BR112013005307B1

BR112013005307B1 - Aparelho para alinhamento de uma impressora tendo um arranjo de cabeçotes de jato de tinta

Info

Publication number: BR112013005307B1
Application number: BR112013005307-0A
Authority: BR
Inventors: Luis Alejandro Jimenez; Peter Heath
Original assignee: Electronics For Imaging, Inc.
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2020-05-26
Also published as: US20120313995A1; EP2616247A4; US8459773B2; CN103221223A; WO2012036915A1; US20140300658A1; BR112013005307A2; US8967762B2; ES2918873T3; US20120062642A1; US8757762B2; EP2616247A1; EP2616247B1; CN103221223B

Abstract

aparelho para alinhamento de uma impressora tendo um arranjo de cabeçotes de jato de tinta a presente invenção refere-se a um processamento de imagem de padrões impressos de arranjos de pontos gerados por um arranjo de cabeçotes de jato de tinta que usa um sistema de visão, incluindo uma câmera colorida hd que pode ser um foco fixo ou incluir capacidades de autofoco e de zoom. técnicas de reconhecimento de padrão são usadas para analisar tantos padrões quanto necessários para efetuar múltiplas funções de alinhamento, tais como tamanho, forma e integridade de ponto; alinhamentos unidirecionais, bidirecionais e em etapas; posição física e linearidade dos blocos de jato; aplainamento do carretel de impressora ou da correia dos meios; mapear imperfeições nas hastes e nos trilhos dos sistemas de orientação; e checar alinhamentos de jato a partir de um jato de referência para todos os outros blocos de jato. a partir de tal análise de imagem, valores de correção são gerados que são usados para efetuar ajuste manual ou automático da posição física, voltagem, temperatura e temporização e/ou duração de pulso de disparo dos cabeçotes de jato de tinta; e para posicionar os pontos impressos disparados dos bocais nos cabeçotes de jato de tinta na posição apropriada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA ALINHAMENTO DE UMA IMPRESSORA TENDO UM ARRANJO DE CABEÇOTES DE JATO DE TINTA.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido de Patente

US n^o 12/883.058 depositado em 15 de setembro de 2010.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

CAMPO TÉCNICO

[0002] A invenção refere-se a impressoras de jato de tinta. Mais particularmente, a invenção refere-se a uma impressora de jato de tinta que tem um sistema de visão de alinhamento de ponto.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0003] Uma imagem a ser impressa em uma impressora de jato de tinta é finalmente um mapa de pontos com coordenadas x e y para cada ponto. Se todos os pontos estão na posição correta, a qualidade esperada é obtida. O ponto ideal tem uma forma circular e um tamanho determinado. Existem vários fatores que afetam o ponto ideal.

[0004] A gota de tinta disparada por um jato de tinta pousa nos meios e forma um ponto de forma irregular que é fechado para ter a forma de um círculo, mas que não é perfeitamente circular. Porque o bloco de jato está se movendo quando dispara, a forma final do ponto consiste de um ponto principal e alguns pontos de satélite menores. Alterando a direção do bloco de jato em movimento altera-se este padrão, de modo que os pontos de satélite estão agora sobre o outro lado do ponto principal. Também, a velocidade na qual o bloco de jato move-se afeta a forma final do ponto.

[0005] A maioria das impressoras tem a opção de impressão unidirecional ou bidirecional. Por razões de produtividade, o modo bidirecional é o modo preferido. Neste modo, a impressora deve ser ajustada de modo que os pontos impressos da direita para a esquerda sejam

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2/20 mantidos alinhados aos pontos impressos da esquerda para a direita. Isto é, a coordenada x de qualquer ponto deve estar correta não importa a direção de impressão. Este é o ajuste bidirecional.

[0006] Quando um arranjo de blocos de jato, tendo cada um múltiplos bocais, está imprimindo, o meio está imóvel e os bocais de disparo formam linhas horizontalmente. Então o meio avança e uma nova passagem é feita e as linhas impressas entrelaçam-se até o conjunto completo de pontos de imagem ser impresso. Quando esta distância de avanço está correta, a coordenada y de cada ponto está no lugar. Esta é a etapa de ajuste.

[0007] A forma e o tamanho finais de um ponto também dependem da distância entre os bocais de jato e o meio impresso e da quantidade e temperatura da gota de tinta disparada.

[0008] Quando um bocal está desativado, isto é, ele não dispara tinta, um espaço em branco é deixado no mapa de pontos que formam a imagem afetando a qualidade final.

[0009] A qualidade das impressoras de jato de tinta é obtida posicionando os pontos que formam uma imagem precisamente. Quando mais alta a resolução impressa, menores são os pontos. Atualmente, no segmento de Formato Muito Grande da indústria de impressoras, as resoluções podem ser acima de um milhão de Pontos por Polegada (DPI) e as tolerâncias podem ser menores do que um milhão de uma polegada.

