CN117881528A - 用于确定喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法、数据处理系统、用于喷墨印刷的方法以及喷墨印刷装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1)的计算机实施的方法(100),喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5)。该方法包括:将多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。另外,还提供了数据处理系统(200)、计算机程序、非暂时性计算机可读存储介质、用于喷墨印刷的方法、喷墨印刷装置(2)以及眼镜镜片基材(4),该眼镜镜片基材具有印刷在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上的图案。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置(该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头)的印刷参数值的计算机实施的方法、一种数据处理系统、一种计算机程序、一种非暂时性计算机可读存储介质、一种用于喷墨印刷的方法、一种喷墨印刷装置、以及一种眼镜镜片基材(该眼镜镜片基材的表面上印刷有图案)。
背景技术
喷墨技术用于眼镜镜片领域中的不同目的,例如用于如WO 2010/084 272A1和WO2014/053 716A1中披露的镜片永久或临时标记。
DE 10 2007 037 730 A1披露了一种用于生产眼镜镜片的方法,其中,在第一光学有效区域和第二光学有效区域的表面上、中或下面分别设置了第一标记和第二标记。第二标记与第一标记具有预定的三维位置关系。这两个标记都可以通过喷墨印刷来施加。
而且,如US2019/0 310 492A1所披露的,喷墨印刷可以用于在已涂覆或未涂覆的眼镜镜片的表面的部分区域上施加掩蔽。其中所披露的喷墨印刷工艺被视为本发明的最接近现有技术。
眼科镜片行业所使用的现有技术喷墨印刷机使用“平板式”印刷头,该印刷头针对将目标材料施加到平坦表面上进行了优化。因此,这些印刷机提供了良好的效果,尤其是针对平坦和低曲率的眼镜镜片。在喷射过程中,喷嘴是通过使用由压电致动引起的冲击波来填充和排空(=微滴的喷射)油墨的。喷嘴可以通过对其施加一定的电压曲线来精细控制。典型的固体油墨印刷机在300至1000dpi和10至50kHz的喷射频率工作。除了别的之外,可调参数还包括发射频率、波形、范数和喷射温度。
然而,当将喷墨技术用于具有较大曲率的眼镜镜片时,本发明的发明人意识到了印刷质量问题。发明人发现,镜片的不同区域印刷的质量不同。针对高曲率的眼镜镜片,印刷质量朝向眼镜镜片的边缘会严重下降。这被视为现有技术的条形行业印刷头与具有光焦度的非平坦(例如球面或自由曲面)眼镜镜片表面之间不匹配的直接后果。例如,本专利申请的申请人的目前系列产品使用了真实前曲线半径为40mm至1000mm的毛坯。
WO 03/023 684A1涉及由平坦基材生产三维装饰物体。如果在生产过程之前对基材进行装饰,则在生产过程中,由于基材的流动和拉伸以符合模具或压模的形状,该装饰可能会发生错位和变形。如果在生产过程之后对基材进行装饰,则可以消除装饰的扭曲。然而,由于在装饰之前的三维形状,装饰工艺复杂且成本高昂。适配的预装饰技术采用了应用于平坦基材上的故意扭曲的装饰。由于在生产期间基材的形状和表面会发生变化,扭曲的装饰旨在变换为其期望的外观。在模内装饰和镶模装饰领域中以及在曲面上的图像投影领域中描述了类似的问题。
为了解决这些问题,WO 03/023 684A1建议了一种用于用计算机变换图像的外观以使图像适于要应用该图像的基材的形貌的系统和方法。所建议的方法包括测量基材的形貌并且根据对基材的形貌的测量值将未变换的图形图像变换为变换后的图形图像。然而,此方法需要对基材的形貌进行复杂的确定。而且,尽管WO 03/023 684A1提到喷墨印刷是一种用于将变换后的图形图像应用到基材上的合适方法,但并未考虑该应用方法对图像扭曲的影响。
WO 01/73 492A2披露了一种用于将柱状透镜技术应用到曲面上的方法,使得观看者体验到的图像扭曲很小。该方法包括制备交错图像以应用于曲面,该交错图像由两个或更多个帧组成,使得当该交错图像通过柱状透镜从预定的观看距离来观看时,该交错图像基本上没有扭曲。该交错图像可以通过喷墨印刷来印刷。然而,没有讨论喷墨印刷方法对图像扭曲的影响。
WO 2018/197003 A1披露了一种用于使用多个联机布置的喷墨印刷头对镜片进行涂覆的系统和方法。基于要在镜片上印刷的图像,生成基于镜片几何形状、目标产品和印刷头数量的多个图像层。多个喷墨印刷头中的至少两个喷墨印刷头用于在镜片上印刷图像,使得至少两个印刷头中的每个印刷头都能印刷多个图像层中的至少一个图像层。为了印刷图像,需要与印刷头和/或镜片的移动相关联的若干次印刷。因此,需要一种用于移动的适当硬件布置,并且整个过程可能很耗时。
EP 2 555 043 A1披露了一种用于喷墨印刷具有标记的眼镜镜片的方法。特别是取决于镜片的表面特性,例如应用到其上的涂层的特性,选择不同的印刷参数值。因此,每个镜片都进行个性化处理,但针对每个印刷喷嘴,每个镜片都用相同的参数值进行涂覆。因此,由于镜片的曲率,印刷结果可能不尽人意。
WO 2020/079624 A1披露了一种用于在移动中定位玻璃支架的方法、以及一种用于在玻璃支架上印刷图像的方法,其包括该定位方法。
发明内容
关于上述现有技术,本发明的目的是提供一种方法,该方法允许在眼镜镜片基材的表面(例如曲面)上喷墨印刷印刷图案,该印刷图案具有增强的特性。
本发明的另一个目的是提供一种数据处理系统、一种用于喷墨印刷的方法和一种喷墨印刷装置,它们能够在眼镜镜片基材的表面、尤其是曲面上实现更好的印刷结果。
第一个目的是通过如权利要求1和权利要求20所述的用于确定印刷参数值的计算机实施的方法来实现的。另一目的是通过如权利要求11和权利要求32所述的数据处理系统、如权利要求15和权利要求35所述的用于喷墨印刷的方法以及如权利要求17和权利要求37所述的喷墨印刷装置来实现的。从属权利要求包含本发明的进一步发展。
在整个本说明书中,以下定义适用:
术语“可调油墨特性”是指原则上可以由用户调整的油墨特性,例如油墨温度、油墨固体含量等。
术语“分析数据”是指通过例如通过光学显微镜或白光干涉仪分析印刷图案而获得的数据。
术语“弧长”是指沿着眼镜镜片基材的表面测得的该表面上的两点之间的距离(见图4)。
如果表面是旋转表面的一部分,在其全部或部分区域上具有连续可变的曲率,则该表面被称为“非球面”(ISO 13666:2019(E),第3.4.3节)。
术语“计算机”是指可以在没有人工干预的情况下执行大量计算(包括大量算术运算和逻辑运算)的功能单元。计算机可以由一个独立单元或若干个相互连接的单元组成(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“计算机实施的”是一种旨在涵盖涉及计算机、计算机网络或其他可编程设备的权利要求的表述,其中,至少一个特征是藉由计算机程序来实现的。例如,计算机实施的方法是一种在计算机上实际执行的方法。
术语“计算机程序”是指指定一种方法的计算机可执行指令序列。计算机程序是一种语法单元,该语法单元符合特定编程语言规则并且由解决某种功能、任务或问题所需的声明和语句或指令组成(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“成本函数”是指一种定义与眼镜镜片基材的表面上特定点组相对应的某组印刷参数值的成本的多维数学函数。成本函数中定义低成本甚至最小成本的某条路径用于推导参数映射。成本可以定义为一个或多个质量参数,例如质量参数越好,成本越低。取决于具体的应用,成本函数中不同质量参数的权重可以改变,即,可以通过比其他质量参数分配更高的权重来强调一个或多个特定的质量参数。
术语“曲面”是指一种非平坦并且表现出凹形截面或凸形截面或两者兼有的表面。
术语“数据”是指以适合通信、解释或处理的形式化方式对信息进行可重新解释的表示(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“数据处理”是指系统地对数据进行运算,例如对数据进行算术或逻辑运算、数据合并且或排序、程序汇编或编译,或对文本进行比如编辑、排序、合并、存储、检索、显示或印刷等操作(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“数据处理系统”是指执行数据处理的一个或多个计算机、外围设备和软件(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“位移向量”是指几何对象,该几何对象分别具有大小或长度和方向并且描述了眼镜镜片基材与印刷头相对于彼此的位置,可能是指某个参考点。
术语“距离”是指两点之间的空间长度。除非另有说明,否则是指两点之间最短直线的长度。
术语“喷射温度”是指一种描述印刷喷嘴端头处温度的印刷参数。
术语“环境条件”是指眼镜镜片基材和用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的环境条件,例如环境温度、环境湿度等。
“自由曲面”应理解为复杂表面,该复杂表面特别地可以藉由按区域定义的函数、特别是二次连续可微的按区域定义函数来表示。合适的按区域定义函数的示例是(特别是分段的)多项式函数(特别是多项式样条,比如双三次样条、四阶或更高阶的高阶样条、非均匀有理多项式B样条(NURBS))。与此不同的是简单表面,比如球面表面、非球面表面、柱面表面以及复曲面,这些表面被描述为沿着至少一条主子午线为圆。特别是,自由曲面不需要表现出轴对称性或点对称性,并且可以在表面的不同区域中针对平均表面折射率具有不同的值。根据ISO 13666:2019(E),第3.7.7节,表现出自由曲面的眼镜镜片可以被视为焦度变化镜片,即在其部分或全部区域上具有平滑的聚焦焦度变化的眼镜镜片,具有不连续性,被设计为提供一种以上的聚焦焦度。
术语“几何特征”是指眼镜镜片基材的几何特性,例如其尺寸、其表面曲率等,以及印刷头的几何特性,例如其尺寸、取向、单独喷嘴的间距、喷嘴的布置等。例如,表面曲率可以通过表面矢高函数来描述。
术语“几何关系”是指印刷头与眼镜镜片基材相对于彼此的对齐。例如,该几何关系可以通过位移向量、速度向量、入射角α、距离或弧长s来描述。
术语“灰度级”是指喷嘴可以产生的滴大小的数量,包括未喷射滴时的“空滴”。
术语“入射角”是指眼镜镜片基材的表面上某一点的法向向量n与喷射向量j之间的角度α,在这个角度,所喷射的油墨从喷嘴转移到镜片表面(见图4)。
术语“油墨”是指在喷墨印刷过程中可以逐微滴沉积的任何成分,不论其颜色如何(“要喷射的材料”)。为能够或促进微滴的形成并且沉积,可能需要将油墨加热到一定温度。
术语“喷墨印刷”是指按需滴墨喷墨印刷,这是一种通过油墨微滴的离散沉积在表面上形成图案的非接触式方法。喷墨印刷由喷墨印刷装置进行,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。
术语“输入数据”是指输入数据处理系统或其任何部分中以进行存储或处理的数据。输入数据也可以是指计算机的任何组成部分正在接收或将要接收的数据(ISO/IEC2382:2015)。
术语“指令”是指操作说明和任何相关联操作数的标识(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“喷墨持续时间”是指描述了油墨从某个印刷喷嘴喷射的时间段的印刷参数。
术语“喷射频率”是指描述了某个印刷喷嘴在每一时间段(例如每秒或每分钟)的喷射事件量的印刷参数。一般喷射频率是在千赫兹区域内,例如在10kHz至50kHz之间。
术语“查找表”是指将不同的参数(例如描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数)与可调印刷参数关联起来的数据阵列。如有需要,可以将查找表存储并且用于参数映射。
术语“材料特性”分别是指油墨的特性和/或眼镜镜片基材及其表面的特性。油墨材料特性的示例为:静态和动态粘度、静态和动态表面张力、电荷等。眼镜镜片基材及其表面的材料特性的示例为:表面疏水性、表面电荷、表面处理、表面功能等。
术语“不可调油墨特性”是指用户无法调整的油墨特性,例如油墨的化学成分。
术语“非暂时性计算机可读存储介质”是指一种用于永久存储数据的存储介质,即,即使没有电也能存储数据。示例包括闪存、只读存储器、铁电随机存取存储器、大多数类型的磁性计算机存储装置(例如硬盘驱动器、软盘和磁带)以及光盘。
术语“范数值”是指描述了乘法可变系数的印刷参数,通过该乘法可变系数来调整施加到某个印刷喷嘴上的电压。对范数值的调整用于校准印刷头的发射信号。范数值可以被视为量化了每个喷嘴的发射电压变化的可变系数。
术语“优化”是指以达到一个或多个特性的最佳值为目的的过程。例如,优化参数映射意指关于某个特性或目标值方面改善参数映射。
术语“图案”是指一个或多个宏观元素,例如数字、任何类型图形的字母、比如点、符号等图形表示等。
术语“参数”是指描述了物体或方法的某种特性的变量,特性是例如温度、距离、喷射频率等。每个参数都表现出一定的“参数值”,其可以是恒定的,也可以变化,例如25℃、10mm、20kHz等。
术语“参数映射”是指将不同的印刷参数值(例如P(x,y,z))分配到眼镜镜片基材的表面上的一组特定点(x,y,z)上。这些点组可以通过具有相似的“成本值”来定义,这些成本值根据成本函数和作为输入的表面几何形状确定。每个表面的参数映射可以是唯一的。用于获得这种参数映射的过程称为参数映射。例如,使用这些特定的点组将图像分为例如8个子图片可以理解为参数映射,这些子图片是用8组不同的印刷参数值P印刷的。
术语“姿势”被理解为意指定命名的物体或部件(例如眼镜镜片基材或印刷头)或参考轴在三维空间中的位置和取向的组合,另请参见ISO 8373:2021-11,第5.5节。据此,点质量相对于笛卡尔坐标系的位置是由沿着坐标方向x、y、z的距离来定义的。如果在此质量点处横跨第二个笛卡尔坐标系,则此坐标交叉的取向是由其坐标轴相对于基础坐标系的对应轴线的角度偏移来定义的。需要三个额外的角度来描述新坐标系相对于基础坐标系的位置。
术语“印刷头”是指喷墨印刷装置中承载印刷喷嘴的部分,优选是一个单一部件。印刷头可以允许完全覆盖要印刷的表面,即,可以使用单一印刷头在单遍印刷内印刷要印刷的整个表面。
