(57)【要約】【課題】インクジェット印刷機において欠陥のある印刷ノズルを検出する方法である。【解決手段】印刷ノズルテストパターンの各行において、周期的にのみインクジェット印刷機の印刷ヘッドの、所定数の水平の行に対応する複数の印刷ノズルが、印刷ノズルテストパターンに関与し、網点面積エレメントを幾何学的に複数行の印刷ノズルテストパターンに対して対応付けて印刷し、両方のエレメントを、少なくとも１つの画像センサにより取り込んで、評価し、欠陥のある印刷ノズルを、閾値に基づいて検出することが可能であり、次いで欠陥のある印刷ノズルを補整する、方法において、取り込まれた網点面積エレメントの評価により印刷エラーを算出し、印刷エラーを、それぞれ１つの範囲に幾何学的に近接する印刷ノズルに対応付けし、この範囲において、複数行の印刷ノズルテストパターンの評価により、各々の印刷エラーを引き起こす印刷ノズルを特定する。【選択図】図３
2019137048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子計算機（６）を用いてインクジェット印刷機（７）において欠陥のある印刷ノズル（２３）を検出する方法であって、
検出のために、上下に配置された、周期的に垂直に印刷された等間隔の複数の線の所定数の水平の行から成る、少なくとも１つの複数行の印刷ノズルテストパターン（１０）を印刷し、前記印刷ノズルテストパターン（１０）の各々の行において、それぞれ周期的に前記インクジェット印刷機（７）の印刷ヘッド（５）の、所定数の前記水平の行に対応する複数の印刷ノズルだけが、前記印刷ノズルテストパターン（１０）に関与し、網点面積エレメント（１３）を幾何学的に複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）に対して対応付けて印刷し、両方のエレメント（１０，１３）を、少なくとも１つの画像センサにより取り込んで、前記電子計算機（６）により評価し、前記電子計算機（６）により、取り込まれた前記網点面積エレメント（１３）の評価により印刷エラー（９）を算出し、前記印刷エラー（９）を、前記電子計算機（６）により、それぞれ幾何学的に近接する前記印刷ノズル（１８）の所定の範囲に対応付けし、前記範囲において、複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）の評価により、各々の前記印刷エラー（９）を引き起こす前記印刷ノズル（２３）を特定し、前記電子計算機（６）により、欠陥のある前記印刷ノズル（２３）を、閾値に基づいて検出することが可能であり、次いで検出された前記印刷ノズル（２３）を補整する方法において、
取り込まれた前記網点面積エレメント（１３）の評価に際して、前記画像センサの影響を、シェーディング補正により排除することを特徴とする、
方法。
【請求項２】
取り込まれた前記網点面積エレメント（１３）の評価に際して、複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）と前記網点面積エレメント（１３）との間に印刷され、少なくとも１つの前記画像センサにより取り込まれる画素−対−印刷ノズル−対応付け点（１２）を用いて、トーンバリュー偏差の形態の、見付けられた印刷エラーの対応付けを行うことを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電子計算機（６）により、取り込まれた前記網点面積エレメント（１３）の評価に際して、信号雑音比を高めるためのトレンド補正を行うことを特徴とする、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
取り込まれた前記網点面積エレメント（１３）の評価に際して、反復式にすべての印刷ノズル線に沿ってすべてのグレー値を前記電子計算機（６）により評価し、偏差を有するグレー値を前記印刷エラー（９）とみなすことにより、前記電子計算機（６）は、前記印刷エラー（９）を算出し、その際、幾何学的に近接する前記印刷ノズル（１８）の前記範囲は、偏差を有するグレー値を有する前記印刷ノズル線と、隣り合う印刷ノズル線と、から生じることを特徴とする、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
取り込まれた複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）の評価に際して、前記電子計算機（６）は、垂直に印刷された等間隔の線の一貫性（１９）および位置（２０）などの印刷ノズルパラメータを算出し、前記印刷ノズルパラメータを用いて、前記印刷ノズルの印刷性能を評価することを特徴とする、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
取り込まれた複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）の評価に際して、前記電子計算機（６）は、前記網点面積エレメント（１３）において算出された各々の印刷エラー（９）に対して、前記印刷エラー（９）に対応付けられた、幾何学的に近接する前記印刷ノズル（１８）の範囲を、算出された印刷ノズルパラメータと比較し、前記比較に基づき、前記範囲（１８）から欠陥のある前記印刷ノズル（２３）を特定することを特徴とする、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記電子計算機（６）は、算出された前記印刷エラー（９）と、幾何学的に近接する前記印刷ノズル（１８）の、算出された印刷ノズルパラメータと、の比較に際して、算出された前記印刷ノズルパラメータから作成されたトーンバリュー信号（１６）の位相値（１９）および振幅値（１９）などの複数のパラメータ（１９，２０）に依存する分類モデルを適用することを特徴とする、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
