專利名稱：：具有點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的噴墨打印機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及噴墨打印機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及具有點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的噴墨打印機(jī)。
背景技術(shù)：
：的描述待在噴墨打印機(jī)中打印的圖像最終是對(duì)每個(gè)點(diǎn)具有X和y坐標(biāo)的點(diǎn)陣的圖。如果所有的點(diǎn)都在正確的位置，則實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的質(zhì)量。理想的點(diǎn)具有圓形的形狀和確定的大小。具有影響理想的點(diǎn)的各種因素。由墨水噴射噴出的墨滴落在介質(zhì)上并形成不規(guī)則形狀的點(diǎn)，所述點(diǎn)近似具有圓形但不是理想的圓形的形狀。因?yàn)閲娚浣M件在其噴射時(shí)移動(dòng)，點(diǎn)的最終形狀由主點(diǎn)和一些較小的散點(diǎn)構(gòu)成。改變移動(dòng)的噴射組件的方向改變了該圖案，使得散點(diǎn)現(xiàn)在出現(xiàn)在主點(diǎn)的另一側(cè)。而且，噴射組件移動(dòng)的速度影響點(diǎn)的最終形狀。大多數(shù)打印機(jī)具有單向或雙向打印的選項(xiàng)。由于生產(chǎn)力原因，雙向模式是優(yōu)選模式。在這種模式，打印機(jī)必須被調(diào)整成使得從右向左打印的點(diǎn)保持與從左向右打印的點(diǎn)對(duì)齊。S卩，不論打印方向，任何點(diǎn)的X坐標(biāo)應(yīng)該是正確的。這是雙向調(diào)整。當(dāng)每個(gè)具有多個(gè)噴嘴的噴射組件的陣列在打印時(shí)，介質(zhì)是靜止的且噴射的噴嘴水平地形成線。然后，介質(zhì)前進(jìn)并產(chǎn)生新的通路且打印線交錯(cuò)直到打印完整的圖像點(diǎn)集合。當(dāng)該前進(jìn)距離正確時(shí)，每個(gè)點(diǎn)的I坐標(biāo)在合適的位置。這是步長(zhǎng)調(diào)整。點(diǎn)的最終形狀和大小也取決于噴嘴和打印介質(zhì)之間的距離及噴射的墨滴的數(shù)量和溫度。當(dāng)噴嘴失效時(shí)，即其不能噴射油墨，空白區(qū)留在形成圖像的點(diǎn)陣圖中，這將影響最終的質(zhì)量。噴墨打印機(jī)的質(zhì)量通過精確地定位形成圖像的點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。打印分辨率越高,點(diǎn)越小。目前，在打印機(jī)產(chǎn)業(yè)的非常大格式段(VeryGrandFormatsegment),分辨率可超過1000點(diǎn)每英寸(DPI)且公差可小于千分之一英寸。傳統(tǒng)上，人們通過首先使用肉眼或使用弓弦扣(eyeloop)分析打印圖案來執(zhí)行打印機(jī)調(diào)整。因?yàn)檫@些調(diào)整即使使用顯微鏡也在幾千分之一英寸或甚至千分之一英寸的一小部分內(nèi)，因此需要更精確的和自動(dòng)的方法來消除主觀的質(zhì)量確定。雖然人們通常必須分析測(cè)試圖案并確定用于大多數(shù)非常大格式打印機(jī)的調(diào)整值，一些打印機(jī)使用有助于分析打印圖案的傳感器。即使使用視覺工具來分析調(diào)整圖案，用人來調(diào)整噴墨式非常大格式打印機(jī)的一個(gè)問題是，主觀的質(zhì)量確定和人眼確定小的(=〈0.001”)調(diào)整值的精度局限性。目前在一些打印機(jī)中使用的傳感器是固定的圖像系統(tǒng)，其使用網(wǎng)格來確定打印的圖案是否與掩膜對(duì)齊(見Cobbs:USPN5600350)，且圖案僅打印在打印區(qū)域的一個(gè)部分，因此沒有考慮滾筒或托架移動(dòng)系統(tǒng)的缺陷。這最后的陳述已通過其他人解決，他們使用外部測(cè)量系統(tǒng)創(chuàng)建表(table)和/或?qū)Ｓ玫木幋a器條來創(chuàng)建表。提供更精確和自動(dòng)的方法來消除在對(duì)齊噴墨打印機(jī)時(shí)主觀的質(zhì)量確定將是有利的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式提供用于對(duì)由噴墨頭陣列產(chǎn)生的點(diǎn)陣列的打印圖案進(jìn)行圖像處理的方法和裝置。提供了包括HD彩色相機(jī)的視覺系統(tǒng)，所述HD彩色相機(jī)可以是固定焦距或包括自動(dòng)聚焦和縮放能力。也提供了使用圖案識(shí)別技術(shù)來分析必要數(shù)量的圖案以執(zhí)行多種對(duì)齊功能的軟件模塊。例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式執(zhí)行諸如下列對(duì)齊功能:點(diǎn)大小、形狀和完整性；單向、雙向和步長(zhǎng)對(duì)齊；噴射組件的物理位置和筆直性；滾筒或介質(zhì)帶的平整性；引導(dǎo)系統(tǒng)的桿和軌道的映射(mapping)缺陷；及核查從一個(gè)參考噴射件到所有其他噴射組件的噴射件(jet)對(duì)齊。