СПОСОБ КАЛИБРОВКИ УСТРОЙСТВА СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ, А ТАКЖЕ ПЕЧАТНЫЙ ПРОДУКТ
METHOD OF CALIBRATION OF INK JET PRINTING DEVICE, AND PRINTED PRODUCT

Изобретение относится к способу калибровки устройства струйной печати. Далее изобретение относится к напечатанному соответствующим образом откалиброванным устройством струйной печати печатному продукту.
В устройстве струйной печати печатное изображение создается посредством целенаправленного выброса или отклонения чернильных капель. Печатное изображение формируется из растра отдельных точек изображения, при этом возможное разрешение обуславливается по существу числом содержащихся в печатающей головке выбрасывающих чернила сопел на единицу поверхности. Печатное изображение создается по мере того, как печатающая головка при соответствующем активировании сопел перемещается относительно запечатываемого носителя. Разрешение устройства струйной печати выражается, как правило, в dpi (число точек на (квадратный) дюйм). В принципе, печатное изображение может быть нанесено, в зависимости от выбора чернил, на самые различные носители, такие, например, как бумага, дерево, слоистый материал, стекло, текстиль или пластмасса.
Область применения устройств струйной печати обширна и простирается от известных использований в офисах или в домашних условиях до профессионального применения в области промышленного производства. В частности, в промышленной области при высоких объемах производства необходимо обеспечить постоянно неизменное печатное изображение. Например, печатный продукт в форме декоративной печати на ламинированных или древесных плитах не должен отличаться даже при различных партиях продукции, так что единообразные напольные покрытия или облицовка стен формируются также при использовании отдельных элементов различных партий загрузки или конечному потребителю обеспечивается незаметная замена изношенных или поврежденных элементов. Таким образом, печатное изображение должно воспроизводиться с неизменным на восприятие изображением.
Однако известно, что печатный продукт устройства струйной печати подвергается воздействию внешних факторов, таких как, например, давление воздуха, температура или влажность воздуха. Эти факторы воздействуют, среди прочего, на консистенцию используемых чернил, в частности, в том, что касается плотности, вязкости, текучести, поверхностного напряжения и прочее, так что в выбрасывающих чернила соплах создаются различные условия. Соответственно напечатанные элементы изображения в один день отличаются от элементов изображения, напечатанных в другой день. Иными словами, устройство струйной печати в известной степени имеет дневную форму. В случае небольших устройств печати для частного, домашнего или офисного использования это не имеет значения. Но в случае использования в условиях промышленного производства с высокими требованиями к качеству считаются недопустимыми возникающие таким образом отклонения отдельных печатных изображений различных партий. В частности, различная дневная форма приводит к измененному нанесению цвета, так что даже при одинаковом точечном растровом изображении зритель воспринимает печатное изображение то более светлым, то более темным. В этой связи изменяется также желательный характер цветности, так как смешанные цвета в устройстве струйной печати формируются путем изменения заданных основных цветов печатных растров.
Чтобы компенсировать эту дневную форму устройства струйной печати, до сих пор печатное изображение изготовляют обычно при различных заданных точечных растрах изображения и измеряют полученную цветную плотность. В зависимости от дневной формы цветная плотность бывает различной, так как изменяется фактура отдельных точек изображения. Обычно отправной точкой здесь является настройка, путем изменения точечного растра изображения, измеренной для точечного растра изображения реальной цветной плотности на желательную цветную плотность. Иными словами, измеряют калибровочную кривую, которая для каждого точечного растра изображения задает величину изменения, чтобы получить собственно желательную цветную плотность. Затем цифровой оригинал изображения, который определенный запечатываемый участок печатного изображения увязывает с определенным растром определенного цвета, изменяют посредством соответствующего программного обеспечения и направляют на устройство струйной печати. Печатающее устройство, в свою очередь, печатает измененный относительно цифрового оригинала точечный растр изображения, при этом формируемое печатное изображение передает теперь желательный и, в частности, неизменный многократно воспроизводимый цветной отпечаток. В этой связи говорят также о так называемой частотной модуляции управляющего сигнала, так как для генерирования измененного точечного растра изображения последовательность сигнала для управления выбрасывающими чернила соплами изменяется по времени.
