CN106371967B

CN106371967B - 用于评估喷墨印刷系统中失活的印刷喷嘴的重要性的方法

Info

Publication number: CN106371967B
Application number: CN201610580933.1A
Authority: CN
Inventors: A·豪克
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: DE102016210069A1; CN106371967A

Abstract

本发明涉及一种用于通过计算机评估喷墨印刷机的失活的印刷喷嘴对于印刷图的重要性的方法，其包括以下步骤：计算印刷图的图像特性值；求取沿着印刷方向y的印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线；将印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线与至少一个预先确定的边界值比较；根据所述比较将对应于印刷喷嘴路径x_i的印刷喷嘴的重要性进行分类；对于所有使用的印刷装置的所有存在的印刷喷嘴路径重复进行前述过程，并且将经评估的对应的印刷喷嘴对于所述印刷图的重要性信息存储在计算机中。

Description

用于评估喷墨印刷系统中失活的印刷喷嘴的重要性的方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过计算机评估喷墨印刷机的失活的印刷喷嘴对于印刷图的重要性的方法，其包括以下步骤：计算印刷图的图像特性值，求取沿着印刷方向y的印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线，将印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线与至少一个预先确定的边界值比较，根据所述比较将对应于印刷喷嘴路径x_i的印刷喷嘴的重要性进行分类，对于所有使用的印刷装置的所有存在的印刷喷嘴路径重复进行前述过程，并且将经评估的对应的印刷喷嘴对于所述印刷图的重要性信息存储在计算机中，在实际的印刷过程期间探测失活的印刷喷嘴，并且根据已储存的重要性信息评估失活的印刷喷嘴的重要性。

背景技术

本发明处于数字印刷的技术领域。

喷墨印刷机一般包括一个或多个印刷头，并且每个印刷头包括大量印刷喷嘴。喷墨印刷机使用喷嘴进行印刷，其方式是，喷射出墨水。所述印刷机具有带各单个喷嘴的特定布置的喷嘴板，所述各单个喷嘴能够具有1200dpi或更大的分辨率。这要求喷嘴间距为20μm或者更小。在单个的印刷喷嘴失活时存在下述的区域，所述区域不能通过为此预设的喷嘴以单个分色根据BCMY形成图像。因此出现了颜色缺失的部位，所述部位可以显示为白线。如果涉及多色印刷，那么在这个部位上缺少相应的颜色并且使得色调失真。也要注意的是，单个喷嘴的喷射走向不是理想地延伸而是可能或多或少地出现偏差，此外要考虑被喷射的点的大小。因此，功能失活的喷嘴涉及每个印刷的文档的印刷质量。降低的质量在此严重到这种程度，以使得印刷的文档必须作为次品来处理。在此，单个喷嘴失活的原因是不同的。这可能是暂时的或永久的失活。

为了特别是全面地减少对印刷图的影响，由现有技术中公知了多个用于补偿的方案。在所述方案的一个中尝试由其他的喷嘴以相同的颜色和相同的喷墨单元覆盖错误处。也就是说，在确定涉及哪一个单个喷嘴失活之后，为了补偿单个的失活的喷墨印刷喷嘴这样控制相邻的喷嘴，即扩大该喷嘴的点大小，以使得失活的喷嘴的部位一起被覆盖。由此，相邻喷嘴一并绘制了失活的喷嘴的图像。由此可以避免由于单个的喷嘴未印刷而产生的白线。

其他公知的方案在于，失活的印刷喷嘴由相应的其他所使用的印刷颜色的喷嘴在相同部位上来代替。在此尝试，通过将还可支配的颜色有针对性地和经控制地重叠印刷来尽可能接近失活的印刷颜色。由此既不需要印刷喷嘴或印刷头的冗余，相邻的印刷喷嘴的失活也不是问题。然而所述补偿方法的主要缺点在于，所述补偿方法仅仅能用于多色印刷。此外，需要通过印刷机的计算机提高计算需求和控制需求，以便求取所需的颜色组合。此外，根据失活的颜色与剩余颜色的还能印刷的色空间的色距，所产生的印刷结果可能完全明显地偏离于额定值。

用于补偿失活的印刷喷嘴的其他方案设置相同颜色的双重喷嘴单元，以便可以通过冗余来补偿单个喷嘴的失活。或者使用多个能定位的印刷头用于印刷图像。如果印刷喷嘴失活，那么使印刷头重新定位，以便尽可能好地替换失活的喷嘴。在这两个方案中，实际上需要相同颜色的印刷头的冗余，这随之带来已述的问题。

然而对于所述补偿的前提首先是正确地探测失活的印刷喷嘴。也就是说，不仅必须检测出现这样的失活，而且必须识别确切是哪个印刷喷嘴，因为大多数公知的补偿方法需要准确地了解功能无效的印刷喷嘴。

为了探测，由现有技术公知了不同的解决方案。一个公知的可能性是印刷测试印刷图。然后所述印刷图通过机器操作者来评估、即判定，并且通过手动输入将可能失活的喷嘴的信息通知给机器。由专利申请US 2011/227988 A1以及专利US 8322814 B2公知了这种试样的实例。

其他的可能性是印刷和自动评估特定的测试图案。测试图案可以作为单独的任务在印刷机上印刷或者在印刷卷筒纸时在有效部分之间实现或在印刷单张纸时在未使用的纸张边缘上实现。于是，所述测试图案能够相对简单地自动识别失活的喷墨喷嘴。缺点在于，纸张边缘或有效部分之间的中间空间并非在任何类型的印刷中都是期望或可实现的。当试样作为单独的印刷任务产生时，产生了大量的废纸。

第三种可能性在于，借助于摄像机或传感器实时读入整个印刷图。然后，识别的数据必须电子地与原印刷图比较。然而对数据的比较(Abgleich)需要非常高的计算性能和对数据进行实时比较。在使用改变的数据时，额定印刷图也必须随着每次打印被重新提供用于比较或者相应地匹配所述改变的数据。为此，专利申请US 2013/187970 A1属于此实例。在此，数字的额定图像与印刷的图像的扫描图进行比较。描述了下述的转换，所述转换能够使经扫描的图像(分辨率转换，扫描仪特征的转换)与数字的额定图像比较。此外，描述了下述的差分图像，所述差分图像在超过确定的阈值存在偏差的情况下用于探测功能无效的喷嘴。也提出了参考标记的印刷，根据所述参考标记的印刷可以实现对功能无效的印刷喷嘴进行位置确定或识别。为了使用有效率的硬件，所述解决方案需要高的花费，否则其在数据加工期间导致机器的停机时间。

由此，为了减少对失活的印刷喷嘴进行补偿的缺点，有利地确定，究竟是否必须补偿失活的印刷喷嘴。最后可能的是，失活的印刷喷嘴遮盖了当前的印刷图的区域，在所述区域中存在仅仅少的待印刷的图像数据。也可能的是，基于图像构成或者图像结构在失活的区域中不导致使印刷的图像评估为废纸。在所述情况中，对失活的印刷喷嘴的补偿的费用是无意义的。最后，一贯的是，当失活的印刷喷嘴被评估为不重要时，所制造的印刷品不必视为废纸。也就是说，为此需要的对失活的印刷喷嘴的重要性的评估也导致决定性地减少了积累的次品并且由此导致更低的生产成本。

发明内容

由此本发明的目的在于，公开了一种用于在喷墨印刷系统中评估失活的印刷喷嘴的重要性的方法。

该目的的根据本发明的解决方案描述了一种方法，其评估每个印刷喷嘴的重要性，其方式是，所述方法根据当前的印刷图确定所述重要性。

在此涉及一种用于通过计算机评估喷墨印刷机的失活的印刷喷嘴对于印刷图的重要性的方法，其包括以下步骤：

1.计算印刷图的图像特性值

2.求取沿着印刷方向y的印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线

3.将印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线与至少一个预先确定的边界值比较

4.根据所述比较将印刷喷嘴的重要性进行分类

5.对于所有使用的印刷装置的所有存在的印刷喷嘴路径重复进行前述过程，并且将经评估的印刷喷嘴对于所述印刷图的重要性信息存储在计算机中

根据本发明的方法的基本原理是确定已存在的印刷喷嘴路径与当前的任务印刷图的关系。在此，沿着印刷喷嘴路径计算印刷图的图像特征值的曲线。也就是说，对于每个印刷喷嘴路径来计算沿着印刷方向y的特征值曲线，所述印刷喷嘴路径覆盖横向于印刷方向y的区域x_i。对于图像特征值曲线的数字化值具有决定性的是在印刷喷嘴路径上的视觉可见度。这取决于多个因素，所述因素在下文还要详细地说明。接着特征值曲线必须与边界值比较，其中，所述边界值决定相应印刷喷嘴的重要性。边界值必须在开始分析之前或者手动地由使用者或者自动地由控制计算机确定。边界值可以对于每个印刷任务来重新确定，然而出于重要性分析的相容性建议确定全局有效的边界值。原则上适用的是：图像特征值的被使用的因素越全面，边界值设定与当前的印刷任务越不相关。可以给出一个边界值或在特殊情况中也给出多个边界值。如果根据比较把所有已存在的印刷喷嘴归类为重要的或不重要的，那么重要性分类的结果由控制计算机存储。对于所有印刷装置、即对于所有被使用的颜色重复前述过程，从而对于每个印刷装置由控制计算机存储重要性特征。

所述方法的优点在于，重要的喷嘴可以与不重要的喷嘴不同地被处理。因此仅仅在对于印刷任务而言确实重要的印刷喷嘴中必须使用例如通常成本非常高的印刷喷嘴补偿。由此可以在所需的计算效率、印刷表现和墨水消耗方面实现效率收益。由此也实现了特别重要的喷嘴的保护或者例如更经常的保养。

对于已知了确定的印刷喷嘴是损坏的情况而言，也实现了与当前的印刷图相匹配。因此，在重要性分析结束之后和在印刷开始之前可以通知使用者相应地多个重要的印刷喷嘴失活，由此为使用者给出还能改变印刷图的可能性，以使得失活的印刷喷嘴覆盖较少的重要区域。然而在所述情况中必须重复重要性分析。

所述方法的有利的并且由此优选的进一步方案由优选实施方式以及从具有对应附图的说明得出。

一个优选的进一步方案在此是，在实际的印刷过程期间，对失活的印刷喷嘴进行验证，并且根据存储的重要性信息由计算机归类为重要的或不重要的。如果在进行包括控制计算机的印刷喷嘴失活监控在内的实际印刷任务中识别出失活的印刷喷嘴，那么所述控制计算机根据存储的重要性分析、即相关的印刷装置的重要性特征来验证，失活的印刷喷嘴是重要的或不重要的。据此采取不同的反应。

一个优选的进一步方案在此是，在不重要的印刷喷嘴损坏的情况下，将印刷产品标记为无瑕疵的，并且在重要的印刷喷嘴损坏的情况下，将印刷产品标记为废页。对于识别为损坏的印刷喷嘴的反应与该印刷喷嘴的重要性评估有关。不重要的喷嘴在失活时被忽略，而在重要的喷嘴的情况下印刷的页张标记为废页。这处于前述情况中，直到所述失活被排除或补偿。通过仅仅重要的失活的印刷喷嘴才导致次品，提高了印刷机的效率并且由此降低了成本。

一个另外的优选的进一步方案在此是，在重要的印刷喷嘴损坏的情况下，对于损坏的印刷喷嘴启动补偿过程和/或清洗过程。如果印刷喷嘴标记为重要的，那么启动用于损坏的印刷喷嘴的补偿过程。在此与现有技术的区别在于，在现有技术中在任何情况下都进行失活的补偿，而在公开的本方法中所述补偿仅仅在损坏的印刷喷嘴是重要的情况下才被触发。替换地或附加地也可以启动印刷头的清洗过程，因为失活的印刷喷嘴通常仅仅被堵塞而不是真正地被损坏，这可以通过清洗过程再次排除。

