DE102018220905A1

DE102018220905A1 - Digital pixel locking

Info

Publication number: DE102018220905A1
Application number: DE102018220905.7A
Authority: DE
Inventors: Steffen Neeb; Sven Butschko; Andreas Henn; Nicklas Norrick; Frank Muth; Manfred Schneider; Thomas Wolf
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2020-06-04

Abstract

Vorrichtung zur Detektion defekter Druckdüsen von Druckköpfen einer Inkjetdruckmaschine (4) mit einem Rechner (3, 6), wobei die Vorrichtung über mindestens eine Kamera (5) verfügt, welcher den Druckköpfen nachgelagert in der Inkjetdruckmaschine (4) angebracht ist, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens eine Kamera (5) so aufgebaut ist, dass sie periodisch gedruckte, gleichabständige Linien (8, 17) eines Düsentestelementes derartig erfasst, dass diese über ihre Länge in Druckrichtung mindestens zwei Pixel (17a, 17b) der mindestens einen Kamera (5) überlappen.Device for the detection of defective print nozzles of print heads of an inkjet printing machine (4) with a computer (3, 6), the device having at least one camera (5) which is arranged downstream of the print heads in the inkjet printing machine (4), which is characterized in that that the at least one camera (5) is constructed in such a way that it detects periodically printed, equally spaced lines (8, 17) of a nozzle test element in such a way that its length in the printing direction is at least two pixels (17a, 17b) of the at least one camera ( 5) overlap.

Description

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Detektion defekter Druckdüsen von Druckköpfen, welche sich mit der der Problematik des Pixel-Lockings bei der Qualitätssicherung mittels digitaler Bildverarbeitung beschäftigt.The present invention is concerned with a method and a device for the detection of defective print nozzles of print heads, which deals with the problem of pixel locking in quality assurance by means of digital image processing.

Die Erfindung liegt im technischen Gebiet der Qualitätskontrolle.The invention lies in the technical field of quality control.

Bei Ink-Jet-Druckmaschinen kann es dazu kommen, dass einzelne Druckdüsen ausfallen oder, aufgrund des Überschreitens festgelegter Toleranzgrenzen durch spezifische Kennwerte, abgeschaltet werden. In beiden Fällen kann dies zu Fehlern im Druckbild führen. Sehr häufig sind sogenannte „White-Lines“, also weiße Linie in einem einfarbigen Volltonfeld. Um diese einzelnen Druckdüsen klassifizieren zu können, müssen im Druckbetrieb in bestimmten Intervallen Detektionsmuster eingefügt werden. Diese werden dann düsenbezogen ausgewertet, um eine Entscheidung über das kommende Abschalten oder Wiederanschalten einer Druckdüse zu treffen.Ink-jet printing machines can cause individual printing nozzles to fail or to switch off due to the fact that specific tolerance limits have been exceeded. In both cases, this can lead to errors in the printed image. So-called "white lines" are very common, ie white lines in a single-color solid field. In order to be able to classify these individual printing nozzles, detection patterns must be inserted in the printing operation at certain intervals. These are then evaluated in relation to the nozzle in order to make a decision regarding the coming shutdown or restart of a pressure nozzle.

Ein im Stand der Technik verbreitetes Detektionsmuster, oder Düsentestmuster schaut wie folgt aus:

Jede Düse druckt eine vertikale Linie, die im Detektionsmuster derart angeordnet sind, dass sie sich nicht überlappen und eine Auswertbarkeit gegeben ist, z.B. in Form eines sogenannten 11er-Musters oder einer „bigDotTestTreppe“. Da eine eindeutige Zuordnung zwischen Düsennummer und Linie besteht, ist eine Zuordnung möglich. Über Methoden der Bildverarbeitung werden für jede Düse die Kennwerte für Amplitude, bezeichnet die Druckstärke und Phase, bezeichnet die Ablenkung des Druckpunktes, ermittelt.

A detection pattern or nozzle test pattern common in the prior art looks as follows:

Each nozzle prints a vertical line, which is arranged in the detection pattern in such a way that they do not overlap and can be evaluated, for example in the form of a so-called 11 pattern or a “big dot test staircase”. Since there is a clear assignment between the nozzle number and the line, an assignment is possible. Using image processing methods, the characteristic values for amplitude, the pressure strength and phase, the deflection of the pressure point, are determined for each nozzle.

Die einzelnen Linien im Detektionsmuster werden immer von jeweils einer einzigen Druckdüse erzeugt. Somit entspricht die Breite einer Linie in etwa dem Durchmesser eines Punktes, der von einem Tropfen auf dem Papier erzeugt wird. Diese Punktdurchmesser liegen bei etwa 40 µm.The individual lines in the detection pattern are always generated by a single pressure nozzle. The width of a line thus corresponds approximately to the diameter of a point created by a drop on the paper. These point diameters are around 40 µm.

Ein verbreitetes Kamerasystem, welches zur Bilderzeugung dient, hat eine Auflösung von etwa 515 DPI und somit eine Pixelbreite von etwa 50 µm. Zur Bilderzeugung dient hier eine Zeilenkamera. Diese nimmt das Bild zeilenweise auf. Das Signal, welches die Aufnahme einer neuen Zeile initialisiert, wird von der Maschinensteuerung auf Basis eines Drehgebersignals geliefert.A common camera system, which is used for image generation, has a resolution of about 515 DPI and thus a pixel width of about 50 µm. A line scan camera is used for image generation. This takes up the picture line by line. The signal, which initializes the recording of a new line, is supplied by the machine control on the basis of an encoder signal.

Jedes Kamerapixel weist nach der Aufnahme einen bestimmten Intensitätswert auf. Dieser sagt letztendlich aus, wie hoch die Belichtung des einzelnen Pixels war. Der Intensitätswert ist bei weißem Sujet hoch und bei dunklem Sujet gering. Näherungsweise entspricht der Intensitätswert dem flächengewichteten Mittelwert der Weiß- und Schwarzanteile des Teils des Sujets, der vom Pixel überdeckt wird. Die Eigenschaft dieser Mittelwertbildung erlaubt es ein sogenanntes Subpixeling durchzuführen. D.h. ist eine Linie z.B. 2.5 Pixel breit werden die Intensitätswerte von drei Pixeln von dieser Linie beeinflusst. Je nach Lage der Linie werden sich für die beiden äußeren Pixel unterschiedliche Intensitätswerte einstellen; d.h. das mittlere Pixel ist immer schwarz. Beim Subpixeling werden über diese Grauwerte mit geeigneten Funktionen, wie z.B. Spline-, Kubischer- oder Gauss-Funktion, interpoliert. Das Maximum dieser Interpolationsfunktionen liefert dann eine Schätzung für den Mittelwert der Linie. Ein Problem ist jedoch, dass durch keine der verwendeten Interpolationsfunktionen der wahre Ort des Linienmittelpunktes genau genug vorhergesagt werden kann.Each camera pixel has a specific intensity value after it has been recorded. This ultimately tells you how high the exposure of the individual pixel was. The intensity value is high for a white subject and low for a dark subject. The intensity value approximately corresponds to the area-weighted average of the white and black parts of the part of the subject that is covered by the pixel. The property of this averaging allows a so-called subpixeling to be carried out. I.e. is a line e.g. 2.5 pixels wide, the intensity values of three pixels are influenced by this line. Depending on the position of the line, different intensity values will be set for the two outer pixels; i.e. the middle pixel is always black. In subpixeling, these gray values are used with suitable functions, such as Spline, Cubic or Gaussian function, interpolated. The maximum of these interpolation functions then provides an estimate for the mean value of the line. One problem, however, is that none of the interpolation functions used can predict the true location of the line center precisely enough.

