TWI881379B - 在列印介質上對齊列印圖案的方法及列印裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種在一列印裝置（10）中之一列印介質（30）上對齊一列印圖案的方法，該列印裝置至少具有一第一列印單元（16）及一第二列印單元（18），其中各列印單元（16、18）包含一列印輥筒（24、25）且其中該第二列印單元（18）包含一光學偵測單元（26），其中該列印介質（30）包含一第一側向邊緣區（35）及與該第一側向邊緣區（35）相對之一第二側向邊緣區（37）且沿著一縱向方向自該第一列印單元（16）行進至該第二列印單元（18）。一個方法步驟包含藉由一第一列印單元（16）在該列印介質（30）之該第一側向邊緣區（35）上列印一第一套準記號（38），且在與該第一側向邊緣區（35）相對之該第二側向邊緣區（37）上列印一第二套準記號（40）。另一方法步驟包含使用該偵測單元（26）判定該第一套準記號（38）在該第一側向邊緣區（35）處的水平及豎直位置，且基於該第一套準記號（38）之該位置調整一豎直及/或水平套準。另一方法步驟包含在基於該第一套準記號（38）之該位置調整該豎直及/或水平套準之後，藉由該第二列印單元（18）在該列印介質（30）之該第一側向邊緣區（35）上列印一第三套準記號（46），且在該第二側向邊緣區（37）上列印一第四套準記號（48）。該第二側向邊緣區（37）上之該等第二及第四套準記號（40、48）的最大寬度小於該第一側向邊緣區（35）上之該等第一及第三套準記號（38、46）的最大寬度。此外，提供一種列印裝置（10）。

Description

在列印介質上對齊列印圖案的方法及列印裝置

本發明係關於一種在列印裝置中之列印介質上對齊若干列印圖案的方法，且係關於一種具有至少兩個列印單元之列印裝置。特定言之，本發明係關於輪轉凹印機、柔性版印刷機或凸版印刷機。

列印裝置通常具有用於列印不同色彩平面之若干列印單元。列印介質隨後通過不同列印單元。

色彩平面之對齊必須極準確。特定言之，超過50微米之色彩未對齊將顯著影響列印品質。因此，需要控制列印單元相對於水平及豎直對齊以及相對於偏斜之套準。

已知在列印介質之側向邊緣區中列印套準記號有助於對齊控制。然而，具有套準記號之區域並不促成最終列印且必須在列印過程結束時切除。

因此，本發明之目標為使得能夠在列印裝置中之列印介質上充分對齊列印圖案，同時減少所產生之廢料。

此目標藉由一種在列印裝置中之列印介質上對齊列印圖案的方法達成，該列印裝置至少具有第一列印單元及第二列印單元，其中各列印單元包 含列印輥筒且其中第二列印單元包含光學偵測單元，其中列印介質包含第一側向邊緣區及與第一側向邊緣區相對之第二側向邊緣區且沿著縱向方向自第一列印單元行進至第二列印單元。一個方法步驟包含藉由第一列印單元在第一側向邊緣區上列印第一套準記號且在第二側向邊緣區上列印第二套準記號。另一方法步驟包含使用偵測單元判定第一套準記號在第一側向邊緣區處的水平及豎直位置，且基於第一套準記號之位置調整豎直及/或水平套準。另一方法步驟包含在基於第一套準記號之位置調整豎直及/或水平套準之後，藉由第二列印單元在列印介質之第一側向邊緣區上列印第三套準記號，且在第二側向邊緣區上列印第四套準記號。第二側向邊緣區上之第二及第四套準記號的最大寬度小於第一側向邊緣區上之第一及第三套準記號的最大寬度。

歸因於第二側向邊緣區上之套準記號的寬度小於第一側向邊緣區上之套準記號的寬度，有可能獲得列印介質上之空間且因此減少廢料。特定言之，第二側向邊緣區上之套準記號的寬度可減小，此係因為水平套準係基於藉由第一列印單元列印在第一側向邊緣區上的第一套準記號之位置調整，使得藉由第二列印單元列印的套準記號之水平位置已明確界定。因此，確保藉由第二列印單元列印在第二側向邊緣區上之套準記號越過光學偵測單元之敏感區域而不管其大小減小。然而，本發明方法仍實現高度準確對齊。