本発明に係る方法を、印刷ジョブの開始時における学習段階でのみ実行することを特徴とする、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
複数行の前記印刷ノズルテストパターン（１０）の印刷および評価を、印刷ジョブの開始時において学習段階でのみ実行し、これにより印刷ノズルパラメータを算出する一方、前記印刷エラー（９）に対応付けられた、幾何学的に近接する前記印刷ノズル（１８）の範囲を用いて前記印刷エラー（９）を算出するための前記網点面積エレメント（１３）の印刷および評価を継続して実行することを特徴とする、
請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷機において欠陥のある印刷ノズルを検出する方法に関する。
【０００２】
本発明は、デジタル印刷の技術分野にある。
【背景技術】
【０００３】
本明細書において、インクジェット印刷として考えられているデジタル印刷では、インクジェット印刷機の印刷ヘッドの個々の印刷ノズルの機能が失われることが多い。この機能損失は、起こり得る多様なエラーを含む。これは、インク滴体積が低減された印刷から、斜めに印刷される結果となる印刷ノズルの印刷点の位置偏差を介して、印刷ノズルが完全に故障するまでに至ることであり得る。欠陥のある印刷ノズルのこれらのエラーの原因は、たとえば印刷ノズルへの異物、特に埃の進入または印刷ヘッドの印刷ノズルにおけるインクの完全な乾燥であり得る。これらすべてのエラーの種類は、英語の専門用語に基づいて、一般的にミッシングノズル（missing nozzle）とも称される。このミッシングノズルは、作成されるべき印刷像における特有の印刷エラーを生じさせてしまう。故障した印刷ノズルは、たとえば通常は線形のアーチファクトを生じさせる。というのもその箇所ではインクを塗布することができないからである。単色刷りの場合、欠陥のある印刷ノズルの箇所にいわゆる白スジ（white line）が形成される。というのもそこでは通常は白の印刷基材が透けて見えるからである。特定の色値を形成するためにインクジェット印刷機において複数のインキが重ね合わされて印刷される多色刷りの場合、目標色値の歪みが生じる。というのも故障した印刷ノズルがノズルの色成分に関与することができないからである。印刷能力が低減された印刷ノズルの場合、同様の欠陥像が生じる。大きく傾いて噴出する印刷ノズルでは、さらに付加的な問題が生じる。印刷ノズルがその所定の位置へ印刷しないために形成される、存在する「白スジ」の傍に、いわゆる「黒スジ」（dark line）がさらに生じる。というのも大きく傾いて噴出する印刷ノズルが、多くの場合に別の印刷ノズルにより既に印刷が成された範囲内に印刷するからである。この箇所でのインク塗布量の増加により、実際に想定されるよりも高い色値を有する線状のアーチファクト、いわゆる「黒スジ」が発生する。
【０００４】
印刷品質への印刷ノズルの機能損失の影響をできるだけ小さく保つために、この種の欠陥のある印刷ノズルは、様々な方法により補整される。しかし補整を実行できるようにするためには、欠陥のある印刷ノズルをはじめに一度正しいと識別しなければならない。そのような欠陥のある印刷ノズルを検出するために、従来技術において複数の様々なアプローチが知られている。そこで、たとえば印刷ジェット印刷機により作成された印刷像を画像センサにより取り込み、次いでこのようなデジタルで存在する像を良好な像と比較して、これによりたとえば欠陥のある印刷ノズルにより引き起こされる偏差を認識できることが知られている。しかし、たいていは自動の品質管理の枠内で行われるこのアプローチでは、複数の問題が生じてしまう。それで、ここではたとえば実際に各々の印刷像を作成するためにも関与する印刷ノズルしか監視することができない。ゆえに、実際の印刷像に対して目下必要とされない印刷ノズルの機能性を監視することができない。さらに、印刷ジョブの枠内で作成されるべき印刷像データは、多くの場合、個々の印刷ノズルの正確な機能チェックを可能にするには適していない。別の問題は、特定の印刷ノズルに対する、取り込まれた印刷像における像エラーの対応付けである。そのような対応付けは、使用される画像センサの画像解像度などの、画像検出システムにおける制限に基づいて、たいていは限定的にのみ可能であるが、個々の印刷ノズルの正確な機能監視には必須である。
【０００５】
したがって、欠陥のある印刷ノズルを検出するために、実際の印刷像の外側で印刷基材上に配置され印刷されるいわゆる印刷ノズルテストパターンを印刷することが一般的である。米国特許出願公開第２０１００３２１４３７号明細書（US 2010 0321437 A1）において、そこにはインクジェット印刷において色濃度を補正する、特に「ミッシングノズル」を補正する方法が公知である。この明細書は、そのような印刷ノズルテストパターンの使用を開示している。印刷ノズルテストパターンは、画像検出システムにより取り込まれ、評価される。各々の印刷ノズルが印刷ノズルテストパターンの特定の部分を印刷するように、印刷ノズルテストパターンが特有の形で構成されているので、取り込まれた印刷ノズルテストパターンの評価により、関与するすべての印刷ノズルの機能性を明確に表すことができる。この場合、評価は、電子計算機により支援されて、通常は、各々の画像検出システムの電子計算機により行われる。