涉及打印过程的方法和装置与流程

概括而言，本发明涉及打印过程，并且具体而言，涉及打印作业的质量保证。特别地，本发明涉及在实行实际的打印之前模拟工业打印机中的打印任务。

背景技术：

消费品和工业商品需要大量的产品标识(例如，过期日期、可追溯性数据等)。待打印的信息可以从一个物品到另一个物品、从一批类似的物品到另一批类似的物品、从一个生产地点或生产时间到另一个生产地点或生产时间、和/或从一种类型的打印技术到另一种类型的打印技术而不同。

工业编码和标记环境的一个示例可以是在各种类型的包装或消费品上的标签的打印。

另一个示例是多个编码和标记打印机(具有相同的技术或具有不同的技术)被配置为同时在各种类型的产品或物品上(包装的两侧、可见的和不可见的打印的信息的组合等)打印信息的情况。

打印和加标签是商品的生产和包装中的导入(importing)步骤。

在工业打印环境中，许多打印机通常被配置为大体上同时在各种类型的物品上打印信息。消费品需要大量的产品标识(例如，过期日期、可追溯性数据等)。不同的参数影响打印的结果，例如：

●速度，其可以取决于商品之间的空间或者带式传送机的速度，

●表面类型(材料)，

●表面形状，

●打印机头和/或打印技术，

●环境参数，例如湿度、环境温度、污染，和/或

●其组合

待打印的信息也可以从一个物品到另一个物品、从一批类似的物品到另一批类似的物品、和/或从一个生产地点和生产时间到另一个生产地点和生产时间而不同。

因此，获得与在上文中所提及的示例性参数无关的良好质量的打印结果非常重要。

例如，在条码的情况下，所打印的条码的轻微的损伤可能影响扫描结果。

根据正常的过程，在实际的打印作业之前要进行测试，由此可以产生多个打印输出来控制结果(目测或扫描)，可以基于所述结果来调整打印机或其他项目(例如，传送机的速度)以获得良好的结果。该过程是耗费时间的，并且在可以获得可接受的打印结果之前可能会停止或降低生产速度。

技术实现要素：

本发明的实施例解决在上文中所提及的问题，并且帮助最小化包装和购买成本，并且消除不必要的打印任务，以产生更快速、更一致、并且更高效的生产线。本发明适用于工业打印任务。

此外，根据一些实施例，本发明解决了以下问题中的一个或多个问题，包括：确定用于在接收表面类型上获得需要的可读取性和质量水平的打印的最佳操作参数、消除进行多个测试打印的需求、利用不同的条码验证器来验证质量、以及针对每次测试打印而改变操作参数以获得需要的条码可读取性和质量。

所述目的可以通过在用于控制来自打印设备的在信息载体上的打印输出的装置中的方法来实现，所述装置包括处理单元和存储器单元，所述方法包括：关于打印设备的类型、信息载体、以及存储器单元中的数据而生成打印作业数据，并且分析所生成的打印作业数据以用于关于多个预先确定的参数进行批准。在一个实施例中，关于以下参数中的一个或几个参数而实现生成打印作业，包括：信息接收器类型、打印表面材料、信息接收器涂层、颜色、光泽度、反射率、渗色(bleeding)、光密度、吸收率、光老化、环境参数、温度、湿度、照明度)、打印表面速度、打印对象距离、打印对象角度。在一个实施例中，关于以下参数中的一个或几个参数而实现生成打印作业，包括：点频率、单独沉积的滴液凝结、微滴沉积、喷射交错(jet staggering)、喷射速度、喷射通道串扰、墨水类型、墨水粘度、墨滴形状、墨水颜色、激光类型、激光波长、停留时间、像素间距、激光功率、光学特性(例如，桶形失真、光晕(vignetting))、电流计惯性、镜面惯性、打印头电压、热迟滞、热临近点串扰、选通时间、选通形状、色带类型、色带密度、色带颜色、色带速度、分辨率、点大小、点形状。在另一个实施例中，用于模拟和测试条码质量，质量测试包括以下中的一个或几个：边缘确定、最小反射率、符号反差、最小边缘反差、调制、缺陷、解码、以及可解码性。根据一个实施例，用于模拟和测试二维矩阵符号，包括以下中的一个或几个：符号反差、调制、解码、未使用的误差校正、固定(取景器)图案损坏、网格非均匀性、以及轴向非均匀性。在一个实施例中，针对模拟和测试字符包括以下中的一个或几个：全局图像分析、灰度图像分析、线和线图案的分析、点图案的分析、以及频域分析。

根据一个实施例，将模拟结果提供至控制器以关于该模拟结果而生成打印作业数据。一个实施例包括对生产线中的几种类型的打印机的同时模拟进行模拟。

本发明还涉及一种装置，其包括用于分析并测试打印输出的处理单元、存储器单元、以及通信单元，其中，所述处理单元被配置为获得包括至少一个图像的打印作业数据，所述打印作业数据是关于打印设备的类型、信息载体、以及存储器单元中的数据而生成的，分析所生成的打印作业数据以用于关于预先确定的参数进行批准。根据一个实施例，所述打印作业数据是关于以下参数中的一个或几个参数而生成的，包括：信息接收器类型、信息接收器颜色；光泽度、反射率、渗色、光密度、吸收率、光老化、环境参数(例如，温度、湿度、照明度)、打印表面速度、打印对象距离、以及取决于打印机类型的参数。

