지(21)에 의해 커버된 영역의 x 치수(dimension)에 의해 결정된다. 잉크젯 카트리지는 잉크젯 메커니즘(ink-jetting mechanism)을 포함하는 프린트 헤드 및 잉크통(reservoir of ink)을 포함한다. 프린트 헤드는 잉크가 프린트 용지 영역 위로 배출되는, 예컨대, 2 또는 3개의 칼럼들(columns)로 배열된 다수의 개개의 노즐들(individual nozzles)을 포함한다. 또한, 카트리지는, 상기 노즐이 한 방울의 잉크(a drop of ink)를 배출하도록, 프린터 일렉트로닉스(printer electronics)(도시 안됨)가 각각의 노즐을 선택적으로 활성화하는 플렉시블 회로 상호 접속(flexible circuit interconnection)을 또한 포함한다.
각각의 노즐은 방울(drop)이 프린터 용지 상의 소정 위치에 요구될 때에만 잉크를 배출할 것이다. 용지에 대한 프린트 헤드의 y 위치는 카트리지 수송 메커니즘(cartridge transport mechanism)에 의해 제어된다. 카트리지의 위치, 예를 들어 프린트 헤드의 위치를 결정하기 위해, 카트리지에는 위치 센서, 예컨대, 내부 프레임의 스케일링된 스트립(scaled strip)을 따라 이동하는 광학 센서(optical sensor)가 제공된다.
노즐들은 대략 동일한 위치 상에 몇 방울의 잉크를 배출할 수 있다. 상기 방울들은 도트라고 불리는 잉크 스트레인(ink strain) 내로 함께 혼합된다. 도트는 가장 작은 프린트 단위로서 간주된다. 그러한 도트의 크기는 배출된 잉크의 량에 의존한다. 모든 노즐들이 검정 잉크를 배출한다면, 검정 도트가 프린터 용지 상에 형성된다. 컬러 도트를 얻기 위해, 잉크 헤드는 각각의 종류가 다른 잉크 컬러를 배출하는 다른 종류들의 노즐들을 포함해야 한다. 다른 컬러들의 방울들을 혼합함으로써, 큰 범위의 컬러들로부터 하나의 특정한 컬러를 갖는 도트가 얻어진다. 그러한 도트의 컬러는 각각의 배출된 컬러의 방울들의 수에 의해 결정된다. 실제로, 컬러들의 충분히 큰 감마(gamma)는 세 개의 잉크 컬러들, 시안(cyan), 마젠타(magenta), 노랑과, 검정과 함께 얻어진다. 프린터는 컬러 프린팅을 위한 하나의 카트리지와 검정의 프린팅을 위한 하나의 카트리지를 포함할 수 있고, 여기서 또한, 2개의 카트리지들이 동일한 캐리지 상에 설치될 수 있다. 프린터에는, 두 개의 검정 프린트들 및 컬러 프린트들이 동일한 카트리지에 의해 생성될 수 있도록, 검정 배출 노즐들과 컬러 배출 노즐들 모두를 포함하는 단지 하나의 카트리지가 제공될 수 있다. 대안으로, 검정, 시안, 마젠타 및 노랑 잉크를 각각 배출하는 4개의 카트리지들이 사용될 수 있다. 이것은, 하나 또는 그 이상의 컬러들의 잉크가 다른 컬러들의 잉크보다 더 많이 사용될 수 있음을 기대할 때, 이로울 수 있다.
그러한 잉크젯 프린터들 및 레이저 프린터들 또는 감열식 프린터들(thermal printers)과 같은 다른 종류의 프린터들에 의해 생성된 프린트들의 품질을 측정할 필요가 있다. 그러한 측정은, 기록 장치가 테스트 프린트의 측정 결과들을 사용하여 조정될 수 있도록, 테스트 프린팅 절차 동안 및 원하는 이미지를 기록하기 전에, 수행될 수 있다. 그러나, 양호하게는, 측정들은, 예컨대, 편차들(deviations)이 일어날 때, 프린팅이 초기 단계(early stage)에서 정지될 수 있도록, 특징들(features)이 프린트된 후에, 그러한 편차들이 즉시 검출되게 하는 프린팅 특징들(printing features)동안 또한 수행되며, 잉크, 시간 및 용지가 절약될 수 있다.
상기 측정은, 캐리지와 함께 이동될 수 있도록, 카트리지에 대한 상기 캐리지로 고정될 수 있는 작은 치수들 및 양(dimensions and mass)을 갖는 광학 모듈에 의해 수행될 수 있다. 도 2는 모니터링 모듈(23)과 함께 캐리지(19)의 정면도를 도시한다. 캐리지는 둘 중 하나의 카트리지, 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 카트리지들(21, 21')을 수용하도록 디자인될 수 있다. 프린팅 동안, 캐리지가 우측으로 이동하면, 모듈은 예를 들어 카트리지(들)의 좌측에서 카트리지(들)를 끄는(trail) 방식으로 배열될 수 있다. 이것은, 프린팅 후에 모니터링이 계속해서 즉시 수행되거나, 한 라인을 프린팅한 후에, 캐리지가 다시 좌측으로 이동한 경우일 것이다. 한 라인이 프린팅된 후에, 좌측으로 캐리지가 되돌아가는 이동(backward movement) 동안, 모니터링이 수행되면, 모듈은 카트리지(들)의 우측에 배열된다. 모듈은 카트리지(들)로서 프린팅 매체 또는 용지와 동일한 레벨에 있다. 따라서, 모니터는 한 프린트 라인의 프린팅 동안 또는 한 라인이 프린팅된 후에 프린팅된 특징들을 관찰할 수 있다.
도 3은 프린트 용지(13)의 일부 상에 카트리지들 및 모니터링 모듈, 즉, 이들 요소들의 투영(projection)의 풋 프린트(footprint, 33)와 용지 상의 2개의 프린트 라인들(35, 36)을 도시한다. 하나의 프린트 라인은 좌측에서 우측으로 한 번 가는 잉크 헤드에 의해 스캐닝되고 프린팅되는, 프린팅 매체의 스트로크(stroke)이다. 그러한 하나의 프린트 라인은, 예컨대, 12.5 mm의 최대 폭을 갖는다. 모듈은 프린트 라인의 영역이 조명됨으로써 방사 소스(radiation source) 및 제 1, 콘덴서, 렌즈 시스템을 포함한다. 상기 영역은, 하기에 검출기로 불리는 방사-감지 검출 시스템(radiation-sensitive detection system) 상에 제 2, 이미징, 렌즈 시스템에 의해 이미징된다. 하나의 컬러를 갖는 한 프린트 라인의 폭보다 더 작고, 단일 검출기 소자(detector element)를 포함하는 영역을 조명하는 모니터는 프린팅된 영역의 그레이 스케일(gray scale)을 검출하고 용지 에지들(paper edges)을 검출하는 성능들을 갖는다. 조명된 영역(illuminated area)의 그레이 스케일, 또는 상기 조명된 영역 내의 농도를 응시함으로써, 카트리지들 중 하나가 잉크를 배출 못하는지 여부는, 잉크가 있어야하는 위치에서 미싱(missing)하는 지를 검출함으로써 입증될 수 있다. 그러나, 이는, 방사 소스에 의해 방사된 방사가 잉크에 의해 충분히 흡수되는 파장을 갖는 경우에만 가능하다. 용지의 에지들을 결정함으로써, 프린터 내로 공급된 용지가 요구된 사이즈를 갖는지 및 상기 용지가 올바른 방식(correct way)으로 프린터를 통해 공급되는지는 입증될 수 있다. 프린트 라인의 폭과 관련된 작은 시계(small field of view)를 갖는 모니터로, 프린트 라인 폭의 단지 작은 부분만이 스캐닝될 수 있으며, 상대적으로 큰 편차들(deviations)이 검출된다.
