用于印刷机中自动套准校正的方法与流程

本发明涉及一种用于印刷机中自动套准校正的方法。特别是，本发明涉及一种用于确定和校正套准偏移的计算机辅助方法，其中使用圆形测量标记来精确确定偏移。

背景技术：

1、在印刷技术领域，为了获得高印刷质量，印刷机通常必须进行精确的套准和定位校正。这些校正对于确保印刷图像的不同分色精确重叠且不出现可见的偏移或模糊至关重要。已知的套准校正系统通常使用手动或半自动方法，其中操作员监控印刷机并进行调整。然而，这些方法耗时且容易受到人为错误的影响，从而导致印刷质量不一致。基于光学传感器或摄像头的自动化系统也有应用，但在校正精度和速度方面常常达到其极限。

2、已知系统通常包括使用印刷在承印材料上的套准标记来检测偏移。这些标记由传感器检测，数据用于计算校正。然而，这些系统的一个常见问题是精度有限，而且用于计算校正的算法往往无法足够快速地响应印刷过程中的变化，从而导致延迟和废品。

3、现有系统的另一个问题是对印刷套准标记质量的依赖性。污染或不均匀的印刷条件可能会影响标记的检测和评估，从而导致错误的校正。此外，许多系统需要对传感器进行复杂的校准才能获得准确的结果，这增加了设置工作量并限制了印刷机的灵活性。将此类系统集成到现有印刷机中也可能带来挑战，尤其是当机器设计用于高印刷速度时。

4、一个特别令人困扰的问题尤其出现在基于摄像头的套准校正系统中，当圆形测量标记非常接近甚至重叠，即套准误差非常大时。这尤其发生在非常小的标记上，因为它们因在承印材料页张上占用空间小而被经常使用。在此，已知方法表现出弱点，可能导致套准误差校正不足。尽管在自动化印刷校正领域取得了相当大的进步，但仍然需要这样的系统：特别是在圆形测量标记存在大偏移时，在基于摄像头的校正系统中既能提供高精度又能提供可接受的响应时间。

5、de 10 2019 211 758 a1描述了一种借助于计算机在印刷机中进行自动化套准和定位测量的方法，其中使用圆形测量标记。

6、de 10 2018 211 922 a1描述了一种用于喷墨印刷机中打印头自动化图像传感器校准的方法，其中打印由圆盘构成的测试图案并借助于计算机进行数字评估。

技术实现思路

1、因此，本发明所基于的技术问题是提供一种至少部分克服已知系统缺点的方法。

2、本发明的目的是提供一种用于印刷机中自动套准校正的方法，该方法能够实现更精确、更高效的校正，从而改善印刷质量、缩短生产时间并减少材料消耗，从而克服已知方法的一个或多个缺点。该方法应特别适用于使用圆形测量标记的基于摄像头的校正系统。

3、本发明的方法适合于快速且准确地校正套准偏移。由于在计算机中并行理论执行粗校正和精校正方法，并根据需要将更合适的方法发送到印刷机进行套准校正，从而节省了时间和废页。对于在非常大的套准偏差下可能失败的精校正方法，如有必要，先进行粗校正套准偏差的校正方法，以便最终可以有利地使用精校正方法进行精确套准校正。

4、相应地，本发明的第一方面涉及一种借助于计算机在印刷机中进行套准校正的方法，其中，由印刷机将至少一个包含多个分色的测试图案印刷在承印材料上，并且借助于至少一个图像检测系统以数字测试图案图像的形式采集所述至少一个测试图案，由计算机对数字测试图案图像进行关于套准偏移的评估，并且计算机基于该评估通过对印刷机进行再控制来校正存在的套准偏移，其中，每个分色包括至少一个在印刷到承印材料之前已确定直径的圆形测量标记，计算机从数字测试图案图像中确定每个圆形测量标记的中心位置并由此计算套准偏移，其特征在于：

5、i) 在对印刷机进行再控制之前，在对数字测试图案图像进行评估时，在计算机中彼此分开地执行第一数字校正方法和第二数字校正方法，其中第一数字校正方法以比第二数字校正方法更高的精度计算套准偏移，

6、ii) 计算机判断第一数字校正方法是否能基本上完全校正套准偏移，并且

7、ii.1) 如果第一数字校正方法能基本上完全校正套准偏移，则计算机基于第一数字校正方法进行印刷机的再控制以校正套准偏移，并且

8、ii.2) 如果第一数字校正方法不能基本上完全校正套准偏移，则计算机基于第二数字校正方法进行印刷机的再控制以校正套准偏移，由印刷机将至少一个另外的包含多个分色的测试图案印刷在承印材料上，借助于至少一个图像检测系统以另外的数字测试图案图像的形式采集所述至少一个另外的测试图案，由计算机对所述另外的数字测试图案图像进行关于套准偏移的评估，其中该评估包括第一数字校正方法，然后计算机基于第一数字校正方法进行印刷机的再控制以校正套准偏移。