しかも、特定の評価電子計算機へデータを伝送することも可能である。印刷ノズルテストパターン自体は、考えられる多数の変化形態を有する。従来技術において知られたパターンは、各々の印刷ノズルが垂直の１本の線を印刷することにある。印刷ノズルテストパターンを取り込む画像センサの解像度は、たいていは印刷ヘッドの解像度よりも低いので、印刷ノズルテストパターンは、多くの場合、各々の印刷ノズルが１つの列に相並んで垂直の線を印刷するのではなく、印刷ヘッドのｎ番目ごとの各々の印刷ノズルだけが１つの列に垂直の線を印刷するように配置されている。この場合、ｎ＋１番目ごとの各々の印刷ノズルが、その下に位置する１つの列に印刷し、印刷ヘッドの、テストされるべきすべての印刷ノズルがその垂直の線を印刷するまでこれが続く。したがって、これにより考えられる個々の垂直の線の加算性および明確性に基づいて、特定の印刷ノズルに対する個々の線の対応付けが可能である。この場合、評価において、既知の目標位置に対する線の偏差の程度または印刷された線の一貫性などのパラメータは、関与する印刷ノズルの状態を示唆している。しかし、このアプローチにおける欠点によれば、たとえば目標位置に対する印刷ノズルの偏差の値と、これらの印刷ノズルがのちの印刷像において印刷技術的な障害をどの程度引き起こすのかまたはそもそも引き起こすのかとの間の相関関係の特定が困難である。そのために閾値が使用され、閾値に基づいて、印刷ノズルが依然として許容された機能範囲内で印刷するかまたは既に欠陥があると判別されなければならないのか評価される。そこで印刷ノズルがエラーを含んでいるかまたは含んでいないか判断するための閾値が過度に高く調整されると、この値は、多すぎる印刷ノズル欠陥評価をもたらすおそれがある。つまり、依然として印刷に適している小さな偏差しか有しない、それ自体正しく機能する印刷ノズルがエラーを含むと認識され、あとで補整される。しかも、補整された印刷ノズルは、常に、作成されるべき印刷像において、完全に機能する印刷ノズルにより作成された印刷像よりも不良の印刷品質となる。これに対して閾値が過度に小さく選択されると、印刷技術的に問題であり、印刷像においてエラーを引き起こす印刷ノズルが認識されず、補整されない障害を引き続き印刷像に形成してしまう。
【０００６】
閾値を規定するために、一定の値を使用することができる。しかし、合理的な閾値は、実際の印刷条件またはインクの流動特性に依存し、同様に印刷が行われた基材およびたとえばインク乾燥の調整に依存する。印刷ノズルテストパターンの測定システム、つまりカメラシステムが測定ノイズを引き起こすおそれもある。測定ノイズは、理論的に想定された閾値の値（たとえばｘ偏差としてのノズル記録範囲の半分の幅）に障害を及ぼす。したがって、一定の値の規定は、測定技術的な観点や変化する印刷条件の観点からも困難である。
【０００７】
出願時には未公開の独国特許出願１０２０１７２１７９９３号明細書（DE 102017217993.7）において、そのために、電子計算機を用いてインクジェット印刷機において欠陥のある印刷ノズルを検出する方法が公知であり、この方法は、検出のために、複数行の印刷ノズルテストパターンを印刷し、印刷ノズルテストパターンにおいて、行ｍごとにｎ番目ごとの印刷ノズルだけが作動していて、それぞれ別の行ｍ＋１ごとにそれぞれ（ｎ＋１）番目の印刷ノズルが作動しており、網点面積エレメントを、幾何学的に印刷ノズルテストパターンに対応付けして印刷し、両方のエレメントを、少なくとも１つの画像センサにより取り込み、電子計算機により評価し、電子計算機により、欠陥のある印刷ノズルを、取り込まれた印刷ノズルテストパターンの評価により識別する方法において、電子計算機により、網点面積エレメントにおけるエラーを、印刷ノズルテストパターンにおける印刷ノズルに対応付けし、印刷ノズルテストパターンにおける対応付けられた印刷ノズルのパラメータを、電子計算機により、網点面積エレメントにおけるエラーに依存して評価し、所定の値範囲を規定し、値範囲から、電子計算機により、各々の対応付けられた印刷ノズルに対する閾値を導出し、欠陥のある印刷ノズルの検出に用いる、ことを特徴とする。しかしこの方法は、必要な閾値を良好に求めるためのアプローチだけを開示している。印刷ノズルテストパターンを用いた純粋な検出の記載の欠点を解消する実際の検出方法は、そこには開示されていない。
【０００８】
閾値を規定するための代替例として、印刷ノズル全体の測定された値から得られる統計学的な値、たとえば目標位置からの印刷ノズルのｘ偏差の標準偏差のＮ倍を用いることができる。これにより、印刷ノズルの全体とは明らかに「別」である印刷ノズルが、問題であると分類される。ここでは、たとえば目標位置からの偏差が、目標位置からのすべての印刷ノズルのすべてのｘ偏差の標準偏差の４倍よりも大きいと、印刷ノズルを問題であると分類することができる。この方法の欠点によれば、印刷ノズルの全体が「機能している」ことを前提としており、その場合通常は、その値が標準偏差のＮ倍の基準未満にある印刷ノズルは、印刷技術的な観点から実際の印刷条件の下では障害を引き起こさない。しかし、たとえば強い局所的な汚れにより、全体のうちの多くの印刷ノズルがもはや機能していない場合、標準偏差のＮ倍の閾値は、もはや機能していない多くの印刷ノズルの値よりも高くなる。この場合、これらの印刷ノズルは、もはや問題であると認識されない。
【０００９】
