Verfahren und Vorrichtung zum Digitaldruck von Dekoren

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Dekoren auf einer zu bedruckende Fläche mittels Digitaldruck. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steigerung der Produktivität digitaler Drucksysteme für den Druck von Dekoren. Dazu wird die korrekte Funktionsweise der Bildpunkt erzeugenden Element mit Hilfe eines Sensors überwacht und im Fall einer fehlerhaften Düse der laufende Druckauftrag abgebrochen und durch einen solchen neuen Druckauftrag aus einer Warteschlange von noch anstehenden weiteren Druckaufträgen ersetzt, bei dessen Dekor der Düsenfehler am wenigsten sichtbar ist, so dass ein Stillstand der Anlage infolge der sonst erforderlichen Wartung und/oder Reparatur zur Behebung des Ausfalls der betroffenen Düse vermieden werden kann.

Beschreibung

Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet des Digitaldrucks. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Dekoren auf einer zu bedruckende Fläche mittels Digitaldruck.

Hintergrund der Erfindung

Beschreibung

[0002] Die Herstellung von ästhetisch anspruchsvollen mehrfarbig gemusterten Dekoren für die Fußboden-Industrie, die Möbelindustrie, die Verkleidung von Innen- und Außenwänden geschieht in zunehmenden Maße nicht mehr durch den aufwendigen und eher für Großserien geeigneten Mehrfarben-Rotations-Tiefdruck, sondern durch den in Bezug auf die Seriengrösse sehr viel flexibleren Tintenstrahl-Druck.

[0003] Der Qualitätsstandard solcher Dekore, welche oft Holzstrukturen, Marmor und ähnliche natürliche Strukturen sehr detailliert nachbilden, ist von traditionellen und hochprofessionellen Herstellern von Dekorpapier-Druckern vorgegeben. Diese sind in der Lage qualitativ sehr hochwertige Dekorpaplere In großen Mengen kostengünstig mit einer dem Original sehr nahe kommenden gleichbleibender Qualität herzustellen.

[0004] Um den Markt der kleinen Serien von Dekorpapieren, thermoplastischen Dekorfolien oder direkt bedruckten Paneelen zu bedienen, werden aber in zunehmendem Masse Tintenstrahl-Dekordrucker eingesetzt, welche auch In der Lage sind, kleinste Mengen bis hin zur Losgrösse EINS zu fertigen.

[0005] Die Anforderungen an einen Tintenstrahldrucker zur Herstellung von Dekoren auf einem Substrat (Paneel, Folie, Papier, etc.) unterscheiden sich deutlich vom Druck klassischer Printmedien wie beispielsweise Werbematerialien, Verpackungsdruck, Anzeigen. Während letztere in der Regel zahlreiche unbedruckte Stellen enthalten, sind Dekore große nicht - unterbrochene mehrfarbige Bilder, welche sich ggf. nach einem Rapport wiederholen, wobei die Rapportgrenze graphisch so gestaltet wird, dass sie für das Auge unsichtbar ist.

[0006] Die Tintenstrahl-Drucktechnik hat im Vergleich zum klassischen Rotations-Dekorpapierdruck eine Reihe von Vorteilen wie:

• durch die direkte Bedruckung des oberflächenbehandelten Panels entfällt die getrennte Herstellung von dekorierten Papieren und Folien, welche in einem zweiten Arbeitsgang aufgepresst oder auflaminiert werden müssen,
• alle Dekore werden oft mit lediglich den vier Grundfarben CMYK gedruckt, während die Dekorpapierdrucker typischerweise spezielle Schmuckfarben verwenden, deren Fertigung und Handhabung komplex ist,
• das Dekor-Druckbild wird direkt aus der digitalen Vorlage abgeleitet; es werden keine Druckzylinder benötigt und die Umstellung auf neue Motive ist praktisch augenblicklich möglich.

[0007] Diese Druckverfahren, zu welchen neben dem Tintenstrahldruck auch der Thermotransferdruck, der elektrostatische Druck und im allgemeinen alle direkt auf einem Substrat Bildpunkte erzeugende Drucktechnologien gehören, werden daher in der Fachsprache oft als "Digitaler Druck" bezeichnet.

[0008] Diese Bezeichnung wird auch in der vorliegenden Annmeldung übernommen, wobei der Schwerpunkt der Beschreibung des Erfindungsgedanken sich speziell mit dem Tintenstrahldruck beschäftigt.

[0009] Allerdings hat der Digitaldruck und insbesondere die Tintenstrahldruck Technologie eine Reihe von prinzipiellen Schwächen gegenüber dem klassischen Rotations-Tiefdruck, insbesondere wenn es um die schnelle Bedruckung von Holzpaneelen für die Fußböden-, die Möbel- und die Innenwand- und Außenwand-Industrie geht. Auch wenn die Technologie der Düsenköpfe sich im Verlauf der vergangenen Jahre stark verbessert hat, sind die typischen Tintenstrahldrucker-Fehler, wie das dauernde oder zeitweise Aussetzen einer Düse (Düse schließt nicht bzw. Düse öffnet nicht), oder das stotternde Schalten einer Düse daher keine seltenen Ereignisse.

[0010] Es sind optische oder elektronische Überwachungssysteme bekannt, welche jede einzelne Düse überwachen und ihre Fehlfunktionen melden. Aber auch wenn ein solcher Fehler automatisch erkannt und gemeldet werden kann, so müsste bei jeder Fehlermeldung der Dekorationsprozess für eine Wartung des Druckers abgebrochen werden. Die Produktivität des Dekorationsprozesses würde darunter in einer unzulässigen Weise leiden.