본 발명은 좀더 나은 성능들을 갖는 모니터링 모듈을 제공하며, 더 우수한 측정들이 이루어지는 것을 가능하게 한다. 상기 모듈은 많은 수의 검출기 소자들로구성된 방사-감지 검출 시스템과, 조명된 프린팅 매체 영역(illuminated printing medium area), 또는 그 부분들이 2개의 다른 배율들(magnifications)로 검출 시스템 상에 이미징될 수 있는 이미징 렌즈 시스템을 포함한다. 제 1 배율에 있어서, 도트의 그 배열의 치수(dimension of the order of that of dot)를 갖는 매체 영역은 검출 시스템 상에 이미징되어, 그에 의해 도트 이미지는 개개의 프린팅된 지점의 품질을 결정할 수 있도록 몇몇 개개의 검출기 소자들을 덮는다. 제 2 배율에 있어서, 전체 조명된 영역 또는 그 영역의 상당한 부분은 그레이 스케일 측정 및 프린팅 매체 에지 검출이 또한 가능하도록 검출 시스템 상에 이미징된다. 검출 시스템은, 예컨대, 선형 CCD 배열을 포함할 수 있다.
도 4a는 모니터 모듈의 제 1 실시예의 횡단면도를 도시한다. 상기 도면에 있어서, 소자(41)는 양호하게 흰색 소스(white source)이며, 각각 적색, 청색 및 녹색 광인 3개의 발광 다이오드들(light-emitting diodes, LEDs) 중 적어도 하나의 세트로 대체로 양호하게 구성된 방사 소스이다. 도 4a는 3개의 한 세트 중 단지 2개의 LEDs(41', 41")을 도시한다. 방사 소스는 수행될 모니터링의 종류에 적응된다. 예컨대, 다르게 컬러링된 LEDs의 수는 검출될 컬러들에 의존한다. 소스(41)에 의해 방사된 방사가 너무 크지 않은 입체각(solid angle)을 갖는다면, 상기 소스는 프린팅 매체(13)를 직접 조명할 수 있다. 조명(illumination)을 위해 LEDs를 사용할 때, 방사된 방사를 억제하는 렌즈 소자들이 제공될 수 있다. 양호하게는, 모니터는 매체(13)의 소정 사이즈를 갖는 영역(45)만이 조명되도록 프린팅 매체 상에 소스(41)로부터 광을 집중시키는 수렴 렌즈(converging lens, 43)를 포함한다. 수렴 렌즈는 또한 관찰될 프린트 영역으로부터 오지 않은 방사가 검출 시스템(49)에 도달하는 일정한 차수(certain degree)를 방지한다. 소자(47)는 검출 시스템(49) 상에 조명된 영역을 이미징하는 이미징 렌즈 시스템이다. 상기 시스템은, 예컨대, 선형 CCD 배열이다. 이미징 렌즈 시스템은, 예컨대, 2개의 비구면 표면들(aspherical surfaces)이나 하나 또는 2개의 비구면 표면들 중 하나를 갖는 굴절 렌즈(refractive lens)이다. 렌즈 재료는 유리가 될 수 있지만, 양호하게는 PMMA(polymethyl methacrylate) 또는 PC(polycarbonate)와 같은 투명한 플라스틱 재료로 구성된다. 그러한 렌즈 소자는 공지된 복제 기술들(replication techniques)에 의해 저가에 양산될 수 있다. 또한, 이미징 렌즈는 렌즈 및 소자가 저가에 또한 양산될 수 있는 프렌젤 렌즈(Frensel lens) 또는 회절 소자(diffractive element)일 수 있다.
조명된 영역이 이미징 렌즈(47)와 검출 시스템(49)을 포함하는 검출 경로의 시계 내에 있음을 확인하기 위해, 소스로부터의 방사는 집중될 뿐만 아니라, 좌측으로 또한 굽어야 한다. 그러한 목적을 위해, 광학 웨지(optical wedge)는 방사 소스로부터 프린팅 매체로 종명 경로 내에 삽입될 수 있다. 렌즈(43)는 2개의 구면 표면들, 하나의 구면 및 하나의 비구면 표면 또는 2개의 비구면 표면들을 갖는 굴절 렌즈일 수 있다. 또한, 렌즈(43)는 프렌젤 렌즈 또는 회절 소자일 수 있다. 또한, 방사 소스가 프린팅 매체를 직접 조명하는 한 실시예에 있어서, 광학 웨지는 관찰될 프린트 영역 쪽으로 소스 방사를 구속하기 위해 방사 소스와 프린트 매체 사이에 삽입될 수 있다.
도 5는 제 1 렌즈 시스템(43)의 양호한 실시예를 도시한다. 상기는 웨지-형 상부 측(wedge-shaped upper side, 43a)과 그 하부 측에 프렌젤 구조(43b)를 갖는 하나의 소자로 구성된다. 또한, 상기 렌즈 소자는 유리로 이루어질 수 있지만, 양호하게는 PMMA 또는 PC로 이루어질 수 있다.
멀티-소자 검출기(multi-element detector) 및 LEDs는 LEDs를 공급 및 스위칭하고, 검출기 소자들을 판독하며, 프린터의 중앙 처리 유닛으로 정보 신호들을 전송하기 위한 회로들을 포함하는 통상적으로 프린팅된 회로 보드(printed circuit board, PCB)(51) 상에 양호하게 설치된다. 상기 유닛에 있어서, 검출기로부터의 신호들은 기준 신호들(reference signals)과 비교되며, 제어 신호들은 프린터 세팅들을 위해 발생된다.
원통 렌즈(cylindrical lens)는, X 방향으로 원통형 축을 가지고 있으며, 프린팅 매체의 연장된 영역(elongated area)이 조명되어, 그에 의해 영역의 세로 방향(longitudinal direction)이 프린트 라인의 가로 방향(transversal direction) 내에 있도록 LEDs, 또는 다른 방사 소스 앞에 배열된다. 조명 경로는 조명된 영역이 하나의 도트 사이즈의 배열의 길이 위에 프린트 라인의 전체 폭을 덮는 것을 의미하는 12.5 x 0.0085 mm의 배열의 치수를 갖는 방식으로 설계된다. 캐리지(19)에 의해 매체 위에 상기 조명된 영역을 스캐닝함으로써, 완전한 프린트(full print)는 구성된 검출기(49) 상에 스캐닝되고 연속적으로 이미징된다.
도 4a 및 도 4b의 실시예에 있어서, 전체 조명된 영역을 이미징하는 모드와 한 도트의 그 배열의 사이즈를 갖는 부분만을 이미징하는 모드 사이의 선택은 2개의 축 방향으로의 다른 위치들 중 하나에서 단일 이미징 렌즈(47)를 위치시킴으로써 이루어진다. 상기 렌즈들은 공지된 액추에이터(actuator), 또는 모터 수단에 의해 이동될 수 있는 홀더(53) 내에 수용된다. 도 4a에 도시된 모드에 있어서, 렌즈(47)는 프린팅 매체(13)에 가까운 낮은, 제 1 축 방향 위치(first, low, axial position) 내에 있다. 상기 위치에 있어서, 렌즈(47)는 단일 도트의 배열의 영역만을 관찰하며, 높은 해상도를 갖는 구성된 검출기(49) 상에 상기 영역을 이미징한다. 해상도는 이미지 내의 분리된 엔티티들(entities)과 물체의 포인트들, 라인들 등을 재생하는 렌즈 시스템의 능력이다. 도 4a의 제 1 모드의 해상도는 개개의 도트의 사이즈 및 형태가 상기 모드에서 결정될 수 있도록 개개의 도트들 사이를 구별하는데 필요한 것보다 훨씬 크다.
도 4b에 조명된 제 2 모드에 있어서, 렌즈(47)는 프린팅 매체로부터 대개 먼, 높은 제 2 위치 내에 있다. 상기 위치에 있어서, 렌즈는 개개의 도트들이 분해될 수 없도록 더 낮은 해상도를 갖는 구성된 검출기 상에 전체 프린트 라인을 관찰하고 이미징한다. 그러나, 상기 모드는 세기(intensity), 또는 프린트 라인의 그레이 스케일 및 프린팅 매체의 좌우 에지를 측정하는데 매우 적당하다.
조명된 영역에서 반사되지 않은 방사 소스로부터의 방사가 검출기에 도달하는 것을 방지하기 위해, 방사 차폐(radiation shield, 55)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 모듈 내에 제공될 수 있다.