したがって、従来技術において、ノズルテストパターンの代わりに網点面積エレメントを印刷することが知られている。この場合、テスト形式でハーフトーン面またはベタ面が、関与するすべての印刷ノズルにより印刷される。次いで、画像取り込みの枠内で、このように印刷された網点面積エレメントが、「白スジ」、「黒スジ」または同等物のような像アーチファクトを含んでいるかどうかチェックされる。像アーチファクトにより、機能が不十分な印刷ノズルを推測することができる。このアプローチにより、概して極めて良好に、印刷像に問題を引き起こす印刷ノズルが存在するかどうか検出することができる。しかしここでは、実際の印刷像からの検出の場合と同様に、常に、エラーを引き起こす個々の印刷ノズルをこの網点面積エレメント内で識別することができないという問題が内在する。常に、欠陥のある印刷ノズルが存在するにちがいない範囲だけを特定することができるが、個々の特有のエラーを含む印刷ノズル自体を特定することはできない。このことは、撮像の高い解像度を有する、能力の高い撮像ハードウェアが存在する場合にだけ可能であると思われる。しかしこの場合でも、それにも関わらず、場合によってはインク流動特性に基づき障害しか識別可能でない場合がある。その上この場合、具体的なノズルを認識することもできない。というのも印刷ノズルに対する、面における視認可能な障害の明確な対応付けが存在しないからである。付近の範囲における印刷ノズル対または特別な印刷ノズルの故障は、同様に極めて高いカメラ解像度でしか特定可能ではなく、そうでない場合には不可能である。
【００１０】
さらに、出願時には未公開の独国特許出願１０２０１６２２４３０３号明細書（DE 10 2016 224303.9）において、印刷ノズルテストパターンに対して追加的に複数の様々な面密度で網点面積エレメントを印刷することが知られている。印刷ノズルテストパターンの評価に際してずれている印刷ノズルが見付けられると、複数の面密度を有する網点面積エレメントにおける対応する位置で、この欠陥のある印刷ノズルが印刷エラーを生じさせるのか、またどの面密度においてこの欠陥のある印刷ノズルが印刷エラーを引き起こすのかチェックすることができる。欠陥のある印刷ノズルが相応の印刷エラーを引き起こす面密度においてのみ、欠陥のある印刷ノズルの補整が実行される。しかし、このアプローチの欠点によれば、印刷ノズルテストパターンに見付けられた、ずれて印刷する印刷ノズルの正確な評価および分類のために、常に、複数の面密度で網点面積エレメントを一緒に印刷しなければならない。欠陥のある印刷ノズルの検出も含む品質管理の枠内で、画像検出が、インクジェット印刷機の本刷り段階で常に継続的に行われるので、その意味するところによれば、ｋ番目ごとの印刷シートに印刷ノズルテストパターンが印刷され、その際に複数の面密度を有する網点面積エレメントも印刷される。これは、全体の検出方法に掛かる手間を著しく高めてしまう。印刷ノズルテストパターンを評価するだけではなく、同様に複数の面密度から成る網点面積エレメントも評価しなければならず、両方の結果を、連続的に相互に比較しなければならない。他の点によれば、このアプローチでは、常に、印刷ノズルテストパターンから出発して検出が成される。欠陥のある印刷ノズルが、印刷ノズルテストパターンを介して特定され、次いで、網点面積エレメントにおいて、欠陥のある印刷ノズルが問題となるか、かつどの網点面積率において欠陥のある印刷ノズルが問題となるかチェックされる。要するに、相変わらずこれらの記載のすべての弱点を有する純粋な印刷ノズルテストパターンにおける欠陥に依存している。網点面積エレメントのチェックは、見付けられた欠陥のある印刷ノズルの検査のためにしか行われず、実際の検出には関与しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本発明の課題は、欠陥のある印刷ノズルを従来技術において知られた方法よりもより正確にかつより効率的に特定する、欠陥のある印刷ノズルを検出する方法を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、電子計算機を用いてインクジェット印刷機において欠陥のある印刷ノズルを検出する方法であって、検出のために、上下に配置された、周期的に垂直に印刷された等間隔の複数の線の所定数の水平の行から成る、少なくとも１つの複数行の印刷ノズルテストパターンを印刷し、印刷ノズルテストパターンの各々の行において、それぞれ周期的にインクジェット印刷機の印刷ヘッドの、所定数の水平の行に対応する複数の印刷ノズルだけが、印刷ノズルテストパターンに関与し、網点面積エレメントを幾何学的に複数行の印刷ノズルテストパターンに対して対応付けて印刷し、両方のエレメントを、少なくとも１つの画像センサにより取り込んで、電子計算機により評価し、電子計算機により、欠陥のある印刷ノズルを、閾値に基づいて検出することが可能であり、次いで検出された前記印刷ノズルを補整する、方法において、電子計算機により、取り込まれた網点面積エレメントの評価により印刷エラーを算出し、印刷エラーを、電子計算機により、それぞれ幾何学的に近接する印刷ノズルの所定の範囲に対応付けし、この範囲において、複数行の印刷ノズルテストパターンの評価により、各々の印刷エラーを引き起こす印刷ノズルを特定することを特徴とする、電子計算機を用いてインクジェット印刷機において欠陥のある印刷ノズルを検出する方法により解決される。この場合、本発明に係る方法の核心は、まず網点面積エレメントに基づき、たとえばミッシングノズルにより引き起こされる白スジを形成し得る印刷エラーが算出されることである。この場合、網点面積エレメントのこのチェックにおいて、そのような印刷エラーが算出され、該当する印刷エラーに関与し得る、考えられる印刷ノズルの範囲に対応付けられる。既に冒頭で述べたように、印刷像からのミッシングノズル−検出に際して、他ならぬ標準的な印刷像が網点面積エレメントを成し、特定の印刷ノズルに対する取り込まれた印刷エラーの正確な対応付けは多くの場合不可能である。したがって、本発明に係る方法では、印刷ノズルの所定の範囲だけが算出され、その際、この範囲は、原因となる印刷ノズルが最大限の確率でこの範囲内に位置すべき大きさでなければならない。この場合、この範囲の印刷ノズルが、印刷ノズルテストパターンの評価のチェックの結果と比較される。印刷ノズルテストパターンのチェックおよび評価により、各々の印刷ノズルの状態が正確に評価される。チェックされるすべての印刷ノズルのこの正確な状態の記述により、電子計算機は、自動的に、どの印刷ノズルが、印刷ノズルの、網点面積エレメントの評価から算出される範囲において、最も高い確率で測定された印刷エラーに関与しているのか算出することができる。この印刷ノズルは、この場合、エラーを含むものとして表示され、遮断され、補整される。