根据一个实施例，所述打印作业数据是关于以下参数中的一个或几个参数而生成的，包括：打印功率(打印头的功率)、点频率、烧录(burning)时间、单独沉积的滴液凝结、墨水类型、微滴沉积、色带类型、激光类型、光学特性(例如，桶形失真、光晕)、喷射速度、打印头电压、打印头热迟滞、电流计惯性、镜面惯性、分辨率、点大小、停留时间、像素间隔、以及激光功率。

在一个实施例中，所述装置被配置以用于模拟和测试条码质量，所述质量测试包括以下测试中的一个或几个测试：边缘确定、最小反射率、符号反差、最小边缘反差、调制、缺陷、解码、以及可解码性。

在一个实施例中，所述装置被配置以用于模拟和测试二维矩阵符号，所述二维矩阵符号包括以下中的一个或几个：符号反差、调制、解码、未使用的误差校正、固定(取景器)图案损坏、网格非均匀性、以及轴向非均匀性。

在一个实施例中，所述装置被配置以用于模拟和测试特性，所述特性包括以下中的一个或几个：全局图像分析、灰度图像分析、对线和线图案的分析、对点图案的分析、以及频域分析、反差分析、边缘分析、空间分析、密度分析、直方图分析、图案识别、形状识别、光学特性识别。

在一个实施例中，所述装置被配置为确定连接在网络中的打印机类型。在一个实施例中，所述装置包括用于生成新的参数以用于新的分析的单元。

本发明还涉及计算机可读介质，其包括用于由计算机设备的处理器执行的多个计算机可读指令，其中，所述指令的执行使得所述处理器执行以下步骤：

关于打印设备的类型、信息载体特性、以及存储器单元中的数据而生成打印作业数据，并且分析所生成的打印作业数据以用于关于预先确定的参数进行批准。

附图说明

在下文中，对示出了本发明的示意性实施例的附图进行了参考：

图1是其中可以实现在本文中所描述的方法和系统的示例性系统的图；

图2示出了根据本发明的模拟部分的示意视图；

图3示出了根据图2的模拟部分的示意视图；

图4是示出了由图1的系统进行的示例性处理的流程图；以及

图5示意性地示出了根据本发明的多个打印的实施例。

具体实施方式

以下的详细描述对附图进行了参考。不同的附图中的相同的附图标记可以标识相同或相似的元素。

如在本文中所使用的术语“图像”可以指的是视觉信息的数字或模拟表示(例如，照片、条码、字符等)。

图1示出了根据本发明的一个方面的示意性系统100。该系统包括第一单元，例如用于生成打印作业数据120的计算机110。将打印作业数据120提供至装置130以用于基于打印作业数据120来模拟打印机输出。打印模拟器模块(PSM)130还可以被配置为测试输出。可以给PSM 130提供有来自数据库140的其他相关的数据。PSM130可以将模拟和测试的结果输出至打印机150或者控制器160。

在下文中，更加详细地描述了根据图1的示意性实施例的不同的部分：

系统100可以被实现为一个或几个计算机中的软件应用或者被实现为计算机网络中的软件程序。

在图1的实施例中，计算机110被设置为生成打印数据。计算机110可以是诸如工业打印机之类的打印机单元的部分。计算机可以包含用于生成具体类型的打印数据(例如，测试打印数据和/或真实打印数据)的专用应用。该应用可以包括允许用户生成标签(120)的标签生成器，所述标签包括：字符(121)、图像、条码(122)等。如在本文中所指的测试打印涉及出于检查和测试的目的而生成的并且不被用作实际的打印的数据。然而，这不排除对实际的打印数据进行测试。

根据该实施例，将打印作业数据提供至PSM 130，该PSM 130关于预先确定的参数而模拟打印任务并且可以决定打印输出的质量，即，该PSM 130模拟打印机中的打印输出。基于打印输出结果，可以改变所述参数以找出最合适的参数。

图2示出了示例性PSM 130的示意图，其包括多个输入、决策模块131、以及输出。输入可以来自如将在下文中更加详细地讨论的给PSM提供打印数据(120)的控制器或计算机、打印机类型141、以及给PSM提供相关的参数的数据库(存储模块)142。