상술된 제 1 모드에 있어서, 개개의 도트의 사이즈 및 형태뿐만 아니라, 그러한 도트의 컬러도 결정될 수 있다. 지점 사이즈(spot size) 및 지점 형태 결정을위해, 단일 컬러 또는 컬러 밴드(colour band)의 방사를 방사하는 방사 소스가 사용될 것이다. 그러나, 컬러를 결정하기 위해, 프린터 컬러들(시안, 마젠타, 노랑, 검정)을 덮는 컬러 스펙트럼을 갖는 방사를 방사하는 방사 소스가 사용되어야 한다. 그러한 방사는, 예컨대, 흰색 광 소스에 의해 방사된다. 그러한 흰색 광 소스는 양호하게는 적색, 녹색, 및 청색으로 구성된다. 이들 LEDs는 동시에 또는 순차적으로 스위칭될 수 있다.
모든 LEDs가 동시에 활성화될 때, 프린팅 매체는 흰색 광으로 조명되며, 동시에 컬러 스캐닝이 가능해진다. 프리즘 또는 회절 격자(diffraction grating)와 같은 컬러-분리 소자(colour-separating element)는 조명된 영역으로부터 반사된 흰색 광 빔을 3개의 다르게 컬러링된 서브-빔들로 분할하도록 검출 경로 내에 배열된다. 이들 서브-빔들은 그들이 구성된 검출기(49)의 다른 소자들 상에 입사하는 전파(propagation)의 다른 방향들을 갖는다. 각각의 물체 픽셀(object pixel)은 이어서, 3개의 검출기 소자들 상에 이미징된다. 컬러-분리 소자는 양호하게는 이미징 렌즈(47)와 검출기(49) 사이에 배열된다. 3개의 부가적인 렌즈들은 그들의 관련된 검출기 소자들 상에 다른 컬러들을 갖는 서브-빔들을 지시하고 집중시키도록 상기 검출기의 앞에 배열된다.
상기는 이미징 렌즈(47)와 검출 시스템(49) 사이의 검출 경로의 부분만을 도시하는 도 6에 예시된다. 검출 시스템의 평면(plane)에 이미징 렌즈(47)에 의해 초점이 모여진 흰색 이미징 빔(61)은 회절 격자(62)를 통해 통과한다. 상기 격자는 흰색 빔(61)이 3개의 다르게 컬러링된 서브-빔들(63, 64 및 65)로 분할되고, 그 주요 광선들(chief rays)이 다른 검출기 소자들(66, 67 및 68) 상에 각각 입사하도록 다른 회절각들을 통해 흰색 이미징 빔(61)의 적색, 녹색 및 청색 성분들을 회절시킨다. 또한 서브-빔들(63, 64 및 65)의 다른 대응하는 광선들은 다른 검출기 소자들 상에 입사한다. 모듈의 이미징 품질을 개선하기 위해, 부가적인 렌즈가 회절 격자(62)와 검출 시스템(49) 사이에 배열될 수 있다.
모듈의 동시 컬러 스캐닝 실시예(simultaneous colour scanning embodiment)는 프린트 라인의 도트들의 컬러가 상기 프린트 라인 상에 모듈의 하나의 스캔에서 결정되게 한다.
동시 컬러 스캐닝 실시예에 대한 대안은 순차적인 컬러 스캐닝 실시예이다. 후자의 실시예에 있어서, 프린팅 매체는 적색, 녹색 및 청색 LEDs를 각각 활성화함으로써 적색, 녹색 및 청색 광에 의해 연속적으로 조명된다. 3개의 LEDs의 조명 빔들은 이제 동일한 조명 영역 상에 연속적으로 투사된다. 이제, 다른 컬러들을 갖는 반사된 광 빔들은 검출기 소자들의 수가 동시 컬러 스캐닝 실시예에서 검출기 소자들의 수의 단지 1/3만을 필요로 하도록 동일한 검출기 소자들 상에 연속적으로 투사된다. 프린트 라인의 도트들의 컬러를 결정하기 위해, 상기 라인은 3번 스캐닝되어야 한다. 적절한 검출 시스템 및 적절한 LEDs를 사용함으로써, 매우 훌륭한 스캐닝 시간이 얻어질 수 있다. 동시 컬러-스캐닝 실시예와 비교하여, 순차적인 컬러-스캐닝 실시예는 더 단순한 구성을 가지며, 혼합되는 것으로부터 다른 컬러들의 광들을 보호하는 어떠한 측정도 취하지 않는 이점들을 갖는다.
작은 물체 픽셀들, 즉, 예컨대, 10 X 10 ㎛ 의 사이즈를 갖는 도트의 부분들을 이미징하기 위해, 이미징 렌즈는 높은 해상도를 가져야 한다. 해상도는 렌즈의 개구수(numerical aperture, NA)에 대해 비례한다. 렌즈의 초점의 깊이가 NA2에 반비례하는 것과 같이, 높은 해상도를 갖는 렌즈는 초점의 작은 깊이를 갖는다. 물체는, 그것이 이미징 렌즈의 깊이 내에 잔존하는 경우에만 뚜렷하게 이미징될 수 있다. 그러나, 실제로, 모니터링 모듈의 위치에서 프린팅 매체의 레벨은, 부가적인 측정들이 취해지지 않는다면, 명목상의 레벨(nominal level)에 비례하여 +0,5 mm와 -0,5 사이에서 변화할 수 있다. 상기 범위는 상기 치수의 물체 픽셀들이 더 이상 분해될 수 없는, 즉, 개별적으로 이미징될 수 없는 것을 의미하는 이미징 렌즈의 초점의 깊이보다 크다. 이를 피하기 위해, 모듈은 양호하게는 이미징 렌즈와 프린팅 매체 사이의 최적 거리가 계속하여 유지되도록 지키는 자동-초점 시스템(auto-focus system)이 제공된다.
그것이 필수적인 것은 아니지만, 자동 초점 시스템은, 새로운 문제에 대한 흥미있는 해법을 제공하기 때문에, 본 발명의 중요하고 새로운 독창적인 면이다.
자동-초점 시스템은 이미징 렌즈(47)의 물체 평면과 프린팅 매체(13)의 평면 사이의 편차를 검출하기 위한 초점 에러 검출 시스템(focus error detection system)과 그러한 편차에 대한 초점 에러 시스템에 결합되고, 그것을 만족스러운 레벨(acceptable level)로 줄이거나 또는 삭제하는 보정 수단(correcting means)을 포함한다.
도 4a 및 도 4b의 실시예에 대해, 편차를 제거 또는 줄이는 가장 흥미로운 방식은 검출기(49) 또는 이미징 렌즈(47)를 축 방향으로 변위하는 것이다. 렌즈의변위(displacement)는, 그것이 다른 소자들에 접속되지 않기 때문에, 바람직하다. 변위를 인식하는데 필요로 되는 액추에이터는, 예컨대, 압전 액추에이터(piezo-electric actuator) 또는 모터일 수 있다. 모터는, 그것이 압전 액추에이터보다 더 싸고, 이동의 정확성 및 응답 시간에 관한 요구들을 여전히 만족시키기 때문에, 바람직하다. 모터는 선형 모터 또는 회전 모터일 수 있다. 선형 모터는 큰 속도들 및 큰 가속도들에서 높은 정확도(precision)와 함께 이동될 물체를 운전하는 이점들을 가지며, 높은 신뢰도 및 긴 수명을 갖는다. 회전 모터는 회전 이동을 선형 이동으로 변화하는 트랜스미션(transmission)을 요구한다. 그러나, 상기 모터는 선형 모터보다 더 소형이며, 그것이 표준 생산물(standard product)이기 때문에, 선형 모터보다 더 싸다. 상기 가격 면에서는 프린터와, 예를 들어 모듈이 되도록 의도되는 대량 생산 또는 소비자를 위해 중요하다. 더욱이, 회전 모터가 본 제품(present job)을 위한 충분한 성능을 가지므로, 상기 종류의 모터를 사용하는 것은 바람직하다. 모터의 회전 이동을 렌즈의 선형 이동으로 변환하는 몇 가지 조건들이 존재한다. 예컨대, 모터에는 코그(cog), 편심 휠(eccentric wheel), 캠 휠(cam wheel), 또는 웜 기어(worm gear)가 제공될 수 있거나, 사용은 변위될 물체와 원형 모터 휠 사이에 충돌로 이루어질 수 있다.
