本發明涉及一種具有數字打印機的用于預防在數字打印中因有故障的打印噴頭引起的打印錯誤的方法，其中所述方法包括以下步驟：i.?監控數字打印機的至少一個打印噴頭，并且檢測所述至少一個打印噴頭和另外的每個被監控的打印噴頭的打印功率；ii.?預設數字打印機的每個被監控的打印噴頭的打印功率的期望值和公差值；iii.?計算并存儲至少一個被監控的打印噴頭的打印功率與該打印噴頭的期望值的偏差；iv.?當至少一個被監控的打印噴頭的打印功率的偏差大于公差值時，校正至少一個打印噴頭的打印功率。此外，本發明提供一種用于預防在數字打印中因有故障的打印噴頭引起的打印錯誤的設備和一種用于借助數字打印機將打印裝飾打印到載體材料上的方法。

背景技術：

1、對于打印圖案的再現或者打印圖案的復制存在多種多樣的技術解決方案。打印技術一詞概括了所有用于復制打印圖案的方法，如凸版打印、膠印、凹版打印、柔印、絲網打印和數字打印。在所述打印技術中，應用了不同的方法，以便將打印介質例如油墨轉移到印刷材料上。每種打印技術提供不同的優點并且對應地在不同的應用領域中使用。

2、打印技術的應用領域非常多樣化。例如書刊、壁紙等的打印是已知的。在地板層壓板或墻壁和天花板飾板元件的制造中例如使用所謂的裝飾打印。在這種情況下，經常對人造板進行打印。為了裝飾人造板，存在多種方案。因此，在過去通常使用裝飾紙給人造板覆層，其中在不同帶圖案的裝飾紙的多樣性方面沒有限制。作為在人造板上使用裝飾紙的替選方案，已經開發了直接打印人造板的可行性，其中省去紙的打印及其隨后的在人造板上的層壓或直接覆層。在此主要使用的打印技術是凹版打印和數字打印方法。為了使用這些打印方法，打印裝飾作為數字模板存在，所述數字模板描繪打印裝飾的顏色和顏色分布。在打印過程開始時，創建分色文件，在所述分色文件中打印圖案被分解成待打印的基色。

3、在數字打印中，打印圖案直接從計算機傳送到數字打印機，例如激光打印機或噴墨打印機中。因此，在數字打印中省去靜態印模的使用從而也省去在打印圖案的打印數據長度和打印數據寬度方面的限制。因此，數字打印提供了關于打印主題的高度靈活性和可變性并且絕不會隨之帶來重復圖案中的限制。

4、從現有技術中也已知用于打印人造板的數字打印。例如，ep?2?181?852?b1涉及一種用于打印木基的平面板的數字打印方法。在這種情況下，直接借助數字打印機打印該平面板。

5、在數字打印中通常使用基色即青色、品紅、黃色和黑色（cmyk）。cmyk顏色模型是減色模型，其中縮寫cmyk表示三種顏色份額即青、品紅、黃和作為顏色深度的黑色份額定位套版色。通過所述顏色系統，能夠描繪滿足不同領域中的多種要求的顏色空間（色域）。在數字打印中，打印介質以液滴的方式施加到打印材料上。為此，打印頭具有多個打印噴頭，其中每個打印噴頭能夠以液滴的方式輸出打印介質。

6、在現有技術中已知所謂的壓電噴頭，其中打印介質通過壓力從打印噴頭射出（us2005/0063016?a1）。通過壓電元件構建壓力。在壓電材料中，壓力作用引起在材料的表面處產生電荷。反過來在所述材料中逆壓電效應引起在施加電壓時的長度變化。該執行器效應將電能轉換成機械能并且在所謂的壓電執行器中得到充分利用。從現有技術中已知的壓電執行器根據其構造實現在幾十μm直至幾毫米之間的調節路徑。例如，縱向執行器、剪切執行器、管執行器、控制執行器（kontraktoren）和彎曲執行器是本領域技術人員已知的。縱向執行器能夠實現在從幾十μm直至幾百μm范圍內的調節路徑，而彎曲執行器的特征在于直至幾毫米的調節路徑。

7、在打印頭的打印噴頭中，向壓電執行器施加電壓，由此所述壓電執行器變形并且在此用于打印噴頭中的打印介質的管路的壁同樣變形。因此，管路的體積發生變化，由此打印介質的具有期望的大小的液滴從打印噴頭射出。為了控制打印噴頭，使用所謂的“波形”。“波形”描述電壓變化曲線，所述電壓變化曲線隨著時間施加到壓電執行器上從而引起其變形。

8、在離開打印頭噴頭時，液滴通常構成液帶（ligament），所述液帶在最佳情況下以液滴形式被吸入。然而，也存在如下情況，液帶霧化并且形成細霧。所述噴霧污染了打印頭的噴頭和打印設備的其他元件。隨著時間的推移，這會使打印質量變差，并且需要清洗打印機。

9、另一問題是水蒸氣在打印頭處的冷凝，這可能引起打印質量的損害或甚至引起打印頭的損壞。

10、打印噴頭也可能由于紙塵、氣泡或者墨水的干燥在其功能性方面受到限制。此外，數字打印機由于其技術構造經常容易使打印頭受到干擾。如果打印頭失效，這能夠直接作為打印材料上的打印圖像中的條紋形成來識別。

11、因此，數字打印雖然能夠非常有利地在許多領域中使用，然而打印圖像的質量與打印頭和尤其打印噴頭的無故障的功能相關。

12、例如，從現有技術中已知ep?3?691?904?b1，其涉及一種木材模擬方法。該專利文獻的主題是一種借助于其應防止打印頭的各個噴頭被灰塵或熱作用堵塞的方法。打印頭的各個噴頭的性能在此通過監控被打印的裝飾來監控。在此，每個被打印的像素與一個或多個噴頭相關聯，從而得出關于哪些噴頭在哪個時間段上不再打印的結論。如果噴頭不工作的時間t1超過預設的極限值，那么將所述噴頭設置進行“清潔”。

13、被識別為不工作的噴頭并且可能還有相鄰的噴頭的“清潔”通過打印“掩模”來執行。在此，有針對性地在裝飾（“掩模”）的具有更小的液滴尺寸的分支結構、細孔結構等中打印，以便清潔不工作的噴頭并且避免堵塞。所打印的“掩模”在打印圖像中不應在視覺上被注意到并且不用于補償或校正打印錯誤，而是僅用于清潔打印噴頭。

14、然而，ep?3?691?901?b1因此僅實現根據打印圖像中的質量缺陷探測不工作的打印噴頭。在進一步的打印中，于是通過清潔打印噴頭雖然能夠避免進一步的質量缺陷，但是已經打印的裝飾大多是廢品。此外，當打印噴頭必須被清潔時，打印設施也會出現停機時間。

15、ep?3?656?571?a1涉及在打印期間對打印裝飾中的打印錯誤的補償。對噴頭的監控如下描述：基于裝飾的先前的打印或基于參考打印來確定打印中有錯誤的位置。根據ep3?656?571?a1于是為接下來的打印設置校正。在此，各個噴頭或者還有相鄰噴頭的液滴尺寸被調整。然而，在所述方法中，也能夠首先對已經有故障地打印的裝飾或有故障地打印的基準作出反應。這是耗費時間且成本密集的，因為不能避免廢品。

16、us?2022/0161551?a1涉及一種打印設備，在所述打印設備中監控壓電打印噴頭。在從打印噴頭中噴出墨滴之后，相應的打印噴頭的壓電元件加速振動。這種振動在強度和頻率方面被監控，并且從信號中通過與參考值的比較推導出關于打印噴頭故障的結論。如果確定了打印噴頭故障，那么能夠通過調節相鄰的打印噴頭來補償所述故障（互補打印），或者也能夠清潔有故障的噴頭（拒絕操作）。根據us?2022/0161551?a1僅可非常有限地對有故障地工作的打印噴頭做出反應。如果不能以所述方式確保對打印噴頭的有故障的打印性能的補償，那么必須對打印設備進行維護或修理，這引起打印過程中的中斷從而引起經濟損失。

17、us?2007/0103500?a1也涉及一種用于預防在數字打印中因有故障的打印噴頭引起的打印錯誤的方法。打印噴頭通過借助于壓力傳感器的壓力測量來監控。壓力傳感器分別設置在壓力腔中，其中壓力腔具有壓電執行器。將壓力傳感器的測量值與期望值比較。對與所述期望值的偏差進行評估并且給出維護提示。適合的維護過程例如能夠是噴頭的抽吸或沖洗。相反，不進行在不中斷正在進行的打印過程的情況下的故障排除。

技術實現思路

1、因此，本發明的目的是提供一種方法，在所述方法中打印質量能夠恒定地保持得高從而能夠提高打印方法的經濟性。

2、為此，本發明提供根據權利要求1和權利要求12所述的方法和根據權利要求9所述的設備。

3、具體描述

4、本發明提供一種方法，在所述方法中避免因有故障地工作的打印噴頭引起的廢品或具有質量缺陷的打印物，其方式為，避免因有故障地工作的打印噴頭引起的具有質量缺陷的打印物。

5、用于預防在數字打印中歐姆有故障的打印噴頭引起的打印錯誤的方法具有數字打印機。

6、數字打印機具有至少一個打印頭，所述打印頭具有至少一個打印噴頭，其中打印噴頭具有壓電執行器。具有壓電噴頭的數字打印機是本領域技術人員充分已知的。通常，一個打印頭具有多于一個的打印噴頭。商業上常見的打印頭例如能夠具有每英寸1200個打印噴頭。

7、根據本發明，監控數字打印機的至少一個打印噴頭并且檢測其打印功率。如果多個打印噴頭被監控，則由被監控的打印噴頭中的每個打印噴頭檢測打印功率。

8、在根據本發明的方法的一個實施方式中，監控數字打印機的20%和100%之間、優選50%和100%之間的打印噴頭。

9、在本發明的一個實施方式中，通過以下方式監控至少一個打印噴頭：

10、·監控打印噴頭的壓電執行器的大小，和/或

11、·監控施加在打印噴頭的壓電執行器上的電壓。

12、壓電執行器的大小例如能夠通過監控在鄰接壓電執行器的用于打印介質的管路中的壓力來實現。但是，從現有技術中也已知所謂的“壓電自感測信號”，所述壓電自感測信號能夠用于監控壓電執行器的大小。

13、附加地或替選地，也能夠經由施加在壓電執行器上的電壓來監控打印噴頭。

14、在監控至少一個打印噴頭時獲得的數據借助適合的軟件被傳導給計算單元，在下文中也稱為計算機。通過軟件能夠求取被監控的打印噴頭的打印功率。

15、通過監控打印噴頭能夠確定：打印噴頭如何工作或者打印噴頭究竟是否工作（打印功率等于零）。在集成到軟件中的預定義的標度上，能夠確定被監控的打印噴頭的打印功率。這種標度例如能夠通過參考測量來確定并且然后保存在軟件中。

16、通過監控壓電執行器來監控打印噴頭隨之帶來如下大的優點：壓電執行器的從而打印噴頭的功能故障在打印期間就已經能夠被探測。由此能夠直接介入打印過程并且進行校正，以便維持打印質量。

17、相對于現有技術特別有利的是，并非僅探測打印圖像中的因有故障地工作的打印噴頭引起的故障位置，而是通過所進行的校正在很大程度上避免這種故障位置。因此，能夠將由于借助有故障的打印噴頭打印引起的次品最小化或者甚至完全避免這種次品。借此，打印質量在整個打印過程中能夠保持不變地保持得高。

18、在一個實施方式中，除了監控至少一個打印噴頭之外，還能夠對通過數字打印機打印的打印圖像進行光學監控。這種監控例如能夠通過數字相機或光譜相機或高光譜相機來進行。

19、光譜相機例如是對于每次記錄的圖像點具有12個圖像通道的多光譜相機，每圖像通道產生一個圖像點。因此，對于每次記錄的圖像點形成出自12個圖像通道的色譜。常見的傳感器技術在cmos傳感器上設置具有不同的濾色器的各個圖像點，使得能夠借助圖像記錄來描繪來自所記錄的圖像的多個光譜信息。

20、在高光譜相機中，每圖像點借助于光學設備、例如借助于棱鏡將光進行光譜分解，并且單獨地測量各個光譜區域。由此，與多光譜相機相比，光譜分辨率提高到大約20至250個或更多個圖像通道。

21、因此，與傳統的rgb相機不同，每圖像點不僅獲得顏色，而且獲得具有明顯更多的信息深度的光譜分布。

22、通過光學監控能夠附加地進行對打印圖像質量的控制。通過光學監控記錄的圖像被傳導給計算單元并且在所述計算單元中通過適合的軟件來評估。

23、在一個實施方式中，能夠借助ai軟件附加地進行打印質量的趨勢識別和/或關于打印質量的發展的預測。通過ai軟件進行趨勢識別和/或預測的結果能夠在求取打印噴頭的打印功率時加以考慮，其方式為，例如在建立已經描述的預定義的標度時考慮ai軟件的可行的結果。

24、在本發明的另一實施方式中，ai軟件的結果能夠用于檢驗打印噴頭的經求取的打印功率。如果ai軟件的結果與至少一個經求取的打印功率有偏差，那么能夠向使用者發出警告通知。由此能夠進行進一步的質量控制。

25、在另一實施方式中，能夠進行與保存在軟件中的參考圖像的比較，以便能夠探測故障位置。如果探測到故障部位，那么能夠向用戶發出警告通知和/或根據本發明對至少一個打印噴頭的打印功率進行進一步校正。

26、根據本發明，對于每個被監控的打印噴頭預設期望值和公差范圍。期望值限定了打印噴頭的全部功能性，并且公差值說明了期望值允許超過或低于多少%。

27、在一個實施方式中，公差值在1%和70%之間，優選地在1%和65%之間，特別優選在1%和60%之間。由此能夠考慮打印噴頭的在1%和70%之間的功率變化。通過設定公差值，能夠調節對打印圖像的質量的要求。公差值越小，打印噴頭的所容許的功率變化就越小并且打印圖像的打印質量越高。

28、根據本發明，計算至少一個打印噴頭的所測量的打印功率與期望值的偏差，并且然后存儲所述偏差。將偏差與公差值進行比較，并且當偏差大于預設的公差范圍時，對至少一個打印噴頭的打印功率進行校正。

29、在一個實施方式中，針對每個被監控的打印噴頭確定打印功率與相應的期望值的偏差。

30、根據本發明，能夠但并非必須對如下打印噴頭處的打印功率進行校正，所述打印噴頭的打印功率下降到低于公差值。在一個實施方式中，這實現：例如校正與有缺陷地工作的打印噴頭相鄰的打印噴頭從而防止打印圖案中的質量損失。

31、在本發明的一個實施方式中，通過在數字打印機的至少一個打印噴頭處的校正和/或通過校正分色數據來校正打印噴頭的打印功率。

32、根據本發明，能夠通過如下方式進行在至少一個打印噴頭處的校正：

33、·校正分色數據；和/或

34、·調節其打印功率低于公差值的打印噴頭的電壓；和/或

35、·調節與打印功率低于公差值的打印噴頭相鄰的打印噴頭的電壓；和/或

36、·改變至少一個相鄰的打印噴頭的打印角度。

37、在此，能夠通過如下方式進行在數字打印機的打印噴頭處的校正：

38、·調節打印功率低于公差值的打印噴頭的電壓；和/或

39、·調節與打印功率低于公差值的打印噴頭相鄰的打印噴頭的電壓；和/或

40、·改變至少一個相鄰的打印噴頭的打印角度。

41、尤其地，通過以下方式校正打印功率的偏差大于公差值的至少一個打印噴頭的打印功率：

42、·校正分色數據，其中調整打印功率的偏差大于公差值的至少一個打印噴頭的黑/白像素；和/或

43、·調節打印功率的偏差大于公差值的打印噴頭的電壓；和/或

44、·改變與打印功率的偏差大于公差值的打印噴頭相鄰的至少一個打印噴頭的打印角度。

45、在一個實施方式中，計算單元向所涉及的有故障的打印噴頭本身和/或向與所述打印噴頭相鄰的一個打印噴頭或與所述打印噴頭相鄰的多個打印噴頭發出信號，以對有缺陷的噴頭的狀態值進行補償，在所述狀態值中命令改變液滴大小。在此，經由電壓從而經由施加在打印噴頭的壓電執行器上的波形來調節液滴大小。通常的液滴大小在1至8皮升的范圍內。

46、在此，相鄰的打印噴頭優選沿打印寬度的方向設置在有故障的打印噴頭旁邊。所有可考慮的組合都是可行的。因此，能夠單獨地調整有故障的打印噴頭的打印功率、僅調整一個相鄰的打印噴頭或多個相鄰的打印噴頭的打印功率或者也能夠調整有故障的打印噴頭的打印功率以及一個相鄰的打印噴頭或多個相鄰的打印噴頭的打印功率。

47、同樣地，探測為有故障的打印噴頭能夠被關斷并且完全通過一個相鄰的打印噴頭或多個相鄰的打印噴頭來補償。

48、通過有故障的打印噴頭的隨后提高的墨水涂覆和/或通過由一個或多個相鄰的打印噴頭對墨水涂覆的補償，打印噴頭故障在打印圖像中完全不可見。因此，在打印圖像中也看不到故障位置。

49、在另一實施方式中，與有故障的打印噴頭相鄰的打印噴頭以一定的角度朝向有故障的打印噴頭打印。尤其地，調整至少一個與有故障地進行打印的打印噴頭相鄰的打印噴頭的打印角度，或者調整兩個與有故障地進行打印的打印噴頭相鄰的打印噴頭的打印角度。在此，相鄰的打印噴頭的角度必須選擇成，使得液滴落在中間位置上從而覆蓋這兩個打印噴頭的打印區域的至少一部分。因此，液滴實際上覆蓋其自身的打印區域以及有故障的打印噴頭的打印區域的一部分。

50、在一個實施方式中，如已經描述的那樣，調整至少一個相鄰的打印噴頭的打印角度，并且附加地，其打印功率通過調整分色數據和/或通過調整電壓進行。因此，如果必要，能夠附加地提高至少一個相鄰的打印噴頭的顏色涂覆（呈液滴大小的形式），以便實現最佳的校正。

51、在另一實施方式中，打印噴頭的打印功率的校正通過分色數據的校正來實現。

52、然后，通過調整單色列/打印頭列的分色數據來補償有故障的打印噴頭，由此通過打印文件中的數據調整來補償有故障的打印噴頭和/或有故障的打印噴頭的相鄰打印噴頭一起占據所述區域。

53、借助于軟件來調整數字的分色數據，其方式為，一個相鄰的打印噴頭或多個相鄰的打印噴頭的一個/多個區域獲得打印信息，以便補償有故障的打印噴頭的性能下降或甚至失效。此外，分色數據也能夠被調整成，使得有故障的打印噴頭對應地更強地打印。組合也是可行的。

54、對于每個打印圖像，分色包含被轉發給打印噴頭的黑/白像素。白色意味著不打印，100%黑色意味著打印最大液滴。因此，經由黑色色調值在壓力下控制液滴大小。例如，在白色時不打印，直至30%黑色液滴1（小），直至60%黑色液滴2（中等）和更大的液滴3（大）。

55、在打印圖案和分色數據中，根據打印寬度中的分辨率總是在打印方向上將確定的區域與打印噴頭相關聯。因此，在有缺陷的打印噴頭的情況下，分色文件能夠針對噴頭的這個狹窄區域借助于軟件進行調整。例如，能夠將針對區域的強度提高一定的量或者將行清空從而將打印噴頭關斷。同時，相鄰的打印噴頭能夠更多地打印，以便補償關斷的打印噴頭。

56、此外，可行的是，通過計算單元減小隨著時間過于強烈地打印的打印噴頭的液滴大小，或者通過減少打印信息來調整分色數據，以便打印更小的液滴。也就是說，通過壓電執行器處的電壓，即經由波形和/或經由分色數據，即經由黑/白像素的值，來調整液滴大小。這兩種方法已經被描述。

57、在一個實施方式中，分色數據在進行的打印過程中被調整。這具有如下優點：打印過程不必中斷從而提高打印過程的經濟性。

58、在一個實施方式中，通過不僅改變分色數據而且改變至少一個打印噴頭的電壓來進行校正。

59、打印噴頭的電壓的變化和/或分色數據的變化必須以何種程度進行以實現特定的變化，例如能夠通過校正數據組來預設。這種數據組能夠事先在無故障的打印條件下（所有打印噴頭無故障地正常工作）建立并且說明：確定的校正對打印結果具有何種影響。

60、因此，本發明有利地提供了大量的可行性，如因數字打印機的一個或多個有故障地工作的打印噴頭引起的有故障的打印已經能夠在正在進行的打印過程中被避免。通過根據本發明的方法能夠極大地提高這種打印過程的經濟性，因為能夠極大地降低打印機的停機時間以及錯誤打印的生產。

61、此外，本發明提供一種用于預防在數字打印中因有故障的打印噴頭引起的打印錯誤的設備，其中所述設備配置用于執行根據本發明的方法。所述設備具有：

62、·數字打印機；

63、·計算單元；和

64、·用于監控數字打印機的至少一個打印噴頭的打印功率的至少一個機構。

65、所述設備具有至少一個計算單元，在所述計算單元上收集至少一個打印噴頭的監控數據并且在所述計算單元上計算打印功率與期望值的偏差的計算。此外，在計算單元上將偏差與公差值進行比較，并且按照根據本發明的方法觸發校正。為此，計算單元控制：

66、·數字打印機的打印噴頭的壓電執行器的電壓；和/或

67、·至少一個打印噴頭的打印角度。

68、此外，在一個實施方式中，分色數據能夠借助計算單元進行調整。

69、所述設備具有用于監控至少一個打印噴頭的打印功率的至少一個機構。這例如能夠是打印介質的通道中的適合的壓力傳感器或者其他適合的傳感器，以便監控壓電執行器的大小和/或其電壓。用于監控至少一個打印噴頭的打印功率的機構與至少一個計算單元連接，以便將探測到的信號轉發給計算單元。

70、在一個實施方式中，所述設備還包括用于光學監控數字打印機的打印圖像的至少一個機構。這例如能夠是數字相機、光譜相機或高光譜相機。數字相機、光譜相機或高光譜相機優選與至少一個計算單元連接。

71、此外，本發明提供一種用于借助數字打印機將打印裝飾打印到載體材料上的方法。在所述方法中

72、·在通過數字打印機將打印裝飾打印到載體材料上期間借助根據本發明的方法來監控數字打印機的至少一個打印噴頭。

73、在本發明的一個實施方式中，數字打印機的所有打印噴頭借助根據本發明的方法來監控。

74、在本發明的另一實施方式中，載體材料選自：紙；玻璃；金屬；薄膜；人造木料、尤其mdf板或hdf板、wpc板；貼面板；漆層；塑料板；纖維增強塑料；硬紙和無機載體板。

75、針對根據本發明的方法所描述的特征以相同的方式適用于根據本發明的設備，并且反之亦然。

76、通過本發明能夠有利地提早識別和校正各個打印噴頭的失效或功率損失，從而避免打印圖像中的故障位置。因此，在打印過程中能夠對應地比借助現有技術中的方法更早地進行干預，由此能夠將打印質量保持得高。因此，本發明提供了如下預防性地監控打印過程的可行性：提前識別有故障的打印噴頭并且在打印過程已經消除其對打印圖像的影響。此外，提高了打印過程的經濟性，因為能夠使廢品最小化。打印產品的制造商因此通過更少的廢品、更少的停工時間節省成本并且登記更少的投訴，所述投訴由于質量控制而減少。通過本發明，尤其能夠使打印設施的停機時間最小化，否則會發生停機時間以用于清潔打印噴頭。