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CN111216454A - 与基底相关的补偿变化曲线 - Google Patents

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CN111216454A CN201911125293.5A CN201911125293A CN111216454A CN 111216454 A CN111216454 A CN 111216454A CN 201911125293 A CN201911125293 A CN 201911125293A CN 111216454 A CN111216454 A CN 111216454A
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Abstract

本发明涉及一种用于通过计算机(6)补偿喷墨印刷机(7)中印刷喷嘴的与位置相关的密度波动的方法，其中，所述计算机(6)为全部被使用的承印基底制作关于所述喷墨印刷机(7)的全部印刷头(5)的位置相关的密度波动的补偿变化曲线(10,11)并应用所述补偿变化曲线(10,11)来补偿所述喷墨印刷机(7)中位置相关的密度波动，该方法的特征在于，所述计算机(6)使用通用类属的参考承印基底分别求得印刷机或印刷头特定的影响和承印基底特定的影响因素，由所述参考承印基底制作参考补偿变化曲线(11)，所述参考补偿变化曲线(11)与面覆盖和地点相关并由此制作被用于补偿位置相关的密度波动的整体补偿变化曲线。

Description

与基底相关的补偿变化曲线
技术领域
本发明涉及一种用于通过对机器及基底特定的补偿方式补偿喷墨印刷机中印刷喷嘴的与位置相关的密度波动的方法。
本发明所属的技术领域是喷墨印刷。
背景技术
喷墨印刷机所使用的印刷头具有印刷喷嘴排列，这些印刷喷嘴以各种各样的方式布置在印刷头中。通过印刷喷嘴喷射出油墨并由此产生所期望的印刷图像。然而由于生产原因，这些印刷喷嘴关于油墨的喷射表现方面具有细微的差别。这意味着：尽管两个印刷喷嘴被完全相同地驱控并由此实际上应当产生大小完全相同的油墨滴，然而这两个印刷喷嘴还是出于生产造成的差别而存在细微的差别。这在完成的印刷图像中会导致所实现的像素大小和像素颜色值方面存在小的波动。这也被称为密度波动。这些密度波动可由其它的效应(譬如对油墨供应管路的干扰)而增强。待由喷墨印刷机所产生的印刷图像会受到这些密度波动的消极影响。因此，为了对此进行均衡，制作所谓的补偿变化曲线(Kompensationsprofile)，这些补偿变化曲线针对全部印刷头使得这些单个印刷喷嘴的驱控是根据所测量得到的和已知的密度波动来校正这些印刷喷嘴的油墨喷射。譬如，如果已知喷嘴“十”始终具有稍微提高的油墨喷射，则补偿变化曲线在喷嘴“十”的位置上指示始终喷射稍微少量的油墨，用以均衡该作用。为了生成补偿变化曲线，借助于测试印刷及测定(或分析处理)测试印刷品来产生横向于印刷方向针对全部印刷头的密度变化曲线(Dichteprofile)。这些密度变化曲线准确地显示出哪个印刷喷嘴具有哪种密度波动。因此，基于这些密度变化曲线可计算出相应的补偿变化曲线。这通常特定地针对不同的所使用的承印基底进行，这是因为这些密度波动也与相应所使用的承印基底相关。此外，现有技术已知的是，不是分别针对每个不同的承印基底使用自身固有的补偿变化曲线，而是针对不同的基底使用一种补偿变化曲线，用以由此减少关于采用多个补偿变化曲线方面的管理耗费。通常，平均变化曲线是基于多个针对确定基底的补偿变化曲线计算得出，然后该平均变化曲线被用于这些相应的基底。此外，现有技术已知的是，将表现类似的基底分组，并然后基于相应地配属给这些基底且已分组的补偿变化曲线来计算出平均变化曲线并使用。
在此，这些补偿变化曲线可在印刷厂中的喷墨印刷机的实际使用地点计算得出。但也常见的是，这些印刷头的制造商在交付印刷头时就已一同提供相应的补偿变化曲线。喷墨印刷机的制造商(只要他不与印刷头的制造商一致的话)也可制作其自身的补偿变化曲线并提供给印刷厂。
