具有兩個掃描器的打印機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種打印機(jī)(300)。所述打印機(jī)在打印機(jī)的紙路中在打印區(qū)域(346)之后具有兩個掃描器(336，338)。所述兩個掃描器彼此間隔開已知距離A，并且在垂直于行進(jìn)的介質(zhì)軸線上彼此重疊。所述兩個掃描器捕獲介質(zhì)的第一圖像和第二圖像。
【專利說明】
具有兩個掃描器的打印機(jī)
【背景技術(shù)】
[0001]許多生產(chǎn)打印機(jī)使用通過打印機(jī)紙路從介質(zhì)卷或介質(zhì)筒輸送的介質(zhì)。紙路包括打印區(qū)域，在該區(qū)域，油墨或者打印材料被沉積到該介質(zhì)上。在打印之后，卷軸(t a k e - u Pspindle)用于抓取并卷起介質(zhì)。一些生產(chǎn)打印機(jī)具有位于紙路上打印區(qū)域后方的掃描器。掃描器用于捕獲沉積在介質(zhì)上的打印材料的圖像。捕獲的圖像可用于調(diào)節(jié)在該介質(zhì)上的打印的圖像的位置。
【附圖說明】
[0002 ]圖1A是在行之間具有恒定間隔的示例打印行圖案。
[0003]圖1B是利用變化的介質(zhì)速度掃描的圖1A的示例行圖案。
[0004]圖2A是行之間具有恒定間隔的包含四行(標(biāo)以數(shù)字1-4)的示例數(shù)字圖案。
[0005 ]圖2B是來自于使用示例打印機(jī)打印的圖2A的圖像。
[0006]圖2C是使用第一掃描器捕獲的示例圖像。
[0007]圖2D是使用第二掃描器捕獲的示例圖像。
[0008]圖3是示例打印機(jī)300的示意圖。
[0009]圖4是圖3的打印機(jī)300的BB段仰視截面圖。
[0010]圖5是示例打印機(jī)500的電氣框圖。
[0011 ]圖6是聯(lián)接到存儲器554的處理器552的示例框圖。
[0012]圖7是用于速度模塊的示例流程圖。
[0013]實施方式
[0014]通過伺服系統(tǒng)對行進(jìn)通過打印機(jī)中紙路的介質(zhì)的速度進(jìn)行控制。紙路是打印過程期間紙張行進(jìn)通過打印機(jī)的路徑?？傊?，伺服系統(tǒng)將紙張的平均速度保持在恒定值。盡管紙張的平均速度可以處于恒定值，但在一些打印機(jī)中，紙張的瞬時速度可以時時刻刻變化。這可使得掃描器難以準(zhǔn)確地測量介質(zhì)上的對象相對于介質(zhì)上的其它對象的位置。
[0015]掃描器典型地具有包括三行光敏元件的傳感器，每行光敏元件的傳感器用于三個基色(典型的紅色、綠色和藍(lán)色)中的每一個基色。在捕獲對象的圖像時，掃描傳感器和待被成像的對象相對于彼此移動。在臺式掃描器中，掃描傳感器相對于放置在掃描臺板上的紙張而移動。在生產(chǎn)打印機(jī)中，介質(zhì)移動經(jīng)過靜止的掃描傳感器。當(dāng)對象行進(jìn)經(jīng)過傳感器時，掃描傳感器進(jìn)行一系列曝光。每次曝光捕獲三行像素，每行用于每個顏色。用于每個像素的三種顏色被添加到一起以創(chuàng)建一行彩色像素。由掃描器捕獲的整個圖像是不同行的彩色像素的總和。
[0016]當(dāng)捕獲對象的圖像時，掃描器典型地使用恒定的曝光時間。用于掃描器的曝光時間基于由掃描器光源產(chǎn)生的光量、掃描器的光效率、掃描器中的傳感器的尺寸和增益等。當(dāng)在掃描傳感器和被成像的對象之間的相對運動是恒定的時，傳感器的每次曝光沿著相對運動的軸線捕獲相同的距離。通過沿著運動的軸線捕獲相同距離，沿著運動的軸線的掃描分辨率是恒定的。垂直于運動的軸線的分辨率由掃描傳感器中的元件數(shù)量和尺寸以及掃描器光學(xué)器件的放大倍率來確定。