從這些圖像分析，產(chǎn)生了用于實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)調(diào)整噴墨頭物理位置、電壓、溫度和噴射脈沖定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間；及因此將從噴墨頭中的噴嘴(nozzle)噴出的打印點(diǎn)定位在適當(dāng)?shù)奈恢玫男Ｕ?。附圖描述圖1a和Ib示出了用于根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)的點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的相機(jī)組件；圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的用于噴墨打印機(jī)的點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的框圖，包括用于沒有以太網(wǎng)端口的打印機(jī)(圖2a)和用于具有以太網(wǎng)端口(圖2b)的打印機(jī)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的基本打印圖案的示意性表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的基本打印圖案的詳細(xì)示意性表示；圖5是我們?cè)趯?duì)齊期間打印的圖像；圖6是根據(jù)本發(fā)明的缺失的噴嘴測(cè)試圖案的示意性表示；圖7是為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示例性形式的機(jī)器的模塊示意圖，在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)具有用于使所述機(jī)器執(zhí)行本文公開的任何實(shí)施方式的一組指令。發(fā)明詳述本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式提供用于對(duì)由噴墨頭陣列產(chǎn)生的點(diǎn)陣列的打印圖案進(jìn)行圖像處理的方法和裝置。提供了包括HD彩色相機(jī)的視覺系統(tǒng)，所述HD彩色相機(jī)可以是固定焦距或包括自動(dòng)聚焦和縮放能力。也提供了使用圖案識(shí)別技術(shù)來分析必要數(shù)量的圖案以執(zhí)行多種對(duì)齊功能的軟件模塊。例如，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式執(zhí)行諸如下列對(duì)齊功能:點(diǎn)大小、形狀和完整性；單向、雙向和步長(zhǎng)對(duì)齊；噴射組件的物理位置和筆直性；滾筒或介質(zhì)帶的平整性；引導(dǎo)系統(tǒng)的桿和軌道的映射缺陷；及核查從一個(gè)參考噴射件到所有其他噴射組件的噴射件對(duì)齊。從這些圖像分析，產(chǎn)生了用于實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)調(diào)整噴墨頭物理位置、電壓、溫度和噴射脈沖定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間；及將從噴墨頭中的噴嘴噴出的打印點(diǎn)定位在適當(dāng)?shù)奈恢玫男Ｕ怠Ｓ删哂邢鄼C(jī)系統(tǒng)導(dǎo)致的另一功能是使用正確的光波長(zhǎng)可以分析不同顏色的油墨。這在使用白色油墨打印時(shí)特別有利。本發(fā)明的實(shí)施方式的又一優(yōu)勢(shì)是同一視覺系統(tǒng)可用于補(bǔ)償因一個(gè)或多個(gè)噴墨頭中的失效噴嘴而導(dǎo)致的缺失的點(diǎn)。這種補(bǔ)償可以是動(dòng)態(tài)操作。裝置的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式安裝在打印機(jī)中并由攝像和透鏡模塊及與一個(gè)或多個(gè)打印計(jì)算機(jī)連接的控制和處理軟件模塊構(gòu)成。在打印和分析測(cè)試圖案后，裝置自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)整值。這些值使用基于圖案識(shí)別算法和方法的圖像質(zhì)量分析來產(chǎn)生。因此，使用本發(fā)明，在最小化打印機(jī)調(diào)整時(shí)間的同時(shí)，一致地實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量打印。硬件概覽圖1a和Ib示出了用于根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)的點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的相機(jī)組件。在一個(gè)實(shí)施方式中，硬件被加裝到打印機(jī)；在另一實(shí)施方式中，在制造期間硬件被嵌入到打印機(jī)。相機(jī)組件相機(jī)組件110包括相機(jī)、透鏡和相關(guān)的電子組件和接口電子器件。