CN111231529B - 变化的印刷检验条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助计算机探测喷墨印刷机的印刷头中缺陷印刷喷嘴的方法，为了探测，在呈承印页张形式的承印基底上印刷多行的喷嘴测试图案样式，喷嘴测试图案样式包括确定数量n个由周期性竖直印刷的等距线所组成的、在印刷方向上彼此上下布置的水平行，在喷嘴测试图案样式的每个行中，分别只有喷墨印刷机的印刷头的第n个印刷喷嘴处于激活状态并由此贡献于喷嘴测试图案样式的该行的线，以从行到行的方式使处于激活状态的印刷喷嘴发生增值，喷嘴测试图案样式由至少一个图像传感器检测并由计算机分析处理，用以求取缺陷印刷喷嘴，由周期性竖直印刷的等距线所组成的、在印刷方向上彼此上下布置的水平行在顺序方面从承印页张到承印页张发生变化。

Description

变化的印刷检验条

技术领域

本发明涉及一种用于借助变化的印刷检验条对喷墨印刷机中缺陷印刷喷嘴进行探测的方法。

本发明所属的技术领域是品质检验。

背景技术

在现今的印刷工业中，特别是在较大型印刷机中，自动化地通过所谓的内联式监测系统(也被称为图像检测系统)进行品质检验。内联式(Inline)在该情况下的意思是：图像检测系统(更准确地说图像检测系统的摄像机)被安装在印刷机中。在此，该摄像机通常被安装在最后的印刷机构之后，或者被安装在(如果存在的话)另一再加工站(譬如上亮油机构)之后并检测由印刷机所产生的印刷产品。在此可以涉及到一摄像机，或者也可以涉及到具有多个摄像机的摄像机系统。采用其它图像传感器也是可行的。但下文中简称为“摄像机”。于是，通过这种方式借助于摄像机所产生的数字印刷图像会在图像处理计算机中与印刷主体(Drucksujet)相应的良好图像作比较。在此，这些良好图像要么可由印前阶段数据创建，要么被学入(Einlernen)。学入在该情况下的意思是：印刷并由图像检测系统的摄像机检测具有一系列待产生的印刷主体的印刷产品。这些图案样式印刷物应尽可能无误，进而在由图像检测系统检测之后作为数字参考来作为良好图像存放在图像处理计算机中。然后，在正式印刷过程中，由图像检测系统的摄像机检测所产生的印刷图像或者其部分，并与数字式学入的或者由印前阶段数据创建的良好图像参考作比较。如果在此确认了正式印刷中所产生的印刷产品与数字参考之间存在偏差，则给印刷者显示这些偏差，然后印刷者可决定这些偏差是否可接受，或者决定这样产生的印刷产品是否应作为废料被移除。被识别为废料的承印页张可通过废料转辙器排出。

关于这一方面对监测具有消极影响的非常独特的问题在于：印刷机内承印基底输送时的不规律性。为了良好的图像拍摄，图像检测系统有赖于所输送的承印基底尽可能平稳且均匀地被输送经过图像检测系统的摄像机。因为承印页张由叼取器所保持并且这些叼取器在印刷头下经过，因而必须降低页张后棱边，或者必要情况下也必须降低页张前棱边。通过这种降低，改变了摄像机对承印基底的成像间隔。这就导致被检测的印刷图像中出现轻微的、发生改变的非线性失真形式的模糊现象

因为这种模糊现象在数字参考中当然是不存在的，因而这种模糊现象在对所检测的、所拍摄的印刷图像与数字参考进行比较时就被分类为印刷错误。在印刷者对图像监测方法采用手动监控的情况下，印刷者当然知道这并不是真正的印刷错误并且知道相应地归类这种错误显示。然而，对于完全自动化的图像监测来说，必须从一开始就排除这类假阳性错误或伪错误。

此外，在喷墨印刷机中，印刷头中存在缺陷印刷喷嘴的问题非常普遍。这些缺陷印刷喷嘴通常是通过持续地印刷出印刷检验条并且随后对这些印刷检验条进行分析处理得以检测到。非常普遍的是这样的印刷检验条：该印刷检验条印有喷嘴测试图案样式(Düsentestmuster)，每个待测试的印刷喷嘴通过印刷出小型图像对象来参与作用到这种喷嘴测试图案样式中。这些图像对象通常是由小的纵长线组成，这些纵长线由所涉及的印刷喷嘴在印刷方向上印出。这些纵长线可借助于图像检测系统的摄像机检测并由图像处理计算机分析处理，这些摄像机通常内联式地安装在喷墨印刷机中最后的印刷机构之后。然后，基于由每个印刷喷嘴所印刷的线的特征，可评估所涉及的印刷喷嘴的状态并探测到缺陷印刷喷嘴。由于摄像机的图像分辨率在许多情况下并不比喷墨印刷机的印刷分辨率显著更高、有时甚至更低，因而会将喷嘴测试图案样式的线状对象错位地以多行方式印刷，用以尽管如此仍然确保由图像检测系统可靠地分析处理喷嘴测试图案样式。譬如，在喷嘴测试图案样式的一行中，仅每十个印刷喷嘴处于激活状态。于是譬如：在第一行中仅每第一个、第十一个、第二十一个印刷喷嘴进行印刷，在第二行中每第二个、第十二个、第二十二个印刷喷嘴印刷等等。美国专利申请US 2016 005 2317A1中公开了这类喷嘴测试图案样式的示例。

