CN110871626A - 考虑到相邻面覆盖的印刷喷嘴补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过计算机(6)对喷墨印刷机(7)中缺陷印刷喷嘴进行补偿的方法，其中，为了补偿缺陷印刷喷嘴，计算机(6)计算直接相邻的印刷喷嘴的提高的墨滴体积(10)和附加地计算相应再下个相邻印刷喷嘴的减少的墨滴体积(11)并然后相应地控制这些印刷喷嘴，所述方法的特征在于，计算机(6)根据相邻印刷喷嘴区域中面密度方面的图像内容计算所述提高的以及减少的墨滴体积(10,11)。

Description

考虑到相邻面覆盖的印刷喷嘴补偿方法

技术领域

本发明涉及一种用于在考虑到相邻印刷喷嘴的区域中所给定的面密度的情况下对喷墨印刷机中缺陷印刷喷嘴进行补偿的方法。

本发明所属的技术领域是喷墨印刷。

背景技术

在喷墨印刷中，所得到的印刷结果在很大程度上取决于单个印刷机构中分别参与的喷墨印刷头(或所涉及的喷墨印刷头的印刷喷嘴)的状态及性能。在此十分经常地出现这样的情况：单个印刷喷嘴要么与其预先给定的印刷点的位置存在偏差和/或也不是以原本所期望的油墨体积进行印刷。在极端情况下，这可能导致单个印刷喷嘴完全失灵。单个印刷喷嘴表现中的这类错误导致了待生成的印刷图像中出现相应的干扰。完全失灵或几乎完全失灵的印刷喷嘴特别是在全色调面中产生所谓的“白线”，这是因为在其原本应印刷的部位处露出了位于其下方的基底。在印刷喷嘴存在偏差地印刷的情况下，通常除了“白线”之外，还会相邻地出现所谓的“黑线”，这是因为存在偏差地(即歪斜地)印刷的印刷喷嘴对承印基底上其原本完全不应印刷且通常相邻的印刷喷嘴已按计划施加了油墨的区域进行印刷。因此，由于这种歪斜喷射的印刷喷嘴额外的油墨注入，因而导致出现上述“黑线”。因为特别是歪斜喷射的印刷喷嘴在其表现方面难以预估，因而通常直接简单就将这些印刷喷嘴与那些在印刷强度方面无法预估地改变的、印刷较弱的印刷喷嘴一同停用。将由此所产生的“白线”与通过完全失灵的印刷喷嘴所导致的“白线”一同进行补偿。为此，现有技术中存在不同的补偿类型。

如果喷嘴失灵或者被关断，则可将由此所产生的“白线”譬如通过直接相邻的印刷喷嘴进行补偿。为此强化了直接相邻的印刷喷嘴，而弱化(稀释)再下个(相邻的)印刷喷嘴，在理想情况下，已产生的空缺通过这种方式闭合(Zulaufen)并使得不再存在视觉可见的干扰。所选择的参数(如补偿强度和稀释强度)通过测试图案样式(Testmuster)求得，这些测试图案样式与面覆盖

以及与基底相关并且总括地被采用，在此，不管待补偿喷嘴附近的面密度的局部值如何，重要的只是待补偿喷嘴自身部位处的值。在均匀的面中，这样获得的结果是好的，这些参数导致视觉上可接受的结果。

但是众所周知的是，所喷出的油墨的表现、在聚结影响情况下的变化曲线(Verlaufen)以及视觉感知都与被印刷在待补偿喷嘴附近的内容相关。譬如，如果在横向上距缺陷喷嘴三个像素的间距处存在较高密度的棱边(Kante)的话，则在使用标准“补偿”及“稀释”参数时，棱边变化曲线会明显改变，棱边前的区域中的密度变化曲线上升，该区域变得过暗。

针对这个问题，现有技术中已知至今尚未公开的德国专利申请DE 10 2018 202467，该专利申请公开了一种用于补偿缺陷印刷喷嘴的方法，其中，补偿及稀释是根据参与补偿的印刷喷嘴的实际印刷位置和/或振幅来选择。但是，在该方法中求取针对固定面覆盖的系数，这些系数于是根据所涉及的印刷喷嘴的相邻印刷位置相应地选择。在此不考虑所给定的印刷图像中在相邻区域中出现的变化的面覆盖、斜率等。