[0017]如果在掃描傳感器和被成像的對象之間的相對運動在掃描期間增加，則由每次曝光捕獲的沿著運動的軸線的距離會增加。這使得分辨率降低或者沿著運動的軸線的縮放比例降低。如果在掃描傳感器和被成像的對象之間的相對運動在掃描期間降低，則由每次曝光捕獲的沿著運動的軸線的距離會降低。這使得分辨率增加或沿著運動的軸線的縮放比例增加。如果在掃描傳感器和被成像的對象之間的相對運動在正確的平均速度時是恒定的，則捕獲的圖像將具有恒定的分辨率和100 %的縮放比例。
[0018]圖1A是在行之間具有恒定間隔的示例打印行圖案。在每行之間的距離是距離D1。圖1B是利用變化的介質(zhì)速度掃描的圖1A的示例行圖案。圖1B中的行之間的距離不同。在頁面頂部的行具有大于距離Dl的間隔，并且在頁面底部附近的行具有小于距離Dl的間隔。如果在打印的頁面上的距離Dl是恒定的且是準(zhǔn)確地已知的，那么在掃描期間的速度變化可以通過使用打印的頁面上的已知間隔與掃描的圖像中的實際間隔之間的差來計算。因為能夠確定掃描速度，所以也能夠確定沿著頁面的長度的不同點處的掃描分辨率或縮放比例。使用不同的分辨率，能夠確定頁面上的打印的對象的實際位置。
[0019]不幸地是，距離Dl能夠被準(zhǔn)確地已知的唯一方法是使用沒有瞬時速度變化的打印機(jī)將行預(yù)先打印到介質(zhì)上。在具有恒定行間隔的數(shù)字圖像被打印到具有瞬時速度變化的打印機(jī)上時，打印行之間的距離在打印行時將根據(jù)打印區(qū)域中的介質(zhì)的速度而變化。打印區(qū)域是紙路中標(biāo)識材料(例如油墨)被沉積到介質(zhì)上的地區(qū)。當(dāng)打印的圖像被掃描時，通過打印期間介質(zhì)速度的變化和/或掃描期間介質(zhì)速度的變化，可以產(chǎn)生掃描的圖像中的行間隔的變化。因此，在掃描器處的介質(zhì)的實際速度使用一個掃描器不能被確定。
[0020]在一個示例中，打印機(jī)將具有位于紙路中的打印區(qū)域之后的兩個掃描器。沿著通過紙路的介質(zhì)運動的軸線，兩個掃描器將間隔開已知距離A。在垂直于通過紙路的介質(zhì)運動的軸線的方向上，掃描器將在至少一個地區(qū)中重疊。當(dāng)介質(zhì)行進(jìn)穿過紙路時，每個掃描器將捕獲其同一側(cè)的圖像。每個掃描器將具有恒定的曝光時間。用于兩個掃描器的曝光時間是相同的。圖2A是行之間具有恒定間隔的包含四行(標(biāo)以數(shù)字1-4)的示例數(shù)字圖案。每個行之間的距離是距離D2。
[0021]圖2B是來自使用示例打印機(jī)打印的圖2A的圖像。示例打印機(jī)控制通過打印區(qū)域的介質(zhì)的平均速度為恒定值。然而，在給定時刻的即時介質(zhì)速度比平均速度快或慢。因為速度變化，打印的行之間的距離不是恒定的。行I和行2之間的距離現(xiàn)在是D3，行2和行3之間的距離是D4，并且行3和行4之間的距離是D5。距離D3大于距離D2，表示在打印行I和行2時，介質(zhì)以快于平均速度的速度行進(jìn)通過打印區(qū)域。距離D5小于距離D2，表示在打印行3和行4時，介質(zhì)以慢于平均速度的速度行進(jìn)通過打印區(qū)域。
[0022]圖2C是使用第一掃描器捕獲的示例圖像。來自第一掃描器的圖像將被稱為圖像I。圖像I在時間to開始被捕獲。在此示例中，在圖像I中的四個行之間的間隔與圖2B中打印在介質(zhì)上的四個行之間的距離不相同。這是因為在介質(zhì)被打印時與介質(zhì)被掃描時相比，介質(zhì)以不同的速度移動。圖2D是使用第二掃描器捕獲的示例圖像。來自第二掃描器的圖像將被稱為圖像2。圖像2也在時間t0開始時被捕獲。在圖像2中，行I進(jìn)一步沿著圖像I中的頁面向下。這是因為在紙路中介質(zhì)運動的方向上第二掃描器與第一掃描器偏離。