[00010] Tradicionalmente, uma pessoa efetua os ajustes da impressora primeiramente analisando um padrão impresso a olho nu ou usando uma lupa ocular. Porque estes ajustes estão dentro de alguns milhões ou mesmo frações de um milhão de uma polegada, mesmo usando um microscópio, um método mais exato e automatizado é necessário para eliminar a determinação de qualidade subjetiva. Embora uma pessoa deva tipicamente analisar os padrões de teste e determi

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3/20 nar os valores de ajuste para a maioria das impressoras de formato muito grande, algumas impressoras usam sensores que ajudam a analisar os padrões impressos.

[00011] Um problema com uma pessoa que tem que ajustar um jato de tinta de uma impressora de formato muito grande, mesmo usando auxílios visuais para analisar os padrões de ajuste, é a determinação de qualidade subjetiva e a limitação do olho humano para determinar valores de ajuste pequenos (=<0,001) com precisão.

[00012] Os sensores usados atualmente em algumas impressoras são sistemas de imagem fixos que usam uma grade para determinar se um padrão impresso se alinha com uma máscara (ver Cobbs; USPN 5.600.350), e esse padrão é somente impresso em uma seção da área de impressão, portanto não tendo em conta as imperfeições do sistema de movimento de carretel de impressora ou carro. Este último relato é abordado por outros e criam uma tabela usando um sistema de medição externo para criar uma tabela e/ou uma fita codificadora especial.

[00013] Deve ser vantajoso fornecer um método mais exato e automatizado para eliminar a determinação de qualidade subjetiva quando alinhando impressoras de jato de tinta.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00014] Uma modalidade presentemente preferida da invenção fornece um método e aparelho para processamento de imagem de padrões impressos de arranjos de pontos gerados uma um arranjo de cabeçotes de jato de tinta. Um sistema de visão, incluindo uma câmera colorida HD que pode ser um foco fixo ou incluir capacidades de autofoco e zoom, é fornecido. Um módulo de software também é fornecido, que usa técnicas de reconhecimento de padrão para analisar tantos muitos padrões quanto necessários para efetuar múltiplas funções de alinhamento. Por exemplo, uma modalidade da invenção efetua tais

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4/20 funções de alinhamento como tamanho, forma e integridade de ponto; alinhamentos unidirecionais, bidirecionais e em etapas; posição física e linearidade dos blocos de jato; aplainamento do carretel de impressora ou correia do meio; mapeamento das imperfeições em hastes e trilhos dos sistemas de orientação; e checagem dos alinhamentos de jato a partir de um jato de referência para todos os outros blocos de jato. A partir de tal análise de imagem, os valores de correção são gerados, que são usados para efetuar ajuste manual ou automático da posição física, voltagem, temperatura, e temporização e/ou duração de pulso de disparo dos cabeçotes de jato de tinta; e para, assim, posicionar os pontos impressos disparados a partir dos bocais nos cabeçotes de jato de tinta na posição apropriada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00015] As figuras 1a e 1b mostram uma montagem de câmera para uso em um sistema de visão de alinhamento de ponto para uma impressora de jato de tinta de acordo com a invenção;

as figuras 2a e 2b mostram diagramas de bloco para um sistema de visão de alinhamento de ponto para uma impressora de jato de tinta, incluindo para uso com impressoras sem uma porta de Ethernet (figura 2a) e para uso com impressoras tendo uma porta Ethernet (figura 2b), de acordo com a invenção;

a figura 3 é uma representação esquemática de um padrão de impressão básico de acordo com a invenção;

a figura 4 é uma representação esquemática detalhada de um padrão de impressão básico de acordo com a invenção;

a figura 5 é uma imagem que os requerentes imprimem durante os alinhamentos;

a figura 6 é uma representação esquemática de um padrão de teste de bocal ausente de acordo com a invenção; e a figura 7 é um diagrama esquemático de bloco de uma

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5/20 máquina na forma exemplar de um sistema de computador dentro do qual um conjunto de instruções para fazer com que a máquina efetue qualquer uma das modalidades divulgadas no presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00016] Uma modalidade presentemente preferida da invenção fornece um método e aparelho para processamento de imagem de padrões impressos de arranjos de pontos gerados por um arranjo de cabeçotes de jato de tinta. Um sistema de visão, incluindo uma câmera colorida HD que pode ser um foco fixo ou incluir capacidades de autofoco e de zoom, é fornecido. Um módulo de software também é fornecido, que usa técnicas de reconhecimento de padrão para analisar tantos muitos padrões quanto necessários para efetuar múltiplas funções de alinhamento. Por exemplo, uma modalidade da invenção efetua tais funções de alinhamento como ponto, forma e integridade de ponto; alinhamentos unidirecionais, bidirecionais e em etapas; posição física e linearidade dos blocos de jato; aplainamento do carretel de impressora ou correia do meio; mapeamento das imperfeições em hastes e trilhos dos sistemas de orientação; e checagem de alinhamentos de jato a partir de um jato de referência para todos os outros blocos de jato. A partir de tal análise de imagem, valores de correção são gerados que são usados para efetuar ajuste manual ou automático da posição física, voltagem, temperatura, e temporização e/ou duração de pulso de disparo dos cabeçotes de jato de tinta; e para posicionar os pontos impressos disparados a partir dos bocais nos cabeçotes de jato de tinta na posição apropriada.