В US 2005/0156976 А1 предлагается для калибровки устройства струйной печати наносить цвет соответственно для двух основных цветов по матричной схеме, при этом в направлении рядов варьируют нанесение одного основного цвета, а в направлении столбцов - нанесение другого основного цвета. Для варьирования нанесения цвета предлагается изменить энергию выброса чернил или точечный растр изображения. Затем замеряют матричную схему. Выбирают тот матричный элемент, который имеет наименьшую глубину цвета. На основе выбранного матричного элемента выбирают соответствующие энергетические параметры или делают выбор из взаимозависимости между энергией выброса чернил и капельной массой. В результате соотносят между собой объемы выброса чернил выбранных основных цветов. Однако нанесение цвета на каждый элемент изображения по-прежнему негативно варьирует в зависимости от дневной формы устройства струйной печати.
Для устройства струйной печати, которое содержит картриджи для печати одинакового цвета различной насыщенности, US 2003/0234828 А1 предлагает способ калибровки, чтобы согласовать между собой оба цвета. С этой целью определяют смешение цветов, которое независимо от эмиссионных спектров измерительных датчиков выдает одинаковый отраженный сигнал. Для каждого из обоих цветов определяют характеризующий его отпечаток, который соответствует отпечатку смеси цветов. Для калибровки для каждого цвета печатают растр с различным нанесением цвета и сравнивают его с отпечатком этого же цвета, который определен для отпечатка смеси цветов. Затем оба цвета калибруют относительно общей независимой от датчиков точки отсчета и, таким образом, согласуют их между собой. Также здесь отдельный элемент изображения не играет никакой роли. Более того, оба цвета согласуют друг с другом подгонкой растров.
Как недостаток, напечатанные с различными точечными растрами изображения печатные изображения одного и того же оригинала, несмотря на одинаковую цветную плотность, отличает друг от друга так называемая метамерия. В то время как, например, при искусственном освещении печатные изображения выглядят идентичными, то при дневном свете, например вечером, цветной отпечаток первого изображения разнится от цветного отпечатка другого изображения. Это связано с тем, что различные яркостные кривые рассматриваемых печатных изображений могут при определенном освещении вызывать одинаковое восприятие цвета, так как глаз человека не в состоянии воспринимать отдельно каждую длину волны. Более того, глаз обладает тремя цветовыми оптическими зонами различной спектральной чувствительности. Суммарно воспринимаемый зрителем оттенок является результатом наложения падающих в глаз составляющих света согласно яркостной кривой и соответствующей чувствительности трех цветовых оптических зон глаза. Фактическое же цветовое разнообразие метамерных печатных изображений видно при рассмотрении в свете другого спектрального состава. Обычные способы калибровки именно этот эффект не устраняют.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить альтернативный способ калибровки устройства струйной печати, так что желательное печатное изображение может быть выполнено независимо от дневной формы печатающего устройства с максимальной степенью возможности многократного воспроизведения и максимальной степенью устранения метамерии. Другой задачей является предложить соответствующий печатный продукт.
Задача, имеющая предметом изобретения способ для устройства струйной печати с печатающей головкой, которая включает регулируемые посредством управляющего сигнала выбрасывающие чернила сопла, решается, согласно изобретению, за счет способа калибровки, при этом непосредственно перед началом предусмотренного процесса печатания посредством устройства струйной печати для одного цвета печатают отдельный заданный калибровочный растр, при этом на основе напечатанного калибровочного растра определяют значение характеризующего нанесение цвета измеряемого параметра и при этом с использованием этого определенного значения измеряемого параметра путем подгонки управляющего сигнала калибруют по заданному стандартному значению количество выброса чернил на точку изображения.
На первом этапе изобретение базируется на положении о том, что нежелательная метамерия является следствием изменения точечного растра изображения для калибровки цветной плотности. На втором этапе изобретение признает, что влияющие на дневную форму устройства струйной печати параметры окружающей среды являются решающим фактором для количества чернил, генерируемого на точку изображения, соответственно, на выброс чернил. Наконец, на третьем этапе изобретение констатирует поразительную возможность, что количество выброса чернил можно калибрировать путем подгонки управляющего сигнала. То есть, если варьируются управляющие параметры для выброса капли чернил, то также варьируется выбрасываемое количество чернил. Однако если выброс чернил калибруется по количеству выбрасываемых чернил на точку изображения, это позволяет получить воспроизводимое по существу свободное от метамерии печатное изображение, так как для подгонки цветной плотности точечный растр изображения не изменяется.
