基底收缩补偿的制作方法
本发明涉及一种用于在印刷过程期间对基底收缩(substratschrumpfung)进行补偿的方法。
背景技术：
本发明处于数字印刷的技术领域。
在印刷过程的范畴内会发生在此所应用的印刷基底的不同形变。例如已知的是，通过施加印刷油墨从而液体进入到印刷基底中，这导致了印刷基底的拓宽进而导致印刷图像的变形(verzerrung)。印刷图像的这种变形(这至少部分是在油墨干燥之后又恢复)然而必须在将多个分色相互叠置施加的情况下相应予以考虑，因为否则的话会产生关于各分色叠印方面的对版(passer)问题。
在喷墨印刷中然而还出现另一问题。因为油墨在喷墨印刷中大多数是非常含水的，因此这些被引入的水必须通过油墨的干燥从而尽可能快速地从承印基底又排出，由此能够将已印刷的承印基底进行再处理。油墨的这种干燥是在喷墨印刷机的固有干燥构件中发生，该固有干燥构件加热承印基底。因为这必须非常快速地发生，因此以相应高的能量(或热量)运行。然而这些情况导致了：不只是将水从油墨中排出，而是同样从整个承印基底中排出。通过这种将水从承印基底中排出，会发生承印基底的非线性的收缩，这种非线性的收缩通常看起来是梯形或凸状的。收缩的形式与干燥阶段期间的纸张输送有关并且因此是无法避免的。由于基底输送的必要性，将附加的力引入到承印基底中，这些附加的力同样造成这种与收缩有关的变形。
为了在印刷过程(包括干燥)之后在承印基底上所产生的印刷图像又具有正确的几何设计尺寸，因此必须将待施加的图像数据相应地预变形(即变大)。这通常(根据所应用的承印基底)相应于承印基底的宽度及高度的0.5％至最大1％。基于0.5％，这在纸张宽度典型为1050mm的情况下宽度约为5mm并且在页张长度为750mm的情况下高度约为4mm。关于像素，这在印刷图像分辨率为1200dpi的情况下每个方向约为200至250像素。为了执行这种必要的预变形，由现有技术已知两个主要方案：
1.通过渲染过程(renderer-prozess)将图像数据定标/刻度化(skalierung)。然而由此仅能够执行线性定标。
2.对于已经描述的纸延展(papierdehnung)而言，由胶印技术已知手动或自动的纸延展补偿。该方法基于已经栅格化的图像数据，这表示：要么操纵已经栅格化的数据，要么在操纵之后需要对栅格进行重新计算。在此，对已经栅格化的数据进行操作，这破坏了栅格自身并且导致了不平稳的(unruhigen)印刷图像。
自动的纸延展补偿在此例如由德国专利申请de102014013370a1已知，该申请公开了一种用于在印刷机中基于模型来补偿局部对版不准确性的方法，其中，创建出模型，用于计算出针对由于湿气进入到承印基底中所导致的已经提及的纸延展所用的几何偏差，以便基于所创建的模型从而计算出印刷图像中(由于纸延展所引起)的几何偏差并且相应修改各个分色，以便由此能够反作用于纸延展。然而该方法具有上述缺点，即该方法是基于已经栅格化的数据，这导致关于通过负责的计算机所需的计算时间方面相应高的耗费并且此外不利地影响到已经栅格化的图像。
技术实现要素：
因此本发明的任务在于，提出一种用于在印刷过程期间补偿基底收缩的方法，该方法快速且有效地确保印刷过程的印刷品质。
该任务通过一种用于通过计算机在印刷机中的印刷过程期间补偿基底收缩的方法得以解决，该方法包括如下步骤：通过计算机利用所考虑到的关于基底收缩的信息进行划分而生成以数字形式存在的待产生的印刷图像的多个图像部分；通过计算机将相应生成的多个图像部分划分成多个数据区块