[00017] Outra função que resulta de ter um sistema de câmera é que cores diferentes de tinta podem ser analisadas usando o comprimento de onda de luz correto. Isto é especialmente vantajoso quando imprimindo com tinta branca.

[00018] Ainda outra vantagem das modalidades da invenção é que

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6/20 o mesmo sistema de visão pode ser usado para compensar os pontos ausentes a partir dos bocais desativados em um ou mais cabeçotes de jato de tinta. Tal compensação pode ser uma operação dinâmica.

[00019] Uma modalidade presentemente preferida do aparelho instala-se na impressora e consiste de um módulo de câmera e lente e um software de controle e de processamento que faz interface com um ou mais computador de impressora. O aparelho gera automaticamente valores de ajuste após os padrões de teste de impressão e de análise. Tais valores são gerados usando Análise de Qualidade de Imagem que é baseada em algoritmos e métodos de Reconhecimento de Padrão.

[00020] Assim, com a qualidade da invenção, a impressão é consistentemente obtida, enquanto os tempos de ajuste da impressão não minimizados.

Visão Geral de Hardware

[00021] As figuras 1a e 1b mostram uma câmera essencialmente para uso em um sistema de visão de alinhamento de ponto para uma impressora de jato de tinta de acordo com a invenção. Em uma modalidade, o hardware é aperfeiçoado em uma impressora; em outra modalidade, o hardware é embutido dentro da impressora no momento da fabricação.

Montagem de Câmera

[00022] A montagem de câmera 110 inclui uma câmera, lente e montagem eletrônica associada e eletrônica de interface. Em uma modalidade, a câmera é uma câmera Baumer EXG-50c tendo um sensor 5MP GIGE CMOS e uma lente Fujinon HF12.5SA C-Face 12,5 mm Fixed Focus or uma lente Fujinon HF16SA C-Face 16 mm Fixed Focus. Os peritos na técnica apreciarão que outras câmeras, sensores e lentes podem ser usados em conexão com a invenção.

Invólucro

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[00023] O invólucro 111 inclui uma montagem de obturador 112 que protege a fonte de luz 113 e a lente da câmera de tinta e poeira quando não está em uso. A figura 1a mostra a montagem de câmera com o obturador aberto; a figura 1b mostra a montagem de câmera com o obturador fechado. O obturador é operado nesta modalidade por um atuador eletromecânico, tal como um solenoide; o obturador pode ser operado por um mecanismo pneumático ou outro. Uma ventoinha de resfriamento 114 fornece ventilação filtrada e pressão positiva dentro do invólucro.

[00024] Como discutido acima, a montagem de câmera em algumas modalidades pode ser aperfeiçoada para uma impressora existente. Nessas modalidades, a montagem inclui braçadeiras de montagem apropriadas. Uma fonte de ar comprimido é requerida para as modalidades que operam com um obturador pneumático. Uma interconexão, tal como um conector Ethernet RJ-45 115 e um cabo (não mostrado), por exemplo, um cabo Cat-5 flexível ou Gigabit Ethernet melhor encaminhado a partir de um PC através de um cabo de alimentação para a montagem de câmera, fornece sinais e informação relacionados a uma câmera de via elétrica; e uma interconexão separada, por exemplo, um cabo de múltiplos fios encaminhado a partir da placa digital do cartucho da impressora (placa mãe) à montagem de câmera, é fornecida para energia e controle que, em uma modalidade presentemente preferida da invenção, compreende uma fonte de energia de 24VDC @1A, uma conexão terra (GND), e uma linha de sinal de obturador.

[00025] A iluminação da área a ter a imagem formada para alinhamento é fornecida em uma modalidade por uma luz interna que pode ser, por exemplo, um ponto de luz ou luz anular. Em várias modalidades, iluminação LED externa também pode ser requerida.

Visão Geral Funcional

[00026] As figuras 2a e 2b mostram diagramas de bloco para um

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8/20 sistema de visão de alinhamento de ponto para uma impressora de jato de tinta, incluindo para uso com impressoras sem uma porta Ethernet, por exemplo, modalidades aperfeiçoadas (figura 2a) e para uso com impressoras que têm uma porta Ethernet, por exemplo, modalidades embutidas (figura 2b), de acordo com a invenção. Nas figuras 2a e 2b, a montagem de câmera 110 é usada para capturar uma imagem de um ou mais padrões de teste impressos 32 e recebe energia a partir de um suprimento de energia 37; a montagem de câmera comunica-se com o software do sistema 40 (discutido abaixo) através e um prendedor de quadro e módulo de controle 38 (figura 2 a) ou um PC de impressão, módulo de controle Ethernet 58 (figura 2b). A câmera comunica-se com um computador de estação de trabalho da impressora 34 através de uma interconexão 31 que, por sua vez, comunica-se através de uma interface PCI 36 com um computador controlador de impressora 33 (figura 2a); ou com um sistema de controle de impressora 44 através de uma interconexão 51 que inclui uma conexão Ethernet.

