專利名稱：打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像對位裝置，尤其涉及一種打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置。
打印機從早期的點陣式，到現(xiàn)在的噴墨及激光，在計算機外圍向來都扮演很重要的角色。而噴嘴頭在噴墨打印機中為一關(guān)鍵的零組件，若噴嘴頭的制作技術(shù)能有所改善，則噴墨打印機生產(chǎn)能力、品質(zhì)將隨之提升，這將是人所樂見的事。
請參見

圖1，圖中所示為一傳統(tǒng)半自動圖像對位系統(tǒng)的示意圖，操作的步驟如下首先，用右手使PLC控制器11啟動送料機構(gòu)12將噴嘴頭晶片及膠片送到定位機構(gòu)上。此時，噴嘴頭晶片置于定位機構(gòu)的平臺上，而膠片由一吸嘴吸住且位于噴嘴頭晶片上方。同時，電荷耦合器件18(CCD)將噴嘴頭晶片及膠片的圖像透過圖像界面17傳至個人計算機的熒幕16以提示操作者根據(jù)二者圖像所顯示的位置差進行對位的工作。
接著，即進行枯燥的對位工作。利用熒幕16上噴嘴頭晶片及膠片的圖像所顯示的位置差，用左手選按個人計算機13鍵盤上的控制鍵，由個人計算機13去控制驅(qū)動電路14以旋轉(zhuǎn)或移動定位機構(gòu)15，從而調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置，直到熒幕16上顯示噴嘴頭晶片及膠片的位置相合為止。
最后，把膠片放在噴嘴頭晶片上才完成對位的工作。
上述的半自動影像對位方式，由于光學(xué)、送料與對位個別為相互獨立的控制機構(gòu)，所以操作時須分開操作，且每個程序間須用人判斷前一個程序是否完成，才可以繼續(xù)下一個程序，所以其為非理想的設(shè)計，所耗工時太多，且肉眼容易疲勞。
本發(fā)明的目的是提供一種打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，它利用圖像處理技術(shù)來達到自動對位的工作，而無需用人眼來對位與判斷。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，以使一膠片置于一噴嘴頭晶片上，其特點是，它包含
一光學(xué)圖像識別系統(tǒng)，用以讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一定位機構(gòu)，它置于該光學(xué)圖像系統(tǒng)的圖像輸入端，用以置放該膠片及該噴嘴頭晶片使該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一控制器，它與該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)電連接，為該定位控制系統(tǒng)的控制中樞，而根據(jù)由該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置之間的誤差以控制該定位機構(gòu)而調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使該膠片置于該噴嘴頭晶片上，以及接收光學(xué)圖像識別系統(tǒng)的該圖像處理器的訊號以判知該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一驅(qū)動器，它與該控制器電連接，用以增強該控制器的控制訊號以驅(qū)動該定位機構(gòu)；以及一感測界面，它與該控制器電連接，用以感測該定位機構(gòu)的位置訊號。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的光學(xué)圖像識別系統(tǒng)系包含一電荷耦合器件(CCD)，它用以于該膠片及該噴嘴頭晶片擺置于該定位機構(gòu)時，讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的影像；以及一影像處理器，它與該電荷耦合元件電連接，以在該電荷耦合器件讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的圖像時，識別該膠片及該噴嘴頭晶片的位置。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的膠片的位置為該膠片的斜對角二點相對于一水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一根據(jù)由該膠片的斜對角二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的噴嘴頭晶片的位置為該噴嘴頭晶片的斜對角二點相對于該水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一根據(jù)由該噴嘴頭晶片的斜對角二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的控制器為一個人計算機。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的驅(qū)動器為由若干晶體管電路所組成。
在上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中，其中，所述的定位機構(gòu)包含一水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺，用以置放該噴嘴頭晶片，并調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置；一吸管，它位于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺上方，用以吸住該膠片；電動機，它與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接，用以將該噴嘴頭晶片置于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺及該吸嘴吸住該膠片時致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺以調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使之與該膠片的位置相同；以及位置編碼器，它與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接，用以在該若干電動機致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺時，使該感測界面據(jù)以解上述定位機構(gòu)的位置訊號。