[0023]兩個圖像之間行I位置的差是Δ1(Δ1=圖像2中行I的位置-圖像I中行I的位置)。圖像中行的位置可以通過檢查行處于哪排像素而確定。例如，在行I是處于圖像I中的像素排20處以及行I是處于圖像2中的像素排170處時，△ I將等于150像素(△ 1 = 170-20)。因為曝光時間對于兩個掃描器而言是相同的，因此，在圖像中的每個像素等于曝光時間。兩個圖像之間行I的位置差(A I)表示針對打印在介質(zhì)上的第一行從第一掃描器行進(jìn)到第二掃描器所花費的時間。
[0024]因為在兩個掃描器之間的距離是已知的(距離A)且曝光率是恒定的，所以能夠計算兩個掃描器之間的行I的速度V J =距離/時間，其中距離是距離A，并且時間是像素數(shù)量A I乘以曝光時間。例如，在△ I等于150像素并且曝光時間是5毫秒時，行在兩個掃描器之間行進(jìn)的行進(jìn)時間是750毫秒(150*5 = 750)。圖像中的縮放比例S還能夠被計算為S = Vm/Va，其*Vm是兩個掃描器之間測得的行的速度，以及Va是介質(zhì)通過紙路的平均速度。當(dāng)介質(zhì)在兩個掃描器之間以平均速度移動時，縮放比例是I并且A I將等于距離A。
[0025]當(dāng)介質(zhì)移動經(jīng)過兩個掃描器時，該過程能夠用于每行。例如，兩個圖像之間行2位置的差是A 2，行3位置的差是△ 3，以及行4位置的差是△ 4。當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過第二掃描器時，這允許針對介質(zhì)上的每個位置進(jìn)行實時的速度/縮放比例的測量。使用在沿著圖像的不同點處計算的縮放比例，能夠確定頁面上的打印的對象的實際位置。
[0026]在上述示例中，使用在行之間具有恒定間隔的一系列行。在數(shù)字圖像中的行之間的間隔不需要是常數(shù)。所述示例使用數(shù)字圖像中的恒定間隔來示出在系統(tǒng)的不同部件(打印區(qū)域和第一掃描器以及第二掃描器)上的速度變化效果。
[0027]上面的示例使用介質(zhì)上打印的行作為參考標(biāo)記以計算介質(zhì)的速度。在其它示例中，其它打印對象可被用作參考標(biāo)記以計算介質(zhì)的速度。例如，圖像的頂部邊緣可被用作參考標(biāo)記或者文本行的頂部邊緣可被用作參考標(biāo)記。在介質(zhì)上打印的具有垂直于介質(zhì)行進(jìn)軸線的邊緣的任何圖像可被用作參考標(biāo)記。在一些示例中，人眼不可見的油墨可以用于打印參考標(biāo)記，例如紅外油墨或紫外油墨可以用于打印參考標(biāo)記。
[0028]圖3是示例打印機(jī)300的示意視圖。打印機(jī)300包括介質(zhì)源330、介質(zhì)352、一對夾送輥332、打印頭334、第一掃描器336、第二掃描器338、一對輸出輥340、介質(zhì)卷軸342和馬達(dá)348。紙路從介質(zhì)源330延伸通過一對夾送輥332，經(jīng)過打印頭334，經(jīng)過第一掃描器336和第二掃描器338，經(jīng)過一對輸出輥之間并且到介質(zhì)卷軸上。介質(zhì)卷軸已知為介質(zhì)卷的位置。打印區(qū)域346在打印頭334下方。在打印機(jī)中的紙路也包括用于在介質(zhì)的第二側(cè)上、在一個或者多個干燥地區(qū)等上打印的第二打印頭，但是為了清楚起見，未示出這些特征。示出的介質(zhì)352從介質(zhì)源330延伸經(jīng)過紙路并到卷軸342上。
[0029]在一個示例中，馬達(dá)348通過輸送帶350被聯(lián)接到介質(zhì)卷軸上。馬達(dá)348是伺服系統(tǒng)的一部分，控制通過紙路的介質(zhì)的平均速度。馬達(dá)348可以是交流電(AC)或者直流電(DC)馬達(dá)。馬達(dá)348具有輸出馬達(dá)348當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度的傳感器。伺服系統(tǒng)使用馬達(dá)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速以計算并控制通過紙路的介質(zhì)的平均速度。伺服系統(tǒng)具有附接到介質(zhì)源、成對的夾送輥和/或成對的輸出輥的額外馬達(dá)和傳感器，但是為了清楚起見，這些馬達(dá)和傳感器未示出。