第二側向邊緣區上之套準記號的寬度例如介於第一側向邊緣區上之套準記號的寬度的三分之一至三分之二之間。

豎直套準可藉由使第二列印單元之列印輥筒的旋轉速度暫時變化來調整。

水平套準可藉由使第二列印單元之列印輥筒沿著其旋轉軸移位(詳言之，藉由專用移位裝置)來調整。

根據一個態樣，第一側向邊緣區上之套準記號係二維套準記號， 且第二側向邊緣區上之套準記號係一維或二維套準記號。二維套準記號係允許使用單點感測器(例如，光學光電池)量測兩個位置(詳言之，記號之水平及豎直位置)的記號。一維套準記號係允許僅量測一個位置(詳言之，豎直位置)之記號。

舉例而言，第一側向邊緣區上之套準記號具有水平邊緣及傾向水平邊緣之邊緣。水平邊緣允許偵測套準記號之豎直位置，而傾斜邊緣允許量測水平位置。歸因於傾斜邊緣，套準記號之經偵測長度取決於套準記號之水平位置而不同。

舉例而言，觸發碼藉由第一列印單元列印在第一側向邊緣區上，其中藉由第一列印單元列印在第一側向邊緣區上之第一套準記號相對於列印介質之行進方向列印在觸發碼之後。觸發碼允許在不事先知曉記號之縱向位置的情況下量測記號。詳言之，使用觸發碼設定套準系統之零位置。

較佳地，觸發碼藉由第一列印單元列印在第二側向邊緣區上，藉由第一列印單元列印在第二側向邊緣區上之第二套準記號相對於列印介質之行進方向列印在觸發碼之後。除關於第一側向邊緣區上之觸發碼已提及的優點之外，第二側向邊緣區上之觸發碼亦允許相比於第一側向邊緣區上的套準記號將套準記號置放於第二側向邊緣區上的任意豎直位置處。因此，套準記號之列印圖案更靈活。

可量測藉由第二列印單元列印在第一側向邊緣區上之第三套準記號與參考點的豎直距離，且量測藉由第二列印單元列印在第二側向邊緣區上之第四套準記號與參考點的豎直距離，且基於經量測距離偵測第一與第二列印單元之間的偏斜。此允許以簡單方式偵測偏斜未對齊。

參考點可為觸發碼、由第一列印單元列印之套準記號或分別與第三套準記號及第四套準記號具有經界定距離之另一記號。

根據一個實施例，量測藉由第一及第二列印單元列印在第一側向邊緣區上之套準記號之間的豎直距離，且量測藉由第一及第二列印單元列印在第二側向邊緣區上之套準記號之間的豎直距離，且可比較套準記號之間的豎直距離以偵測第一與第二列印單元之間的偏斜。特定言之，可基於兩個經量測豎直距離之比較偵測偏斜。若兩個經偵測豎直距離相等，則無偏斜存在，但若兩個經量測豎直距離彼此不同，則列印單元必須針對偏斜加以調整。

舉例而言，判定第一列印單元與第二列印單元之間的偏斜程度，且藉由樞轉位於第一列印單元之列印輥筒與第二列印單元之列印輥筒之間的偏斜輥筒調整偏斜。藉此，校正偏斜未對齊。

可量測藉由第一列印單元列印在第二側向邊緣區上之第二套準記號的水平位置，且可再次基於第二套準記號在第二側向邊緣區上的位置調整水平套準。由此，色彩平面之對齊可甚至更準確。詳言之，水平調整可藉由平均化第一及第二套準記號之量測而改良。

本發明之目標進一步藉由列印裝置實現，該列印裝置經組態以執行本發明方法及偏斜調整，其中至少兩個列印單元依序佈置，其中各列印單元包含列印輥筒及偏斜輥筒，且佈置在第一列印單元之後的第二列印單元包含光學偵測單元，該光學偵測單元較佳地包含佈置在列印輥筒下游之第一及第二光電池，使得第一光電池可偵測列印介質之第一側向邊緣區中的套準記號，且第二光電池可偵測列印介質之第二側向邊緣區中的套準記號。

第二光電池較佳地具有在其寬度上比第一光電池小的敏感區域。第二光電池可屬於同一類型且為第一光電池之模型，但以不同方式位向。

偏斜輥筒之旋轉軸例如可在一側移動且在相對側固定。藉此，可調整偏斜參數。

作為替代方案，偏斜輥筒可在兩側移動。

10:列印裝置

12:退繞機

14:預加熱單元

16:第一列印單元

18:第二列印單元

20:乾燥器

21,22:偏斜輥筒

23:箭頭

24,25:列印輥筒

26:光學偵測單元/偵測單元

28,29:光電池/攝像頭

30:列印介質

32:箭頭/行進方向

34,36:觸發碼

35:第一側向邊緣區

37:第二側向邊緣區

38:第一套準記號

40:第二套準記號

42:水平邊緣

44:邊緣

46:第三套準記號

48:第四套準記號

l:長度

v₁,v₂:豎直距離

w:寬度

其他特徵及優勢可根據以下描述及隨附圖式而變得顯而易見。在圖式中：- [圖1]示意性地展示本發明列印裝置，- [圖2]展示圖1之列印裝置之列印單元，- [圖3]展示列印圖案，- [圖4]展示套準記號，以及- [圖5]展示感測器路徑。

圖1示意性地展示列印裝置10。

列印裝置包含退繞機12、預加熱單元14、第一列印單元16及佈置在第一列印單元16之後的第二列印單元18。然而，列印裝置10可包含兩個以上列印單元。

舉例而言，列印裝置10係具有七個列印單元之七色(heptachrome)列印裝置。

請注意，第一列印單元16未必為列印裝置之第一列印單元。在第一列印單元16之前可能存在不需要精確套準之列印單元。此外，第二列印單元18可為佈置在第一列印單元之後但不必與第一列印單元16相連的任何列印單元。

在各列印單元16、18之後，佈置乾燥器20。

各列印單元16、18包含偏斜輥筒21、22及列印輥筒24、25。

第二列印單元18(其亦在圖2中可視化)另外包含佈置在列印輥筒25下游之光學偵測單元26。

偵測單元26可包含兩個光電池28、29。

舉例而言，光電池28、29為單色光電池。

作為替代方案，光學偵測單元26可由兩個攝像頭28、29組成。

列印介質30沿著藉由箭頭32指示之行進方向在列印裝置10中移動。

為了確保高列印品質，列印單元16、18必須在水平及豎直方向上以及相對於偏斜以較高準確度對齊。

豎直方向對應於列印介質30之行進方向。

水平方向橫向於列印介質30之行進方向。

為調整列印單元16、18之水平未對齊，列印輥筒24、25沿著其旋轉軸移動。

為調整列印單元16、18之豎直未對齊，藉由在列印之前，亦即在列印輥筒24、25與列印介質30接觸之前調整列印輥筒之相位來調整列印輥筒24、25之角度位置。此可藉由使列印輥筒24之旋轉速度暫時變化來進行。

藉助於例如藉由沿著由圖2中之箭頭23指示之方向移動偏斜輥筒21、22之一側同時保持另一側固定來樞轉偏斜輥筒21、22來校正偏斜。

關於圖3至圖5描述用於偵測不同色彩平面之未對齊的方法。

色彩平面係藉由單一列印單元16、18列印之圖案。

首先，藉由第一列印單元16將觸發碼34列印在列印介質30之第一側向邊緣區35上。在圖式中，第一側向邊緣區35在列印介質30之左側。

此外，藉由第一列印單元16將觸發碼36列印在與列印介質30之第一側向邊緣區35相對的第二側向邊緣區37上，在圖式中，該第二側向邊緣區在列印介質30之右側。

觸發碼34、36係具有沿著豎直方向之相異簽名且包含具有水平邊 緣之記號的碼。

第一側向邊緣區35及第二側向邊緣區37上之觸發碼34、36經定位以相對於列印介質30之行進方向32與彼此相距豎直距離。

在圖式中，藉由一個列印單元列印之記號由相同陰影指示。實際上，藉由一個列印單元列印之記號具有相同色彩。

第一列印單元16亦將第一套準記號38列印在第一側向邊緣區35上且將第二套準記號40列印在第二側向邊緣區37上。

第一套準記號38及第二套準記號40列印至觸發碼34、36之後。因此，套準記號38、40經定位以與觸發碼34、36相距豎直距離。

界定第一套準記號38及第二套準記號40與各別觸發碼34、36之間的距離。

圖4展示在放大視圖中列印在第一側向邊緣區35上之第一套準記號38。

第一套準記號38具有水平邊緣42及傾向水平邊緣42之邊緣44。在所描繪之實施例中，第一套準記號38係直角三角形。

此外，各別光電池28之感測器路徑在圖4中藉助於虛線可視化。

列印在第一側向邊緣區35上的第一套準記號38之寬度覆蓋列印介質30之位置的最大橫向誤差。

舉例而言，第一套準記號38具有6mm之寬度w。

在實施例中，第二側向邊緣區37上之第二套準記號40與第一側向邊緣區35上之第一套準記號38具有相同形狀。

第一套準記號38及第二套準記號40兩者皆為二維套準記號。

然而，第二側向邊緣區37上之第二套準記號40亦可為一維套準記號，例如正方形或矩形。

當列印介質30沿著行進方向行進且具有觸發碼34、36之區段進入第二列印單元18時，觸發碼34、36由偵測單元26讀取，而第二列印單元18未列印，此意謂列印輥筒24不與列印介質30接觸。

藉由讀取觸發碼34、36，對齊過程開始。

在讀取觸發碼34之後，偵測單元26偵測第一側向邊緣區35上之第一套準記號38。

當第一套準記號38沿著各別光電池28行進時，可藉由偵測水平邊緣42之位置判定第一套準記號38之豎直位置。

可藉由偵測第一套準記號38之長度l判定第一套準記號38之水平位置，如圖4中所指示。經偵測長度l歸因於邊緣44傾向水平邊緣42而對於第一套準記號38之水平位置係特定的。較佳地，使邊緣44傾向水平邊緣42之角度介於40°與50°之間，詳言之45°。此範圍中之角度確保高精度。

在判定第一側向邊緣區35上之第一套準記號38的水平及豎直位置之後，基於第一套準記號38之位置調整豎直及/或水平套準。

在基於第一套準記號38之位置調整豎直及/或水平套準之後，藉由第二列印單元18在列印介質30之第一側向邊緣區35上列印第三套準記號46，且在第二側向邊緣區37上列印第四套準記號48。

藉由第二列印單元18列印之第三套準記號46及第四套準記號48的形狀對應於藉由第一列印單元16列印之第一套準記號38及第二套準記號40的形狀。然而，不同形狀亦為可能的。

歸因於先前調整，藉由第二列印單元18列印之第三套準記號46及第四套準記號48的水平及豎直位置已明確界定。

由於明確界定之位置，單色光電池可基於其位置判定哪個列印單元產生套準記號。

在下一步驟中，量測藉由第一列印單元16及第二列印單元18列印在第一側向邊緣區35上之第一套準記號38及第三套準記號46之間的豎直距離v₁，且量測藉由第一列印單元16及第二列印單元18列印在第二側向邊緣區37上之第二套準記號40及第四套準記號48之間的豎直距離v₂。比較套準記號之間的豎直距離v₁及v₂以偵測第一列印單元16與第二列印單元18之間的偏斜。

特定言之，若距離v₁與v₂彼此不同，則偏斜校正為必要的。

判定第一列印單元16與第二列印單元18之間的偏斜程度，且藉由樞轉位於第一列印單元16之列印輥筒24與第二列印單元18之列印輥筒25之間的偏斜輥筒22調整偏斜。

在替代實施例中，可量測套準記號46、48分別相對於觸發碼34、36或相對於其他參考點之豎直距離，以便偵測偏斜。

在視情況選用的方法步驟中，量測藉由第一列印單元16列印在第二側向邊緣區37上之第二套準記號40的水平及/或豎直位置，且再次基於第二套準記號40在第二側向邊緣區37上之位置調整豎直及/或水平套準。由此，色彩平面之對齊可甚至更準確。

關於第一列印單元16及第二列印單元18描述之方法步驟可經重複以用於列印裝置之後續列印單元。

第二側向邊緣區37上之第二套準記號40及第四套準記號48的最大寬度小於第一側向邊緣區35上之第一套準記號38及第三套準記號46的最大寬度，詳言之介於第一側向邊緣區35上之第一套準記號38及第三套準記號46之寬度的三分之一至三分之二之間。

舉例而言，當使用在介質之兩側上具有相同位向之相同光電池28、29時，第二側向邊緣區37上之套準記號40、48之最大寬度為4mm。在另一實例中，當使用具有沿著橫向方向之較窄敏感區域的光電池29時，第二側向邊緣 區37上之套準記號40、48之最大寬度為2mm。

較小寬度係可能的，此係因為在第一次對齊之後，最大橫向誤差減小。此外，量測第二側向邊緣區37上之套準記號40、48的水平位置，但不必量測豎直位置。此亦促成第二側向邊緣區37上之套準記號40、48的較小可能寬度。

藉此，列印過程中產生的廢料減少。

詳言之，具有套準記號之側向邊緣區35、37並不促成最終列印且在列印過程之後切除。

圖5顯現偵測單元26之光電池28、29的感測器路徑，特定言之，光電池28、29之敏感區域之路徑。

光電池28、29之敏感區域為矩形。

舉例而言，光電池之敏感區域為2mm x 1mm。

圖5展示第二光電池29之寬度小於第一光電池28。

舉例而言，光電池28、29相同，但第二光電池29相對於第一光電池28轉動約90°。特定言之，在第一側向邊緣區上之較大套準記號38、46上以水平位向使用光電池28，且在第二側向邊緣區上之較小記號40、48上以豎直位向使用第二光電池29。

在另一實例中，光電池28、29不同，其中第二光電池29相較於第一光電池28具有較小敏感區域。

歸因於列印介質30之位置的橫向誤差，添加到光電池28之敏感區域的寬度之介質30的第一側向邊緣區35上之套準記號38、46之寬度必須至少略大於初始橫向位置誤差容許度，藉此確保記號越過光電池28之敏感區域。套準記號38、46之寬度較佳地至少與光電池28之敏感區域的寬度一樣大，以確保套準記號38、46完全越過光電池28之敏感區域。因此，套準記號38、46之寬度較佳地略大於光電池28之敏感區域的寬度。其同樣適用於介質之第二側向邊緣區37，亦即 套準記號40、48及光電池29。但由於第二側向邊緣區37上之橫向誤差容許度較小，此係因為在基於介質之第一側向邊緣區35上之記號的初始橫向對齊之後應用，可使得介質之第二側向邊緣區37上之記號的大小較小。

歸因於第二套準記號40及第四套準記號48之水平位置已根據第一側向邊緣區35上的第一套準記號38及第三套準記號46之位置設定，水平位置中之誤差在1mm之範圍內。

30:列印介質 32:箭頭/行進方向 34,36:觸發碼 35:第一側向邊緣區 37:第二側向邊緣區 38:第一套準記號 40:第二套準記號 46:第三套準記號 48:第四套準記號 v ₁,v ₂:豎直距離

Claims (12)

1. 一種在一列印裝置（10）中之一列印介質（30）上對齊一列印圖案的方法，該列印裝置至少具有一第一列印單元（16）及一第二列印單元（18），其中各列印單元（16、18）包含一列印輥筒（24、25）且其中該第二列印單元（18）包含一光學偵測單元（26），其中該列印介質（30）包含一第一側向邊緣區（35）及與該第一側向邊緣區（35）相對之一第二側向邊緣區（37）且沿著一縱向方向自該第一列印單元（16）行進至該第二列印單元（18），該方法包含 藉由該第一列印單元（16）在該第一側向邊緣區（35）上列印一第一套準記號（38）及在該第二側向邊緣區（37）上列印一第二套準記號（40）， 藉由該第二列印單元（18）在該列印介質（30）之該第一側向邊緣區（35）上列印一第三套準記號（46）且在該第二側向邊緣區（37）上列印一第四套準記號（48）， 使用該偵測單元（26）判定該第一套準記號（38）在該第一側向邊緣區（35）處的水平及豎直位置， 使用該偵測單元（26）判定該第三套準記號（46）在該第一側向邊緣區（35）處的水平位置， 基於該第一套準記號（38）與該第三套準記號（46）之相對水平位置調整該第二列印單元（18）之一水平套準， 其中該第二側向邊緣區（37）上之該等第二及第四套準記號（40、48）的最大寬度小於該第一側向邊緣區上之該等第一及第三套準記號（38、46）的最大寬度。
2. 如請求項1之方法，其中該方法包含 使用該偵測單元（26）判定該第一套準記號（38）在該第一側向邊緣區（35）處的該豎直位置， 使用該偵測單元（26）判定該第三套準記號（46）在該第一側向邊緣區（35）處的豎直位置， 基於該第一套準記號（38）與該第三套準記號（46）之相對豎直位置調整該第二列印單元（18）之一豎直套準。
3. 如請求項1或2之方法，其中該第一側向邊緣區（35）上之該第一及第三套準記號（38、46）係二維套準記號，且該等第二側向邊緣區（37）上之該第二及第四套準記號（40、48）係一維或二維套準記號。
4. 如請求項1或2之方法，其中該第一側向邊緣區（35）上之該等套準記號（38、46）具有一水平邊緣（42）及傾向該水平邊緣（42）之一邊緣（44）。
5. 如請求項1或2之方法，其中一觸發碼（34）藉由該第一列印單元（16）列印在該第一側向邊緣區（35）上，其中藉由該第一列印單元（16）列印在該第一側向邊緣區（35）上之該第一套準記號（38）相對於該列印介質（30）之行進方向列印在該觸發碼（34）之後。
6. 如請求項1或2之方法，其中一觸發碼（36）藉由該第一列印單元（16）列印在該第二側向邊緣區（37）上，藉由該第一列印單元（16）列印在該第二側向邊緣區（37）上之該第二套準記號（40）相對於該列印介質（30）之該行進方向列印在該觸發碼（36）之後。
7. 如請求項1或2之方法，其中量測藉由該第二列印單元（18）列印在該第一側向邊緣區（35）上之該第三套準記號（46）與一參考點的一豎直距離，且量測藉由該第二列印單元（18）列印在該第二側向邊緣區（37）上之該第四套準記號（48）與一參考點的一豎直距離，且在經量測距離改變時基於該經量測距離偵測該等第一與第二列印單元（16、18）之間的一偏斜。
8. 如請求項7之方法，其中量測藉由該等第一及第二列印單元（16、18）列印在該第一側向邊緣區（35）上之該等套準記號（38、46）之間的一豎直距離（v ₁），且量測藉由該等第一及第二列印單元（16、18）列印在該第二側向邊緣區（37）上之該等套準記號（40、48）之間的一豎直距離（v ₂），且其中比較該等套準記號（38、46、40、48）之間的該等豎直距離（v ₁、v ₂）以偵測該等第一及第二列印單元（16、18）之間的偏斜。
9. 如請求項7之方法，其中判定該第一列印單元（16）與該第二列印單元（18）之間的偏斜程度，且藉由樞轉位於該第一列印單元（16）之該列印輥筒（24）與該第二列印單元（18）之該列印輥筒（25）之間的一偏斜輥筒（22）調整該偏斜。
10. 如請求項1或2之方法，其中量測該第二套準記號（40）及該第四套準記號（48）在該第二側向邊緣區（37）上的一水平位置，且再次基於該第二套準記號（40）及該第四套準記號（48）在該第二側向邊緣區（37）上的該位置調整該水平套準。
11. 一種列印裝置（10），其經組態以執行如請求項1至10中任一項且外加如請求項8之方法，其中至少兩個列印單元（16、18）依序佈置，其中各列印單元（16、18）包含一列印輥筒（24、25）及一偏斜輥筒（21、22），且佈置在該第一列印單元（16）之後的該第二列印單元（18）包含一光學偵測單元（26），該光學偵測單元（26）包含佈置在該列印輥筒（25）下游之一第一及一第二光電池（28、29），使得該第一光電池（28）可偵測該列印介質（30）之該第一側向邊緣區（35）中的該第一及第三套準記號（38、46），且該第二光電池（29）可偵測該列印介質（30）之該第二側向邊緣區（37）中的該第二及第四套準記號（40、48）。
12. 如請求項11之列印裝置，其中該第二光電池（29）相較於該第一光電池（28）具有一較小寬度。