术语“印刷喷嘴”是指喷墨印刷装置的喷嘴。在喷墨印刷装置的印刷头上布置有多个印刷喷嘴。在油墨的喷射过程中,喷嘴是通过使用由压电致动引起的冲击波来填充和排空油墨的。因此,一定的电压曲线被施加到印刷喷嘴上。
术语“印刷喷嘴组”是指使用相同的印刷参数值被通用控制的一个或多个印刷喷嘴。一个印刷喷嘴组可能在单遍印刷内仅覆盖要印刷的表面的一部分,即,可能需要至少两个印刷喷嘴组的印刷喷嘴来在要印刷的整个表面上印刷。
术语“印刷参数”是指印刷工艺的参数。印刷参数既可以是可调印刷参数,即原则上用户可以调整的印刷参数,比如喷射频率、喷射温度、喷射持续时间;也可以是不可调印刷参数,即用户无法调整的印刷参数,比如印刷头的几何形状、印刷喷嘴的量。若干个印刷参数可以组合成所谓的灰度级,即,在本披露内容中,灰度级可以被视为共用的印刷参数,而不是若干个印刷参数。
术语“印刷参数值”是指印刷参数的参数值。
术语“印刷工艺”是指使用按需滴墨技术的喷墨印刷工艺,即用于在基材的表面上沉积油墨微滴的工艺。印刷工艺可以通过印刷参数及其相应的印刷参数值来描述。
术语“处理器”是指在计算机中解释和执行指令的功能单元。该处理器可以是处理单元的一部分,该处理单元是由一个或多个处理器及其内部存储器组成的功能单元(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“质量参数”是指描述了喷墨印刷过程的质量的参数,例如卫星的数量、印刷特征的圆度等。
术语“单遍印刷”是指一种印刷工艺,其中,至少两个印刷喷嘴组的印刷喷嘴同时用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案,换句话说,在同一次印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。一次印刷可以对应于一个印刷层或图像层,即,至少两个印刷喷嘴组可以用于印刷一个单一印刷层或图像层。
术语“眼镜镜片”是指一种配戴在眼球前方但不与眼球接触的眼科镜片(ISO13666:2019(E),第3.5.2节),其中眼科镜片是旨在用于测量、矫正和/或保护眼睛、或者改变其外观的镜片(ISO 13666:2019(E),第3.5.1节)。
术语“眼镜镜片基材”是指在眼镜镜片的制造过程中使用的一片光学材料,比如成品眼镜镜片的前体以及成品镜片本身(ISO 13666:2019(E),第3.8.9节)。成品镜片的前体例如是镜片毛坯,其中术语“镜片毛坯”是指具有一个光学成品表面的一块光学材料,用于制作镜片(ISO 13666:2019(E),第3.8.1节),或未切割的成品镜片,其中术语“未切割的成品镜片”描述了在磨边之前的成品镜片(ISO 13666:2019(E),第3.8.8节)。
如果表面是球体的内表面或外表面的一部分(ISO 13666:2019(E),第3.4.1节),使得其截面在每条子午线上都是圆形的,则该表面被称为“球面”。
术语“存储介质”是指一种功能单元,数据可以被置于其中、数据可以保存在其中以及数据可以从中检索(ISO/IEC 2382:2015)。
术语“表面”是指三维眼镜镜片基材或三维涂覆的镜片与环境直接接触的任一层。该表面可以被视为其边界。眼镜镜片基材的表面包括其前表面(ISO 13666:2019(E),第3.2.13节)、边缘和后表面(ISO 13666:2019(E),第3.2.14节)。不同形状表面(表面类型)的示例包括自由曲面渐进表面、自由曲面单光表面、焦度变化表面、(a)球面表面、柱面表面以及(a)复曲面。然而,本发明并不局限于某种表面类型。
在眼镜镜片的上下文中,表述“前表面”用于眼镜镜片中的旨在远离眼睛配适的表面(ISO 13666:2019(E),第3.8.13节)。在镜片毛坯的上下文中,表述“前表面”用于最终将成为由镜片毛坯制造的眼镜镜片的前表面的表面。用作制造眼镜镜片的起始物体的镜片毛坯的前表面的一区段的曲率可能已经类似于要制造的眼镜镜片的曲率。
在眼镜镜片的上下文中,表述“后表面”用于眼镜镜片中的旨在靠近眼睛配适的表面(ISO 13666:2019(E),第3.8.14节)。在镜片毛坯的上下文中,表述“后表面”用于最终将成为由镜片毛坯制造的眼镜镜片的后表面的表面。半成品镜片毛坯的后表面可以在眼镜镜片的制造过程中被机加工。
术语“速度向量”是指一种几何对象,该几何对象分别具有大小或长度和方向并且描述了眼镜镜片基材与印刷头相对于彼此的移动速度,可能是指某个参考点。
术语“装置的虚拟表示”是指装置的数字表示(所谓的数字孪生),比如具有相应结构设计特征的装置的实施和/或描述了设计特征的数字和/或分析数据集(数字和/或分析表示)。例如,这种数据集可以存储在计算机的存储器中或计算机可读(特别是非暂时性)存储介质上。另外,该数据集可以从数据网络中检索到,例如从互联网或局域网(LAN)检索到。类似于装置的表示的数据集可以包括装置的各种特征,特别是对结构特征、单元材料等的描述。例如,这种描述可以包括装置的结构特征的数学描述。该虚拟表示可以是呈编码或加密的形式。另外或替代地,装置的虚拟表示还可以包括计算机可读指令,用于控制装置的一个或多个制造机器,以便生产出具有相应特征的物理装置。
术语“波形参数”是指描述了施加到印刷喷嘴上的电压曲线的印刷参数,例如最小电压、最大电压、斜率、所施加的电压的持续时间等。通常,电压曲线是通过多个波形参数来描述的。在本发明的上下文中,可以调整一个或多个波形参数。
本说明书和所附权利要求书中使用的冠词“一”、“一个”和“该”包括复数指代物,除非明确且毫不含糊地限于一个指代物。
当在两个或更多个元素的系列中使用时,此处使用的术语“和/或”意指可以单独使用所列出的任何元素,或者可以使用所列出的元素中的两个或更多个元素的任何组合。例如,当描述方法A、B和/或C的用法时,可以使用单独的方法A;单独的B;单独的C;A和B一起;A和C一起;B和C一起;或A、B和C一起。
在第一方面,本发明提供了一种用于确定用于在眼镜镜片基材的表面、尤其是曲面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法。喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。
根据本发明,该方法包括以下方法步骤:将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定(例如计算)每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
眼镜镜片基材的表面可以是前表面或后表面。此外,该表面还可以是球面表面、非球面表面、自由曲面或任何其他表面类型,例如前面提到的其中一种。前表面和后表面的表面类型可以相同,也可以彼此不同。
一个印刷喷嘴组可以包括单一(即,仅一个)印刷喷嘴、若干个印刷喷嘴或多个印刷喷嘴。印刷喷嘴组的量可以在至少两个印刷喷嘴组到等于印刷喷嘴的数量的印刷喷嘴组的数量(即每个印刷喷嘴组可能仅包括单个印刷喷嘴)之间变化。印刷喷嘴组的量越少,对对应印刷参数值的确定和优化就越容易。随着印刷喷嘴组的量的增加,印刷参数值可以更好地适于眼镜镜片基材的表面,并且可以获得更好的印刷结果。
本发明的一个基本构思是基于如下发现:通过对一组印刷喷嘴或者甚至每个单独的印刷喷嘴的印刷参数值进行优化,可以大大改善可以通过如点形状和冲击面积等参数测得的整体印刷质量。特别是,印刷参数值可以针对印刷头与眼镜镜片基材之间的不同相对位置单独确定和优化。还可以考虑可能影响印刷结果的其他或额外影响因素,例如各向异性表面结构或表面疏水性。
而且,所建议的方法允许在单遍印刷内获得改善的印刷图案。换句话说,不需要印刷不同的层,这节省了时间和生产成本。此外,仅需要一个印刷头,这进一步节省了时间和生产成本。可以省略用于移动眼镜镜片基材和/或印刷头的硬件布置。
所建议的方法可以用于使用喷墨印刷技术对眼镜镜片基材的表面进行构建、涂覆和/或表面/材料内改性的任何工艺,例如使用涂覆或扩散程序进行着色、镜片永久或临时标记、掩蔽层、粘合层点、增材制造等。该程序特别适用于眼镜镜片基材的加工,其印刷结果可以“通过软件”(即,通过本发明的计算机实施的方法)进行优化,而不是引入复杂的定位系统或机器人来补偿印刷参数的一般设置。由于眼镜镜片基材的表面通常具有独特的形状,例如由于定制要求,因此所提出的方法能够以高质量印刷和低设备支出实现快速印刷。所描述的方法扩展了可以以高质量进行印刷的眼镜镜片基材的范围,并且因此能够将喷墨印刷技术进一步应用于眼镜镜片的生产中。
至少一个可调印刷参数可以选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。优选地,单独(即,针对每个印刷喷嘴组)确定一个以上印刷参数的印刷参数值。所考虑的印刷参数和要确定的相应印刷参数值的量越少,它们的确定和可能的优化就越容易。随着要确定的印刷参数值的量增加,印刷工艺可以更好地适于眼镜镜片基片的表面,并且可以获得更好的印刷结果。
例如,控制喷射频率可设定到达时间间隔,即,在相邻微滴之间的持续时间。针对高喷射频率,相邻微滴之间的到达时间间隔小于微滴的凝固时间。相反,在低喷射频率下,相邻微滴之间的到达时间间隔大于微滴的凝固时间。这导致相邻微滴之间无法凝聚。基于眼镜镜片基材和印刷头的几何特征而适配的印刷参数值产生更高的印刷质量,微滴周围的卫星更少且微滴形状扭曲更小。
在本发明方法的具体发展中,该方法可以包括获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据。然后,可以取决于输入数据,即眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征,单独确定印刷参数值。分析要印刷的眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征、尤其是表面曲率,允许推导出在印刷过程中眼镜镜片基材与印刷头之间的几何关系。换句话说,输入数据可以用于确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。至少一个参数、优选是一个以上参数或甚至所有参数可以被选择并用于单独确定印刷参数值。
考虑到这种几何关系,针对印刷头的每个喷嘴或喷嘴组,可以确定(例如计算)至少一个印刷参数的单独细粒度和优化的印刷参数值。换句话说,可以关于几何特征方面确定印刷参数值,这允许通过单独控制每个印刷喷嘴组来改善曲面上的印刷质量。不需要复杂的定位系统或机器人通过将眼镜镜片基材和印刷头相对于彼此定位来补偿印刷参数的一般设置。此外,可以方便使用具有非平坦表面(即,布置有印刷喷嘴的平面)的印刷头。
例如,输入数据可以通过经有线或无线传输从用于存储不同眼镜镜片基材和/或印刷头的几何特征的存储单元中接收输入数据而获得。其他可能的方式是使用与执行本发明方法的数据处理系统耦合的输入单元手动或自动输入几何特征。几何特征可以例如以表格值的形式来提供,或者几何特征可以使用合适的测量系统来直接测量和处理。其组合也是可能的。
除了眼镜镜片基材和印刷头的几何特征外,输入数据还可以包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
通过当确定印刷参数值时考虑这些额外的影响因素,可以使印刷工艺更好地适于整体条件,并进一步改善印刷结果。例如,当推导下文所述的至少一个参数映射时,可以考虑这些额外的影响因素,即参数映射不仅描述了在印刷过程中眼镜镜片基材与印刷头之间的几何关系,还包括可能影响印刷过程的其他影响因素。
在本发明方法的进一步具体发展中,单独确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值的方法步骤可以包括推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
为了推导参数映射,可以使用已知的几何特征(例如,作为输入数据的一部分,描述了眼镜镜片基材的表面,比如真实前曲线半径)来将表面转换为数据点网格或网。然后,可以循环过这些数据点,并且在事先创建的通用查找表中查找工作设置(即一组印刷参数值)。该查找表可以包括针对某些数据点和某个印刷头(即,眼镜镜片基材与印刷头之间有某种几何关系)的优化的印刷参数值。存储在此查找表中的同一个数据点可以存在于许多不同的表面上。
推导出的参数映射可以形成基本参考系,以优化作为入射角、喷嘴与基材距离、印刷头的速度向量、喷射频率以及喷射持续时间的函数的整个印刷参数空间,例如优化油墨微滴的点形状或重量。
例如,参数映射可以通过优化成本函数来推导出,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的印刷参数值的相关性,例如存储在查找表中的相关性。
对成本函数的优化可以通过使用至少一种方法来完成,该至少一种方法可以选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。例如,所谓的Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法可以用于优化。
此外,机器学习过程也可以用于优化。这能够检测和考虑到目前尚未考虑其影响的其他影响因素。
在本发明方法的进一步具体发展中,每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值可以单独确定,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
例如,在整个印刷过程中,要印刷的表面和包括印刷喷嘴的印刷头的表面可以基本上平行定向。
这避免了在印刷之前和/或在印刷期间用于旋转(例如机械倾斜)眼镜镜片基材和/或印刷头的复杂硬件布置,否则需要该复杂硬件布置来优化印刷结果。仅经由完全个性化的印刷参数值,即印刷喷嘴组的个性化喷射轮廓,可以模仿现有技术中复杂的硬件布置(比如倾斜设备)所实现的效果。
取决于印刷头的大小和要印刷的表面,即在印刷头的大小允许覆盖要印刷的整个表面的情况下,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势(即位置和取向)甚至可以相对于彼此保持不变。换句话说,无需相对于彼此移动眼镜镜片基材和印刷头,仅仅通过调整一个或多个可调印刷参数的印刷参数值,就可以获得改善的图案。这可以允许更加简化的硬件布置。
根据本发明的另一个方面,提供了一种数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与该处理器相耦合的存储介质。处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序来确定喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案。
