用于识别在物体上印刷图像的位置和操作印刷头以在物体上印刷图像的系统和方法技术方案

一种直接到物体印刷机，其包含图像投影仪，所述图像投影仪在所述保持器之前将图像投影在紧固在保持器中的物体上并且所述物体通过多个印刷头以将墨图像印刷在所述物体上。相机在所述物体上生成所述投影图像的图像序列以使操作员能够选择在用于所述图像的所述印刷的所述物体上的位置并且以通过用户界面识别所述图像的失真，因此控制器可修改所述印刷头的操作以减弱在所述物体上印刷的所述图像的所述失真。

A system and method for identifying the position of an image printed on an object and operating a printing head to print an image on an object

A direct-to-object printer includes an image projector that projects an image on an object fastened to the holder prior to the holder and that the object prints an ink image on the object through a plurality of printing heads. The camera generates an image sequence of the projected image on the object so that the operator can select the position on the printed object used for the image and identify the distortion of the image through the user interface, so that the controller can modify the operation of the printing head to reduce the distortion of the printed image on the object.

【技术实现步骤摘要】
用于识别在物体上印刷图像的位置和操作印刷头以在物体上印刷图像的系统和方法本公开一般涉及用于在三维(3D)物体上印刷的系统，更具体地，涉及在非生产环境中的物体上印刷图像的系统。商业制品印刷通常出现在制品的生产期间。举例来说，球表皮在球完成和充气之前印刷有图案或标识。因此，例如，在其中潜在产品客户支持多个专业或大学团队的地区中，如配送站点或零售商店的非生产机构需要保存具有区域中流行的各种团队的标识的产品库存。对于每个不同标识订购正确的产品数目以维持库存可以是成问题的。解决在非生产销路中的这些问题的一种方式应为保存未印刷版本的产品，和在配送站点或零售商店处在其上印刷图案或标识。已开发被称为直接到物体(direct-to-object，DTO)印刷机的印刷机，用于印刷单个物体。用如二维(2D)介质印刷技术的已知印刷技术操作这些印刷机以将图像内容应用到三维物体上产生混合结果。只要物体表面相对平坦，图像为可接受的。然而，许多产品，如马克杯、水瓶、笔等具有弯曲表面，这可不利地影响印刷图像质量。与直接到物体的印刷相关的挑战包含例如跨大的和变化的间隙喷射墨滴、定位物体和在物体上的图像的位置、将图像配准到物体上和保持和定向物体用于印刷。考虑到可印刷的多种物体形状和大小，开发鲁棒方式来保持部件并精确地确定印刷头的面相对于待印刷表面的位置是困难的。换句话说，参考物体表面精确地确定印刷头的正确距离和定向以及识别在印刷头中的适当喷射器以使图像在物体上居中不是微不足道的任务。没有限定边缘的物体加剧这些问题，这些边缘可用作配准图像的参考点并且为弹射器的操作计时。物体保持器可不以最佳匹配图像的定向呈现部件，并且在选择用于印刷图像的物体上的区域可为不规则的并且引起印刷图像的失真。因此，为具有不同程度的表面起伏和特征的各种产品产生高质量图像的印刷过程控制系统将是有益的。新的直接到物体(DTO)印刷系统使得能够在印刷物体之前将图像与物体的区域配准。系统包含：多个印刷头，在多个印刷头中的每个印刷头配置成喷射标记材料；构件，其具有第一端部和第二端部，多个印刷头安放成与构件相对并且在构件的第一端部与第二端部之间；保持器，其配置成保持物体并且沿构件在构件的第一端部与第二端部之间移动；第一致动器，其可操作地连接到保持器以使致动器能够沿构件移动保持器以使物体移动经过印刷头以从在多个印刷头中的印刷头接收标记材料；第二致动器，其可操作地连接到保持器以使致动器能够垂直于构件并且在平行于构件的平面中移动保持器；成像装置，其安放在构件的第一端部与多个印刷头之间，成像装置配置成生成与成像装置相对的物体的一部分的图像序列；图像投影仪，其安放在构件的第一端部与多个印刷头之间，图像投影仪配置成将图像放置在与成像装置相对的物体的部分上；用户界面，其可操作地连接到成像装置以从成像装置接收图像序列，用户界面配置成使操作员能够操作第一致动器和第二致动器以调节物体在与成像装置相对的X-Y平面中的位置；和控制器，其可操作地连接到多个印刷头、第一致动器、第二致动器、成像装置、图像投影仪和用户界面。控制器配置成操作第一致动器沿构件在构件的第一端部与第二端部之间移动保持器和物体，以操作图像投影仪在物体的部分上形成图像，以操作成像装置在物体上生成图像的图像序列，以从用户界面接收信号，所述信号指示用于已选择印刷的印刷图像的物体的位置，以从用户界面接收数据，所述数据识别在物体上的图像的失真，和以参考识别来自图像投影仪的图像的失真的数据在多个印刷头的印刷头内操作喷射器以用着色剂在物体上形成图像。在结合附图进行的以下描述中解释印刷系统的前述方面和其它特征，所述印刷系统在印刷之前将图像与对象的表面的一部分配准。附图说明图1为印刷系统的侧视图的示意图，所述印刷系统配置成将图像配准在物件保持器的表面的一部分上并且调节在印刷机中的印刷头的操作以为图像印刷在表面的所述部分上。图2描绘在图1中示出的系统的实施例，所述系统使用印刷头中的一个作为图像投影仪。图3描绘使用用户界面移动物体和选择在物体上的位置用于印刷。图4描绘在图1中示出的系统的实施例，所述系统使用光投影仪用于图像投影仪。图5为用于操作图2的系统的方法的流程图。图6为用于操作图4的系统的方法的流程图。图7A示出直立先前技术印刷系统，所述印刷系统将在物体保持器上的物体经过固定印刷头的阵列，并且图7B为在从固定印刷头查看时在图7A中的物体保持器的视图。图8示出已知的通过在图7中的系统印刷的图像的失真。图9A描绘在图7的先前技术系统中的物体的曲率增大时在印刷头与物体之间的距离增大的问题和在图9B中说明此问题的曲线，其中在图9C中说明所得图像失真。为了本专利技术的实施例的一般理解，参考附图。在附图中，始终使用相同的附图标记表示相同的元件。图7描绘先前技术印刷系统100，其配置成在保持器108在构件116上移动经过固定印刷头112的阵列时印刷安装到保持器108的物体104的表面。如在本文件中所使用，术语“固定印刷头”是指在印刷机中的印刷头，其贯穿印刷通过托架紧固的物体使印刷头的面板保持与物体保持器的平面平行。如果在阵列112中的一个或多个印刷头118喷射紫外(UV)墨，那么控制器124操作UV灯120以固化UV墨。控制器124还配置成在物体安装到保持器中之后操作致动器128以移动保持器108。控制器124配置成操作在阵列112中的印刷头118以将标记材料喷射到物体104的表面上。图7B描绘在它们面对印刷头阵列112时的保持器108和物体104。闩锁132将保持器108附接到构件116。在图8中说明可能由使用先前技术印刷机100引起的图像失真。这些失真被称为桶形失真、针垫失真、胡须失真和梯形失真。在先前技术印刷机100中出现的另一个问题在图9A中示出。此图示出在印刷头与通过印刷头118喷射的液滴的着陆位置之间的距离为在印刷头与最靠近印刷头的物体的部分之间的间隙(被表示为头部-圆柱间隙)和从在头部-圆柱间隙处的切线到在物体的曲面上的位置的间隙(表示曲面间隙)的总和。如在图中所示，头部-圆柱间隙保持不变，但是在物体的表面远离印刷头118下落时，曲面间隙增大。在图9B中的曲线揭示，在印刷位置从最靠近印刷头118的物体的部分移离较远时，在印刷头118与液滴的着陆位置之间的距离增大。此距离的增加意味着在更远离最靠近印刷头物体的部分的位置处的液滴行进更远，因此物体具有更多时间在构件116上移动。因此，同时喷射的液滴跨物体不形成直线，而是形成如图9C所示的弯曲的失真图像。为了解决印刷到物体的不规则表面上的墨图像的失真，已开发图1所示的印刷机200。如先前描述，印刷机在阵列112中的200包含固定印刷头118、UV灯120、构件116和用于物体104的保持器108。印刷机200还包含用户界面232、图像投影仪236和成像装置240。图像投影仪236以下文更充分描述的方式将待印刷的图像投影到物体的表面的一部分上，并且成像装置240生成在表面部分上的图像的视觉图像序列。视觉图像序列显示在用户界面232上，因此操作员可看见在物体上图像看起来像什么。使用在用户界面232上的调节控件，操作员可操作致动器128以调节物体的竖直或Y位置以将正投影的图像偏移到表面上。印刷机200还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印刷系统，其包括：多个印刷头，在所述多个印刷头中的每个印刷头配置成喷射标记材料；构件，其具有第一端部和第二端部，所述多个印刷头安放成与所述构件相对并且在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间；保持器，其配置成保持物体并且沿所述构件在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间移动；第一致动器，其可操作地连接到所述保持器以使所述致动器能够沿所述构件移动所述保持器以使所述物体能够移动经过所述印刷头以从在所述多个印刷头中的所述印刷头接收标记材料；第二致动器，其可操作地连接到所述保持器以使所述致动器能够垂直于所述构件并且在平行于所述构件的平面中移动所述保持器；成像装置，其安放在所述构件的所述第一端部与所述多个印刷头之间，所述成像装置配置成生成与所述成像装置相对的所述物体的一部分的图像序列；图像投影仪，其安放在所述构件的所述第一端部与所述多个印刷头之间，所述图像投影仪配置成将图像放置在与所述成像装置相对的所述物体的所述部分上；用户界面，其可操作地连接到所述成像装置以从所述成像装置接收所述图像序列，所述用户界面配置成使操作员能够操作所述第一致动器和所述第二致动器以调节所述物体在与所述成像装置相对的X‑Y平面中的位置；以及控制器，其可操作地连接到所述多个印刷头、所述第一致动器、所述第二致动器、所述成像装置、所述图像投影仪和所述用户界面，所述控制器配置成操作所述第一致动器以沿所述构件在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间移动所述保持器和物体，以操作所述图像投影仪在所述物体的所述部分上形成图像，以操作所述成像装置在所述物体上生成所述图像的所述图像序列，以从所述用户界面接收信号，所述信号指示用于已选择印刷的印刷图像的所述物体的所述位置，以从所述用户界面接收数据，所述数据识别在所述物体上的所述图像的失真，和以参考识别来自所述图像投影仪的所述图像的所述失真的数据在所述多个印刷头的所述印刷头内操作喷射器以用着色剂在所述物体上形成图像。...

【技术特征摘要】
2017.11.27 US 15/8227611.一种印刷系统，其包括：多个印刷头，在所述多个印刷头中的每个印刷头配置成喷射标记材料；构件，其具有第一端部和第二端部，所述多个印刷头安放成与所述构件相对并且在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间；保持器，其配置成保持物体并且沿所述构件在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间移动；第一致动器，其可操作地连接到所述保持器以使所述致动器能够沿所述构件移动所述保持器以使所述物体能够移动经过所述印刷头以从在所述多个印刷头中的所述印刷头接收标记材料；第二致动器，其可操作地连接到所述保持器以使所述致动器能够垂直于所述构件并且在平行于所述构件的平面中移动所述保持器；成像装置，其安放在所述构件的所述第一端部与所述多个印刷头之间，所述成像装置配置成生成与所述成像装置相对的所述物体的一部分的图像序列；图像投影仪，其安放在所述构件的所述第一端部与所述多个印刷头之间，所述图像投影仪配置成将图像放置在与所述成像装置相对的所述物体的所述部分上；用户界面，其可操作地连接到所述成像装置以从所述成像装置接收所述图像序列，所述用户界面配置成使操作员能够操作所述第一致动器和所述第二致动器以调节所述物体在与所述成像装置相对的X-Y平面中的位置；以及控制器，其可操作地连接到所述多个印刷头、所述第一致动器、所述第二致动器、所述成像装置、所述图像投影仪和所述用户界面，所述控制器配置成操作所述第一致动器以沿所述构件在所述构件的所述第一端部与所述第二端部之间移动所述保持器和物体，以操作所述图像投影仪在所述物体的所述部分上形成图像，以操作所述成像装置在所述物体上生成所述图像的所述图像序列，以从所述用户界面接收信号，所述信号指示用于已选择印刷的印刷图像的所述物体的所述位置，以从所述用户界面接收数据，所述数据识别在所述物体上的所述图像的失真，和以参考识别来自所述图像投影仪的所述图像的所述失真的数据在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·泰洛，R·A·伊里萨里，J·R·麦卡锡，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国,US