Предложенный способ имеет другое существенное преимущество в том, что цифровой оригинал для калибровки, независимо от дневной формы или от типа печатающего устройства, перед отправкой на печатающее устройство больше не нуждается в трудоемкой подгонке. То есть количество выброса чернил на точку изображения калибруется путем регулирования управляющего сигнала, так что печать осуществляется с постоянно повторяемым одинаковым качеством изображения при соблюдении заданного цифровым оригиналом точечного растра изображения. В процессе калибровки количества выброса чернил сохраняется, в частности, по существу неизменной также величина точек изображения независимо от внешних факторов. Напечатанные изображения больше не отличаются, так как с одинаковым точечным растром изображения изменение в регулировке со стороны аппарата постоянно генерирует одинаковое нанесение цвета.
Для калибровки количества выброса чернил вначале для одного цвета печатают заданный калибровочный растр и на основе напечатанного калибровочного растра определяют значение характеризующего нанесение цвета измеряемого параметра. Таким измеряемым параметром может быть, например, величина, толщина или масса напечатанной точки изображения, при этом он усреднен по всему печатному изображению. Такой измеряемый параметр регистрируют, например, путем определения разности толщины или массы между не запечатанным и запечатанным носителем. Также нанесение цвета может быть оптически зарегистрировано путем определения значений отражения, пропускания или диффузного отражения. В частности, как измеряемый параметр, предлагается оптически регистрировать цветную плотность посредством так называемого денситометра, который регистрирует диффузионное отражение печатного изображения, то есть диффузное отражение света окружающей среды. Допустимо также микроскопически регистрировать нанесение цвета путем оценки нанесенных точек изображения. Как измеряемый параметр, может быть определена также часть запечатанной точками изображения поверхности, которая при заданном точечном растре изображения зависит от величины точек изображения.
Таким образом, для калибровки приемлем любой измеряемый параметр, поскольку он отражает зависимость от произведенного при выбросе чернил количества чернил, которое в конечном результате воплощается в форме, величине или толщине точек изображения.
Путем привлечения полученных значений для выбранного измеряемого параметра соответственно можно калибровать количество выброса чернил на точку изображения. Таким образом, независимо от дневной формы устройства струйной печати, а также независимо от типа устройства струйной печати формируется единообразное печатное изображение или единообразное точечное печатное изображение. Больше не требуется подгонять точечное растровое изображение. Для каждой печати и каждого устройства струйной печати может быть использован тот же цифровой оригинал без подгонки посредством калибровочного программного обеспечения. Всякий раз создается желательное единообразное печатное изображение. Предложенный способ калибровки компенсирует даже различия в качестве чернил.
Другое преимущество в сопоставлении с известным способом калибровки заключается в том факте, что для определения количества выброса чернил, соответственно, для калибровки достаточно отпечатка одного единственного калибровочного растра для одного цвета. Впрочем, в случае нескольких основных цветов, например четырех основных цветов: цианового, пурпурного, желтого и черного для четырехцветной печати, притом что чернила основных цветов имеют отличающиеся химические или физические свойства, для каждого цвета требуется отпечатоккалибровочного растра. Не требуется определять калибровочную кривую путем учета результата печати для многочисленных калибровочных растров различного разрешения.
Количество выброса чернил калибруют путем соответствующей подгонки измеряемого параметра к заданному стандартному значению.Это может осуществляться, например, таким образом, что меняют управляющий сигнал, повторно печатают с измененным управляющим сигналом и повторно измеряют, при этом способ повторяют до тех пор, пока не будет получен желательный результат. На основе этого способа могут быть получены также экспериментальные значения, которые привлекают при повторной калибровке для автоматической подгонки управляющего сигнала.
Преимущественным образом для калибровки полученное значение измеряемого параметра сравнивают с заданным сравнительным значением и в зависимости от результата сравнения калибруют количество выброса чернил на точку изображения. Иными словами, калибруют относительно заданной исходной точки. Таким образом, речь не идет об абсолютном значении измеряемого параметра. Заданное сравнительное значение относится, например, к единому или специальному для аппарата нормированному количеству выброса чернил или к количеству выброса чернил устройства струйной печати при заданных нормальных условиях в отношении параметров окружающей среды. Сравнительное значение может быть также определено на основе некоторого числа измеренных перед калибровкой значений измеряемого параметра, например, путем усреднения.
Преимущественным образом цветную плотность определяют как характеризующий нанесение цвета измеряемый параметр. Упомянутая уже цветная плотность предлагает, в частности, в технике печати меру для светлоты или для черноты запечатанной поверхности. Таким образом цветная плотность связана с частью запечатанной поверхности на носителе. Поэтому на основе измеренного на напечатанном калибровочном растре значения цветной плотности можно определить надежную меру для характеристики нанесения цвета. Математически цветную плотность выводят из коэффициента яркости. При этом коэффициент яркости обозначает часть падающего света, которая отражается от рассматриваемой поверхности или печатного изображения. При этом коэффициент яркости идеально белой поверхности принимается за единицу. Цветная плотность, в частности, образована как десятичный логарифм из обратной величины коэффициента яркости, откуда в случае идеально белой поверхности для цветной плотности вытекает значение, равное нулю. Логарифмическая зависимость выбрана, в частности, для учета восприятия яркости глазом человека. Если отражается, например, десятая часть света, значение цветной плотности составляет 1. В случае использования различных основных цветов значение цветной плотности для каждого основного цвета предпочтительно определяют отдельно на основе напечатанного калибровочного растра.
Цветная плотность является обычным в технике печати измеряемым параметром. В этой связи для определения соответствующих значений цветной плотности можно использовать известные способы измерения. Целесообразно значение цветной плотности определяют посредством оптического измерения. При этом может быть использована проверенная технология измерения, как, например, денситометр или спектральный фотометр.
Известны устройства струйной печати различных конструкций. Так, в так называемых пузырьковых струйных (bubble-jet) принтерах чернильные капли выбрасываются за счет локального образования парового пузырька. Известны также устройства струйной печати, в которых капельки чернил выбрасываются посредством технологии нагнетательного клапана. Также в вышеназванных конструктивных вариантах количество чернил, выбрасываемое на одну каплю чернил, регулируется подгонкой управляющего сигнала.
Однако в одном преимущественном варианте осуществления выбрасывающее чернила сопло или каждое выбрасывающее чернила сопло включает в себя пьезоэлектрический исполнительный элемент, который посредством управляющего сигнала регулирует выброс чернил. В частности, посредством этого исполнительного элемента импульс давления осуществляет выброс чернил из соответствующего выбрасывающего чернила сопла. При этом чернила подаются, как правило, из соответствующей чернильной камеры. Посредством приложения электрического напряжения пьезоэлектрический исполнительный элемент побуждается к движению, которое мгновенно уменьшает объем в подводящем чернила канале, связанном с соответствующим выбрасывающим чернила соплом. Затем возникающее повышенное давление выбрасывает чернильную каплю из сопла. Пьезоэлектрический исполнительный элемент может быть связан с соответствующей чернильной камерой или подводящим чернила каналом. Он может быть, в частности, составной частью стенки подводящего чернила канала.
В одном другом выгодном варианте осуществления в качестве управляющего сигнала используют импульсный сигнал. При этом импульсный сигнал является сигналом, который задается высотой и длительностью импульса, а также его временной последовательностью. При этом на каждый импульс генерируется одна чернильная капля. По числу импульсов в единицу времени, в зависимости от скорости перемещения печатающей головки или запечатываемого носителя, управляют числом точек изображения, генерируемых в направлении перемещения на единицу длины. Импульсный сигнал может быть в принципе как механическим, так и электрическим сигналом. В случае пьезоэлектрического устройства печати импульсный сигнал задается целесообразно последовательностью импульсов напряжения, при этом каждый импульс напряжения побуждает пьезоэлектрический исполнительный элемент к быстрому механическому движению для выброса чернильной капли.
Выгодным образом для калибровки количества выброса чернил подгоняют высоту и/или длительность импульса. Посредством импульса выбрасывающему чернила соплу задают длительность регулирующего воздействия и скорость регулирующего воздействия для выброса чернильной капли.
В этом контексте количество выброса чернил можно регулировать или устанавливать подгонкой амплитуды, соответственно, высоты и/или длительности импульса. В принципе при увеличении амплитуды выбрасывается большее количество чернил на каплю. За счет длительности импульса можно воздействовать на колебательную характеристику чернил, находящихся в подводящем чернила канале. В частности, посредством колебательной характеристики оказывается воздействие на находящийся на выходе мениск поверхности чернил, что изменяет, в свою очередь, количество выброса чернил на каплю. Здесь в принципе также действует положение, что увеличение длительности импульса в пределах определенных рамок ведет к повышению количества чернил на каплю.
Как альтернатива или дополнение, для калибровки количества выброса чернил импульсный сигнал может быть модулирован ступенчато. Иными словами, между высоким уровнем сигнала и низким уровнем сигнала импульса вводится промежуточный уровень. Поэтому промежуточному уровню также может регулироваться количество выброса чернил на каплю.