[0011] Zur Reduzierung des vorstehenden Problems bemüht sich der Dekordesigner, das Dekor (beispielsweise eine Holzmaserung) ästhetisch so zu gestalten, dass der Ausfall einer einzelnen Düse visuell möglichst wenig auffällt. Dies lässt sich bei hellen Dekoren teilweise erreichen, sehr viel weniger aber bei stark kontrastierten Dekoren. Diese Vorgehensweise schränkt auch die Vielfalt der möglichen Dekore stark ein, da ein solches tolerantes Dekor die Unterdrückung der Sichtbarkeit der häufigsten Tintenstrahldruckfehler (offene Düse, verstopfte Düse) an jeder Stelle des Dekorbildes gewährleisten muss.

[0012] Daher kommt die Tintenstrahldekoration vielfach nur bei niedrig-preislicher Ware mit nur geringen Qualitätsansprüchen zum Einsatz, bei welcher auch gut sichtbare Druckerfehler in Kauf genommen werden. Qualitativ hochwertige Dekore werden somit weiterhin mit dem klassischen im Tiefdruck bedruckten Dekorpapier hergestellt.

[0013] Diese beiden Ansätze sind offensichtlich nicht zufriedenstellend und stellen ein wesentliches Hemmnis für den Einsatz von digitalen Druckern, insbesondere von Tintenstrahldruckern beim Dekordruck dar.

[0014] Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, beim Auftreten von Düsenfehler, welche im Wesentlichen aus länglichen Streifen bestehen, lokal das Druckbild zu verändern, um diese zu tarnen oder um diese weniger sichtbar erscheinen zu lassen.

[0015] So wird beispielsweise In der US 2005/ 0259296A1 ein Druckverfahren zur Tarnung von fehlerhaften Druckelementen beschrieben, bei dem im Druck auftretende Fehler - etwa durch Ausfallen einer Düse bedingt - mit Hilfe einer Korrektur des Druckbildes in der Umgebung der fehlerhaften Pixel getarnt werden. Dazu wird ein Grauwert für jedes Pixel einer zu druckenden Pixelmatrix in Form eines 8-Bit-Wortes, d.h. eine natürliche Zahl zwischen 0 und 255 berücksichtigt. Über einen mathematischen Fehler-Diffusionsvorgang wird ein hinsichtlich des Grauwertes ermittelter Fehler über eine den Fehlerbereich umgebende Fläche tarnend verteilt. Dabei wird ein Ausgangspixel mit einem Zielpixel über Wichtungsfaktoren in Beziehung gesetzt. In einem Ausgangspixel auftretende Fehler wie etwa ein Ausfall einer Düse oder ein nicht erwünschter Schwarzdruck werden in der Umgebung so kompensiert, dass ein gemittelter Grauwert des getarnten also modifizierten Druckbildes dem gewünschten Grauwert desselben Bereichs des zu druckenden Bildes gleicht.

[0016] Aus der US 2007 / 0070111 A1 ist ein Verfahren zur Kompensation einer fehlerhaften Düse in einem Tintenstrahldrucker beschrieben. Auch bei dem Verfahren der US 2007 / 0070111 A1 wird versucht, den Ausfall oder eine falsche Farbanteilsgebung einer der Grundfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb durch eine den Fehler tarnende Veränderung der in der Umgebung des Fehlers zu druckenden Bilddaten weitestgehend unsichtbar zu machen. Dabei kann bei Ausfallen einer Farbdüse für einen Pixelbereich eine andere in diesem Bereich nicht ausfallende andere Farbdüse eingesetzt werden bzw. die Druckdaten entsprechend ausgetauscht werden, sodass anstelle eines nichtbedruckten Pixels ein mit einer anderen Farbgebung gedrucktes Pixel benachbart zu einem modifiziert gedruckten Pixel erscheint. Dadurch kann eine durch weiße Linien bedingte Ausfallerscheinung von Farbdüsen vermieden werden und ein den Fehler weitestgehend tarnender Kontrast- bzw, eine kontrastarme Textur erreicht werden.

[0017] Beide vorstehenden Verfahren sind sehr komplex durchzuführen, da sie eine lokale Veränderung des Druckfiles in der Umgebung der fehlerhaften Düse betreffen. Zur Berechnung eines lokalen Tarnbilds in einem schmalen Korridor links und rechts der fehlerhaften Düsenspur, sind sehr aufwändige Algorithmen erforderlich. Dies erweist sich insbesondere als nachteilig, wenn der hierfür erforderliche Produktionsstillstand kurz sein soll.

Aufgabe der Erfindung

[0018] Es besteht daher ein hohes wirtschaftliches und technisches Interesse daran, über ein einfaches, auch für den nicht in der Theorie der Tarnung und der Bildsynthese ausgebildeten Drucker verständliches Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu verfügen, bei welchem die mittels Tintenstrahldruck hergestellten Dekore auch beim Ausfall einzelner Düsen ohne wesentliche Produktionsunterbrechung durch die bei Düsenausfall erforderlichen Düsenreinigungszyklen und/oder erforderlicher komplexen lokaler Veränderungen der RIP-Druckdatei (RIP = Raster Image Processor) fortgeführt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

[0019] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Dekoren auf einer zu bedruckende Fläche mittels Digitaldruck mit den Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 bzw. dem Vorrichtungsanspruch 12.