在一個(gè)實(shí)施方式中，相機(jī)是具有5MPGIGECMOS傳感器和FujinonHF12.5SAC-Face12.5mm固定焦距透鏡或FujinonHF16SAC-Face16mm固定焦距透鏡的BaumerEXG_50c相機(jī)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其他相機(jī)、傳感器和透鏡可以結(jié)合本發(fā)明來使用。外殼外殼111包括保護(hù)光源113和相機(jī)透鏡在不使用時(shí)不受油墨和灰塵污染的快門組件112。圖1a示出了快門打開的相機(jī)組件；圖1b示出了快門關(guān)閉的相機(jī)組件。在該實(shí)施方式中，快門通過諸如螺線管的機(jī)電致動(dòng)器來操作；快門可以通過氣動(dòng)或其他機(jī)構(gòu)來操作。冷卻扇114在外殼內(nèi)提供過濾的通風(fēng)和正壓力。如上討論的，在一些實(shí)施方式中，相機(jī)組件可被加裝到現(xiàn)有的打印機(jī)中。在這樣的實(shí)施方式中，組件包括合適的安裝支架。對(duì)于那些使用氣動(dòng)快門來操作的實(shí)施方式，需要壓縮氣體源。互連件，諸如以太網(wǎng)RJ-45連接器115和電纜(未示出)，例如，其路徑從PC通過中央線到相機(jī)組件的連續(xù)彎曲的Cat-5或更好的千兆位以太網(wǎng)電纜，提供了電通路相機(jī)相關(guān)的信號(hào)和信息；及單獨(dú)的互連件，例如從打印機(jī)托架數(shù)字板(底板)到相機(jī)組件取路徑的多線電纜，被提供用于電力和控制，其在本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式中包括24VDC01A的電源、接地(GND)連接和快門信號(hào)線。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過內(nèi)部的燈提供用于對(duì)齊的待成像區(qū)域的照明，該內(nèi)部的燈例如可以為點(diǎn)光源燈或環(huán)形燈。在各種實(shí)施方式中，也可能需要外部的LED照明。功能概覽圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的用于噴墨打印機(jī)的點(diǎn)對(duì)齊視覺系統(tǒng)的框圖，包括用于沒有以太網(wǎng)端口的打印機(jī)，例如，加裝實(shí)施方式(圖2a)和用于具有以太網(wǎng)端口的打印機(jī)，例如嵌入的實(shí)施方式(圖2b)。在圖2a和圖2b中,相機(jī)組件110用于捕獲一個(gè)或多個(gè)打印的測(cè)試圖案32的圖像并從電源37接收電力；相機(jī)組件經(jīng)由幀抓取器和控制模塊38(圖2a)或者打印PC、以太網(wǎng)控制模塊58(圖2b)與系統(tǒng)軟件40(下文討論)通信。相機(jī)經(jīng)由互連件31與打印機(jī)工作站計(jì)算機(jī)34通信，互連件31順次經(jīng)由PCI接口36與打印機(jī)控制器計(jì)算機(jī)33(圖2a)通信；或經(jīng)由包括以太網(wǎng)連接的互連件51與打印機(jī)控制系統(tǒng)44通信。在兩個(gè)實(shí)施方式中，使用由控制模塊41訪問的測(cè)試圖案表30產(chǎn)生測(cè)試圖案?？刂颇K產(chǎn)生例如用于X-Y位置、Z位置和圖案識(shí)別測(cè)試的圖案，如下所討論的?？刂颇K41經(jīng)由命令I(lǐng)/O控制和控制命令模塊35從系統(tǒng)軟件40(下文討論)接收命令。系統(tǒng)用戶控制和總體操作由應(yīng)用39實(shí)現(xiàn)。相機(jī)外殼被加裝到或嵌入到打印機(jī)中。對(duì)于普通的噴墨打印機(jī)，相機(jī)優(yōu)選被定位成可獲得的分辨率大概為2000x2500X，Y;且目標(biāo)視場(chǎng)在近似3300DPI優(yōu)選為0.8”。針對(duì)不同的打印機(jī)和不同的實(shí)施方式，這些值可被調(diào)整，但都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。典型地，相機(jī)可被移到任何位置X(托架)、Y(介質(zhì))。在一些實(shí)施方式中，提供了伺服或其他機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)相機(jī)移動(dòng)。軟件概覽控制軟件控制軟件由協(xié)調(diào)測(cè)試并將相機(jī)集成到打印機(jī)的必要例程構(gòu)成。這些例程被設(shè)計(jì)成根據(jù)每個(gè)相機(jī)和打印機(jī)的接口要求進(jìn)行操作。這些接口要求本身對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是已知的。相機(jī)函數(shù)庫，例如，.dll或.so，包含從BaumerBGAPI代碼構(gòu)建的基本函數(shù)集。其他功能可能用于其他相機(jī)。對(duì)于使用Baumer相機(jī)的實(shí)施方式，注意以下函數(shù):pstatCamInit()初始化相機(jī)pstatCamCapture(filename)捕獲圖像并將其保存到文件中BYTE^CamCaptureO捕獲圖像并返回該圖像的指針到存儲(chǔ)器中pstatCamDoneO關(guān)閉相機(jī)分析類這個(gè)類分析圖像并返回分析結(jié)果:iBMP*img存儲(chǔ)器中的圖像的指針doublebasic_pattern_line_spacing這是基本圖案的線之間的理想距離。