本发明的基本方案在于，所产生的印刷图像的预期收缩是通过承印基底的收缩来均衡(ausgleichen)，其方式是，使待印刷的印刷图像预变形(vorverzerrt)。还未印刷的数字图像的这种预变形在最终效果上表示：这些图像数据必须被操纵。这由此发生，其方式是，在承印基底的出现相应收缩的区域中添加图像数据，以便由此实现相应必要的拓宽。为此需要已知关于这样的信息：在所应用的承印基底和所应用的油墨中预期的收缩。利用该信息因此相应地操纵以数字形式存在的待产生的印刷图像。这表示：以数字形式存在的图像已经包含了在印刷过程的范畴内预期的收缩信息。随后开始原本的按照本发明的方法。在此，将以数字形式存在的图像相应地划分成多个水平图像部分。在每个由此产生的图像部分中以没有收缩的方式确定出与原本的印刷尺寸间的平均间隔。根据每个图像部分所存在的间隙的宽度，于是通过负责的计算机在印前阶段中划分出相应图像部分的各个数据区块。于是，将所存在的数字印刷图像中的各个数据区块的位置进行存储。于是，通过计算机将各个数据区块如此相互移开，使得在各个数据区块之间分别空出一个像素。因为图像部分和数据区块的数量是分别根据已由于收缩所产生的最大间隙得以计算，因此各个数据区块的这种相互移开促成对印刷图像的收缩实现完全补偿。因此，借助于各个数据区块的如此所计算出的额定位置，产生出新的数字印刷图像，在这个新的数字印刷图像中，通过这种移动(包括出现一个像素宽的间隙)使得收缩已被完全补偿。因为此时各个数据区块之间的间隙位于印刷图像中，因此这些间隙通过各自相邻像素的数字图像数据得以填充。因为这些间隙分别仅一个像素宽，因此这在所产生的印刷图像中对于人眼而言实际上是不可见的，进而在后来的印刷图像中不会产生可见的形成物(artefakte)。已如此补偿的数字印刷图像于是能够在印刷机中相应地印刷。通过在干燥过程期间出现的基底收缩，基于已预变形的首先是数字的然后被产生的印刷图像，获得完成的印刷图像，这个完成的印刷图像正好符合预期的几何设计尺寸。
本方法的有利并因此优选的改进方案由所属从属权利要求以及具有所属附图的说明产生。
按照本发明的方法的优选改进方案在此在于，通过计算机如此考虑到以数字形式存在的待产生的印刷图像中的基底收缩，以使得数字印刷图像的尺寸已经适配于印刷过程中预期的基底收缩。为了使按照本发明的方法以按照预期的方式起作用，于是这个以数字形式存在的待产生的印刷图像必须已经适配于预期的基底收缩。也就是说，这些关于针对各自所应用的基底的基底收缩的信息必须在按照本发明的方法的开始已经存在，由此以数字形式存在的待产生的印刷图像在按照本发明的方法的准备步骤中已经能够进行适配。对这些信息的求取能够从数据库进行提取，该数据库包含针对所应用的印刷条件(例如油墨和基底)所用的收缩信息。假如针对期望的印刷过程所必要的信息还不存在，那么这些信息必须通过测试印刷(testdrucke)进行求取。这些信息于是能够添加至数据库，用于随后具有可类比的印刷条件的印刷过程。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，计算机将数字印刷图像划分成包括条带式图像部段的图像部分，这些条带式图像部段要么沿着印刷方向要么横向于印刷方向定向，其中，这些图像部分的数量是这样得出：由数字印刷图像的开始时那行的、通过基底收缩所生成的最大像素间隙的像素数量，减去数字印刷图像的结束时那行的、通过基底收缩所生成的最小像素间隙的像素数量。对以数字形式存在的印刷图像所划分出的那些图像部分的数量是直接与通过基底收缩所生成的最大像素间隙的像素数量相关，那个已经以关于基底收缩的信息适配的数字印刷图像具有这些像素间隙。通过基底收缩所引起的最大像素间隙越大，则需要越多的图像部分，这是因为各个图像部分之间不再允许存在多于一个像素的收缩差别。这些图像部分在此相应于条带式图像部段，这些条带式图像部段也可以作为矩形进行标记。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，计算机将数字印刷图像的图像部分划分成四角形数据区块，其中，这些数据区块的数量是由分别待划分的图像部分中的、由于基底收缩而缺失的像素的数量所产生。于是将各个条形图像部分划分成各个四角形数据区块。这种四角形的类型在此并不重要。理论上也可以应用其他几何形状，只要确保：能够使各个数据区块如此相互移开，以便由此产生出一个像素宽的数据间隙。