在此，喷嘴测试图案样式通常定位在承印基底上原本待产生的有用部分(Nutzen)以外。在承印页张的情况下，该喷嘴测试图案样式通常是在页张棱边处或其附近。在此，问题在于：页张棱边发生颤抖，进而在由图像检测系统所产生的数字图像中导致失真(Verzerrung)。这类失真当然也会影响到喷嘴测试图案样式的分析处理。在此，喷嘴测试图案样式的行(Zeile)离页张后棱边越近，失真就越强烈。这类失真使得目的可靠地分析处理喷嘴测试图案样式进而准确地探测出缺陷印刷喷嘴成为不可能或者明显增加难度。

发明内容

由此，本发明的任务在于，提出一种用于探测缺陷印刷喷嘴的方法，其中，尽管承印基底的输送并非最佳，但该方法仍能可靠地求得有缺陷的印刷喷嘴。

该任务通过一种用于通过计算机探测喷墨印刷机的印刷头中缺陷印刷喷嘴的方法解决，其中，为了探测，在承印页张形式的承印基底上印刷出多行的喷嘴测试图案样式，这些喷嘴测试图案样式包括由周期性竖直印刷的等距线所组成的确定数量n个水平行，这n个水平行在印刷方向上彼此上下布置，其中，在喷嘴测试图案样式的每个行中，分别只有喷墨印刷机的印刷头的第n个印刷喷嘴处于激活状态进而对喷嘴测试图案样式的该行的线作出贡献，并且，以从行到行的方式/逐行地(von Zeile zu Zeile)，使处于激活状态的印刷喷嘴(的行号)增值(inkrementiert)，所述喷嘴测试图案样式由至少一个图像传感器进行检测，并且由计算机进行分析处理，用以求得缺陷印刷喷嘴，本方法的特征在于，由周期性竖直印刷的等距线所组成的、在印刷方向上彼此上下布置的水平行在其顺序方面从承印页张到承印页张都发生变化。由此，根据本发明的方法考虑到这样的效应：越朝向页张后棱边的失真就越强，进而喷嘴测试图案样式的越靠近页张后棱边的行所受到的影响也就越强烈。因为与其中设有待测试的图像对象的良好图像的这种图像监测方式不同的是，在这些喷嘴测试图案样式中无法实现：通过操纵良好图像来补偿失真进而充分利用页张后棱边附近失真的水平行的图像信息，因而本发明采用的是另一种手段。因为喷嘴测试图案样式由多行组成，其中最前面的行距离页张后棱边更远进而更少失真，因而使在常规的喷嘴测试图案样式中是固定的那些水平行的顺序发生改变。喷嘴测试图案样式最终必须持续地从承印页张到承印页张进行印刷，用以保障恒定地监控所使用的印刷喷嘴的状态。由此能够毫无问题地实现这些水平行的顺序的这种变化。这在细节上意味着：在第一承印页张上被印刷在该承印页张最边缘处进而失真最大的那个行在下一承印页张上会位于测试图案样式中显著进一步上面(即沿印刷方向位于前方)进而显著进一步远离于页张后棱边进而失真显著更小。即使上述行在第一承印页张中由于失真过大而无法被分析处理，但它仍可在下一承印页张中被分析处理。这虽然导致在根据本发明的方法中针对每单个印刷喷嘴所用的检查间隔(时间间隔)比没有采用这种变化时稍微长一些。但通过这种方式，在此可保障也确实是有规律地检查每个印刷喷嘴。因为除此之外现代化的喷墨印刷机是能够在短时间内印刷相对较多的承印页张，因而借助根据本发明的方式改变这些水平行的顺序也保障了有规律地检查喷嘴测试图案样式中的所有印刷喷嘴。稍微低程度的间隔在此并不成问题。