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式中，其應(yīng)該為1/90=0.01111…"pstatread_basic_pattern(double氺distance)測(cè)量基本圖案并返回從中心到外側(cè)線之間的距離:distance結(jié)果的指針返回通過/失效狀態(tài)pstatmeasure_lines(intcolumns,intyexpect,int氺yfound,Point氺c,double氺angle)測(cè)量整個(gè)圖像的行和列的線的中心，忽略空白區(qū):Columns讀取的列(位置)的數(shù)量yexpect每列中預(yù)期的線的數(shù)量yfound列線計(jì)數(shù)的array[columns]的指針c點(diǎn)的array[columns,yfound[x]]的指針angle圖案的平均角度返回通過/失效狀態(tài)pstatrotate90O;將存儲(chǔ)器中的圖像旋轉(zhuǎn)90°打印機(jī)打印機(jī)函數(shù)控制和執(zhí)行例程的能力相當(dāng)廣泛。優(yōu)選這些例程是可編腳本的。pstatShutter(boolopen)打開快門的通用函數(shù)。分析基本圖案圖3是根據(jù)本發(fā)明的基本打印圖案32的示意性表示；及圖4是根據(jù)本發(fā)明的基本打印圖案的詳細(xì)示意性表示。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式中，一個(gè)容易分析的圖案提供了用于該圖像分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)。分析類代碼函數(shù)返回從中心部分120到外側(cè)部分121、122(圖3)的偏移距離，正的或負(fù)的。在當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式中，圖案的寬度應(yīng)為約1/2”方形以在最大倍率下適應(yīng)相機(jī)視場(chǎng)且仍然為定位誤差留出空間。線不必連貫，例如，它們可以由緊密間隔的點(diǎn)構(gòu)成(見圖4)。為了便于分析，中心部分和外側(cè)部分之間的間距應(yīng)該足夠大以和點(diǎn)間距區(qū)分開。通過測(cè)量左和右外側(cè)線之間的Y偏移來確定圖像角。通過測(cè)量Y方向的線之間的平均像素?cái)?shù)量并除以實(shí)際距離(這從圖像中可知)來確定圖像分辨率。通過測(cè)量線的頂部和底部，然后計(jì)算重心來確定精度。以這種方式，對(duì)于每條線可以獲得亞像素精度。多條線，例如45條，被平均以提高測(cè)量可靠性。如下分析基本圖案:.探測(cè)缺失的線并在計(jì)算中進(jìn)行補(bǔ)償。.找到每條線的質(zhì)心提供了亞像素(圖像)精度。通過對(duì)所有的線取平均，噴嘴到噴嘴的偏離被最小化。.兩條外側(cè)的線(黑色)應(yīng)該由同一噴嘴打印。它們可用于確定相機(jī)角度。.線之間的間距(節(jié)距)是已知的并用于確定成像分辨率。例如，如果打印節(jié)距是180DPI(1/180”=0.00555”)且它們分?jǐn)?0個(gè)像素，則成像分辨率是3600DPI。相機(jī)像素是方形的。線的高度應(yīng)小于線間距的1/2以有助于探測(cè)缺失的噴嘴。通過計(jì)算中心部分離外側(cè)到外側(cè)線的距離，并除以成像分辨率，計(jì)算出以英寸為單位的偏移距離(外側(cè)到中心的距離)。托架間隙重復(fù)性該測(cè)試測(cè)量托架間隙的重復(fù)性:.使托架產(chǎn)生間隙；.使用單個(gè)打印頭豎直地打印基本圖案；ο外側(cè)線從左到右O中心線從右到左.捕獲、旋轉(zhuǎn)和測(cè)量偏移距離；.從使托架產(chǎn)生間隙的步驟重復(fù)；.計(jì)算距離的最小-最大值。這是托架間隙雙向誤差。步長(zhǎng)重復(fù)性.該測(cè)試測(cè)量步長(zhǎng)的重復(fù)性:.使用單個(gè)打印頭打印基本圖案；ο外側(cè)的線在一個(gè)通路(pass)上ο步長(zhǎng)ο中央的線在返回通路上.捕獲和測(cè)量偏移距離；.從打印基本圖案重復(fù)；.計(jì)算距離的最小-最大值。這是步長(zhǎng)誤差。托架對(duì)齊該測(cè)試測(cè)量噴射板與梁的平行度。墨滴放置套件例如:打印如圖5所不的幾個(gè)基本圖案，其是具有與圖3和圖4的基本圖案類似的一組圖案的圖像。使用間隔最遠(yuǎn)到最近的噴射件一起來打印這些圖案。ο淺青色(16)和淺黃(3)ο黃色(18)和青色(5)ο淺青色(16)和淺紫紅色(7)ο黃色(18)和黑色(9)ο淺青色(16)和淺黑色(11)ο黃色(18)和紫紅色(14)ο通過測(cè)量這些圖案并確定它們是否逐漸變差(及在哪一方向)，可以確定托架板是否總體傾斜(旋轉(zhuǎn));.捕獲和測(cè)量外側(cè)和中心(Y)位置；.外側(cè)線的斜率相比中心線的斜率是托架對(duì)齊的斜率。步長(zhǎng)大小該測(cè)試測(cè)量步長(zhǎng)誤差:.使用單個(gè)打印頭水平地打印基本圖案:O外側(cè)線在一個(gè)通路上ο步長(zhǎng)O中心線在返回通路上.捕獲并測(cè)量外側(cè)到中心(Y)距離。這是步長(zhǎng)誤差；.將步長(zhǎng)大小遞減步長(zhǎng)誤差。頭電壓該測(cè)試校準(zhǔn)頭電壓:.使托架間隙達(dá)到已知值0.060”.