在探测故障的印刷喷嘴时的阈值确定制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在喷墨印刷机中借助计算机探测出故障的印刷喷嘴的方法，印刷出多行喷嘴测试图案，包括确定数量水平行，以及印刷出几何配属于喷嘴测试图案的面覆盖元素，这二者由至少一个图像传感器检测并由计算机分析处理，通过分析处理所检测到的喷嘴测试图案识别故障印刷喷嘴，将面覆盖元素中的缺陷配属于喷嘴测试图案中的印刷喷嘴，限定出值范围，基于所述值范围来导出阈值用于探测故障印刷喷嘴，根据喷嘴测试图案中横向于印刷方向的相应部位上的偏差而将面覆盖元素中所发现的缺陷进行配属，总是将喷嘴测试图案中这样的印刷喷嘴配属于所发现的缺陷：所述印刷喷嘴在考虑到待分析处理的参数的情况下以最大可能性引起所述缺陷。

Determination of Threshold Value for Detecting Faults in Printing Nozzles

The invention relates to a method for printing nozzles used in inkjet printers to detect faults by means of computers, printing out multi-line nozzle test patterns, including determining the number of horizontal rows, and printing out surface coverage elements whose geometrical matching belongs to nozzle test patterns, both of which are detected by at least one image sensor and processed by computer, and detected by analysis and processing. The nozzle test pattern identifies the faulty printing nozzle, assigns the defects in the cover element to the printing nozzle in the nozzle test pattern, limits the value range, derives the threshold value based on the value range to detect the faulty printing nozzle, and assigns the defects found in the cover element according to the deviation in the corresponding part of the nozzle test pattern in the horizontal direction of printing. The printing nozzle in the nozzle test pattern is matched with a defect found: the printing nozzle causes the defect with the greatest possibility, taking into account the parameters to be analyzed and processed.

【技术实现步骤摘要】
在探测故障的印刷喷嘴时的阈值确定
本专利技术涉及一种针对用于探测故障印刷喷嘴的方法所用的阈值确定。
技术介绍
本专利技术处于数字印刷
在数字印刷(在此涉及到喷墨印刷)中，经常出现喷墨印刷机的印刷头的单个印刷喷嘴的故障。这些故障包括多种可能的故障类型。这可能是由于借助减少的墨滴量进行印刷，也可能是由于这个印刷喷嘴的印刷点的偏差(这引起了歪斜印刷)，乃至可能是由于这个印刷喷嘴完全失灵。这些故障的原因可能例如是：异物(特别是灰尘)进入到印刷喷嘴中或者印刷头的印刷喷嘴中的油墨变干。故障喷嘴的所有这些故障类型按照英语专业术语missingnozzle也一般称作“缺失喷嘴”。这些“缺失喷嘴”此时在待生成的印刷图中会引起特定的印刷缺陷。故障的印刷喷嘴例如通常会引起线状形成物(Artefakt)，因为在这个部位无法施加油墨。在单色印刷的情况下，在故障的印刷喷嘴的部位处产生所谓的“白线”，因为在此露出通常是白色的承印基底。在多色印刷的情况下(多色印刷是指在喷墨印刷机中叠印出多个颜色用以产生出特定的色值)会导致目标色值的失真(Verzerrungen)，因为故障的印刷喷嘴无法助于其颜色份额。