处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,数据处理系统被配置为执行如上所述的用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法及其优点的说明。
在一个具体的发展中,处理器适于取决于眼镜镜片基材和印刷头的几何特征来单独确定印刷参数值。
根据本发明的另一个方面,提供了一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,计算机程序包括用于执行如上所述的用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一的指令。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,非暂时性计算机可读存储介质包括用于执行如上所述的用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一的指令。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于喷墨印刷的方法,其中,使用至少一个可调印刷参数的印刷参数值、用包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置在眼镜镜片基材的表面上印刷图案。至少一个可调印刷参数的印刷参数值是根据如上所述的计算机实施的方法确定的。
换句话说,在通过用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值之后,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,该方法包括:将多个印刷喷嘴分组为印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,可以使用所确定的印刷参数值进行实际印刷。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法及其优点的说明。例如,喷墨印刷方法可以用于使用涂层或扩散程序进行着色、镜片永久或临时标记、掩蔽层、粘合层点(例如增加表面粗糙度以涂覆涂层)、增材制造等。
在喷墨印刷方法的一个具体发展中,印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
例如,在整个印刷过程中,要印刷的表面和包括印刷喷嘴的印刷头的表面可以基本上平行定向。
这避免了在印刷之前和/或在印刷期间用于旋转(例如机械倾斜)眼镜镜片基材和/或印刷头的复杂硬件布置,否则需要该复杂硬件布置来优化印刷结果。仅经由完全个性化的印刷参数值,即印刷喷嘴组的个性化喷射轮廓,可以模仿现有技术中复杂的硬件布置(比如倾斜设备)所实现的效果。
取决于印刷头的大小和要印刷的表面,即在印刷头的大小允许覆盖要印刷的整个表面的情况下,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势(即位置和取向)甚至可以相对于彼此保持不变。换句话说,无需相对于彼此移动眼镜镜片基材和印刷头,仅仅通过调整一个或多个可调印刷参数的印刷参数值,就可以获得改善的图案。这可以允许更加简化的硬件布置。根据本发明的另一个方面,提供了一种用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置。喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头和数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与处理器相耦合的存储介质,其中,处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序来确定印刷参数值。处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
喷墨印刷装置被配置为执行如上所述的用于喷墨印刷的方法。因此,参考上文描述了用于喷墨印刷的方法(其中,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案)及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种呈计算机可读数据信号形式的数据集数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)如上所述的喷墨印刷装置的虚拟表示,该虚拟表示被配置为送入一个或多个制造机器以制造该装置,或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制一个或多个制造机器以制造如上所述的喷墨印刷装置。
根据本发明的另一个方面,提供了一种呈计算机可读数据载体信号形式的数据集。该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)用于包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置的至少两个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的单独印刷参数值,这些印刷参数值被配置为送入喷墨印刷装置以在眼镜镜片基材的表面上印刷图案;或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制喷墨印刷装置通过将至少一个可调印刷参数的单独印刷参数值应用到包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置的至少两个印刷喷嘴组来在眼镜镜片基材的表面上印刷图案。
该数据集可以用于执行如上所述的用于喷墨印刷的方法,即其中使用至少一个可调印刷参数的印刷参数值、用包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的方法。
该数据可以通过执行如上所述的用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法来获得。因此,参考上文描述了此方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于确定用于在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。该方法包括以下方法步骤:获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,其中输入数据用于确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系;将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且取决于几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
眼镜镜片基材的表面可以是前表面或后表面。此外,该表面还可以是球面表面、非球面表面、自由曲面或任何其他表面类型,例如前面提到的其中一种。前表面和后表面的表面类型可以相同,也可以彼此不同。
一个印刷喷嘴组可以包括单一(即,仅一个)印刷喷嘴、若干个印刷喷嘴或多个印刷喷嘴。印刷喷嘴组的量可以在至少两个印刷喷嘴组到等于印刷喷嘴的数量的印刷喷嘴组的数量(即每个印刷喷嘴组可以仅包括单个印刷喷嘴)之间变化。印刷喷嘴组的量越少,对对应印刷参数值的确定和优化就越容易。随着印刷喷嘴组的量的增加,印刷参数值可以更好地适于眼镜镜片基材的表面,并且可以获得更好的印刷结果。
本发明的一个基本构思是基于如下发现:通过对一组印刷喷嘴或者甚至每个单独的印刷喷嘴的印刷参数值进行优化,可以大大改善可以通过如点形状和冲击面积等参数测得的整体印刷质量。特别是,印刷参数值可以针对印刷头与眼镜镜片基材之间的不同相对位置单独确定和优化。还可以考虑可能影响印刷结果的其他或额外影响因素,例如各向异性表面结构或表面疏水性。此外,可以方便使用具有非平坦表面(即,布置有印刷喷嘴的平面)的印刷头。
而且,所建议的方法允许在单遍印刷内获得改善的印刷图案。换句话说,不需要印刷不同的层,这节省了时间和生产成本。此外,仅需要一个印刷头,这进一步节省了时间和生产成本。可以省略用于移动眼镜镜片基材和/或印刷头的硬件布置。
所建议的方法可以用于使用喷墨印刷技术对眼镜镜片基材的表面进行构建、涂覆和/或表面/材料内改性的任何工艺,例如使用涂覆或扩散程序进行着色、镜片永久或临时标记、掩蔽层、粘合层点、增材制造等。该程序特别适用于眼镜镜片基材的加工,其印刷结果可以“通过软件”(即,通过本发明的计算机实施的方法)进行优化,而不是引入复杂的定位系统或机器人来补偿印刷参数的一般设置。由于眼镜镜片基材的表面通常具有独特的形状,例如由于定制要求,因此所提出的方法能够以高质量印刷和低设备支出实现快速印刷。所描述的方法扩展了可以以高质量进行印刷的眼镜镜片基材的范围,并且因此能够将喷墨印刷技术进一步应用于眼镜镜片的生产中。
至少一个可调印刷参数可以选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。优选地,单独(即,针对每个印刷喷嘴组)确定一个以上印刷参数的印刷参数值。所考虑的印刷参数和要确定的相应印刷参数值的量越少,它们的确定和可能的优化就越容易。随着要确定的印刷参数值的量增加,印刷工艺可以更好地适于眼镜镜片基片的表面,并且可以获得更好的印刷结果。
例如,控制喷射频率可设定到达时间间隔,即,在相邻微滴之间的持续时间。针对高喷射频率,相邻微滴之间的到达时间间隔小于微滴的凝固时间。相反,在低喷射频率下,相邻微滴之间的到达时间间隔大于微滴的凝固时间。这导致相邻微滴之间无法凝聚。基于眼镜镜片基材和印刷头的几何特征而适配的印刷参数值产生更高的印刷质量,微滴周围的卫星更少且微滴形状扭曲更小。
分析要印刷的眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征、尤其是表面曲率,允许推导出在印刷过程中眼镜镜片基材与印刷头之间的几何关系。换句话说,输入数据用于确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系。
该几何关系可以通过选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ和弧长s组成的组的至少一个参数来描述。因此,描述了几何关系的至少一个参数可以用于单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。至少一个参数、优选是一个以上参数或甚至所有参数可以被选择并用于单独确定印刷参数值。
考虑到这种几何关系,针对印刷头的每个喷嘴或喷嘴组,可以确定(例如计算)至少一个印刷参数的单独细粒度和优化的印刷参数值。换句话说,关于几何特征确定印刷参数值,这允许通过单独控制每个印刷喷嘴组来改善曲面上的印刷质量。不需要复杂的定位系统或机器人通过将眼镜镜片基材和印刷头相对于彼此定位来补偿印刷参数的一般设置。
例如,输入数据可以通过经有线或无线传输从用于存储不同眼镜镜片基材和/或印刷头的几何特征的存储单元中接收输入数据而获得。其他可能的方式是使用与执行本发明方法的数据处理系统耦合的输入单元手动或自动输入几何特征。几何特征可以例如以表格值的形式来提供,或者几何特征可以使用合适的测量系统来直接测量和处理。其组合也是可能的。
可选地,输入数据还可以包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。相应地,可以取决于与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据来单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
通过当确定印刷参数值时考虑这些额外的影响因素,可以使印刷工艺更好地适于整体条件,并进一步改善印刷结果。例如,当推导下文所述的至少一个参数映射时,可以考虑这些额外的影响因素,即参数映射不仅描述了在印刷过程中眼镜镜片基材与印刷头之间的几何关系,还包括可能影响印刷过程的其他影响因素。
在一个具体的发展中,单独确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值的方法步骤推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的数据点组。推导参数映射可以包括将眼镜镜片基材的表面转换为数据点网格。
单独确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值的方法步骤还可以包括提供查找表,该查找表包括描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的印刷参数值的相关性。然后,单独确定印刷参数值可以包括从数据点的查找表中得出一组印刷参数值。
可选地,参数映射可以通过优化成本函数来推导出,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的印刷参数值的相关性。
换句话说,针对描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的每个参数或其组合,可以分配某组印刷参数值。当创建查找表时,可以考虑与环境条件和材料特性有关的输入数据。该查找表可以包括针对某些数据点和某个印刷头(即,眼镜镜片基材与印刷头之间有某种几何关系)的优化的印刷参数值。存储在此查找表中的同一个数据点可以存在于许多不同的表面上。
为了推导参数映射,可以使用已知的几何特征(例如,作为输入数据的一部分,描述了眼镜镜片基材的表面,比如真实前曲线半径)来将表面转换为数据点网格或网。然后,可以循环过这些数据点,并且在事先创建的通用查找表中查找工作设置(即一组印刷参数值)。
推导出的参数映射可以形成基本参考系,以优化作为入射角、喷嘴与基材距离、印刷头的速度向量、喷射频率以及喷射持续时间的函数的整个印刷参数空间,例如优化油墨微滴的点形状或重量。
例如,参数映射可以通过优化成本函数来推导出,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的印刷参数值的相关性,例如存储在查找表中的相关性。
对成本函数的优化可以通过使用至少一种方法来完成,该至少一种方法可以选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。例如,所谓的Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno算法可以用于优化。
此外,机器学习过程也可以用于优化。这能够检测和考虑到目前尚未考虑其影响的其他影响因素。
在进一步具体发展中,每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值可以单独确定,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
例如,在整个印刷过程中,要印刷的表面和包括印刷喷嘴的印刷头的表面可以基本上平行定向。
这避免了在印刷之前和/或在印刷期间用于旋转(例如机械倾斜)眼镜镜片基材和/或印刷头的复杂硬件布置,否则需要该复杂硬件布置来优化印刷结果。仅经由完全个性化的印刷参数值,即印刷喷嘴组的个性化喷射轮廓,可以模仿现有技术中复杂的硬件布置(比如倾斜设备)所实现的效果。
取决于印刷头的大小和要印刷的表面,即在印刷头的大小允许覆盖要印刷的整个表面的情况下,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势(即位置和取向)甚至可以相对于彼此保持不变。换句话说,无需相对于彼此移动眼镜镜片基材和印刷头,仅仅通过调整一个或多个可调印刷参数的印刷参数值,就可以获得改善的图案。这可以允许更加简化的硬件布置。
根据本发明的另一方面,提供了一种数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与处理器相耦合的存储介质,其中,处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。
处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,该几何关系是通过使用与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据来确定的。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,数据处理系统被配置为执行用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一,其中,取决于如上所述的眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系来单独确定印刷参数值。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的这种计算机实施的方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,该几何关系是通过使用与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据来确定的。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,计算机程序包括用于执行用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一的指令,其中,取决于如上所述的眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系来单独确定印刷参数值。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的这种计算机实施的方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头。这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,该几何关系是通过使用与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据来确定的。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
换句话说,非暂时性计算机可读存储介质包括用于执行用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法之一的指令,其中,取决于如上所述的眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系来单独确定印刷参数值。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的这种计算机实施的方法及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于喷墨印刷的方法,其中,使用至少一个可调印刷参数的印刷参数值、用包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置在眼镜镜片基材的表面上印刷图案。至少一个可调印刷参数的印刷参数值是根据计算机实施的方法来确定的,其中,取决于如上所述的眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系来单独确定印刷参数值。
换句话说,在通过用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值之后,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,该方法包括:将多个印刷喷嘴分组为多个印刷喷嘴组,并且取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,可以使用所确定的印刷参数值进行实际印刷。因此,参考上文描述了用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法及其优点的说明,其中,取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系来单独确定印刷参数值。例如,喷墨印刷方法可以用于使用涂层或扩散程序进行着色、镜片永久或临时标记、掩蔽层、粘合层点(例如增加表面粗糙度以涂覆涂层)、增材制造等。
在此喷墨印刷方法的一个具体发展中,印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
例如,在整个印刷过程中,要印刷的表面和包括印刷喷嘴的印刷头的表面可以基本上平行定向。
这避免了在印刷之前和/或在印刷期间用于旋转(例如机械倾斜)眼镜镜片基材和/或印刷头的复杂硬件布置,否则需要该复杂硬件布置来优化印刷结果。仅经由完全个性化的印刷参数值,即印刷喷嘴组的个性化喷射轮廓,可以模仿现有技术中复杂的硬件布置(比如倾斜设备)所实现的效果。
取决于印刷头的大小和要印刷的表面,即在印刷头的大小允许覆盖要印刷的整个表面的情况下,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势(即位置和取向)甚至可以相对于彼此保持不变。换句话说,无需相对于彼此移动眼镜镜片基材和印刷头,仅仅通过调整一个或多个可调印刷参数的印刷参数值,就可以获得改善的图案。这可以允许更加简化的硬件布置。
根据本发明的另一个方面,提供了一种用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置。喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头和数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与处理器相耦合的存储介质,其中,处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序来确定印刷参数值。处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且取决于眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,该几何关系是通过使用与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据来确定的。优选地,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
喷墨印刷装置被配置为执行如上所述的用于喷墨印刷的方法。因此,参考上文描述了用于喷墨印刷的方法(其中,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案)及其优点的说明。
根据本发明的另一个方面,提供了一种呈计算机可读数据信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)如上所述的喷墨印刷装置的虚拟表示,该虚拟表示被配置为送入一个或多个制造机器以制造该装置,或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制一个或多个制造机器以制造如上所述的喷墨印刷装置。
附图说明
本发明的进一步特征、特性和优点将从以下结合附图的实施例的描述中变得清楚。
图1示意性地展示了根据现有技术的在印刷过程中在眼镜镜片基材的曲面上移动的喷墨印刷头。
图2示出了根据现有技术的具有多个印刷喷嘴的印刷头从下方看到的平面图。
图3展示了根据现有技术的施加于喷墨印刷头的喷嘴的典型电压曲线。
图4示意性地示出了眼镜镜片基材的表面(半切侧视图)。
图5示意性地示出了印刷头经过眼镜镜片基材的表面(俯视图)。
图6示出了形成眼镜镜片基材的前表面(参数D=50.0mm,r=425.0mm)的各点的x、y、z离散位置。三个箭头描绘了图5中所示的三个单印刷头喷嘴在印刷过程中的x、y路径。
图7示出了在印刷过程中图5所示的三个印刷喷嘴与眼镜镜片基材的表面之间的计算高度差。
图8示出了眼镜镜片基材的前表面(参数D=50.0mm,r=425.0mm)的法向向量n(x,y,z)与图5所示的三个印刷喷嘴的喷入油墨(0,0,-1)之间的入射角α(x,y,z)。
图9示出了图5所示的三个印刷喷嘴沿着其路径的入射角。
图10是展示了用于确定印刷参数值的计算机实施的方法的一个实施例的流程图。
图11示意性地示出了具有印刷喷嘴组的印刷头。
图12是展示了用于确定印刷参数值的计算机实施的方法的另一实施例的流程图。
图13示出了用于确定印刷参数值的计算机实施的方法的又一实施例的框图。
图14示意性地示出了喷墨印刷装置的一个实施例。
图15示出了具有65mm的直径和识别出的轮廓的眼镜镜片基材的印刷曲面的一个Recon图像。
图16示出了印刷曲面的另一个Recon图像。蜡图案与读入的喷嘴阵列数据重叠。
图17示出了来自以50的范数值所印刷的表面的#5图块的原始显微图像。
图18示出了从图17所示的图像中得出的黑白阈值显微图像。
图19示出了具有标记的主要特征和卫星的图17的显微图像。
图20示出了取决于相对半径和应用的范数值的主要特征的平均圆度。
图21示出了取决于相对半径和应用的范数值的每个图块的卫星数量。
图22示出了取决于相对半径和应用的范数值的成本函数的图形表示。
图23示出了取决于相对半径和应用的范数值的另一个成本函数的图形表示。
具体实施方式
图1展示了本发明背后的技术问题。使用喷墨印刷装置在眼镜镜片基材4的曲面3上印刷图案,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴6的印刷头2。印刷喷嘴6喷射油墨微滴9,这些油墨微滴沉积在眼镜镜片基材4的表面3上。
如图2所示,典型的印刷头2可以包括例如880个印刷喷嘴6,这些印刷喷嘴以特定的间距布置成多列和多行。例如,可以在x方向上每英寸布置300个印刷喷嘴6,从而分别产生每英寸300点(dpi)的印刷分辨率或像素密度。
根据现有技术,所有的印刷喷嘴都是统一控制的,即所有印刷喷嘴6都使用可调印刷参数8的相同印刷参数值1。只要眼镜镜片基材4的表面6是均匀的,例如平坦的,这就产生了均匀的印刷图像。然而,如果眼镜镜片基材4的表面6是不均匀的,例如表现出如图1所示的曲面6,则会对印刷结果产生不利影响。这是由于印刷喷嘴6与眼镜镜片基材4的表面3之间的距离Δ1、Δ2不同造成的。典型地,印刷喷嘴6与眼镜镜片基材4的表面3之间的最小距离Δ1小于5mm。其相对位置相关值Δ2变化,并且典型地朝向眼镜镜片基材4的外部部分增加。
图3示出了在印刷过程中施加到印刷喷嘴6上的典型电压曲线。可以区分为若干个阶段,即静止阶段、预填充阶段、喷射阶段和再填充/取消阶段。根据现有技术,相同的电压曲线施加到所有的印刷喷嘴。为了适配印刷工艺并且影响整体印刷质量,可以改变电压曲线。例如,可以改变每个阶段的最小和最大电压、斜率和/或持续时间。通过改变电压曲线而可调的印刷参数8是喷射频率、波形和范数。
图4示意性地描绘了眼镜镜片基材4的曲面3的半切侧视图:n是表面3上任一点的法向向量;j是喷射向量,在此向量处,喷射的油墨从喷嘴6转移到表面3;α是法向向量n与喷射向量j之间的入射角;r是当从球体得出时表面3的真实前曲线(真实曲率半径);dx、dy(图4中未示出)和dz是所使用的坐标系内的离散差;s是表面3上两点之间的近似弧长。
图5描绘了具有直径D的眼镜镜片基材4的表面3的俯视图以及印刷头5的三个不同印刷喷嘴6a、6b、6c在印刷过程中沿着x、y方向的移动路径,即印刷头5和表面3沿着移动方向m相对于彼此直线移动的情况。
参考图6至图9,进一步解释了与图4和图5所示的示例性表面3上的印刷相关联的效果。示例性喷射向量j选为0、0、-1。图6描绘了形成眼镜镜片基材4的前表面3(参数D=50.0mm,r=425.0mm)的各点的x、y、z离散位置。三个箭头描绘了图5中所示的三个单印刷喷嘴6a、6b、6c在印刷过程中的x、y路径。在图6中,z位置由424.150至424.900的数字表示。然而,需要注意的是,z位置逐渐变化,由于所需的附图格式,无法在图6中描绘。因此,z位置的注释值仅是示例性的,以表示z位置的一般路线。
图7示出了在印刷过程中印刷喷嘴6a、6b、6c与表面3之间的对应计算高度曲线,即沿着图6中的箭头的z位置。印刷喷嘴6与眼镜镜片基材4的表面3之间的最小距离Δ1为1mm。