將雙向設(shè)置到已知值0.058”.使用單個(gè)頭列豎直地打印基本圖案:O外側(cè)線從左到右O中心線從右到左.捕獲、旋轉(zhuǎn)和測(cè)量外側(cè)到中心(Y)的距離；.將電壓調(diào)節(jié)為近似每0.00333”1/2V；.從使托架產(chǎn)生間隙的步驟重復(fù)直到在公差0.0005”內(nèi)。噴射組件位移X該測(cè)試測(cè)量X軸的機(jī)械誤差:豎直地打印基本圖案，外側(cè)線由頭9打印，中心線由討論中的頭打印。使用頭的頂部打印。從左到右打印。從右到左打印同一基本圖案；.使用頭的底部，從左到右打印同一基本圖案；從右到左打印同一基本圖案；.捕獲、旋轉(zhuǎn)和測(cè)量所有四種上述打印的基本圖案的外側(cè)到中心(Y)的距離；.從左到右的距離中減去右到左的距離(速度誤差)。這是頭位移誤差，頂部誤差和底部誤差；.比較頂部和底部誤差，斜率是頭的斜率。噴射組件位移Y該測(cè)試測(cè)量Y軸的機(jī)械誤差:.打印基本圖案，外側(cè)線由參考頭打印，中心線由討論中的頭打??；.捕獲和測(cè)量外側(cè)到中心(Y)的距離。這是頭位移誤差；.用戶0.1”/轉(zhuǎn)地調(diào)節(jié)固定螺絲以校正誤差。滾筒/臺(tái)板平整度.該測(cè)試測(cè)量由于臺(tái)板/軌道平行度導(dǎo)致的總體像素偏離:.沿著介質(zhì)的寬度豎直地打印基本圖案:ο外側(cè)線從左到右O中心線從右到左.捕獲、旋轉(zhuǎn)和測(cè)量所有圖案的外側(cè)到中心(Y)的距離；.計(jì)算距離的最小-最大值。這是臺(tái)板平整度雙向誤差。缺失的噴嘴圖6是根據(jù)本發(fā)明的缺失的噴嘴測(cè)試圖案的示意性表示。該測(cè)試找到缺失的噴嘴。修改的基本圖案圖像用作噴射流測(cè)試。該測(cè)試比較5列線，每條線為:每個(gè)頭的一列，一個(gè)噴嘴:.使用討論中的頭/列打印噴射測(cè)試；捕獲圖像并計(jì)數(shù)每列中的線。這是噴射的噴嘴數(shù)量；.使用每條線的X、Y數(shù)據(jù)來計(jì)算哪些噴嘴缺失；.更新平滑的掩膜以反映缺失的噴嘴。其他實(shí)施方式以下其他實(shí)施方式在可使用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中。介質(zhì)邊緣跟蹤-找到介質(zhì)的邊緣和頂部。打印頭X打印延遲-通過編碼器延遲打印頭的打印，以更正噴射組件X位移。托架速度-在60ips下每秒60幀=720dpi。視覺系統(tǒng)軟件概覽基本系統(tǒng)基本系統(tǒng)打印圖像且可使圖像在系統(tǒng)的外部被分析。增強(qiáng)的系統(tǒng)增強(qiáng)的系統(tǒng)使硬件作為升級(jí)件物理地安裝到機(jī)器中，但是不具有集成的特征來充分利用自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。1.打印需要的圖像文件。這被設(shè)計(jì)成使用專用噴嘴打印基本圖案。2.操作員移動(dòng)打印機(jī)托架和相機(jī)并使介質(zhì)前進(jìn)，這樣圖像在觀察位置。3.連接到相機(jī)的獨(dú)立的軟件包獲取圖像。該圖像由軟件包測(cè)量并報(bào)告最終的距離值。4.操作員獲取距離值和實(shí)現(xiàn)。操作員如所建議地調(diào)整打印機(jī)參數(shù)或物理地調(diào)整硬件。5.從步驟I重復(fù)過程以驗(yàn)證改變?nèi)〉昧诵Ч医Y(jié)果在公差范圍內(nèi)。嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)使硬件物理地安裝到機(jī)器中且具有集成的特征以充分利用自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。1.操作員選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試?yán)獭?.打印機(jī)打印相應(yīng)的圖像文件。這被設(shè)計(jì)成使用專用噴嘴打印基本圖案。3.打印機(jī)自動(dòng)移動(dòng)相機(jī)和介質(zhì)，這樣打印輸出在相機(jī)中可見。4.打印機(jī)軟件使用相機(jī)來獲取圖像。通過打印機(jī)軟件模塊來測(cè)量圖像，并測(cè)量最終的距離值。5.制定或建議調(diào)整:可僅在軟件中改變的打印機(jī)配置被自動(dòng)調(diào)整。如果結(jié)果在打印機(jī)的調(diào)整能力之外，諸如機(jī)械的硬件調(diào)整，打印機(jī)向操作員報(bào)告要求調(diào)整。6.驗(yàn)證測(cè)試完成:如果進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)整，打印機(jī)能夠自動(dòng)再測(cè)試輸出并再測(cè)量以查看結(jié)果是否在公差范圍內(nèi)。某些測(cè)試可能需要幾次重復(fù)用于微調(diào)。7.測(cè)試完成:一旦測(cè)試完成，打印機(jī)能夠報(bào)告回成功或失敗。如果測(cè)試是成功的，打印機(jī)可繼續(xù)能夠被順序執(zhí)行的另一測(cè)試，諸如對(duì)齊后續(xù)的打印頭。機(jī)器實(shí)現(xiàn)圖7是為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1600的示例性形式的機(jī)器的模塊示意圖，在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1600內(nèi)，一組用于使機(jī)器實(shí)現(xiàn)前述方法的任何一種的指令可被執(zhí)行。在可替代的實(shí)施方式中，機(jī)器可包含或包括網(wǎng)絡(luò)路由器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)橋、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、Web裝置和能夠執(zhí)行或傳輸規(guī)定待采取的動(dòng)作的一系列指令的任何機(jī)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1600包括處理器1602、主存儲(chǔ)器1604和靜態(tài)存儲(chǔ)器1606，這些經(jīng)由總線1608相互通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1600可還包括顯示單元1610，例如，液晶顯示器(IXD)或陰極射線管(CRT)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1600也包括字母數(shù)字輸入設(shè)備1612，例如，鍵盤；光標(biāo)控制設(shè)備1614，例如，鼠標(biāo)；硬盤驅(qū)動(dòng)單元1616，信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備1618，例如，揚(yáng)聲器，及網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備1628。硬盤驅(qū)動(dòng)單元1616包括機(jī)器可讀的介質(zhì)1624，在其上存儲(chǔ)了體現(xiàn)下文描述的方法的任何一種或所有方法的一組可執(zhí)行指令，即，軟件，1626。軟件1626也被示出為完全或至少部分地存在于主存儲(chǔ)器1604和/或處理器1602內(nèi)。軟件1626可還通過網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備1628經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1630傳輸或接收。與上文討論的系統(tǒng)1600相比，不同的實(shí)施方式使用邏輯電路代替計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令來實(shí)現(xiàn)處理實(shí)體。根據(jù)應(yīng)用在速度、費(fèi)用、工具成本等方面的特殊要求，邏輯可通過構(gòu)造具有數(shù)千個(gè)微小的集成晶體管的專用集成電路(ASIC)來實(shí)現(xiàn)。這樣的ASIC可用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)、晶體管-晶體管邏輯(TTL)、超大規(guī)模集成電路(VLSI)或另一合適的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)。其他替代形式包括數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)、分立電路(諸如電阻器、電容器、二極管、電感器和晶體管)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯陣列(PLA)、可編程邏輯器件(PLD)等。應(yīng)理解實(shí)施方式可用作或支持在某些形式的處理核(諸如計(jì)算機(jī)的CPU)上執(zhí)行的或以其他方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)在機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或內(nèi)的軟件程序或軟件模塊。機(jī)器可讀介質(zhì)包括用于存儲(chǔ)或傳輸為機(jī)器例如計(jì)算機(jī)可讀形式的信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(ROM);隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM);磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存設(shè)備；電的、光的、聲的或其他形式的傳播信號(hào)，例如，載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等；或任何其他類型的適于存儲(chǔ)或傳輸信息的介質(zhì)。雖然本文參考優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將易于理解到在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，其他應(yīng)用可替代本文提出的那些。例如，多個(gè)對(duì)齊功能可被自動(dòng)并順序地執(zhí)行直到實(shí)現(xiàn)最佳打印機(jī)對(duì)齊。相應(yīng)地，本發(fā)明應(yīng)該由下文包括的權(quán)利要求來限制。權(quán)利要求1.一種用于對(duì)齊具有噴墨頭陣列的打印機(jī)的裝置，包括:由所述打印機(jī)噴墨頭產(chǎn)生的點(diǎn)陣列的至少一個(gè)打印圖案；視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)用于捕獲由所述打印機(jī)噴墨頭產(chǎn)生的打印圖案信息；及圖案識(shí)別模塊，所述圖案識(shí)別模塊被配置為分析由所述視覺系統(tǒng)捕獲的所述打印圖案信息且還被配置為產(chǎn)生用于在所述打印機(jī)上執(zhí)行多個(gè)對(duì)齊功能中的任何一個(gè)的控制信號(hào);其中，在打印和分析所述打印圖案信息后，所述圖案識(shí)別模塊自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)整值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述對(duì)齊功能包括下述中的任何一個(gè):點(diǎn)大小、形狀和完整性；單向、雙向和步長(zhǎng)對(duì)齊；噴射組件的物理位置和筆直性；滾筒或介質(zhì)帶的平整性；引導(dǎo)系統(tǒng)的桿和軌道的映射缺陷；核查從參考噴射件到所有其他噴射組件的噴射件對(duì)齊；補(bǔ)償因一個(gè)或多個(gè)噴墨頭中的失效噴嘴而導(dǎo)致的缺失的點(diǎn)；及所述對(duì)齊功能中的兩個(gè)或多個(gè)自動(dòng)并順序地執(zhí)行，直到實(shí)現(xiàn)最佳打印機(jī)對(duì)齊為止。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述控制信號(hào)包括:校正值，所述校正值被產(chǎn)生來實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)調(diào)整所述噴墨頭的物理位置、電壓、溫度和噴射脈沖定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間中的任何一項(xiàng)，并相應(yīng)地定位從所述打印機(jī)噴墨頭噴嘴噴出的打印點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述視覺系統(tǒng)包括HD彩色相機(jī)，所述相機(jī)功能包括固定焦距、自動(dòng)聚焦和縮放中的任何一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中不同顏色的油墨通過所述圖案識(shí)別模塊使用正確的光波長(zhǎng)來分析。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述視覺系統(tǒng)包括:外殼，所述外殼被配置為安裝在所述打印機(jī)中，且所述外殼在其中包括:相機(jī)和透鏡模塊；光源；及被配置為與一個(gè)或多個(gè)打印機(jī)連接的控制和處理軟件模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述視覺系統(tǒng)被加裝到所述打印機(jī)中或者在制造時(shí)被嵌入到所述打印機(jī)中。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，所述外殼還包括:快門組件，所述快門組件被配置為保護(hù)不使用時(shí)的所述光源和相機(jī)透鏡。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述視覺系統(tǒng)包括:相機(jī)，所述相機(jī)被定位成提供約y2000X2500X，Y的可用分辨率；及在近似3300DPI約0.8”的目標(biāo)視場(chǎng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述視覺系統(tǒng)包括:相機(jī)，所述相機(jī)被配置為移動(dòng)到任何位置X(托架)，Y(介質(zhì))。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述圖案識(shí)別模塊還包括:包含相機(jī)功能集的庫，所述功能集包括代碼，當(dāng)所述代碼由所述圖案識(shí)別模塊內(nèi)的處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)下列功能中的任何一種:初始化相機(jī)；捕獲圖像并將所述圖像保存到文件；捕獲圖像并返回對(duì)在存儲(chǔ)器中的所述圖像的指針；及關(guān)閉所述相機(jī)。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述圖案識(shí)別模塊還包括:類分析模塊，所述類分析模塊包含代碼，當(dāng)所述代碼由所述圖案識(shí)別模塊內(nèi)的處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)下列功能中的任何一種:對(duì)存儲(chǔ)器中的圖像的指針；基本圖案的線之間的理想距離；被配置為測(cè)量基本圖案的模塊，所述模塊返回從中心到外側(cè)線的距離；被配置為測(cè)量整個(gè)圖像的行和列的線的中心的模塊，其中忽略空白區(qū)；及被配置為將存儲(chǔ)器中的圖像旋轉(zhuǎn)90°的模塊。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述圖案識(shí)別模塊還包括:至少一個(gè)分析類代碼函數(shù)，所述至少一個(gè)分析類代碼函數(shù)被配置為返回從所述打印圖案的中心部分到外側(cè)部分的偏移距離，為正的或負(fù)的。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，對(duì)于所述打印圖案:圖像角通過測(cè)量所述打印圖案的左外側(cè)線和右外側(cè)線之間的Y偏移被確定；圖像分辨率通過測(cè)量線之間的Y方向的平均像素?cái)?shù)量且然后除以實(shí)際距離來確定，所述實(shí)際距離從所述圖像中已知；及精度通過測(cè)量所述打印圖案的所述線的頂部和底部且然后計(jì)算重心來確定。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述打印圖案包括:基本圖案，其中所述圖像識(shí)別模塊被配置為通過以下步驟分析所述打印圖案:探測(cè)缺失的線并補(bǔ)償所述缺失的線；找到每條線的質(zhì)心以提供亞像素(圖像)精度，其中所有的所述線被平均以最小化噴嘴到噴嘴偏離；使用同一噴嘴打印兩條外側(cè)線(黑色)，其中所述外側(cè)線用于確定相機(jī)角；使用所述線之間的間距(節(jié)距)來確定成像分辨率'及計(jì)算所述打印圖案的中心部分距外側(cè)到外側(cè)線的距離，并除以成像分辨率以計(jì)算偏移距離(外側(cè)到中心的距離)。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述對(duì)齊功能包括下述中的任何一種:托架間隙的重復(fù)性；步長(zhǎng)的重復(fù)性；噴射板與梁的平行度；步長(zhǎng)誤差；頭電壓；X軸的機(jī)械誤差；Y軸的機(jī)械誤差；由于臺(tái)板/軌道平行度導(dǎo)致的總體像素偏離；對(duì)缺失的噴嘴的確定；介質(zhì)邊緣跟蹤；打印頭X打印延遲；及托架速度。17.一種用于具有噴墨頭陣列的打印機(jī)的對(duì)齊方法，包括以下步驟:使用所述打印機(jī)噴墨頭產(chǎn)生點(diǎn)陣列的至少一個(gè)打印圖案；使用視覺系統(tǒng)捕獲由所述打印機(jī)噴墨頭產(chǎn)生的打印圖案信息；及使用圖案識(shí)別模塊分析由所述視覺系統(tǒng)捕獲的所述打印圖案信息并使用所述圖案識(shí)別模塊產(chǎn)生用于在所述打印機(jī)上執(zhí)行多個(gè)對(duì)齊功能中的任何一個(gè)的控制信號(hào)；其中在打印和分析所述打印圖案信息后，所述圖案識(shí)別模塊自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)整值。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述對(duì)齊功能包括下述中的任何一種:點(diǎn)大小、形狀和完整性；單向、雙向和步長(zhǎng)對(duì)齊；噴射組件的物理位置和筆直性；滾筒或介質(zhì)帶的平整性；引導(dǎo)系統(tǒng)的桿和軌道的映射缺陷；核查從參考噴射件到所有其他噴射組件的噴射件對(duì)齊；及補(bǔ)償因一個(gè)或多個(gè)噴墨頭中的失效噴嘴而導(dǎo)致的缺失的點(diǎn)。19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述控制信號(hào)包括:校正值，所述校正值被產(chǎn)生來實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)調(diào)整所述噴墨頭的物理位置、電壓、溫度和噴射脈沖定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間中的任何一項(xiàng)，并相應(yīng)地定位從所述打印機(jī)噴墨頭噴嘴噴出的打印點(diǎn)。20.一種其中存儲(chǔ)了程序指令的電存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)所述程序指令由處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求17所述的方法。全文摘要由噴墨頭陣列產(chǎn)生的點(diǎn)陣列的打印圖案的圖像處理使用視覺系統(tǒng)，該視覺系統(tǒng)包括可以是固定焦距或包括自動(dòng)聚焦和縮放功能的HD彩色相機(jī)。圖案識(shí)別技術(shù)用于分析需要數(shù)量的圖案以執(zhí)行多個(gè)對(duì)齊功能，諸如點(diǎn)大小、形狀和完整性；單向、雙向和步長(zhǎng)對(duì)齊；噴射組件的物理位置和筆直性；滾筒或介質(zhì)帶的平整性；引導(dǎo)系統(tǒng)的桿和軌道的映射缺陷；及核查從一個(gè)參考噴射件到所有其他噴射組件的噴射件對(duì)齊性。從這些圖像分析，產(chǎn)生了用于實(shí)現(xiàn)人工或自動(dòng)調(diào)整噴墨頭物理位置、電壓、溫度和噴射脈沖定時(shí)和/或持續(xù)時(shí)間；及因此將從噴墨頭中的噴嘴噴出的打印點(diǎn)定位在適當(dāng)?shù)奈恢玫男Ｕ?。文檔編號(hào)B41J25/22GK103221223SQ201180043049公開日2013年7月24日申請(qǐng)日期2011年9月1日優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日發(fā)明者路易斯·亞歷杭德羅·希門尼斯,彼得·希思申請(qǐng)人:電子影像公司