CN109203749B - 用于借助油墨和润湿剂对可吸收式承印材料印刷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助油墨和润湿剂对可吸收式承印材料进行印刷的方法，包括如下方法步骤：提供具有印刷头的印刷机；提供计算机；提供图像；计算分色矩阵；提供关系T1；计算油墨量矩阵；计算总油墨量矩阵A；计算权重矩阵G；计算矩阵B；确定最大值MaxBi,j；计算润湿剂量矩阵C；提供关系T2；计算润湿剂图像；如果印刷反面的话：比较，传递；栅格化分色矩阵；栅格化润湿剂图像；印刷油墨图像；印刷润湿剂图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助油墨和润湿剂对可吸收式承印材料进行印刷的方法。
背景技术
本发明的技术领域是图形工业领域，并且在此尤其是这样的领域：以工业方式喷墨印刷到平坦的基底上，即：将液态油墨施加到页张形式或者幅带形式(优选由纸、纸板或塑料制成的)承印材料上。
在已知的DOD油墨印刷方法(按需滴定，drop-on-demand)中，实现液态油墨的施加，其方式是，在平坦的承印材料上产生印刷图像，其中，根据待印刷的图像，具有可单个驱控的喷嘴开口的喷墨印刷头(简称喷头) 产生微小墨滴(优选在皮升范围内)，并且这些墨滴以无接触的方式作为印刷点传递到承印材料上。
在所谓的水基油墨印刷中，液态油墨含有水份额(Wasseranteil)用以吸收着色剂(特别是颜料)。借助于由油墨印刷头所产生的液滴，将着色剂传递到承印材料上。将在此同样传递的水从承印材料除去，优选是通过热干燥。
在水基油墨印刷中，由于水被传递到承印材料上，因此承印材料中可能会出现不希望的波纹(所谓的起皱，Cockling)，特别是在印刷薄基底的情况下。例如，如果大量水被传递到印刷部位上，而很少或没有水被传递到非印刷部位上，那么上述影响可能会由于水的不均匀传递而加剧。在此，印刷区域的边缘可能会剧烈地起波纹。
这个问题的解决方案能够在于：将基底的所有非印刷区域进行润湿。然而，这会导致非常大量的水分传递至基底，进而导致后续干燥过程变得困难，尤其是要提高为此所需的能量需求。如果要使用透明油墨来润湿，那么同时印刷成本将大大增加。
DE 10 2010 060 409 A1公开了一种用于在借助含水油墨进行印刷时降低承印材料的波纹形成的方法。在此，采用了油墨印刷头和用于透明含水液体的印刷头。这种油墨和液体的传递以减小印刷区域与非印刷区域之间的湿度差的方式来实现。能够从印刷区域经由子区域到子区域地产生出以递减分级方式的水分过渡区。尽管有分级，但仍可能存在波纹形成(尽管程度较小)，这仍不利于顾客所要求的高水平的印刷品质。
US2009/0256896A1描述了一种类似的解决方案或所谓的用于控制待传递液体量的控制装置。但是，没有进一步说明如何控制量。US 9,193,177B1 相应存在同样的问题。
发明内容
在这种背景下，本发明的任务是提供一种相对于现有技术有所改善的方法，该方法能够实现进一步降低水基油墨印刷中所不希望的波纹形成，以满足工业生产印刷产品的高的乃至最高的品质要求。
上述任务通过根据本发明所述方法得以实现。
本发明的有利的进而优选的改进方案由优选实施方式 以及从说明书和附图得出。
本发明涉及一种借助油墨和润湿剂对可吸收式承印材料(
Bedruckstoff)进行印刷的方法，其中，油墨和润湿剂都含有水作为溶剂，并且所述润湿剂是无色的，提供具有至少两个油墨印刷头和至少一个润湿剂印刷头的油墨印刷机，所述至少两个油墨印刷头将待印刷的油墨图像传递到承印材料的正面上，并且所述至少一个润湿剂印刷头将待印刷的(特别是包围油墨图像的)润湿剂图像传递到承印材料的正面上，从而减少或避免可吸收式承印材料的由水引起的波纹形成，并且，提供计算机，包括以下特征步骤：提供待印刷到承印材料的正面上的图像，特别是RGB图像；计算n个不同的分色矩阵，其中，
且n≥2；基于图像的n个不同的分色矩阵，计算n个油墨量矩阵An；计算总油墨量矩阵A，其中，A＝A1 +A2+...+An；对于总油墨量矩阵A的每个元素A(i,j)：计算矩阵Bi,j，其中，Bi,j＝G*A，即，通过将总油墨量矩阵A与所提供的权重矩阵G相乘，并确定出矩阵B的最大值MaxBi,j；计算润湿剂矩阵C，其中，C(i,j)＝MaxBi,j-A(i,j)；基于润湿剂矩阵C，计算待印刷到承印材料的正面上的润湿剂图像；采用栅格图像处理器(Raster-Image-Prozessor)对油墨图像的分色矩阵进行栅格化(Rastern)；采用所述栅格图像处理器对润湿剂图像进行栅格化；印刷所述油墨图像；以及印刷所述润湿剂图像。
本发明以有利的方式实现了进一步降低水基油墨印刷中所不希望的波纹形成，并且因此可以满足工业生产印刷产品的高的乃至最高的品质要求。
有利地，根据本发明的方法不是要润湿承印材料的整个面，而是仅仅润湿包围印刷图像的选定的边缘区域。也就是说，这节省了润湿剂并降低了成本(无论是润湿剂消耗还是干燥)。另一优势在于，润湿剂不是粗略地以分级方式传递，而是以连续或几乎连续的方式传递，也即：精细地以(从图像边缘远离地)下降的方式传递，例如以梯度或类似形式。润湿剂图像中润湿剂的传递可以有利地以位置分辨
的方式适配于在油墨图像相邻部位上在墨水中所存在的水量，并且由此提供平稳过渡。另一优势在于，根据本发明，能够在没有任何干扰的可察觉到的起皱的情况下在薄的纸上印刷，并且甚至能够印刷没有专门针对喷墨印刷而设计和配备的(例如是经涂层的)纸，例如是可以采用针对胶印的纸。
根据本发明，润湿剂图像的计算是在计算分色矩阵与栅格化的步骤之间进行。较早或较晚都无法进行润湿剂图像的计算，这是因为不确定在油墨图像的哪个位置处存在多少油墨量(单独的和总计的)。
本发明的优选改进方案的特征在于，计算图像的分色矩阵作为CMYK 矩阵或CMYKOGV矩阵。分色K(也即黑色并且特别是对于待印刷的文本而言)可能要从本方法中剔除，这是因为对此栅格化可能是没必要的。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，在采用强度(或光学密度) 与层厚度之间的已提供的关系T1的情况下，特别是在采用Tollenaar曲线 (Tollenaar-Kurve)的情况下，计算油墨量矩阵A。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，在考虑n个油墨量矩阵An的各权重g1n的情况下，计算总油墨量矩阵A。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，将权重矩阵G作为关于其元素G(i,j)的值的走向(Verlauf)方面在中心处是锥形的并且在边缘以零值填充的矩阵提供。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，在考虑MaxBi,j和A(i,j)的元素的权重g2根据润湿剂和油墨各自水份额的情况下，计算润湿剂量矩阵C。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，在采用强度与层厚度之间的已提供的关系T2的情况下，特别是在采用Tollenaar曲线或其逆曲线 (Inverser)的情况下，计算所述润湿剂图像。
本发明的优选的改进方案的特征在于如下方法步骤：对于待印刷在承印材料的反面上的另外的图像，执行根据本发明的方法的提供、计算和确定这些特征步骤；对于承印材料的待印刷的每个部位，将正面的油墨图像或润湿剂图像的值与反面的油墨图像或润湿剂图像的对应反面值进行比较；将基于比较所获得的、一图像的较大值传递到对应的另一图像中。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，润湿剂印刷头的印刷分辨率低于油墨印刷头的印刷分辨率。
本发明的优选的改进方案的特征可以在于，提供计算机来执行步骤：计算、确定和比较。
附图说明
下文将参照附图并基于优选示例性实施例更详细地描述本发明以及其优选的改进方案。
图1示出了本发明的方法的优选示例性实施例；
图2示出了油墨量矩阵A的优选示例性实施例；
图3示出了权重矩阵G的优选示例性实施例；
图4示出了总油墨量矩阵B的优选示例性实施例；
图5示出了润湿剂量矩阵C的优选示例性实施例。
具体实施方式
图1示出了本发明的根据方法步骤1至15的方法的优选示例性实施例。下面将进一步参考图2至5详细描述该方法的各个方法步骤。
在方法步骤1中，提供一种油墨印刷机，该机器具有至少两个油墨印刷头(优选是四个或七个油墨印刷头)以及至少一个润湿剂印刷头，用于在可吸收式承印材料的一个面上进行印刷，该可吸收式承印材料优选是纸张、纸板、或者其他含天然纤维的材料。为了将反面进行印刷及润湿，能够可选地设有其他印刷头。待印刷的油墨以及待印刷的润湿剂都含有水作为溶剂，并且润湿剂基本上无色或透明。借助所述至少两个油墨印刷头将多色的待印刷的油墨图像传递到承印材料的正面上。相应地，借助所述至少一个润湿剂印刷头将待印刷的润湿剂图像传递到承印材料的正面上。润湿剂的这种传递减少或避免了可吸收式承印材料的由水引起的波纹形成。
在方法步骤2中，提供计算机。该计算机特别用于执行下面列举的方法步骤(特别是计算、确定或比较)。计算机优选是机器控制装置的部分，并且包括用于保存数据(特别是矩阵)的存储器。
在方法步骤3中，提供待印刷到承印材料的正面上的图像。这种图像尤其可以涉及到双色或多色图像，例如能够作为所谓的位图(Bitmap)提供的RGB图像。该图像可以作为矩阵保存在计算机上或者提供给计算机。该图像相应于待印刷(或待产生)的印刷作业，即：(以光学方式)待察觉到的物理的印刷图像(在承印材料上)。
在方法步骤4中，对所提供的图像进行分色(Farbseparation)。在此，计算出图像的n个不同的分色矩阵，其中，
和n≥2。图像的分色矩阵可以被计算作为CMYK矩阵或者作为CMYKOGV矩阵(青色、品红、黄色、黑色、橙色、绿色、紫色)。由此，在前一种情况(作为CMYK矩阵)下，将会计算出四个矩阵。每个矩阵将会相应于四个分色C、M、Y、 K之一。这些分色矩阵相应于多色印刷的待印刷的分色，这些待印刷的分色相互叠印构成了印刷作业。
在方法步骤5a中，提供了分色矩阵的各个元素的强度或光学密度与对应的层厚度(或油墨量)之间的关系T1。这种关系T1通常可以作为函数方程或者作为离散的配属关系来提供。特别地，这种关系T1能够以所谓的 Tollenaar曲线的形式提供。这种关系T1可以针对所有油墨(或颜色)共同提供，或者针对每种油墨(或颜色)单独提供(T1n)。由此，能够使用分色矩阵的各个元素(强度值或光学密度值)已提供的关系T1实现根据方法步骤5b的计算。在此，基于图像的n个不同的分色矩阵，计算出相应多个油墨量矩阵An。因而，油墨量矩阵包含待产生的层厚度的值(或为此所需的油墨量)作为元素，而并不像分色矩阵那样包含强度值或光学密度值。油墨量矩阵相应于各印刷颜色的油墨量，这些油墨量待传递到承印材料上用于待产生的印刷作业。
在方法步骤6中，基于先前计算的油墨量矩阵An，计算出总油墨量矩阵A。总油墨量矩阵A优选可以通过将矩阵An求和(Summenbildung)来计算得出：A＝A1+A2+…+An。这种计算能够可选地在考虑到各油墨量矩阵 An的各权重g1n的情况下进行计算。图2的上半部示出了总油墨量矩阵A 的示例(具有i行和j列或元素(i,j)的矩阵)。图2的下半部是同一矩阵的图形表示。在此，所示的线条表示矩阵具有相同绝对数值的值(相当于与矩阵相应的“山脉”中的“等高线”)。在此，总油墨量矩阵相应于总油墨量的分布，这种分布是用于在承印材料上产生印刷作业，也即：被印刷的承印材料上每个部位上的总油墨量。
在方法步骤7a中，设置权重矩阵G。图3示出了这种矩阵G的例子。可看到的是，矩阵具有基本上锥形的结构，即：矩阵元素(i,j)的绝对数值的走向在矩阵G的中心呈锥形。在此，这个锥形的尖端位于矩阵的中心。在边缘处，以零值填充矩阵G。而其他的走向也是可能的，但是测试显示这种锥形走向是特别有利的。在方法步骤7b中，计算矩阵B。这种矩阵B 在图4中示出。在此，这种计算如下进行：对于总油墨量矩阵A的每个值 A(i,j)，通过将总油墨量矩阵A乘以所提供的权重矩阵G计算各矩阵Bi,j，该权重矩阵在A(i,j)处居中(即以其中心，特别是其锥尖布置)。这种计算可以作为矩阵的卷积(Faltung)进行。根据方法步骤7c，对于每个这种矩阵Bi,j，确定出各矩阵Bi,j的所有元素的最大值MaxBi,j。
在方法步骤8中，计算出润湿剂量矩阵C。在此，矩阵C的每个元素 (i,j)都是通过最大值MaxBi,j与矩阵A的值(i,j)之间的差值得出的： C(i,j)＝MaxBi,j-A(i,j)。MaxBi,j和A(i,j)的值可以被加权，也即：对于上述差值形成，能够以因子g2进行加权。在此，权重g2的值可以根据润湿剂和油墨的各水份额来选定。润湿剂量矩阵C相应于待传递到承印材料上的润湿剂量，根据本发明(关于减少或避免承印材料波纹形成方面)，上述润湿剂量已适配于待传递的总油墨量。
在方法步骤9a中，提供了强度与层厚度(或润湿剂量)之间的关系 T2。这种关系T2通常可以作为函数方程或者作为离散的配属关系来提供。这种关系T2可以特别是呈所谓的Tollenaar曲线的形式提供。这种关系T2可以针对润湿剂来提供，也即它可以与上述关系T1(或T1n)不同。在方法步骤9b中，于是基于润湿剂矩阵C计算出待印刷到承印材料的正面上的润湿剂图像。能够使用已提供的关系T2来计算润湿剂图像。在此，相应于(印刷)图像，润湿剂图像(或术语“图像”)应理解成：对于待传递的液体而言强度值的(i,j)分布(即使它是无色的)。
如果只有承印材料的正面要印刷，则该方法以方法步骤12继续。但是，如果承印材料的反面也要印刷，则相应地执行方法步骤2至9b用于待反面印刷的印刷图像。如果承印材料的两面都要印刷，则执行另外的方法步骤 11。在此，对于承印材料的待印刷的每个部位，将油墨图像或润湿剂图像的正面值与油墨图像或润湿剂图像的对应反面值进行比较。将通过比较所获得的、这两个值中的较大者从一个图像传递到对应的另一个图像中。
在方法步骤12中，使用栅格图像处理器对油墨图像的分色矩阵进行栅格化。在方法步骤13中，同样使用栅格图像处理器对润湿剂图像进行栅格化。如果承印材料要两面印刷，则对承印材料的正面和反面都进行栅格化方法步骤。
在方法步骤14中，将油墨图像印刷在承印材料的正面上。在承印材料两面印刷的情况下对于承印材料的反面也相应地执行。
在方法步骤15中，将润湿剂图像印刷到承印材料的正面上。同样，在承印材料两面印刷的情况下对于承印材料的反面也相应地执行。
附图标记列表：
1 提供具有印刷头的印刷机
2 提供计算机
3 提供图像
4 计算分色矩阵
5a 提供关系T1
5b 计算油墨量矩阵
6 计算总油墨量矩阵A
7a 提供权重矩阵G
7b 计算矩阵B
7c 确定最大值MaxBi,j
8 计算润湿剂量矩阵C
9a 提供关系T2
9b 计算润湿剂图像
10 决定
11 比较和传递
12 栅格化分色矩阵
13 栅格化润湿剂图像
14 印刷出油墨图像
15 印刷出润湿剂图像
Claims (14)
1.一种用于借助油墨和润湿剂对可吸收式承印材料进行印刷的方法，其中：
·所述油墨和所述润湿剂都包含水作为溶剂，并且所述润湿剂是无色的，
·提供油墨印刷机，所述油墨印刷机具有至少两个油墨印刷头和至少一个润湿剂印刷头，
·所述至少两个油墨印刷头将待印刷的油墨图像传递到所述承印材料的正面上，并且所述至少一个润湿剂印刷头将待印刷的润湿剂图像传递到所述承印材料的正面上，由此减少或避免所述可吸收式承印材料的由水引起的波纹形成，并且
·提供计算机，
包括如下特征步骤：
·提供待印刷到所述承印材料的正面上的图像；
·计算所述图像的n个不同的分色矩阵，其中，
且n≥2；
·基于所述图像的n个不同的分色矩阵，计算n个油墨量矩阵An；
·计算总油墨量矩阵A，其中，A＝A1+A2+...+An；
·对于所述总油墨量矩阵A的每个元素A(i,j)：计算具有i行和j列的矩阵B，其中，B＝G*A，即，通过将所述总油墨量矩阵A与已提供的权重矩阵G相乘，并且确定所述矩阵B的最大值MaxBi,j；
·计算润湿剂量矩阵C，其中，C(i,j)＝MaxBi,j-A(i,j)；
·基于所述润湿剂量矩阵C，计算待印刷到所述承印材料的正面上的润湿剂图像；
·在采用栅格图像处理器的情况下对所述油墨图像的分色矩阵进行栅格化；
·在采用所述栅格图像处理器的情况下对所述润湿剂图像进行栅格化；
·印刷所述油墨图像；以及
·印刷所述润湿剂图像。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
计算所述图像的分色矩阵，作为CMYK矩阵或者CMYKOGV矩阵。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在采用强度或光学密度与层厚度之间的已提供的关系T1的情况下，计算所述油墨量矩阵An。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在考虑所述n个油墨量矩阵An的各自权重g1n的情况下，计算所述总油墨量矩阵A。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
将所述权重矩阵G作为关于该权重矩阵G的元素G(i,j)的值的走向方面在中心处是锥形的并且在边缘处以零值填充的矩阵来提供。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在考虑MaxBi,j和A(i,j)的元素根据所述润湿剂和所述油墨各自水份额的权重g2的情况下，计算所述润湿剂量矩阵C。
7.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在采用强度与层厚度之间的已提供的关系T2的情况下，计算所述润湿剂图像。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，包括如下方法步骤：
-对于待印刷在所述承印材料的反面上的另外的图像，执行权利要求1的特征步骤：提供、计算和确定；
-对于所述承印材料的待印刷的每个部位，将正面的油墨图像或润湿剂图像的值与反面的油墨图像或润湿剂图像的对应反面值进行比较；以及
-将基于所述比较所获得的、一图像的较大值传递到对应的另一图像中。
9.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述润湿剂印刷头的印刷分辨率低于所述油墨印刷头的印刷分辨率。
10.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
提供计算机，用以执行步骤：计算、确定和比较。
11.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述待印刷的润湿剂图像包围所述油墨图像。
12.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
提供待印刷到所述承印材料的正面上的图像，该图像是RGB图像。
13.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在采用强度或光学密度与层厚度之间的已提供的关系T1的情况下，在采用Tollenaar曲线的情况下，计算所述油墨量矩阵An。
14.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在采用强度与层厚度之间的已提供的关系T2的情况下，在采用Tollenaar曲线或其逆曲线的情况下，计算所述润湿剂图像。
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