如从图6和图7中可以看出的,印刷喷嘴6a沿着路径的高度差比印刷喷嘴6b、6c的大得多。这导致了印刷结果不一致,即如果针对表面3的中心进行了优化,则整体印刷质量朝向眼镜镜片基材4的边缘会严重下降。
图8描绘了形成眼镜镜片基材4的前表面3(参数D=50.0mm,r=425.0mm)的各点的x、y离散位置。三个箭头描绘了图5中所示的三个单印刷喷嘴6a、6b、6c在印刷过程中的x、y路径。在图8中,不同x、y位置的入射角α由范围从0.400至3.600的数字表示。然而,需要注意的是,入射角α逐渐变化,由于所需的附图格式,无法在图8中描绘。因此,入射角α的注释值仅是示例性的,以表示入射角α的一般路线。图9示出了取决于印刷喷嘴6a、6b、6c的x位置的入射角α,即沿着图8中箭头的入射角α。入射角α在0°与大于3.5°之间变化,其中,印刷喷嘴6a与印刷喷嘴6b、6c相比偏差大得多。一般来说,入射角α朝向眼镜镜片基材4的边缘增大。关于图6和图7所解释的,这放大了由于高度差而已经造成的不一致的印刷结果,即,如果针对表面3的中心进行了优化,则整体印刷质量朝向眼镜镜片基材4的边缘会下降更大。
随着印刷喷嘴6与眼镜镜片基材4的表面3之间的距离Δ的增大和入射角α的增大,本发明的发明人可以观察到印刷结果呈明显分散趋势,即出现多个小点。
为了减少如上所述的不利地影响印刷质量的影响,提出了一种用于确定用于在眼镜镜片基材4的表面3上印刷图案的喷墨印刷装置2的印刷参数值1的计算机实施的方法100。喷墨印刷装置2包括具有多个印刷喷嘴6的印刷头5。图10所示的流程图是指这种方法100的第一实施例。
在第一步骤S1中,获得与眼镜镜片基材4的表面3和喷墨印刷装置2的印刷头5的几何特征有关的输入数据8。此数据可以包括关于眼镜镜片基材4的表面3的拓扑形状的数据(例如,其直径D、其真实前曲线r)和关于印刷头5的几何数据(例如,其取向、印刷喷嘴6的数量、印刷喷嘴6的间距等)。例如,直径D可以是50mm,并且真实曲线r可以是425.0mm。印刷头5可以包括880个印刷喷嘴6,喷嘴间距在x方向上为每英寸300个。
在步骤S2中,多个印刷喷嘴6被分组为五个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e。印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e的确切量可以取决于眼镜镜片基材4的几何特征和/或所需的印刷质量而变化。在单遍印刷内要使用五个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10中的至少两个。可选地,在单遍印刷内要使用所有五个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10。
图11示出了印刷头5及其印刷喷嘴6,这些印刷喷嘴被分组为相对于印刷头5的移动方向m对称布置的五个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e。朝向边缘,布置了两个印刷喷嘴组10a、10e,其包括的印刷喷嘴6最少。至于中心,布置了两个印刷喷嘴组10b、10d,其包括的印刷喷嘴6较多。中心的印刷喷嘴组10c包括的印刷喷嘴6最多。如图7和图9所示,印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e的此量及其布置是由高度差和入射角α的路线朝向边缘较陡且在中心更平坦而引起的。
再次参考图10,在步骤S3中,单独确定每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e的可调印刷参数7的印刷参数值1。例如,可以单独确定每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e的一个或多个印刷参数7的印刷参数值1,印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
之后,可以使用为每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e确定的印刷参数值1在眼镜镜片基材4的表面3上印刷图案。可选地,印刷头5相对于眼镜镜片基材4的表面3的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
图12描绘了用于确定用于在眼镜镜片基材4的表面3上印刷图案的喷墨印刷装置2的印刷参数值1的计算机实施的方法100的另一个实施例的流程图。关于步骤S1和S2,参考图10的描述。
步骤S3,即为每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e单独确定可调印刷参数7、7a、7b、7c、7d、7e、7f的印刷参数值1的步骤,包括子步骤S4至S6。
在步骤S4中,提供查找表13和成本函数。例如,可以从存储介质中检索查找表13。查找表13包含描述了眼镜镜片基材4的表面3与印刷头5之间的几何关系的参数11、11a、11b、11c与可调印刷参数7、7a、7b、7c、7d、7e、7f的相关性。成本函数可以是通用成本函数,也可以是专用于特殊用途的成本函数,即考虑与特殊用途情况相关的质量参数。
在步骤S5中,成本函数应用于查找表13并且被优化,以检索与输入数据8、8a、8b、8c、8d相对应的合适的印刷参数值1。换句话说,从查找表13中检索出导致总成本最小的印刷参数值1,例如,考虑到要印刷的眼镜镜片基材4的整个表面3,作为质量参数的卫星的量可能最少。对成本函数的优化可以通过使用至少一种方法来完成,该至少一种方法可以选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
在步骤S6中,在考虑优化结果的情况下推导出参数映射12,该参数映射包括将印刷参数值1分配给眼镜镜片基材4的表面3上的特定点组。换句话说,为每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e单独确定印刷参数值1,并且将其存储为参数映射12。
之后,可以使用为每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e确定的印刷参数值1(即参数映射12)在眼镜镜片基材4的表面3上印刷图案。如果在一个印刷过程中不可能修正印刷参数值1,例如无法改变灰度级,则可以将实际印刷参数值1及其分布离散化为例如从0到半径R的四个部分,其中用不同的印刷参数值(例如彼此配合的四个“环”)来印刷若干个子图像(例如四个子图像),而不是一个图像。
图13所示的框图展示了用于确定用于在眼镜镜片基材4的表面3上印刷图案的喷墨印刷装置2的印刷参数值1的计算机实施的方法100的又一个实施例。
该方法100基于如下发现:应该通过计算和应用优化的印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f,单独考虑要印刷的眼镜镜片基材4的表面3的每个表面点。在步骤S1中所获得的所需输入数据8a、8b、8c、8d涉及眼镜镜片基材4的表面3的几何特征(即,镜片的几何形状)和作为喷墨印刷装置2一部分的印刷头5、以及可选地油墨9和/或眼镜镜片基材4的环境条件和材料特性。
从此输入数据8a、8b、8c、8d中,可以推导出描述了眼镜镜片基材4的表面3与印刷头5之间的几何关系的参数11a、11b、11c的参数值。这些参数值描述了在印刷过程中的“喷墨印刷装置-眼镜镜片基材”系统。优选的参数11a、11b、11c包括例如入射角α、位移向量、速度向量、距离Δ和弧长s。
在步骤S3中,为之前在步骤S2中创建的每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e计算印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f的印刷参数值1。本实施例中所考虑的印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f是喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性。也可以考虑其他设置和/或特性。
为了检索印刷参数值1,在步骤S4中提供了查找表13,该查找表是预先创建的并且包括描述了眼镜镜片基材4的表面3与印刷头之间的几何关系的参数11a、11b、11c与可调印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f的印刷参数值1的相关性。印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f可以理解为泛函。针对描述了眼镜镜片基材4的表面3与印刷头5之间的几何关系的每个参数11a、11b、11c或其组合,都会分配某组印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f。当创建查找表13时,可以考虑与环境条件和材料特性有关的输入数据8c、8d。
而且,还提供了成本函数,成本函数应用于查找表13并且在步骤S5中被优化。最后,在步骤S6中从优化的成本函数中检索参数映射12。分配给眼镜镜片基材4的表面3上特定点组的印刷参数7a、7b、7c、7d、7e、7f作为参数映射12被存储。
图14描绘了使用按需滴墨技术的喷墨印刷装置2的一个实施例。喷墨印刷装置2包括具有多个印刷喷嘴6的印刷头5。而且,喷墨印刷装置2包括数据处理系统200,该数据处理系统包括处理器20和与处理器20相耦合(由图14中的双箭头表示)的存储介质21。处理器20适于将多个印刷喷嘴6分组为至少两个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e,并且基于存储在存储介质21上的计算机程序单独确定每个印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e的至少一个可调印刷参数7、7a、7b、7c、7d、7e、7f的印刷参数值1。存储介质21还可以用于查找表13和/或检索到的参数映射12的存储。换句话说,数据处理系统200可以执行本文所述的用于确定印刷参数值1的计算机实施的方法之一。所确定的印刷参数值1可以传输到印刷头5及其印刷喷嘴6,以执行印刷工艺。
参考图15至图23,下文更详细地描述了查找表13的创建和参数映射12的检索。
在本实施例中,热熔印刷技术用于在眼镜镜片基材4的凸形曲面3上以独特的图案印刷蜡微滴。使用工业显微镜对表面3和所应用的蜡图案进行拍照。关于所应用的微滴的圆度和所形成的卫星的数量(小微滴、分散的微滴和不利的微滴)方面,对针对所印刷的蜡图案的特定图块而获得的图像进行分析。这些特性可以量化,并且用作印刷质量参数的示例。
使用蔡司Recon系统,获得了眼镜镜片基材4的整个表面3的概览图像,并且从这些图像中重建所应用的涂蜡图案的相对图块位置。结合从显微镜和Recon系统收集到的数据,计算出的质量参数值与表面3上底层图块的位置相关。此信息被用于推导出用于印刷参数7、7a、7b、7c、7d、7e、7f的合适值的查找表13,以在眼镜镜片基材4的表面3上印刷。
实验步骤包括:使用喷墨印刷装置2的范数值的不同设置在眼镜镜片基材4的表面3上热熔印刷(溅墨,不移动);拍摄印刷表面3的Recon图像;分析Recon图像以进行图块定位;拍摄所应用图案的不同图块的显微图像;定义质量参数并且分析显微图像;在表面3上测绘质量参数;以及运行优化器以制备镜片特定的参数映射12。
眼镜镜片基材的表面上的印刷
印刷是使用具有Xerox M1印刷头的Teco印刷机来完成的。从Xerox M1印刷头系列的技术数据表中,已知单印刷喷嘴6、6a、6b、6c的绝对位置和相对位置。基于此信息,可以得出单独喷嘴的(x,y)阵列,并且在图像分析期间将其用于识别单一图块。在标准印刷过程中,已知哪些印刷喷嘴6、6a、6b、6c经过表面3的哪些部分,并且相应地计算出喷嘴发射顺序。
首先,定位系统用于将要印刷的眼镜镜片基材4定位在印刷头5下方。然后,印刷头5的“溅墨”功能用于将蜡应用到眼镜镜片基材4的表面3上。在“溅墨”期间,眼镜镜片基材4不会移动。表面3上形成的图案对应于由Xerox M1印刷头的喷嘴板定义的网格。在实验中,在几何形状相同和到印刷头5的距离最小的六个眼镜镜片基材4上分别发射五次(波形重复-10Hz,500ms)。在这些眼镜镜片基材4中,印刷参数7、7a、7b、7c、7d、7e、7f的范数值以10的步长从20增加至60。
Recon图像的采集和分析
眼镜镜片基材4的表面3上网格图块的相对位置和绝对位置可以从Recon图像中重建。蔡司Recon系统是一种用于获得眼科镜片的高质量图像以检测例如激光雕刻物和类似结构的系统。在本例中,Recon系统用于检测单蜡微滴的(x,y)位置。关于软件,使用OpenCV和Python对Recon图像进行分析。
在图15中,示出了眼镜镜片基材4的外轮廓及其中心(图像中的像素坐标)。已通过最小化中心到形成镜片轮廓的各点的平方距离之和确定了中心。知道了镜片中心位置,计算其到眼镜镜片基材4的所有轮廓点的平均距离。从这些数字和已知的眼镜镜片基材4的物理直径(65mm)中,可以计算适当的比例系数(像素到微米)。
在进一步的步骤中,OpenCV识别所应用的蜡微滴,并且其位置部分地与标记(图15中的黑点)重叠。围绕这些标记,构建凸包,并且使用其中的三个点(标记为大黑点)推导出单位向量。需要使用这些向量来构建旋转矩阵,以将图像和印刷头5的读入喷嘴位置的坐标系对齐。来自Recon图像的表面3的中心位置也用于读入喷嘴阵列的(x,y)平移。
在图16中,印刷的蜡点与印刷喷嘴6、6a、6b、6c(黑点)的“理论”位置重叠,并且它们与观察到的蜡点很好地对齐。用于显微分析的图块中点(“真实”微滴的坐标)被描绘为十字。
显微图像的采集和分析
显微图像是使用蔡司Smart Zoom 5显微镜来获得的。显微镜根据眼镜镜片基材4的表面3上的图块位置而倾斜,以最小化散焦区域并最大化对比度。用于显微图像采集的设置如下:显微镜类型-图像,物镜-5,放大倍率-101x,分辨率-2.2040μm px-1,曝光时间0.2819ms,照明-右上方光线。
至于Recon图像,使用OpenCV和Python来分析显微图像。图17描绘了以50的范数值所印刷的表面3中的5号图块。在图16中的“Recon”图像上标记了此图块的中心点。从中心点到图像的顶部,在左侧,是八个黑十字中的第五个。
图像分析的第一步骤是将原始图像转换为灰度。其次,对图像应用高斯模糊,以去除影响轮廓识别的像素噪声(图18)。对图像的必要“预处理”取决于所采用的分析技术和所使用的实验设置。例如,使用核大小为15的高斯模糊识别大点(“主要特征”)效果最佳。针对较小大小的卫星的检测,使用了核大小为5的高斯模糊。