자동-초점 면에 관하여, 도 4a 및 도 4b의 실시예는 초점 에러들을 보정하기 위해, 모듈의 초점 에러들 및 계속적인 보정 세팅에 빠른 응답을 인가하는 단지 작고 가벼운 렌즈 소자(47)가 이동될 필요가 있다는 이점을 갖는다. 더욱이, 동일한 액추에이터, 또는 모터는 제 2 축 방향 위치(도 4b)뿐만 아니라 제 1 축 방향위치(도 4a) 사이에 이미징 렌즈(47)를 이동하고, 초점 에러들을 보정하기 위해 사용될 수 있다.
도 8(a)는 모니터링 모듈의 제 2 실시예의 제 1 횡단면도를 도시한다. 상기 모듈은 동일한 방사 소스(41), 양호하게는 3개의 LEDs와 유사한 검출 시스템(47') 및 LEDs와 검출기를 위한 통상의 PCB(51)을 포함한다. 상기 모듈은 구성된 검출기의 개별적인 부분들 상에 동시에 프린트 라인의 폭과 도트 모두를 이미징하는 성능을 갖는다. 이미징 시스템은 렌즈(87 및 89)를 각각 포함하는 2개의 서브-시스템들로 분할된다. 이들 렌즈들은 고정된 위치들과 다른 배율들을 갖는다. 렌즈(87)는 도 4a의 모드에서의 렌즈(47)와 같은 유사한 기능, 즉, 검출 시스템의 좌측 부분 상에 하나의 도트의 배열의 사이즈를 갖는 프린팅 매체를 빔(91)에 의해 이미징하는 것을 수행한다. 렌즈(87) 및 그 홀더(88)는 모듈 밀폐함(module enclosure, 81)의 측벽(side wall)에 고정된다. 또한, 렌즈(89)는 고정된 위치에서 도 4b의 모드에서의 렌즈(47)와 유사한 기능을 수행한다. 그것은 검출 시스템(47')의 우측 부분 상에 다른 방향으로 하나의 도트의 배열의 치수 및 한 방향으로 프린트 라인의 폭의 배열의 치수를 갖는 매체 영역을 빔(92)에 의해 이미징한다. 빔(92)이 빔(91)과 다른 위치에서 검출 시스템(47') 상에 입사하는 것은 지켜져야 한다. 상기 목적을 위해, 렌즈(89)는 빔(92)을 빔(91)으로부터 편향되도록 웨지 형태(wedge shape)를 가질 수 있다.
조명된 영역(45)은 도 4a에서와 동일할 수 있으며, 콘덴서 렌즈(43')는 도 4a에서의 렌즈(43)와 동일한 렌즈 파워 및 편향 파워(deflection power)를 가질 수있다. 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 렌즈(43')는 웨지 구조를 가질 수 있다. 렌즈(43')는 또한 빔이 편향되도록 조명 빔(90)이 상기 렌즈를 통해 편심적으로 통과하는 방식으로 배열되는 표준의 구면 또는 비구면 렌즈일 수 있다. 상기는 또한 도 4a의 실시예의 콘덴서 렌즈(43)를 유지한다. 이미징 렌즈(89)는 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 이들 2개의 렌즈들이 하나의 렌즈 소자로 통합될 수 있도록 콘덴서 렌즈(43')와 동일한 Z 위치에서 배열될 수 있는 방식으로 양호하게 설계된다. 상기 렌즈 몸체, 또는 개별적인 렌즈들(89 및 43')은 PMMA 또는 PC로 이루어질 수 있으며, 공지된 복제 기술들에 의해 저가에 대량 생산될 수 있다. 또한, 상기는 PMMA 또는 PC로 또한 이루이질 수 있는 렌즈(87)를 유지한다.
또한, 도 8(a)의 실시예에 있어서, 광 차폐(55')는 소스(41)로부터 방사를 보호하도록 제공될 수 있으며, 검출기(49')에 도달하는 것으로부터, 조명된 영역(45)에 반사되지 않을 수 있다. 도 8(a)의 모듈의 다른 구성 때문에, 상기 광 차폐는 도 4a의 모듈에서 차폐(55)와 다른 형태 및 치수를 갖는다. 도 8(a)의 모듈은 다른 빔들을 위해 의도되는 검출기 부분에 도달하는 것으로부터 임의의 빔들의 방사를 보호하도록 이미징 빔들(91 및 92)의 경로들 사이에 배열된 제 2 광 차폐(94)를 양호하게 포함한다.
렌즈(87)는, 예컨대, 10 ㎛의 해상도를 갖는 하나의 도트의 배열의 매체 영역만을 검출기 시스템 상에 이미징한다. 10 ㎛의 해상도는 10 ㎛ 떨어져 이격된 물체 세부(object details)가 적응된 검출기에 의해 개별적으로 이미징 및 검출될 수 있음을 의미한다. 상기 치수는, 예컨대, 100 ㎛의 배열인 평균 도트 직경 보다 훨씬 작으며, 예컨대, 75 ㎛의 배열인 가장 작은 도트 직경보다 또한 더 작다. 검출 시스템(49'), 양호하게는 CCD 센서는 상기 렌즈와 검출기 사이 및 매체와 렌즈(87) 사이에 요구된 해상도 및 기하학적인 거리들에 적응되어야 한다. 더욱이, 모듈은 가능한 한 작아야 한다. 상기 거리들은 렌즈(87)의 배율(M)에 의해 주로 결정된다. 상기 배율은 물체 픽셀들, 즉, 화상 소자들(picture elements)의 사이즈와 검출기 픽셀들, 즉, 검출기 소자들의 사이즈 사이의 비율이다. 실용적인 실시예를 위해, 가장 적당한 거리들은 검출기 소자에 대해 13 x 13 ㎛의 사이즈 및 배율(M) = 1.3으로 얻어진다. 단일 도트의 사이즈 및 컬러를 측정하기 위해, 300 x 300 ㎛의 매체 영역을 이미징하는 것이 충분하다. 10 ㎛의 해상도를 위해, 선형 검출기 어레이의 30 픽셀들은 상기 측정을 위해 필요로 된다. 그 폭 전체의 프린트 라인을 측정하기 위해, 80 ㎛의 배열의 해상도가 충분하다. 12.5 ㎛의 프린트 라인 폭을 위해, 검출기 픽셀들의 요구된 수는 150의 배열이다. 이용 가능한 선형 CCD 어레이들 중에서, 256 픽셀들을 갖는 어레이는 본 목적을 위해 가장 적당하다. 어레이의 중앙 및 우측에서, 150개의 이들 픽셀들은 프린트 라인을 측정하는데 사용되며, 좌측 사이즈에서의 30 픽셀들은 도트를 측정하는데 사용된다. 도트 측정 픽셀들의 영역과 라인 측정 픽셀들의 영역 사이의, 수로 약 70의 잔존하는 픽셀들은 중립, 즉, 읽히지 않은, 측정들 사이의 혼선(cross-talk)을 방지하는 영역을 형성한다.
자동-초점은 캐리지 상에 설치되는 백 플레이트(back plate)에 비례하는 축 방향, 또는 Z- 방향으로 전체 모듈, 예를 들어, 또한 렌즈들(87 및 89)을 이동시킴으로써 도 8(a)의 모듈과 함께 수행된다. 상기 이동의 범위는, 예컨대, 명목상의위치(nominal position)에 비례하여 +0,5 mm 내지 -0,5 mm이다. 상기 이동은, 예컨대, 편심, 도는 캠 휠(97)을 갖는 회전 DC 모터(95)에 의해 인식될 수 있다. 도 8(b)에 도시된 백 플레이트(101)의 리지(ridge, 99)는 상기 휠을 지지한다. 도 8(b)는 모터의 위치에서 및 도 8(a)의 횡단면의 평면에 수직인 평면을 따라 모듈의 횡단면을 도시한다. 캠 휠이 항상 리지를 접촉시키는 것을 지키기 위해, 백 플레이트(101)와 함께 통합되는 스프링 소자(103)는 모터(95) 상에 아래로 향한 힘(downward force)을 가한다. 휠(97)이 한 방향으로 그 명목상의 위치로부터 회전하면, 모터 및 모듈은 위로 이동하며, 휠이 반대 방향으로 회전하면, 모터 및 모듈은 아래로 이동한다.