此外，在原本的密度补偿方法中，对图像栅格化(Rastern)之前和之后的补偿进行区分。对于栅格化之前的补偿，在密度波动已知的情况下，要么将图像的灰度值本身相应地适配于所测得的密度波动，要么使栅格化过程相应地考虑到密度波动，该栅格化过程是将灰度值转换为相应的像素图案样式。对于栅格化之后的补偿(所谓的联机在线补偿)，在印刷期间，将相应的像素(或油墨滴大小)适配于待测量的出现的密度波动。大多数情况下是这样：针对一个印刷头已经通过由制造商所提供的补偿变化曲线或者密度变化曲线已知的(或通过准备性测量已求得的)那些最粗糙的密度波动在预补偿阶段中被相应地校正，而借助于联机在线补偿(Online-Kompensation)则在印刷过程期间对密度波动的变化进行补充校正(nachkorrigiert)。
在此，对一个密度变化曲线的记录(Aufnahme)以及对一个补偿变化曲线的计算是非常费时的，并且还会产生废纸。可通过对这个过程进行加速及自动化来减少耗费。使用不同的承印基底意味着多倍的计算耗费，这是因为实际上必须针对每个新承印基底都要完整地进行一个补偿变化曲线的计算的进程。在具有影响的边界条件(譬如印刷头或油墨的喷墨表现)发生变化的情况下，同样必须完整地重复这些计算。在一个单独印刷头失灵和/或更换的情况下，同样必须针对全部承印基底重新计算出这些补偿变化曲线。
因此，尚未公布的德国专利申请DE 10 2018 216 434中给出了一种用于通过计算机补偿喷墨印刷机中印刷喷嘴的与位置相关的密度波动的方法，其中，计算机针对全部所使用的承印基底制作出关于全部印刷头的与位置相关的密度波动的补偿变化曲线，基于这些补偿变化曲线计算出平均变化曲线并采用这个平均变化曲线来补偿喷墨印刷机中与位置相关的密度波动，该方法的特征在于，在更换喷墨印刷机的一个或多个印刷头的情况下，计算机仅针对一个承印基底计算出新的补偿变化曲线，计算机基于这个新的补偿变化曲线推导出新的平均变化曲线，并且计算机利用先前老旧的补偿变化曲线针对剩余的承印基底来计算及应用这个新的平均变化曲线。然而，在此未明确考虑到密度变化曲线与面覆盖
Figure BDA0002276636930000031
的相关性，这种相关性至少必须在标量因素方面有影响。此外，该方法的参照和参考尺寸是这样的中间曲线：该中间曲线是针对这些单个承印基底基于所求得的单个补偿变化曲线计算所得。然而，这也要求这些单个变化曲线的中间值是相等的，否则的话通过标量因素的转换计算会是带有错误。
发明内容
由此，本发明的任务在于，提出一种用于在喷墨中对基底相关的密度补偿方式实现替换性的方法，该方法在补偿质量至少保持相同的情况下进一步减少了密度补偿的耗费。
该任务通过一种用于通过计算机补偿喷墨印刷机中印刷喷嘴的与位置相关的密度波动的方法得以解决，其中，计算机针对全部所使用的承印基底制作关于全部印刷头的与位置相关的密度波动的补偿变化曲线，并采用所述补偿变化曲线来补偿所述喷墨印刷机中与位置相关的密度波动，并且该方法的特征在于，计算机借助通用类属的(generisch)参考承印基底分别求得对印刷机(或印刷头)特定的影响以及对承印基底特定的影响因素，基于所述参考承印基底制作出参考补偿变化曲线，所述参考补偿变化曲线与面覆盖以及与地点相关，并且基于此制作出整体补偿变化曲线，该整体补偿变化曲线被用于补偿与位置相关的密度波动。由此，本发明的核心在于：在计算被用于不同承印基底的整体补偿变化曲线时，将对机器(或印刷头)特定的影响以及对承印基底特定的影响因素彼此单独地求得，并且能够将其纳入到所述整体补偿变化曲线的计算中。在此，借助这些密度变化曲线的记录，相应地考虑到所述对机器(或印刷头)特定的影响。这促成了密度补偿方法的耗费明显减少，这是因为在各个影响因素发生改变的情况下首先这些改变在大多数情况下是彼此单独地出现，并相应地也能够彼此单独地被校正。这根本上来说没那么复杂，因为这样一来，当某个影响因素发生改变的情况下，无须重新求得全部在计算中被考虑到的影响因素。除此之外，与对机器(或印刷)特定的影响相比，所使用的承印基底的类型是次要的。因此，在此使用通用类属的参考基底。由此制作所得的补偿变化曲线与地点相关，因为这个补偿变化曲线是针对每个印刷喷嘴来指示出：需要如何驱控该印刷喷嘴以便均衡相应的密度波动。在此，所述补偿变化曲线在整个印刷头上(或在全部所使用的印刷头)上延伸，这在地点相关性方面得以体现。这种面覆盖相关性由此得以解释：这些密度波动是与待产生的印刷图像中的待产生的面覆盖相关。