В случае пьезоэлектрического устройства печати, с учетом того, что для регулирования к пьезоэлектрическим исполнительным элементам соответственно прилагают импульсы напряжения, оказалось, что предпочтительными для калибровки являются варьирования напряжения в диапазоне ±0,1 В и временные варьирования длительности импульса в диапазоне ±0,5 мс.
В одном предпочтительном варианте осуществления управляющий сигнал на основе полученного значения измеряемого параметра подгоняют в соответствии с таблицей. При этом данные в таблице могут опираться на эмпирические экспериментальные значения, которые были получены и собраны в течение многочисленных процессов печати. В частности, табличные данные могут быть получены также в процессе самообучения из неудачных опытов и удачных опытов. Табличные данные могут также подгоняться к измененным внешним условиям, которые обусловлены износом или старением устройства струйной печати.
Согласно таблице осуществляется привязка заданных подгонок управляющего сигнала к полученным значениям измеряемого параметра, так что может осуществляться простая и быстрая подгонка управляющих параметров. При этом может быть предусмотрено, что измененные управляющие параметры задаются непосредственно. Как альтернатива этому, может быть предусмотрено также, что по табличным данным задаются величины изменений для подгонки управляющего сигнала. При этом таблица загружается в энергонезависимую память устройства печати, так что калибровка может осуществляться автоматически вводом полученного значения измеряемого параметра.
В одном альтернативном варианте осуществления управляющий сигнал на основе полученного значения измеряемого параметра подгоняют посредством функциональной взаимосвязи. Посредством функциональной взаимосвязи управляющий сигнал, соответственно, описывающий управляющий сигнал управляющий параметр коррелируют непосредственно с измеряемым параметром. Это позволяет, в частности, осуществить обусловленную калибровкой подгонку управляющего сигнала, непосредственно исходя из измеренного значения измеряемого параметра. Соответствующую функциональную взаимосвязь определяют, например, теоретически или эмпирически выводят из измеренных значений. Отсюда путем соответствующей, например, компьютерной обработки измеренных значений можно просто осуществить подгонку управляющего сигнала.
Посредством алгоритма самообучения можно автоматически получить взаимосвязь между измеренным значением измеряемого параметра и необходимой в рамках калибровки подгонкой управляющего сигнала. Этот метод действий обеспечивает быструю оптимизацию процесса калибровки.
В одном другом предпочтительном варианте осуществления чернильную камеру устройства струйной печати нагружают пониженным давлением и регулируют это пониженное давление посредством управляющего сигнала. Иными словами, для калибровки количества выброса чернил на точку изображения в чернильной камере создается автономно или дополнительно регулируемое пониженное давление. Такое пониженное давление воздействует на устанавливаемый в выбрасывающих чернила соплах мениск чернил, в результате чего создается непосредственная связь с количеством выброса чернил на точку изображения. При этом решающее значение имеет разность между давлением в чернильной камере и давлением окружающей среды. Дальнейшее понижение этого пониженного давления приводит в целом к уменьшению количества выброса на точку изображения.
Пониженное давление в чернильной камере может регулироваться, например, управляемым нагнетателем. В обычном устройстве струйной печати регулируемый диапазон пониженного давления в чернильной камере относительно давления окружающей среды составляет предпочтительно от -10 до -50 мм водяного столба. Для калибровки количества выброса чернил на точку изображения вновь можно воспользоваться таблицей значений или сравнительными значениями, которые базируются на экспериментальных значениях.
Далее, количество выброса чернил на точку изображения могут предпочтительно калибровать по заданному стандартному значению таким образом, что чернила устройства струйной печати темперируют, при этом температура чернил регулируется при помощи управляющего сигнала. При такой калибровке исходят из зависимости вязкости чернил от температуры чернил. Многие виды чернил отличаются, в частности, такой зависящей от температуры чернил вязкостью, которую при необходимости можно узнать из справочных бюллетеней изготовителей. Общее правило может быть сформулировано, в частности, таким образом, что количество выброса чернил на точку изображения увеличивается с повышением вязкости чернил. Основанием для этого является тот факт, что повышенная вязкость относительно замедляет момент времени отрыва капли чернил. С учетом того, что вязкость используемых чернил зависит от температуры, темперирование чернил также может служить для калибровки количества выброса чернил на точку изображения.
Приемлемыми устройствами темперирования могут быть устройства для подогрева или охлаждения, которые согласованы либо с чернильной камерой, подводящими чернила каналами, либо с выбрасывающим чернила соплом. При этом устройство темперирования (например, соответствующие темперирующие проводники) может быть расположено как вне чернил, так и внутри чернил или сами стенки подающего чернила резервуара могут быть выполнены с возможностью темперирования.
Вторая из названных задач решается, согласно изобретению, за счет печатного продукта, который печатается на откалиброванном по вышеописанному способу устройстве струйной печати.
Перечисленные для способа преимущества могут быть отнесены со всем основанием к печатной продукции. Такая печатная продукция по существу не подвержена метамерии. Она, в частности, независимо от типа устройства струйной печати или его дневной формы печатается всегда с заданной цифровым оригиналом плотностью растра. Разные партии не имеют различий в цветовом восприятии. Печатная продукция соответствует в этом плане высоким требованиям в промышленном производстве однотипных массовых изделий, таких как напольные покрытия, рабочие панели и т.д., при этом на соответствующий носитель наносится декоративное печатное изображение.
Благодаря заявленной калибровке устройства струйной печати можно изготовить в принципе неограниченное количество оптически одинаковой на восприятие печатной продукции. Внешние воздействия, как, например, переменное давление воздуха или переменная температура, которые часто приводят к изменчивой дневной форме устройства струйной печати, не влияют на оптическое восприятие печатной продукции. В частности, можно избежать оптических отклонений между печатными продуктами, которые связывают с явлениями метамерии.
Ниже пример осуществления изобретения поясняется более детально на основе чертежа, при этом показаны:
фиг.1 - схематично устройство струйной печати,
фиг.2 - печатающая головка в поперечном разрезе,
фиг.3 - блок-схема последовательности процесса калибровки,
фиг.4 - диаграмма импульса напряжения.
На фиг.1 показано устройство 2 струйной печати, а также запечатываемый носитель 4, который направляется на валике 6.
Устройство 2 струйной печати включает в себя выполненную в форме блока печатающую головку 8 с некоторым числом невидимых здесь чернильных камер и некоторым числом выбрасывающих чернила сопел 10. В чернильных камерах хранятся чернила разного цвета, в частности основных цветов: черного, цианового, пурпурного и желтого. Печатающая головка 8 расположена на каретке 12, которая перемещается в направлении 14 смещения вдоль двух направляющих стержней 16. Далее устройство 2 струйной печати включает в себя блок 11 управления для настройки выбрасывающих чернила сопел 10.
Валик 6, на котором направляется показанный здесь в форме листа бумаги носитель 4, вращается вокруг оси вращения в направлении 20 вращения.
Для осуществления процесса печати печатающая головка 8 устройства 2 струйной печати и носитель 4 перемещаются относительно друг друга. Это означает, в частности, что носитель 4 посредством вращения валика 6 перемещается в направлении поперек направления 14 смещения каретки 12 мимо печатающей головки 8. Одновременно с этим печатающая головка 8 перемещается посредством каретки 12 взад и вперед вдоль направления 14 смещения. Для печатания печатного изображения на носителе 4 блок 11 управления регулирует вбрасывающие чернила сопла 10 для выброса чернил в соответствии с точечным растром изображения. С этой целью выбрасывающие чернила сопла 10 управляются по отдельности блоком 11 управления, при этом подвергнутые управлению выбрасывающие чернила сопла 10 соответственно выбрасывают каплю чернил на носитель 4. С этой целью отверстия выбрасывающих чернила сопел 10 обращены соответственно в направлении носителя 4. Выброшенная капля чернил образует по существу одну напечатанную точку изображения на носителе 4. В связи с движением относительно друг друга носителя 4 и печатающей головки 8 происходит контролируемый блоком 11 управления выброс чернильных капель с распределением напечатанных точек изображения на носителе 4, которые соответствуют заданному цифровым оригиналом точечному растру изображения. Число точек, плотность точек и цвет точек изображения определяют оптически воспринимаемое наблюдателем печатное изображение. Запечатанный носитель 4 представляет собой желаемый печатный продукт 22. Задаваемые цифровым оригиналом данные печати, которые лежат в основе точечного растра изображения, вводят во время или перед процессом печати в блок 11 управления. Цифровой оригинал существует, например, в форме электронного файла памяти определенного формата.
На фиг.2 схематично показана в поперечном разрезе печатающая головка 8. В представленном фрагменте можно видеть в виде примера некоторое число чернильных камер 24. Показанные в виде примера чернильные камеры 24 хранят соответственно чернила различного цвета, например цианового, черного, желтого. В представленном поперечном разрезе можно соответственно видеть расположенное на соответствующих чернильных камерах 24 выбрасывающее чернила сопло 10. Далее, каждое выбрасывающее чернила сопло 10 включает в себя подводящий чернила канал 25, стенки которого образованы пьезоэлектрическими исполнительными элементами 26. В результате соответствующего управляющего воздействия стенка изгибается внутрь, так что в соответствующем подводящем чернила канале 25 создается повышенное давление. Следствием этого является выброс чернил из подвергнутого управлению выбрасывающего чернила сопла 10. На фиг.2 это управление можно видеть на среднем из выбрасывающих чернила сопел 10. Там стенки подводящего чернила канала 25 изогнуты внутрь. Выброшенная капля чернил обозначена позицией 28.
Для выброса чернил на пьезоэлектрические исполнительные элементы 26 выбрасывающего чернила сопла 10 посредством блока 11 управления прилагается электрическое напряжение в форме импульса напряжения. Приложенное посредством импульса напряжения напряжение вызывает деформацию исполнительных элементов 26, которая приводит к изгибанию внутрь стенки подводящего чернила канала 25, соответственно к уменьшению в нем объема и, следовательно, к импульсному повышению давления.
Выброшенная чернильная капля 28 включает в себя заданное количество 29 выброшенных чернил, которое при контакте с запечатываемым носителем образует точку изображения. Как поясняется также относительно фиг.3, объем чернильной капли 28 и, следовательно, количество 29 выброса чернил на точку изображения регулируются, в частности, блоком 11 управления на откалиброванное значение путем подгонки высоты и длительности приложенного к исполнительным элементам 26 импульса напряжения.
При прочих равных управляющих параметрах на объем выдаваемой выбрасывающим чернила соплом 10 или каждым выбрасывающим чернила соплом 10 устройства 2 струйной печати чернильной капли 28 влияют внешние факторы, такие как давление воздуха, температура или влажность воздуха. Такое варьирование объема чернильной капли ведет к соответствующему варьированию величины и толщины напечатанных точек изображения. Следствием этого является то, что печатное изображение точечного растра изображения, который печатают в разное время, наблюдателю в оптическом восприятии кажется различным, в зависимости от того, меньше или больше количество 29 выброса чернил. Среди прочего создается различие в восприятии смешенных цветов, а также яркости цвета.
Чтобы противостоять таким воздействиям на печатную продукцию, устройство 2 струйной печати перед предполагаемым процессом печати калибруют относительно количества 29 выброса чернил на точку изображения, которая задается объемом чернильной капли 28. Этот способ действия представлен на фиг.3.
На первом этапе А калибровочного процесса вначале устройство струйной печати настраивают при помощи заданного калибровочного растра на получение отпечатка заданного калибровочного печатного изображения. При этом калибровочное печатное изображение формируют путем частотной модуляции, то есть модуляцией по времени управляющих импульсов по мере перемещения печатного оригинала относительно печатающей головки. В принципе достаточно одного калибровочного отпечатка одной краской, чтобы зарегистрировать дневную форму печатающего устройства. Но так как варьируют материальные свойства, с одной стороны, чернил разных основных цветов и, с другой стороны, разных партий, то рекомендуется для каждого основного цвета изготовить собственное калибровочное печатное изображение. Это позволит также учитывать варьируемые материальные свойства чернил.
На следующем этапе В способа измеряют калибровочное печатное изображение. Для этого цветную плотность отпечатка оптически измеряют посредством денситометра. Иными словами, определяют значение цветной плотности, которая является мерой осуществленного нанесения цвета. При этом анализируют отбрасываемое при заданном стандартном свете печатным листом диффузное отражение и отсюда определяют, как уже задавалось значение цветной плотности.
На следующем этапе С способа измеренное значение цветной плотности сравнивают с ожидаемым значением цветной плотности, какой она должна быть в идеальном случае или сложилась в условиях стандартных параметров внешней среды устройства струйной печати. Затем на основе разности измеренного значения и ожидаемого значения цветной плотности определяют отклонение.
На этапе D посредством базирующейся на экспериментальных значениях таблицы Т значений, в которой определенные отклонения измеренной цветной плотности соотнесены с величинами изменений для управляющего сигнала, запрашивают подгонки управляющего сигнала. При этом табличные значения могут быть определены непосредственно из предшествующих рядов измерений, причем воздействия заданных варьирований управляющего сигнала на цветную плотность эмпирически исследуют. Табличные значения могут быть выведены также из предшествующих процессов калибровки. В частности, с течением времени табличные значения могут быть подогнаны также к процессам старения печатающего устройства, так как посредством их можно получить одинаковые изменения управляющего сигнала, в данном случае, измененные воздействия. Наконец, в интеллектуальной системе посредством различных рядов измерений можно также осуществлять коррекцию взаимосвязи между отклонениями цветной плотности и необходимыми изменениями управляющего сигнала.
На следующем этапе Е запрошенные изменения задаются управляющему сигналу выбрасывающих чернила сопел. Следствием этого является то, что печатающее устройство даже при новых измененных внешних параметрах вновь осуществляет нанесение цвета в соответствии со стандартными условиями. Иными словами, количество выброса чернил на точку изображения, соответственно, объем выбрасываемой чернильной капли является откалиброванным.
Как факультативный вариант, на этапе F результат калибровки может быть проверен посредством тестового отпечатка с измененными управляющими сигналами согласно этапу А и повторным измерением цветной плотности. Затем в зависимости от результата можно вновь повторить этапы от А до F, пока не будет получен желательный результат.
Наконец, посредством измененных управляющих сигналов на этапе G печатное изображение изготавливают согласно цифровому образцу. Такой печатный продукт соответствует строгим требованиям относительно возможности воспроизведения в случае промышленного применения и, в частности, нанесения декоративных печатных изображений на изделиях массового производства.
Кроме того, в конечном результате предложенный способ калибровки не требует переформатирования путем вычислительных устройств данных печати перед отправкой на печатающее устройство, как это имеет место в обычных способах калибровки. Если в обычных способах для калибровки печатный растр модулируют относительно образца, чтобы получить желательный результат, несмотря на изменившиеся параметры окружающей среды, то в предлагаемом способе при неизменном растре адаптируют управляющие сигналы. То есть подгоняют техническое состояние и тип печатающего устройства, а не файл печати.
Так как печатные растры для всей печатной продукции, которую печатают посредством откалиброванного таким образом устройства струйной печати, печатают идентично в соответствии с файлом оригинала или цифровым оригиналом, то устраняются эффекты метамерии, обусловленные разными печатными растрами. Печатные продукты из разных партий отличаются не только высокой тождественностью относительно глубины цвета, но также по существу свободны от метамерии.
На фиг.4 на диаграмме фрагмента из импульсного сигнала 50 показан импульс 52 напряжения для настройки приводимого посредством пьезоэлектрического исполнительного элемента устройства струйной печати. На диаграмме амплитуда V сигнала напряжения представлена в зависимости от времени t. Импульсный сигнал 50 имеет по существу два уровня, а именно низкий уровень L и высокий уровень H. При приложении высокого уровня Нк пьезоэлектрическому исполнительному элементу, соответственно, к соответствующему выбрасывающему чернила соплу в результате сжатия подводящего чернила каналапроисходит выброс чернильной капли заданного объема. По высоте 54 высокого уровня Н над низким уровнем L, а также по длительности 56 высокого сигнала, то есть формы импульса 52 напряжения, возможна регулировка объема выбрасываемой чернильной капли.
Калибровка количества выброса чернил на точку изображения согласно вышеописанному способу осуществляется, в частности, посредством подгонки высоты 54 и длительности 56 по времени импульса 52 напряжения. При этом для повышения количества выброса чернил по существу поднимают высоту 54 приложенного импульса 52 напряжения. Посредством изменения длительности 56 по времени приложенного к пьезоэлектрическому исполнительному элементу импульса 52 напряжения изменяется колебательная характеристикаустановленного в устье подводящего чернила канала мениска чернил, так что таким образом может быть изменен также объем капли выбрасываемых чернил. Устанавливаемая при заданной разности измеренной цветной плотности новая длительность 56 базируется на экспериментальных значениях, которые получены из соответствующего печатающего устройства.
Перечень позиций на чертеже
2 Устройство струйной печати
4 Носитель
6 Валик
8 Печатающая головка
10 Выбрасывающие чернила сопла
11 Блок управления
12 Каретка
14 Направления смещения
16 Направляющий стержень
20 Направление вращения
22 Печатный продукт
24 Чернильная камера
25 Подводящий чернила канал
26 Пьезоэлектрический исполнительный элемент
28 Чернильная капля
29 Количество выброса чернил
50 Импульсный сигнал
52 Импульс напряжения
54 Высота
56 Длительность
A-G Этапы способа
H Высокий уровень сигнала
L Низкий уровень сигнала
T Таблица
V Напряжение
t Время