另一现有技术已知的方法在美国专利US 85,11,788B2中被公开。在此，对缺陷印刷喷嘴的补偿则取决于两个待补偿印刷喷嘴的间距。在此背景是，如果这两个待补偿印刷喷嘴彼此距离太近，则其间不再有足够的、仍正确印刷以便由此能够对缺陷印刷喷嘴进行合理补偿的那些相邻印刷喷嘴可供使用。但是在此也同样未提及所给定的印刷图像中相邻面密度的问题。

发明内容

由此，本发明的任务在于，提出一种用于通过相邻印刷喷嘴对缺陷印刷喷嘴进行补偿的方法，所述方法实现了相对于现有技术已知的方法而言更好的补偿效果。

该任务通过一种用于通过计算机对喷墨印刷机中缺陷印刷喷嘴进行补偿的方法解决，其中，为了补偿缺陷印刷喷嘴，计算机计算出直接相邻的印刷喷嘴的提高的墨滴体积并且附加地计算出相应再下个相邻印刷喷嘴的减少的墨滴体积，并然后相应地驱控这些印刷喷嘴，本方法的特征在于，计算机根据相邻印刷喷嘴区域中关于面密度方面的图像内容来计算出上述提高的和减少的墨滴体积。在执行根据本发明的方法时最重要的标准是：考虑到参与补偿的相邻印刷喷嘴的印刷区域中的面密度。在此，更少地根据原本的墨滴体积进行调整，而是更多地根据相邻印刷喷嘴区域中所给定的面覆盖值进行调整。这种面覆盖值不仅仅取决于纯粹的油墨体积，而是也取决于附加的参数(例如所选择的基底和所涉及的分色)。譬如，如果相邻印刷喷嘴区域中存在暗的棱边(即具有较高面密度的棱边)，则显然的是，在该部位处需稍微降低补偿强度，因为否则的话可能会出现结果为“黑线”的过度补偿

