EP0115546B1 - Verfahren zum automatischen Ermitteln und Einregeln der Druckqualität eines Druckers - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Druckqualität von von Druckern ausgedruckten Zeichen.
• In dem Artikel "Die Überwachung einer Tiefdruckrotationsmaschine mit Hilfe eines Prozessrechners (4th IFAC/IFIP International Conference on Digital Computer Applications to Process Control, Zürich, Schweiz, 19.-22. März 1974, Teil II, Seiten 477-487, Springer-Verlag, Berlin, DE.) ist zwar eingangs erwähnt, daß die optische Farbdichte ein Kriterium zur Beurteilung der Druckqualität ist. Insbesondere wird jedoch nur ein Farbdichte-Regler für die optische Dichte beschrieben.
• Dies geht jedoch am Thema der Druckqualität vorbei, da z.B. eine geringe Farbdichte nicht zwingend auch eine schlechtere Druckqualität im subjektiven Sinne darstellen muß. In dieser Schrift wird zwar behauptet, daß die optische Farbdichte ein Kriterium zur Beurteilung der Druckqualität wäre; jedoch erscheint als Regelgröße nicht die Druckqualität, sondern nur die optische Dichte.
• Die Druckqualität ist eine subjektive Größe und kann empirisch aus einer statistisch relevanten Anzahl von Einzelbeurteilungen einer Reihe von gleich guten oder von stufenweise oder kontinuierlich in ihrer Qualität zunehmenden (oder auch abnehmenden) Vorlagen durch eine ebenfalls statistisch relevante Anzahl von Beobachtern ermittelt werden. Auf diese Weise kann man, wie eingehende Versuche in guter Übereinstimmung miteinander gezeigt haben, tatsächlich zu einer einigermaßen zuverlässigen Aussage über die Druckqualität kommen, insbesondere dann, wenn man die Ergebnisse in eine Anzahl von abgestuften Qualitätsklassen, beispielsweise sechs Qualitätsklassen, einordnet.
• Das neue Verfahren soll vor allen Dingen dazu dienen, das Druckbild eines Zeilendruckers, Rasterdruckers, oder dgl. ständig zu überwachen und ggf. zu korrigieren. Es gibt dabei eine ganze Reihe von Parametern für die Druckqualität, die je nach Druckverfahren und Drucker verschiedene Bedeutung bzw. Wichtigkeit haben. Bei teilweise abgeschnittenen Buchstaben stimmt beispielsweise die Steuerung der Hammerflugzeit nicht oder es bewegt sich der Typenträger zu schnell oder zu langsam, die Hammerauslösung erfolgt zu früh oder zu spät. Undeutlicher oder zu starker Druck kann darauf hinweisen, daß der Anschlag des Druckhammers oder Druckkopfes beispielsweise zu stark oder zu schwach ist. Dies kann ferner ein Hinweis darauf sein, daß das Farbband oder Drucktuch ganz neu oder im Gegenteil schon fast so stark verbraucht ist, daß die Struktur des Farbbandes oder Farbtusches im Druck zu erkennen ist. Um diesen Schwierigkeiten Herr zu werden, wird man beispielsweise eine mittlere Druckqualität vorgeben, die trotzdem noch als sehr gut bezeichnet werden muß und versuchen, auf diese mittlere Druckqualität, die für Langzeitbetrieb mit Sicherheit das Optimum darstellt, einzuregeln.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die subjektive Druckqualität durch menschliche Bewerter (Jury) aufgrund ihres subjektiven Eindruckes mit Wertzahlen (z.B. 1 = bestens; 1,5; 2; ... 6 = schlechtestens) benotet wird, daß für einen speziellen Drucker die geforderte subjektive Druckqualität durch eine bestimmte Wertzahl DQs vorgegeben in diesem gespeichert wird, daß in an sich bekannter Weise für ein ausgedrucktes Zeichen durch opto-elektronische Abtastung jedes seiner Bildelemente i (i = 1 bis n) längs der Skelettlinie des Zeichens und des Hintergrundes ein Bildkontrastsignalwert

  

  
  (R_i = Reflexionswert des i-ten Bildelementes
  R_B = Reflexionswert des Hintergrundes)
  ermittelt und aus allen Bildkontrastsignalwerten des Zeichens der arithmetische Mittelwert zu PCS bestimmt wird, daß aus den Bildkontrastsignalwerten unter Bildung der Standardabweichung