本发明有利的和因此优选的改进方案由从属权利要求以及具有附图的说明书得出。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，计算机求得对承印基底特定的影响因素，其方式是，针对所使用的承印基底制作特定的补偿变化曲线，然后，计算机将这些补偿变化曲线与参考补偿变化曲线进行比较，其中，这些对承印基底特定的影响因素纯粹与面覆盖相关。也就是说，求得对承印基底特定的影响因素，其方式是，针对不同的承印基底制作相应的补偿变化曲线，即：针对确定的承印基底，测定密度变化曲线，并然后又基于这个密度变化曲线计算出对此所需的补偿变化曲线。然后，与参考补偿变化曲线的比较得出对承印基底特定的影响因素。因为这些对承印基底特定的影响因素不与机器(或印刷头)参数相关，因而从逻辑上来说这些对承印基底特定的影响因素也不具有地点相关性。然而，面覆盖相关性继续存在，这是因为所得到的印刷颜色值会依赖于确定面覆盖与确定承印基底之组合。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，计算机计算对承印基底特定的影响因素作为中间值、中位值或其它统计特性参量，这种计算是基于特定承印基底与参考基底在整个印刷宽度上的补偿强度之间的比例得出。这种统计学上的预备工作进一步改善了如此计算得到的对承印基底特定的影响因素的可靠性。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，在将整体补偿变化曲线适配于已变化的印刷机或印刷头参数时，计算机仅重新求得对印刷机(或印刷头)特定的影响。根据本发明的方法的巨大优势之一在于，当喷墨印刷机或印刷头参数发生变化时，也仅须重新求得这些相应的影响即可。这大幅减少了在制作和应用整体补偿变化曲线方面的耗费。这些变化可以譬如是：印刷喷嘴在印刷过程进行中油墨喷射表现的变化，或者在极端情况下是印刷头的更换。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，这些对印刷机(或印刷头)特定的影响是由计算机存储在数据库中，并且接下来在喷墨印刷机中被用于其它印刷任务。这一方面是为了将如此获得的对印刷机(或印刷头)特定的影响方面的知识也用于后续任务，从而在接下来的印刷任务中无须总是重新计算出相应的整体补偿变化曲线。另一方面，借助数据库存储(或收集)对印刷机(或印刷头)特定的影响促成更大的数据基础。但通过这种方法方式计算出越多相应的对机器(或印刷头)特定的影响，那么这些对机器(或印刷头)特定的影响就越准确，且所使用的整体补偿变化曲线进而密度补偿就越好。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，针对一种印刷色的多个单独印刷头之间的过渡区域，计算机单独考虑到这些对机器(或印刷头)特定的影响。这些单独印刷头之间的过渡区域、也称缝合区域(Stitching-Bereiche)与常规的印刷头区域表现不同，这是因为在此单个印刷喷嘴由于相邻印刷头的印刷喷嘴的交替印刷所导致的(尤其在相位方面的)偏差会在缝合区域中招致特定的错误图像。这关键在于特定的要求和事件：这些特定的要求和事件是必需的，以便确保这些单个印刷头之间的过渡尽可能不对印刷结果产生影响。因此在此应该进行单独的处理。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，针对所使用的承印基底多次进行特定的补偿变化曲线的记录，将结果存放在数据库中，并且计算机以统计学方式分析处理这些结果。除了在数据库中存储对机器(或印刷头)特定的影响之外，也可在数据库中存放针对所使用的承印基底的特定的补偿变化曲线，以便在结果方面达到更高的准确性。在此，应将其多次记录，然后以统计学方式分析处理所存放在数据库中的结果。
在此，根据本发明的方法的另一种优选的改进方案是，作为通用类属的参考承印基底，采用具有平均性能的承印基底，或者采用一种基底类别的代表性承印基底。在此，优选采用哪种方法方式，这与待处理的印刷任务的情况相关，也即：是分析处理具有平均或中等表现的承印基底还是(如果采用这种的话)一种基底类别的代表性承印基底。
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：喷墨印刷机系统的结构示例；
图2：一种基底和参考基底的补偿变化曲线的对比图表；
图3：各种基底的与面覆盖相关的经平均的补偿比例的图表。
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中示出了这种机器7的基本结构的示例，所述机器7包括用于将承印基底2供入到承印基底2在该处被印刷头5印刷的印刷机构4中的进料器1直至收料器3。在此涉及的是由控制计算机6监控的页张喷墨印刷机7。在该印刷机7运行时，如上所述，可能会出现单个印刷喷嘴所实现的面密度发生波动的情况。根据本发明对喷墨印刷机7中所出现的局部密度波动的均衡是通过采用补偿变化曲线进行，这些补偿变化曲线是通过改变待施加到承印材料2(或承印基底2)上的印刷点的数量和大小实现对密度波动的均衡。
在采用水基喷墨油墨的页张喷墨印刷机7中对横向于印刷方向所实现的密度分布造成影响的因素可粗糙地分为三组：
1.对印刷头特定的、对机器特定的影响，主要是：
·单个印刷喷嘴的喷墨表现，针对小型油墨滴、中等油墨滴和大型油墨滴的相位/偏差和振幅/印刷强度；
·印刷头几何构型，以及相应所使用的印刷头5譬如关于印刷头5中印刷喷嘴的设置以及间隔方面的结构；
·印刷头5的老旧化、磨损，这可通过印刷喷嘴的相位的标准偏差得出；
·油墨供应譬如歧管(Manifold)至印刷头5以及在印刷头5内部的影响；
·针对单个印刷头5的压电点火压(Piezo-Feuerspannung)，用于同质化中间密度；
·印刷喷嘴与承印基底2之间的喷墨间隔。
2.对基底特定的影响，主要是：
·小型油墨滴、中等油墨滴和大型油墨滴在承印基底2上的油墨扩散表现；
·为了实现清晰的印样，承印基底表面的底涂需求；
·对上底漆和无底漆类型的承印基底表面的油墨吸收、浸入(Wegschlagen)。
3.其它可能的影响，主要是：
·在版式上的底涂分布(量)的匀质性；
·底涂的白利糖度(Brixwert)；
·针对不同栅格色调值的面的栅格化和组成(滴度混合表)；
·小型油墨滴、中等油墨滴和大型油墨滴的墨滴体积以及所实现的印刷点大小。
与此相关地，根据本发明的方法在其优选的实施变型方案中如下所述地实施。这些对印刷头特定的进而也对机器特定的影响对于全部所使用的承印基底2上的印刷来说都是一致的，进而由计算机6在通用类属的参考承印基底上求得。这可譬如是无需底涂施加的摄像纸(Photopapier)，或者也可以是具有底涂施加的其它参考基底。这样获得的补偿变化曲线10通常是通过喷墨表现而与补偿8的地点以及与所印刷的面覆盖13相关。因此，必须针对足够量的栅格色调值在整个可能的印刷宽度9上求得补偿变化曲线。
基于这种状态，由计算机6以相同的方法方式针对不同的基底A,B,C14,15,16求得补偿变化曲线10。图2示出了针对确定的承印基底A14的这种补偿变化曲线10的示例与针对参考基底的补偿变化曲线11之间的对比。在此可良好地看到补偿强度8的地点相关性，这是因为涵盖了这些单个印刷头5的补偿变化曲线10,11在图2中在图表的X轴上关于印刷宽度9上的位置方面延伸。
通过将这些补偿变化曲线10,11与参考变化曲线以计算机支持的方式进行对比，从而求得这些基底A,B,C 14,15,16的映射特性。在最简单的情况下，这纯粹与面覆盖相关且与地点无关。面覆盖相关的因素可譬如作为中间值、中位值或其它统计特性参量基于承印基底A14与参考基底在整个印刷宽度9上的补偿强度8之间的比例计算得出。图3示出了针对这些特性参量的示例，呈面覆盖相关的补偿强度12的比例的形式。
于是，可由计算机6基于面覆盖相关的、对基底特定的因素以及基于地点相关的、对印刷头特定的补偿值来确定所需的整体补偿变化曲线。
如果由于这些印刷头5的(譬如由于老旧化或磨损所导致的)喷墨表现的改变而更新了整体补偿变化曲线，则仅需重新记录对印刷头特定的那部分10。对基底特定的影响是固定的，并且不再需要在每次补偿变化曲线记录时重新求得。这些影响据推测也能转移到结构类型以及印刷过程参数相同的喷墨印刷机7上。
在此，要点3中的影响尽可能地被监控且保持恒定。
根据本发明的方法在其标准变型方案中也可适配成接下来其它优选的实施变型方案：
1.因为摄像纸对于记录参考变化曲线11来说确实昂贵，因而也可譬如使用任意的承印基底2代替于摄像纸，在理想情况下，这种任意的承印基底2具有“中间的”、也就是平均的表现。或者如果执行了对基底类别的划分，则采用一种基底类别的代表性基底2。然而，在采用摄像纸的情况下要避免来自于底涂施加方面的影响。
2.针对参考基底的补偿变化曲线11对其它承印基底14,15,16的映射也可通过更复杂的方法或者数学模型进行。考虑到承印基底表面的物理参数的模型也是可行的。这些参数譬如是扩散表现、表面能量、油墨浸入表现等。然而，考虑到特定的承印基底14,15,16纯粹关于面覆盖13(或面密度)而与横向于印刷方向的补偿8的地点无关，这促成了确实简单的模型进而应是优选的。
3.由于这种特殊的影响，能够对一种颜色的多个单独印刷头之间的缝合区域进行单独地处理。
4.对承印基底14,15,16的补偿变化曲线10,11进行多次记录并且然后统计学地分析。由计算机6将结果存储在针对承印基底14,15,16的数据库中，并且在具有检测到承印基底14,15,16的下次印刷任务中再次使用。这普遍减小了测量错误的影响和过程噪音。
5.在使用针对承印基底14,15,16的数据库的情况下，采用学习式方法用于求得特定的相关性。
6.针对版式、厚度、克重不同、但涂料施加一致的相同类型承印基底14,15,16使用相同的映射模型。
在此，根据本发明的方法在其不同的所给出的实施变型方案中相对于现有技术已知的方法而言的优势可总结为如下几点：
1.显著减少了承印基底鉴定时用于求得补偿变化曲线的耗费。
2.本方法所包括的针对补偿强度8的计算方法更为简单。
3.在更换单个印刷头5时的方法手段不具有那么高的耗费。
4.这种计算方法所产生的数据量没那么大进而更为有效。
附图标记列表
1 进料器
2 承印基底
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 与地点相关的补偿强度
9 印刷宽度上的位置
10 针对基底A的补偿变化曲线
11 针对参考基底的补偿变化曲线
12 所选择的基底的补偿强度和参考基底的补偿强度之间的、与面覆盖相关的补偿比例
13 面覆盖
14,15,16 基底A、B、C

Claims (8)

1.一种用于通过计算机(6)补偿喷墨印刷机(7)中印刷喷嘴的与位置相关的密度波动的方法，
其中，计算机(6)针对全部所使用的承印基底制作关于所述喷墨印刷机(7)的全部印刷头(5)的与位置相关的密度波动的补偿变化曲线(10,11)，并且采用所述补偿变化曲线(10,11)来补偿所述喷墨印刷机(7)中与位置相关的密度波动，
其特征在于，
计算机(6)借助通用类属的参考承印基底分别求得对印刷机或印刷头特定的影响以及对承印基底特定的影响因素，基于所述参考承印基底制作参考补偿变化曲线(11)，所述参考补偿变化曲线与面覆盖以及地点相关，并且由此制作整体补偿变化曲线，所述整体补偿变化曲线被用于补偿与位置相关的密度波动。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
计算机(6)求得所述对承印基底特定的影响因素，其方式是，针对所使用的承印基底(14,15,16)制作特定的补偿变化曲线(10)，然后计算机(6)将所述特定的补偿变化曲线与所述参考补偿变化曲线(11)进行比较，其中，所述对承印基底特定的影响因素纯粹与面覆盖相关。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
计算机(6)计算出所述对承印基底特定的影响因素作为中间值、中位值或其它统计特性参量，所述计算是基于特定的承印基底(14,15,16)和参考基底在整个印刷宽度(9)上的补偿强度(8)之间的比例(12)得出。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
在将所述整体补偿变化曲线适配于已变化的印刷机或印刷头参数时，计算机(6)仅重新求得所述对印刷机或印刷头特定的影响。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
所述对印刷机或印刷头特定的影响是由计算机(6)存储在数据库中并此后在所述喷墨印刷机(7)中被用于其它印刷任务。
6.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
针对一种印刷色的单个印刷头(6)之间的过渡区域，计算机(6)单独考虑到所述对机器或印刷头特定的影响。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
对所述特定的补偿变化曲线(10)的记录是针对所使用的承印基底(14,15,16)多次进行，将结果存放在数据库中，并且计算机(6)以统计学方式分析处理所述结果。
8.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
作为通用类属的参考承印基底，采用具有平均性能的承印基底(2)，或者采用一种基底类别的代表性承印基底(2)。
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