出于所产生的图像品质的原因，应避免包含多于一个像素的较大间隙。这些数据区块的数量在此直接与相应条带形图像部分中的、由于基底收缩而缺失的像素的数量有关。由于基底收缩而在单个条形图像部分中缺失越多像素，那么条形图像部分必须划分成越多个数据区块，以便借助于相互移开一个像素宽的像素间隙从而对通过基底收缩所生成的像素间隙进行补偿。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，通过计算机将这些所产生的数据区块的高度和宽度加上其实际位置的x和y坐标，以及同样将这些所产生的数据区块的所计算出的额定位置以及所生成的一像素宽的间隙的位置存储在数字查阅表中。于是，通过计算机将所产生的数据区块的准确位置(也即这些数据区块的高度和宽度以及在数字印刷图像中的x和y坐标)存储在数字查阅表中，以便为了各个数据区块的进一步处理而尽可能有效地可供使用。同样也适用于：各个数据区块在移动之后的额定位置，以及通过移动所产生的一个像素宽的间隙。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，所产生的数据区块之间的一像素宽的间隙通过相邻像素的数字图像数据进行填充，这是通过计算机借助于各自相邻的两个像素中的至少一个像素的数字图像数据采用内插法(interpolation)而发生，其中，为了内插法，采用相邻像素的相应较低的值、相应较高的值、平均值或者中值。这些所产生的数据区块之间通过移动所生成的一个像素宽的间隙必须又被填充，以便防止图像形成物。为了使这对于人眼而言尽可能难以感知地发生，因此适合将这些数据借助内插法又填充。为了内插法，在此将各自相邻像素的图像数据应用在各个像素间隙的像素的位置。因为像素间隙各自仅一个像素宽，因此适合的是，各自应用直接左侧和右侧相邻像素的图像数据。在此，为了内插法，能够应用两个相邻数据像素的相应较低的值或相应较高的值、平均值或中值。也可以考虑左侧或右侧多于仅一个直接相邻的像素进而随后如上所述执行内插法。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，考虑到以数字形式存在的待产生的印刷图像中的基底收缩，这是通过计算机分别沿着这个数字印刷图像的x方向和y方向进行，并且对基底收缩进行按照方法的补偿在两个轮次中依次分别针对沿着x和y方向的基底收缩来执行。为了能够实现对基底收缩的尽可能完整的补偿，适合的是，沿着两个方向执行迄今所述的按照本发明的方法。在第一轮次中，这些图像部分可以分别沿着存在的数字图像的x方向产生，并且由此产生出各个数据区块，而在第二轮次中，分别沿着y方向执行相同的方法用于产生这些图像部分和数字数据区块。x方向和y方向在此相当于在数字印刷图像中所采用的坐标系统中的两个轴线。在此可能的是，借助已经补偿的数字印刷图像作为第一轮次的结果执行第二轮次。备选地，这两个轮次也能够并行地相互独立地执行。于是，借助收缩信息以相同的数字印刷图像执行上述两个轮次，并且于是将上述两个结果图像转变成共同的待印刷的总图像。应用哪个方案依赖于相应的条件和要执行的印刷过程的参数。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，通过计算机将以数字形式存在的待产生的印刷图像划分成至少四个象限，并且按照本方法对基底收缩的补偿依次分别针对各个象限执行。为了使得按照本发明的方法更精确且更有效，可以将以数字形式存在的印刷图像划分成四个象限。在这些单个象限中的每个象限上，于是依次执行按照本发明的方法，并且将如此所产生的已补偿的象限又组合成已补偿的数字印刷图像，并且转送至用于执行印刷过程的印刷机。在此，各个象限的尺寸以及准确位置也又与待补偿的印刷过程的印刷条件以及所应用的承印基底和待产生的印刷图像相关。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，以数字形式存在的待产生的印刷图像包含半色调数据(halbtondaten)，并且在按照本方法对基底收缩进行补偿之后，在印刷之前通过计算机进行栅格化。按照本发明已补偿的数字印刷图像于是能够在印前阶段以内的工作流的范畴内转送至栅格图像处理器(raster-image-prozessor)，在此，该图像被栅格化并且随后被转送至用于原本印刷的印刷机。在栅格化之前执行按照本发明的方法的优点在于，不需要重新栅格化，或者说已栅格化的印刷图像不会事后由于补偿方法被不利地影响。