도 8(a)의 모듈의 높이, 또는 Z 위치, 또는 도 4a의 모듈의 이미징 렌즈(47)의 상기 위치의 자동 적응(automatic adaptation)을 위해, 모듈에 대한 모터(95) 또는 상기 렌즈에 대한 모터는 초점 에러 신호가 공급되어야 한다. 모듈의 위치에서 프린팅 매체의 평면과 이미징 렌즈의 포커스의 평면 사이의 편향을 나타내는 상기 신호는 몇몇 방식들로 얻어질 수 있다.
초점 에러 신호의 제 1 방법은 3각 측량법(triangulation method)이다. 도 9는 상기 방법을 수행하기 위한 기본 장치를 도시한다. 상기 장치는 도 4a 및 도 4b의 소스(41)에 부가하여 방사 소스(110)를 포함한다. 소스(110)는 예각(acute angle)에서 프린팅 매체(13) 상에 입사하고, 빔(112)으로서 매체에 의해 반사되는 초점 검출 빔(111)을 공급한다. 스트립(117)에 의해 분리된 2개의 검출기 소자들(115 및 116)을 포함하는 방사-감지 검출기(114)는 반사된 빔(112)의 경로에배열된다. 초점 검출 장치는, 프린팅 매체가 실선(solid line, 13)에 의해 지시된 바와 같이 초점 내에 있으면, 검출기(14)의 평면 내의 반사된 초점 빔(112)에 의해 형성된 지점이 개별적인 스트립(117)에 비례하여 대칭인 방식으로 설계된다. 매체가 파선(13')에 의해 지시된 바와 같이 초점 평면으로부터 드리프팅된다면, 반사된 빔(112)은 빔(112')에 의해 지시된 바와 같이 그 자신과 평행하게 변위된다. 이어서, 검출기 내에 형성된 지점은 이들 소자들 중 하나가 다른 것 보다 더 많은 방사를 수신하도록 검출기 소자들 위에 이동한다. 검출기 소자들로부터 신호들의 차를 측정함으로써, 초점 에러의 존속 범위 및 부호(extent and sign)는 결정될 수 있다.
초점 에러 신호를 발생시키는 제 2 방법은 스큐 빔 방법(skew beam method)이다. 도 10은 상기 방법을 수행하기 위한 기본 장치를 도시한다. 상기 장치는, 예컨대, 조준된 초점 검출 빔(121)을 공급하는 방사 소스(120)를 포함한다. 상기 빔은 예각에서 프린팅 매체(13) 상에 입사하며, 방사-감지 검출기(125) 쪽으로 빔(122)으로서 매체에 의해 반사된다. 검출기의 평면의 빔(122)을 집중시키는 렌즈(123)는 매체(13)와 검출기(125) 사이에 배열된다. 검출기(125)는 스트립(127)에 의해 분리된 2개의 검출기 소자들(125 및 125)을 포함한다. 장치는, 프린팅 매체가 실선(13)에 의해 지시된 바와 같이 초점 내에 있으면, 빔(122)이 2개의 검출기들이 방사의 동일한 양을 수신하도록 개별적인 스트립에 대해 대칭인 방식으로 설계된다. 매체가 파선(13')에 의해 지시된 바와 같이 초점 평면으로부터 이동하면, 반사된 빔은 그 자신에 평행하게 이동하며, 상기 빔의 주요 광선이 렌즈(123)에 진입하는 렌즈 축으로부터의 위치는 이동한다. 이어서, 주요 광선은 중단된 광선(interrupted ray, 122')에 의해 지시된 바와 같이 렌즈에 의해 굴절되며, 상기 소자가 다른 검출기 소자보다 더 많은 방사를 수신하도록 검출기 소자들 중 한 소자 상에 입사한다. 검출기 소자들로부터 신호들의 차를 측정함으로써, 초점 에러의 존속 범위 및 부호가 결정될 수 있다.
다른 초점 에러 검출 방법은 난시법(astigmatic method)이다. 도 11은 상기 방법을 수행하기 위한 기본 장치를 도시한다. 상기 장치는, 예컨대, 조준된 검출 빔(131)을 공급하는 방사 소스(130)를 포함한다. 상기 빔은 빔(131)을 수렴 빔(convergent beam, 133)으로 변환하는 초점 렌즈(focusing lens, 132)를 통해 통과하며, 빔(133)을 정보 매체(13) 상의 지점(134)으로 집중시킨다. 상기 매체는 반사된 빔(135)으로서 빔(133)의 일부를 반사한다. 초점 렌즈(134)와 매체(13) 사이에는 빔(133)의 일부를 전달하고, 검출기(140) 쪽으로 빔(135)의 일부를 반사하는 빔 분할기(beam splitter), 예컨대, 반-투명 거울(137) 또는 빔-분할 프리즘(beam-splitting prism)이 배열된다. 매체 상의 지점(134)은 검출기(140) 상의 지점(139) 내에 재-이미징된다. 난시 소자(astigmatic element), 예컨대, 원통형 렌즈(138)는 반사된 빔(135)의 경로에 배열된다. 난시 소자의 효과는 매체(130의 포인트가 하나의 초점(focal point) 내에 더 이상 이미징되지 않고, 빔(135)의 축을 따라 서로에 대해 이동되는 2개의 난시 초점 라인들 내에 이미징된다는 것이다. 빔(133)의 축 방향으로의 매체(13)의 이동과 동시에, 빔의 난시 초점 라인들이 빔(135)의 축을 따라, 검출기(140)의 평면에 대해 또한 이동한다. 도 12는 상기 검출기(140) 상에형성된 지점을 갖는 검출기(140)의 전면도를 도시한다. 검출기는 4개의 검출기 소자들(141, 142, 143 및 144)을 포함하며, 통상 4분 검출기(quadrant detector)라고 불린다. 검출기(140)는 난시 초점 라인들 사이에 위치된다. 장치는, 매체가 렌즈(132)의 초점 평면 내에 있으면, 검출기 평면이 검출기 뒤의 다른 난시 라인과 검출기 평면 사이의 거리와 같아지기 전에, 검출기의 평면이 난시 라인들 사이의 중간, 즉 하나의 난시 라인 사이의 거리가 되는 방식으로 설계된다. 이러한 경우에 있어서, 검출기 상에 형성된 지점은 원형 지점이며, 4개의 검출기 소자들은 동일한 양의 방사를 수신하다. 프린팅 매체(13)가 상기 명목상의 위치에 대해 이동하면, 검출기 상의 지점은 +450, 지점(147), 또는 -450, 지점(148)에서 세로 방향으로 타원 지점으로 변형된다. 지점(147)이 형성되면, 검출기 소자들(142 및 144)은 검출기 소자들(141 및 143)보다 더 많은 정보를 수신한다. 지점(148)이 형성되면, 검출기 소자들(142 및 144)은 검출기 소자들(141 및 143)보다 더 적은 방사를 수신한다. 검출기 소자들(141 및 143)로부터의 신호들과 검출기 소자들(142 및 144)로부터의 신호들을 더하고, 얻어진 합계 신호들을 공제함으로써, 렌즈(132)의 초점 평면에 대해 프린팅 매체(13)의 이동의 존속 범위 및 부호는 얻어진다.
