JP2010520087A - ハンドヘルドプリンタの位置補正 - Google Patents

Abstract

ハンドヘルド画像変換デバイスにおいて位置を補正するシステム、装置および方法を説明する。当該ハンドヘルド画像変換デバイスは、当該デバイスの第１の位置を決定する位置モジュールと、当該位置に少なくとも部分的に基づいて、当該デバイスに隣接する媒体上に印刷物質を堆積させる印刷モジュールとを備えるとしてよい。当該デバイスはさらに、堆積された印刷物質を含む媒体の一部分の表面画像を撮像する撮像モジュールを備えるとしてよい。表面画像は、位置モジュールが当該デバイスの位置を決定する場合に用いられるとしてよい。ほかの実施形態も記載および請求されている。
【選択図】図１

Description

関連出願

本願は、仮出願第６０／８９２，７２２号（出願日：２００７年３月２日）の本出願であり、当該仮出願に基づいて優先権を主張する。当該仮出願の明細書の内容はすべて、本明細書と矛盾する部分がある場合にはその部分を除いて、参照により本願に組み込まれる。

本発明の実施形態は、画像変換技術に関する。特に、ハンドヘルド画像変換デバイスにおける位置補正に関する。

従来の印刷デバイスは、ほかの構造が印刷媒体を直交方向に進めることに対して、機械操作キャリッジを用いてプリントヘッドを直線方向に搬送する。プリントヘッドが印刷媒体の上を移動すると、画像が描かれ得る。携帯可能なプリンタの開発は、動作構造の寸法を小型化する技術によって行われている。しかし、プリントヘッドと印刷媒体とを相対的に移動させるための原理は、従来の印刷デバイスと同様のままである。このため、この相対的な移動のための構造によって、プリンタのサイズの小型化および印刷媒体として使用され得る材料が制限されてしまう。

ハンドヘルド印刷デバイスは一見、画像を媒体に印刷するべく操作者が印刷媒体上でハンドヘルドデバイスを操作できるように開発されている。しかし、ハンドヘルド印刷デバイスに関しては、操作者がデバイスを予測し得ない方向に移動させたり非線形に移動させたりするという問題がある。操作者がこのようにさまざまに移動させるので、プリントヘッドの正確な位置を決定するのが困難となる。このようなタイプの位置決めエラーは、印刷される画像の質に悪影響を及ぼし得る。特に、位置決めエラーは印刷動作全体にわたって複合的に累積し得るので、比較的大きい印刷ジョブの場合にこの問題が顕著である。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、画像変換処理全体にわたってハンドヘルド画像変換デバイスの位置を正確に決定し得るハンドヘルド画像変換デバイスを提供する。特に、本発明のさまざまな実施形態によると、１以上のナビゲーションセンサを制御して装置の第１の位置を決定する位置モジュールと、決定された第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積させる印刷モジュールと、光学撮像センサを制御して堆積された印刷物質を含む媒体の一部分の表面画像を撮像する撮像モジュールとを備え、位置モジュールはさらに、表面画像に少なくとも部分的に基づいて、装置の第２の位置を決定する、ハンドヘルド画像変換デバイスの制御ブロックが提供される。

一部の実施形態によると、位置モジュールはさらに、表面画像と装置のメモリに格納されている印刷画像の一部とを比較して、比較にさらに少なくとも部分的に基づいて、装置の第２の位置を決定する。

一部の実施形態によると、当該制御ブロックはさらに、画像ソースから画像を受信する通信インターフェースと、受信した画像を処理して印刷画像を生成する画像処理モジュールとを備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、位置モジュールはさらに、撮像されたほかの表面画像に少なくとも部分的に基づいて、装置のほかの位置を周期的に決定する。

一部の実施形態によると、位置モジュールは、基準位置と相対的に、装置の第１および第２の位置を決定する。

本発明の別の実施形態によると、画像変換デバイスが開示され得る。当該画像変換デバイスは、光学撮像センサと、１以上のナビゲーションセンサと、プリントヘッドと、制御ブロックとを備えるとしてよく、制御ブロックは、１以上のナビゲーションセンサを制御して装置の第１の位置を決定し、プリントヘッドを制御して、決定された第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積して、光学撮像センサを制御して、堆積された印刷物質を有する媒体の一部分の表面画像を撮像し、表面画像に少なくとも部分的に基づいて、装置の第２の位置を決定するとしてよい。

一部の実施形態によると、光学撮像センサは、第１の方向に複数のピクセルを有し、第２の方向に別の複数のピクセルを有する。

一部の実施形態によると、プリントヘッドは、直線方向の寸法をもち、１以上のノズル列を有する。光学撮像センサは、光学素子の直線状のアレイを有するとしてよく、光学素子の直線状のアレイの直線方向の寸法は、プリントヘッドの直線方向の寸法と同様であるとしてよい。１以上のノズル列のうち第１のノズル列は光学素子の直線状のアレイの第１の側に配置されるとしてよく、１以上のノズル列のうち第２のノズル列は光学素子の直線状のアレイの第２の側に配置されるとしてよい。

一部の実施形態によると、画像変換デバイスはさらに、それぞれの撮像ケージ内に配設されて、装置を隣接する媒体から一定距離だけ離間させる複数のボールをさらに備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、プリントヘッドは、光学撮像センサの複数の光学素子の周囲に配置される複数のノズルを有する。複数のノズルは、複数の光学素子の周囲にリング状に配置されるとしてよい。

さまざまな実施形態によるとさらに、画像変換の方法が提供される。当該方法は、画像変換デバイスの第１の位置を決定する段階と、決定された第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、画像変換デバイスに隣接する媒体上に印刷物質を堆積する段階と、堆積された印刷物質を含む媒体の一部分の表面画像を撮像する段階と、表面画像内における堆積された印刷物質の位置に少なくとも部分的に基づいて、画像変換デバイスの第２の位置を決定する段階とを備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、当該方法は、画像変換デバイスのメモリにおいて印刷画像にアクセスする段階と、表面画像と印刷画像の一部分とを比較する段階と、比較する段階に少なくとも部分的に基づいて、第２の位置を決定する段階とをさらに備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、当該方法は、複数の表面画像と、印刷画像の複数の部分とを比較する段階と、複数の表面画像と、印刷画像の複数の部分とを比較する段階に少なくとも部分的に基づいて、第２の位置を決定する段階とをさらに備えるとしてよい。

本発明のさまざまな実施形態に応じて、画像変換デバイス用の別の制御ブロックが開示され得る。当該制御ブロックは、装置の第１の位置を決定する手段と、決定された第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積する手段と、堆積された印刷物質を含む媒体の一部分の表面画像を撮像する手段と、表面画像内における堆積された印刷物質の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置の第２の位置を決定する手段とを備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、制御ブロックは、装置のメモリにおいて印刷画像にアクセスする手段と、表面画像と印刷画像の一部分とを比較する手段と、比較に少なくとも部分的に基づいて、第２の位置を決定する手段とをさらに備えるとしてよい。

一部の実施形態によると、当該制御ブロックはさらに、複数の表面画像と、印刷画像の複数の部分とを比較する手段と、複数の表面画像と、印刷画像の複数の部分とを比較する段階に少なくとも部分的に基づいて、第２の位置を決定する手段とをさらに備えるとしてよい。

さらに別の実施形態によると、機械アクセス可能媒体が開示され得る。当該機械アクセス可能媒体は、関連する命令を備える機械アクセス可能媒体であって、当該命令が実行されると装置は、装置の第１の位置を決定し、決定された第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積させ、堆積された印刷物質を含む媒体の一部分の表面画像を撮像し、表面画像内における堆積された印刷物質の位置に少なくとも部分的に基づいて、装置の第２の位置を決定する。

一部の実施形態によると、命令が実行されると装置はさらに、装置のメモリにおいて印刷画像にアクセスし、表面画像と印刷画像の一部分とを比較し、比較に少なくとも部分的に基づいて、第２の位置を決定する。

本発明の実施形態の特徴と考えられるその他の特徴については、請求項で記載されている。

本発明を実施形態例に基づいて説明するが、実施形態例は本発明を限定するものではない。実施形態例は添付図面において図示するが、同様の参照番号は同様の素子を指し示している。図面は以下の通りである。

本発明のさまざまな実施形態に係る、ハンドヘルド画像変換デバイスを備えるシステムを示す概略図である。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスを示す底面平面図である。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスを示す上面平面図である。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスの移動を示す図である。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスの位置決め動作を示すフローチャートである。

本発明のさまざまな実施形態に係る、印刷画像と撮像された表面画像との比較を示す図である。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスの印刷動作を示すフローチャートである。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスのスキャン動作を示すフローチャートである。

本発明のさまざまな実施形態に係るハンドヘルド画像変換デバイスの制御ブロックを実装することができるコンピューティングデバイスを示す図である。

以下に記載する詳細な説明では、本明細書の一部を成す添付図面を参照する。添付図面では、全図にわたって、同様の参照番号は同様の構成要素を指し示す。添付図面に図示するのは、本発明を実施し得る具体的な実施形態の例である。尚、ほかの実施形態も利用可能であり、本発明の範囲を逸脱することなく構造または論理を変更し得ることを理解されたい。このため、以下に記載する詳細な説明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の範囲は請求項およびその均等物によって定義されるものである。

明細書において「一実施形態」または「実施形態」と言及する場合、当該実施形態に関連付けて説明される具体的な特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書では何度も「一実施形態において」という表現を使用するが、その可能性はあるものの、必ずしもすべてが同一の実施形態を指すとは限らない。

「Ａおよび／またはＢ」という表現は、（Ａ）、（Ｂ）、または（ＡおよびＢ）を意味する。「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」という表現は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。「（Ａ）Ｂ」という表現は、（ＡＢ）または（Ｂ）を意味する。つまり、Ａは任意である。

図１は、本発明のさまざまな実施形態に係る、以下ではＩＴデバイス１０４と呼ばれるハンドヘルド画像変換（ＩＴ）デバイス１０４を備えるシステム１００を示す概略図である。ＩＴデバイス１０４は、ＩＴ動作全体にわたって、プリントヘッド１１２および／または１以上の光学撮像センサ１１６との精密且つ正確な位置決めを容易にするための構成要素を含む制御ブロック１０８を有するとしてよい。この位置決めによって、本明細書において説明されるように、真に可動性および多用途性を有するプラットフォームにおいて信頼性の高い画像変換処理が実現可能となり得る。

本明細書で使用する場合、「画像変換」という表現は、特定の状況で（例えば、媒体において）存在する画像を、別の状況の画像に変換することを意味し得る。例えば、ＩＴ動作はスキャン動作であってよい。この場合、対象画像、例えば有形媒体上に存在する画像が、ＩＴデバイス１０４によってスキャンされて、対象画像に対応する取得画像が形成され、ＩＴデバイス１０４のメモリに格納される。別の例を挙げると、ＩＴ動作は印刷動作であってよい。この場合、取得画像、例えばＩＴデバイス１０４のメモリに存在する画像は、印刷媒体に印刷されるとしてよい。

制御ブロック１０８は、当該制御ブロック１０８を画像転送デバイス１２４に通信可能に結合する通信インターフェース１２０を含むとしてよい。画像転送デバイス１２４は、変換対象の画像に関連するデータを送信可能なデバイスであれば、どのような種類のものであってもよい。画像転送デバイス１２４は、デスクトップコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、可動式コンピューティングデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話等の汎用コンピューティングデバイスを含むとしてよく、または、画像データ等のデータを格納するための、フラッシュメモリデータストレージデバイス等の取り外し可能なストレージデバイスであってもよい。画像転送デバイス１２４が、例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ストレージデバイス等の取り外し可能なストレージデバイスである場合、通信インターフェースは、当該ストレージデバイスを受け入れるためのポート、例えばＵＳＢポートを含むとしてよい。

通信インターフェース１２０は、無線リンクを介して画像転送デバイス１２４と通信可能に結合されるべく、無線送受信機を含むとしてもよい。当該リンクを介して、無線スペクトル、赤外線スペクトル、またはマイクロ波スペクトルの周波数を持つ電磁波を変調することによって、画像データを無線送信するとしてよい。

無線リンクによって、ＩＴデバイス１０４の可動性および多用途性が高められ得る。しかし一部の実施形態では、画像転送デバイス１２４と通信インターフェース１２０とを通信可能に結合する有線リンクを、無線リンクに加えて／無線リンクに代えて含むとしてよい。

一部の実施形態によると、通信インターフェース１２０は、１以上の有線ネットワークおよび／または無線ネットワークを介して、画像転送デバイス１２４と通信するとしてよい。１以上の有線ネットワークおよび／または無線ネットワークは、これらに限定されないが、パーソナルエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク等を含む。データ送信は、これらに限定されないが、８０２．１１、８０２．１６、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、イーサネット（登録商標）等を始めとする数多くの規格および／または仕様のうち任意のものに準拠して実行されるとしてよい。

ＩＴ動作が印刷動作を含む実施形態によると、画像転送デバイス１２４は、印刷されるべき画像に関連する画像データを、通信インターフェース１２０を介してＩＴデバイス１０４に対して転送するとしてよい。通信インターフェース１２０はそして、受信した画像データを、オンボードの画像処理モジュール１２８に送信するとしてよい。画像処理モジュール１２８は、続いて実行される印刷処理を容易にするような方法で、受信した画像データを処理するとしてよい。画像処理モジュール１２８が生成する処理後の画像を、印刷画像と呼ぶとしてよい。画像処理技術には、ディザリング、解凍、ハーフトーン化、色平面分離、および／または、画像格納が含まれるとしてよい。さまざまな実施形態によると、これらの画像処理動作のうち一部または全てが、画像転送デバイス１２４または別のデバイスによって実行されるとしてよい。その後印刷画像は、印刷モジュール１３２に送信されるとしてよく、印刷モジュール１３２において画像が印刷されることを予測してキャッシュされる。

印刷モジュール１３２はさらに、位置モジュール１３４から、基準位置に対して相対的に決まるプリントヘッド１１２の位置を示す位置決め情報を受信するとしてよい。位置モジュール１３４は、１以上のナビゲーションセンサ１３８と通信可能に結合されるとしてよい。

ナビゲーションセンサ１３８は、例えばＬＥＤ、レーザ等の光源と、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体、例えば印刷媒体、について、ＩＴデバイス１０４が当該媒体上を移動する際に、一連の画像を撮像する光電子センサとを含むとしてよい。位置モジュール１３４は、ナビゲーションセンサ１３８が生成するナビゲーション画像を処理して、媒体の構造変化を検出するとしてよい。連続する画像における構造変化の動きは、媒体と相対的なＩＴデバイス１０４の移動を示唆し得る。この相対的な移動を追跡することによって、ナビゲーションセンサ１３８の正確な位置を容易に決定できるようになるとしてよい。ナビゲーションセンサ１３８は、プリントヘッド１１２と構造的に固定された関係にあり、その固定的な関係が維持されるとしてよい。このため、プリントヘッド１１２の正確な位置を算出することができる。ほかの実施形態によると、撮像を行わないナビゲーションセンサを用いるとしてもよい。

本明細書の実施形態で用いる場合、「印刷媒体」という用語は、印刷物質、例えばインク、粉末等を堆積させるべき任意の種類の媒体を意味するとしてよい。これは、印刷用紙、または、従来の印刷デバイスに関連付けて通常連想される、その他の薄くて可撓性を有する印刷媒体に限定されない。

ナビゲーションセンサ１３８の動作特性は、所望の精度でＩＴデバイス１０４の移動を追跡するのに十分な程度に設定されるとしてよい。一例を挙げると、ナビゲーションセンサ１３８は、１秒当たり約２０００フレームを処理するとしてよい。ここで、１フレームは３０×３０ピクセルの矩形状アレイを含むとする。１ピクセルは、６ビットの干渉縞値を検出するとしてよい。例えば、６４レベルで干渉縞を感知することができる。さまざまな実施形態によると、本明細書で説明するように、位置補正を用いることによって、ナビゲーションセンサ１３８の分解能は、所望の位置決め精度をサポートするために必要な分解能よりも低くてよい。

印刷モジュール１３２は、位置決め情報を受信すると、対応する位置を含む印刷画像の一部分に、プリントヘッド１１２の位置を調整するとしてよい。そして印刷モジュール１３２は、処理後の画像の対応する部分を表現するように印刷媒体に印刷物質を堆積させるべく、プリントヘッド１１２を制御するとしてよい。

プリントヘッド１１２は、液体状のインクの液滴を放出するノズルを複数持つインクジェットプリントヘッドであってよい。当該インクは、容器／カートリッジに収められているとしてよいが、黒色であってもよいし、および／または、多くのさまざまな色のうち任意の色であってよい。一般的なフルカラーインクジェットプリントヘッドは、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインクのノズルを有するとしてよい。ほかの実施形態では、別の印刷技術、例えば、レーザプリンタまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンタのようなトナー方式プリンタ、ソリッドインク方式プリンタ、昇華型プリンタ、インクを利用しないプリンタ等を利用するとしてよい。

制御ブロック１０８はさらに、撮像モジュール１４２を含むとしてよい。撮像モジュール１４２は、光学撮像センサ１１６と通信可能に結合されるとしてよい。光学撮像センサ１１６は、複数の別個のセンサ素子を含むとしてよい。光学撮像センサ１１６は、印刷媒体の表面画像を複数撮像するとしてよく、このような表面画像をそれぞれコンポーネント表面画像と呼ぶ。撮像モジュール１４２は、コンポーネント表面画像を組み合わせてコンポジット画像を生成するとしてよい。撮像モジュール１４２は、位置モジュール１３４から位置決め情報を受信して、コンポーネント表面画像を並べてコンポジット画像を生成する処理を進める。

ナビゲーションセンサに比べると、光学撮像センサの方が、分解能がより高く、ピクセルサイズがより小さくて、および／または、光に関する要件がより高いとしてよい。ナビゲーションセンサが媒体の詳細な構造を撮像するように構成されている一方、光学撮像センサは媒体自身の表面を撮像するように構成されているとしてよい。

ＩＴデバイス１０４がフルカラー画像をスキャン可能である実施形態によると、光学撮像センサ１１６は複数の異なる色をスキャンするセンサ素子を有するとしてよい。

ＩＴデバイス１０４が生成するコンポジット画像はその後、例えば電子メール、ファックス、ファイル転送プロトコル等によって、画像転送デバイス１２４に送信されるとしてよい。コンポジット画像は、このような構成に加えて／このような構成に代えて、後に参照、転送、印刷等されるべく、ＩＴデバイス１０４にローカルに格納されるとしてもよい。

撮像モジュール１４２は、コンポジット画像の生成に加えて（またはコンポジット画像の生成に代えて）、位置モジュール１３４のキャリブレーションを実行するべく利用されるとしてよい。さまざまな実施形態によると、コンポーネント表面画像（個々のコンポーネント表面画像、任意の複数のコンポーネント表面画像の集合、またはコンポジット画像として組み合わせられたもの）は、印刷媒体のうち印刷物質が少なくともいくらか堆積させられている一部分について撮像されるとしてよい。位置モジュール１３４はそして、これらのコンポーネント表面画像と、画像処理モジュール１２８がレンダリングした印刷画像の対応する部分とを比較して、累積した位置決めエラーの補償、および／または、例えばＩＴデバイス１０４が画像変換動作中に印刷媒体から離されてしまった結果、位置モジュール１３４が基準点を見失ってしまった場合には位置モジュール１３４の再配向を実行する。コンポーネント画像を用いてＩＴデバイス１０４の位置を補正する処理は、図４から図６を参照しつつ詳細に後述する。

ＩＴデバイス１０４はさらに、制御ブロック１０８に接続されている電源１５０を有するとしてよい。電源１５０は、可動式の電源であってよく、例えば、電池、再充電可能な電池、太陽発電を利用した電源等であってよい。ほかの実施形態によると、電源１５０は、このような構成に加えて／このような構成に代えて、別の構成要素（例えば、画像転送デバイス１２４、交流（ＡＣ）コンセントに結合された電力コード等）によって提供される電力を調整するとしてよい。

図２は、本発明のさまざまな実施形態に係る、ＩＴデバイス２００を示す底面平面図である。ＩＴデバイス２００は、実質的にＩＴデバイス１０４と置き換え可能であるとしてよいが、一対のナビゲーションセンサ２０４と、光学撮像センサ２０８と、プリントヘッド２１２とを備えるとしてよい。

一対のナビゲーションセンサ２０４は、光学撮像センサ２０８および／またはプリントヘッド２１２に関する位置決め情報を決定するべく、位置モジュールによって利用されるとしてよい。上述したように、光学撮像センサ２０８および／またはプリントヘッド２１２と、ナビゲーションセンサ２０４との近接した関係は、ナビゲーションセンサ２０４によって得られる情報に基づいて光学撮像センサ２０８および／またはプリントヘッド２１２の位置決めを進めるべく、固定されるとしてよい。

プリントヘッド２１２は、複数の異なる色のインク用のノズル列を複数有するインクジェットプリントヘッドであってよい。具体的には、図２に示すように、プリントヘッド２１２は、シアンインク用のノズル列２１２ｃと、マゼンタインク用のノズル列２１２ｍと、イエローインク用のノズル列２１２ｙと、黒インク用のノズル列２１２ｋとを有するとしてよい。プリントヘッド２１２のノズル列は、光学撮像センサ２０８の周囲に配置されるとしてよい。このような構成とすることによって、光学撮像センサ２０８が、ＩＴデバイス２００の主な移動である側方移動に関して、さまざまな形成段階にある処理後画像を表している、印刷媒体に堆積させられたインクに関する情報を取得することができるとしてよい。

さまざまな実施形態によると、プリントヘッド２１２のノズルおよび光学撮像センサ２０８のセンサ素子の配設はさらに、手で動かされるＩＴデバイス２００の移動が本質的に予測不可能であることに対応するべく構成されているとしてよい。例えば、ＩＴデバイス２００ではノズルおよびセンサ素子が直線状のアレイで配置されているが、ほかの実施形態ではノズルおよび／またはセンサ素子を別のパターンに従って配置するとしてよい。一部の実施形態によると、ノズルはセンサ素子の周囲を完全に取り囲むように配置されて、ＩＴデバイス２００がどのように移動させられようとも光学撮像センサ２０８は堆積させられたインクを反映するコンポーネント画像を撮像できるようにするとしてよい。一部の実施形態によると、ノズルはセンサ素子の周囲にリング状に（例えば、同心円状に、入れ子状の矩形パターン等で）配置されるとしてもよい。