在印刷喷嘴具有减少的印刷功效的情况下，产生出类似的缺陷图像。在印刷喷嘴强烈歪斜喷射的情况下，还产生出额外的问题。除了产生的“白线”之外(这种白线产生是因为印刷喷嘴没有对其预设的位置进行印刷)，还产生所谓的“黑线”，这是因为强烈歪斜地喷射的印刷喷嘴通常会印刷到这样的区域中：该区域已被另一印刷喷嘴所印刷。通过这个部位上提高的墨施加，于是产生了具有比原本意图要高的色值的线状形成物，即所谓的“黑线”。为了将印刷喷嘴的这种故障对印刷品质所造成的影响保持得尽可能小，于是通过各种方法对故障的印刷喷嘴进行补偿。为了能够执行补偿，然而必须首先一次性正确地识别出故障的印刷喷嘴。为了探测这些故障的印刷喷嘴，在现有技术中已知多种不同的方案。由此例如已知的是，借助于图像传感器来检测由喷墨印刷机所产生的印刷图像，并且随后将这种以数字形式存在的图像与良好图像进行比较，以便能够识别(例如通过故障的印刷喷嘴所引起的)偏差。在这个方案中(该方案大多是在自动化品质控制的范畴内执行)然而出现许多问题。由此，在此例如可以监控仅这样的印刷喷嘴：这些印刷喷嘴确实助于产生相应的印刷图像。针对当前印刷图像恰恰不需要的印刷喷嘴可以由此不监控其功能性。此外，在印刷任务的范畴内应产生的印刷图像数据经常不适合对单个印刷喷嘴进行准确地功能检查。另一问题在于：将所检测到的印刷图像中的图像缺陷配属于确定的印刷喷嘴。这种配属(Zuordnung)由于图像检测系统中的限制(例如所应用的图像传感器的图像分辨率)而经常仅仅能够受限地实现；然而，这对于单个印刷喷嘴的功能的正确监控是绝对必要的。因此通常的是，为了探测出故障的印刷喷嘴，印刷出所谓的喷嘴测试图案(Düsentestmuster)，这些喷嘴测试图案在承印基底上安置且印刷在原本印刷图像外部。这些喷嘴测试图案于是由图像检测系统检测和分析处理。因为喷嘴测试图案专门这样地设计以使得每个印刷喷嘴印刷该测试图案的确定的部分，因此能够通过分析处理所检测到的喷嘴测试图案而对所有涉及到的印刷喷嘴的功能能力做出清楚的评估。这种分析处理在此以计算机支持的方式实现并且通常由相应图像检测系统的计算机执行。然而，将数据转发至特定的分析处理计算机也是可能的。喷嘴测试图案自身具有多种可能的变型。由现有技术已知的图案在于：每个印刷喷嘴印刷出竖直的线。因为对喷嘴测试图案进行检测的图像传感器的分辨率通常小于印刷头的分辨率，因此喷嘴测试图案大多如此布置，以使得不是每个印刷喷嘴都相互并排成一列地印刷出竖直的线，而是在一列中只有印刷头的每第x个印刷喷嘴印刷出竖直的线。然后，在下列中的每第x+1个印刷喷嘴进行印刷等诸如此类，直至印刷头的所有待测试的印刷喷嘴都已经印刷出其竖直的线。由于单个竖直线的由此可实现的可计数性以及明确性，因此单个线与确定的印刷喷嘴之间的配属是可能的。对于分析处理，于是参数(例如线相对于其已知的额定位置的偏差程度或者印刷好的线的连贯性)给出了对于所涉及的印刷喷嘴的状态的提示。然而在该方案中不利的是，难以确定出：例如印刷喷嘴相对于其额定位置的偏差值与这个喷嘴多大程度(或是否)完全引起随后的印刷图像中印刷技术干扰这一度量值(Maβ)之间的相关性(Korrelation)。为此应用如下阈值，根据这些阈值评估：印刷喷嘴是仍在允许的功能范围内印刷，还是已经必须归类为故障的。如果此时将用于判断印刷喷嘴是否故障的阈值配置成过强的话，那么这个值可能会导致很多喷嘴有缺陷这一评估结果。也即，自身功能正确的、具有仅小的偏差的印刷喷嘴(该印刷喷嘴还适用于印刷)被识别成有故障的并随后被补偿。然而，相比于以具有完全功能性的印刷喷嘴所产生的印刷图像，这些补偿的印刷喷嘴总是在要产生的印刷图像中导致更差的印刷品质。与之不同的是，如果过弱地选择阈值，那么则无法识别出印刷技术方面有问题的并且引起印刷图像中的缺陷的喷嘴，进而这些喷嘴继续以未补偿的方式在印刷图像中形成干扰。对于定义阈值可以应用恒定的值。有意义的阈值然而与当前的印刷条件(或油墨的流动特性)有关，这又与承印材料以及例如油墨干燥的配置有关。并且喷嘴图案的测量系统(摄像系统)也可能会引发测量噪音，这给阈值在理论上所采用的值(例如喷嘴喷写范围的半宽作为x偏差)带来干扰。因此，定义出恒定阈值，这不仅从测量技术角度而且从变化的印刷条件的角度而言都是困难的。作为用于定义阈值的替代方案，可应用统计值，该统计值由喷嘴整体的测量值产生，例如是喷嘴与额定位置之间的x偏差的标准偏差的N倍。由此，显著“不同于”喷嘴整体的喷嘴被归类为有问题的。在此例如：如果与额定位置的偏差大于所有喷嘴与额定位置的所有x偏差的标准偏差的4倍，那么这个喷嘴可以归类为有问题的。缺点在于，这个方法需要以“功能正常的”喷嘴整体为前提，在这个“功能正常的”喷嘴整体中，通常这些喷嘴(这些喷嘴值处于标准即N倍标准偏差以下)从印刷技术角度在当前印刷条件下不会引起干扰。