상술된 초점 에러 검출 방법들은 모듈 내에 배열될 부가적인 소자들을 요구한다. 검출 시스템과 함께, 단지 초점 검출기 소자만이 프린트 품질을 결정하기 위한 하나의 구성된 검출 시스템으로 통합될 수 있다. 상기 부가적인 소자들은, 사용이 도트의 이미지의 가장 높은 콘트라스트(contrast) 및 가장 작은 치수에 대해 연구하는 초점 에러 검출 방법으로 이루어진 경우에는 필요 없다. 현재와 같은 광학시스템을 위한 최대 도트 사이즈는 0.3 mm보다 더 작으며, 렌즈는 예컨대 3mm의 직경을 가지므로, 따라서, 물체가 렌즈 직경보다 더 작은 시스템에 있어서, 초점 내의 상태(in-focus state)에 대해 이미지의 사이즈는 최소이며, 콘트라스트는 최대이다. 시스템이 초점 밖이면, 이미지는 더 커질 것이며, 그 콘트라스트는 더 작아질 것이다. 상기는 검출기 소자들 상에 도트의 이미지를 도시하는 도 13a에 예시된다. 상기 도면의 우측은 프린팅 매체가 초점 내에 있는 경우를 도시한다. 도트 이미지915)의 치수는 검출기 소자들(155)의 최소 수가 덮어지도록 최소이다. 콘트라스트는 최대이다. 도 9a의 좌측은 프린팅 매체가 초점 밖인 경우를 나타낸다. 초점 내의 이미지(150) 주변의 더 밝은 링에 의해 도시되는 도트 이미지의 사이즈는 증가되며, 콘트라스트는 감소된다. 초점 밖의 조건에 있어서, 검출기 소자들(155)의 더 많은 수가 덮어진다. 검출기 소자들(155)로부터의 신호들을 비교함으로써, 도트 이미지의 사이즈 및 콘트라스트는 결정될 수 있다. 상기 측정의 정보는 사이즈가 최대이고 콘트라스트가 최소가 되도록 초점-보정 모터를 제어하는데 사용된다.
도트 이미지 사이즈 및 콘트라스트의 측정은 이미지가 검출기에 대해 정지하도록 제공된 도 13a에 도시된 바와 같이 이미지의 작은 슬라이스(slice) 상에 수행될 수 있다. 상기 조건은 도트 이미지가 불규칙한 형태를 가질 때 필요하다. 그러므로, 도 13b의 화살표(157)에 의해 도시된 바와 같이 서로에 비례하여 이미지 및 검출기를 이동시킴으로써 인식될 수 있는 전체 이미지를 측정하는 것은 바람직하다. 도 13a 및 도 13b에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일한 요소들을 나타낸다.
도 13a 또는 도 13b의 초점 에러 검출 시스템은 모듈에 임의의 부가적인 소자를 부가하지 않고 모니터링 모듈 내에 구현될 수 있는 이점을 갖는다. 상기 초점 에러 검출 시스템을 갖는 모듈의 사이즈는 도트의 사이즈 및 컬러, 프린트 라인의 그레이 스케일 및 프린팅 매체의 에지들을 결정하기 위한 광학 시스템의 설계에 의해서만 결정된다. 모듈의 실용적인 실시예는 25 mm의 높이, 15 mm의 폭 및 10 mm의 깊이를 갖는다. 상기 모듈은 프린팅 장치(들)를 위한 캐리지에 설치되기에 가장 적당하다.
본 모듈의 측정 성능들 때문에, 상기 모듈을 포함하는 프린터는 사용된 프린팅 매체의 특성에 대한 프린터 세팅들의 자동 조정의 독창적인 특징을 갖는다. 새롭고, 개선된 프린팅 품질은 그러한 프린터에 의해 얻어질 수 있다.
상기 측정들이 동시에 수행될 수 없으므로, 그들은 순차적으로 수행되어야 한다. 측정을 위한 가능한 순서는 다음과 같다. 프린터가 프린트 명령을 수신한 후에, 프린터는 프린팅 장치 아래에 한 장의 용지를 공급할 것이다. 모니터링 모듈은 용지가 프린팅 장치를 통해 통과할 때 용지의 상부를 검출하기 위해 위치된다. 용지는 제 1 프린트 라인을 위한 위치에 도달할 때까지 이동된다. 모듈은 용지의 우측이 프린터에 비교적 정확하게 할당되는지를 검사한다. 이어서, 프린터는 프린팅될 이미지의 부분인 몇몇 개별적인 테스트 도트들을 프린팅한다. 캐리지는 모듈이 용지의 좌측을 검출할 때까지 이동한다. 상기 용지의 폭은 프린터에 의해 공지된다. 이어서, 캐리어가 뒤로 이동한다. 상기 이동 동안, 모니터는 테스트 도트들의 위치, 사이즈 및 컬러를 측정한다. 각각의 도트 측정을 위해, 프린터는 도트의 선명한 이미지가 얻어지도록 도트 위에 모듈을 위치시키고, 도트 상에 집중시킨다.테스트 도트들이 측정된 후에, 그들의 평균 사이즈, 컬러 및 위치들은 저장된 기준 값들과 비교된다. 편차들이 발생하면, 프린터의 세팅들은 프린터의 메모리 내에 적응되고 저장된다. 이러한 방식으로, 프린터는 그 카트리지들을 자동으로 할당하며, 각각의 매체 타입, 매체 컬러 및 주위 조건에 대한 최대 프린트 품질에 도달한다. 이어서, 프린터는 요구된 정보를 프린트하도록 준비한다. 캐리지는 그 수직 시작 위치(vertical start position)로 되돌아 이동하며, 캐리지는 좌측으로 이동하여, 그에 의해 프린팅될 공지(blank paper)를 스캐닝하고, 프린트 라인이 이미 프린팅되지 않았는지를 검사한다. 잉크가 검출되면, 이것은 용지가 빠져나가거나 잘못된 용지가 양면 프린팅의 경우에 공급되었음을 의미할 수 있다. 캐리지에 의한 백 스캐닝 동안, 모듈은 프린팅된 라인을 제어하고, 도트들이 우측 위치(right position)에 있는지 및 우측 그레이 스케일(right gray scale)을 함께 도시하는지를 검출한다. 상기는 카트리지들의 상태에 대해 프린터에게 알려준다. 모듈이 프린트 작업(print job) 동안 용지 에지를 통과할 때마다. 용지의 위치 및 방위(orientation)는 제어된다. 가능한 모듈은 프린팅 장치 아래를 통과하는 용지의 밑면(underside)을 검출한다. 모듈에 의해 측정된 용지의 길이는 프린터의 메모리 내에 저장된다. 연속하는 용지들이 더 길어진 것처럼 보인다면, 프린터는 이것이 공급되는 한 장의 용지보다 많기 때문이 아닌지를 검사할 것이다.