図２に示すノズル列２１２ｃ、２１２ｍ、２１２ｙ、および２１２ｋは色別に列で配置されているが、ほかの実施形態では、印刷媒体上でＩＴデバイス２００を自然な方向で移動させることによって、適切な色のインクを適切な量だけ印刷媒体に堆積させる可能性が高まるような方法で、異なる色のノズルを混合するとしてもよい。

図２に示す実施形態によると、光学撮像センサ２０８の直線方向の寸法は、プリントヘッド２１２のノズル列の直線方向の寸法と同様であってよい。直線方向の寸法とは、特定の構成要素の主軸、例えば、図２に示す光学撮像センサ２０８の垂直軸の方向の寸法を意味するとしてよい。直線方向の寸法が同様であるということは、スキャン動作および印刷動作を完全に実行するためには印刷媒体上を略同じだけ通過させる必要があることを意味するとしてよい。さらに、直線方向の寸法が同様であるということは、光学撮像センサ２０８が撮像するコンポーネント表面画像が、プリントヘッド２１２の一のノズル列全体からのインクの堆積に対応し得るので、位置決めキャリブレーションを容易にし得る。

普通の光学撮像センサと同様に、一実施形態に係る光学撮像センサ２０８は、複数の、例えば、６００個の光学素子（または「ピクセル」）を主軸に沿って持つとしてよい。しかし、幅が１ピクセルのみである通常の光学撮像センサとは異なり、光学撮像センサ２０８は、複数の、例えば５０個のピクセルを副軸に沿って持つとしてよい。主軸に沿って設けられているピクセルの数は、プリントヘッドおよび／またはスキャン幅として十分な幅と同様の直線状の寸法が得られるように選択されるとしてよい。副軸に沿って設けられるピクセルの数は、媒体上をＩＴデバイス２００が期待される速度で移動させられる場合に、連続するコンポーネント画像同士が重複する可能性が十分にあるように選択されるとしてよい。このような重複部分によって、組み合わせプロセスにおける位置合わせが容易になるとしてよい。

ＩＴデバイス２００は、ＩＴデバイス２００の構成要素を媒体から所望の距離だけ離間させるスペーサ２１４を備えるとしてよい。一部の実施形態によると、スペーサは撮像ケージに設けられるボールを含み得る。このため、固定されていない媒体上であっても、媒体を動かすことなく、ＩＴデバイス２００を移動させることができるようになるとしてよい。

基準点２１６は、光学撮像センサ２０８および／またはプリントヘッド２１２の位置決めの際に、基準点として用いられるとしてよい。

図３は、本発明のさまざまな実施形態に係るＩＴデバイス２００を示す上面平面図である。ＩＴデバイス２００は、ＩＴデバイス２００を利用することによって実現される機能を提供するためのさまざまなユーザ入力／出力を備えるとしてよい。ＩＴデバイス２００の基本的な機能の一部を実現するべく利用され得る入力／出力の例をいくつか挙げると、これらに限定されないが、印刷動作を開始／再開するための印刷制御入力３０４、スキャン動作を開始／再開するためのスキャン制御入力３０８、およびディスプレイ３１２などがある。

ディスプレイ３１２は、受動型ディスプレイ、対話型ディスプレイ等であってよいが、ユーザに対してさまざまな情報を提供するとしてよい。この情報は、ＩＴデバイス２００の現在の動作ステータス（例えば、印刷中、印刷準備完了、スキャン中、スキャン準備完了、印刷画像受信中、印刷画像送信中、スキャン画像送信中等）、電池の残存電力、エラー（例えば、スキャン／位置決め／印刷エラー等）、命令（例えば、「再配向のため画像の印刷対象部分にデバイスを位置決めして下さい」等）に関連しているとしてよい。ディスプレイ３１２は、対話型ディスプレイである場合、制御入力３０４および３０８に加えて、または、制御入力３０４および３０８に代えて、制御インターフェースを提供し得る。

図４は、ＩＴデバイス２００の移動を説明するための図であり、図５は、本発明のさまざまな実施形態に係る、これに対応する位置決め動作を示すフローチャート５００である。位置決め動作は、例えば印刷制御入力３０４またはスキャン制御入力３０８を起動することによって、ＩＴ動作が開始されるブロック５０４において開始されるとしてよい。

ブロック５０８において、ＩＴデバイス２００が備える位置モジュールは基準位置４０４を設定するとしてよい。基準位置４０４は、ＩＴデバイス２００が媒体４０８上に設定されて初期化されることによって、構築されるとしてよい。ＩＴデバイス２００が印刷媒体４０８上にセットされたことを確実にするには、ＩＴデバイス２００が所定の位置に配置されれば制御入力を起動するようにユーザに対して命令するとしてもよいし、および／または、ＩＴデバイス２００を適切に配設することを位置決め動作を始める前の条件として設定するとしてよい。一部の実施形態によると、ＩＴデバイス２００が適切に配設されているか否かは、ナビゲーションセンサ２０４、光学撮像センサ２０８、および／または、その他のセンサ（例えば、近接センサ）を用いることによって、自動的に決定されるとしてよい。

基準位置を構築する際には、基準点２１６またはＩＴデバイス２００のその他の基準と、印刷媒体４０８の所定の位置（例えば、印刷媒体３１２の左下の隅）および／または印刷対象の画像の所定の位置（例えば、印刷対象の画像の左下の隅）とを位置合わせするように、ユーザに命令するとしてよい。

基準位置４０４が構築されると、ワールド・スペース（ｗｏｒｌｄ−ｓｐａｃｅ：ｗ−ｓ）座標系４２０に対して、基準点２１６（または別の点）の位置に設定される原点、ｘ軸４２４、およびｙ軸４２８が与えられるとしてよい。