但是，例如由于强烈的局部污染导致了整体中的多个喷嘴不再正常运行，那么N倍标准偏差这一阈值变得比不再正常运行的许多喷嘴的值更高。于是，这些喷嘴会不被识别为有问题的。因此，由现有技术已知的是，将面覆盖元素代替于喷嘴测试图案进行印刷。在该情况下，以测试的方式借助所有涉及的印刷喷嘴印刷出半色调面或者全色调面(Halb-oder)。随后，在图像检测的范畴内检查：由此所印刷的面覆盖元素是否包含有图像形成物(例如“白线”、“黑线”或诸如此类)，这些图像形成物可以推断出未足够正常运行的印刷喷嘴。借助该方案，一般能够非常好地探测出：是否存在引起印刷图像中问题的印刷喷嘴。然而，在此，类似于基于原本印刷图像进行探测那样，总是普遍存在这样的问题：即，引起缺陷的这些单个印刷喷嘴无法在这个面覆盖元素内得以识别。总是仅仅能够确定出如下区域：在该区域中必定存在故障的印刷喷嘴，然而不是单个特定的故障印刷喷嘴。这仅仅在如下情况下是可能的：即，假如设有效能优异的图像拍摄硬件并且具有图像拍摄的高分辨率。然而，即便如此，在某些情况下，由于油墨流动特性仅能识别出干扰。此外不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在喷墨印刷机(7)中借助计算机(6)探测出故障的印刷喷嘴(14、15、16)的方法，其中，为了探测而印刷出：‑多行喷嘴测试图案(11)，所述多行喷嘴测试图案包括以周期方式竖直地印刷的具有相同间隔的线所组成的确定数量水平行，所述线上下布置，其中，在喷嘴测试图案(11)的每个行中，分别以周期方式只有所述喷墨印刷机(7)的印刷头(5)的、相应于所述确定数量水平行的印刷喷嘴有助于实现喷嘴测试图案(11)的第一元素，以及‑几何配属于喷嘴测试图案(11)的面覆盖元素(10)，并且这二者(10、11)由至少一个图像传感器进行检测并且由计算机(6)进行分析处理，其中，计算机(6)通过分析处理所检测到的喷嘴测试图案(11)识别出故障的印刷喷嘴，其中，计算机(6)将面覆盖元素(10)中的缺陷配属于喷嘴测试图案(11)中的印刷喷嘴，计算机(6)根据面覆盖元素(10)中的缺陷而将喷嘴测试图案(11)中所配属的印刷喷嘴的参数进行分析处理并且限定出值范围，计算机(6)基于所述值范围来导出针对每个所配属的印刷喷嘴的阈值(19)并且用于探测出故障的印刷喷嘴，其特征在于，计算机(6)根据喷嘴测试图案(11)中横向于印刷方向的相应部位上的偏差而将面覆盖元素(10)中所发现的缺陷(9、12、13)进行配属，其中，总是将喷嘴测试图案(11)中这样的印刷喷嘴配属于所发现的缺陷(9、12、13)：所述印刷喷嘴在考虑到待分析处理的参数的情况下以最大可能性引起所述缺陷(9、12、13)。...

【技术特征摘要】
2017.10.10 DE 102017217993.71.一种用于在喷墨印刷机(7)中借助计算机(6)探测出故障的印刷喷嘴(14、15、16)的方法，其中，为了探测而印刷出：-多行喷嘴测试图案(11)，所述多行喷嘴测试图案包括以周期方式竖直地印刷的具有相同间隔的线所组成的确定数量水平行，所述线上下布置，其中，在喷嘴测试图案(11)的每个行中，分别以周期方式只有所述喷墨印刷机(7)的印刷头(5)的、相应于所述确定数量水平行的印刷喷嘴有助于实现喷嘴测试图案(11)的第一元素，以及-几何配属于喷嘴测试图案(11)的面覆盖元素(10)，并且这二者(10、11)由至少一个图像传感器进行检测并且由计算机(6)进行分析处理，其中，计算机(6)通过分析处理所检测到的喷嘴测试图案(11)识别出故障的印刷喷嘴，其中，计算机(6)将面覆盖元素(10)中的缺陷配属于喷嘴测试图案(11)中的印刷喷嘴，计算机(6)根据面覆盖元素(10)中的缺陷而将喷嘴测试图案(11)中所配属的印刷喷嘴的参数进行分析处理并且限定出值范围，计算机(6)基于所述值范围来导出针对每个所配属的印刷喷嘴的阈值(19)并且用于探测出故障的印刷喷嘴，其特征在于，计算机(6)根据喷嘴测试图案(11)中横向于印刷方向的相应部位上的偏差而将面覆盖元素(10)中所发现的缺陷(9、12、13)进行配属，其中，总是将喷嘴测试图案(11)中这样的印刷喷嘴配属于所发现的缺陷(9、12、13)：所述印刷喷嘴在考虑到待分析处理的参数的情况下以最大可能性引起所述缺陷(9、12、13)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在喷墨印刷机(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·米尔，H·克勒，
申请(专利权)人：海德堡印刷机械股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE