具有点对齐视觉系统的喷墨打印机技术方案

技术编号:8962275 阅读:230 留言:0更新日期:2013-07-25 21:33
由喷墨头阵列产生的点阵列的打印图案的图像处理使用视觉系统,该视觉系统包括可以是固定焦距或包括自动聚焦和缩放功能的HD彩色相机。图案识别技术用于分析需要数量的图案以执行多个对齐功能,诸如点大小、形状和完整性;单向、双向和步长对齐;喷射组件的物理位置和笔直性;滚筒或介质带的平整性;引导系统的杆和轨道的映射缺陷;及核查从一个参考喷射件到所有其他喷射组件的喷射件对齐性。从这些图像分析,产生了用于实现人工或自动调整喷墨头物理位置、电压、温度和喷射脉冲定时和/或持续时间;及因此将从喷墨头中的喷嘴喷出的打印点定位在适当的位置的校正值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请要求于2010年9月15日提交的申请号为12/883058的美国专利申请的优先权。专利技术背景
本专利技术涉及喷墨打印机。更具体地,本专利技术涉及具有点对齐视觉系统的喷墨打印机
技术介绍
的描述待在喷墨打印机中打印的图像最终是对每个点具有x和y坐标的点阵的图。如果所有的点都在正确的位置,则实现了预期的质量。理想的点具有圆形的形状和确定的大小。具有影响理想的点的各种因素。由墨水喷射喷出的墨滴落在介质上并形成不规则形状的点,所述点近似具有圆形但不是理想的圆形的形状。因为喷射组件在其喷射时移动,点的最终形状由主点和一些较小的散点构成。改变移动的喷射组件的方向改变了该图案,使得散点现在出现在主点的另一侧。而且,喷射组件移动的速度影响点的最终形状。大多数打印机具有单向或双向打印的选项。由于生产力原因,双向模式是优选模式。在这种模式,打印机必须被调整成使得从右向左打印的点保持与从左向右打印的点对齐。即,不论打印方向,任何点的x坐标应该是正确的。这是双向调整。当每个具有多个喷嘴的喷射组件的阵列在打印时,介质是静止的且喷射的喷嘴水平地形成线。然后,介质前进并产生新的通路且打印线交错直到打印完整的图像点集合。当该前进距离正确时,每个点的y坐标在合适的位置。这是步长调整。点的最终形状和大小也取决于喷嘴和打印介质之间的距离及喷射的墨滴的数量和温度。当喷嘴失效时,即其不能喷射油墨,空白区留在形成图像的点阵图中,这将影响最终的质量。喷墨打印机的质量通过精确地定位形成图像的点来实现。打印分辨率越高,点越小。目前,在打印机产业的非常大格式段(Very Grand Format segment),分辨率可超过1000点每英寸(DPI)且公差可小于千分之一英寸。传统上,人们通过首先使用肉眼或使用弓弦扣(eye loop)分析打印图案来执行打印机调整。因为这些调整即使使用显微镜也在几千分之一英寸或甚至千分之一英寸的一小部分内,因此需要更精确的和自动的方法来消除主观的质量确定。虽然人们通常必须分析测试图案并确定用于大多数非常大格式打印机的调整值,一些打印机使用有助于分析打印图案的传感器。即使使用视觉工具来分析调整图案,用人来调整喷墨式非常大格式打印机的一个问题是,主观的质量确定和人眼确定小的(=<0.001”)调整值的精度局限性。目前在一些打印机中使用的传感器是固定的图像系统,其使用网格来确定打印的图案是否与掩膜对齐(见Cobbs:USPN5600350),且图案仅打印在打印区域的一个部分,因此没有考虑滚筒或托架移动系统的缺陷。这最后的陈述已通过其他人解决,他们使用外部测量系统创建表(table)和/或专用的编码器条来创建表。提供更精确和自动的方法来消除在对齐喷墨打印机时主观的质量确定将是有利的。
技术实现思路
本专利技术的当前优选实施方式提供用于对由喷墨头阵列产生的点阵列的打印图案进行图像处理的方法和装置。提供了包括HD彩色相机的视觉系统,所述HD彩色相机可以是固定焦距或包括自动聚焦和缩放能力。也提供了使用图案识别技术来分析必要数量的图案以执行多种对齐功能的软件模块。例如,本专利技术的一个实施方式执行诸如下列对齐功能:点大小、形状和完整性;单向、双向和步长对齐;喷射组件的物理位置和笔直性;滚筒或介质带的平整性;引导系统的杆和轨道的映射(mapping)缺陷;及核查从一个参考喷射件到所有其他喷射组件的喷射件(jet)对齐。从这些图像分析,产生了用于实现人工或自动调整喷墨头物理位置、电压、温度和喷射脉冲定时和/或持续时间;及因此将从喷墨头中的喷嘴(nozzle)喷出的打印点定位在适当的位置的校正值。附图描述图1a和1b示出了用于根据本专利技术的喷墨打印机的点对齐视觉系统的相机组件;图2a和2b示出了根据本专利技术的用于喷墨打印机的点对齐视觉系统的框图,包括用于没有以太网端口的打印机(图2a)和用于具有以太网端口(图2b)的打印机;图3是根据本专利技术的基本打印图案的示意性表示;图4是根据本专利技术的基本打印图案的详细示意性表示;图5是我们在对齐期间打印的图像;图6是根据本专利技术的缺失的喷嘴测试图案的示意性表示;图7是为计算机系统的示例性形式的机器的模块示意图,在该计算机系统内具有用于使所述机器执行本文公开的任何实施方式的一组指令。专利技术详述本专利技术的当前优选实施方式提供用于对由喷墨头阵列产生的点阵列的打印图案进行图像处理的方法和装置。提供了包括HD彩色相机的视觉系统,所述HD彩色相机可以是固定焦距或包括自动聚焦和缩放能力。也提供了使用图案识别技术来分析必要数量的图案以执行多种对齐功能的软件模块。例如,本专利技术的一个实施方式执行诸如下列对齐功能:点大小、形状和完整性;单向、双向和步长对齐;喷射组件的物理位置和笔直性;滚筒或介质带的平整性;引导系统的杆和轨道的映射缺陷;及核查从一个参考喷射件到所有其他喷射组件的喷射件对齐。从这些图像分析,产生了用于实现人工或自动调整喷墨头物理位置、电压、温度和喷射脉冲定时和/或持续时间;及将从喷墨头中的喷嘴喷出的打印点定位在适当的位置的校正值。由具有相机系统导致的另一功能是使用正确的光波长可以分析不同颜色的油墨。这在使用白色油墨打印时特别有利。本专利技术的实施方式的又一优势是同一视觉系统可用于补偿因一个或多个喷墨头中的失效喷嘴而导致的缺失的点。这种补偿可以是动态操作。装置的当前优选实施方式安装在打印机中并由摄像和透镜模块及与一个或多个打印计算机连接的控制和处理软件模块构成。在打印和分析测试图案后,装置自动产生调整值。这些值使用基于图案识别算法和方法的图像质量分析来产生。因此,使用本专利技术,在最小化打印机调整时间的同时,一致地实现了质量打印。硬件概览图1a和1b示出了用于根据本专利技术的喷墨打印机的点对齐视觉系统的相机组件。在一个实施方式中,硬件被加装到打印机;在另一实施方式中,在制造期间硬件被嵌入到打印机。相机组件相机组件110包括相机、透镜和相关的电子组件和接口电子器件。在一个实施方式中,相机是具有5MP GIGE CMOS传感器和Fujinon HF12.5SA C-Face12.5mm固定焦距透镜或Fujinon HF16SA C-Face16mm固定焦距透镜的Baumer EXG-5本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.15 US 12/883,0581.一种用于对齐具有喷墨头阵列的打印机的装置,包括:
由所述打印机喷墨头产生的点阵列的至少一个打印图案;
视觉系统,所述视觉系统用于捕获由所述打印机喷墨头产生的打印图
案信息;及
图案识别模块,所述图案识别模块被配置为分析由所述视觉系统捕获
的所述打印图案信息且还被配置为产生用于在所述打印机上执行多个对
齐功能中的任何一个的控制信号;
其中,在打印和分析所述打印图案信息后,所述图案识别模块自动产
生调整值。
2.根据权利要求1所述的装置,所述对齐功能包括下述中的任何一
个:
点大小、形状和完整性;
单向、双向和步长对齐;
喷射组件的物理位置和笔直性;
滚筒或介质带的平整性;
引导系统的杆和轨道的映射缺陷;
核查从参考喷射件到所有其他喷射组件的喷射件对齐;
补偿因一个或多个喷墨头中的失效喷嘴而导致的缺失的点;及
所述对齐功能中的两个或多个自动并顺序地执行,直到实现最佳打印
机对齐为止。
3.根据权利要求1所述的装置,所述控制信号包括:
校正值,所述校正值被产生来实现人工或自动调整所述喷墨头的物理
位置、电压、温度和喷射脉冲定时和/或持续时间中的任何一项,并相应地

\t定位从所述打印机喷墨头喷嘴喷出的打印点。
4.根据权利要求1所述的装置,所述视觉系统包括HD彩色相机,所
述相机功能包括固定焦距、自动聚焦和缩放中的任何一种。
5.根据权利要求1所述的装置,其中不同颜色的油墨通过所述图案识
别模块使用正确的光波长来分析。
6.根据权利要求1所述的装置,所述视觉系统包括:
外壳,所述外壳被配置为安装在所述打印机中,且所述外壳在其中包
括:
相机和透镜模块;
光源;及
被配置为与一个或多个打印机连接的控制和处理软件模块。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述视觉系统被加装到所述打印
机中或者在制造时被嵌入到所述打印机中。
8.根据权利要求6所述的装置,所述外壳还包括:
快门组件,所述快门组件被配置为保护不使用时的所述光源和相机透
镜。
9.根据权利要求1所述的装置,所述视觉系统包括:
相机,所述相机被定位成提供约y2000x2500X,Y的可用分辨率;及在
近似3300DPI约0.8”的目标视场。
10.根据权利要求1所述的装置,所述视觉系统包括:
相机,所述相机被配置为移动到任何位置X(托架),Y(介质)。
11.根据权利要求1所述的装置,所述图案识别模块还包括:
包含相机功能集的库,所述功能集包括代码,当所述代码由所述图案
识别模块内的处理器执行时,实现下列功能中的任何一种:
初始化相机;
捕获图像并将所述图像保存到文件;
捕获图像并返回对在存储器中的所述图像的指针;及
关闭所述相机。
12.根据权利要求1所述的装置,所述图案识别模块还包括:
类分析模块,所述类分析模块包含代码,当所述代码由所述图案识别
模块内的处理器执行时,实现下列功能中的任何一种:
对存储器中的图像的指针;
基本图案的线之间的理想距离...

【专利技术属性】
技术研发人员:路易斯·亚历杭德罗·希门尼斯彼得·希思
申请(专利权)人:电子影像公司
类型:
国别省市:

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