一个另外的优选的进一步方案在此是，确定印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线的最大特征值或平均值或中值或积分值，并且接着将其与边界值比较。为了将边界值与特征值曲线比较，必须从所述特征值曲线中提取出一个单个的值。为此首先提供曲线的最大值。如果所述最大值超过边界值，那么被检验的印刷喷嘴路径是重要的。从特征值曲线中要提取的其他可能的值是曲线的平均值、中值或积分值。为了与边界值比较而应该使用哪个值(可能地也可以考虑多个值的组合)，必须由使用者或相应设置的控制计算机来决定。大量的其他的数学选择方法也是可能的。

一个另外优选的进一步方案在此是，所述图像特征值特别是分别沿着所述喷嘴路径x_i的印刷颜色、网目阶调值、图像均匀性、颜色对比度、图像构成、实验室-色度坐标以及网纹结构。图像特征值是关于图像内容和图像构成的信息。重要的图像特征值例如是相应使用的印刷颜色。因为显而易见的是，例如白色印刷衬底上的黄色比黑色的重要性小。类似地也适用于图像均匀性。在连续的黑色均匀区域中，与在强烈结构化的区域中相比，失活的印刷喷嘴更引人注目。类似地也适用于其他图像特征值。其他图像特征值可以例如是关于已失活的相邻喷嘴的信息或受影响印刷喷嘴的局部增多。印刷衬底材料特性以及所使用的墨水的材料特性也可以是重要的。

一个另外的优选的进一步方案在此是，图像特征值共同地适用于在整个印刷图内的所有印刷喷嘴路径x_n。考虑图像特征值的最简单方式是，特征值被考虑对于所有尝试的印刷喷嘴路径而言评估为等值的。

一个另外的优选的进一步方案在此是，不同的图像特征值或者相同的图像特征值以不同的权重适用于不同的印刷喷嘴路径x_i。如果必须对不同的印刷喷嘴路径进行不同的评估(例如空白的面不同于具有多个图像内容的面)，那么当然在评估中也必须将图像特征值对于各个印刷喷嘴路径进行不同的加权。此外，可以对于确定的印刷喷嘴路径也仅仅使用确定的图像特征值。

一个另外的优选的进一步方案在此是，将作为印刷喷嘴的重要性评估基础的印刷图分成图像区段和文字区段，并且对所述图像区段的重要性和所述文字区段的重要性不同地进行评估。不同地评估不同的印刷喷嘴路径的另一个可能性是，与对于在图像对象上延伸的喷嘴路径相比，对于在文字上延伸的印刷喷嘴路径使用不同的图像特征值。在所述图像对象和文字上延伸的印刷喷嘴路径中，也可以实现相应地混合上述两个已使用的特征值组。这当然也适用于对特征值进行不同的加权。

一个另外的优选的进一步方案在此是，印刷喷嘴路径在至少一个印刷喷嘴的覆盖区域上延伸。印刷喷嘴路径不必仅仅覆盖印刷喷嘴的区域。所述印刷喷嘴路径也可以在多个印刷喷嘴上延伸。特别有意义的是，即印刷图设计为非常均匀的，例如一个面仅仅包括相同的颜色，这不需要关于重要性评估的高分辨率。也就是说当在白色衬底上产生黑色面的印刷喷嘴是重要的时，则一同产生相同面的相邻喷嘴也是重要的。为此不必进行额外的重要性确定。因此，这明显地减少了计算耗费。与此相反地，在精细的结构、例如条形码的情况下应该每个路径使用仅仅一个印刷喷嘴。