【００１３】
方法の好適であり、したがって有利な改良形態は、付属の従属請求項および付属の図面に関する記載から明らかである。
【００１４】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、取り込まれた網点面積エレメントの評価に際して、画像センサの影響を、シェーディング補正により排除する。取り込まれた網点面積エレメントの評価をできるだけエラーなく仕上げるために、網点面積エレメントの評価の根底を成す、画像センサにより作成されるデジタル画像に対する画像センサの影響は、可能な限り低減される。シェーディング補正は、基材との比較により行われる。取り込まれた網点面積エレメントのデジタル画像における明暗効果をシェーディング補正により良好に除去することができる。これは、評価−アルゴリズムにより、印刷された網点面積エレメントにおいて全く存在せず、画像取り込みによってはじめて、取り込まれた網点面積エレメントのデジタル画像に入り込んだ印刷エラーが算出されることを防止するのに重要である。
【００１５】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、取り込まれた網点面積エレメントの評価に際して、複数行の印刷ノズルテストパターンと網点面積エレメントとの間に印刷され、少なくとも１つの画像センサにより取り込まれる画素−対−印刷ノズル−対応付け点を用いて、トーンバリュー偏差の形態の、見付けられた印刷エラーの対応付けを行う。それぞれ付属の印刷ノズルテストパターンに対する、網点面積エレメントにおける特定の範囲の対応付けを容易にするために、印刷ノズルテストパターンと網点面積エレメントとの間に「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」が印刷される。この「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」により、特定の印刷ノズルに対する、網点面積エレメントにおいて発生する印刷エラーのおおよその対応付けが可能である。この場合、「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」は、印刷された丸／円であり、これらの丸／円において、システムに既知の印刷ノズルの中心点または重心が印刷されるので、画像分析法により、印刷された円の重心においてカメラ画素を印刷ノズルに対応付けることができる。
【００１６】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、電子計算機により、取り込まれた網点面積エレメントの評価に際して、信号雑音比を高めるためのトレンド補正を行う。網点面積エレメントの評価は、取り込まれて電子計算機により特定されたトーンバリューが処理されてトーンバリュー信号が作成されるように行われる。この「トーンバリュー信号は、網点面積エレメントに存在する印刷エラーを算出するための基になっている。したがって、この算出のエラー頻度をより少なくするために、トーンバリュー信号に対するシステムの影響を位置にわたって算出して、信号におけるトーンバリューをこの効果の分だけ低減することが推奨される。この場合、このトレンド補正により、「白スジ」などの印刷エラーが評価においてより確実に見付けられる。
【００１７】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、取り込まれた網点面積エレメントの評価に際して、反復式にすべての印刷ノズル線に沿ってすべてのグレー値を電子計算機により評価し、偏差を有するグレー値を印刷エラーとみなすことにより、電子計算機は、印刷エラーを算出し、その際、幾何学的に近接する印刷ノズルの範囲は、偏差を有するグレー値を有する印刷ノズル線と、隣り合う印刷ノズル線と、から生じる。電子計算機は、網点面積エレメントの評価においてすべてのグレー値をチェックし（グレー値分析−ＧＶＡ）、偏差を有するグレー値がその中にあるのか評価する。偏差とは、１つのグレー値がたとえばすべてのグレー値の５σよりも大きいことである。この場合、反復プロセスの結果は、それぞれアーチファクトの形態の偏差に対応する印刷ノズル番号のリストである。「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」を用いたアーチファクトと該当する印刷ノズルとの間の明確な対応付けが不可能であるので、見付けられた印刷ノズル番号がたとえば±５印刷ノズルの範囲の分だけ拡張される。この印刷ノズル範囲において、実際のエラー陥ノズルが高い確率で存在する。
【００１８】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、取り込まれた複数行の印刷ノズルテストパターンの評価に際して、電子計算機は、垂直に印刷された等間隔の線の一貫性および位置などの印刷ノズルパラメータを算出し、印刷ノズルパラメータを用いて、印刷ノズルの印刷性能を評価する。そこで算出された印刷ノズルの範囲から、正確なエラーノズルを算出するために、この範囲の各々の印刷ノズルが入念にチェックされる。これは、取り込まれた印刷ノズルテストパターンの評価により行われ、その際、電子計算機は、印刷ノズルテストパターンにおいて各々の印刷ノズルにより垂直に印刷された等間隔の線の一貫性および位置などの印刷ノズルパラメータを算出し、ひいては各々の印刷ノズルの状態を評価する。
【００１９】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、取り込まれた複数行の印刷ノズルテストパターンの評価に際して、電子計算機は、網点面積エレメントにおいて算出された各々の印刷エラーに対して、印刷エラーに対応付けられた、幾何学的に近接する印刷ノズルの範囲を、算出された印刷ノズルパラメータと比較し、比較に基づき、この範囲から欠陥のある印刷ノズルを特定する。網点面積エレメントの評価を介して認められた、高い確率でエラーを含む印刷ノズルが存在する、印刷ノズル番号の範囲と、印刷ノズルの評価を介して認められた、該当する、この範囲に存在する印刷ノズルの状態との比較により、得られた範囲においてエラーを含む印刷ノズルが確実に算出される。通常、その範囲からのその印刷ノズルは、印刷ノズルテストパターンの評価により最も問題であると思われる状態の、エラーを含む印刷ノズルである。
【００２０】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、電子計算機は、算出された印刷エラーと、幾何学的に近接する印刷ノズルの、算出された印刷ノズルパラメータと、の比較に際して、算出された印刷ノズルパラメータから作成された信号の位相値および振幅値などの複数のパラメータに依存する分類モデルを適用する。印刷エラーを有する算出された範囲と、印刷ノズルテストパターンからの算出された印刷ノズルパラメータと、の比較をより効率的にするために、電子計算機は、分類モデルを適用する。これは、網点面積エレメントの評価から認められたすべての範囲に適用される。分類モデルは、位相値および振幅値などの複数のパラメータに依存する。もちろん各々の印刷インキ、つまりプロセスインキが独自の印刷ノズルを有する独自の印刷ヘッドにおいて印刷で使用され、網点面積エレメントが印刷プロセスにおいてそれぞれ用いられる印刷インキに対して適用されるので、分類モデルもそれぞれ用いられるプロセスインキに適合される。
【００２１】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、本発明に係る方法を、印刷ジョブの開始時における学習段階でのみ実行する。常にすべての印刷ノズルテストパターン、「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」および網点面積エレメントを印刷するのは極めて大きな手間が掛かるので、本発明に係る方法は、学習段階でのみ完全に実行される。ゆえに、たとえば後続の本刷りにおいて、用いられる印刷ノズルのそれぞれの目下の状態を目下の状態に保つために、印刷ノズルテストパターンだけを印刷することが考えられる。チェックされる印刷ノズルの状態が大幅に悪化する場合、まだなおそれに対して迅速に反応し、該当する印刷ノズルを遮断し、補整することができる。
【００２２】
この場合、本発明に係る方法の好適な改良形態によれば、複数行の印刷ノズルテストパターンの印刷および評価を、印刷ジョブの開始時において学習段階でのみ実行し、これにより印刷ノズルパラメータを算出する一方、印刷エラーに対応付けられた、幾何学的に近接する印刷ノズルの範囲を用いて印刷エラーを算出するための網点面積エレメントの印刷および評価を継続して実行する。本刷りにおいて専ら網点面積エレメントが引き続き印刷され、これにより新たに発生する欠陥のある印刷ノズルを直ちに網点面積エレメントの評価により算出することができる、その逆のアプローチも可能である。ここでは、印刷ノズルの目下の状態を算出するというよりは、とりわけ「画素−対−印刷ノズル−マッピング」、つまり特定の印刷ノズルに対する網点面積エレメントからの画素の対応付けを向上させて、網点面積エレメントにおいて発生する印刷エラーを、印刷ノズルテストパターンと比較しなくても特定の印刷ノズルに対応付けることができるように、印刷ノズルテストパターンは、学習段階のはじめだけ印刷される。
【００２３】
本発明自体、および本発明の構造的にかつ／または機能的に好適な改良形態を、以下、付属の図面に関して、少なくとも１つの好適な実施の形態に基づいて詳しく説明する。図面において、相互に対応する要素には、それぞれ同一の符号を設けてある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】枚葉インクジェット印刷機の構造の一例を示す。
【図２】「ミッシングノズル」により引き起こされる「白スジ」の概略的な一例を示す。
【図３】検出のために印刷されたテストパターンおよび網点面積エレメントの連続する構造を示す。
【図４】グレー値信号に対するトレンド補正の影響を示す図である。
【図５】本発明に係る方法における構造的な要素を示す。
【図６】分類モデルの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
好適な実施の形態の用途は、インクジェット印刷機７である。印刷ヘッド５により印刷が行われる印刷部４へ印刷基材２を供給するためのフィーダ１からデリバリ３に至るまでのそのような機械７の基本構造の一例が、図１に示されている。印刷機７は、本形態では、枚葉インクジェット印刷機７である。枚葉インクジェット印刷機７は、制御電子計算機６により管理される。この印刷機７の動作時に、既に記載したように、印刷部４において印刷ヘッド５に設けられた個々の印刷ノズル２３の故障が生じ得る。この場合、結果として、「白スジ」９または多色刷りの場合には変化された色値が生じる。印刷像８におけるそのような「白スジ」９の一例が、図２に示されている。
【００２６】
本発明に係る方法の好適な実施の形態は、図５に、構造的に、関与する要素を有するブロック図の形で表されている。「擦過痕」または「白スジ」９などの垂直のアーチファクトに関与している印刷ノズルを識別するために、連続する、図３に詳細に示されたモチーフが印刷される。その際、最初に、関係するすべての印刷ノズルが関与している印刷ノズルテストパターン１０が、前置された印刷ノズル負荷面１１とともに印刷される。通常の印刷ノズルテストパターン１０において印刷ノズルパラメータを統計学的に十分に表すために、インキごとに、印刷ノズルテストパターン１０は、少なくとも８回印刷される。好適にはＡＶＴカメラシステムが使用される、インクジェット印刷機７の画像検出システムは、印刷ノズルパラメータを特定するためのアルゴリズムを用いて、印刷ノズルテストパターン１０を処理する。具体的には、位相２０とも称される目標位置からの印刷ノズルの偏差および振幅１９とも称される印刷ノズルの印刷の一貫性が評価される。さらに、ＡＶＴカメラシステムから、監視されるべきすべての印刷ノズルを含むノズルリスト１７がＬＶＩＳ（Linoprint Variable Image Systemの略語）へ送信される。そこから、ノズル状況を含むログファイルが作成される。
【００２７】
印刷ノズルテストパターン１０の後ろに、網点面積エレメント１３のトーンバリュー面が印刷される。好適には、ここでは５０％〜６０％の面が使用される。これは、人間の眼にとっても画像分析器にとっても、問題のある印刷ノズル２３に対して最も感知できるものである。トーンバリュー面１３を有するブロックは、通常のノズルテストパターン１０と同様に前置された印刷ノズル負荷面１１と「画素−対−印刷ノズル−対応付け点」１２とを含む。これらは、印刷された丸／円であり、これらの丸／円において、既知の印刷ノズルの中心点または重心が印刷されるので、画像分析法により、正確に、印刷されたエレメントの重心におけるカメラ画素を印刷ノズルに対応付けることができる。
【００２８】
画像検出システムのカメラにより取り込まれたトーンバリューエレメント１３は、まず電子計算機により支援されて処理される。この場合、画像検出システムの電子計算機６を使用する、または任意の他の適切な電子計算機を使用することができる。この場合、「ｒｅｇｉｏｎｓ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ：関心領域」（ＲＯＩ）において所望されないカメラ影響値がいわゆる「シェーディング補正」により算出される。これは、基材２との比較により行われる。これに続いて、「画素−対−印刷ノズル−対応付け」−評価点を用いて、「トーンバリュー−対−画素」から「トーンバリュー−対−印刷ノズル」への変換が行われる。その際、算出されたトーンバリューから信号１５が作成される。次いでこのトーンバリュー信号１５が処理されて、フィルタリングされる。そのために、反復プロセスの前に、標準偏差（Ｓ）１４に基づいて、予め、位置に関する、小さな次数、たとえば１／２／３次のシステム影響値を算出して、トーンバリュー１５をこの効果の分だけ低減させることが有利である。トーンバリュー信号１６に対するこのトレンド補正の影響の一例が、図４に示されている。このようにトレンド補正されたトーンバリュー信号１６において、「白スジ」９のようなアーチファクトがより確実に見付けられる。というのも図４において看取されるように、信号−雑音比がより小さな標準偏差（Ｓ）１４により拡大されるからである。
【００２９】
トーンバリュー信号１６の処理およびフィルタリングの後で、トーンバリュー信号１６は、反復プロセスにおいてアーチファクト９について調査される。反復において、印刷技術的なアーチファクトに相当するグレー値の異常値が見付けられ、その際、異常値は、たとえばすべてのグレー値の、５倍の標準偏差（Ｓ）１４よりも大きいと規定される。この異常値は、反復後にグレー値の集合から除外される。ｎ番目の反復後にはもはや異常値が存在しない。この進行の結果は、アーチファクトに対応する印刷ノズル番号１８である。依然として「画素−対−印刷ノズル−対応付け」−機能との明確な対応付けが不可能であり、２つ以上のエラーノズルがアーチファクト９の後ろに隠れていることもあり得るので、次のステップで、ノズルリスト１７またはそこから作成されたログファイルからの印刷ノズルパラメータとの比較が行われる。
【００３０】
この比較のために、見付けられた印刷ノズル番号が、たとえば±５印刷ノズルの範囲だけ拡張される。結果として生じる、疑いのある印刷ノズル１８の番号を含む印刷ノズル範囲に、高い確率で実際のエラーノズル２３が存在する。範囲１８の大きさは、用いられる「画素−対−印刷ノズル−対応付け」の精度に依存する。そこで、従来の検出方法の、算出され欠陥があると表示された印刷ノズル範囲１８と、残りの、良好だと表示された印刷ノズル２２とにより、「Supervised Learning Support Vector Machine Classification Model：教師あり学習サポートベクターマシン分類モデル」（ＳＶＭ）とも称される「Machine-Learning-Model（機械学習モデル）」の形態の分類モデルが訓練され、その都度の測定に適用される。
【００３１】
そのような分類モデルの適用の例示的な結果が、図６に示されている。境界条件２１が、「良好な」印刷ノズル２２と欠陥のある印刷ノズル２３とを分けている。ＳＶＭ−分類モデルは、２つのパラメータに依存する。第１のパラメータは、印刷ノズルの目標位置に対する線の偏差である、つまり「位相」２０に対応する、紙走行方向に対して横方向の偏差である。位相値２０は、「−∞」から「∞」まで変化する。第２のパラメータは、「振幅」１９としても知られた印刷ノズルの強さである。振幅値１９は、「０」から「１」まで変化する。印刷ノズルは、元々「グレーバー分析」を用いて「良好な」印刷ノズル２２または欠陥のある印刷ノズル２３と記録されている。各々のインキに対して、ＳＶＭ−分類モデルが、上述のデータ、つまり位相２０、振幅１９およびラベル２２，２３を用いて訓練される。その後でこのモデルが使用され、これにより印刷ノズルが分類される。全体のプロセスは、それぞれ異なる印刷ノズルテストパターン１０を用いてｎ回、たとえば１０回繰り返されるが、常に少なくとも８回は繰り返される。最後に、すべての検出の結果が、ロジカルに「ｏｒ」で結合され、これにより欠陥のある印刷ノズルの最終的なリストが作成される、図６参照。
【００３２】
注：ＳＶＭ−分類モデルは、直接に生データ、つまり「生位相」および「生振幅」を用いて訓練されるのではなく、標準化されたデータを用いて訓練される。これらは以下の通りである：
標準化された位相＝（位相−μ位相）／δ位相
μ位相およびδ位相−位相値の平均値および標準偏差
標準化された振幅＝（振幅−μ振幅）／δ振幅
μ振幅およびδ振幅−振幅値の平均値および標準偏差
「Machine-Learning-Model」の他に、データは、上述された要因を用いるロジスティック回帰の方法により分析することもできる。
【００３３】
ただし、すべての検出のロジカルな「ｏｒ」−結合の結果（worst of-Ansatz（アプローチ））が検出の数に依存することに留意すべきである。つまり、検出の数が可変に、たとえば少なくとも８回に保たれると、約２５〜３０の検出から漸近的にある種の安定境界に近似する。というのも、そうでない場合には検出の数がそれぞれ異なると比較性が低下するからである。この場合、好適な実施の形態では、ｎ番目の検出の評価が所定の分散分析により行われる。これにより、まず位置パラメータに関して、検出の数に依存せず、かつ検出の数または自由度のコンフィデンスインターバルの依存性が維持される。
【００３４】
この場合、結果は、印刷／像アーチファクトに対応付けることができる欠陥のある印刷ノズル１７を有するリストである。
【００３５】
したがって、本発明に係る方法は、印刷ノズルテストパターン１０と網点面積エレメント１３との組み合わせにより、「擦過痕」または「白スジ」９などの垂直のアーチファクトに関与する印刷ノズル２３を識別することを可能にする。これにより、網点面積エレメント１３の純粋な評価方法の適中精度を大幅に改善することが可能であり、専ら網点面積エレメント１３からの純粋な検出を妨げる過度に低いカメラ解像度を少なくとも部分的に補整することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  フィーダ
２  目下の印刷基材／目下の印刷シート
３  デリバリ
４  インクジェット印刷部
５  インクジェット印刷ヘッド
６  電子計算機
７  インクジェット印刷機
８  目下の印刷シート上の印刷像
９  白スジ
１０  印刷ノズルテストパターン
１１  印刷ノズル負荷面
１２  画素−ノズル−対応付け点
１３  網点面積エレメント
１４  標準偏差Ｓ
１５  信号−雑音比を有するトーンバリュー信号
１６  信号雑音比を有するトレンド補正されたトーンバリュー信号
１７  印刷ノズルリスト
１８  欠陥のある印刷ノズル番号
１９  振幅値
２０  位相値
２１  境界条件
２２  良好な印刷ノズル
２３  欠陥のある印刷ノズル
【図１】
2019137048.tif 000003
【図２】
2019137048.tif 000004
【図３】
2019137048.tif 000005
【図４】
2019137048.tif 000006
【図５】
2019137048.tif 000007
【図６】
2019137048.tif 000008
【外国語明細書】
2019137048.tif 000009
2019137048.tif 000010
2019137048.tif 000011
2019137048.tif 000012
2019137048.tif 000013
2019137048.tif 000014
2019137048.tif 000015
2019137048.tif 000016
2019137048.tif 000017
2019137048.tif 000018
2019137048.tif 000019
2019137048.tif 000020
2019137048.tif 000021
2019137048.tif 000022
2019137048.tif 000023
2019137048.tif 000024
2019137048.tif 000025
2019137048.tif 000026
2019137048.tif 000027
2019137048.tif 000028
2019137048.tif 000029
2019137048.tif 000030
2019137048.tif 000031
2019137048.tif 000032
2019137048.tif 000033
2019137048.tif 000034
2019137048.tif 000035