本方法有利的和因此优选的改进方案由优选实施方式以及具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，这种多行喷嘴测试图案样式被印刷在承印页张的后棱边处。当然，只有当喷嘴测试图案样式被印刷在承印页张的后棱边附近时，根据本发明的方法才是必需的。如果喷嘴测试图案样式远远地处于承印页张的中心，那么失真效果相对较小，则没有必要采用根据本发明的方法。然而，因为改变这些水平行的顺序在这种情况下并不会导致影响到每单个印刷喷嘴的检查间隔，因而至少也不是具有弊端的。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，由周期性竖直印刷的等距线所组成的水平行的顺序是按照确定的模式或随机地适配。顺序的改变在此可随机地进行，也就是说，不存在任何固定的系统体系(譬如移动喷嘴测试图案样式内的第一行)。这促成了各个水平行几乎是打乱的。然而这些行也可根据确定的规则(即确定的模式)改变。在此，最简单的模式肯定是将喷嘴测试图案样式倒置，即：第一行变成最后一行，且最后一行变成第一行等。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，由周期性竖直印刷的等距线所组成的水平行的顺序的改变是持续地通过系统性地增加和移动喷嘴测试图案样式中相应的行号得以实现。除了一次性弄乱的方式之外(这种一次性弄乱的方式当然存在弊端：无法合理地分析处理随后在下一承印页张上位于页张后棱边上的那一行)，也进行有规律地改变这些水平行的顺序。由此，每个印刷喷嘴在喷嘴测试图案样式中有规律地处在更好被分析处理的位置上的这种积极效果才能发挥其完整的作用。这譬如可这样地发生：每行以确定的间隔直接系统性地在其位置方面增加一。这肯定是持续地改变这些水平行的顺序的最简单的方式。但更高程度地增大间隔也是可行的。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，由周期性竖直印刷的等距线所组成的水平行的顺序的改变是持续地通过基于随机地改变喷嘴测试图案样式中相应的行号得以实现。另一种方法手段在于：同样基于随机地执行这种顺序的持续性改变。这意味着：从变化到变化，这些水平行的顺序被有规律地随机打乱。在此，正如增值式变化的情况那样，并不重要的是：喷嘴测试图案样式是否仍以其原始的行从1至x的顺序存在，或者喷嘴测试图案样式是否已经在先前的第一步骤中被一次性地适配且改变。

在此，根据本发明的方法的另一优选的改进方案是，由周期性竖直印刷的等距线所组成的水平行的顺序的改变是在每次进行承印页张变换时或从确定数量的所印刷的承印页张开始进行。这些水平行的顺序的变化频率如何，首先应考虑到这种变化所带来的后续耗费的问题。在大多数情况下，在对喷嘴测试图案样式进行分析处理时，所检测到的线与印刷该线的相应的印刷喷嘴之间的配属关系是相对复杂的。当然，这些水平行的顺序变换得越频繁进而线越频繁地位于喷嘴测试图案样式中的其它位置，那么这种配属关系就会越困难。最极端的情况当然是每次承印页张变换时都变化。另一方面，尽管发生失真，但当然也保障每单个印刷喷嘴最大可能的间隔。如果从确定数量的所印刷的承印页张起进行改变，那么降低了耗费，但是为此也减小了对位于喷嘴测试图案样式中最强失真的区域中的喷嘴的检查间隔。在这里必须找到良好的折中方式。

附图说明

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

附图示出：

图1：喷墨印刷机中的图像检测系统的示意图；

图2：对印刷喷嘴测试图案样式进行图像拍摄的结构图；

图3：在承印页张上的页张后棱边处所发生的局部图像失真的示例；

图4：具有原始的行顺序的印刷喷嘴测试图案样式；

图5：具有随机变化的行顺序的印刷喷嘴测试图案样式；

图6：具有两次随机变化的行顺序的印刷喷嘴测试图案样式。

具体实施方式

图1示出了采用根据本发明的方法的图像检测系统2的示例。图像检测系统2包括至少一个图像传感器5，所述图像传感器5通常是集成到页张印刷机4中的摄像机5。这样至少一个摄像机5拍摄由印刷机4所产生的印刷图像并将数据发送至计算机3,6用于分析处理。该计算机3,6可以是自身固有的单独的计算机6(譬如一个或多个专业化的图像处理计算机6)或者也可以与印刷机4的控制计算机3一致。至少是印刷机4的控制计算机3具有显示器7，在所述显示器7上给用户1显示出图像监测的结果。

在喷墨印刷机中输送承印页张8时，在此会出现承印页张发生上述降低的情况，承印页张的这种降低又对所使用的图像检测系统2的摄像机5的图像拍摄具有消极影响。图2中结构性地示出了这一事实。在此可良好地看到，如何通过页张引导片10控制经由印刷滚筒9所进行的页张输送。一旦页张末端运行经过印刷头下方，则必须相应地降低该页张末端，用以避免与印刷头的碰撞，否则将会损坏印刷头。紧接在印刷机构之后安装的摄像机5检测到刚被印刷的页张8并且将如此检测到的数字印刷图像进一步传递至相应的图像处理计算机6。由于降低承印页张8，使得被印刷的页张8与摄像机5之间的间隔会稍有改变。通过这种方式导致被降低的承印页张8的末端会出现轻微模糊现象。这些模糊现象会引起印刷图像中具有局部非线性失真11的区域，这些失真11的区域会引起图像监测中至今为止都必须由印刷机4的用户1手动评估的伪错误。

图3中示意性地示出了这类在页张末端具有局部非线性失真11的印刷图像8的示例。如在此可以良好地看到，这些局部失真11并不存在于承印页张8(或相应的印刷图像)的开头和中间。然而，印刷图像越靠近页张末端，那么这些局部失真11就产生(或增强)。因为现针对检查喷墨印刷机4的印刷喷嘴而行状地构造的喷嘴测试图案样式13大多正好位于这种页张末端处，因而这些喷嘴测试图案样式13相应地被这些局部失真11损坏。

接下来，基于更多附图以优选的实施变型方案进一步阐释根据本发明的用于补偿这种损坏的方法。在此，图4示出了喷嘴测试图案样式13的标准构造，所述喷嘴测试图案样式13包括线状对象14所组成的多个水平行12。该喷嘴测试图案样式13以行n开始，在行n中，印刷头(或印刷条)的每第x个印刷喷嘴印刷出竖直线14。这可以是譬如每第10个印刷喷嘴。在其下一行n+1中，每个接下来的喷嘴(譬如每第二、第十二个等)印刷，也即同样又是每第十个喷嘴进行印刷。喷嘴测试图案样式13就这样持续地以单个行12继续，直到所有印刷喷嘴都印刷了一次竖直线14为止。现在随机打乱这种顺序。图5示出了这种变化的喷嘴测试图案样式15，该喷嘴测试图案样式15具有水平行12的随机顺序。现将具有喷嘴测试图案样式16的下一承印页张8中的下一喷嘴测试图案样式16继续重新打乱。图6示出了水平行12的新变化的顺序。

由此，根据本发明使喷嘴测试图案样式13,15,16的行顺序发生变化，这能够确保了不会出现这样的行12：该行12总是位于喷嘴测试图案样式13,15,16的最末端，由此总是位于页张后棱边的边缘处进而无法被分析处理。因为如果没有根据本发明的这种变化，会产生由于测量图案样式相对于页张后棱边的位置所导致的系统性测量错误。也就是说，某些单个喷嘴组的测量错误(或印刷错误)会大于其它喷嘴组。通过这种变化，均匀地求得涵盖所有印刷喷嘴的这种错误的平均值。通过这种方式可确保持续地评估每个单独印刷喷嘴的状态。

附图标记列表

1 用户

2 图像检测系统

3 控制计算机

4 喷墨印刷机

5 图像传感器/摄像机

6 图像处理计算机

7 显示器

8 承印页张

9 印刷滚筒

10 引导片

11 具有局部失真的区域

12 印刷喷嘴测试图案样式的行

13 原始印刷喷嘴测试图案样式

14 由印刷喷嘴所产生的、印刷喷嘴测试图案样式的线状印刷对象

15,16 具有变化的行顺序的印刷喷嘴测试图案样式

Claims (6)

1.一种用于借助计算机(3,6)探测喷墨印刷机(4)的印刷头中缺陷印刷喷嘴的方法，

其中，为了探测，在呈承印页张(8)形式的承印基底上印刷多行的喷嘴测试图案样式，所述喷嘴测试图案样式包括确定数量n个由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的、在印刷方向上彼此上下布置的水平行(12)，

其中，在所述喷嘴测试图案样式(13)的每个行(12)中，分别只有所述喷墨印刷机(7)的印刷头的第n个印刷喷嘴处于激活状态并由此贡献于所述喷嘴测试图案样式的该行(12)的线(14)，并且

以从行(12)到行(12)的方式使处于激活状态的印刷喷嘴发生增值，

所述喷嘴测试图案样式由至少一个图像传感器(5)检测并由所述计算机(3,6)分析处理，用以求取缺陷印刷喷嘴，

其特征在于，

由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的、在印刷方向上彼此上下布置的所述水平行(12)在顺序方面从承印页张(8)到承印页张(8)发生变化。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

多行的所述喷嘴测试图案样式被印刷在所述承印页张(8)的后棱边处。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的所述水平行(12)的顺序是按照确定的模式或者随机地适配调整。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的所述水平行(12)的顺序的变化是持续地通过使所述喷嘴测试图案样式中相应行号发生系统性地增值和移动得以实现。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的所述水平行(12)的顺序的变化是持续地通过使所述喷嘴测试图案样式中相应行号发生基于随机的改变得以实现。

6.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

由周期性竖直印刷的等距线(14)所组成的所述水平行(12)的顺序的变化是在每次变换承印页张时或者从确定数量的已印刷的承印页张(8)起进行。

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