从高斯模糊灰度图像中,可以使用自适应阈值函数获得黑白图像。这里使用的参数分别是(111—6)用于主要特征的检测和(141—6)用于卫星检测。在图19中示出了用于主要特征的检测的阈值化黑白图像。对黑白图像进行轮廓识别,并且将检测到的斑点分类为主要特征(A<300px2)或卫星(20px2<A<300px2)。得出的第一质量参数是每个图块的卫星数量(越多,越差)。第二质量参数是检测到的主要特征的圆度(对于完美的圆而言等于一,见等式(I))。
C=4*π*A/P2等式(I)
其中,C=圆度,A=以方形像素为单位的斑点面积,P=以像素为单位的斑点周长
图19中用虚线矩形标记了所发现的主要特征,用黑点标记了所发现的卫星。
参数映射和优化
针对每个分析过的显微图像,得出的质量参数(平均特征的圆度和卫星的数量)都归属于从Recon图像中获得的对应图块的中心点。为方便起见,计算出的(x,y)点表示为直径为65mm的眼镜镜片基材4的相对半径(见图20至图22中的y轴)。为了系统地建立数据库或查找表13,优选地使用表面到喷嘴的距离作为非镜片特定特性。
图20和图21中的每个黑色叉号代表一个实验测试过的设置。使用更精细的网在这些支撑点之间进行线性插值。在视觉上,针对所应用的条件,40的范数值似乎是一个不错的选择。关于所形成的卫星的数量,40的范数值似乎也不错。最后,目的是基于适当的质量参数来定义成本函数,以优化印刷工艺。
作为示例,等式(II)所示的函数用于创建图22,即取决于不同的相对半径和范数值来计算成本,其中所形成的卫星的数量和圆度被考虑作为质量参数。
成本=gridz1/(gridz0)3等式(II)
变量gridz1表示每个图块的卫星数量,并且变量gridz0表示检测到的微滴的平均圆度。鉴于必须通过此成本函数从0到1(眼镜镜片基材4的相对半径),可以使用优化器来发现“最便宜”的路线,并且在需要时包括另外的附带条件。例如,取决于具体的应用,成本函数可以专注于卫星或圆度。此特定示例中的“最便宜路线”用黑箭头标记,并且对应的范数值为20。通过定义不同的成本函数,将获得不同的最便宜路线,这些路线不一定是直线的。
图22中的黑箭头实际上是参数映射12的图形表示,该参数映射包括所确定的印刷参数值1,即范数值20。在其他情况下,所确定的优化范数值可能会随着相对半径的变化而变化,使得为不同的印刷喷嘴组10a、10b、10c、10d、10e确定不同的范数值。
图23示出了与图22类似的图形表示,其中,使用了定义不同的成本函数(等式(III))
成本=成本=gridz1/(gridz0)2等式(III)
由于与等式(II)相比,在等式(III)中,卫星的数量不那么明显,即(gridz1)2而不是(grindz1)3,因此两个质量参数的影响更加均衡。
本发明的优选特征是:
1.一种用于确定用于在眼镜镜片基材的表面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值的计算机实施的方法,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,该方法包括:
-将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,以及
-单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
2.如条款1所述的方法,其中,该至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
3.如条款1或条款2所述的方法,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
4.如条款1至3中任一项所述的方法,其中,该方法包括:
-获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,
其中,取决于输入数据来单独确定印刷参数值。
5.如条款4所述的方法,其中,该输入数据用于确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
6.如条款4或条款5所述的方法,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
7.如条款1至6中任一项所述的方法,其中,单独确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值的方法步骤包括推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
8.如条款7至少结合条款5所述的方法,其中,该参数映射通过优化成本函数来推导出,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
9.如条款8所述的方法,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
10.如条款8或条款9所述的方法,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
11.如条款10所述的方法,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
12.如条款7至11中任一项所述的方法,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
13.如条款1至12中任一项所述的方法,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
14.如条款1至13中任一项所述的方法,其中,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
15.如条款1至14中任一项所述的方法,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
16.如条款1至15中任一项所述的方法,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
17.一种数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与该处理器相耦合的存储介质,其中,该处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序确定用于在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,该处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
18.如条款17所述的数据处理系统,其中,至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
19.如条款17或条款18所述的数据处理系统,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
20.如条款17至19中任一项所述的数据处理系统,其中,该处理器适于获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,并且其中,该处理器适于取决于输入数据来单独确定印刷参数值。
21.如条款20所述的数据处理系统,其中,该处理器适于使用输入数据来确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
22.如条款20或条款21所述的数据处理系统,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
23.如条款17至22中任一项所述的数据处理系统,其中,该处理器适于推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
24.如条款23至少结合条款21所述的数据处理系统,其中,该处理器适于通过优化成本函数来推导出参数映射,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
25.如条款24所述的数据处理系统,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
26.如条款24或25所述的数据处理系统,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
27.如条款26所述的数据处理系统,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
28.如条款23至27中任一项所述的数据处理系统,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
29.如条款17至28中任一项所述的数据处理系统,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
30.如条款17至29中任一项所述的数据处理系统,其中,在单遍印刷内要使用至少两个印刷喷嘴组。
31.如条款17至30中任一项所述的数据处理系统,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
32.如条款17至31中任一项所述的数据处理系统,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
33.一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
34.如条款33所述的计算机程序,其中,至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
35.如条款33或条款34所述的计算机程序,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
36.如条款33至35中任一项所述的计算机程序,其中,这些指令使计算机获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,并且其中,使计算机取决于该输入数据来单独确定印刷参数值。
37.如条款36所述的计算机程序,其中,这些指令使计算机使用输入数据来确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
38.如条款36或条款37所述的计算机程序,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
39.如条款33至38中任一项所述的计算机程序,其中,这些指令使计算机推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
40.如条款39至少结合条款37所述的计算机程序,其中,这些指令使计算机通过优化成本函数来推导出参数映射,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
41.如条款40所述的计算机程序,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
42.如条款40或条款41所述的计算机程序,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
43.如条款42所述的计算机程序,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
44.如条款39至43中任一项所述的计算机程序,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
45.如条款33至44中任一项所述的计算机程序,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
46.如条款33至45中任一项所述的计算机程序,其中,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
47.如条款33至46中任一项所述的计算机程序,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
48.如条款33至47中任一项所述的计算机程序,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
49.一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括指令,当被计算机执行时,这些指令使计算机确定用于在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案的喷墨印刷装置的印刷参数值,该喷墨印刷装置包括具有多个印刷喷嘴的印刷头,其中,这些指令使计算机将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
50.如条款49所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
51.如条款49或条款50所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
52.如条款49至51中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,这些指令使计算机获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,并且其中,使计算机取决于该输入数据来单独确定印刷参数值。
53.如条款52所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,这些指令使计算机使用输入数据来确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
54.如条款52或条款53所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
55.如条款49至54中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,这些指令使计算机推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
56.如条款55至少结合条款53所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,这些指令使计算机通过优化成本函数来推导出参数映射,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
57.如条款56所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
58.如条款56或条款57所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
59.如条款58所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
60.如条款55至59中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
61.如条款49至60中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
62.如条款49至61中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
63.如条款49至62中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
64.如条款49至63中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
65.一种用于喷墨印刷的方法,其中,使用至少一个可调印刷参数的印刷参数值、用包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案,其中,根据如条款1至16中任一项所述的计算机实施的方法确定至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
66.如条款65所述的方法,其中,该图案是针对至少一种工艺而印刷的,这些工艺选自由镜片永久标记、镜片临时标记、掩蔽层的涂覆、粘合层点的涂覆、增材制造和着色组成的组。
67.如条款65或条款66所述的方法,其中,印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
68.如条款65至67中任一项所述的方法,其中,在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
69.一种用于在眼镜镜片基材的曲面上印刷图案的喷墨印刷装置,该喷墨印刷装置包括:
-具有多个印刷喷嘴的印刷头,以及
-数据处理系统,该数据处理系统包括处理器和与该处理器相耦合的存储介质,其中,该处理器适于基于存储在存储介质上的计算机程序来确定印刷参数值,
其中,该处理器适于将多个印刷喷嘴分组为至少两个印刷喷嘴组,并且单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值。
70.如条款69所述的喷墨印刷装置,其中,至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
71.如条款69或条款70所述的喷墨印刷装置,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
72.如条款69至71中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,该处理器适于获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,并且其中,该处理器适于取决于输入数据来单独确定印刷参数值。
73.如条款72所述的喷墨印刷装置,其中,该处理器适于使用输入数据来确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
74.如条款72或条款73所述的喷墨印刷装置,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
75.如条款69至74中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,该处理器适于推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
76.如条款75至少结合条款59所述的喷墨印刷装置,其中,该处理器适于通过优化成本函数来推导出参数映射,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
77.如条款76所述的喷墨印刷装置,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
78.如条款76或条款77所述的喷墨印刷装置,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
79.如条款78所述的喷墨印刷装置,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
80.如条款75至79中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
81.如条款69至80中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
82.如条款69至81中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
83.如条款69至82中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
84.如条款69至83中任一项所述的喷墨印刷装置,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
85.一种眼镜镜片基材,该眼镜镜片基材具有可通过条款65至68中任一项所述的方法获得的印刷在眼镜镜片基材的曲面上的图案。
86.一种呈计算机可读数据载体信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)用于包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置的至少两个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的单独印刷参数值,这些印刷参数值被配置为送入喷墨印刷装置以在眼镜镜片基材的表面上印刷图案;或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制喷墨印刷装置通过将至少一个可调印刷参数的单独印刷参数值应用到包括具有多个印刷喷嘴的印刷头的喷墨印刷装置的至少两个印刷喷嘴组来在眼镜镜片基材的表面上印刷图案。
87.如条款86所述的数据集,其中,至少一个可调印刷参数选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
88.如条款86或条款87所述的数据,其中,每个印刷喷嘴组包括单个印刷喷嘴。
89.如条款86至88中任一项所述的数据集,其中,这些指令使计算机获得与眼镜镜片基材的表面和印刷头的几何特征有关的输入数据,并且其中,使计算机取决于该输入数据来单独确定印刷参数值。
90.如条款89所述的数据集,其中,这些指令使计算机使用输入数据来确定眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数来描述的。
91.如条款89或条款90所述的数据集,其中,该输入数据包括与环境条件、不可调油墨特性和/或眼镜镜片基材的材料特性有关的数据。
92.如条款86至91中任一项所述的数据集,其中,这些指令使计算机推导参数映射,该参数映射包括将印刷参数值分配给眼镜镜片基材的表面上的特定点组。
93.如条款92至少结合条款84所述的数据集,其中,这些指令使计算机通过优化成本函数来推导出参数映射,该成本函数应用于描述了眼镜镜片基材的表面与印刷头之间的几何关系的参数与可调印刷参数的相关性。
94.如条款93所述的数据集,其中,该优化使用至少一种方法,该至少一种方法选自由最陡梯度下降法、遗传算法和机器学习组成的组。
95.如条款93或条款94所述的数据集,其中,该成本函数取决于质量参数来定义成本。
96.如条款95所述的数据集,其中,这些质量参数包括所形成的卫星的数量和/或所印刷的平均特征的圆度。
97.如条款92至96中任一项所述的数据集,其中,该参数映射是通过使用查找表来推导出的。
98.如条款86至97中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,该眼镜镜片基材的表面是曲面。
99.如条款86至98中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
100.如条款86至99中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整印刷头相对于眼镜镜片基材的表面的倾角。
101.如条款86至100中任一项所述的非暂时性计算机可读存储介质,其中,单独确定每个印刷喷嘴组的至少一个可调印刷参数的印刷参数值,使得在眼镜镜片基材的表面上印刷图案期间,眼镜镜片基材和印刷头两者的姿势相对于彼此保持不变。
102.一种呈计算机可读数据信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)根据条款69至84中任一项所述的装置的虚拟表示,该虚拟表示被配置为送入一个或多个制造机器以制造该装置,或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制一个或多个制造机器制造根据条款69至84中任一项所述的装置。
附图标记清单
1 印刷参数值
2 喷墨印刷装置
3 表面
4 眼镜镜片基材
5 印刷头
6,6a,6b,6c 印刷喷嘴
7,7a,7b,7c,7d,7e,7f 印刷参数
8,8a,8b,8c,8d 输入数据
9 油墨
10a,10b,10c,10d,10e 印刷喷嘴组
11,11a,11b,11c 描述了几何关系的参数
12 参数映射
13 查找表
20 处理器
21 存储介质
100 方法
200 数据处理系统
D 直径
dx,dy,dz 所使用的坐标系内的离散差
j 喷射向量
m 印刷头的移动方向
n 法向向量
r 真实前曲线
s 弧长
α 入射角
Δ1,Δ2 印刷喷嘴与基材表面之间的距离
S1 获得与眼镜镜片基材的表面和喷
墨印刷装置的印刷头的几何特征
有关的输入数据,
S2 将多个印刷喷嘴分组为至少两个
印刷喷嘴组
S3 单独确定每个印刷喷嘴组的可调
印刷参数的印刷参数值
S4 提供查找表和成本函数
S5 应用和优化成本函数
S6 推导参数映射
Claims (38)
1.一种用于确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1)的计算机实施的方法(100),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,该方法包括以下方法步骤:
-(S2):将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),以及
-(S3):单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
2.如权利要求1所述的方法(100),其特征在于,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法(100),其特征在于,该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法(100),其特征在于,每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)包括单个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法(100),其特征在于,该方法包括:
-(S1):获得与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b),
其中,取决于该输入数据(8,8a,8b)来单独确定该印刷参数值(1)。
6.如权利要求5所述的方法(100),其特征在于,该输入数据用于确定该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系,其中,该几何关系是由选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ或弧长s组成的组的至少一个参数(11a,11b,11c)来描述的。
7.如权利要求5或权利要求6所述的方法(100),其特征在于,该输入数据(8,8c,8d)包括与环境条件、不可调油墨特性和/或该眼镜镜片基材(4)的材料特性有关的数据。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法(100),其特征在于,单独确定该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的方法步骤(S3)包括推导参数映射(12)(S6),该参数映射包括将印刷参数值(1)分配给该眼镜镜片基材(4)的表面(3)上的特定点组。
9.如权利要求8至少结合权利要求6所述的方法(100),其特征在于,通过优化成本函数(S5)来推导出该参数映射(12),该成本函数应用于描述了该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系的参数(11a,11b,11c)与该可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的相关性。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法(100),其特征在于,单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1),使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整该印刷头(5)相对于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)的倾角。
11.一种数据处理系统(200),该数据处理系统包括处理器(20)和与该处理器(20)相耦合的存储介质(21),其中,该处理器(20)适于基于存储在该存储介质(21)上的计算机程序确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,该处理器(20)适于将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
12.如权利要求11所述的数据处理系统(200),其特征在于,该处理器(20)适于取决于该眼镜镜片基材(4)和该印刷头(5)的几何特征来单独确定该印刷参数值(1)。
13.一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当被计算机执行时,这些指令使该计算机确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,这些指令使该计算机将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
14.一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括指令,当被计算机执行时,这些指令使该计算机确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,这些指令使该计算机将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值。
15.一种用于喷墨印刷的方法,其中,使用至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)、用包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5)的喷墨印刷装置(2)在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案,其特征在于,根据如权利要求1至10中任一项所述的计算机实施的方法确定该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,该印刷头(5)相对于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
17.一种用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2),该喷墨印刷装置(2)包括:
-具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),以及
-数据处理系统(200),该数据处理系统包括处理器(20)和与该处理器(20)相耦合的存储介质(21),其中,该处理器(20)适于基于存储在该存储介质(21)的计算机程序来确定印刷参数值(1),
其特征在于,该处理器(20)适于将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
18.一种呈计算机可读数据信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)根据权利要求17所述的装置的虚拟表示,该虚拟表示被配置为送入一个或多个制造机器以制造该装置,或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制一个或多个制造机器制造根据权利要求17所述的装置。
19.一种呈计算机可读数据载体信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)用于包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5)的喷墨印刷装置(2)的至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的单独印刷参数值(1),这些印刷参数值被配置为送入该喷墨印刷装置(2)以在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案;或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制该喷墨印刷装置(2)通过将至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的单独印刷参数值(1)应用到包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5)的该喷墨印刷装置(2)的至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)来在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案。
20.一种用于确定用于在眼镜镜片基材(4)的曲面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1)的计算机实施的方法(100),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,该方法包括以下方法步骤:
-(S1):获得与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b),其中,该输入数据用于确定该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系,
-(S2):将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),以及
-(S3):取决于该几何关系单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
21.如权利要求20所述的方法(100),其特征在于,该几何关系是通过选自由位移向量、速度向量、入射角α、距离Δ和弧长s组成的组的至少一个参数(11a,11b,11c)来描述的。
22.如权利要求20或权利要求21所述的方法(100),其特征在于,该输入数据(8,8c,8d)包括与环境条件、不可调油墨特性和/或该眼镜镜片基材(4)的材料特性有关的数据,并且其中,取决于与环境条件、不可调油墨特性和/或该眼镜镜片基材(4)的材料特性有关的数据来单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
23.如权利要求20至22中任一项所述的方法(100),其特征在于,该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)选自由喷射温度、喷射持续时间、喷射频率、范数值、波形参数和可调油墨特性组成的组。
24.如权利要求20至23中任一项所述的方法(100),其特征在于,单独确定该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的方法步骤(S3)包括推导参数映射(12),该参数映射包括将印刷参数值(1)分配给该眼镜镜片基材(4)的表面(3)上的数据点组。
25.如权利要求24所述的方法(100),其特征在于,推导该参数映射(12)包括将该眼镜镜片基材(4)的表面(3)转换为数据点网格。
26.如权利要求20至25中任一项所述的方法(100),其特征在于,单独确定该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的方法步骤(S3)包括提供查找表,该查找表包括描述了该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头之间的几何关系的参数(11a,11b,11c)与该可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的相关性。
27.如权利要求26结合权利要求25所述的方法(100),其特征在于,单独确定这些印刷参数值(1)包括从这些数据点的查找表中得出一组印刷参数值。
28.如权利要求26或权利要求27所述的方法(100),其特征在于,通过优化成本函数(S5)来推导出该参数映射(12),该成本函数应用于描述了该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系的参数(11a,11b,11c)与该可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)的相关性。
29.如权利要求20至28中任一项所述的方法(100),其特征在于,单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1),使得不必在印刷之前和/或在印刷期间调整该印刷头(5)相对于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)的倾角。
30.如权利要求20至29中任一项所述的方法(100),其特征在于,在单遍印刷内要使用该至少两个印刷喷嘴组。
31.如权利要求20至30中任一项所述的方法(100),其特征在于,每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)包括单个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)。
32.一种数据处理系统(200),该数据处理系统包括处理器(20)和与该处理器(20)相耦合的存储介质(21),其中,该处理器(20)适于基于存储在该存储介质(21)上的计算机程序确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,该处理器(20)适于将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且取决于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1),该几何关系是通过使用与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b)来确定的。
33.一种计算机程序,该计算机程序包括指令,当被计算机执行时,这些指令使该计算机确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,这些指令使该计算机将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且取决于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1),该几何关系是通过使用与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b)来确定的。
34.一种非暂时性计算机可读存储介质,该非暂时性计算机可读存储介质包括指令,当被计算机执行时,这些指令使该计算机确定用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2)的印刷参数值(1),该喷墨印刷装置(2)包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),其特征在于,这些指令使该计算机将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且取决于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值,该几何关系是通过使用与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b)来确定的。
35.一种用于喷墨印刷的方法,其中,使用至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)、用包括具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5)的喷墨印刷装置(2)在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案,其特征在于,根据如权利要求19至30中任一项所述的计算机实施的方法确定该至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1)。
36.如权利要求35所述的方法,其特征在于,该印刷头(5)相对于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)的倾角在印刷之前和/或在印刷期间不进行调整。
37.一种用于在眼镜镜片基材(4)的表面(3)上印刷图案的喷墨印刷装置(2),该喷墨印刷装置(2)包括:
-具有多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)的印刷头(5),以及
-数据处理系统(200),该数据处理系统包括处理器(20)和与该处理器(20)相耦合的存储介质(21),其中,该处理器(20)适于基于存储在该存储介质(21)的计算机程序来确定印刷参数值(1),
其特征在于,该处理器(20)适于将该多个印刷喷嘴(6,6a,6b,6c)分组为至少两个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e),并且取决于该眼镜镜片基材(4)的表面(3)与该印刷头(5)之间的几何关系单独确定每个印刷喷嘴组(10a,10b,10c,10d,10e)的至少一个可调印刷参数(7,7a,7b,7c,7d,7e,7f)的印刷参数值(1),该几何关系是通过使用与该眼镜镜片基材(4)的表面(3)和该印刷头(5)的几何特征有关的输入数据(8,8a,8b)来确定的。
38.一种呈计算机可读数据信号形式的数据集,该数据集包括以下种类数据中的至少一种:(i)根据权利要求37所述的装置的虚拟表示,该虚拟表示被配置为送入一个或多个制造机器以制造该装置,或(ii)包含计算机可读指令的数据,这些指令用于控制一个或多个制造机器制造根据权利要求37所述的装置。
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