본 발명은 잉크젯 프린터를 참조하여 명료해졌지만, 그것이 단지 그러한 프린터의 조합에 사용될 수 있음을 의미하는 것은 아니다. 본 발명은, 일반적으로 제어 가능한 프린터 세팅들을 가지며, 광학적으로 검출 가능한 도트들 및 프린트 라인들을 프린트하는 임의의 종류의 도트 프린터에 사용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 모니터가 프린터의 프린팅 장치를 이동하기 위한 캐리지에 고정되는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈로서,
    프린팅 매체의 영역을 조명하도록 모니터링 방사 빔을 공급하기 위한 조명 시스템(illumination system)과;
    상기 조명된 영역에 의해 반사된 모니터링 방사를 모으고, 이미지 평면에 이미지를 형성하는 이미징 시스템과;
    상기 이미지를 상기 프린트의 품질 파라미터들을 나타내는 전기 신호들로 변환하기 위한 방사-감지 검출 시스템을 포함하는, 상기 모듈에 있어서,
    상기 검출 시스템은 별개의 검출기 소자들(discrete detector elements)의 적어도 선형 어레이를 포함하며, 많은 프린팅된 도트들을 포함하는 제 1 종류의 매체 영역, 및 하나의 프린팅된 도트를 포함하는 제 2 종류의 매체 영역 모두를, 상기 검출기 소자들의 평면에서, 이미징하기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미징하기 위한 수단은 상기 이미징 시스템의 축을 따라 2개의 고정된 위치들 중 어느 하나에 상기 이미징 시스템을 위치시키기 위한 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미징하기 위한 수단은 상기 이미징 시스템의 제 1 및 제 2 서브-렌즈 시스템을 포함하며, 상기 제 1 서브-렌즈 시스템은 상기 검출 시스템의 제 1 영역 상에 상기 제 1 종류의 매체 영역을 이미징하도록 위치되고, 그러한 파워를 가지며, 상기 제 2 서브-렌즈 시스템은 상기 검출 시스템의 제 2 영역 상에 상기 제 2 종류의 매체 영역을 이미징하도록 위치되고, 그러한 파워를 가지는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    초점 보정 액추에이터(focus correcting actuator)에 연결된 초점 에러 검출 시스템을 포함하는 자동-초점 시스템이 제공되는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  5. 제 2 항에 종속하는 제 4 항에 있어서,
    상기 초점-보정 액추에이터는 그 축을 따라 상기 이미징 시스템을 미세 위치시키기(fine-positioning)을 위한 액추에이터인 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 초점-보정 액추에이터는 상기 매체에 수직 방향으로 상기 매체에 대하여, 상기 모듈의 모든 광학 소자들을 수용하면서, 홀더를 위치시키기 위한 액추에이터인 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 모듈의 일부를 형성하고, 상기 캐리지 상에 장착되는 백 플레이트(back plate) 상에 리지(ridge)에 의해 지지되는 캠 휠(cam wheel)을 갖는 모터에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 에러 검출 시스템은, 주요 광선(chief ray)이 상기 프린팅 매체의 평면에 대한 법선과 예각에 있는 초점 검출 빔을 공급하기 위한 방사 소스, 및 상기 프린팅 매체가 이미징 시스템에 대해 초점 내에 있는 경우, 검출기의 평면에서 상기 빔의 횡단면이 분리 스트립(separating strip)에 대해 대칭이 되도록 스트립에 의해 분리되고, 상기 매체로부터 반사된 초점 검출 빔의 경로에 배열된 2개의 검출기 소자들을 구비하는 방사-감지 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  9. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 에러 검출 시스템은, 주요 광선이 프린팅 매체의 평면에 대한 법선과 예각에 있는 초점 검출 빔을 공급하기 위한 방사 소스, 및 상기 매체로부터 반사된 초점 검출 빔의 경로에 연속적으로 배열된 렌즈 시스템과 방사-감지 초점 검출기를 포함하며, 상기 검출기는 스트립에 의해 분리된 2개의 검출기 소자들을 포함하며, 상기 렌즈 시스템은 상기 반사된 초점 검출 빔의 횡단면보다 더 큰 동공(pupil)을 가지며, 상기 프린팅 매체가 상기 이미징 시스템의 초점 평면으로부터 이동하는 경우 상기 초점 검출기 위를 가로질러 상기 빔을 편향시키기 위해 배열되는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  10. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 검출 시스템은 초점 검출 빔을 공급하기 위한 방사 소스와, 상기 방사 소스와 상기 프린팅 매체의 평면 사이의 빔 경로에 연속적으로 배열된 초점 렌즈 및 빔 분할기(beam splitter)와, 상기 프린팅 매체로부터 반사된 초점 검출 빔의 경로에 연속적으로 배열된 난시 소자 및 방사 감지 초점 검출기를 포함하며, 상기 초점 검출기는 상기 검출기의 평면에서 x-y 좌표 시스템의 4개의 다른 4분 면들에 배열된 4개의 검출기 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  11. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초점 에러 검출 시스템은 방사-감지 검출 시스템의 부분과 축 방향으로 이동 가능한 소자의 위치에 대해 결정하기 위해 상기 부분의 검출기 소자들로부터 신호들을 처리하고 분석하도록 상기 부분에 연결된 회로인 전자 처리를 포함하며, 상기 매체의 특징의 이미지는 최대 콘트라스트 및/또는 최소 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사-감지 검출 시스템은 그 위의 입사 방사(radiation incident)을 다른 컬러들의 방사로 분할하기 위한 컬러 빔 분할을 포함하며, 대응하는 수의 다른 종류들의 검출기 소자들을 더 포함하며, 각각의 종류는 상기 컬러들 중 다른 하나의 방사에 대해 감지하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별적인 컬러 필터는 상기 방사-감지 검출 시스템의 각각의 검출 소자 앞에 배열되며, 검출기 소자들과 인접하기 위한 컬러 필터들은 다른 컬러들의 방사를 전송하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 다른 컬러의 방사를 각각 방사하는 다른 발광 다이오드들 중 적어도 하나의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 수렴 렌즈 시스템(convergent lens system)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 시스템은 상기 매체 상에 연장된 조명 지점을 형성하는 원통형 렌즈를 포함하며, 상기 지점의 세로 방향은 프린트 라인의 방향에 수직인 것을 특징으로 하는, 도트 프린터의 프린트 품질을 모니터링하기 위한 모듈.
  17. 도트-바이-도트(dot-by-dot)에 기초하여 매체를 노출시킴으로써 기록 매체 상에 이미지를 기록하기 위한 도트 프린터로서,
    프린팅될 이미지를 나타내는 정보 신호를 운반하기 위한 통신 채널과;
    상기 통신 채널에 연결되고, 프린팅된 이미지를 함께 구성하는 기록 매체 상에 도트들을 생성하기 위해 정보 신호에 의해 변조된 적어도 하나의 기록 장치와;
    상기 기록 매체와 상기 기록 장치 사이의 상대적인 이동을 생성하기 위해 상기 기록 장치를 운반하기 위한 캐리지와;
    프린팅된 도트들을 읽고 프린터 세팅들을 조절하도록 상기 캐리지에 고정된 교정 기구(calibration instrument)를 포함하는, 상기 도트 프린터에 있어서,
    상기 교정 기구는 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록 매체 상에 이미지를 기록하기 위한 도트 프린터.
  18. 프린팅 매체 상에 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법으로서,
    도트 프린터에 프린팅될 정보를 공급하는 단계와;
    상기 매체 상에 테스트 패턴을 프린팅하는 단계와;
    상기 테스트 패턴을 광학적으로 검출하는 단계와;
    기준과 상기 테스트 패턴을 비교하는 단계와;
    상기 패턴과 상기 기준 사이의 편차가 검출되면, 프린터 세팅들을 적응시키는 단계와;
    상기 프린터에 공급된 정보를 프린팅하는 단계를 포함하는, 상기 프린팅 방법에 있어서,
    상기 테스트 패턴을 검출하는 단계는 테스트 프린트 라인의 그레이 스케일(gray scale)을 검출하는 단계와 적어도 하나의 개개의 테스트 도트의 사이즈를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴을 검출하는 단계는 테스트 도트의 컬러를 검출하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 테스트 패턴을 검출하는 단계는 프린팅될 정보의 제 1 부분을 프린팅하는 단계 포함하는 것을 특징으로 하는, 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    테스트 도트 및 테스트 프린트 라인의 부분은 동시에 검출되는 것을 특징으로 하는, 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법.
  22. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    테스트 도트 및 테스트 프린트 라인의 부분은 순차적으로 검출되는 것을 특징으로 하는, 도트들의 형태로 정보를 프린팅하는 방법.
KR1020017009114A 1999-11-19 2000-11-01 프린터를 위한 다기능 모니터링 모듈 KR20010089616A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99203874.5 1999-11-19
EP99203874 1999-11-19
PCT/EP2000/010759 WO2001039486A1 (en) 1999-11-19 2000-11-01 Multi-function monitoring module for a printer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010089616A true KR20010089616A (ko) 2001-10-06

Family

ID=8240884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017009114A KR20010089616A (ko) 1999-11-19 2000-11-01 프린터를 위한 다기능 모니터링 모듈

Country Status (6)

Country Link
US (3) US6419342B1 (ko)
EP (1) EP1149486A1 (ko)
JP (1) JP2003515466A (ko)
KR (1) KR20010089616A (ko)
CN (1) CN1185853C (ko)
WO (1) WO2001039486A1 (ko)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ439299A0 (en) 1999-12-01 1999-12-23 Silverbrook Research Pty Ltd Interface system
AUPQ056099A0 (en) * 1999-05-25 1999-06-17 Silverbrook Research Pty Ltd A method and apparatus (pprint01)
US6561615B2 (en) * 2001-03-13 2003-05-13 Olympus Optical Co., Ltd. Image forming apparatus
US6779868B2 (en) * 2001-07-06 2004-08-24 Benq Corporation Printer with a calibration position positioned within a printing range
US7201462B2 (en) 2002-07-24 2007-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing apparatus and method for correcting ejection driving
GB2391199B (en) * 2002-07-30 2006-05-31 Hewlett Packard Co Fixer or ink detection in hardcopy apparatus
US7055925B2 (en) * 2003-07-31 2006-06-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Calibration and measurement techniques for printers
US7370932B2 (en) * 2004-05-27 2008-05-13 Silverbrook Research Pty Ltd Cartridge having integrated circuit for enabling validation thereof by a mobile device
US7287824B2 (en) 2004-07-16 2007-10-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for assessing nozzle health
JP2006123479A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Funai Electric Co Ltd インクジェットプリンタ
US7413280B2 (en) * 2004-12-17 2008-08-19 Konica Minolta Holdings, Inc. Detection method of interval of recorded positions
US20060139670A1 (en) * 2004-12-27 2006-06-29 Hoblit Robert S Method and system for correcting output of printer devices
US20060152759A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-13 Yen-Fu Chen Method and system for real-time end-user status and quality monitoring of printing operations
US7284921B2 (en) 2005-05-09 2007-10-23 Silverbrook Research Pty Ltd Mobile device with first and second optical pathways
US20070070109A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 White John M Methods and systems for calibration of inkjet drop positioning
US7507981B2 (en) * 2006-05-30 2009-03-24 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. System for identifying a characteristic of a printing media
US8305387B2 (en) * 2007-09-07 2012-11-06 Texas Instruments Incorporated Adaptive pulse-width modulated sequences for sequential color display systems
US20100162285A1 (en) * 2007-09-11 2010-06-24 Yossef Gerard Cohen Presence Detector and Method for Estimating an Audience
US8488220B1 (en) * 2007-10-22 2013-07-16 Data Recognition Corporation Method and apparatus for calibrating imaging equipment
US8526055B1 (en) 2007-10-22 2013-09-03 Data Recognition Corporation Standardized test and survey imaging system
US8649601B1 (en) 2007-10-22 2014-02-11 Data Recognition Corporation Method and apparatus for verifying answer document images
US9195875B1 (en) 2007-10-22 2015-11-24 Data Recognition Corporation Method and apparatus for defining fields in standardized test imaging
US8738659B1 (en) 2007-10-22 2014-05-27 Data Recognition Corporation Method and apparatus for managing priority in standardized test and survey imaging
US7690746B2 (en) * 2008-03-21 2010-04-06 Xerox Corporation Systems and methods for detecting print head defects in printing clear ink
KR101525800B1 (ko) * 2008-07-25 2015-06-10 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 시스템 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법
US8125625B2 (en) * 2009-07-12 2012-02-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Hard copy re-emission color measurement system
CN101856903B (zh) * 2010-06-08 2012-07-18 北京公达数码科技有限公司 具有打印质量检测模块的打印机及其打印质量检测方法
EP2626209B1 (de) * 2012-02-12 2018-04-11 Baumer Inspection GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen eines Tintenstrahldruckers
JP6050838B2 (ja) 2012-03-02 2016-12-21 オセ−テクノロジーズ・ベー・フェー ドット検出方法およびカラー画像再生装置
JP6225517B2 (ja) * 2013-07-08 2017-11-08 株式会社リコー 液滴吐出状態検出装置および画像形成装置
ITVR20130226A1 (it) * 2013-10-11 2015-04-12 Projecta Engineering S R L Linea di decorazione
US10139340B2 (en) * 2015-06-29 2018-11-27 Hannu Harjunmaa Noninvasive refractometer
CN108665974A (zh) * 2018-06-25 2018-10-16 天津起跑线生物信息技术有限公司 一种生物样本检测与报告系统
US11468554B2 (en) * 2019-10-18 2022-10-11 Electronics For Imaging, Inc. Assessing printer quality by assigning quality scores to images

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4547784A (en) 1984-12-24 1985-10-15 Polaroid Corporation Thermal recording system and method
JPS6469159A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Minolta Camera Kk Picture reader
US5737090A (en) 1993-02-25 1998-04-07 Ohio Electronic Engravers, Inc. System and method for focusing, imaging and measuring areas on a workpiece engraved by an engraver
US5508826A (en) * 1993-04-27 1996-04-16 Lloyd; William J. Method and apparatus for calibrated digital printing using a four by four transformation matrix
US5451990A (en) * 1993-04-30 1995-09-19 Hewlett-Packard Company Reference pattern for use in aligning multiple inkjet cartridges
US5532825A (en) 1993-08-30 1996-07-02 Hewlett-Packard Company Add-on scanner for existing ink jet printer
DE69417319T2 (de) 1993-08-30 1999-07-15 Hewlett Packard Co Bildabtastkopf für einen thermischen Tintenstrahldrucker
US5633672A (en) 1994-09-13 1997-05-27 Eastman Kodak Company Real-time calibration of processless writer
JP2907772B2 (ja) * 1995-05-30 1999-06-21 キヤノン株式会社 インク吐出量の測定方法及び測定装置及びプリント装置及びプリント装置におけるインク吐出量の測定方法
US5745131A (en) * 1995-08-03 1998-04-28 Xerox Corporation Gray scale ink jet printer
DE69627594T2 (de) * 1995-09-14 2004-01-08 Canon K.K. Leseeinheit und Aufzeichnungsgerät auf das eine solche Leseeinheit gesetzt werden kann
JPH09109380A (ja) * 1995-10-20 1997-04-28 Brother Ind Ltd インクジェットプリンタ
US5856833A (en) 1996-12-18 1999-01-05 Hewlett-Packard Company Optical sensor for ink jet printing system
JPH11284815A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Nec Home Electron Ltd 画像入力装置
JPH11312213A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Toshiba Tec Corp シンボル読取装置
US6227644B1 (en) * 1998-05-04 2001-05-08 Hewlett-Packard Company Inkjet dot imaging sensor for the calibration of inkjet print heads
US6378976B1 (en) * 1999-08-23 2002-04-30 Hewlett-Packard Company Use of an essentially colorless marker to allow evaluation of nozzle health for printing colorless “fixer” agents in multi-part ink-jet images

Also Published As

Publication number Publication date
CN1185853C (zh) 2005-01-19
US20030202029A1 (en) 2003-10-30
EP1149486A1 (en) 2001-10-31
WO2001039486A1 (en) 2001-05-31
US6419342B1 (en) 2002-07-16
CN1344461A (zh) 2002-04-10
US20020145641A1 (en) 2002-10-10
JP2003515466A (ja) 2003-05-07
US6948793B2 (en) 2005-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6419342B1 (en) Multi-function monitoring module for a printer
JP4080000B2 (ja) インク・ジェット印字システム用光学的センサ
US7055925B2 (en) Calibration and measurement techniques for printers
US6352331B1 (en) Detection of non-firing printhead nozzles by optical scanning of a test pattern
US7515167B2 (en) Multi-beam scanning device and image forming apparatus using the scanning device
US6513900B2 (en) Detection of non-operating nozzle by light beam passing through aperture
JP2004524192A (ja) プリンタおよびプリンタ処理を監視する方法
US6239828B1 (en) Image formation device for forming a color image composed of plural colors
US6641246B2 (en) Detection of non-operating nozzle by light beam passing through aperture
JP2006176337A (ja) レーザを用いた２次元光学式プリンタエンコーダ
JPH0767822B2 (ja) 不連続印刷媒体を用いる光学印刷装置
US6485124B1 (en) Optical alignment method and detector
US5812892A (en) Multi-beam image forming system
US6166376A (en) Multi-beam scanning device
US20100135699A1 (en) Exposure Head and Image Forming Apparatus
US8320028B2 (en) Optical scanning apparatus
KR100243157B1 (ko) 광주사유니트모듈
WO1999003683A1 (en) Carriage mounted densitometer
JPH091815A (ja) インクジェット記録装置
JPH08201713A (ja) レーザビーム走査光学装置
JP2007078941A (ja) 画像処理装置、印刷装置および印刷方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application