基于光反馈的可变打印系统和方法
专利名称：基于光反馈的可变打印系统和方法
背景技术：
及概述通常，可变打印数据采用数码相机来完成电子核对。例如，如美国专利4685139及5384859中所述，制定一套关于成像数据的接受参考标准，并存入计算机中。往往在过很久以后，数码相机才拍摄已打印的卷筒纸或纸张，把图像与标准数据进行比较。虽然这种系统能有效判断卷筒纸或纸张的成像效果，但它们速度慢(如，卷筒纸或纸张移动速度远远低于200英尺／分钟)，价格昂贵，并且不能真正地实时作出评估。
本发明提供了一种方法和系统，它可以实时、相对便宜且快速(速度从0到X)地校验成像效果。在本发明中，计算机控制器送出打印数据给光栅成像处理器(RIP)，RIP把它转换成位图信号。该信号分两路传送给打印机和打印监视器。打印机把位图成像到一张运动的卷筒纸或纸张上(如，运动速度约200～300英尺／分)。顺着打印机往后，第一个传感器(线性光电二极管阵列)能扫描卷筒纸或纸张宽度方向的每个像素。扫描区由一盏灯照亮。扫描信息传送到打印监视器后，在这里与位图进行比较。在打印机之前也可设置第二个线性光电二极管阵列，其扫描数据被传送到打印监视器后，位图与来自第二传感器的数据的组合与第一个传感器的扫描的图像进行比较。如果打印监视器发现有大偏差，把数据送给计算机控制器，由计算机控制器记录错误类型，并输出可辩认信号(如声音或警灯)，或者关闭该系统。本发明中的该系统，由于采用相对便宜的线性数字光敏器件阵列，故而比数码相机要便宜得多；并且由于扫描像素不必与时间上也许很久以前的参考数值相比，而只需与最近产生的位图进行比较，故而本系统具有实时性。
一方面，本发明提供了一种方法，用来校验打印机的成像结果。该方法使用打印监视器，它包括以下几步(a)、产生电子打印数据，如位图来控制打印机。(b)几乎同时把电位图提供给打印机和打印监视器。(c)向打印机方向移动卷筒纸或纸张，到达打印机处继续向前移动。(d)当卷筒纸或纸张移过打印机时，开始成像卷筒纸或纸张。(e)在打印机后的某一位置扫描卷筒纸或纸张，以电方式检测其成像数据，以及(f)步，把(e)中的电子格式的检测的成像数据传送给打印监视器，与(b)中送来的电位图进行比较。
本发明中，(e)步通常由一个光电阵列(如线性光电二极管阵列)来实现。卷筒纸或纸张的成像区有一个有效宽度X，线性光电二极管阵列的有效长度至少等于X，且(e)步中，要对卷筒纸或纸张成像区宽度方向上的每个像素进行扫描。
该方法还包括(g)。在打印机前某一位置扫描卷筒纸或纸张，检测成像前卷筒纸或纸张的像素内容；(h)，把(g)中的电子格式的检测数据传送给打印监视器；执行(f)步，比较(e)步中的数据和合成数据((h)中的数据与(b)中送给打印监视器的的电位图)。此外，该方法还可包括(i)步如果(f)步的执行结果表明，存在一个比预定数值大的偏差，输出一个表示偏差的信号。它还可能包括步骤(j)针对偏差信号，记录信息，用来识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，并输出操作者报警标记，或结束(a)到(d)步的操作。
本发明的实施过程中，(d)步由喷墨打印机来实现，例如利用MICA2喷墨盒阵列，如1996年5月13日申请的申请号为08／661178的美国专利所述，将该专利结合在此做为参考。步骤(a)到(f)也可以利用商务表格作为纸张来执行，在喷墨打印机打印可变数据时，其具有不变的打印；而且，(a)到(f)步可以以卷筒纸或纸张的运动速度大于200英尺／分钟的速度来进行(如在200～300英尺／分之间，或在该大范围内的一小段内。)。
另一方面，本发明提供了一个成像系统，它包括一台计算机控制器(如美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc的XL数据系统)；一台电子打印数据(如，位图)发生器(如RIP，如GRIP-SD+)，它与计算机控制器相连；一台打印机(例如可变标记的打印机，象喷墨盒阵列式)；一台打印监视器；沿给定方向向打印机移动卷筒纸或纸张并超过它的装置(如常见的卷筒、输纸机、进给装置，或者这类用来控制卷筒纸或纸张的结构)；一个传感器，它安装在卷筒纸或纸张运动方向上打印机之后，检测卷筒纸或纸张上的图像。电子打印数据发生器与打印机及打印监视器相连，向它们提供电子打印数据。传感器与打印监视器相连。并且，打印监视器把来自传感器的数据与来自电子打印数据发生器的数据进行比较，判断是否有大的偏差。
打印监视器通常与计算机控制器相连，向其传送来自打印监视器的偏差信息。传感器一般由光电器件阵列组成，如线性光电二极管阵列，它的有效长度从六分之一英寸到卷筒纸或纸张成像区的有效宽度，以检测每个像素；例如，该传感器可以由一个或多个200-300像素的线性光电二极管阵列组成。灯(如卤灯)与线性光纤照明器相连，照明器安装在传感器旁边，用来照亮传感器附近的卷筒纸或纸张。
该系统还可包括第二个光传感器，它安装在卷筒纸运动方向上打印机之前，并与打印监视器相连。该打印监视器将来自该传感器的数据与来自电子打印数据生成器和第二传感器的数据组合相比较。
另一方面，本发明的成像系统包括以下组件一台打印机；一台打印监视器；在给定方向上向打印机移动卷筒纸或纸张并越过该打印机的装置；第一个传感器，它检测卷筒纸或纸张上的图像，该传感器安装在卷筒纸或纸张运动方向上打印机之后；一台电子打印数据发生器，它与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；第二个传感器，它检测卷筒纸或纸张通过打印机之前的图像。第一及第二个传感器都与打印监视器相连。打印监视器把来自第一传感器的数据与来自组合的电子打印数据发生器和第二个传感器的数据进行比较，以此判断是否有大的偏差。组件的详细叙述如上所示。