9、在一个优选实施方式中，在印刷机中的印刷作业期间连续执行本发明的方法。特别优选的是，针对印刷作业中承印材料页张的每一页执行本发明的方法。由此，对每一承印材料页张检查正确的套准，并且在发现偏差时对后续的承印材料页张进行校正。然而，也可以例如仅每第二页或第三页承印材料页张用本发明的方法检查套准偏移。

10、在另一个优选实施方式中，在印刷机中的印刷作业期间，仅在印刷机操作员要求时才执行本发明的方法。在该优选实施方式中，当检测到套准偏移时，优选通过声学或视觉提示警告操作员已检测到套准偏移。为此可以使用不同的套准偏移检测方法，例如也可以由操作员对承印材料进行纯视觉检查。然后操作员可以执行本发明的方法并由此校正套准偏移。

11、在另一个优选实施方式中，在印刷机中的印刷作业期间，根据本发明的方法连续检测和计算套准偏移。然而，仅在印刷机操作员要求时才执行印刷机的再控制以校正套准偏移，优选在计算机发出声学或视觉提示之后。这样可以在需要时连续监控套准偏移，但仅在需要时才进行校正。

12、在另一个优选实施方式中，计算机在第一数字校正方法和第二数字校正方法中分别从数字测试图案图像中确定每个圆形测量标记的中心位置并由此计算套准偏移。在一个特别优选的实施方式中，计算机通过确定每个圆形测量标记的质心从数字测试图案图像中确定每个圆形测量标记的中心位置。在此上下文中，术语“质心”是指圆形测量标记的几何中心，其通过分析整个数字图像中的像素强度分布来确定。该方法利用了圆形测量标记具有均匀颜色分布的事实，从而可以精确定位质心。该方法的优点在于其鲁棒性和效率，因为即使印刷质量或图像检测条件变化，它也能快速且可靠地确定测量标记的位置。确定此类测量标记质心的方法例如在前述de 10 2019 211 758 a1中有描述。在一个特别优选的实施方式中，计算机在第一数字校正方法中通过子像素精度的、基于模型的参数拟合方法从数字测试图案图像中确定每个圆形测量标记的中心位置。这可以按照例如在前述de 102018 211 922 a1中描述的方法进行。该方法利用基于模型的途径，其中将圆盘图像的数学模型与实际采集的图像进行拟合。在此，模型的参数（包括圆盘的中心位置）被非常精确地确定。这种建模的优点在于它也考虑了图像传感器的噪声。

13、在另一个优选实施方式中，当圆形测量标记的中心位置与预定目标值的偏差低于公差值时，计算机在步骤ii)中判断出第一数字校正方法基本上完全校正了套准偏移。如果超过公差值，则不使用更精确的第一数字校正方法来校正套准偏移。在这种情况下，取而代之使用较不精确的第二数字校正方法来粗略校正套准，直到中心位置的偏差再次低于公差值。然后再次使用更精确的第一校正方法来精细校正套准。

14、在另一个优选实施方式中，在采集数字测试图案图像之前，借助于印刷在承印材料上的校准点对所述至少一个图像检测系统进行校准。由此可以在开始时或定期对图像检测系统进行校准或重新校准。

15、在另一个优选实施方式中，所述至少一个图像检测系统是印刷机的至少一个在线（或内联）摄像头。例如可以是具有两个在线摄像头的图像检测系统，其中每个在线摄像头采集双面印刷的承印材料的另一面。在这种情况下，每个在线摄像头可以提供一个单独的数字测试图案图像。也可以使用具有四个在线摄像头的图像检测系统，其中两个在线摄像头采集承印材料的正面，两个在线摄像头采集承印材料的背面。在此，每个在线摄像头可以覆盖承印材料页张的不同一半。

16、在另一个优选实施方式中，承印材料上的圆形测量标记如此布置，使得它们能被所述至少一个图像检测系统完全采集并成像在唯一的数字测试图案图像中。在一个特别优选的实施方式中，所述至少一个图像检测系统基本上仅采集圆形测量标记所成像的区域，并仅将该区域作为数字测试图案图像传送给计算机进行评估。

17、在另一个优选实施方式中，每个分色的圆形测量标记选自具有预定直径的实心（或填充）圆盘和具有预定直径的圆环形式的非实心（或非填充）圆盘。这样的测量标记例如在前述de 10 2018 211 922 a1中有描述。

18、在另一个优选实施方式中，圆形测量布置在承印材料上的印刷控制条中。

19、本发明的另一方面涉及一种被设置用于执行本发明方法的印刷机。在一个优选实施方式中，印刷机选自胶印机、柔版印刷机和喷墨印刷机。