[00027] Em ambas as modalidades, os padrões de teste são gerados usando tabelas padrão de teste 30 que são acessados por um módulo de controle 41. O módulo de controle gera os padrões, por exemplo, para a posição X-Y, posição Z, e testes de reconhecimento de padrão, como discutido abaixo. O módulo de controle 41 recebe comandos a partir do software do sistema 40 (discutido abaixo) através de um controle I/O de comando e módulo de comando de controle 35. O controle de usuário do sistema e a operação total são efetuados por uma aplicação 39.

[00028] O invólucro da câmera é quer aperfeiçoado para, ou embutido na impressora. Para impressoras de jato de tinta comuns, a câmera é preferivelmente orientada, assim a resolução disponível é aproximadamente 2000x2500 X,Y; e o campo de visão alvo é preferivelmen

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9/20 te 0,8^o a aproximadamente 3300DPI. Estes valores podem ser ajustados para impressoras diferentes e modalidades diferentes, mas estão todos dentro do escopo da invenção. Tipicamente, a câmera pode ser movida para qualquer local X (Carro), Y (Meio). Em algumas modalidades, um mecanismo servo ou outro é fornecido para efetuar o movimento da câmera.

Visão Geral de Software

Software de Controle

[00029] O software de controle consiste de rotinas necessárias para coordenar testes e integrar a câmera dentro da impressora. Estas rotinas são projetadas para operar de acordo com os requisitos de interface para cada uma da câmera e impressora. Tais requisitos de interface por si mesmos podem ser conhecidos dos peritos na técnica.

Funções da Câmera

[00030] Uma biblioteca, por exemplo, uma .dll ou .so, contém um conjunto de funções básicas construído a partir do código BGAPI Baumer. Outras funções podem ser usadas com outras câmeras. Para a modalidade que usa uma câmera Baumer, o seguinte é indicado: pstat Caminit()

Inicializa a câmera pstat CamCapture (nome do arquivo)

Captura uma imagem e salda a mesma em um arquivo BYTE * CamCapture()

Captura uma imagem e retorna um ponteiro para a imagem na memória pstat CamDone()

Desativa a câmera

Classe de Análise

[00031] Esta classe analisa a imagem e retorna os resultados da análise:

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IBMP * img

[00032] Ponteiro para uma imagem na memória double basic_pattern_line_spacing

[00033] Esta é uma distância ideal entre as linhas do padrão básico. Em uma modalidade presentemente preferida, ela deve ser 1/90 = 0,01111...

pstat read_basic_pattern (Double * distance)

[00034] Mede o padrão básico e retorna a distância a partir dos centros para as linhas externas:

distância ponteiro para resultado retorna estado passa/falha pstat measure_lines (int columns, int yexpect, int * yfound, Point * c, Double * angle)

[00035] Mede os centros ou linhas nas fileiras e colunas através da imagem, ignorando o espaço em branco:

colunas Número de colunas (locais) para ler yexpect Número de linhas esperadas em cada coluna yfound Ponteiro para ordenar [colunas] da contagem de linhas de coluna c Ponteiro para ordenar [colunas, yfound[x]] de

Pontos ângulo Ângulo médio do padrão retorna Estado passa/falha pstat rotate90();

Gira a imagem na memória em 90^o

Impressora

[00036] As funções da impressora são razoavelmente extensas com a capacidade de controlar e efetuar rotinas. Preferivelmente, estas rotinas são programáveis.

pstat Shutter (bool open)

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[00037] Função genérica para abrir o obturador.

Análise

Padrão Básico

[00038] A figura 3 é uma representação esquemática de um padrão de impressão básico 32 de acordo com a invenção; e a figura 4 é uma representação esquemática detalhada de um padrão de impressão básico de acordo com a invenção. Um padrão facilmente analisado fornece a base para este sistema de análise de imagem em uma modalidade presentemente preferida. As funções de código da classe de análise retornam a distância offset, positiva ou negativa, a partir da seção central 120 para as seções externas 121, 122 (figura 3). Em uma modalidade presentemente preferida, a largura do padrão deve ser cerca de 645,16 ml (½¹¹ quadrada) para ajustar dentro do campo da câmera de visão em zoom máximo e ainda deixar lugar para erros de posicionamento. As linhas não precisam ser coerentes, por exemplo, elas podem ser feitas de pontos estreitamente espaçados (ver figura

4). Para facilidade de análise, o espaçamento entre o centro e as seções externas deve ser grande o suficiente para ser distinguido do espaçamento de pontos.

[00039] O ângulo de imagem é determinado medindo o offset Y entre as linhas externas esquerda e direita. A Resolução de Imagem é determinada medindo o número médio de pixels entre as linhas na direção Y e então dividindo pela distância atual, que é conhecida a partir da imagem. A precisão é determinada medindo o topo e o fundo das linhas e então calculando um centro de gravidade. Deste modo, é possível obter precisões de subpixels para cada linha. Múltiplas linhas, por exemplo, cerca de 45, têm a média calculada para aumentar a segurança da medição.

[00040] O padrão básico é analisado como a seguir:

• Linhas ausentes são detectadas e compensadas nos cálPetição 870190073117, de 30/07/2019, pág. 14/33

12/20 culos.

• Encontrar o centroide de cada linha fornece precisão de subpixels (imagem). Calculando a média de todas as linhas, desvios de bocal para bocal são minimizados.