本发明的根本目的在于提供一种简单、价格合理、精确且快速的方法和系统，来校验运动卷筒纸或纸张上的图像。通过对本发明细节的检查以及附录中的权利要求，本发明的这一目的以及其他目的将变得明显。
附图简介
图1是本发明的示例性系统的一个实施例的框图。
图2是图1所示系统的一个变体的框图。
图3是图2所示系统的细节的示意性描述。
附图的详细介绍图1中的参号10所指的示例成像系统用来确保打印机的期望成像。系统10中的电子部件包括光栅成像处理器(RIP)11，及比较电路，如参数12所示，它能比较电子数据以判断偏差。RIP 11通过线13向比较电路12提供成像数据，同时通过图1中线14向成像装置15提供数据，例如常见的任意型号的打印机，该打印机把墨或上色剂成像在一张卷筒纸或纸张(多张)17上。图1表示卷筒纸17沿方向18运动，这是通过常见装置，如卷筒、进给装置、输纸机等等，来实现的。
系统10还包括一个(通常为光学的)第一传感器20，它处于成像装置15(如电子数字打印机)之后的某一位置，扫描卷筒纸或纸张17的该处，检测该处像点数据(如成像装置作用于卷筒纸或纸张17的可变标记16)，并经线21把这个打印后的像素数据传送到比较电路和12。比较电路12然后把经线13由RIP 11传来的数据与经线21提供的数据进行比较，如果偏差大于预定数值，产生一个电出错信号(见图1中的22处)。然后以适当的方式利用该出错信号22来纠正偏差，去除成像效果差的卷筒纸或纸张17，或其它类似方面。
图1实施例中还设置了第二个光传感器23，在卷筒纸运动方向18上它处于成像装置15的前面。传感器23检测可见元素(如不变标记或光“噪声”)的状态，并相应产生打印前像素数据，通过数据线24传送给比较电路12。当设置第二个传感器23时，比较电路评估线13、21和24传送来的各路数据，以查看线24中的打印前像素数据加上线13中的成像数据是否等于线21中的打印后像素数据，若不等于，则输出错信号22。
在本发明的优选实施例中，传感器20及23都由光电器阵列组成，如线性数字光敏器件阵列，也就是所知的线性光电二极管阵列，它具有一个或多个200-300像素的线性光电二极管阵列。例如，传感器20、23都包含一个或多个TI(德州仪器)公司256像素的线性光电二极管阵列，每英寸具有400个点像素。(如果成像装置15为一个MICA2打印盒，它在电子学上可按比例做成每英寸360个点像素。该打印盒由众多的油墨喷嘴组成，如1996月5月13日申请的联合申请号为08／661178的专利中所示)。卷筒纸或纸张17一般有一个有效宽度x，线性光电二极管阵列组20、23扫描卷筒纸或纸张17宽度方向上的每一个像素。在示例性实施例中，卷筒纸17的宽度约为23英寸(其宽度方向与运动方向18相垂直)，光电二极管阵列组20、23的检测率在卷筒纸宽度方向约为每英寸360个点(360dpi)，在卷筒纸17运动方向上约为100dpi到300dpi不等，这样在卷筒纸运动方向18上可检测到三分之一像素到一个像素。
图2描绘的系统10’是图1系统的一个变形。图2中的计算机控制器26是美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc的XL数据系统(在1996年6月27日公布的国际公布号为WO96／19352的专利中也有描述)。计算机控制器26最终进行成像控制，成像命令发送给图2所示的特殊部件RIP27，即为所知的GRIP-SD+，由美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc得到。装置27把来自于计算机控制器26的打印数据转化为电子位图后，经线13送给比较电路，即打印监视器12，经线14送到成像装置15，这里为MICA2打印系统。打印系统15中的GRIP-SD+27与油墨盒的件数比为1∶16。
传感器20、23(如上所述)把电子格式的扫描图像数据传送给打印监视器12后，与GRIP-SD+27产生的位图，或者与位图及线24送来的打印前像素数据进行比较。打印监视器12的比较结果经线29送给GRIP-SD+27后，由GRIP-SD+27产生一个信号给计算机控制器26。计算机控制器26根据该信号记录出错类型(即以电信号确定卷筒纸17或纸17的哪些部分应该去掉或需进一步的检查)，产生操作报警标记(如噪音、闪光灯，或其他常见的操作报警系统)；或者关闭整个系统10’。
图3是图2的一个实施例形式的示意性描述。这里，打印机15为MICA2打印机，图中用参数30表示其中的一个打印盒。常规打印控制器的部件31、32与GRIP-SD+27相连。通常，每个打印控制器部件32的8根电缆线14与打印盒30相连，而打印控制器部件31通过数据电缆线13与打印监视器12相连。
图3描绘了在打印盒30上移动卷筒纸或纸张17的几种常见装置，如图卷筒34、35和36。然而，应该明白，卷筒纸或纸张移动装置可以由任何可用来移动卷筒纸的部件或部件组组成，如动轴、定轴、卷筒纸或纸张输送机、纸张进给装置，以及其他类似装置。
图3中画出了组成传感器20的众多阵列组中的两个TI公司256像素的线性光电二极管阵列20，它们安装在卷筒纸运动方向18上打印盒30之后，卷筒纸17在该位置通过卷轴16，以便其上图像清晰可见。也为了传感器20准确地阅读，在传感器20旁边设置了一个光源38来照亮传感器20附近的卷筒纸17。光源38可以通过光纤40与一个或多个灯(如卤灯)39相连，光纤40与光源38组成了一个线性光纤照明器。例如，光纤束40圆整并在光传输端头／尾38处变偏平，且通过透镜(图中未画)把光线会聚成一条线光，照亮卷轴36处的卷筒纸或纸张17，引导传感器20的光电二极管阵列到亮点。传感器23(若有的话)处可采用同样的照明器。传感器20的每个部件都与喷墨打印机15的每个喷墨盒有特殊的关系。
本发明的系统10、10’利用打印监视器12用于验证打印机15的图像16的质量的方法，该方法包括(a)利用RIP 11(如GRIP-SD+27)产生电位图，用于控制打印机15；(b)几乎同时经线14及13分别向打印机15和打印监视器12传送电位图。(c)沿第一方向18向打印机15移动卷筒纸或纸张17并经过打印机15(移动速度尽可能高，一般大于200fpm，如200～300fpm之间和此范围内的一小段范围之内)；(d)利用成像装置15在运动的卷筒纸或纸张17上成像，如采用上色剂或油墨成像16。(e)在打印机后的某一位置(第一个传感器20的位置)扫描卷筒纸或纸张17，以电子格式检测卷筒纸71上的图像数据。(f)把(e)中的电扫描数据通过线21送到打印监视器12，与经线13送来的电位图进行比较。
本方法还包括(g)在打印机15之前某一位置(如传感器23的位置)扫描卷筒纸或纸张17，检测成像前卷筒纸或纸张17上的像素内容；(h)把(g)中的检测数据送给打印监视器12(通过线24)，在打印监视器12中，执行(f)，将来自(e)的数据与(h)中的数据及(b)中提供给打印监视器12的电位图纵使组合数据进行比较。本方法还包括(i)若(f)的执行结果表明偏差大于预定数值，产生表示偏差的信号(如22或29)。然后，还包括(j)步针对(i)中产生的信号，记录信息(如用计算机控制器26)，该信息可用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张17部分；产生操作者示警标记(如计算机控制器26启动听觉或视觉指示器)，或结束步骤(a)到(d)的执行。
本方法中，步骤(a)到(f)通常使用商务表格作为卷筒纸或纸张17来执行，(d)通常采用喷墨打印法在卷筒纸或纸张17上打印可变标记16，不变标记可能在成像装置15之前已印到卷筒纸或纸张上了。
本发明中所述方法具有高速性，不仅因为卷筒纸或纸张17的运动速度高，也因为卷筒纸换向时间与传感器安装时间都很短。例如，用线性光线二极管阵列作为传感器20、23(当与MICA2打印机15联系起来用时)，可以粗略地手工调整传感器与每个可动打印盒30对齐位置，然后系统可电子地查找传感器20单位长度内每个打印盒30的打印区。传感器安装时间通常约为5分钟，卷筒纸换向时间也只大概5分钟。传感器20和灯头38都能移到打印盒30的上面或下面，这取决于卷筒纸的出口，利用手动移动式紧固件可短时间内改变位置。
本发明还具有许多别的特性。例如，调整光源38的光强，使光线处于卷筒纸或纸17的最小反射强度。在最小反射强度上，传感器20能正常工作；但在用彩色油墨时，要考虑到噪声电平，优化信号。为了调整目的，利用传感器(如线性数字的光敏器件阵列)及电池，可检测光强并调整它。例如通常可通过旋扭42(图3中所示与电位器相连，电位器用于控制灯39的输出光线强弱)来调整得到。
而且，可以自动记录打印盒30相对于传感器20在X方向和Y方向的位置。这种传器20对打印盒30的机械偏移量，可利用预定的模式和模式识别算法得到。每个光栅的X方向的模式是相同的，发现模式的位置表示为“X分量”。顺着一组光栅，以依次减小的尺寸来估算Y方向的模式。扫描图像与预期图像数据之间的偏差(△)提供了传感器20和打印盒30之间的机械公差。
系统10’采用统计抽样法来提供打印质量值。在预定抽样量的情况下，把比较结果列表，从而可得出一个打印质量的百分比评估。可根据光栅数据(包括打印的像素)确定抽样量。这种特性使得用户可以简单地选择可接受的打印质量。据此而采用的统计抽样(perse)上是常用的。
系统10’还提供了对不常见打印像素改善的灵敏性。也就是说，如果把传感器20分成多个虚传感器(模拟传感器)，一般统计抽样法适用于每个虚拟传感器，抽样量由包含该分区中的打印像素的光栅数据决定。在不增加假错误的情况下，这样还能发现细小的错误。
因此，借助于本发明，我们会看到将出现一种方法和系统，它以实时方式准确、快速和相对价廉地校验打印机成像情况。虽然这里采用目前认为是最实用、最可取的事例，描述了本发明，但是对在该方面具有一般知识的人来说，在本发明的范围内对此作些变动是一定可以的。在附录中的权利要求对该范围作了最广泛的叙说，它包含所有相当的方法和系统。
权利要求
1.一种采用打印监视器验证打印机成像质量的方法，包括(a)产生电子打印数据来控制打印机；(b)几乎同时向打印机和打印监视器提供电子打印数据；(c)沿着到打印机的第一方向，向打印机移动卷筒纸或纸张，并移过打印机；(d)在卷筒纸或纸张移过打印机时，打印机在移动卷筒纸或纸张上成像；(e)在打印机之后一位置扫描卷筒纸或纸张，以电子格式检测其上的成像数据；以及(f)把(e)中的电子格式的检测数据提供给打印监视器，与(b)中送给打印监视器的电子打印数据进行比较。
2.如权利要求1所述的方法，其中(e)中采用光电阵列来执行。
3.如权利要求2所述的方法，其中卷筒纸或纸张的成像区有效宽度为X，光电传感器阵列的有效长度至少等于x，(e)步中几乎扫描卷筒纸或纸张成像区的宽度方向上的每一个像素。
4.如权利要求3所述的方法，还包括(g)扫描打印机前某一位置的卷筒纸或纸张，检测成像前的像素内容；(h)把(g)中检测的电子格式数据传送到打印监视器；执行(f)步，比较(e)步所得数据与(h)步中数据和在(b)步中送给打印监视器的数据的合成数据。
5.如权利要求4所述的方法，还包括(i)步如果执行(f)所得偏差大于预定数值，产生一个表示偏差的信号。
6.如权利要求5所述的方法，还包括(j)步针对偏差信号，记录信息，用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，产生操作报警标记，或结束步骤(a)到(d)。
7.如权利要求1所述的方法，还包括(g)扫描打印机前某一个位置的卷筒纸或纸张，检测成像前的像素值；(h)把(g)中检测的电子格式数据传送到打印监视器；执行(f)步，比较(e)步所得数据与与(h)步中数据和在(b)步骤中送给打印监视器的数据的合成数据。
8.如权利要求1所述的方法，还包括(i)步如果(f)步的执行指示偏差大于预定数值，产生一个表示偏差的信号。
9.如权利要求8所述的方法，还包括(j)步针对偏差信号，记录信息，用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，并产生操作报警标记，或结果步骤(a)到(d)。
10.如权利要求1所述的方法，其中(d)步以可变标记喷墨打印卷筒纸或纸张。
11.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)到(f)利用商务表格作为卷筒纸或纸张来执行。
12.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)到(f)以卷筒纸或纸张的运动速度大于200fpm的速度来执行。
13.一种成像系统，包括一台计算机控制器；一台电子打印数据发生器，与上述的计算机控制器相连；一台打印机；一台打印监视器；以给定方向移动卷筒纸或纸张的装置；一个传感器，检测卷筒纸或纸张上的图像数据，该传感器安装在卷筒纸或纸张移动方向上的上述打印机之后；上述电子打印数据发生器与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；上述的传感器与打印监视器相连；以及上述的打印监视器比较传感器的数据和来自电子打印数据发生器的数据，判断是否有大偏差。
14.如权利要求13所述的成像系统，其中上述打印监视器与计算机控制器相连，把打印监视器的偏差信息送给计算机控制器。
15.如权利要求13所述的成像系统，其中上述传感器由光电传感器阵列组成。
16.如权利要求15所述的成像系统，其中上述卷筒纸或纸张的有效成像区宽度为x，光电传感器阵列的有效长度至少等于x，以便光电传感器阵列检测卷筒纸或纸张成像区的每个像素。
17.如权利要求15所述的成像系统，其中上述传感器至少包括一个200-300像素的线性光电二极管阵列。
18.如权利要求15所述的成像系统，还包括一个灯，它与线性光纤照明器相连，该照明器安装在传感器旁边，以照亮传感器附近的卷筒纸或纸张。
19.如权利要求13所述的成像素，其中电子打印数据发生器由GRIP-SD+组成。
20.如权利要求13所述的成像系统，还包括第二个光传感器，它位于卷筒纸运动方向上打印机之前，该传感器与打印监视器相连，打印监视器比较来自第一个传感器的数据与电子打印数据发生器产生的数据和来自第二个传感器的数据的合成数据。
21.如权利要求19所述的成像系统，其中计算机控制器由一个XL数据系统组成。
22.如权利要求13所述成像系统，其中打印机是由一个具有喷墨盒阵列的喷墨打印机构成。
23.一种成像系统，包括一台打印机；一台打印监视器；沿给定方向移动卷筒纸或纸张的装置；第一个传感器，检测卷筒纸或纸张上的图像，该传感器安装在卷筒纸或纸张移动方向上打印机之后的一位置上；一台电子打印数据发生器，与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；第二个传感器，检测卷筒纸或纸张通向所述打印机前其上的像素；上述的第一，第二个传感器都与打印监视器相连；打印监测器比较来自第一个传感器的数据与来自在电子打印数据发生器及第二个传感器的数据的合成数据，以判断是否有大偏差。
24.如权利要求23所述的成像系统，其中第一、第二传感器均由线性光电二极管阵列组成。
25.如权利要求24所述的成像系统，其中卷筒纸或纸张的成像区宽度为x，每个光电二极管阵列的有效长度至少等于x，以便它能检测卷筒纸或纸张成像区的每个像素。
26.如权利要求24所述的成像系统，其中每个传感器至少包括一个200-300像素的线性光电二极管阵列。
27.如权利要求23所述的成像系统，还包括一个灯，它与线性光纤照明器相连，该照明器安装在第一个传感器旁边，以照亮该传感器的卷筒纸或纸张。
全文摘要
一种方法和系统,采用价格相对便宜、速度高(例如:每分钟约200英尺或更高)的部件。计算机控制器控制光栅成像处理器(RJP)产生电子打印数据(如:一个位图);电子打印数据传送到电子数字打印机(如喷墨盒阵列),同时给打印监视器。打印机把该位图印到卷筒纸或纸张上面,然后由一个线性数字光敏器件(如光电二极管阵列)沿卷筒纸或纸张宽度方向扫描成像区的每个像素,再把扫描的数据传送给打印监测系统,由打印监测系统把它与RIP产生的位图进行比较。如果比较结果有偏差(任一种的),产生一个信号,最终传送给计算机控制器。计算机控制器根据该信号记录错误类型,输出可辨认标记(如警灯或警声),或关闭打印部件。在打印机前可设置另一个线性光电二极管阵列,它所检测的数据被送到打印监视器以便与电子位图进行组合,然后与来自第一传感器的数据进行比较,以此来确定是否有偏差。
文档编号G06T1/00GK1294720SQ00800129
公开日2001年5月9日 申请日期2000年2月8日 优先权日1999年2月9日
发明者安东尼·莫斯卡托, 麦克尔·A·格拉齐亚诺, 斯蒂文·R·布里东, 蒂莫西·D·柯林斯, 安东尼·B·德约瑟夫 申请人:穆尔北美公司
背景技术：
及概述通常，可变打印数据采用数码相机来完成电子核对。例如，如美国专利4685139及5384859中所述，制定一套关于成像数据的接受参考标准，并存入计算机中。往往在过很久以后，数码相机才拍摄已打印的卷筒纸或纸张，把图像与标准数据进行比较。虽然这种系统能有效判断卷筒纸或纸张的成像效果，但它们速度慢(如，卷筒纸或纸张移动速度远远低于200英尺／分钟)，价格昂贵，并且不能真正地实时作出评估。
本发明提供了一种方法和系统，它可以实时、相对便宜且快速(速度从0到X)地校验成像效果。在本发明中，计算机控制器送出打印数据给光栅成像处理器(RIP)，RIP把它转换成位图信号。该信号分两路传送给打印机和打印监视器。打印机把位图成像到一张运动的卷筒纸或纸张上(如，运动速度约200～300英尺／分)。顺着打印机往后，第一个传感器(线性光电二极管阵列)能扫描卷筒纸或纸张宽度方向的每个像素。扫描区由一盏灯照亮。扫描信息传送到打印监视器后，在这里与位图进行比较。在打印机之前也可设置第二个线性光电二极管阵列，其扫描数据被传送到打印监视器后，位图与来自第二传感器的数据的组合与第一个传感器的扫描的图像进行比较。如果打印监视器发现有大偏差，把数据送给计算机控制器，由计算机控制器记录错误类型，并输出可辩认信号(如声音或警灯)，或者关闭该系统。本发明中的该系统，由于采用相对便宜的线性数字光敏器件阵列，故而比数码相机要便宜得多；并且由于扫描像素不必与时间上也许很久以前的参考数值相比，而只需与最近产生的位图进行比较，故而本系统具有实时性。
一方面，本发明提供了一种方法，用来校验打印机的成像结果。该方法使用打印监视器，它包括以下几步(a)、产生电子打印数据，如位图来控制打印机。(b)几乎同时把电位图提供给打印机和打印监视器。(c)向打印机方向移动卷筒纸或纸张，到达打印机处继续向前移动。(d)当卷筒纸或纸张移过打印机时，开始成像卷筒纸或纸张。(e)在打印机后的某一位置扫描卷筒纸或纸张，以电方式检测其成像数据，以及(f)步，把(e)中的电子格式的检测的成像数据传送给打印监视器，与(b)中送来的电位图进行比较。
本发明中，(e)步通常由一个光电阵列(如线性光电二极管阵列)来实现。卷筒纸或纸张的成像区有一个有效宽度X，线性光电二极管阵列的有效长度至少等于X，且(e)步中，要对卷筒纸或纸张成像区宽度方向上的每个像素进行扫描。
该方法还包括(g)。在打印机前某一位置扫描卷筒纸或纸张，检测成像前卷筒纸或纸张的像素内容；(h)，把(g)中的电子格式的检测数据传送给打印监视器；执行(f)步，比较(e)步中的数据和合成数据((h)中的数据与(b)中送给打印监视器的的电位图)。此外，该方法还可包括(i)步如果(f)步的执行结果表明，存在一个比预定数值大的偏差，输出一个表示偏差的信号。它还可能包括步骤(j)针对偏差信号，记录信息，用来识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，并输出操作者报警标记，或结束(a)到(d)步的操作。
本发明的实施过程中，(d)步由喷墨打印机来实现，例如利用MICA2喷墨盒阵列，如1996年5月13日申请的申请号为08／661178的美国专利所述，将该专利结合在此做为参考。步骤(a)到(f)也可以利用商务表格作为纸张来执行，在喷墨打印机打印可变数据时，其具有不变的打印；而且，(a)到(f)步可以以卷筒纸或纸张的运动速度大于200英尺／分钟的速度来进行(如在200～300英尺／分之间，或在该大范围内的一小段内。)。
另一方面，本发明提供了一个成像系统，它包括一台计算机控制器(如美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc的XL数据系统)；一台电子打印数据(如，位图)发生器(如RIP，如GRIP-SD+)，它与计算机控制器相连；一台打印机(例如可变标记的打印机，象喷墨盒阵列式)；一台打印监视器；沿给定方向向打印机移动卷筒纸或纸张并超过它的装置(如常见的卷筒、输纸机、进给装置，或者这类用来控制卷筒纸或纸张的结构)；一个传感器，它安装在卷筒纸或纸张运动方向上打印机之后，检测卷筒纸或纸张上的图像。电子打印数据发生器与打印机及打印监视器相连，向它们提供电子打印数据。传感器与打印监视器相连。并且，打印监视器把来自传感器的数据与来自电子打印数据发生器的数据进行比较，判断是否有大的偏差。
打印监视器通常与计算机控制器相连，向其传送来自打印监视器的偏差信息。传感器一般由光电器件阵列组成，如线性光电二极管阵列，它的有效长度从六分之一英寸到卷筒纸或纸张成像区的有效宽度，以检测每个像素；例如，该传感器可以由一个或多个200-300像素的线性光电二极管阵列组成。灯(如卤灯)与线性光纤照明器相连，照明器安装在传感器旁边，用来照亮传感器附近的卷筒纸或纸张。
该系统还可包括第二个光传感器，它安装在卷筒纸运动方向上打印机之前，并与打印监视器相连。该打印监视器将来自该传感器的数据与来自电子打印数据生成器和第二传感器的数据组合相比较。
另一方面，本发明的成像系统包括以下组件一台打印机；一台打印监视器；在给定方向上向打印机移动卷筒纸或纸张并越过该打印机的装置；第一个传感器，它检测卷筒纸或纸张上的图像，该传感器安装在卷筒纸或纸张运动方向上打印机之后；一台电子打印数据发生器，它与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；第二个传感器，它检测卷筒纸或纸张通过打印机之前的图像。第一及第二个传感器都与打印监视器相连。打印监视器把来自第一传感器的数据与来自组合的电子打印数据发生器和第二个传感器的数据进行比较，以此判断是否有大的偏差。组件的详细叙述如上所示。
本发明的根本目的在于提供一种简单、价格合理、精确且快速的方法和系统，来校验运动卷筒纸或纸张上的图像。通过对本发明细节的检查以及附录中的权利要求，本发明的这一目的以及其他目的将变得明显。
附图简介
图1是本发明的示例性系统的一个实施例的框图。
图2是图1所示系统的一个变体的框图。
图3是图2所示系统的细节的示意性描述。
附图的详细介绍图1中的参号10所指的示例成像系统用来确保打印机的期望成像。系统10中的电子部件包括光栅成像处理器(RIP)11，及比较电路，如参数12所示，它能比较电子数据以判断偏差。RIP 11通过线13向比较电路12提供成像数据，同时通过图1中线14向成像装置15提供数据，例如常见的任意型号的打印机，该打印机把墨或上色剂成像在一张卷筒纸或纸张(多张)17上。图1表示卷筒纸17沿方向18运动，这是通过常见装置，如卷筒、进给装置、输纸机等等，来实现的。
系统10还包括一个(通常为光学的)第一传感器20，它处于成像装置15(如电子数字打印机)之后的某一位置，扫描卷筒纸或纸张17的该处，检测该处像点数据(如成像装置作用于卷筒纸或纸张17的可变标记16)，并经线21把这个打印后的像素数据传送到比较电路和12。比较电路12然后把经线13由RIP 11传来的数据与经线21提供的数据进行比较，如果偏差大于预定数值，产生一个电出错信号(见图1中的22处)。然后以适当的方式利用该出错信号22来纠正偏差，去除成像效果差的卷筒纸或纸张17，或其它类似方面。
图1实施例中还设置了第二个光传感器23，在卷筒纸运动方向18上它处于成像装置15的前面。传感器23检测可见元素(如不变标记或光“噪声”)的状态，并相应产生打印前像素数据，通过数据线24传送给比较电路12。当设置第二个传感器23时，比较电路评估线13、21和24传送来的各路数据，以查看线24中的打印前像素数据加上线13中的成像数据是否等于线21中的打印后像素数据，若不等于，则输出错信号22。
在本发明的优选实施例中，传感器20及23都由光电器阵列组成，如线性数字光敏器件阵列，也就是所知的线性光电二极管阵列，它具有一个或多个200-300像素的线性光电二极管阵列。例如，传感器20、23都包含一个或多个TI(德州仪器)公司256像素的线性光电二极管阵列，每英寸具有400个点像素。(如果成像装置15为一个MICA2打印盒，它在电子学上可按比例做成每英寸360个点像素。该打印盒由众多的油墨喷嘴组成，如1996月5月13日申请的联合申请号为08／661178的专利中所示)。卷筒纸或纸张17一般有一个有效宽度x，线性光电二极管阵列组20、23扫描卷筒纸或纸张17宽度方向上的每一个像素。在示例性实施例中，卷筒纸17的宽度约为23英寸(其宽度方向与运动方向18相垂直)，光电二极管阵列组20、23的检测率在卷筒纸宽度方向约为每英寸360个点(360dpi)，在卷筒纸17运动方向上约为100dpi到300dpi不等，这样在卷筒纸运动方向18上可检测到三分之一像素到一个像素。
图2描绘的系统10’是图1系统的一个变形。图2中的计算机控制器26是美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc的XL数据系统(在1996年6月27日公布的国际公布号为WO96／19352的专利中也有描述)。计算机控制器26最终进行成像控制，成像命令发送给图2所示的特殊部件RIP27，即为所知的GRIP-SD+，由美国伊利诺伊州Lake Forest的MooreU．S．A．，Inc得到。装置27把来自于计算机控制器26的打印数据转化为电子位图后，经线13送给比较电路，即打印监视器12，经线14送到成像装置15，这里为MICA2打印系统。打印系统15中的GRIP-SD+27与油墨盒的件数比为1∶16。
传感器20、23(如上所述)把电子格式的扫描图像数据传送给打印监视器12后，与GRIP-SD+27产生的位图，或者与位图及线24送来的打印前像素数据进行比较。打印监视器12的比较结果经线29送给GRIP-SD+27后，由GRIP-SD+27产生一个信号给计算机控制器26。计算机控制器26根据该信号记录出错类型(即以电信号确定卷筒纸17或纸17的哪些部分应该去掉或需进一步的检查)，产生操作报警标记(如噪音、闪光灯，或其他常见的操作报警系统)；或者关闭整个系统10’。
图3是图2的一个实施例形式的示意性描述。这里，打印机15为MICA2打印机，图中用参数30表示其中的一个打印盒。常规打印控制器的部件31、32与GRIP-SD+27相连。通常，每个打印控制器部件32的8根电缆线14与打印盒30相连，而打印控制器部件31通过数据电缆线13与打印监视器12相连。
图3描绘了在打印盒30上移动卷筒纸或纸张17的几种常见装置，如图卷筒34、35和36。然而，应该明白，卷筒纸或纸张移动装置可以由任何可用来移动卷筒纸的部件或部件组组成，如动轴、定轴、卷筒纸或纸张输送机、纸张进给装置，以及其他类似装置。
图3中画出了组成传感器20的众多阵列组中的两个TI公司256像素的线性光电二极管阵列20，它们安装在卷筒纸运动方向18上打印盒30之后，卷筒纸17在该位置通过卷轴16，以便其上图像清晰可见。也为了传感器20准确地阅读，在传感器20旁边设置了一个光源38来照亮传感器20附近的卷筒纸17。光源38可以通过光纤40与一个或多个灯(如卤灯)39相连，光纤40与光源38组成了一个线性光纤照明器。例如，光纤束40圆整并在光传输端头／尾38处变偏平，且通过透镜(图中未画)把光线会聚成一条线光，照亮卷轴36处的卷筒纸或纸张17，引导传感器20的光电二极管阵列到亮点。传感器23(若有的话)处可采用同样的照明器。传感器20的每个部件都与喷墨打印机15的每个喷墨盒有特殊的关系。
本发明的系统10、10’利用打印监视器12用于验证打印机15的图像16的质量的方法，该方法包括(a)利用RIP 11(如GRIP-SD+27)产生电位图，用于控制打印机15；(b)几乎同时经线14及13分别向打印机15和打印监视器12传送电位图。(c)沿第一方向18向打印机15移动卷筒纸或纸张17并经过打印机15(移动速度尽可能高，一般大于200fpm，如200～300fpm之间和此范围内的一小段范围之内)；(d)利用成像装置15在运动的卷筒纸或纸张17上成像，如采用上色剂或油墨成像16。(e)在打印机后的某一位置(第一个传感器20的位置)扫描卷筒纸或纸张17，以电子格式检测卷筒纸71上的图像数据。(f)把(e)中的电扫描数据通过线21送到打印监视器12，与经线13送来的电位图进行比较。
本方法还包括(g)在打印机15之前某一位置(如传感器23的位置)扫描卷筒纸或纸张17，检测成像前卷筒纸或纸张17上的像素内容；(h)把(g)中的检测数据送给打印监视器12(通过线24)，在打印监视器12中，执行(f)，将来自(e)的数据与(h)中的数据及(b)中提供给打印监视器12的电位图纵使组合数据进行比较。本方法还包括(i)若(f)的执行结果表明偏差大于预定数值，产生表示偏差的信号(如22或29)。然后，还包括(j)步针对(i)中产生的信号，记录信息(如用计算机控制器26)，该信息可用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张17部分；产生操作者示警标记(如计算机控制器26启动听觉或视觉指示器)，或结束步骤(a)到(d)的执行。
本方法中，步骤(a)到(f)通常使用商务表格作为卷筒纸或纸张17来执行，(d)通常采用喷墨打印法在卷筒纸或纸张17上打印可变标记16，不变标记可能在成像装置15之前已印到卷筒纸或纸张上了。
本发明中所述方法具有高速性，不仅因为卷筒纸或纸张17的运动速度高，也因为卷筒纸换向时间与传感器安装时间都很短。例如，用线性光线二极管阵列作为传感器20、23(当与MICA2打印机15联系起来用时)，可以粗略地手工调整传感器与每个可动打印盒30对齐位置，然后系统可电子地查找传感器20单位长度内每个打印盒30的打印区。传感器安装时间通常约为5分钟，卷筒纸换向时间也只大概5分钟。传感器20和灯头38都能移到打印盒30的上面或下面，这取决于卷筒纸的出口，利用手动移动式紧固件可短时间内改变位置。
本发明还具有许多别的特性。例如，调整光源38的光强，使光线处于卷筒纸或纸17的最小反射强度。在最小反射强度上，传感器20能正常工作；但在用彩色油墨时，要考虑到噪声电平，优化信号。为了调整目的，利用传感器(如线性数字的光敏器件阵列)及电池，可检测光强并调整它。例如通常可通过旋扭42(图3中所示与电位器相连，电位器用于控制灯39的输出光线强弱)来调整得到。
而且，可以自动记录打印盒30相对于传感器20在X方向和Y方向的位置。这种传器20对打印盒30的机械偏移量，可利用预定的模式和模式识别算法得到。每个光栅的X方向的模式是相同的，发现模式的位置表示为“X分量”。顺着一组光栅，以依次减小的尺寸来估算Y方向的模式。扫描图像与预期图像数据之间的偏差(△)提供了传感器20和打印盒30之间的机械公差。
系统10’采用统计抽样法来提供打印质量值。在预定抽样量的情况下，把比较结果列表，从而可得出一个打印质量的百分比评估。可根据光栅数据(包括打印的像素)确定抽样量。这种特性使得用户可以简单地选择可接受的打印质量。据此而采用的统计抽样(perse)上是常用的。
系统10’还提供了对不常见打印像素改善的灵敏性。也就是说，如果把传感器20分成多个虚传感器(模拟传感器)，一般统计抽样法适用于每个虚拟传感器，抽样量由包含该分区中的打印像素的光栅数据决定。在不增加假错误的情况下，这样还能发现细小的错误。
因此，借助于本发明，我们会看到将出现一种方法和系统，它以实时方式准确、快速和相对价廉地校验打印机成像情况。虽然这里采用目前认为是最实用、最可取的事例，描述了本发明，但是对在该方面具有一般知识的人来说，在本发明的范围内对此作些变动是一定可以的。在附录中的权利要求对该范围作了最广泛的叙说，它包含所有相当的方法和系统。
权利要求
1.一种采用打印监视器验证打印机成像质量的方法，包括(a)产生电子打印数据来控制打印机；(b)几乎同时向打印机和打印监视器提供电子打印数据；(c)沿着到打印机的第一方向，向打印机移动卷筒纸或纸张，并移过打印机；(d)在卷筒纸或纸张移过打印机时，打印机在移动卷筒纸或纸张上成像；(e)在打印机之后一位置扫描卷筒纸或纸张，以电子格式检测其上的成像数据；以及(f)把(e)中的电子格式的检测数据提供给打印监视器，与(b)中送给打印监视器的电子打印数据进行比较。
2.如权利要求1所述的方法，其中(e)中采用光电阵列来执行。
3.如权利要求2所述的方法，其中卷筒纸或纸张的成像区有效宽度为X，光电传感器阵列的有效长度至少等于x，(e)步中几乎扫描卷筒纸或纸张成像区的宽度方向上的每一个像素。
4.如权利要求3所述的方法，还包括(g)扫描打印机前某一位置的卷筒纸或纸张，检测成像前的像素内容；(h)把(g)中检测的电子格式数据传送到打印监视器；执行(f)步，比较(e)步所得数据与(h)步中数据和在(b)步中送给打印监视器的数据的合成数据。
5.如权利要求4所述的方法，还包括(i)步如果执行(f)所得偏差大于预定数值，产生一个表示偏差的信号。
6.如权利要求5所述的方法，还包括(j)步针对偏差信号，记录信息，用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，产生操作报警标记，或结束步骤(a)到(d)。
7.如权利要求1所述的方法，还包括(g)扫描打印机前某一个位置的卷筒纸或纸张，检测成像前的像素值；(h)把(g)中检测的电子格式数据传送到打印监视器；执行(f)步，比较(e)步所得数据与与(h)步中数据和在(b)步骤中送给打印监视器的数据的合成数据。
8.如权利要求1所述的方法，还包括(i)步如果(f)步的执行指示偏差大于预定数值，产生一个表示偏差的信号。
9.如权利要求8所述的方法，还包括(j)步针对偏差信号，记录信息，用于识别应该检查或去掉的卷筒纸或纸张部分，并产生操作报警标记，或结果步骤(a)到(d)。
10.如权利要求1所述的方法，其中(d)步以可变标记喷墨打印卷筒纸或纸张。
11.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)到(f)利用商务表格作为卷筒纸或纸张来执行。
12.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)到(f)以卷筒纸或纸张的运动速度大于200fpm的速度来执行。
13.一种成像系统，包括一台计算机控制器；一台电子打印数据发生器，与上述的计算机控制器相连；一台打印机；一台打印监视器；以给定方向移动卷筒纸或纸张的装置；一个传感器，检测卷筒纸或纸张上的图像数据，该传感器安装在卷筒纸或纸张移动方向上的上述打印机之后；上述电子打印数据发生器与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；上述的传感器与打印监视器相连；以及上述的打印监视器比较传感器的数据和来自电子打印数据发生器的数据，判断是否有大偏差。
14.如权利要求13所述的成像系统，其中上述打印监视器与计算机控制器相连，把打印监视器的偏差信息送给计算机控制器。
15.如权利要求13所述的成像系统，其中上述传感器由光电传感器阵列组成。
16.如权利要求15所述的成像系统，其中上述卷筒纸或纸张的有效成像区宽度为x，光电传感器阵列的有效长度至少等于x，以便光电传感器阵列检测卷筒纸或纸张成像区的每个像素。
17.如权利要求15所述的成像系统，其中上述传感器至少包括一个200-300像素的线性光电二极管阵列。
18.如权利要求15所述的成像系统，还包括一个灯，它与线性光纤照明器相连，该照明器安装在传感器旁边，以照亮传感器附近的卷筒纸或纸张。
19.如权利要求13所述的成像素，其中电子打印数据发生器由GRIP-SD+组成。
20.如权利要求13所述的成像系统，还包括第二个光传感器，它位于卷筒纸运动方向上打印机之前，该传感器与打印监视器相连，打印监视器比较来自第一个传感器的数据与电子打印数据发生器产生的数据和来自第二个传感器的数据的合成数据。
21.如权利要求19所述的成像系统，其中计算机控制器由一个XL数据系统组成。
22.如权利要求13所述成像系统，其中打印机是由一个具有喷墨盒阵列的喷墨打印机构成。
23.一种成像系统，包括一台打印机；一台打印监视器；沿给定方向移动卷筒纸或纸张的装置；第一个传感器，检测卷筒纸或纸张上的图像，该传感器安装在卷筒纸或纸张移动方向上打印机之后的一位置上；一台电子打印数据发生器，与打印机及打印监视器相连，向二者提供电子打印数据；第二个传感器，检测卷筒纸或纸张通向所述打印机前其上的像素；上述的第一，第二个传感器都与打印监视器相连；打印监测器比较来自第一个传感器的数据与来自在电子打印数据发生器及第二个传感器的数据的合成数据，以判断是否有大偏差。
24.如权利要求23所述的成像系统，其中第一、第二传感器均由线性光电二极管阵列组成。
25.如权利要求24所述的成像系统，其中卷筒纸或纸张的成像区宽度为x，每个光电二极管阵列的有效长度至少等于x，以便它能检测卷筒纸或纸张成像区的每个像素。
26.如权利要求24所述的成像系统，其中每个传感器至少包括一个200-300像素的线性光电二极管阵列。
27.如权利要求23所述的成像系统，还包括一个灯，它与线性光纤照明器相连，该照明器安装在第一个传感器旁边，以照亮该传感器的卷筒纸或纸张。
全文摘要
一种方法和系统,采用价格相对便宜、速度高(例如:每分钟约200英尺或更高)的部件。计算机控制器控制光栅成像处理器(RJP)产生电子打印数据(如:一个位图);电子打印数据传送到电子数字打印机(如喷墨盒阵列),同时给打印监视器。打印机把该位图印到卷筒纸或纸张上面,然后由一个线性数字光敏器件(如光电二极管阵列)沿卷筒纸或纸张宽度方向扫描成像区的每个像素,再把扫描的数据传送给打印监测系统,由打印监测系统把它与RIP产生的位图进行比较。如果比较结果有偏差(任一种的),产生一个信号,最终传送给计算机控制器。计算机控制器根据该信号记录错误类型,输出可辨认标记(如警灯或警声),或关闭打印部件。在打印机前可设置另一个线性光电二极管阵列,它所检测的数据被送到打印监视器以便与电子位图进行组合,然后与来自第一传感器的数据进行比较,以此来确定是否有偏差。
文档编号G06T1/00GK1294720SQ00800129
公开日2001年5月9日 申请日期2000年2月8日 优先权日1999年2月9日
发明者安东尼·莫斯卡托, 麦克尔·A·格拉齐亚诺, 斯蒂文·R·布里东, 蒂莫西·D·柯林斯, 安东尼·B·德约瑟夫 申请人:穆尔北美公司
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