Die Linien des Druckmusters werden dabei üblicherweise in Druckrichtung gemittelt und anschließend wird per Interpolation das Subpixeling durchgeführt. Eine breitere Linie bietet hier bei gegebener Kameraauflösung nur geringe Vorteile. Durch eine Erhöhung der Linienbreite von 0.8 Pixeln auf 2.5 Pixel wird die Anzahl der nutzbaren Informationen lediglich verdoppelt; d.h. es ergeben sich Intensitätsverläufe an zwei Rändern, statt nur an einem Rand. Für alle weiteren Ausführungen wird eine kubische Interpolation verwendet. Dies stellt keine Einschränkung der Allgemeingültigkeit dar, da alle Interpolationsfunktionen deutliche Abweichungen zeigen und die später aufgezeigten Tendenzen allgemeine Gültigkeit haben.The lines of the print pattern are usually averaged in the print direction and the subpixeling is then carried out by interpolation. A broader line offers only minor advantages with a given camera resolution. By increasing the line width from 0.8 pixels to 2.5 pixels, the amount of information that can be used is only doubled; i.e. there are intensity curves on two edges instead of only on one edge. Cubic interpolation is used for all other versions. This does not represent a restriction of the general validity, since all interpolation functions show clear deviations and the trends shown later have general validity.

Ein weiteres spezielles Problem ist das sogenannte Pixellocking. Es ergibt sich für den Fall, dass die Line schmaler als das Pixel ist. Beim Pixellocking bildet die Kamera die Linie solange exakt gleich ab, wie sie sich direkt unterhalb eines einzigen Pixels befindet. Dieses Problem ist völlig unabhängig von der verwendeten Interpolationsfunktion, da jede Interpolationsfunktion, im Fall von Pixellocking, stets die Pixelmitte als geschätzten Ort liefert.Another special problem is the so-called pixel locking. This is the case if the line is narrower than the pixel. With pixel locking, the camera displays the line exactly the same as long as it is directly below a single pixel. This problem is completely independent of the interpolation function used, since each interpolation function, in the case of pixel locking, always supplies the center of the pixel as an estimated location.

Somit werden die Linien des Druckmusters in Druckrichtung gemittelt und anschließend wird per Interpolation das Subpixeling durchgeführt. Dadurch, dass sich die Linie exakt in Pixelrichtung erstreckt, ist die Anzahl der nutzbaren Informationen zur Verortung des Mittelpunktes stark begrenzt. Ist die Linie schmaler als ein Pixel, kann eine Linie maximal zwei Pixel anteilig überdecken. Es liegen dann auch nur zwei Informationen vor, anhand derer eine Verortung durchgeführt werden kann. Aufgrund des Pixellockings ist zudem eine Verortung auch mit dem besten Interpolationsmodell nicht exakt möglich, solange sich die Linie des Düsentestmusters innerhalb eines Pixels befindet. Somit wird die Möglichkeit der Auswertung des Düsentestmusters zum Zwecke der Detektion defekter Druckdüsen massiv eingeschränkt und ist nur bei entsprechend hoher Bildauflösung der verwendeten Kamera möglich, die jedoch nicht immer zur Verfügung stehen.The lines of the print pattern are thus averaged in the print direction and the subpixeling is then carried out by interpolation. Because the line extends exactly in the pixel direction, the number of information that can be used to locate the center point is severely limited. If the line is narrower than one pixel, a line can cover a maximum of two pixels. There is then only two pieces of information on the basis of which a location can be carried out. Due to the pixel locking, even with the best interpolation model, location is not exactly possible, as long as the line of the nozzle check pattern is within a pixel. The possibility of evaluating the nozzle test pattern for the purpose of detecting defective pressure nozzles is thus massively restricted and is only possible with a correspondingly high image resolution of the camera used, which, however, are not always available.

Aus der DE 698 34 016 T2 ist hierzu das Anordnen einer Lichtemissionsvorrichtung und einer dazu gehörigen Photoempfangsvorrichtung bekannt, die derart angeordnet sind, dass eine Lichtachse zwischen ihnen mit einem vorbestimmten Winkel zu der vorbestimmten Richtung der regelmäßigen Anordnung der Vielzahl von Düsen schräg gestellt ist. Die Schrägstellung betrifft jedoch nicht die Anordnung Kamera zu Testmuster, bzw. Drucksubstrat, sondern Kamera zu Druckkopf, da hier die Druckköpfe selbst überwacht werden sollen und nicht ein gedrucktes Testmuster.From the DE 698 34 016 T2 For this purpose, the arrangement of a light emission device and an associated photo-receiving device are known, which are arranged such that a light axis between them is inclined at a predetermined angle to the predetermined direction of the regular arrangement of the plurality of nozzles. However, the inclination does not affect the arrangement of the camera to the test pattern or print substrate, but rather the camera to the print head, since here the print heads themselves are to be monitored and not a printed test pattern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, die Detektion defekter Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine mittels Bilderfassung zu verbessern, ohne auf Bildsensoren mit höherer Bildauflösung zurückgreifen zu müssen.The object of the present invention is therefore to improve the detection of defective printing nozzles in an inkjet printing machine by means of image acquisition without having to resort to image sensors with a higher image resolution.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Detektion defekter Druckdüsen von Druckköpfen einer Inkjetdruckmaschine mit einem Rechner, wobei die Vorrichtung über mindestens einen Bildsensor verfügt, welcher den Druckköpfen nachgelagert in der Inkjetdruckmaschine angebracht ist und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass der mindestens eine Bildsensor so aufgebaut ist, dass er periodisch gedruckte, gleichabständige Linien eines Düsentestelementes derartig erfasst, dass diese über ihre Länge in Druckrichtung mindestens zwei Pixel des mindestens einen Bildsensors überlappen. Dies bedeutet, dass der Bildsensor so ausgerichtet ist, dass er die Linien des Düsentestelementes, welche in Druckrichtung ausgerichtet sind, leicht schräg erfasst. Durch diese schräge Ausrichtung werden die entsprechenden Linien des Düsentestelementes nicht nur von einem Pixel bzw. einer Pixelreihe, sondern von mindestens zwei Pixel bzw. mindestens zwei Pixelreihen erfasst. Dies erhöht die Anzahl der nutzbaren Informationen für die Auswertung des Düsentestelementes deutlich. Wie stark die entsprechende Schrägstellung des Bildsensors gegenüber der in Druckrichtung verlaufenden Linien des Düsentestelementes sein muss, um diese entsprechende Abdeckung zu gewährleisten, hängt vom Aufbau des Bildsensors bzw. des gesamten Bilderfassungssystems ab.The object is achieved by a device for the detection of defective print nozzles of print heads of an inkjet printing machine with a computer, the device having at least one image sensor which is arranged downstream of the print heads in the inkjet printing machine and which is characterized in that the at least one image sensor is constructed in this way is that it detects periodically printed, equally spaced lines of a nozzle test element such that they overlap at least two pixels of the at least one image sensor over their length in the printing direction. This means that the image sensor is aligned so that it detects the lines of the nozzle test element, which are aligned in the printing direction, at a slight angle. As a result of this oblique alignment, the corresponding lines of the nozzle test element are detected not only by one pixel or one row of pixels, but by at least two pixels or at least two rows of pixels. This significantly increases the number of information that can be used for evaluating the nozzle test element. The degree to which the corresponding inclination of the image sensor must be in relation to the lines of the nozzle test element running in the printing direction in order to ensure this corresponding coverage depends on the structure of the image sensor or the entire image acquisition system.

Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.Advantageous and therefore preferred developments of the method result from the associated subclaims and from the description with the associated drawings.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass der mindestens eine Bildsensor eine Flächenkamera, eine Zeilenkamera, oder eine Kamera mit einem CMOS-Bildsensor ist. Welche Art von Kamera verwendet wird, ist dabei nachrangig. Wichtig ist lediglich, dass mit der ausgewählten Kamera eine entsprechende Schrägstellung gegenüber dem Verlauf der Linie des Düsentestelementes möglich ist, bzw. eine Erfassung von mindestens zwei Pixeln der ausgewählten Kamera erfolgt.A preferred development of the device according to the invention is that the at least one image sensor is a surface camera, a line camera, or a camera with a CMOS image sensor. The type of camera used is of secondary importance. The only important thing is that the selected camera enables a corresponding inclination with respect to the course of the line of the nozzle test element, or that at least two pixels of the selected camera are recorded.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass die Flächenkamera im Winkel gegenüber der Bogenlaufrichtung verdreht wird. Eine Flächenkamera lässt sich dabei sehr leicht so installieren, dass über den verdrehten Winkel gegenüber der Bogennachrüstung die erforderliche Schrägstellung gewährleistet wird. Es muss allerdings sichergestellt werden, dass auch mit schräggestellter verdrehter Flächenkamera der gesamte Druckbogen erfasst werden kann, da die Kamera des Bilderfassungssystems nicht nur für die Erfassung des Düsentestelementes verwendet wird, sondern auch für die allgemeine Bildinspektion der bedruckten Druckbogen.A further preferred development of the device according to the invention is that the area camera is rotated at an angle with respect to the direction of sheet travel. A surface camera can be installed very easily in such a way that the required inclination is guaranteed by the rotated angle compared to the sheet retrofit. However, it must be ensured that the entire printed sheet can also be recorded with an inclined twisted area camera, since the camera of the image acquisition system is not only used for the acquisition of the nozzle test element, but also for the general image inspection of the printed printed sheets.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass die Zeilenkamera oder ihr Bildsensor synchron mit dem Pixeltakt seitlich verschoben wird. Alternativ zur Flächenkamera kann auch eine Zeilenkamera verwendet werden, welche dann synchron mit dem Pixeltakt seitlich verschoben wird. Dabei ist es egal, ob die Zeilenkamera selbst oder nur der Bildsensor entsprechend in der Lage verändert wird. Hier muss allerdings die Hardware der Zeilenkamera in der Lage sein, eine entsprechend synchrone Verschiebung durchführen zu können.A further preferred development of the device according to the invention is that the line camera or its image sensor is laterally shifted synchronously with the pixel clock. As an alternative to the area scan camera, a line scan camera can also be used, which is then laterally shifted synchronously with the pixel clock. It does not matter whether the line camera itself or only the image sensor is changed accordingly. Here, however, the hardware of the line scan camera must be able to carry out a correspondingly synchronous shift.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass die Zeilenkamera und der Zeilenkameraaufbau ortsfest sind und zwischen Zeilenkamera und Druckobjekt ist eine planparallele Scheibe eingebracht ist, welche um die y-Achse der Inkjet-Druckmaschine hochfrequent rotiert wird und somit eine Lichtbrechung zur Zeilenkamera hin verursacht. Falls die Zeilenkamera der bevorzugte Bildsensortyp ist, jedoch nicht die Anforderung der synchronen, im Pixeltakt erfolgenden zeitlichen Verschiebungen erfüllt, kann die gewünschte schräge Bildaufnahme der Kamera auch durch das Hilfsmittel einer plan-parallelen Scheibe sichergestellt werden. Diese wird zwischen der Zeilenkamera und dem zu inspizierenden Druckbogen mit dem Düsenelement montiert. Sie muss dabei so geformt sein und aus einem solchen Material bestehen, dass sie eine Lichtbrechung hin zur Zeilenkamera verursacht. Dies wird dadurch erreicht, dass die plan-parallele Scheibe hochfrequent rotiert und zwar um eine hypothetische y-Achse der Inkjet-Druckmaschine.A further preferred development of the device according to the invention is that the line camera and the line camera structure are stationary and a plane-parallel disk is inserted between the line camera and the print object, which is rotated at high frequency about the y-axis of the inkjet printing machine and thus a refraction of light towards the line camera caused. If the line scan camera is the preferred type of image sensor, but does not meet the requirement of synchronous temporal shifts in the pixel clock, the desired oblique image recording of the camera can also be ensured by the aid of a plane-parallel disk. This is mounted between the line camera and the printed sheet to be inspected with the nozzle element. It must be shaped and made of such a material that it causes a refraction of light towards the line scan camera. This is achieved in that the plane-parallel disk rotates at a high frequency, namely around a hypothetical y-axis of the inkjet press.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei, dass der Bildsensor der CMOS-Kamera so aufgebaut ist, dass er aus mehreren in Längsrichtung gestaffelten Kamerazeilen besteht, welche in Querrichtung zueinander versetzt sind und somit die Bildauflösung der CMOS-Kamera erhöht. Als weitere Alternative zu den genannten Bildsensortypen kann somit auch eine CMOS-Kamera verwendet werden. Durch deren spezifischen Bildsensor mit den gestaffelten Kamerazeilen in Längsrichtung ergibt sich ebenfalls eine Erfassung der Linien des Düsentestelementes durch mindestens zwei Pixel des Bildsensors der Kamera.A further preferred development of the device according to the invention is that the image sensor of the CMOS camera is constructed in such a way that it consists of several camera lines staggered in the longitudinal direction, which are offset in the transverse direction to one another and thus increases the image resolution of the CMOS camera. A CMOS camera can thus also be used as a further alternative to the image sensor types mentioned. Due to their specific image sensor with the staggered camera lines in the longitudinal direction, the lines of the nozzle test element are also detected by at least two pixels of the image sensor of the camera.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht zudem in einem Verfahren zur Detektion defekter Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine mit einem Rechner mittels einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zur Detektion auf ein Drucksubstrat ein mehrzeiliges Düsentestelement gedruckt wird, in welchem eine bestimmte Anzahl horizontaler Zeilen periodisch gedruckter, gleichabständiger Linien gedruckt wird, die untereinander angeordnet sind, wobei in jeder Reihe des Druckdüsentestmusters jeweils nur periodisch die Druckdüsen Linien erzeugen, die der bestimmten Anzahl der horizontalen Reihen entsprechen, das Düsentestelement von mindestens einem Bildsensor erfasst und dieses erfasste, digitale Bild vom Rechner ausgewertet wird und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der mindestens eine Bildsensor so eingerichtet ist, dass die periodisch gedruckten, gleichabständigen Linien im erfassten, digitalen Bild über ihre Länge in Substratlaufrichtung von mindestens zwei Pixeln des jeweils mindestens einen Bildsensors erfasst werden. Im Ablauf dieses Verfahrens wird während der Abarbeitung eines Druckprogrammes in der Inkjet-Druckmaschine in regelmäßigen Abständen ein Düsentestelement gedruckt, an dem alle verwendeten Druckköpfe und somit Druckdüsen durch den Druck der gleichabständigen Linien beteiligt sind. Dabei wird durch die Erfassung des Düsentestelementes mittels eines Bilderfassungssystems und anschließender Auswertung durch einen Rechner der Status der verwendeten Druckdüsen festgestellt. Werden dabei defekte Druckdüsen entdeckt, so sind diese zu deaktivieren und anschließend zu kompensieren. Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass zur Erhöhung der resultierenden Bildauflösung und damit zur Erhöhung der Genauigkeit der Auswertung des Düsentestelementes dies so umgesetzt werden muss, dass die gleichabständigen Linien immer von mindestens zwei Pixeln des verwendeten Bildsensors erfasst werden. Nur damit kommen im Rechner, welcher die Auswertung des erfassten Düsentestelementes durchführt, genügend Informationen zusammen, um eine zuverlässige Detektion defekter Druckdüsen durchführen zu können.Another solution to the problem is a method for the detection of defective printing nozzles in an inkjet printing machine with a computer by means of a device according to one of the preceding claims, wherein a multi-line nozzle test element is printed for detection on a printing substrate, in which a certain number of horizontal Lines of periodically printed, equally spaced lines are printed, which are arranged one below the other, in each row of the printing nozzle test pattern only periodically generating the printing nozzles lines which correspond to the specific number of horizontal rows, the nozzle test element being detected by at least one image sensor and this digital image being acquired is evaluated by the computer and which is characterized in that the at least one image sensor is set up in such a way that the periodically printed, equally spaced lines in the captured digital image are at least two pixels long in the substrate running direction In each case at least one image sensor is captured. In the course of this process, a nozzle test element is printed at regular intervals during the execution of a printing program in the inkjet printing machine, in which all the print heads used and thus printing nozzles are involved by printing the equally spaced lines. The status of the pressure nozzles used is determined by the acquisition of the nozzle test element by means of an image acquisition system and subsequent evaluation by a computer. If defective pressure nozzles are discovered, they must be deactivated and then compensated for. The essence of the method according to the invention is that in order to increase the resulting image resolution and thus to increase the accuracy of the evaluation of the nozzle test element, this must be implemented in such a way that the equally spaced lines are always detected by at least two pixels of the image sensor used. This is the only way that sufficient information can be gathered in the computer that performs the evaluation of the detected nozzle test element in order to be able to reliably detect defective pressure nozzles.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass der Rechner für alle sich über mindestens zwei Pixel überlappenden, erfassten, periodisch gedruckten, gleichabständigen Linien eine Mittelwertbildung durchführt, diese Werte dann interpoliert und mittels der so erhaltenen Linienmittelpunkte die Detektion defekter Druckdüsen durchführt. In der Auswertung des Düsentestelementes werden anhand der Beschaffenheit der einzelnen Linien also bestimmte Parameter für den Zustand der Druckdüsen genauer bewertet. Ist die entsprechende Linie zum Beispiel hinsichtlich ihrer Position links oder rechts verschoben gedruckt, lässt sich somit ein abweichender Druckpunkt der betreffenden Düse ermitteln. Ist die Linie nicht durchgängig oder zu schwach ausgeprägt, lassen sich Rückschlüsse auf einen zu geringen Tintenausstoß, verursacht zum Beispiel von einer verstopften Druckdüse, bilden. Hierfür ist es notwendig, den Mittelpunkt der entsprechenden Linien des Düsentestelementes genau bestimmen zu können. Da dies aufgrund der relativ geringen Bildauflösung der Kamera im Vergleich zur Druckauflösung schwierig ist, wird mit der durchgeführten Mittelwertbildung und der anschließenden Interpolation ein verbesserter Ansatz zur Ermittlung der entsprechenden Linienmittelpunkte durchgeführt. Diese derart schräggestellte Linien im erfassten Druckbild werden zeilenweise ausgewertet. Das Interpolationsmodell liefert für jede einzelne Zeile einen Wert.A preferred development of the method according to the invention is that the computer carries out an averaging for all detected, periodically printed, equally spaced lines that overlap at least two pixels, then interpolates these values and detects defective pressure nozzles by means of the line centers thus obtained. In the evaluation of the nozzle test element, certain parameters for the condition of the pressure nozzles are thus assessed more precisely on the basis of the nature of the individual lines. If, for example, the corresponding line is printed shifted with respect to its position to the left or right, a different pressure point of the relevant nozzle can be determined. If the line is not continuous or too weak, conclusions can be drawn that the ink output is too low, for example caused by a clogged pressure nozzle. For this it is necessary to be able to determine the exact center of the corresponding lines of the nozzle test element. Since this is difficult due to the relatively low image resolution of the camera compared to the print resolution, an improved approach for determining the corresponding line center points is carried out with the averaging and the subsequent interpolation. These lines, which are slanted in this way, are evaluated line by line. The interpolation model provides a value for each individual line.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass der Rechner zur Ermittlung der Linienmittelpunkte für jede Bildzeile des erfassten, digitalen Bildes eine Schätzung mit linearer Regression über die interpolierten Mittelwerte durchführt. Die Schätzung der Linienmittelpunkte geschieht dabei über eine lineare Regression über die interpolierten Mittelwerte. Es kann deshalb nur geschätzt werden, weil auch mit der erhöhten Information durch die Schrägstellung und Überlappung über mindestens zwei Pixel die für die Ermittlung der Linienmittelpunkte zur Verfügung stehenden Informationen des erfassten Bildes immer noch relativ lückenhaft sind.A further preferred development of the method according to the invention is that the computer carries out an estimation with linear regression over the interpolated mean values for each image line of the captured digital image in order to determine the line center points. The line center points are estimated using a linear regression using the interpolated mean values. It can only be estimated because even with the increased information due to the inclination and overlap over at least two pixels, the information of the captured image available for determining the line center points is still relatively incomplete.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass periodisch gedruckten, gleichabständigen Linien im erfassten, digitalen Bild eine Schrägheit über ihre gesamte Länge von der Breite mindestens zweier Pixel des jeweils mindestens einen Bildsensors aufweisen. Wie bereits erläutert wurde, muss die Bilderfassung gegenüber der Linie des Düsentestelementes in Druckrichtung so schräg sein, dass die Linie von mindestens zwei Pixeln erfasst wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Linie das jeweils zweite Pixel nur geringfügig streifen sollte. Über die gesamte Länge der gleichabständigen Linie muss die Schrägheit so stark sein, dass der Verlauf der Länge der gleichabständigen Linie eine Breite von mindestens zwei Pixeln aufweist. Anders formuliert muss der Grad der Schrägheit so groß sein, dass die Abweichung der Linie von der gedachten Druckrichtung eine Breite von insgesamt mindestens zwei Pixeln ausmacht.A further preferred development of the method according to the invention is that periodically printed, equally spaced lines in the captured digital image have an obliquity over their entire length of the width of at least two pixels of the at least one image sensor. As already explained, the image acquisition must be so inclined in relation to the line of the nozzle test element in the printing direction that the line is acquired by at least two pixels. However, this does not mean that the line is only the second pixel should graze slightly. The obliquity must be so strong over the entire length of the equally spaced line that the course of the length of the equally spaced line has a width of at least two pixels. In other words, the degree of obliquity must be so large that the deviation of the line from the imaginary printing direction makes up a total width of at least two pixels.

Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.The invention as such and constructively and / or functionally advantageous developments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings using at least one preferred exemplary embodiment. Corresponding elements in the drawings are provided with the same reference numerals.

Die Zeichnungen zeigen:

1: ein Beispiel des Aufbaus eines verwendeten Bilderfassungssystems
2: eine Darstellung des Problems der Linienmittelwertbildung
3: die interpolierte Abweichung des Linienschwerpunktes
4: ein Beispiel für Linienmittelwertbildung mit Linien-Schrägstellung
5: die interpolierte Abweichung des Linienschwerpunktes mit und ohne Linien-Schrägstellung
6: die Fehlerspanne mit Einfluss der Linien-Schrägstellung

The drawings show:

1 : an example of the construction of an image acquisition system used
2nd : a representation of the problem of line averaging
3rd : the interpolated deviation of the center of gravity
4th : an example for line averaging with line skew
5 : the interpolated deviation of the line center of gravity with and without line inclination
6 : the margin of error with the influence of the line skew

1 zeigt ein Beispiel für ein Bilderfassungssystem 2, welches das erfindungsgemäße Verfahren einsetzt. Es besteht aus mindestens einem Bildsensor 5, üblicherweise einer Kamera 5, welche in die Bogen-Druckmaschine 4 integriert ist. Die mindestens eine Kamera 5 nimmt die von der Druckmaschine 4 erzeugten Druckbilder auf und sendet die Daten an einen Rechner 3, 6 zur Auswertung. Dieser Rechner 3, 6 kann ein eigener separater Rechner 6 sein, z.B. ein oder mehrere spezialisierte Bildverarbeitungsrechner 6, oder auch mit dem Steuerungsrechner 3 der Druckmaschine 4 identisch sein. Mindestens der Steuerungsrechner 3 der Druckmaschine 4 besitzt ein Display 7, auf welchem die Ergebnisse der Bildinspektion dem Anwender 1 angezeigt werden. 1 shows an example of an image acquisition system 2nd , which uses the method according to the invention. It consists of at least one image sensor 5 , usually a camera 5 which in the sheet printing machine 4th is integrated. The at least one camera 5 takes that from the press 4th generated print images and sends the data to a computer 3rd , 6 to the results. This calculator 3rd , 6 can have its own separate calculator 6 be, for example, one or more specialized image processing computers 6 , or with the control computer 3rd the printing press 4th be identical. At least the control computer 3rd the printing press 4th has a display 7 , on which the results of the image inspection to the user 1 are displayed.

2 zeigt noch einmal das eingangs geschilderte Problem der schwierigen Verortung des realen Linienmittelpunktes 10. Die reale Situation ist in der obersten Darstellung gezeigt; man sieht eine gedruckte Linie 8 mit 40µm Breite. Das mittlere Bild zeigt die entsprechende Abbildung durch die Kamera 5. Die Linie 8 überdeckt anteilig zwei Pixel 8a, 8b, die dargestellten Grauwerte entsprechen dem jeweiligen Anteil. Im unteren Bild ist die kubische Interpolation der Grauwerte zu sehen, welche den aus den beiden Kamerapixeln 8a, 8b ermittelten Linienmittelpunkt 9 und den realen Linienmittelpunkt 10 zeigt, wobei die Achsen des Diagramms die Linienintensität 13 und die X-Position 12 im Testmuster darstellen. 2nd shows once again the problem described at the beginning of the difficult location of the real center of the line 10th . The real situation is shown in the top illustration; you see a printed line 8th with 40µm width. The middle picture shows the corresponding image through the camera 5 . The line 8th partially covers two pixels 8a , 8b , the gray values shown correspond to the respective share. In the picture below you can see the cubic interpolation of the gray values, which is the one from the two camera pixels 8a , 8b determined line center 9 and the real center of the line 10th shows, with the axes of the graph the line intensity 13 and the X position 12 in the test pattern.