按照本发明的方法的另一优选改进方案在此在于，按照本方法对基底收缩的补偿适配于喷墨印刷过程，并且已补偿的数字印刷图像的印刷是在喷墨印刷机中执行。由于干燥所导致的基底收缩最主要是喷墨印刷过程的问题，对此按照本发明的方法为了补偿所出现的基底收缩首先是针对喷墨印刷机。按照本发明的方法用于其他印刷过程(例如胶印)虽然理论上是可以考虑的，然而，由于油墨包含显著更少的水的原因，在此会显著更少地出现基底收缩，因此按照本发明的方法原本不是必要的。然而假如出于任意原因在胶印机中也出现如此基底收缩，那么本方法自然也可用于胶印机。
附图说明
本发明作为本发明的这样的以及构造和/或功能上有利的改进方案接下来参照附图根据优选实施例进一步描述。在附图中相互对应的元素设有各自相同的附图标记。附图示出：。
图1：针对按照本发明的方法所用的喷墨页张印刷机；
图2：具有基底收缩信息的、且划分成图像部分及区块的、以数字形式存在的印刷图像；
图3：具有用于基底收缩补偿的、已移动的数据区块的数字印刷图像；
图4：已完全补偿的数字印刷图像；
图5：按照本发明的方法的示意流程。
具体实施方式
优选实施变型的应用领域是喷墨印刷机7。在图1中示出用于这种机器7的基本结构的例子，其包括用于供给承印材料2到印刷机组4中的进料器1直至出料器3，承印材料2在印刷机组4中被印刷头5印刷且在干燥器8中被干燥。在此涉及到页张喷墨印刷机7，其由控制计算机6控制。
在按照图5的按照本发明的方法的优选实施变型中描述了：数字印刷图像13是如何从收缩状态14转变成已补偿的额定状态17。整个过程是计算机控制的。这可以由页张喷墨印刷机7的控制计算机6执行，或者在优选实施变型中由印前阶段的计算机执行。图2示出了针对初始状态的例子。在此，以黑色包边(umrandung)表示出额定状态，该额定状态示出具有尺寸200×200的数字印刷图像13。在包边内部中表示出干燥之后实际印刷的实际状态。为了能够执行按照本发明的数字反变形，该实际状态是通过数字印刷图像13的数字预变形产生，其中，生成已预变形的数字印刷图像14。这在图3当前示例中在左下方以三个像素过小，这得出197个像素的实际状态，而在左上方以十个像素过小，这相应地得出190个像素的实际状态。将预变形的数字印刷图像14划分成“10-3+1＝8”个图像部分9，从而，在按照本发明补偿了印刷图像之后，对于每个图像部分9而言，每个图像间隙11分别仅获得一个像素的缺口(sprünge)，这符合一般公式：大偏差减去小偏差加上1。
在下一步骤中计算出：每个图像部分9需要多少个数据区块10。在当前示例中，正好在下方缺失三个像素的图像部分9中在此需要四个数据区块10。由此，用于计算这些数据区块10的数量的一般公式是：将图像部分9中缺失的像素加上一。这些数据区块10自身在示例中具有高度：将200个像素除以8等于25个像素。这些数据区块10的宽度按照所提及的公式如此选择，使得所涉及的图像部分9的处于实际状态中的197个像素以均匀方式分布在四个区块上，也就是说，这在此相当于3×49个像素和1×50个像素。这对于全部八个图像部分9重复并且促成具有如下数据的已划分的数字印刷图像15：
图像部分1：4个数据区块，具有各自25个像素的高度，和3×49个像素的宽度以及1×50个像素的宽度(总共：197个像素)；
图像部分2：5个数据区块，具有各自25个像素的高度，和4×49个像素的宽度以及1×40个像素的宽度(总共：196个像素)；