• As duas linhas externas (pretas) devem ser impressas pelo menos bocal. Elas podem ser usadas para determinar o ângulo da câmera.

• O espaçamento entre as linhas (passo) é conhecido e é usado para determinar a resolução de imagem. Por exemplo, se o passo impresso é 180 DPI (1/180 = 0,00555( e são em média 20 pixels, então a resolução de imagem é 3600 DPI; Os pixels da câmera são quadrados. A altura das linhas deve ser menor do que ½ do espaçamento das linhas para ajudar na detecção de bocal ausente.

• Calculando a distância em que a seção de centro está a partir da linha externa para externa e dividindo pela resolução de imagem, calcula-se a distância offset em cm (polegadas).

Repetitibilidade de Lacuna de Carro

[00041] Este teste mede a repetitibilidade de lacuna de carro:

• Carro na lacuna;

• Imprimir o padrão básico verticalmente usando um cabeçote de impressão único;

o linhas externas da esquerda para a direita o linhas centrais direita à esquerda • Captura, gira e mede a distância offset;

• Repetir a partir da etapa de carro na lacuna;

• Calcular mínimo-máximo das distâncias. Este é um erro bidirecional de lacuna de carro.

Repetitibilidade da Etapa

[00042] Este teste mede a repetitibilidade da etapa:

• Imprimir o padrão básico usando um cabeçote de impres-

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13/20 são único:

o linhas externas em uma passagem o etapa o linhas centrais na passagem de retorno • Capturar e medir a distância offset;

• Repetir a impressão do padrão básico;

• Calcular mínimo-máximo das distâncias. Este é o erro da etapa.

Alinhamento do Carro

[00043] Este teste mede o paralelismo da placa de jato ao feixe. Software integrado de Colocação de Gota, por exemplo:

• Imprimir vários padrões básicos como na figura 5, que é uma imagem que tem conjuntos de padrões, similares ao Padrão Básico das figuras 3 e 4. Os padrões são impressos usando jatos que estão mais distantes, para mais próximos juntos:

o Ciano claro (16) e amarelo claro (3) o Amarelo (18) e ciano (5) o Ciano claro (16) e magenta claro (7) o Amarelo (18) e preto (9) o Ciano claro (16) e preto claro (11) o Amarelo (18) e magenta (14)

[00044] Medindo estes padrões e determinando se eles ficam progressivamente piores (e qual direção) é possível determinar se a placa do carro está inclinada (girada) no todo;

• Capturar e medir posições externas e centrais (Y);

• Declive externo versus declive das linhas centrais é o declive de alinhamento do carro.

Tamanho da Etapa

[00045] Este teste mede o erro da etapa.

• Imprimir o padrão básico horizontalmente usando um ca-

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14/20 beçote de impressão único:

o linhas externas em uma passagem o etapa o linhas centrais na passagem de retorno • Capturar e medir a distância externa para a central (Y). Este é o erro da etapa;

• Tamanho da etapa de redução pelo erro da etapa.

Voltagem de Cabeçote

[00046] Este teste calibra a voltagem de cabeçote:

• Carro da Lacuna para o valor conhecido 0,060 • Ajuste bidirecional para o valor conhecido 0,058 • Imprimir o padrão básico verticalmente usando uma coluna de cabeçote única:

o linhas externas da esquerda para a direita o linhas centrais direita à esquerda • Capturar, girar e medir a distância externa para a central (Y);

• Ajustar a voltagem, aproximadamente 1/2V por 0,00333;

• Repetir a etapa de carro da lacuna até dentro da tolerância 0,0005.

Colocação do Bloco de Jato X

[00047] Este teste mede o erro mecânico no eixo X:

• Imprimir o padrão básico verticalmente, com as linhas externas impressas pelo cabeçote 9, linhas centrais impressas pelo cabeçote em questão. Imprimir com a porção de topo do cabeçote. Imprimir da esquerda para a direita.

• Imprimir o mesmo padrão básico da direita para a esquerda;

• Imprimir o mesmo padrão básico com o fundo do cabeçote, da esquerda para a direita;

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15/20 • Imprimir o mesmo padrão básico da direita para a esquerda;

• Capturar, girar e medir a distância externa para a central (Y) de todos os quatro padrões básicos impressos acima;

• Subtrair as distâncias da direita para a esquerda da distância da esquerda para a direita (erro de velocidade).

[00048] Este é o erro de colocação de cabeçote, de topo e de fundo;

• Comparar os erros de topo e de fundo, o declive é declive de cabeçote.

Colocação do Bloco de Jato Y

[00049] Este teste mede o erro mecânico no eixo Y:

• Imprimir o padrão básico com linhas externas impressas pelo cabeçote de referência, linhas centrais impressas pelo cabeçote em questão;

• Capturar e medir a distância externa para a central (Y). Este é o erro de colocação do cabeçote;

• O usuário ajusta o parafuso de aperto de 0,254 cm (0,1)/voltar para corrigir o erro.

Carretel de Impressora/Aplainamento de Tabela

[00050] Este teste mede o desvio de pixel total devido ao paralelismo tabela/trilho:

• Imprimir o padrão básico verticalmente ao longo da largura do meio:

o linhas externas da esquerda para a direita o linhas centrais da direita para a esquerda • Capturar, girar e medir a distância externa para a central (Y) de todos os padrões;

• Calcular mínimo-máximo das distâncias. Este é o erro bidirecional de aplainamento da tabela.

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Bocais Ausentes

[00051] A figura 6 é uma representação esquemática de um padrão de teste de bocal ausente de acordo com a invenção. Este teste encontra os bocais ausentes. Uma imagem padrão básica modificada é usada como o teste de jato.

[00052] Este teste compreende cinco colunas de linhas, cada linha sendo um bocal de uma coluna de cada cabeçote:

• Imprimir o teste de jato com o cabeçote/coluna em questão;

• Capturar a imagem e contar as linhas em cada coluna. Este é o número de bocais de disparo;

• Usar dados X, Y para cada linha para calcular quais bocais estão ausentes;

• Atualizar a máscara de alisamento para refletir os bocais ausentes.

Outras Modalidades

[00053] As seguintes outras modalidades estão entre as que podem ser implementadas com a invenção:

Rastreamento de Borda do Meio - Borda e topo do meio são encontrados.

Cabeçote de impressão X Retardo de Impressão - Retardo de impressão a partir do cabeçote de impressão pelo codificador para corrigir o bloco de jato x colocação.

Velocidade do Carro - 60 quadros por segundo a 60 ips = 720 dpi.

Visão Geral do Software do Sistema de Visão

Sistema Básico

[00054] Um sistema básico imprime uma imagem e pode ter a imagem analisada fora do sistema.

Sistema Aprimorado

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[00055] Um sistema melhorado tem o hardware instalado dentro da máquina fisicamente, como em uma atualização (upgrade), mas não tem os aspectos integrados para tomar a vantagem total de automatização.

1. Imprimir o arquivo de imagem requerido. Isto é projetado para imprimir o padrão básico usando bocais específicos.

2. O operador move o carro da impressora com a câmera e avança os meios de modo que a imagem esteja na posição de visualização.

3. Um pacote de software autocontido conectado à câmera toma a imagem. Esta imagem é medida pelo pacote de software e o valor de distância resultante é relatado.

4. O operador toma o valor de distância e implementa. O operador ajusta os parâmetros da impressora como recomendado ou ajusta fisicamente o hardware.

5. O processo é repetido a partir da etapa 1 para verificar que as alterações tiveram efeito e se os resultados estão dentro da tolerância.

Sistema Embutido

[00056] O sistema embutido tem o hardware instalado dentro da máquina fisicamente e tem os aspectos integrados para tomar vantagem de total automatização.

1. O operador seleciona a rotina de teste apropriada.

2. A impressora imprime o arquivo de imagem correspondente. Isto é projetado para imprimir o padrão básico usando bocais específicos.

3. A impressora move automaticamente a câmera e os meios de modo que a saída impressa é visível na câmera.

4. O software da impressora usa a câmera para tomar uma imagem. Esta imagem é medida pelo módulo de software da impresso-

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18/20 ra e o valor de distância resultante é medido.

5. Ajustes feitos ou recomendados: As configurações da impressora que podem ser alteradas somente no software são ajustadas automaticamente. Se os resultados estão fora da capacidade da impressora para ajustar, tal como um ajuste de hardware mecânico, a impressora relata ao operador que um ajuste é requerido.

6. O teste de verificação é concluído: Se um ajuste automático foi feito, a impressora pode retestar automaticamente a saída e remedir para ver se os resultados estão dentro da tolerância. Certos testes podem requerer várias iterações para ajuste.

7. Teste Completo: Uma vez que o teste é concluído, a impressora pode relatar sucesso ou falha. Se um teste é bem sucedido, a impressora pode continuar em outro teste que pode ser feito sequencialmente, tal como alinhamento subsequente dos cabeçotes de impressão.

Implementação da Máquina

[00057] A figura 7 é um diagrama esquemático de bloco de uma máquina na forma exemplar de um sistema de computador 1600 dentro do qual um conjunto de instruções para fazer com que a máquina efetue qualquer uma das metodologias mencionadas acima pode ser executado. Nas modalidades alternativas, a máquina pode compreender ou incluir um roteador de rede, um comutador de rede, uma ponte de rede, assistente digital pessoal (PDA), um telefone celular, uma ferramenta da Web ou qualquer máquina capaz de executar ou transmitir uma sequência de instruções que especificam as ações a serem tomadas.

[00058] O sistema de computador 1600 inclui um processador 1602, uma memória principal 1604 e uma memória estática 1606, que se comunicam um com o outro através de um barramento 1608. O sistema de computador 1600 pode incluir ainda uma unidade de monitor

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1610, por exemplo, um monitor de cristal líquido LCD) ou um tubo de raio de catodo (CARACTERÍSTICA). O sistema de computador 1600 também inclui um dispositivo de entrada alfanumérico 1612, por exemplo, um teclado numérico; um dispositivo de controle de cursor 1614, por exemplo, um mouse; uma unidade de disco rígido 1616, um dispositivo de geração de sinal 1618, por exemplo, um alto-falante dispositivo de uma interface de rede 1628.

[00059] A unidade de disco rígido 1616 inclui um meio legível em máquina 1624 no qual é armazenado um conjunto de instruções executáveis, isto é, software, 1626 incorporando qualquer uma, ou todas, as metodologias descritas abaixo no presente documento. O software 1626 também é mostrado residir, completamente ou pelo menos parcialmente, dentro da memória principal 1604 e/ou dentro do processador 1602. O software 1626 pode ser ainda transmitido ou recebido sobre uma rede 1630 por meio de um dispositivo de interface de rede 1628.

[00060] Em contraste com o sistema 1600 discutido acima, uma modalidade diferente usa circuitos lógicos em vez de instruções executadas por computador para implementar as entidades de processamento. Dependendo dos requisitos particulares de aplicação nas áreas de velocidade, despesas, custos de ferramentas, e semelhantes, esta lógica pode ser implementada construindo um circuito integrado específico da aplicação (ASIC) tendo milhões de transistores minúsculos integrados. Tal ASIC pode ser implementado com o semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS), lógica de transistor-transistor (TTL), integração de sistema muito grande (VLSI), ou outra construção apropriada. Outras alternativas incluem um chip de processamento de sinal digital (DSP), circuitos discretos (tais como resistores, capacitores, diodos, indutores e transistores), arranjo de portal programável no campo (FPGA), arranjo de lógica programável (PLA), dispositivo de

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20/20 lógica programável (PLD), e semelhantes.

[00061] Deve ser entendido que as modalidades podem ser usadas como ou para suportar programas de software ou módulos de software executados em alguma forma de núcleo de processamento (tal como a CPU de um computador) ou de outro modo implementados ou concebidos em ou dentro de uma máquina ou meio legível por computador. Um meio legível por computador inclui qualquer mecanismo para armazenar ou transmitir informação em uma forma legível por uma máquina, por exemplo, um computador. Por exemplo, um meio legível por máquina inclui memória somente de leitura (ROM); memória de acesso aleatório (RAM); meios de armazenamento em disco magnético; meios de armazenamento óticos; dispositivo de memória flash; sinais elétricos, óticos, acústicos ou outra forma de sinais propagados, por exemplo, ondas portadoras, sinais de infravermelho, sinais digitais, etc.; ou qualquer outro tipo de meios apropriados para armazenar ou transmitir informação.

[00062] Embora a invenção seja descrita no presente documento com referência à modalidade preferida, um perito na técnica apreciará prontamente que outras aplicações podem ser substituídas pelas descritas no presente documento sem sair do espírito e escopo da presente invenção. Por exemplo, múltiplas funções de alinhamento podem ser efetuadas automaticamente e em uma sequência até um alinhamento ótimo da impressora ser obtido. Consequentemente, a invenção somente deve ser limitada pelas reivindicações incluídas abaixo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para alinhamento de uma impressora tendo um arranjo de cabeçotes de jato de tinta, caracterizado pelo fato de que compreende:

pelo menos um padrão impresso de arranjos de pontos gerados pelos ditos cabeçotes de jato de tinta da impressora;

um sistema de visão para capturar informação de padrão impresso produzida pelos ditos cabeçotes de jato de tinta da impressora, dito sistema de visão compreendendo:

um invólucro (111) configurado para montar na dita impressora; e dito invólucro (111) contendo dentro:

um módulo de câmera e de lente;

uma fonte de luz (113);

uma montagem de obturador (112) configurada para proteger dita fonte de luz (113) e lente de câmera quando não em uso; e um módulo de software de controle e de processamento configurado para fazer interface com uma ou mais impressoras; e um módulo de reconhecimento de padrão configurado para analisar dita informação de padrão impresso capturada pelo dito sistema de visão e ainda configurado para gerar sinais de controle para efetuar qualquer uma das múltiplas funções de alinhamento na dita impressora;

em que dito módulo de reconhecimento de padrão gera automaticamente valores de ajuste após imprimir e analisar dita informação de padrão impresso.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ditas funções de alinhamento compreendem qualquer um dentre:

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2/6 tamanho, forma e integridade de ponto;

alinhamentos unidirecionais, bidirecionais e em etapas; posição física e linearidade dos blocos de jato;

aplainamento do carretel da impressora ou da correia dos meios;

mapear imperfeições nas hastes e nos trilhos dos sistemas de orientação;

checar os alinhamentos de jato a partir de um jato de referência para todos os outros blocos de jato;

compensar os pontos ausentes a partir de bocais desativados em um ou mais cabeçotes de jato de tinta; e duas ou mais das ditas funções de alinhamento efetuadas automaticamente e em uma sequência até alinhamento ótimo da impressora ser obtido.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ditos sinais de controle compreendem:

valores de correção que são gerados para efetuar ajuste manual ou automático de qualquer um dentre a dita posição física, a voltagem, a temperatura e a temporização e/ou duração de pulso de disparo de cabeçotes de jato de tinta, e para posicionar concordantemente os pontos impressos disparados a partir dos ditos bocais de cabeçotes de jato de tinta da impressora.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito sistema de visão compreende uma câmera colorida HD, ditas funções da câmera compreendendo qualquer um de um foco fixo, autofoco e zoom.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cores diferentes de tinta são analisadas pelo dito módulo de reconhecimento de padrão usando um comprimento de onda de luz correto.

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6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito sistema de visão é ou instalado dentro de dita impressora ou embutido dentro da impressora no momento da fabricação.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de visão compreende:

uma câmera orientada para fornecer uma resolução disponível de cerca de y 2000x2500 X, Y; e um campo de visão alvo de cerca de 2,3 cm (0,8) a aproximadamente 3300 DPI.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito sistema de visão compreende:

uma câmera configurada para ser movida para qualquer local X (Carro), Y (Meios).
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito módulo de reconhecimento de padrão compreende ainda:

uma biblioteca contendo um conjunto de funções de câmera, dito conjunto de funções compreendendo código que, quando executado por um processador dentro do dito módulo de reconhecimento de padrão, implementa qualquer uma das seguintes funções:

inicializar câmera;

capturar uma imagem e salvar dita imagem em um arquivo;

capturar uma imagem e retornar um ponteiro para dita imagem em uma memória; e desativar a câmera.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito módulo de reconhecimento de padrão compreende ainda:

um módulo de análise de classe compreendendo código que, quando executado por um processador dentro do dito módulo de

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4/6 reconhecimento de padrão, implementa qualquer uma das seguintes funções:

um ponteiro para uma imagem em uma memória;

uma distância ideal entre as linhas de um padrão básico;

um módulo configurado para medir um padrão básico que retorna uma distância a partir dos centros para as linhas externas;

um módulo configurado para medir os centros das linhas em fileiras e colunas através de uma imagem, ignorando o espaço em branco; e um módulo configurado para girar uma imagem em uma memória em 90^o.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito módulo de reconhecimento de padrão compreende ainda:

pelo menos uma função do código de classe de análise configurada para retornar uma distância offset, positiva ou negativa, a partir de uma seção central (120) para as seções externas (121, 122) do dito padrão impresso.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que para dito padrão impresso:

o ângulo de imagem é determinado medindo um offset Y entre as linhas externas esquerda e direita do dito padrão impresso;

a resolução de imagem é determinada medindo um número médio de pixels entre as linhas em uma direção Y e então dividindo pela distância atual, que é conhecida a partir da dita imagem; e a precisão é determinada medindo um topo e um fundo das ditas linhas do dito padrão impresso e então calculando um centro de gravidade.
13. Aparelho para alinhamento de uma impressora tendo um arranjo de cabeçotes de tinta, caracterizado pelo fato de que dito

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5/6 padrão impresso compreende:

um padrão básico, em que dito módulo de reconhecimento de imagem é configurado para analisar dito padrão impresso por:

detectar linhas ausentes e compensar ditas linhas ausentes;

encontrar um centroide de cada linha para fornecer precisão de subpixel (imagem), em que todas as ditas linhas têm a média calculada para minimizar os desvios de bocal para bocal;

imprimir duas linhas externas (preto) com um mesmo bocal, em que ditas linhas externas são usadas para determinar um ângulo da câmera;

usar espaçamento entre ditas linhas (passo) para determinar a resolução de imagem; e calcular uma distância em que uma seção central (120) do dito padrão impresso é de uma linha externa para externa e dividir pela resolução de imagem para calcular uma distância offset (distância externa para central).
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ditas funções de alinhamento compreendem qualquer um dentre:

repetitibilidade de uma lacuna do carro;

repetitibilidade de uma etapa;

paralelismo de uma placa de jato para um feixe;

erro de etapa;

voltagem dos cabeçotes;

erro mecânico em um eixo X;

erro mecânico em um eixo Y;

desvio de pixel total devido ao paralelismo de tabela/trilho; determinação dos bocais ausentes;

rastreamento da borda dos meios;

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6/6 cabeçote de impressão X retardo de impressão; e velocidade do carro.
15. Aparelho para alinhamento de uma impressora tendo um arranjo de cabeçotes de jato de tinta, caracterizado pelo fato de que compreende:

pelo menos um padrão impresso de arranjos de pontos gerados pelos ditos cabeçotes de jato de tinta da impressora;

um sistema de visão para capturar informação de padrão impresso produzida pelos ditos cabeçotes de jato de tinta da impressora, dito sistema de visão compreendendo:

um invólucro (111) configurado para montar na dita impressora; e dito invólucro (111) contendo dentro:

um módulo de câmera e de lente;

uma fonte de luz (113);

uma ventoinha de resfriamento (114) fornecendo ventilação filtrada e pressão positiva dentro do dito invólucro (111); e um módulo de software de controle e de processamento configurado para fazer interface com uma ou mais impressoras; e um módulo de reconhecimento de padrão configurado para analisar dita informação de padrão impresso capturada pelo dito sistema de visão e ainda configurado para gerar sinais de controle para efetuar qualquer uma das múltiplas funções de alinhamento na dita impressora;

em que dito módulo de reconhecimento de padrão gera automaticamente valores de ajuste após imprimir e analisar dita informação de padrão impresso.