3 zeigt dagegen das sich im gleichen Beispiel ergebende Problem des Pixellockings, indem sie die ortsabhängige Abhängigkeit 11 der Abweichung des ermittelten Linienmittelpunktes 14 aufzeigt. Liegt die Linie 8 im Bereich der Pixelmitte 9 bei 81 µm und 130 µm findet sich die geringste Abweichung zwischen realem und interpoliertem Wert; d.h. bei 80.5 µm und 130.5 µm ist die Abweichung null, da dort die exakten Mitten der Pixel sind. Die Güte der Bereiche von 81 µm bis 100 µm und von 111 µm bis 130 µm hängen vom verwendeten Interpolationsmodell ab. Der Bereich 101 µm bis 110 µm ist der Bereich des Pixellockings. Hier findet eine lineare Änderung des Fehlers statt, da dort die Linie 8 stets exakt in der Pixelmitte 9 durch die Interpolation verortet wird. Das bedeutet dieser Bereich ist auch unabhängig von der verwendeten Interpolation. 3rd shows the problem of pixel locking in the same example, by showing the location-dependent dependency 11 the deviation of the determined line center 14 shows. The line lies 8th in the area of the center of the pixel 9 at 81 µm and 130 µm there is the smallest difference between the real and interpolated value; ie at 80.5 µm and 130.5 µm the deviation is zero, because there are the exact centers of the pixels. The quality of the ranges from 81 µm to 100 µm and from 111 µm to 130 µm depend on the interpolation model used. The range 101 µm to 110 µm is the range of pixel locking. There is a linear change of the error here, since the line there 8th always exactly in the middle of the pixel 9 is located by the interpolation. This means that this range is also independent of the interpolation used.

Die Linien 8 des Düsentestmusters werden im erfindungsgemäßen Verfahren wie bisher aus dem Stand der Technik bekannt erzeugt. Jede Druckdüse druckt also ihre fortlaufende Linie 8, die im Detektionsmuster derart angeordnet sind, dass sie sich nicht überlappen und eine Auswertbarkeit gegeben ist, wie z.B. in den sogenannten 11er-Mustern. Durch eine Vorrichtung wird erreicht, dass die Kameraaufnahme der Linie 8 derart erfolgt, dass im erzeugten Bild eine schräge Linie 17 entsteht.The lines 8th of the nozzle test pattern are generated in the method according to the invention as previously known from the prior art. So each printing nozzle prints its continuous line 8th , which are arranged in the detection pattern in such a way that they do not overlap and can be evaluated, for example in the so-called 11-pattern. A device ensures that the camera recording of the line 8th in such a way that an oblique line is formed in the image produced 17th arises.

Merkmale der Vorrichtung zur Aufnahme von schrägen Linien 17:

1. Es wird eine flächige Kamera 5 verwendet (keine Zeilenkamera), die im Winkel gegenüber der Bogenlaufrichtung verdreht ist. Die Kamera 5 hat mindestens so viele Zeilen, dass eine Zeile von Linien 17 des Detektionsmusters aufgenommen werden kann. Sind die Linien 17 etwa 50 Pixel lang (2500 µm) und es soll eine Schrägstellung der Linien 17 von fünf Pixeln erreicht werden, wäre eine Verdrehung von etwa einem Grad notwendig.
2. Es wird in einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung eine Zeilenkamera 5 verwendet, die synchron mit dem Pixeltakt seitlich verschoben werden kann. Dies könnte z.B. durch piezoelektrische Stellglieder geschehen. Sind die Linien 17 etwa 50 Pixel lang (2500 µm), und die Kamera würde 1/10 Pixel pro Takt verschoben, hätte die Linie 17 am Ende eine Schrägstellung von fünf Pixeln.
3. In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Vorrichtung wird ebenfalls eine Zeilenkamera 5 verwendet. Statt der gesamten Kamera 5 wird jedoch nur der Bildsensor der Kamera 5 synchron mit dem Pixeltakt seitlich verschoben. Damit wird die zu beschleunigende Masse minimiert.
4. Eine weitere alternative Ausführungsform der Vorrichtung verwendet eine Zeilenkamera 5, bei der Kamera 5 und der Kameraaufbau ortsfest sind. Zwischen Kamera 5 und Druckobjekt ist eine planparallele Scheibe eingebracht. Die Scheibe kann um die y-Achse der Maschine hochfrequent rotiert werden. Hierbei kommt es infolge der Lichtbrechung zu einem Querversatz der Bildstrahlen. Sie werden folglich auf einem anderen Ort in der Sensorebene abgebildet. Erfolgt die Rotation im Pixeltakt, ergibt sich in der Bilddatei eine schräge Linie 17.
5. Eine andere alternative Ausführungsform der Vorrichtung verwendet eine Kamera 5 mit einem speziellen Bildsensor, idealerweise nach dem CMOS-Prinzip. Der Sensor ist so aufgebaut, dass er aus mehreren in Längsrichtung gestaffelten Kamerazeilen besteht. Die einzelnen Kamerazeilen sind dabei in Querrichtung zueinander versetzt. Der Versatz entspricht 1Pixel/N, wobei N die Anzahl der Kamerazeilen ist. Hierdurch wird die Anzahl der verfügbaren Informationen zur Schätzung des Linienschwerpunktes 10 gegenüber dem Stand der Technik um N erhöht.

Features of the device for inclined lines 17th :

1. It becomes a flat camera 5 used (no line scan camera), which is rotated at an angle to the direction of sheet travel. The camera 5 has at least as many lines as a line of lines 17th of the detection pattern can be recorded. Are the lines 17th about 50 pixels long (2500 µm) and the lines should be inclined 17th reached by five pixels, a rotation of about one degree would be necessary.
2. In an alternative embodiment of the device, it becomes a line scan camera 5 used, which can be moved sideways in synchronism with the pixel clock. This could be done, for example, using piezoelectric actuators. Are the lines 17th about 50 pixels long (2500 µm), and the camera would move 1/10 pixels per clock if the line had 17th at the end an inclination of five pixels.
3. In a further alternative embodiment of the device, a line camera is also used 5 used. Instead of the entire camera 5 however, only the camera's image sensor 5 laterally shifted synchronously with the pixel clock. This minimizes the mass to be accelerated.
4. Another alternative embodiment of the device uses a line scan camera 5 , at the camera 5 and the camera structure is stationary. Between camera 5 and the printing object is a plane-parallel disc. The disc can be rotated at high frequencies around the y-axis of the machine. As a result of the refraction of light, the image rays are offset. They are therefore mapped to another location on the sensor level. If the rotation occurs at the pixel clock, an oblique line results in the image file 17th .
5. Another alternative embodiment of the device uses a camera 5 with a special image sensor, ideally based on the CMOS principle. The sensor is constructed in such a way that it consists of several camera lines staggered in the longitudinal direction. The individual camera lines are offset from one another in the transverse direction. The offset corresponds to 1 pixel / N, where N is the number of camera lines. This will make the amount of information available to estimate the center of gravity 10th increased by N compared to the prior art.

Eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seiner bevorzugten Ausführungsform für den Fall einer Linienbreite von 0.8 Pixeln, eines Linienmittelpunktes 10 bei 142 µm, Linienschrägstellung von 44 µm, mit kubischer Interpolation ist in 4 zu sehen. Dabei ist im linken Teilbild die reale Situation mit der schrägen Linie 17 von 0.8 Pixeln Breite zu sehen. In der Mitte ist die Abbildung der schrägen Linie 17 durch die Kamera 5 dargestellt. Die schräge Linie 17 überlappt dabei zwei Pixel 17a, 17b, welche die Linie 17 entsprechend erfassen. Für jede Zeile des mittleren Bildes wird, wie im 1D-Fall, eine Interpolation durchgeführt. Bei der Interpolation kann gezielt A-Priori-Wissen eingesetzt werden. Die Steigung der Linie 17 ist beispielsweise durch den Entwickler festgelegt, diese Information kann schon in der Regression berücksichtigt werden. Die resultierenden, mittel Regression geschätzten Linienmittelpunkte 15 sind im rechten Teilbild zu sehen. Die Schätzung für den Linienmittelpunkt 15 wird mit Hilfe einer linearen Regression über die zuvor ermittelten Interpolationswerte durchgeführt. Im vorliegenden Beispiel liegt der reale Mittelpunkt bei 142 µm, das Modell verortet den Punkt bei 141 µm. Die Abweichung beträgt also lediglich 1 µm. Im Stand der Technik mit ID-Interpolation 11 wären es 13 µm Abweichung.A representation of the method according to the invention in its preferred embodiment for the case of a line width of 0.8 pixels, a line center 10th at 142 µm, line slant of 44 µm, with cubic interpolation is in 4th to see. The real situation with the oblique line is in the left part of the picture 17th 0.8 pixels wide. In the middle is the slanted line 17th through the camera 5 shown. The sloping line 17th overlaps two pixels 17a , 17b which the line 17th record accordingly. As in the 1D case, an interpolation is carried out for each line of the middle image. A priori knowledge can be used specifically for interpolation. The slope of the line 17th is determined by the developer, for example, this information can already be taken into account in the regression. The resulting line centers, estimated by means of regression 15 can be seen in the drawing on the right. The estimate for the center of the line 15 is carried out using a linear regression over the previously determined interpolation values. In the present example, the real center point is 142 µm, the model locates the point at 141 µm. The deviation is therefore only 1 µm. In the state of the art with ID interpolation 11 it would be a 13 µm deviation.

Es können zudem neben der Lage noch weitere Maße angegeben werden, die zur Qualitätsbeurteilung der einzelnen Linien 8, 17 dienen können:

• Ein Ergebnis der Regression ist ein sogenanntes Konfidenzintervall. Dieses kann verwendet werden, um die „Varianz“ der Düse und damit ihre Stabilität zu beschreiben.
• Aus jeder Einzelauswertung in Querrichtung kann eine sog. „Amplitude“ ermittelt werden, der Mittelwert all dieser Amplituden kann als Maß für die Stetigkeit der Düse verstanden werden.

In addition to the location, other dimensions can also be specified, for the quality assessment of the individual lines 8th , 17th can serve:

• A result of the regression is a so-called confidence interval. This can be used to describe the “variance” of the nozzle and thus its stability.
• A so-called “amplitude” can be determined from each individual evaluation in the transverse direction; the mean value of all these amplitudes can be understood as a measure of the continuity of the nozzle.

Statt für jede Zeile eine Interpolation wie im ID-Fall 11 durchzuführen, kann in einer weiteren Ausführungsvariant auch der Dichteverlauf der einzelnen Pixel 17a, 17b in Längsrichtung zur Verortung der Linien 17 verwendet werden. Auch diese Verläufe enthalten die Ortsinformation. Auch hier ist dann eine Interpolation notwendig, welche dann jedoch in Längsrichtung des Bildes vorgenommen wird.Instead of an interpolation for each line as in the ID case 11 In a further embodiment, the density curve of the individual pixels can also be carried out 17a , 17b in the longitudinal direction to locate the lines 17th be used. These courses also contain the location information. Interpolation is then also necessary here, but this is then carried out in the longitudinal direction of the image.

Verschiebt man nun eine Linie 17 mit 40 µm Breite und 47 µm Schrägstellung über 50µm, also über die Breite eines Pixels 17a, 17b ergibt sich folgende Verbesserung zum 1D-Verfahren 11, welche in 5 im Vergleich zu 3 deutlich zu erkennen ist. 5 zeigt die 2D-Interpolierte ortsabhängige Abhängigkeit der Abweichung des ermittelten Linienmittelpunktes 16. Dadurch, dass nun in jeder Bildzeile ein Interpolationswert ermittelt wird, der über die Regression zur Verortung des Linienmittelpunktes 10 verwendet wird, steht insgesamt eine Fülle mehr an Information zur Verfügung.Now move a line 17th with a width of 40 µm and an inclination of 47 µm over 50µm, ie over the width of a pixel 17a , 17b The following improvement results from the 1D method 11, which is shown in 5 compared to 3rd is clearly recognizable. 5 shows the 2D interpolated location-dependent dependence of the deviation of the determined line center 16 . The fact that an interpolation value is now determined in each image line, which is based on the regression for locating the center of the line 10th a whole lot more information is available.

Die Schrägstellung der Linie 17 spielt dabei die entscheidende Rolle. Auch hier ergeben sich Muster, wobei 6 den Einfluss 18 der Linienschrägheit entsprechend zeigt. Hier sieht man die Fehlerspanne 19, also die Differenz der maximalen zur minimalen Abweichung des Linienschwerpunktes vom Modell 9 zur Realität 10, die entsteht, wenn eine Linie 17 mit 47 µm über die Breite eines Pixels 17a, 17b von 50 µm verschoben wird, siehe 5. Bei einer Linienschrägheit von null µm geht das 2D-Modell 16 in das 1D-Modell 11 über, siehe ebenfalls 5. Mit zunehmender Linienschrägheit 20 verbessert sich das Verhalten deutlich. Besonders gut ist das 2D-Verfahren 16, wenn die Linienschrägheit 20 im Bereich ganzer Pixelbreiten, also 50 µm oder 100 µm usw. ist. Eine Gesamtschrägheit von ca. 100 µm, also etwa zwei Pixel 17a, 17b, über die Länge der Linie 17 ist erforderlich.The slant of the line 17th plays the crucial role in this. Here too there are patterns, whereby 6 the influence 18th shows the slope of the line. Here you can see the margin of error 19th , i.e. the difference between the maximum and minimum deviation of the line center of gravity from the model 9 to reality 10th that arises when a line 17th with 47 µm across the width of a pixel 17a , 17b shifted by 50 µm, see 5 . With a line slant of zero µm, the 2D model 16 merges into the 1D model 11, see also 5 . With increasing line slant 20th behavior improves significantly. The 2D method 16 is particularly good if the line obliquity 20th in the range of entire pixel widths, i.e. 50 µm or 100 µm etc. A total bevel of approx. 100 µm, i.e. about two pixels 17a , 17b , along the length of the line 17th is required.