上述的位置編碼器、電動機、光感測器、個人計算機、電荷耦合器件等為現(xiàn)有技術(shù)，可由熟悉該項技術(shù)者據(jù)以實施，故本案不多加贅述。而欲待詳加說明者是其組成的系統(tǒng)方塊圖及其動作原理等。
本發(fā)明由于設(shè)置一光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90，再利用二者位置之差使定位控制系統(tǒng)91控制其定位機構(gòu)93吸住膠片，并使該噴嘴頭晶片作些微的旋轉(zhuǎn)、水平方向移動或垂直方向移動使附著于吸嘴上的膠片22與噴嘴頭晶片21的位置對齊，從而取代人眼去判斷膠片與噴嘴頭晶片的位置；同此，由此可取代許多人力，縮短作業(yè)流程，提高生產(chǎn)能力。
通過以下對本發(fā)明打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的一實施例結(jié)合其附圖的描述，可更具體理解本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)點。其中，附圖為圖1是現(xiàn)有技術(shù)半自動膠片對位控制系統(tǒng)示意圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明提出的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的自動膠片對位控制系統(tǒng)方塊圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明提出的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的膠片與噴嘴頭晶片對位步驟示意圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明提出的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的控制流程圖。
請參見圖2。圖2為本發(fā)明的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置的系統(tǒng)方塊圖，它用一膠片22置于一噴嘴頭晶片21上，其包含一光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90及一定位控制系統(tǒng)91。
該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90用在該膠片22及該噴嘴頭晶片21擺置于一定位機構(gòu)93時讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置。該定位控制系統(tǒng)91與該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)電連接，其具上述定位機構(gòu)93，而該定位控制系統(tǒng)91根據(jù)由該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置之間的誤差控制該定位機構(gòu)93而調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使該膠片置于該噴嘴頭晶片上。
上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)包含一電荷耦合器件23(CCD)以及一圖像處理器24。該電荷耦合器件23(CCD)用以在該膠片22及該噴嘴頭晶片21擺置于該定位機構(gòu)93時，讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的圖像。該圖像處理器24與該電荷耦合器件電連接，以在該電荷耦合器件上讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的圖像時，識別該膠片22及該噴嘴頭晶片21的位置。
電荷耦合器件(CCD)掃描的圖像信號包含上述的膠片及噴嘴頭晶片。為了判別位置，在膠片與噴嘴頭晶片對角線的二頂端分別設(shè)有二標(biāo)記，而接下來的圖像處理器即用以判別該二標(biāo)記的位置供定位控制系統(tǒng)91將膠片擺置于噴嘴頭晶片之上。實際上，該圖像處理器是整個系統(tǒng)軟件的一部分，因為在計算機中其專用來處理圖像之用，所以稱之為圖像處理器，且與電荷耦合器件同類為光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90。
上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該定位控制系統(tǒng)除了具上述定位機構(gòu)93外，還包含一控制器25、一驅(qū)動器26以及一感測界面30。該控制器25與該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)90電連接，為該定位控制系統(tǒng)91的控制中樞，而根據(jù)由該膠片22的位置及該噴嘴頭晶片的位置之間的誤差以控制該定位機構(gòu)，以及接收光學(xué)圖像識別系統(tǒng)的該圖像處理器的訊號以判知該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置。該驅(qū)動器26與該控制器電連接，用以增強該控制器的控制訊號以驅(qū)動該定位機構(gòu)。該感測界面30與該控制器電連接，用以感測該定位機構(gòu)的位置訊號。
整個定位控制系統(tǒng)91的控制中樞為該控制器25，控制器25將接收自光學(xué)圖像識別系統(tǒng)中，膠片及噴嘴頭晶片的位置，在控制器25中計算二者之差，以對驅(qū)動器26發(fā)出驅(qū)動的信號。
上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該控制器為一個人計算機。以個人計算機為控制器的優(yōu)點在于，除了透過輸出輸入界面控制外部的機件外，還可運用軟件的技巧作相關(guān)的資料處理，如物料的控制、產(chǎn)能分析、良率分析等。例如，人們可在自動圖像對位控制之前，還可在程序中加一道判斷物料是否有瑕疵，若有瑕疵則可進行分析統(tǒng)計的工作，事先將不良的物料排除，提高品質(zhì)。
上述打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該驅(qū)動器為由若干晶體管電路所組成。由于個人計算機所提供的控制信號的驅(qū)動電流很小，不足以驅(qū)動外部電動機，所以在電動機與個人計算機的控制器之間會加入一驅(qū)動器以提高至足夠的驅(qū)動電流。在本實施例中，該驅(qū)動器可為AT6400；當(dāng)然，主要的控制元件為晶體管等。
上述打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該感測界面包含若干光感測器30。該若干光感測器界面用以偵測當(dāng)時定位機構(gòu)上電動機的位置(即噴嘴頭晶片的位置)，以使個人計算機的控制器可以根據(jù)以與上述光學(xué)圖像識別系統(tǒng)膠片的位置相比較，而進行對位的控制機制。
上述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置中該定位機構(gòu)93包含一水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺28、一吸嘴40，電動機27及位置編碼器29。該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺用以置放該噴嘴頭晶片，并調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置。該吸嘴位于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺上方，用以吸住該膠片。該電動機27與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接，用以在該噴嘴頭晶片置于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺及該吸嘴吸住該膠片時致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺使該噴嘴頭晶片的位置與該膠片的位置相同。該位置編碼器29與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接，用以在該電動機致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺時，使該感測界面根據(jù)以解出上述定位機構(gòu)的位置訊號。
利用吸嘴40，可吸住膠片，而利用水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺，可以達到調(diào)整噴嘴頭晶片位置的目的。其次，因為有水平、垂直及角度，使用的電動機將不只一個，而同理位置編碼器也不只一個，針對水平及垂直二位置，可采用光學(xué)尺，而針對角度值，可采用光學(xué)角度編碼器(Optical Encoder)。位置編碼器的解析度是決定精密度的一大要素，本發(fā)明涉及高精密控制，其所采用的位置編碼器的解析度必須足夠大才行。
請參見圖3，如所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其中該噴嘴頭、晶片的位置A,B為該膠片的斜對角二點相對于該水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一由該膠片的斜對解二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度(θ1)。而該噴嘴頭晶片的位置為該噴嘴頭晶片的斜對角二點C,D相對于一水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一由該噴嘴頭晶片的斜對角二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度(θ2)。
圖3中，31到36為調(diào)整噴嘴頭晶片21使該膠片22對位于其上的示意。
首先31，透過送料的機構(gòu)使吸嘴吸住一膠片22，在XY座標(biāo)上可由上述的圖像識別系統(tǒng)判斷出該膠片的位置值，ABθ1。此時膠片21由吸嘴吸住。
接著32，在XY座標(biāo)將AB二點標(biāo)示出來，以為調(diào)整噴嘴頭晶片的目的。
再來33，透過送料機構(gòu)將噴嘴頭晶片22送上平臺。此時，由上述的圖像識別系統(tǒng)可判斷出該噴嘴頭晶片的位置值，CDθ2，假設(shè)吸嘴吸住膠片時膠片的位置并不理想。
接著34，利用θ1與θ2的差值，使個人計算機的控制器發(fā)出信號到驅(qū)動器再到定位機構(gòu)，以控制定位機構(gòu)上的電動機作旋轉(zhuǎn)的動作，調(diào)整噴嘴頭晶片的角度θ2，使其與膠片的角度θ1一致。
再來35，利用水平方向的差值，使噴嘴頭晶片向左移動。
最后36，利用垂直方向的差值，使噴嘴頭晶片向下移動而完成對位的動作。此時，膠片正確位于噴嘴頭晶片上。
請參見圖4。在對位的控制流程圖中，大體上可分六個步驟。此流程圖中，以移動噴嘴頭晶片的方式來對位。事實上，這只是對位的另一種方式而已。
步驟1由送料機構(gòu)，將噴嘴頭晶片及膠片分別送上平臺及吸嘴上，同時，噴嘴頭晶片的位置已由平臺所決定，而膠片的位置由吸嘴決定。當(dāng)然，亦可視需要，用電荷耦合器件讀取其圖像以利分析之用。
步驟2用電荷耦合器件取得膠片的圖像。
步驟3由圖像處理器取得膠片的位置ABθ1，并設(shè)定為目標(biāo)值，而測量值為擺置于平臺上的噴嘴頭晶片的位置CDθ2。
步驟4利用上述二者位置的不同(差值)，驅(qū)動電動機使噴嘴頭晶片的位置與吸住于吸嘴上的膠片的位置一致，且同時讀取測量值。
步驟5假如測量值與目標(biāo)值不一致，則進行修正的動作。修正的目的在于使二者的位置更趨一致，直到一致時，則進行下一步驟。
步驟6最后將膠片擺置于噴嘴頭晶片上即告完成對位的動作。
上述對位方法中，只要固定其中之一移動另一元件即可。亦即，若移動膠片，則需固定噴嘴頭晶片；若移動噴嘴頭晶片則需移動膠片，兩方法原理并無不同。