图像部分3：6个数据区块，具有各自25个像素的高度，和3×32个像素的宽度以及3×33个像素的宽度(总共：195个像素)；
图像部分4：7个数据区块，具有各自25个像素的高度，和2×27个像素的宽度以及5×28个像素的宽度(总共：194个像素)；
图像部分5：8个数据区块，具有各自25个像素的高度，和7×24个像素的宽度以及1×25个像素的宽度(总共：193个像素)；
图像部分6：9个数据区块，具有各自25个像素的高度，和6×21个像素的宽度以及3×22个像素的宽度(总共：192个像素)；
图像部分7：10个数据区块，具有各自25个像素的高度，和9×19个像素的宽度以及1×20个像素的宽度(总共：191个像素)；
图像部分8：11个数据区块，具有各自25个像素的高度，和8×17个像素的宽度以及3×18个像素的宽度(总共：190个像素)。
已划分的数字印刷图像15的状态已经在图2中示出。印刷图像包边以黑线示出额定尺寸200×200像素，并且所计算出的数据区块10以其实际位置示出。将直至现在所计算出的数据(即数据区块10的高度和宽度加上其实际位置的x和y位置)存储在lut(“查阅表”)中。
在下一步骤中，计算出这些数据区块10的额定位置。为此，将这些数据区块10分别沿着x方向如此移动，以使得在这些数据区块10之间总是存在一个像素的间隔。在此，朝着这样的方向推移：使得能够看到缺失的像素作为间隙11。结果在图3中以已移动的数字印刷图像16的形式示出。这些数据区块10在x和y方向上的额定位置同样存储在lut中。与数据区块10的额定位置并行地，于是还求取出空缺区域(亦即这些数据区块10之间所生成的一个像素的间隙)的位置和尺寸，并且同样将其存储在lut中。除了目标印刷图像的粗黑包边以及这些数据区块10的实际位置之外，在此可容易地看到呈图像间隙11形式的空缺区域。
于是，借助lut的信息，在最后步骤中，在计算机6中执行所存在的数字印刷图像13的原本适配。此外，通过memmovec/c++数据转移指令或者memcpyc/c++数据复制指令，将这些数据区块10从实际位置移动(或复制)到额定位置。此外，为了针对内插法而产生出缺失像素，考虑到一个像素的间隙的要采用内插法的那个像素的相应相邻像素，并且于是为了填充而采用这两个像素的相应较低的色值。图4针对当前示例示出了已采用内插法的数字印刷图像17的状态，其中，可容易地看到通过内插所填充的空缺区域作为已采用内插法的图像间隙12。
在此应注意的是，图2至图4中的示例示出了在对完成的数字图像(包括基底收缩信息)计算时的中间步骤，借助所述完成的数字图像进行印刷。因此，这相应于真实印刷及干燥的印刷图像的期望的最终状态。已补偿的(即已预变形的)数字印刷图像17(该数字印刷图像17要转送至页张喷墨印刷机7)并不相当于这个期望的印刷最终状态，而是相当于以梯形或凸状方式反变形的印刷图像。
所示出的实施例示出了针对x方向的功能方式。在另一优选实施变型中考虑两个方向(即x方向和y方向)。这于是在两个轮次
相比于已知方法，本发明的优点在于，本方法的速度以及采用半色调数据。高速度对于现代页张喷墨印刷机7而言是必须的。最后根据本发明的方法实现了每小时2500页张的工作量。也就是说，在完全可变的印刷中，必须计算出每小时2500不同的数据组。半色调数据的优点在于，这些数据只在数据变形之后才栅格化，这避免了将栅格进行耗费地重新计算。再者，对已经产生的栅格不具有消极影响。
附图标记列表：
1进料器
2承印基底/页张
3出料器
4喷墨印刷机组
5喷墨印刷头
6计算机
7喷墨印刷机
8干燥器
9图像部分
10图像区块/数据区块
11图像间隙/像素间隙
12已采用内插法的图像间隙
13数字印刷图像
14预变形的数字印刷图像
15已划分的数字印刷图像
16已移动的数字印刷图像
17已采用内插法的数字印刷图像
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