Die Erfindung sieht somit vor, dass die von den Druckdüsen erzeugten Linien 17 der Düsentestmuster schräg aufgenommen werden, so dass sie über ihre Länge mehrere Pixel 17a, 17b überdecken. Diese schräggestellten Linien 17 können dann vom Rechner zeilenweise ausgewertet werden. Dabei kann es sich um den Steuerungsrechner 3 der Inkjet-Druckmaschine 7 handeln, oder um einen spezifisch zur Auswertung verwendeten Rechner, welcher üblicherweise der Bildverarbeitungsrechner 6 des Bilderfassungssystems 2 ist. Das verwendete Interpolationsmodell liefert dabei für jede einzelne Zeile einen Wert. Durch lineare Regression dieser Einzelwerte lässt sich eine sehr gute Schätzung für den Mittelwert 9 der Linien 17 erreichen und somit eine verbesserte Auswertung des Düsentestmusters auf defekte Druckdüsen durchführen.The invention thus provides that the lines generated by the printing nozzles 17th the nozzle test pattern be taken at an angle so that it over its length several pixels 17a , 17b cover up. These slanted lines 17th can then be evaluated line by line by the computer. It can be the control computer 3rd the inkjet printing machine 7 act, or a computer used specifically for evaluation, which is usually the image processing computer 6 of the imaging system 2nd is. The interpolation model used provides a value for each individual line. By linear regression of these individual values, a very good estimate can be made for the mean 9 of the lines 17th achieve and thus perform an improved evaluation of the nozzle test pattern for defective pressure nozzles.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Anwenderuser
22nd: BilderfassungssystemImaging system
33rd: SteuerungsrechnerControl computer
44th: DruckmaschinePrinting press
55: Kamera(-system)Camera (system)
66: BildverarbeitungsrechnerImage processing computer
77: DisplayDisplay
88th: gedruckte Linie des Testmustersprinted line of the test pattern
8a, 8b8a, 8b: Kamerapixel, welche die aufgelöste Linie darstellenCamera pixels representing the resolved line
99: aus Kamerapixel ermittelter LinienmittelpunktLine center determined from camera pixels
1010th: realer Linienmittelpunktreal center of line
1111: ID-Interpolierte ortsabhängige Abhängigkeit der Abweichung des ermittelten LinienmittelpunktesID-interpolated location-dependent dependence of the deviation of the determined line center
1212: X-Position im TestmusterX position in the test pattern
1313: Intensität der gedruckten LinieIntensity of the printed line
1414: Abweichung des ermittelten Linienmittelpunktes vom realen LinienmittelpunktDeviation of the determined line center from the real line center
1515: mittels Regression geschätzter Linienmittelpunktline center estimated by means of regression
1616: 2D-Interpolierte ortsabhängige Abhängigkeit der Abweichung des ermittelten Linienmittelpunktes2D interpolated location-dependent dependency of the deviation of the determined line center
1717th: schräge Linie des Testmustersoblique line of the test pattern
17a, 17b17a, 17b: Kamerapixel, welche die aufgelöste, schräg gedruckte Linie darstellenCamera pixels that represent the resolved, obliquely printed line
1818th: Einfluss der LinienschrägheitInfluence of line skew
1919th: FehlerspanneMargin of error
2020th: LinienschrägheitLine slant

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 69834016 T2 [0011]

Claims

Device for the detection of defective print nozzles of print heads of an inkjet printing machine (4) with a computer (3, 6), the device having at least one camera (5) which is attached downstream of the print heads in the inkjet printing machine (4), characterized in that the at least one camera (5) is constructed in such a way that it detects periodically printed, equally spaced lines (8, 17) of a nozzle test element such that it has at least two pixels (17a, 17b) of the at least one camera (5) over its length in the printing direction overlap.

Device after Claim 1 , characterized in that the at least one camera (5) is a surface camera, a line camera, or a camera (5) with a CMOS image sensor.

Device after Claim 2 , characterized in that the area camera is rotated at an angle relative to the direction of sheet travel.

Device after Claim 2 , characterized in that the line camera or its image sensor is laterally shifted synchronously with the pixel clock.

Device after Claim 2 , characterized in that the line camera and the line camera structure are stationary and between the line camera and the print object there is a plane-parallel disk which is rotated at high frequency about the y-axis of the inkjet printing machine (4) and thus causes a refraction of light towards the line camera.

Device after Claim 2 , characterized in that the image sensor of the CMOS camera is constructed in such a way that it consists of several camera lines staggered in the longitudinal direction, which are offset in the transverse direction to one another and thus increases the image resolution of the CMOS camera.

Method for the detection of defective printing nozzles in an inkjet printing machine (4) with a computer (3, 6) by means of a device according to one of the preceding claims, wherein for detection on a printing substrate a multi-line nozzle test element is printed, in which a certain number of horizontal lines of periodically printed, equally spaced lines (8, 17) are printed, which are arranged one below the other, in each row of the print nozzle test pattern only periodically producing the print nozzles lines (8, 17) that correspond to the specific number of horizontal rows, the nozzle test element of at least one camera ( 5) and this recorded digital image is evaluated by the computer (3, 6), characterized in that the at least one camera (5) is set up in such a way that the periodically printed, equally spaced lines (8, 17) are recorded in the digital Image over its length in the substrate running direction of at least two pixels (17a, 17b) of the at least one NEN camera (5) are detected.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the computer (3, 6) for all overlapping, at least two pixels (17a, 17b) overlapping, periodically printed, equally spaced lines (8, 17) carries out an averaging, then interpolates these values and by means of the so line center points (9) obtained detects defective pressure nozzles.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the computer (3, 6) for determining the line center points (9) carries out an estimate with linear regression over the interpolated mean values for each image line of the captured digital image.

Procedure according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that periodically printed, equally spaced lines (17) in the captured digital image have an obliquity (20) the width of at least two pixels (17a, 17b) of the at least one camera (5) over their entire length.