[0020] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0021] Der Erfindungsgedanke der vorliegenden Anmeldung betrifft eine solche einfache Maßnahme zur Steigerung der Produktivität von Digitalen Druckern, insbesondere für die Produktion von dekorierten flächigen Substraten. Dies wird, verkürzt zusammengefasst, dadurch erreicht, dass im Falle eines Druckfehlers durch Versagen mindestens eines Farbbildpunkt-Erzeugers (einer Tinten-Tröpfchen aus stossenden Düse) der laufende Druckauftrag abgebrochen wird und dass aus der Liste der noch anstehenden Druckaufträge mit ihren jeweils unterschiedlichen Dekoren die Produktion mit demjenigen Druckauftrag welter geführt wird, bei welchem das zu druckende Dekor ein solches Aussehen hat, dass der durch die fehlerhafte Funktion des Farbpunkt-Erzeugers hervorgerufene längliche Streifen nur wenig sichtbar ist, sodass dieser neue Druckauftrag im Gegensatz zum vorherigen die geforderte visuelle Qualität auch ohne Reparatur des oder der fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger einhält.

[0022] Die Veränderung des Dekorbildes besteht hier in einem Austausch mit einem anderen Dekorbild.

[0023] Demgemäß sieht die Erfindung ein Verfahren zur Dekorierung von Oberflächen mit flächenhaften, mehrfarbig gemusterten Dekoren mittels Digitaldruck vor, wobei die zu bedruckende Fläche sich relativ zu zumindest einem mit einer Vielzahl von Farbpunkt-Erzeugern bestückten Druckkopf eines Digitaldruckers bewegt, wobei der Druckkopf mittels einer Steuereinrichtung angesteuert wird, welche Steuerdaten entsprechend eines abgespeicherten Druckmusters an den Druckkopf überträgt, so dass dieser ein Dekor auf der sich vorbeibewegenden Fläche erzeugt, wobei mittels zumindest einem Sensor eine fehlerhafte Funktion der Farbpunkt-Erzeuger erfasst wird. Dabei wird unter Ansprechen auf die Erkennung einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger der aktive Druckauftrag abgebrochen wird. Eine Recheneinheit ermittelt das Druckmuster des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers. Eine Vergleichseinheit vergleicht dieses Druckmuster mit Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore. Ferner überträgt die Steuereinheit dasjenige Druckmuster an den Druckkopf überträgt, welches im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers die geringste Abweichung aufweist, so dass der Fehler des mindestens einen Farbpunkterzeugers in dem Dekor der zu bedruckenden Fläche für den menschlichen Betrachter am wenigsten sichtbar erscheint.

[0024] Es wird also, insbesondere durch den Vergleich von Histogrammen der Texturen, ein Texturbild ausgewählt, welches demjenigen des von der oder den fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugern erzeugen Texturbild visuell ähnlich ist.

[0025] Die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens umfasst demgemäss zumindest einem mit einer Vielzahl von Farbpunkt-Erzeugern bestückten Druckkopf eines Digitaldruckers zur Erzeugung der Dekore, einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung der zu bedruckenden Fläche relativ zum Druckkopf, einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Druckkopfes mit Steuerdaten entsprechend eines abgespeicherten Druckbildes, zumindest einem Sensor zur Erfassung einer fehlerhaften Funktion einzelner Farbpunkt-Erzeuger, einer Recheneinheit zur Ermittlung des Druckmuster mindestens eines fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers, einer Vergleichseinheit zum Vergleich dieses Druckmuster mit Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, unter Ansprechen auf die Erkennung einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger den aktive Druckauftrag abzubrechen und das Druckmuster an den Druckkopf zu übertragen, welches im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers die geringste Abweichung aufweist, so dass der Fehler des mindestens einen Farbpunkterzeugers in dem Dekor der bedruckten Fläche für den menschlichen Betrachter am wenigsten sichtbar erscheint.

[0026] In einer weiteren bevorzugten Verfahrensschritt des erfindungsgemässen Verfahrens zur Erzeugung von Dekoren überträgt die Steuereinheit nur dasjenige Druckmuster an den Druckkopf, welches einen Schwellwert unterschreitet, der aus einer zulässigen Abweichung des Druckmusters im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers zu den Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore bestimmt ist. Dabei kann der Schwellwert einstellbar sein. Mit Hilfe von Histogrammen können Druckmuster (Texturen)charakterisiert werden. Diese sind insbesondere für eine Berechnung des Ausmaßes der Sichtbarkeit des Fehlers des Druckmusters von Bedeutung. Somit kann in vorteilhafter Weise die Abweichung des Druckmusters im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers zu den Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore mit Hilfe eines Histogramms ermittelt werden.

[0027] Es gibt eine Reihe von Histogrammen, mit welchen Texturen charakterisiert werden können. Besonders geeignet sind folgende Histogramm-Typen:

• das Histogramm H1 der vorkommenden Grau-, beziehungsweise Helligkeitswerte p(I),
• das Histogramm H2 der Kontur-Richtungen p(α),
• das Histogramm H3 der Krümmungsradien p(r) der Maserungen.

[0028] Vorzugsweise werden Histogramme verschiedener Histogrammtypen, wie insbesondere alle drei vorstehend genannten Histogrammtypen ermittelt und die Ähnlichkeit der Bilddateien mit der den Fehler beinhaltenden Textur ermittelt.

[0029] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens kann zumindest eines der folgenden Ähnilchkeltsmaße für eine Umgebung des durch die Fehlfunktion des Farbpunkt-Erzeugers erzeugten Fehlers in der Bilddatei ermittelt werden:

• der Korrelationskoeffizient zwischen den Histogrammen Hi einer Umgebung in der Bilddatei ohne den Fehler und Hi* der Umgebung mit dem Fehler,
• das Komplement des Betrags der Abweichung zwischen den Histogrammen Hi, Hi* einer Umgebung ohne den Fehler, beziehungsweise mit dem Fehler.

[0030] Zu einer Auswahl aus den noch zu druckenden Druckbildern kann eine Bilddatei erstellt werden, wobei das Druckmuster wenigstens teilweise durch die Bilddatei ersetzt wird, welche zumindest in der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers ein verändertes lokales Druckmuster erzeugt, wobei die Steuereinrichtung die Bilddatei so auswählt oder erstellt, dass diese in der Umgebung des vom fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger überstrichenen Bereiches eine Musterung aufweist, die visuell einen von dem fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger erzeugten Druckmusters ähnlich ist.

[0031] Eine solche Veränderung kann einen Zuschnitt, eine neue Zusammenstellung von Ausschnitten des Bildes, eine Skalierung, eine Spiegelung, eine Drehung, etc. beinhalten.

[0032] Die ausgewählten oder erstellten Bilddaten weisen dadurch lokale Texturelgerischaften auf, welche den durch die fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger erzeugten lokalen Textureigenschaften möglichst ähnlich sind.

[0033] Dadurch kann eine visuell ähnliche Struktur wie der durch den Ausfall der Düse erzeugten Fehler erzeugt und damit eine Verringerung oder ggf. Kompensation des Druckfehlers für das menschliche Sehsystem bewirkt werden.

[0034] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die zur Auswahl stehenden Bilddateien in einem Speicher der erfindungsgemäßen Vorrichtung gespeichert. Ebenso ist es alternativ oder zusätzlich möglich, die Bilddatei aus vorhandenen Bilddaten, etwa denen, die gerade für den Dekordruck vorgesehen sind, zusätzlich zu verändern.

[0035] In beiden Fällen kann die Bilddatei zumindest in der Umgebung der Bildpunkte, welche durch den mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers fehlerhaft gedruckt werden, solche Muster enthalten, welche durch Nutzung Effekte der optischen Sinnestäuschung den fehlerhaften Druck der mindestens einen Düse in Form und Farbe für das menschliche Sehsystem nicht oder lediglich sehr schwach erkennen lässt.

[0036] Ferner kann mit einer Druckfarbe F1 die Bilddatei so ausgewählt oder erstellt werden, dass diese ein lokales Druckbild aufzeigt, welches zumindest in der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers vorwiegend längliche, zum Hintergrund kontrastschwache Muster mit einer dominierenden Farbe F1 aufweist, oder beim Vorliegen mindestens eines dauernd mit der Druckfarbe F2 druckenden Farbpunkt-Erzeugers die Bilddatei so ausgewählt oder erstellt wird, dass diese ein lokales Druckbild aufzeigt, welches zumindest in der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers entsprechenden Bildpunkten vorwiegend längliche, zum Hintergrund kontraststarke Muster mit einer dominierenden Farbe F2 aufweist.

[0037] In einem weiteren Verfahrensschritt kann im Falle einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger die Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden. In dem jeweiligen Druckmuster dieses oder diese auf der Anzeigeeinheit dargestellten Druckmusters kann der eingetretene Druckfehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers simuliert werden,

[0038] Eine sich für das jeweiligen Druckmuster ergebende Differenz eines einen Fehlerbereich beschreibenden Merkmalsvektors zwischen dem Druckmuster ohne simulierten Fehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers und dem Druckmuster mit simuliertem Fehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers kann dabei numerisch angezeigt werden.

[0039] Zur beispielhaften Erklärung des Erfindungsgedanken wird ein digitaler Dekordrucker für Naturholz-Dekore auf der Grundlage des Tintenstrahldrucks besprochen, bei welchem typische Fehler wie nicht schließende Düse, nicht öffnende Düse oder unregelmäßig arbeitende Düse auftreten und dadurch störend sichtbare streifenförmige Fehler auftreten.

[0040] Hierzu werden folgende Figuren verwendet, wobei lediglich die kontraststarken Konturen des Holzdekors skizziert werden, nicht jedoch die Farbinformation wiedergegeben werden können. Gleiche Bezugszeichen beizeichnen hierbei gleiche Strukturen.

[0041] In der Zeichnung gilt:

Fig. 1 zeigt schematisch ein Dekor 30, welches durch einen Druckkopf 10 eines Tintenstrahldruckers fehlerfrei erzeugt wird. Der Druckkopf 10 umfasst vier Düsenstöcken 12 bis 15. Die Düsenstöcke 12 bis 15 sind jeweils einer von vier Primärfarben CYMK zugeordnet, welche in Form kleinster Tintenstrahltröpfchen auf einem hellen Hintergrund 20 einer Laminatdiele 8 im Durchlauf ein Dekor 30 erzeugen.

Fig. 2 zeigt schematisch das Dekor 30, welches durch den Druckkopf 10 fehlerhaften auf dem hellen Hintergrund 20 der Laminatdiele 8 erzeugt wurde. Dabei wurde durch eine nicht schließende Düse 16 (dargestellt in Fig. 1) ein dunkler Streifen 21 erzeugt, dessen Farbe einem der in dem Düsenstock 12 bis 15 zugeordneten Primärfarbe (C oder M oder Y oder K) entspricht. Die Breite des Streifens 21 ist aus Gründen der besseren Verdeutlichung des Erfindungsgedanken stark vergrößert dargestellt.

Fig. 3 zeigt beispielhaft anhand des fehlerhaften dunklen Streifens 21 nach Fig. 2, wie die Sichtbarkeit des durch die nicht schließende Düse 16 erzeugten dunklen Streifens 21 stark reduziert wird, indem der laufende Druckauftrag abgebrochen und durch einen neuen Druckauftrag mit einem andersartigen Holzdekor weitergeführt wird, welcher in der Umgebung der nicht schließenden Düse 16 starke kontrastreiche und längliche Holzmaserungs-Strukturen besitzt. So ist trotz Fortbestehen des Fehlers der Düse 16 der fehlerhafte dunkle Streifen 21 nicht mehr störend sichtbar. Der Dekor 30 der Laminatdiele 8 kann somit ohne zeitaufwändige Wartung der fehlerhaften Düse 16 des Druckkopfes 10 produziert werden.

Fig.4 zeigt beispielhaft ein Druckauftrag 40 eines Druckmusters, bei welchem durch den Ausfall einer Düse 16 (Düse öffnet nicht mehr) ein störender heller Streifen 22 erscheint, sowie die Warteschlange von vier anstehenden Druckaufträgen 41 bis 44. Das Dekor 30 des Druckauftrags 44 ist geeignet, den Druck trotz des Fehlers der Düse 16 fortzusetzen, da an der Stelle des Fehlers der Düse 16 und des damit einhergehenden hellen Streifens 22 das Dekor 30 eine helle Zone aufweist und damit der Fehler der Düse 16 nicht oder nur wenig auffällt.

Flg. 5 zeigt eine Anordnung zum Bedrucken einer Laminatdiele 8 mit vier Düsenstöcken 12 bis 15, welche jeweils die Farben Y (Yellow = Gelb), C (=Cyan), M (Magenta) und K (Black = Schwarz) in Form kleinster Tröpfchen auf das Substrat bringen.
Durch einen Sensor 50 wird der Ausfall wenigstens einer Düse 16 erkannt und an eine Steuereinheit 52 weitergeleitet. Diese vergleicht den durch den Sensor 50 erkannten fehlerbehafteten Ausschnitt des Dekors 30 mit den n sich in einer Warteschlange 60 befindlichen weiteren Druckaufträgen 41 bis 44 und wählt für das Weiterdrucken denjenigen Druckauftrag 41 bis 44 aus, in welchem sich der Fehler am wenigsten visuell erkennbar darstellt. Über ein Netzwerk 54 werden die Druckaufträge 41 bis 44 in die Warteschlange 60 fortlaufend nachgeladen.

Fig. 6 verdeutlicht beispielhaft, wie durch die Berechnung von drei lokalen Textur-Histogrammen H1 bis H3 in der Umgebung des Fehlers, nämlich:

p(I)=

Wahrscheinlichkeitsverteilung der Intensitätswerte

p (α) =

Wahrscheinlichkeitsverteilung der Konturrichtungen

p(r)=

Wahrscheinlichkeitsverteilung der Krümmungsradien

das visuelle Aussehen des fehlerhaft bedruckten Ausschnittes mathematisch beschrieben werden kann und als beschreibender Merkmalsvektors für das Aussehen dieses Fehlergebietes genutzt werden kann.

Fig. 7 zeigt den Ablauf der Bestimmung des am besten geeigneten Folge-Druckauftrags beim Auftreten eines Fehlers der Düse16 auf der zu bedruckenden Laminatdiele 8.

[0042] Die Fehlererkennungseinheit löst beim Auftreten eines Fehlers einer Düse 16 aus:

A) die Berechnung der drei lokalen Textur-Histogramme [p(I); p(α) ; p(r)] aus, welche das längliche Gebiet um den Düsenfehler in einem mathematischen Texturmodell beschreiben.

B) Die Berechnung der lokalen Textur-Histogramme der Druckaufträge 41, 42, 43, 44 für alle sich in der Warteschlange 60 befindlichen Druckaufträge 41 bis 44 an der Stelle der fehlerhaften Düse 16.

[0043] Als Folgedruck wird durch die Steuereinheit 52 derjenige Druckauftrag 41, 42, 43, 44 ausgewählt, dessen Textur-Histogramm H1 bis H3 die kleinste Abweichung zu denen des fehlerhaften Druckes hat.

[0044] Der Erfindungsgedanke soll nach Fig.1 am Beispiel einer mit einer Holzmaserung eines Dekors 30 im Durchlauf mit einem 4-Farben Tintenstrahldruckkopf 10 bestehend aus den Düsenstöcken 12,13,14 und 15 zu bedruckenden Laminatdiele 8 erklärt werden. Das Dekor 30 wird im subtraktiven Farbdruck aus den vier Grundfarben Cyan, Magenta, Yellow, Black (CYMK) auf den hell präparierten Hintergrund 20 der Laminatdiele 8 in Form kleinster ausgeschleuderter Tröpfchen gebildet.

[0045] Fig. 2 zeigt den typischen Fehlerfall eines Farbpunkt-Erzeugers (im Folgenden auch als Düse 16 bezeichnet), bei welcher beispielhaft eine Düse 16 für schwarze Farbe nicht mehr schließt und damit eine visuell stark störende durchgehende dunkler Steifen 21 erzeugt. Dieser Fehler ist visuell so störend, dass die Produktion sofort abgebrochen werden muss und die Düse 16 für schwarze Farbe durch ein Reinigungsverfahren gewartet werden muss. Dies bedeutet einen typischen Stillstand der Produktion von 15 bis 30 Minuten und einen entsprechenden Produktivitätsverlust.