由上述的圖解及說明可知，本發(fā)明打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置是利用個人計算機控制一定位機構(gòu)，使一膠片與一噴嘴頭晶片對齊而置；該打印機噴嘴頭膠片自動影像對位裝置的動作首先是用一影像處理的技術(shù)先將該噴嘴頭晶片及該膠片的位置找出來，再利用二者之差，驅(qū)動該定位機構(gòu)調(diào)整其中之一的位置，使二者的位置相同，最后將該膠片疊置于該噴嘴頭晶片上，以達到自動影像對位的目的，即，利用圖像處理的技術(shù)以改善現(xiàn)有技術(shù)半自動圖像對位中人眼必須盯住熒幕才能對位的缺點，從而有效取代人力且提高了準(zhǔn)確性與生產(chǎn)力。
權(quán)利要求
1．一種打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，用以使一膠片置于一噴嘴頭晶片上，其特征在于，它包含一光學(xué)圖像識別系統(tǒng)，用以讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一定位機構(gòu)，它置于該光學(xué)圖像系統(tǒng)的圖像輸入端，用以置放該膠片及該噴嘴頭晶片使該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)讀取該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一控制器，它與該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)電連接，為該定位控制系統(tǒng)的控制中樞，而根據(jù)由該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置之間的誤差以控制該定位機構(gòu)而調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使該膠片置于該噴嘴頭晶片上，以及接收光學(xué)圖像識別系統(tǒng)的該圖像處理器的訊號以判知該膠片的位置及該噴嘴頭晶片的位置；一驅(qū)動器，它與該控制器電連接，用以增強該控制器的控制訊號以驅(qū)動該定位機構(gòu)；以及一感測界面，它與該控制器電連接，用以感測該定位機構(gòu)的位置訊號。
2．如權(quán)利要求1所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的光學(xué)圖像識別系統(tǒng)包含一電荷耦合器件(CCD)，它用以在該膠片及該噴嘴頭晶片擺置于該定位機構(gòu)時，讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的圖像；以及一圖像處理器，它與該電荷耦合器件電連接，以在該電荷耦合器件讀取該膠片及該噴嘴頭晶片的圖像時，識別該膠片及該噴嘴頭晶片的位置。
3．如權(quán)利要求2所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的膠片的位置為該膠片的斜對角二點相對于一水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一根據(jù)由該膠片的斜對角二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度。
4．如權(quán)利要求3所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的噴嘴頭晶片的位置為該噴嘴頭晶片的斜對角二點相對于該水平垂直座標(biāo)的水平及垂直位置，及一根據(jù)由該噴嘴頭晶片的斜對角二點計算出的相對于該水平垂直座標(biāo)的水平軸的角度。
5．如權(quán)利要求1所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的控制器為一個人計算機。
6．如權(quán)利要求1所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動器為由若干晶體管電路所組成。
7．如權(quán)利要求1所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的感測界面包含若干光感測器。
8．如權(quán)利要求1所述的打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置，其特征在于，所述的定位機構(gòu)包含一水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺，用以置放該噴嘴頭晶片，并調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置；一吸嘴，它位于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺上方，用以吸住該膠片；電動機，它與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接，用以于該噴嘴頭晶片置于該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺及該吸嘴吸住該膠片時致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺以調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使之與該膠片的位置相同；以及位置編碼器，它與該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺連接。用以在該電動機致動該水平(X)垂直(Y)角度(θ)軸平臺時，使該感測界面據(jù)以解出上述定位機構(gòu)的位置訊號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種打印機噴嘴頭膠片自動圖像對位裝置,用以使一膠片置于噴嘴頭晶片上,其特點是,包含:光學(xué)圖像識別系統(tǒng)、定位機構(gòu)、控制器、驅(qū)動器、感測界面,通過由該光學(xué)圖像識別系統(tǒng)讀取的膠片的位置及噴嘴頭晶片的位置之間的誤差控制該定位機構(gòu)而調(diào)整該噴嘴頭晶片的位置使該膠片置于該噴嘴頭晶片。本發(fā)明不僅由此取代人眼去判斷膠片與噴嘴頭晶片的位置,并且提高工作精度、縮短作業(yè)流程,提高了生產(chǎn)能力。
文檔編號B41J2/145GK1218196SQ9712300
公開日1999年6月2日 申請日期1997年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月24日
發(fā)明者莫自治, 范熾格, 莊元中, 何進淵, 徐榮祥 申請人:研能科技股份有限公司