这类情况的经典示例是条形码。

本方法有利的和因此优选的改进方案由从属权利要求以及带有附图的说明书得出。

在此，根据本发明的方法的优选的改进方案是，在相邻印刷喷嘴区域中图像内容的面密度中出现正向(positiven)棱边的情况下，计算机更强地减少相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积；在面密度中出现负向(negativen)棱边时，则不那么多地减少相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积。也就是说，为了在相邻印刷喷嘴区域中存在正向棱边的情况下避免“黑线”，根据本发明的方法，使得稀释(也即再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积的降低)还进一步减少，这种稀释通常是被想到用于避免过度补偿。弱化直接相邻的、应以提高的墨滴体积对缺陷印刷喷嘴进行补偿的那些印刷喷嘴的补偿强度变得不那么适用，因为否则的话这将会直接影响对缺陷印刷喷嘴进行补偿的有效性。在出现负向棱边的情况下，则需要正好相反的方法。负向棱边意味着：相邻区域中的面密度明显小于缺陷印刷喷嘴的补偿区域中的面密度。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，计算机将棱边距上述再下个相邻印刷喷嘴的间距纳入考虑，其中，棱边的这种间距越大，则弱化了要更强地(或更少地)减少相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积的效果。显然的是，棱边离所涉及的负责稀释的那个再下个印刷喷嘴越近，则该棱边在相邻印刷喷嘴区域中的影响就越大。相应再下个印刷喷嘴的稀释关于棱边距这些再下个印刷喷嘴的间距方面的增强或减少的过渡是平缓的，还是从某特定间距开始骤然停止，这对于根据本发明的方法而言并不是决定性。通常选择能够针对当前印刷过程带来更好结果的那个方式。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，在棱边间距小于三个像素的情况下，计算机分别将直接相邻的印刷喷嘴的墨滴体积的提高进行相应地减少或增强。如上已述，棱边离负责稀释的再下个相邻印刷喷嘴越近，则根据本发明的稀释效果则越强。譬如，如果棱边距离大于三个像素，则也可提高负责稀释的再下个印刷喷嘴的数量。由此可实现更准确的控制。但是，如果棱边仅两个或更少个像素(即小于三个像素)远，则除了针对缺陷印刷喷嘴进行补偿之外，根本无法再稀释，因为该棱边太近了。于是，在这种特殊情况下，必须相应地减少补偿强度，这样才可能仍实现效果。在负向棱边的情况下，当然将直接相邻的印刷喷嘴的补偿相应地提高。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，在相邻印刷喷嘴区域中的图像内容的面密度中出现正向或负向的峰值的情况下，计算机采用相同的原理，但是要减少修正的强度，其中，要减少的程度则取决于峰值的宽度。除了如下所述的棱边之外也可能在相邻印刷喷嘴的区域中出现所谓的峰值：所述棱边描绘了从低的面密度到较高的面密度的过渡或反之，并且对于所述棱边而言，接下来相应较高或较低的面密度也在另一相邻区域上继续。对于所谓的峰值而言，相邻面密度的提高或减少仅非常受限地存在。根据本发明的方法也可使用于这样的情况：在相邻印刷喷嘴区域中的图像内容的面密度中出现这类峰值。但是在此必须考虑到，这类峰值对补偿结果的影响显著小于完整棱边的影响。相应地，也需减少根据本发明进行干预的修正强度的程度。也就是说，与棱边的情况相比，在出现可能导致过度补偿的正向峰值的情况下则需要相应不那么强化再下个相邻印刷喷嘴的稀释。在负向峰值的情况下则相应反之。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，为了计算出相邻印刷喷嘴的提高的以及减少的墨滴体积，将涵盖关于面密度方面(譬如棱边或峰值的间距和/或强度)的图像内容的所有关键组合的测试图案样式进行印刷、借助至少一个图像传感器进行检测、进行数字化并由计算机进行分析处理。为了获悉相邻棱边和/或峰值的影响有多强，进而为了确定根据本发明的方法中所需的修正的程度，通常印刷一系列测试图案样式，这些测试图案样式涵盖了真实印刷过程中可能出现的可能组合。除了图像内容的这些组合之外，也能够将其它过程参数(譬如所使用的基底和/或所使用的油墨)一同纳入到这些测试中进行考虑。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，针对喷墨印刷机中所使用的每个过程色，印刷出至少一个测试图案样式。关于所使用的油墨方面，当然首先所使用的过程色具有重要影响。因此，譬如存在逻辑性的是：譬如过程色黄色关于补偿方面则普遍比譬如过程色黑色所需的校正需求要少。这在对根据本发明的修正进行计算时当然也必须相应地一同考虑。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，为了通过计算机计算相邻印刷喷嘴的提高的以及减少的墨滴体积，建立且使用这样的计算模型：该计算模型提供了在补偿缺陷印刷喷嘴时不均匀图像内容对面覆盖变化曲线以及视觉外观的影响。替换于执行这种测试印刷用于计算相邻的及再下个相邻印刷喷嘴的提高的以及减少的墨滴体积，也可建立和使用这样的计算模型：该计算模型给出了不均匀图像内容(譬如棱边和峰值)的这类影响。优势在于，可避免这种用于对测试图案样式进行印刷及分析处理所需的耗费。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，在栅格化的印刷图像中补偿缺陷印刷喷嘴时，计算机结合相应设计的滑窗函数(gleitenden Fensterfunktionen)通过在印刷方向上构建平均值来计算相邻印刷喷嘴区域中的额定和实际面密度。当应在已栅格化的分色中执行补偿时，上述方式尤其有利。但是，在灰度值图像中进行补偿时，执行相应的求平均值进程就已具有意义，这是因为侧向相邻的补偿及稀释印刷喷嘴的已修正的油墨比例份额在印刷方向上部分地随机分配。由此可抑制出现的噪音。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，除了考虑到关于面密度方面的图像内容之外，计算机也考虑到图像内容的变化，这种变化是由于对缺陷印刷喷嘴自身进行补偿以及由于对印刷喷嘴的密度波动进行补偿所导致。由此能够更准确地考虑到不均匀相邻图像内容的影响。当然因为补偿进程通过提高相邻印刷喷嘴的墨滴体积以及通过减少相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积也会产生相应的影响。在喷墨印刷中常见对单个印刷喷嘴密度波动进行补偿则当然在此也具有特定的影响并可一同考虑。