一个另外优选的进一步方案在此是，使用多个不同的边界值，超过边界值则分别启动不同的动作。使用多个边界值具有的优点是，即不同的动作可以与这些边界值的超过相联系。因此，在多个边界值的情况下当然也产生不同的重要性信息，也就是说，对于每个边界值产生一个特有的重要性特征(Relevanzprofil)。如果接着出现了印刷喷嘴的失活，则必须对于这个印刷喷嘴路径验证多个重要性特征。因此，边界值例如可以与将页张评估为废页相联系。如果超过边界值，那么在相关的印刷喷嘴失活时印刷的页张是废页。另外的边界值涉及下述的清洗过程等。

一个另外的优选的进一步方案在此是，重要的印刷喷嘴在印刷过程中与不重要的印刷喷嘴相比不同的处理，其中，所述处理特别是包括喷吐(Spitten)、弹拨(Tickling)以及将单个像素印到其他的面中，以使喷嘴保持运行。如同已述的那样，印刷喷嘴的重要性分类实现了根据对于印刷任务的重要性对所述印刷喷嘴进行不同的处理。如果例如喷嘴是重要的，则该喷嘴与不重要的喷嘴相比更频繁地被喷吐、即喷射到单独的区域中，以便防止堵塞。所述弹拨(也就是使喷嘴弯月部振动以防止变干)频繁地进行，或者将单个像素印到其他的面中以使喷嘴保持运行的做法同样能够根据印刷喷嘴的重要性来控制。

附图说明

下面参考对应的附图根据至少一个优选的实施例详细地说明根据本发明的方法以及该方法的功能上有利的进一步方案。在附图中，彼此相应的元件分别设有相同的附图标记。

附图中：

图1示出喷墨页张印刷机

图2示出由印刷喷嘴失活导致的瑕疵图像的实例

图3示出印刷图在印刷喷嘴路径中的分区

图4示出根据本发明的方法的简图

图5示出重要性特征计算的简图。

具体实施方式

在优选的实施变体中，应用领域是数字印刷机10，其构造为喷墨式页张印刷机10。这种机器10的结构的实例在图1中示出。相应的页张11从续料器1沿着输送方向T穿过印刷装置2输送至收料器3。在此，相应的页张11的输送尤其借助于滚筒、即输送滚筒5和压印滚筒7进行。在压印滚筒7上方布置喷墨头4，所述喷墨头对通过压印滚筒7以小的间距运动经过的页张11进行印刷。压印滚筒7由此也称为喷印滚筒。在所示的实施方式中，压印滚筒7具有三个页张保持区域8，所述页张保持区域分别通过通道9彼此分开。

在所述印刷机10运行时，如本文开头已述地可能在印刷装置2中的印刷头4中出现单个的印刷喷嘴失活。其结果是白线13或者在多色印刷的情况下在印刷图12上的失真的色值。所述白线13的一个实例在图2中示出。

所述白线13的出现可以导致，经印刷的页张11必须作为废页被移除。公开的根据本发明的方法在此提供了自动评估上述情况的可能性。该流程示意性地在图4中示出。根据图像信息14，对于印刷图12计算每个印刷喷嘴路径x_i的重要性特征19。在此，印刷喷嘴路径x_i表示下述的区域，所述区域由至少一个印刷喷嘴覆盖。在图5中示意性地示出所述重要性计算的流程，而图3示出将页张11结构性地划分为不同的印刷喷嘴路径x_i。为了计算重要性，首先必须根据图像信息14计算或者选择用于计算所需的图像特征值15。所述图像特征值例如可以是分别沿着喷嘴路径x_i的印刷颜色、网目阶调值、图像均匀性、颜色对比度、图像构成、实验室-色度坐标以及网纹结构。接着沿着印刷喷嘴路径x_i求取所述特征值15的曲线16。然后由特征值曲线16确定曲线16的最大值17。此外，必须存在确定的边界值18，所述边界值确定从哪个最大值17起使印刷喷嘴路径x_i覆盖重要的区域。在此，边界值18由图像信息14和所选择的图像特征值15中推导出。接着最大特征值17与边界值18的比较得出，最大特征值17是否超过边界值18。如果是超过了，则当前的印刷喷嘴路径x_i评估为重要的。接着对于所有印刷喷嘴路径x_i、即所有使用的印刷装置的所有印刷喷嘴实施该方法，由此得出所有印刷装置关于当前的印刷图12的重要性特征19。所述重要性特征被存储并且在该印刷过程中被使用。