[0030]圖4是來自圖3的打印機(jī)300的BB段仰視截面圖。圖4示出朝向掃描器向上觀察的介質(zhì)452—部分的仰視圖。為了清楚起見，介質(zhì)示出為虛線。介質(zhì)452具有寬度W，并且通過如箭頭460所示的紙路沿著運動的軸線移動。運動的軸線垂直于介質(zhì)寬度。在橫跨介質(zhì)452的寬度間隔開的交錯行中存在4個掃描器(436a，436b，438a和438b)。在其它示例中，僅存在兩個掃描器。來自4個掃描器的圖像能夠被縫合在一起以形成具有寬度等于介質(zhì)寬度W的圖像。[OO31 ] 第一對掃描器(436a和436b)沿著運動的軸線(如通過箭頭460所不)與第二對掃描器(438a和438b)偏離。沿著運動的軸線的兩組掃描器之間的距離是距離A。在一個示例中，距離A在5Omm和9Omm之間，例如69mm。在跨越介質(zhì)452的寬度的交錯行中的每個掃描器與所述行中的下一個掃描器重疊距離O。在其它示例中，掃描器可以完全彼此重疊。
[0032]參考標(biāo)記462在掃描器436a和438a的重疊地區(qū)中示出。當(dāng)介質(zhì)452沿著運動方向(如通過箭頭460所示)行進(jìn)穿過紙路時，參考標(biāo)記462將在第一掃描器436a下方經(jīng)過并且然后將在第二掃描器438a下方經(jīng)過。在兩個掃描器(436a和438a)具有相同的恒定曝光時間并且同時開始捕獲圖像時，捕獲的兩個圖像將類似于圖2C和圖2D。使用兩個圖像中的參考標(biāo)記的位置，當(dāng)參考標(biāo)記在兩個掃描器之間行進(jìn)時，能夠確定參考標(biāo)記的速度。使用確定的速度，也能夠確定在介質(zhì)上的該位置的分辨率和縮放比例。使用沿著圖像在不同位置處計算的分辨率或縮放比例，能夠確定頁面上打印的對象的實際位置。
[0033]頁面上打印的對象的實際位置能夠用于調(diào)節(jié)待被打印的對象的相對位置。例如，頁面參考標(biāo)記的頂部可以被周期性地打印在介質(zhì)上。用于每個頁面的圖像被打印在兩個頁面參考標(biāo)記的頂部之間。當(dāng)在頁面參考標(biāo)記的頂部和頁面的圖像之間的間隔不正確時，在介質(zhì)卷被切割成頁面時，頁面的空白處會是不均勻的。通過確定頁面參考標(biāo)記的頂部的實際位置和頁面的圖像的實際位置，兩個實際位置之間的間隔能夠被調(diào)整。
[0034]圖5是示例打印機(jī)500的電氣框圖。打印機(jī)500包括處理器552、存儲器554、輸入/輸出(I/O)模塊556、打印引擎558、格式化器560、控制面板566、第一掃描器564和第二掃描器565，所有這些器件或模塊都聯(lián)接到總線562上。在一些示例中，打印機(jī)500也可以具有用戶界面模塊、輸入設(shè)備等，但是為了清楚的目的，這些項目沒有示出。處理器552可以包括中央處理單元(CPU)、微處理器、專用集成電路(ASIC)，或者這些設(shè)備的組合。存儲器554可以包括易失性存儲器、非易失性存儲器以及存儲設(shè)備。存儲器554是非瞬態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)。非易失性存儲器的示例包括但不限于:電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)以及只讀存儲器(ROM)。非易失性存儲器的示例包括但不限于:靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)以及動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)。存儲設(shè)備的示例包括但不限于:硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、數(shù)字通用光盤驅(qū)動器、光驅(qū)以及閃存設(shè)備。
[0035]I/O模塊556用于將打印機(jī)500聯(lián)接到其它設(shè)備，例如因特網(wǎng)或計算機(jī)。打印機(jī)500具有存儲在存儲器554中的計算機(jī)可執(zhí)行代碼，典型地稱為固件。固件被存儲為在非瞬態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)(即存儲器554)中的計算機(jī)可讀指令。處理器552通常獲取并執(zhí)行存儲在非瞬態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令，以操作打印機(jī)500并執(zhí)行功能。在一個示例中，處理器552執(zhí)行對經(jīng)過第一掃描器和第二掃描器(564和565)的介質(zhì)的速度進(jìn)行測量的代碼。
[0036]圖6是聯(lián)接到存儲器554的處理器552的示例框圖。存儲器554包含固件670。固件670包含速度模塊672。處理器552執(zhí)行速度模塊372中的代碼以測量經(jīng)過第一掃描器和第二掃描器(564和565)的介質(zhì)速度。
[0037]圖7是用于操作速度模塊的方法的示例流程圖，例如圖6的速度模塊。流程圖在770處開始，在該處，參考標(biāo)記被打印到介質(zhì)上。流程在772處繼續(xù)，在該處，利用第一掃描器掃描參考標(biāo)記的第一圖像。流程在774處繼續(xù)，在該處，利用第二掃描器掃描參考標(biāo)記的第二圖像。流程在776處繼續(xù)，在該處，使用第一圖像和第二圖像中的參考標(biāo)記的位置計算介質(zhì)的速度。
【主權(quán)項】
1.一種打印機(jī)，包括: 紙路，所述紙路具有介質(zhì)輸送位置和介質(zhì)卷起位置； 位于所述介質(zhì)輸送位置和所述介質(zhì)卷起位置之間的打印區(qū)域； 位于所述紙路中所述打印區(qū)域和所述介質(zhì)卷起位置之間的第一掃描器和第二掃描器，所述第一掃描器沿著運動的介質(zhì)軸線與所述第二掃描器偏離距離A，所述第一掃描器與所述第二掃描器在垂直于運動的介質(zhì)軸線的軸線上重疊，所述第一掃描器用于捕獲介質(zhì)的第一側(cè)面的第一圖像，所述第二掃描器用于捕獲所述介質(zhì)的第一側(cè)面的第二圖像； 控制器，用于通過比較在所述第一圖像中的重疊的地區(qū)與在所述第二圖像中的重疊的地區(qū)來計算沿著所述介質(zhì)的長度的所述圖像的縮放比例。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中所述縮放比例S等于Vm/Va，其中Vm是在所述第一掃描器和所述第二掃描器之間的所述介質(zhì)的測量的速度，并且Va是所述紙路中的所述介質(zhì)的平均速度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中所述縮放比例通過所述第一圖像中的至少一個參考標(biāo)記的位置和所述第二圖像中的至少一個參考標(biāo)記的位置中的差來確定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印機(jī)，其中所述至少一個參考標(biāo)記從包括以下內(nèi)容的參考標(biāo)記組中選擇:在所述介質(zhì)上打印的行、在所述介質(zhì)上打印的文本行、在所述介質(zhì)上打印的圖像的邊緣。