  

  
  und Bestimmung eines Druckqualitätsfaktors

  

  
  ein objektiver Druckqualitätswert zu
  
  ${\text{DQ}}_{\text{o}}{\text{≧ a}}_{\text{o}}\text{+ a₁ lnx₂}$

  

  
  
  (a_o ≧ schlechteste Wertzahl)
  a₁ wird so gewählt (als negativer Wert), daß sich bei einer besten Druckqualität für DQ_o die beste Wertzahl ergibt)
  bestimmt wird, und daß bei einer Abweichung des objektiven Druckqualitätswertes DQ_o vom vorgegebenen subjektiven Druckqualitätswert DQ_s ein Nachregeln des DQ_o- auf den DQ_s-Wert dadurch erfolgt, daß die die objektive Druckqualität des Druckers beeinflussenden Größen entsprechend verändert werden.
• Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.
• Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, auf die im Text bezug genommen werden wird, näher beschrieben.
• Zur Ermittlung eines subjektiven Druckqualitätsfaktors DQ_s wird eine repräsentative Menge von Druckvorlagen, die von gleicher und/oder unterschiedlicher Qualität sein können einer ebenso repräsentativen Gruppe von Bewertern zur Beurteilung vorgelegt. Die Bewerter werden dabei gebeten, die Qualität mit einem Faktor zwischen 1 und 6 mit der Möglichkeit von Zwischenwerten 1,5, 2,5, usw., zu bewerten. Diese Beurteilungen werden mit Hilfe statistischer Verfahren ausgewertet. Dies ergibt eine Formel, die hinreichend genau die Bewertung durch die Beurteiler mathematisch vorherzusagen gestattet, wenn die entsprechenden Druckqualitätsparameter durch Messung ermittelt worden sind. Einer dieser Parameter ist das Druckkontrastsignal PCS (Print Contrast Signal). Dieses wird entlang der Skelettlinie gemäß DIN 66 223 und auch über den Vorlagenhintergrund durch Abtastung mittels des oben genannten Abtastverfahrens ermittelt. Dieser Parameter ergibt sich also aus den unterschiedlichen Reflexionswerten der Skelettlinie zum Hintergrund.
• Bei dieser Abtastung erhält man je nach Qualität der abgetasteten Zeichen einen anderen Wert. Die Variation dieses Parameters auf der Druckvorlage kann in drei Ausdrücken beschrieben werden:
• 1. PCS (Mittelwert),
• 2. PCS Standardabweichung oder σ_PCS und
• 3. PCS (Fehlstellen).
• Demgemäß kann der Wert (1-PCS Fehlstellen) als Durchschnittswert auch als Vollständigkeit eines Zeichens bezeichnet werden. Faßt man diese Begriffe in folgender Formel zusammen:

  

  
  so ergibt sich eine hinreichend genaue Beschreibung des Beurteilungsverhaltens dieser Gruppe von menschlichen Bewertern bezüglich der Druckqualität der Vorlage. Dies zeigt die Zeichnung. Dort sind auf der Ordinate die Beurteilungswerte abgetragen, während der Druckqualitätsfaktor x₂ auf der Abszisse angegeben ist. Dabei ist unterstellt, daß die Gesamtheit der bewerteten Druckvorlagen durch diese Untermenge mit einer im Rahmen liegenden Genauigkeit hinreichend repräsentiert wird. Außerdem wird vorausgesetzt, daß die Standardabweichung einen von Null verschiedenen Wert aufweist. Dies ist im Normalfall immer der Fall.
• Dieser x₂-Wert kann über den natürlichen Logarithmus linearisiert werden und man erhält dann eine lineare Skala von 1-6. Dabei ist dann eine Extrapolation auf Werte kleiner als 1 und größer als 6 möglich. In den meisten Fällen ist die Vollständigkeit der Zeichen sichergestellt; so daß sich die Formel für x₂ vereinfacht zu

  