基準位置４０４が設定されると、ＩＴデバイス２００は次の位置４３２へと移動させられるとしてよい。続いて位置モジュールは、位置決め情報を決定するとしてよい。例えば、ブロック５１２において、ナビゲーションセンサ２０４を用いて、基準位置４０４に対する並進Ｔおよび／または回転Θを決定するとしてよい。位置決め情報は、ナビゲーションセンサ２０４の位置の漸増的な変化を追跡すること、および、この漸増的な変化をｗ−ｓ座標系４２０におけるΔｘ値およびΔｙ値に変換することによって決定されるとしてよい。

位置モジュールはさらに、ブロック５１６において、光学撮像センサ２０８から撮像された表面画像を受信して、画像処理モジュールから印刷画像データを受信するとしてよい。これらの画像は互いに比較されて、必要であれば、ブロック５２０において位置決め情報を補正するとしてよい。

図６は、本発明の一実施形態において、撮像された表面画像６０４と印刷画像６０８の一部分とを位置補正を行うべく比較している様子を示す図である。撮像された表面画像６０４は、１以上のコンポーネント画像を含むとしてよいが、特徴６１２および６１６を有するとしてよい。特徴６１２および６１６はそれぞれ、印刷物質が別個に堆積させられた部分であってもよいし、または、組み合わせられると一のパターンを形成する複数の印刷物質の堆積部分であってもよい。それぞれ特徴６１２および６１６に対応付けられる特徴６２０および６２４を有する印刷画像６０８の一部分は、ＩＴデバイス２００のメモリにあるとしてよい。特徴６２０および６２４は、印刷モジュールが印刷物質を堆積させるはずの領域を表すとしてよい。

撮像された画像６０４を印刷画像６０８に重ねて、さまざまな特徴の位置を比較するとしてよい。具体的には、撮像された表面画像６０４と印刷画像６０８とを位置モジュールが比較することによって、位置決め情報のΔｘを値６１２によって正のｘ方向に調整する必要があるか否か、および、位置決め情報のΘを値６１６によって調整する必要があるか否かが決定されるとしてよい。このようにして補正された位置決め情報に基づいて、以降の位置決定が実行されるとしてよい。

表面画像に含まれる特徴６１２および６１６が印刷画像に含まれる特徴６２０および６２４と真に相関していると結論付けるためには、調査境界内、例えば、撮像された表面画像６０４の境界内において、特徴パターンが一意的に特定可能であることが望ましいとしてよい。

調査境界内において相関可能な特徴が発見されない場合は（特徴が一意的に特定できない場合、または印刷物質の堆積が不十分である場合が考えられ得る）、調査境界を拡大するとしてよい。例えば、相関可能な特徴が発見されるまで、コンポーネント表面画像を組み合わせて調査境界を拡大するとしてよい。これに代えて、調査境界内で、後続して撮像される表面画像が相関可能な特徴を特定するまで、補正を実行しないとしてもよい。

位置補正は、撮像されたコンポーネント表面画像毎に実行される必要はないとしてもよい。定期的に補正を行えば、ＩＴデバイス２００を正確に追跡するためには十分で、位置モジュールの演算リソースに過剰な負荷を避けることもできるとしてよい。

ブロック４２０における補正に続いて、ブロック４２４において、位置モジュールは位置決め動作が完了したか否かを決定するとしてよい。位置決め動作が完了していないと決定される場合、ブロック４１２に戻って、ＩＴデバイス２００の別の位置に関する別の位置決定を、補正された位置決め情報に基づいて実行するとしてよい。位置決め動作の終了であると決定される場合には、ブロック４２８において終了するとしてよい。位置決め動作の終了は、ＩＴ動作の終了に結び付けられているとしてよく、この点については図７および図８を参照しつつ後述する。

位置決め情報のエラーは、ＩＴ動作全体を通じて漸増的な位置の変化がナビゲーションセンサ２０４によって記録されてｗ−ｓ座標系４２０に変換されるので、徐々に累積されていく傾向があるとしてよい。本明細書において開示されている実施形態に係る位置補正を利用することによって、このような位置決めエラーの累積を低減および／または緩和するとしてよい。しかし、このような補正を行ったとしても、一部の位置決めエラーは依然として累積される可能性がある。このため、印刷された画像が基準位置に近接しているほど、印刷された画像からより信頼性の高い位置決め情報が得られるとしてよい。したがって、一部の実施形態によると、ＩＴデバイス２００は印刷された画像のこのような部分の信頼性を利用して、印刷された画像のうち基準位置４０４により近い領域に周期的に引き返して、位置補正を実行するとしてよい。このような処理は、印刷幅が前の印刷幅の一部と重複することによって、自然に実行されるとしてよい。

図７は、本発明のさまざまな実施形態に係る、ＩＴデバイス２００の印刷動作を示すフローチャート７００である。印刷動作はブロック７０４で開始されるとしてよい。印刷モジュールは、ブロック７０８において、画像処理モジュールから処理後の画像を受信するとしてよい。ブロック７１２において、処理後の画像を受信すると、ディスプレイは、ＩＴデバイス２００が印刷準備完了状態にあることを指し示すとしてよい。

印刷モジュールは、ブロック７１６において、印刷制御入力３０４を起動することによってユーザが生成する印刷コマンドを受信するとしてよい。そして印刷モジュールは、ブロック７２０において、位置モジュールから位置決め情報を受信するとしてよい。印刷モジュールは、ブロック７２４において、所与の位置において印刷物質を堆積させるか否かを決定するとしてよい。印刷物質を堆積させるか否かは、所与の位置に対する総液滴体積および既に堆積された液滴の体積の関数として決定されるとしてよい。

ブロック７２４においてこれ以上印刷物質を堆積させないと決定される場合、ブロック７２８に進んで、印刷動作の終了であるか否かを決定するとしてよい。ブロック７２４においてさらに印刷物質を堆積させるべきと決定される場合、印刷モジュールは、ブロック７３２において、ノズルから印刷物質を滴下させるためのプリントヘッドに制御信号を生成および送信することによって、適切な量の印刷物質を堆積させるとしてよい。

ブロック７２８において印刷動作の終了であるか否かは、印刷された体積と総印刷体積との比の関数として決定されるとしてよい。一部の実施形態によると、印刷された体積が総印刷体積未満であっても、印刷動作の終了に到達するとしてよい。例えば、一実施形態では、印刷された体積が総印刷体積の９５％になれば、印刷動作の終了に到達したものとみなすとしてよい。しかし、残りの体積の分布が、印刷動作終了の分析において考慮されるとしてもよい。例えば、５％の残りの体積が比較的小さい領域において分布している場合、印刷動作は完了したと見なされないとしてもよい。

一部の実施形態によると、印刷ジョブの終了は、ユーザが手動で印刷動作をキャンセルすることによって確定されるとしてもよい。

ブロック７２８において、印刷動作が完了したと決定される場合、ブロック７３６において印刷動作は完結するとしてよい。

ブロック７２８において、印刷動作が完了していないと決定される場合、ブロック７２０に戻るとしてよい。

図８は、本発明のさまざまな実施形態に係る、ＩＴデバイス２００のスキャン動作を示すフローチャート８００である。スキャン動作はブロック８０４において開始されるとしてよい。ブロック８０４においては、スキャン制御入力３０８を起動することによってユーザが生成するスキャンコマンドを受信する。

撮像モジュールは、ブロック８０８において、光学撮像センサ２０８を制御して、１以上のコンポーネント画像を撮像するとしてよい。一部の実施形態によると、スキャン動作は、ＩＴデバイス２００が媒体上に配設された場合にのみ、開始されるとしてよい。媒体上に配設されたことを確実にするためには、印刷動作に関連して上述した方法と同様の方法、例えば、ＩＴデバイス２００が適切な位置に配設された場合にのみスキャン動作を開始するようユーザに命令すること、および／または、ＩＴデバイス２００が適切な位置に配設されたことを自動的に決定することを利用する。

撮像モジュールは、ブロック８１２において位置モジュールから位置決め情報を受信して、ブロック８１６においてコンポーネント画像をコンポジット画像に追加するとしてよい。撮像モジュールはそして、ブロック８２０において、スキャン動作が完了したか否かを判断するとしてよい。

スキャン動作の終了は、ユーザが手動でスキャン動作をキャンセルすることによって決定されるとしてもよいし、および／または、自動的に決定されるとしてもよい。一部の実施形態によると、スキャンジョブの終了は、所定の画像境界内の全ての箇所がスキャンされた場合に、自動的に決定されるとしてもよい。所定の画像境界は、スキャンされるべき画像の寸法をユーザが与えるか、または、スキャン動作の初期の段階においてＩＴデバイス２００によって境界をたどることによって、決定されるとしてよい。

ブロック８２０においてスキャン動作が完了したと決定される場合、ブロック８２４においてスキャン動作は完結するとしてよい。

ブロック８２０においてスキャン動作が完了していないと決定される場合、スキャン動作はブロック８０８に戻る。

図９は、さまざまな実施形態に係る、制御ブロック、例えば制御ブロック１０８を実装することができるコンピューティングデバイス９００を示す図である。図示されているように、そのような実施形態によると、コンピューティングデバイス９００は、互いに図示されているように結合されている、１以上のプロセッサ９０４と、メモリ９０８と、バス９１２とを備える。コンピューティングデバイス９００はさらに、ストレージ９１６と、ストレージ９１６および前述した構成要素と図示されているように結合されている１以上の入出力インターフェース９２０とを備える。コンピューティングデバイス９００の構成要素は、本明細書において記載するようなＩＴデバイスの制御ブロックの画像変換機能および／または位置決め機能を実現するように設計されるとしてよい。

メモリ９０８およびストレージ９１６は、具体的には、符号９２４およびデータ９２８の一時的コピーおよび永続的コピーを含むとしてよい。符号９２４は、プロセッサ９０４によってアクセスされると、本発明の実施形態に係る制御ブロックのさまざまなモジュールに関連付けて説明した動作をコンピューティングデバイス９００に実行させる、命令を含むとしてよい。処理データ９２８は、符号９２４の命令によって処理されるべきデータを含むとしてよい。具体的には、プロセッサ９０４が符号９２４およびデータ９２８にアクセスすることによって、本明細書に記載するような画像変換動作および／または位置決め動作を進めるとしてよい。

プロセッサ９０４は、１以上のシングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等を含むとしてよい。

メモリ９０８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＲＡＭ（ＤＤＲＲＡＭ）等を含むとしてよい。

ストレージ９１６は、集積化されたストレージデバイスおよび／または周辺ストレージデバイスを含むとしてよく、これらに限定されないが、例えば、ディスクおよび関連するドライブ（例えば、磁気ディスク、光ディスク）、ＵＳＢストレージデバイスおよび関連するポート、フラッシュメモリ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性半導体デバイス等を含むとしてよい。ストレージ９１６は、コンピューティングデバイス９００の物理的な一部であるストレージリソースであってもよいし、または、コンピューティングデバイス９００によってアクセス可能であるが必ずしもその一部ではないとしてもよい。例えば、ストレージ９１６は、ネットワークを介してコンピューティングデバイス９００からアクセス可能としてもよい。

Ｉ／Ｏインターフェース９２０は、周辺ハードウェア、例えば、プリントヘッド１１２、ナビゲーションセンサ１３８、光学撮像センサ１１６等および／またはリモートデバイス、例えば、画像転送デバイス１２４等と通信するべく設計されているインターフェースを含むとしてよい。

さまざまな実施形態によると、コンピューティングデバイス９００は、より多くまたはより少ない素子を備えるとしてよいし、および／または、別のアーキテクチャを有するとしてよい。

本明細書では具体的な実施形態を図示および説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、図示および説明された具体的な実施形態を置換し得る別の実装例および／または均等な実装例としてさまざまなものが存在し得ることは当業者には明らかである。本願は本明細書に記載した実施形態の適応例または変更例をいかなるものであっても含むものとする。このため、本発明を限定するのは請求項およびその均等物のみであることを明らかにすると共に意図しておく。

Claims (20)

1. 装置であって、
   １以上のナビゲーションセンサを制御して前記装置の第１の位置を決定する位置モジュールと、
   決定された前記第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積させる印刷モジュールと、
   光学撮像センサを制御して、堆積された前記印刷物質を含む前記媒体の一部分の表面画像を撮像する撮像モジュールと
   を備え、
   前記位置モジュールはさらに、撮像された前記表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記装置の第２の位置を決定する
   装置。
2. 前記位置モジュールはさらに、撮像された前記表面画像と前記装置のメモリに格納されている印刷画像の一部とを比較して、前記比較にさらに少なくとも部分的に基づいて、前記装置の前記第２の位置を決定する
   請求項１に記載の装置。
3. 画像ソースから画像を受信する通信インターフェースと、
   前記画像を処理して前記印刷画像を生成する画像処理モジュールと
   をさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記位置モジュールは、撮像されたほかの表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記装置のほかの位置を周期的に決定する
   請求項２に記載の装置。
5. 前記位置モジュールは、基準位置と相対的に、前記装置の前記第１および第２の位置を決定する
   請求項１に記載の装置。
6. 装置であって、
   光学撮像センサと、
   １以上のナビゲーションセンサと、
   プリントヘッドと、
   制御ブロックと
   を備え、
   前記制御ブロックは、
   前記１以上のナビゲーションセンサを制御して前記装置の第１の位置を決定し、
   前記プリントヘッドを制御して、決定された前記第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積して、
   前記光学撮像センサを制御して、堆積された前記印刷物質を含む前記媒体の一部分の表面画像を撮像し、
   撮像された前記表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記装置の第２の位置を決定する
   装置。
7. 前記光学撮像センサは、第１の方向に第１の複数のピクセルを有し、第２の方向に第２の複数のピクセルを有する
   請求項６に記載の装置。
8. 前記プリントヘッドは、１以上のノズル列を有する
   請求項６に記載の装置。
9. 前記光学撮像センサは、光学素子の直線状のアレイを有し、前記光学素子の直線状のアレイの直線方向の寸法は、前記プリントヘッドの直線方向の寸法と同様である
   請求項８に記載の装置。
10. 前記１以上のノズル列のうち第１のノズル列は前記光学素子の直線状のアレイの第１の側に配置され、前記１以上のノズル列のうち第２のノズル列は前記光学素子の直線状のアレイの第２の側に配置される
    請求項９に記載の装置。
11. それぞれの撮像ケージ内に配設されて、前記装置を隣接する媒体から一定距離だけ離間させる複数のボール
    をさらに備える請求項６に記載の装置。
12. 前記プリントヘッドは、前記光学撮像センサの複数の光学素子の周囲に配置される複数のノズルを有する
    請求項６に記載の装置。
13. 前記複数のノズルは、前記複数の光学素子の周囲にリング状に配置される
    請求項１２に記載の装置。
14. 画像変換デバイスの第１の位置を決定する段階と、
    決定された前記第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記画像変換デバイスに隣接する媒体上に印刷物質を堆積する段階と、
    堆積された前記印刷物質を含む前記媒体の一部分の表面画像を撮像する段階と、
    撮像された前記表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記画像変換デバイスの第２の位置を決定する段階と
    を備える方法。
15. 前記画像変換デバイスのメモリにおいて印刷画像にアクセスする段階と、
    撮像された前記表面画像と前記印刷画像の一部分とを比較する段階と、
    前記比較する段階に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の位置を決定する段階と
    をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. 複数の撮像された表面画像と、前記印刷画像の複数の部分とを比較する段階と、
    前記複数の撮像された表面画像と、前記印刷画像の前記複数の部分とを比較する段階に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の位置を決定する段階と
    をさらに備える、請求項１５に記載の方法。
17. 装置であって、
    前記装置の第１の位置を決定する手段と、
    決定された前記第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積する手段と、
    堆積された前記印刷物質を含む前記媒体の一部分の表面画像を撮像する手段と、
    撮像された前記表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記装置の第２の位置を決定する手段と
    を備える装置。
18. 前記装置のメモリにおいて印刷画像にアクセスする手段と、
    撮像された前記表面画像と前記印刷画像の一部分とを比較する手段と、
    前記比較に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の位置を決定する手段と
    をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
19. 関連する命令を備える機械アクセス可能媒体であって、前記命令が実行されると装置は、
    前記装置の第１の位置を決定し、
    決定された前記第１の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記装置に隣接する媒体上に印刷物質を堆積させ、
    堆積された前記印刷物質を含む前記媒体の一部分の表面画像を撮像し、
    撮像された前記表面画像に少なくとも部分的に基づいて、前記装置の第２の位置を決定する
    機械アクセス可能媒体。
20. 前記命令が実行されると前記装置はさらに、
    前記装置のメモリにおいて印刷画像にアクセスし、
    撮像された前記表面画像と前記印刷画像の一部分とを比較し、
    前記比較に少なくとも部分的に基づいて、前記第２の位置を決定する
    請求項１９に記載の機械アクセス可能媒体。

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