[0046] Fig. 3 zeigt den Erfindungsgedanken in seiner einfachsten Form. Falls neben dem Druckauftrag 40 mit einem Dekor 30 nach Fig. 2 auch Laminatdielen 8 mit einem Dekor 30 (siehe Fig. 3) zu drucken sind, würde bei diesem Dekor 30 der Düsenfehler in Form des dunklen Streifens 21 visuell kaum stören, da er die lokale Textur infolge des ohnehin dort dichten linienhaften Maserungsbildes nur unwesentlich verändert.

[0047] Fig. 4 verdeutlicht den Erfindungsgedanken in einem weiteren Beispiel am umgekehrten Fehler einer Düse 18, bei welchem sich eine fehlerhafte Düse für schwarze Farbe nicht mehr öffnet und damit einen störenden unbedruckten hellen Streifen 22 verursacht. Auch hier befindet sich in der Warteschlange der noch zu Druckaufträge 41- bis -44 ein geeignetes Dekor 30 des Druckauftrages 44, bei welchem dieser helle Streifen visuell wenig stört, da in dieser Lage die zu druckende Maserung sehr gering gemustert Ist.

[0048] Ein Weiterdrucken mit dem Auftragsdekor 30 des Druckauftrages 44 kann daher unmittelbar, d.h. ohne Produktionsstillstand durch Reinigungszyklen des Druckkopfes 10, mit diesem neuen Druckauftrag 44 weitergeführt werden. Das Umschalten von Druckaufträgen 40 erfolgt sehr schnell, da im Wesentlichen nur auf eine andere im RIP-Speicher (Raster Image Processor Graphikspeicher) abgelegte Datei umgeschaltet wird.

[0049] Dieses schnelle Weiterdrucken bedeutet einen erheblichen Produktlvltätsgewinn Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren wie Einschalten von Reinigungszyklen oder Berechnung von neuen lokalen Tarnbild-Dateien.

[0050] Fig. 5 verdeutlicht den erfindungsgemäßen Signalablauf zur Durchführung des Verfahrens. Beim Verlassen des 4-Farbendruckwerks wird das Druck-Ergebnis mit einem bildgebenden Sensor 50 geprüft und das Vorhandensein von Düsenfehlern festgestellt. Solche Sensoren 50 sind dem Fachmann der Bildverarbeitung bekannt und können beispielsweise sein:

a) eine hochauflösende Farbzeilenkamera mit einer Mustererkennung zur Detektion von streifigen Fehlern

b) eine oder mehrere benachbart angeordnete monochrome Kameras mit stroboskopischer Mehrfarben Beleuchtung und einer Detektionseinheit von streifigen Fehlern

[0051] Der Sensor 50 identifiziert den Ort der fehlerhaften Düse 16 sowie den betroffenen Düsenstock 12 bis 15. Gleichzeitig liefert er ein Farbbild von dem fehlerhaften länglichen Ausschnitt an die Steuereinheit 52, welche hieraus über Verfahren der Farbtexturanalyse eine mathematische Beschreibung des visuellen Erscheinungsbildes dieses Ausschnittes erstellt.

[0052] Das Steuerwerk 52 vergleicht diese Beschreibung mit den entsprechenden Beschreibungen der sich In der Warteschlange 60 befindlichen Folgeaufträge mit den Druckaufträgen 41 bis 44 auf beste Übereinstimmung. Die Warteschlange 60 wird üblicherweise vom übergeordneten Produktionsrechner über ein Netzwerk 54 fortlaufend nachgefüllt.

[0053] Die Beschreibung des visuellen Eindrucks eines lokalen Düsenfehlers wird erfindungsgemäß durch ein mathematisches Texturmodell durchgeführt. Wie in Fig. 6 gezeigt, reicht es aus, beim Erkennen eines Fehlers einer Düse 16 in Form eines dunklen Streifens 21 ein schmales längliches Gebiet um diesen Fehlerstreifen durch ein perzeptionstisches Texturmodell zu beschreiben. Hierunter versteht man ein Modell, welches die menschliche Wahrnehmung von Farbtexturen wie beispielsweise Holzmaserungen durch mathematische Modelle so beschreibt, dass die für das menschliche Sehsystem wichtigen Eigenschaften wie beispielsweise die dominierenden Farben, dominierende Konturrichtungen, vorkommende Richtungswinkel der Maserungslinien u.a. durch-statistische Modelle angenähert werden.

[0054] Beispielhaft soll dies durch bildhafte Auswertung des mit dem Sensor 50 aufgenommen Bildes entlang eines länglichen, um den Fehler der Düse 16 entstandenen dunklen Streifens 21 zentriertes Gebietes so erfolgen, dass drei lokale Histogramme H1 bis H3 für die in diesem Gebiet vorkommenden Helligkeitswerte p(I), die dort vorkommenden Konturrichtungen p(α) und die dort vorkommenden Krümmungsradien p(r) der Holzmaserungslinien berechnet werden.

[0055] Diese das Aussehen beschreibenden Textur-Merkmale sind beispielhaft zu verstehen; die Literatur der Farbtexturen kennt eine Reihe weiterer mathematische Modelle zur Beschreibung von natürlichen oder synthetischen Texturbildern.