在完成一印刷任务的框架中，为了监控图像质量激活不同的机构。所述机构中的一个在数字印刷机10中探测失活的印刷喷嘴。在此，对于失活的印刷喷嘴检查经印刷的图像信息。如果在印刷过程期间或者在印刷过程之前已经识别出所述损坏的印刷喷嘴20，则通常将当前的和紧接着的印刷页张11作为废页移除并且采取用于补偿的措施。与此相反地，在公开的方法中由控制探测过程的控制计算机将识别出的失活的印刷喷嘴20与存储的重要性特征19比较。如果失活的印刷喷嘴20在相关的特征19中表示为不重要的，则不启动对所述印刷喷嘴20的补偿并且相关的印刷单纸张11不被作为废页移除。由此，印刷过程设计得明显更高效，因为减少了次品和材料消耗。

附图标记表

T 运输方向

1 进纸器

2 印刷装置

3 收料器

4 喷墨头

5 输送滚筒

6 驱动装置

7 压印滚筒(喷印滚筒)

8 页张保持区域

9 通道

10 页张印刷机

11 页张

12 印刷图

13 白线

14 图像信息

15 图像特征值

16 特征值曲线

17 最大特征值

18 极限特征值

19 重要性特征

20 识别出的、损坏的印刷喷嘴。

Claims

1.一种用于通过计算机评估喷墨印刷机的失活的印刷喷嘴对于印刷图的重要性的方法，其包括以下步骤：

-计算所述印刷图的图像特征值

-求取沿着印刷方向y的印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线

-将所述印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线与至少一个预先确定的边界值比较

-根据所述比较将对应于所述印刷喷嘴路径x_i的印刷喷嘴的重要性进行分类

-对于所有使用的印刷装置的所有存在的印刷喷嘴路径重复进行前述过程，并且将经评估的对应的印刷喷嘴对于所述印刷图的重要性信息存储在所述计算机中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在实际的印刷过程期间，对失活的印刷喷嘴进行验证，并且根据已存储的重要性信息由所述计算机把所述失活的印刷喷嘴归类为重要的或不重要的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在不重要的印刷喷嘴损坏的情况下，将印刷产品标记为无瑕疵的；在重要的印刷喷嘴损坏的情况下，将印刷产品标记为废页。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在重要的印刷喷嘴损坏的情况下，对于损坏的印刷喷嘴启动补偿过程和/或清洗过程。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述印刷喷嘴路径x_i的特征值曲线的最大特征值或平均值或中值或积分值，并且接着将其与所述边界值比较。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述图像特征值是分别沿着所述喷嘴路径x_i的印刷颜色、网目阶调值、图像均匀性、颜色对比度、图像构成、实验室-色度坐标以及网纹结构。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述图像特征值共同适用于在整个印刷图内的所有印刷喷嘴路径x_n。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，不同的图像特征值或者相同的图像特征值以不同的权重适用于不同的印刷喷嘴路径x_i。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将作为印刷喷嘴的重要性评估基础的印刷图分成图像区段和文字区段，并且对所述图像区段的重要性和所述文字区段的重要性不同地进行评估。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述印刷喷嘴路径x_n在至少一个印刷喷嘴的覆盖区域上延伸。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，使用多个不同的边界值，超过所述边界值则分别启动不同的动作。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重要的印刷喷嘴在印刷过程中与不重要的印刷喷嘴相比进行不同的处理，其中，所述处理包括喷吐、弹拨以及将单个像素印到其他的面中，以使喷嘴保持运行。