附图说明

接下来参考附图基于至少一个优选实施例进一步描述本发明及本发明结构上和/或功能上有利的改进方案。在附图中，相互对应的元件以相同的附图标记表示。

附图示出：

图1：页张喷墨印刷机的结构示例；

图2：由“缺失喷嘴”所引起的“白线”的示意性示例；

图3：在校正“白线”时进行补偿及稀释的示意性示图；

图4：由于面密度中相邻的“棱边”而导致面密度变化曲线提高的示意性示图；

图5：根据本发明借助于增强的稀释作用对提高的面密度曲线进行校正的示意性示图。

具体实施方式

优选的实施变型方案的应用领域是喷墨印刷机7。图1中示出这类机器7的基本结构，所述机器7包括进料器1直至收料器3，用于将承印基底2供入到印刷机构4中，承印基底2在该处由印刷头5印刷。在此涉及的是一种由控制计算机6控制的页张喷墨印刷机7。如上已述，在运行该印刷机7时可能会出现印刷机构4中印刷头5中的单个印刷喷嘴失灵的情况。于是结果是“白线”，或在多色印刷的情况下结果则是失真的色值。图2中示出了印刷图像中这类“白线”的示例。

在此，图3再次示出了现有技术中已知的通过相邻印刷喷嘴所进行的补偿10。可很好地看到，如何通过下个相邻印刷喷嘴的补偿10(即提高油墨量)补偿“白线”9，而通过再下个相邻印刷喷嘴的稀释11(即减少油墨量)避免过度补偿。但是，如果在横向于缺陷印刷喷嘴譬如三个像素的间距处存在具有更高面密度的棱边12，则在使用标准“补偿10”和“稀释11”的参数时，棱边变化曲线显著改变，棱边12前的区域中的密度变化曲线13上升，该区域变得过暗。这在图4中在右侧接近于相邻棱边12以提高的面密度变化曲线13很好地示出。

为了避免具有“黑线”的过度补偿的影响，在此，在棱边12这一侧上，应针对补偿10(根据凸起的高度)增强稀释15。图5示出了所涉及的具有这类增强的稀释15的示例。也就是说，在该部位上喷射出更少油墨，密度下降，这在棱边12前的区域中减少的面密度变化曲线14上也可很好地看到。此外，对比度得以保持，即，棱边12未减少清晰度且分辨率未减少。

棱边12位于越远，则应越少地选择这种效应。如果棱边12远于三个像素，那么也可提高具有增强稀释15的印刷喷嘴的数量。如果棱边12仅两个或更少个像素那么远，则除了针对“白线”的闭合补偿之外，不再能够进行稀释15，于是这里应减少补偿强度10。

如果涉及的是窄峰值而不是棱边12，则同样可应用上述原理；在可能情况下应稍微减少稀释15的修正强度。这种强度15也可取决于峰值的宽度。除了额定图像内容之外，也可考虑到由于喷墨中的密度补偿而改变的图像内容。同样可以考虑到由于缺失喷嘴补偿而改变的图像内容。

求取由相邻元素所导致的稀释强度15(或补偿强度)的改变，这可以通过涵盖主要情况、间距、密度差异等的测试形状(Testformen)进行。这需要对不同颜色特定地使用。在此，对稀释强度15(或补偿强度)的计算优选通过计算机6进行，其中，对喷墨印刷机7进行操作的印刷人员完全能够手动地补充调校所计算得出的结果。

另一可能性是借助数学模型进行计算，该数学模型给出了在缺失喷嘴补偿的情况下不均匀图像内容对密度变化曲线和视觉外观的影响。在此，这种模型也借助计算机6进行应用。

在已栅格化的分色中进行补偿10的情况下，对相邻像素的额定面密度和实际面密度的求取，能够结合相应设计的滑窗函数通过在印刷方向上构建平均值得以实现。如果这种补偿10在灰度值图像中进行，则这些面覆盖是已知的。在这里实施相应的求平均值过程也是具有意义的，这是因为在印刷方向上的那些在侧向上的补偿及稀释印刷喷嘴的经修正的油墨比例份额是部分随机分布。通过这种方式也能够抑制此外出现的噪音。

附图标记列表

1 进料器

2 当前承印基底/当前印刷页张

3 收料器

4 喷墨印刷机构

5 喷墨印刷头

6 计算机

7 喷墨印刷机

8 当前承印基底上的印刷图像

9 “白线”

10 补偿

11 稀释

12 印刷图像中面密度的“棱边”

13 “棱边”前的区域中提高的面密度变化曲线

14 “棱边”前的区域中降低的面密度变化曲线

15 增强的稀释

Claims (10)

1.一种用于通过计算机(6)对喷墨印刷机(7)中缺陷印刷喷嘴进行补偿的方法，

其中，为了对缺陷印刷喷嘴进行补偿，计算机(6)计算出直接相邻的印刷喷嘴的提高的墨滴体积(10)并且附加地计算出相应再下个相邻印刷喷嘴的减小的墨滴体积(11)并且然后将上述印刷喷嘴相应地驱控，

其特征在于，

计算机(6)根据关于相邻印刷喷嘴区域中面密度方面的图像内容计算提高的以及减小的墨滴体积(10,11)。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在相邻印刷喷嘴区域中图像内容的面密度中出现正向棱边(12)的情况下，计算机(6)更强地减小相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积(15)，

而在面密度中出现负向棱边的情况下，计算机则更少地减小相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于，

计算机(6)将棱边(12)距所述再下个相邻印刷喷嘴的间距纳入考量，

其中，棱边(12)的间距越大，则对更强地或更少地减小相应再下个相邻印刷喷嘴的墨滴体积(15)的效果进行弱化。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

在棱边(12)的间距小于三个像素的情况下，计算机(6)将直接相邻的印刷喷嘴的墨滴体积的提高(10)分别相应地减少或增强。

5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，

其特征在于，

在相邻印刷喷嘴区域中的图像内容的面密度中出现正向或负向的峰值的情况下，计算机(6)采用相同的原理，然而减少修正(15)的强度，

其中，所减少的程度与峰值的宽度相关。

6.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

为了计算出相邻印刷喷嘴的提高的以及减小的墨滴体积(10,11,15)，将测试图案样式进行印刷、借助至少一个图像传感器进行检测、进行数字化、以及由计算机(6)进行分析处理，所述测试图案样式涵盖了关于面密度方面的图像内容的所有基本组合，譬如棱边(12)或者峰值的间距和/或强度。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

针对喷墨印刷机(7)中所使用的每个过程色，印刷至少一个测试图案样式。

8.根据权利要求1至5任一项所述的方法，

其特征在于，

为了通过计算机(6)计算相邻印刷喷嘴的提高的以及减小的墨滴体积(10,11,15)，建立和使用如下计算模型：所述计算模型提供在补偿缺陷印刷喷嘴时不均匀图像内容对面覆盖变化曲线(13)以及对视觉外观的影响。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

在已栅格化的印刷图像中补偿缺陷印刷喷嘴的情况下，计算机(6)结合相应设计的滑窗函数通过在印刷方向上构建平均值来执行相邻印刷喷嘴区域中的额定和实际面密度。

10.根据前述权利要求任一项所述的方法，

其特征在于，

除了考虑到面密度方面的图像内容之外，计算机(6)也考虑到图像内容的变化，该变化是由于对缺陷印刷喷嘴自身进行补偿(10,11,15)以及由于对印刷喷嘴的密度波动进行补偿所导致。

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