[0056] Oft werden diese einzelnen statistischen Merkmale zu einem Merkmalsvektor M mit den Komponenten [M1, M2, M3] zusammengefasst.

[0057] Fig. 7 beschreibt den letzten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt für den beispielhaften Düsenfehler "schwarzer länglicher Streifen wegen nicht mehr schließender K-Düse) in einem Blockschaltbild.

[0058] Nachdem der Sensor 52 einen Düsenfehler erkannt hat und die Berechnung des Merkmalsvektors M aus dem länglichen Gebiet um den Düsenfehler ausgelöst hat, wird durch die Steuereinheit 52 die Berechnung des gleichen Merkmalsvektors M für alle sich in der Druckerwarteschlange 60 befindlichen Druckaufträge 41 bis 44 ausgelöst. Die Vergleichseinheit 56 vergleicht den Merkmalsvektor des fehlerhaften Gebietes mit den n Merkmalsvektoren der Dekore 30 in der Warteschlange 60 und wählt zum Weiterdrucken denjenigen Druckauftrag aus, dessen Merkmalsvektor am ähnlichsten Ist, wobei die Differenz eine vorgegebene Sichtbarkeits-Schwelle nicht überschreiten darf. Lässt sich kein passender Auftrag finden, muss die Produktion gestoppt und ein Druckkopf-Reinigungszyklus gestartet werden.

[0059] Die genannten Merkmalsvektoren sind beispielhaft zu verstehen; der Erfindungsgedanke umfasst alle dem Fachmann der Farbtexturen bekannten mathematische Modelle, welche zur Beschreibung des visuellen Eindrucks und der Abweichung zwischen zwei monochromen oder farbigen Texturen geeignet sind.

[0060] Erfindungsgemäß wird die Entscheidung, ob und mit welchem Druckauftrag aus der Warteschlange im Falle eine Düsenfehlers weiter gedruckt wird, nicht nur dem automatisch ablaufenden Prozess der Bestimmung des mathematisch ähnlichsten Dekors überlassen, sondern auf Wunsch des Bedieners der Anlage diejenigen Druckmuster zum Weiterdrucken auf einem Farbbildschirm hoher Qualität zum visuellen Vergleich und der visuellen Beurteilung dargestellt. Damit hat der Bediener die Möglichkeit, die automatische Auswahl des Folge-Druckauftrags zu überstimmen.

[0061] Erfindungsgemäß wird dabei in der jeweiligen Bilddatei dieses oder dieser auf dem Monitor dargestellten Folge-Druckaufträge der eingetretene Düsenfehler simuliert und damit zur besseren Bewertung der visuellen Qualität der Folgedruckauftrag dargestellt.

[0062] Optional wird numerisch die sich für den jeweiligen Folgedruckaufträge ergebende Differenz des die Fehlerzone beschreibenden Merkmalsvektor zwischen dem ausgewählten Folgedruckauftrag ohne simulierten Düsenfehler und dem ausgewählten Folgedruckauftrag mit simuliertem Düsenfehler eingeblendet, um dem Benutzer neben dem visuellen Eindruck auch ein numerisches Maß für die Restabweichung des Dekors in der Umgebung des verbleibenden Düsenfehlers angezeigt.

[0063] Der Erfindungsgedanke beschränkt sich nicht auf den beispielhaft besprochenen Druck von Laminat-Fussboden-Dekore, sondern betrifft alle großflächig mit bildhaften Dekoren mittels Digitaldruck bedruckten Substrate in analoger Weise.

[0064] Er umfasst auch zum Tintenstrahldruck alternative Digitaldruck-Verfahren welche durch punktuelle Farbgebung eines Substrates unter elektronischer Steuerung arbeiten wie beispielsweise auf der Elektrophorese auf geladenen Toner-Teilchen oder auf Thermochromen Verfahren arbeitenden Digitaldrucker.

Bezugszeichenliste

[0065] 

8

Laminatdiele

9

Holzmaserung

10

Druckkopf

12, 13

14, 15

Düsenstöcke

16

Düse

20

heller Hintergrund

21

dunkler Streifen

22

heller Streifen

30

Dekor

41-44

Druckauftrag, Bilddatei

50

Sensor

52

Steuereinheit

54

Netzwerk

56

Vergleichseinheit

60

Warteschlange

71-73

Texturhistogramm

Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren auf einer zu bedruckende Fläche mittels Digitaldruck, wobei

- die zu bedruckende Fläche sich relativ zu zumindest einem mit einer Vielzahl von Farbpunkt-Erzeugern bestückten Druckkopf eines Digitaldruckers bewegt,
wobei

- der Druckkopf mittels einer Steuereinrichtung angesteuert wird, welche Steuerdaten entsprechend eines abgespeicherten Druckmusters an den Druckkopf überträgt, so dass dieser ein Dekor auf der sich vorbeibewegenden Fläche erzeugt, wobei

- mittels zumindest einem Sensor eine fehlerhafte Funktion der Farbpunkt-Erzeuger erfasst wird,
dadurch gekennzeichnet dass

- unter Ansprechen auf die Erkennung einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger der aktive Druckauftrag abgebrochen wird,

- eine Recheneinheit das Druckmuster des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers ermittelt,

- eine Vergleichseinheit dieses Druckmuster mit Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore vergleicht und

- die Steuereinheit dasjenige Druckmuster an den Druckkopf überträgt, welches im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers die geringste Abweichung aufweist, so dass der Fehler des mindestens einen Farbpunkterzeugers in dem Dekor der zu bedruckenden Fläche für den menschlichen Betrachter am wenigsten sichtbar erscheint.

2. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit nur dasjenige Druckmuster an den Druckkopf überträgt, welches einen Schwellwert unterschreitet, der aus einer zulässigen Abweichung des Druckmusters im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers zu den Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore bestimmt ist.

3. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert einstellbar ist.

4. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach einem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der Abweichung insbesondere für eine Berechnung des Ausmaßes der Sichtbarkeit des Fehlers des Druckmusters zumindest einer, vorzugsweise alle der folgenden Histogramm-Typen ermittelt werden:

- das Histogramm H1 der vorkommenden Grauwerte p(I),

- das Histogramm H2 der Kontur-Richtungen p(α),

- das Histogramm H3 der Krümmungsradien p(r) der Maserungen.

5. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach einem vorstehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der folgenden Ähnlichkeitsmaße für eine Umgebung des durch die Fehlfunktion des Farbpunkt-Erzeugers erzeugten Fehlers in der Bilddatel ermittelt wird:

- der Korrelationskoeffizient zwischen den Histogrammen Hi einer Umgebung in der Bilddatei ohne den Fehler und Hi* der Umgebung mit dem Fehler,

- das Komplement des Betrags der Abweichung zwischen den Histogrammen Hi, Hi* einer Umgebung ohne den Fehler, beziehungsweise mit dem Fehler.

6. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmuster wenigstens teilweise durch eine Bilddatei ersetzt wird, welche zumindest In der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers ein verändertes lokales Druckmuster erzeugt, wobei die Steuereinrichtung die Bilddatei so auswählt oder erstellt, dass diese in der Umgebung des vom fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger überstrichenen Bereiches eine Musterung aufweist, die visuell einen von dem fehlerhaften Farbpunkt-Erzeuger erzeugten Druckmusters ähnlich ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dekordruck mit der Bilddatei fortgesetzt wird, dessen Dekor besser zur Verringerung der Sichtbarkeit des Druckfehlers geeignet ist.

8. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Druckfarbe F1 die Bilddatei so ausgewählt oder erstellt wird, dass diese ein lokales Druckbild aufzeigt, welches zumindest in der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers vorwiegend längliche, zum Hintergrund kontrastschwache Muster mit einer dominierenden Farbe F1 aufweist, oder
beim Vorliegen mindestens eines dauernd mit der Druckfarbe F2 druckenden Farbpunkt-Erzeugers die Bilddatei so ausgewählt oder erstellt wird, dass diese ein lokales Druckbild aufzeigt, welches zumindest in der Umgebung des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers entsprechenden Bildpunkten vorwiegend längliche, zum Hintergrund kontraststarke Muster mit einer dominierenden Farbe F2 aufweist.

9. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger die Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden

10. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem jeweiligen Druckmuster dieses oder diese auf der Anzeigeeinheit dargestellte Druckmuster der eingetretene Druckfehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers simuliert wird.

11. Verfahren zur Erzeugung von Dekoren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die sich für das jeweiligen Druckmuster ergebende Differenz eines einen Fehlerbereich beschreibenden Merkmalsvektors zwischen dem Druckmuster ohne simulierten Fehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers und dem Druckmuster mit simulierten Fehler des mindestens einen Farbpunkt-Erzeugers numerisch angezeigt wird.

12. Vorrichtung zur Erzeugung von Dekoren auf einer zu bedruckende Fläche mittels Digitaldruck, mit

- zumindest einem mit einer Vielzahl von Farbpunkt-Erzeugern bestückten Druckkopf eines Digitaldruckers zur Erzeugung der Dekore,

- einer Vorschubeinrichtung zur Bewegung der zu bedruckenden Fläche relativ zum Druckkopf,

- einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Druckkopfes mit Steuerdaten entsprechend eines abgespeicherten Druckbildes,

- zumindest einem Sensor zur Erfassung einer fehlerhaften Funktion einzelner Farbpunkt-Erzeuger,

- einer Recheneinheit zur Ermittlung des Druckmuster mindestens eines fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers,

- einer Vergleichseinheit zum Vergleich dieses Druckmuster mit Druckmustern der noch zu produzierenden Dekore,
wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist,
unter Ansprechen auf die Erkennung einer fehlerhaften Funktion von mindestens einem Farbpunkt-Erzeuger den aktive Druckauftrag abzubrechen und das Druckmuster an den Druckkopf zu übertragen, welches im Bereich des mindestens einen fehlerhaften Farbpunkt-Erzeugers die geringste Abweichung aufweist, so dass der Fehler des mindestens einen Farbpunkterzeugers in dem Dekor der bedruckten Fläche für den menschlichen Betrachter am wenigsten sichtbar erscheint.

13. Vorrichtung nach vorstehenden Anspruch, weiter umfassend eine an die Steuereinrichtung angeschlossene Inspektionseinheit, welche optisch eine Oberfläche der zu bedruckenden Unterlage vor dem Durchlauf der Oberfläche am Druckkopf erfasst und Bilder der Oberfläche erstellt, wobei eine Fehlerdetektionseinheit Oberflächenfehler erkennt und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, unterAnsprechen auf die Erkennung eines Oberflächenfehlers das Druckmuster ganz oder teilweise durch eine Bilddatei zu ersetzen, welche zumindest in der Umgebung der den durch die fehlerhafte Funktion des oder der Farbpunkt-Erzeuger entsprechenden Bildpunkten ein verändertes lokales Dekor erzeugt.

Zeichnung