  
  Dies gilt immer entlang der Skelettlinie.
• Für den unwahrscheinlichen Fall, daß PCS Standardabweichung Null ist, ist diese Formel natürlich nicht anwendbar. Der Grund dafür liegt darin, daß die wahre Funktion von x₂ erwartungsgemäß logarithmisch ist und daß die Formel für die Klassifizierung des Wertes der Druckqualität nur eine Annäherung aus einer Reihenentwicklung ist, damit die Formel nicht zu abstrakt wird. Für Untersuchungen mit sehr guten Druckqualitäten oder Schriftqualitäten sollte x₂ durch ln x₂ ersetzt werden. Dadurch erhält man eine lineare Abhängigkeit.
• Diese Formel ist für alle Druckvorlagen anwendbar, bei denen der Druckkontrast, die Schwankungen des Druckkontrastes längs der Skelettlinie, die Schwankungen des Druckkontrastes zwischen verschiedenen Zeichen und die Vollständigkeit der einzelnen Zeichen sowie die Randschärfe der einzelnen Zeichen, die wesentlichen Komponenten für den Druckqualitätsfaktor sind.
• Das Regelverfahren läuft dabei so ab, daß die in dem Drucker einer Regelung zugänglichen Parameter in einem Listenspeicher abgespeichert sind, und daß die Regelgrößen die Nachregelungen der einzelnen Parameter, die ihrer Effizienz nachgeordnet sind, nacheinander bewirken, bis die optimale Druckqualität durch ständigen Vergleich mit dem eingespeicherten Wert angenähert oder erreicht ist.
• Die Abtastwerte können dabei prinzipiell entweder aus den Zeichen einer Druckzeile selbst oder aber durch außerhalb des Schriftbildes zu druckende besondere Zeichen, die sich für eine genaue Einregelung auf die optimale Druckqualität besonders eignen, gewonnen werden. Diese Muster können beispielsweise Punktraster, Strichraster, oder Raster mit nur einem Punkt oder Raster mit konzentrischen Kreisen oder ähnliches sein. Zur Durchführung des Verfahrens wird man dabei zweckmäßigerweise mit einem auf kleinstem Raum direkt über der Druckzeile angebrachten photoelektronischen Abtaster die Abtastwerte erfassen und mit Hilfe einer einfachen Rechenschaltung den Druckqualitätsfaktor DQ ableiten.

Claims (2)

1. Verfahren zur Regelung der Druckqualität von von Druckern ausgedruckten Zeichen, dadurch gekennzeichnet, daß die subjektive Druckqualität durch menschliche Bewerter (Jury) aufgrund ihres subjektiven Eindruckes mit Wertzahlen (z. B. 1 = bestens; 1,5; 2; ... 6 = schlechtestens) benotet wird, daß für einen speziellen Drucker die geforderte subjektive Druckqualität durch eine bestimmte Wertzahl DQs vorgegeben in diesem gespeichert wird, daß in an sich bekannter Weise für ein ausgedrucktes Zeichen durch opto-elektronische Abtastung jedes seiner Bildelemente i (i = 1 bis n) längs der Skelettlinie des Zeichens und des Hintergrundes ein Bildkontrastsignalwert

   

   (R_i = Reflexionswert des i-ten Bildelementes
   R_B = Reflexionswert des Hintergrundes)
   
   ermittelt und aus allen Bildkontrastsignalwerten des Zeichens der arithmetische Mittelwert zu PCS bestimmt wird, daß aus den Bildkontrastsignalwerten unter Bildung der Standardabweichung

   

   und Pestimmung eines Druckqualitätsfaktors

   

   ein objektiver Druckqualitätswert zu
   
   ${\text{DQ}}_{\text{o}}{\text{= a}}_{\text{o}}\text{+ a₁ lnx₂}$

   

   
   
   (a_o ≧ schlechteste Wertzahl)
   a₁ wird so gewählt, (als negativer Wert) daß sich bei einer besten Druckqualität für DQ_o die beste Wertzahl ergibt)
   
   bestimmt wird,
   und daß bei einer Abweichung des objektiven Druckqualitätswertes DQ_o vom vorgegebenen subjektiven Druckqualitätswert DQ_s ein Nachregeln des DQ_o- auf den DQ_S-Wert dadurch erfolgt, daß die die objektive Druckqualität des Druckers beeinflussenden Größen entsprechend verändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß bei Fehlstellen in der Skelettlinie der zu bewertenden Zeichen ein normierter durchschnittlicher PCS-Fehlstellenwert zu
   
   PCS _Fehl
   
   als Anteil der fehlenden Bildelemente im Verhältnis aller geforderten Bildelemente bestimmt wird, und daß sich der Druckqualitätsfaktor unter Berücksichtigung der Fehlstellen zu

   

   errechnet.

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