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印機(jī)，其中所述至少一個參考標(biāo)記利用對于人眼不可見的標(biāo)記材料打印。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中所述第一掃描器和所述第二掃描器具有相等的曝光時間，并且所述曝光時間是恒定的，且所述第一圖像和所述第二圖像在時間to開始時被捕獲。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中所述縮放比例用于計算打印到所述介質(zhì)上的兩個對象之間的距離。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中距離A在50mm和90mm之間。9.一種打印的方法，包括: 在紙路的打印區(qū)域中將參考標(biāo)記打印到介質(zhì)上； 利用第一掃描器從所述紙路中的第一位置掃描所述參考標(biāo)記的第一圖像，其中所述第一位置位于所述打印區(qū)域和介質(zhì)卷起位置之間； 利用第二掃描器從所述紙路中的第二位置掃描所述參考標(biāo)記的第二圖像，其中所述第二位置位于所述第一位置和所述介質(zhì)卷起位置之間； 使用所述第一圖像和所述第二圖像中的所述參考標(biāo)記的位置計算所述第一掃描器和所述第二掃描器之間的所述紙路中的介質(zhì)的速度。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述參考標(biāo)記選自包括以下內(nèi)容的參考標(biāo)記組:行、文本行以及圖像的邊緣。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述參考標(biāo)記利用對于人眼不可見的標(biāo)記材料打印。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第一掃描器和所述第二掃描器具有相等的曝光時間，并且所述曝光時間是恒定的，且所述第一圖像和所述第二圖像在時間to開始時被捕獲。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述介質(zhì)是一筒介質(zhì)。14.一種包含計算機(jī)可執(zhí)行指令的非瞬態(tài)計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令在由打印機(jī)中的處理器執(zhí)行時執(zhí)行以下方法，包括: 在紙路的打印區(qū)域中將參考標(biāo)記打印到介質(zhì)上； 利用第一掃描器從所述紙路中的第一位置掃描所述參考標(biāo)記的第一圖像，其中所述第一位置位于所述打印區(qū)域和介質(zhì)卷起位置之間； 利用第二掃描器從所述紙路中的第二位置掃描所述參考標(biāo)記的第二圖像，其中所述第二位置位于所述第一位置和所述介質(zhì)卷起位置之間； 使用所述第一圖像和所述第二圖像中的所述參考標(biāo)記的位置計算所述第一掃描器和所述第二掃描器之間的所述紙路中的介質(zhì)的速度。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一掃描器和所述第二掃描器具有相等的曝光時間，并且所述曝光時間是恒定的，且所述第一圖像和所述第二圖像在時間to開始時被捕獲。
【文檔編號】H04N1/00GK105934937SQ201380081981
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2013年11月22日
【發(fā)明人】蘭·維德曼, 蘭·里法埃爾, 利奧爾·卡茨
【申請人】惠普深藍(lán)有限責(zé)任公司