PSM可以被配置为模拟用于在消费品和工业产品的生产和包装期间在其上打印码或者标记的多种打印技术。PSM 130可以模拟以下的技术，例如(但不限于)：

●连续喷墨(CIJ)；

●激光(矩阵或适量扫描系统)；

●热转印打印(TTO)；

●阀门喷墨；

●按需供墨的压电喷墨；

●热直接和热转印标签打印和应用；

●桌面标签打印；

●射频ID(RFID)；以及

●其组合或任何新一代的打印技术。

模拟器可以从控制器/数据库140接收待模拟的打印机类型或者检测连接在计算机网络170中的打印机类型。

可以从数据库140接收用于使能对打印作业的模拟的额外的信息。所述信息可以包括以下信息中的一项或几项：

●信息接收器类型，即，打印表面材料；例如纸、纸板、塑料膜、塑料、玻璃、标签、热敏标签、直接部件标记等，

●信息接收器涂层、颜色、光泽度、反射率、渗色、光密度、吸收率、光老化等，

●环境参数，例如温度、湿度、照明度等，

●打印表面速度，即，通过打印机的打印表面(例如，在传送机上)的速度，

●打印对象距离，即，打印机头与信息载体表面之间的距离，

●打印对象角度，即，打印机头与信息载体表面之间的角度，

●取决于打印机类型的具体的参数，例如：

·点频率，

·单独沉积的滴液凝结，

·微滴沉积，

·喷射交错，

·喷射速度，

·喷射通道串扰，

·墨水类型，

·墨水粘度，

·墨滴形状，

·墨水颜色，

·激光类型，

·激光波长，

·停留时间，

·像素间距，

·激光功率，

·光学特性，例如，桶形失真、光晕，

·电流计惯性，

·镜面惯性，

·打印头电压，

·热迟滞，

·热临近点串扰，

·选通时间，

·选通形状，

·色带类型，

·色带密度，

·色带颜色，

·色带速度，

·分辨率，

·点大小，

·点形状，

●等。

图3示出了根据图2的简单的PSM 131的示意视图。模块可以包括处理单元1311、接口单元1312、以及存储器单元1313。处理单元1311执行来自存储器单元1313的数据并且处理通过接口单元1312所接收的待模拟的数据。

打印作业通常是通过控制打印设备中的多个参数来进行控制的，所述参数进而可以取决于以上的信息类型。根据于打印技术，可以阐述不同的参数。

当应用在工业打印中时，重要的特征中的一个重要的特征是线性条码以及诸如QR-码、数据矩阵等之类的2D码。差的打印质量可能会引起错误或失败的扫描输出。

为了控制条码质量，如今在欧洲和世界其他地区，包括EAN国际、统一编码委员会、ANSI/材料搬运协会、美国汽车工业行动集团(AIAG)、以及健康产业条码通信委员会(HIBCC)在内的许多集团都对ANSI X3.182条码打印质量指南及其并行的文档具有指定的一致性。该指南概述了来自ANSI、CEN、以及ISO的打印质量文档的条码质量的参数。

因此，本发明提供了一种用于在实行打印作业之前对条码的质量进行测试的装置。

例如，可以根据以下的标准来验证条码：

-ISO/IEC 15416

-ISO/IEC 15426-2

-ISO/IEC TR 29158

显然，也可以验证未列出的其他(特征)标准。

通过建立对条码的模拟并且对验证进行模拟可以针对条码质量标准来测试所模拟的条码，而不必执行打印。

模拟可以包括对线性条码的测试，例如，包括：

●边缘确定：为了辨别条和空，通过在扫描反射率简档中所见的最高反射率值与最低反射率值之间的中间位置处画一条水平线来在该扫描反射率简档上建立全局阈值。接着，可以通过对全局阈值处的交叉的数量进行计数以确认所述计数是否符合已知的条码符号体系，从而完成边缘确定。如果条码符合则其通过，如果条码被认为不符合则其失败。

●最小反射率：至少一个条的反射率值必须等于或小于空的最高反射率值的一半。

●符号反差：其是扫描反射率简档中的任意位置(包括静区)处的最高反射率值与最低反射率值之间的差。该值越高，等级越高。

●最小边缘反差：从条到空或者从空到条的每个转换(将静区视为空)是一个“边缘”，其反差被确定为该空和该条中的空反射率的峰值和条反射率的峰值之间的差。可以测量扫描简档中的每个边缘，并且在相邻的元素之间具有最小的变化的边缘给出最小边缘反差的值。

●调制：即，扫描器如何“看到”如在扫描简档中所反射率所表示的相对于窄元素的宽元素(条或空)。对于相同的元素宽度，扫描器通常“看到”空比条窄，并且它们也“看到”窄的元素没有宽的元素明显。扫描反射率简档通常示出窄的空较不强烈或者不如宽的空反射率高，并且将窄的条示出为没有宽的条颜色深。

●缺陷：其是在条中发现的空隙或者在空和码的静区中发现的斑点(spot)，并且在条或空的反射率简档中被示出为不规则。针对每个元素的反射率不均匀性而对其单独地进行评估。元素的反射率不均匀性是在给定的元素内发现的最高反射率值与最低反射率值之间的差。许多元素可以具有零非均匀性。

●解码：当使用针对给定的符号体系和/或应用的(AIM技术规范或者ANSI/CEN/ISO文档中的)标准参考解码算法，可以将所建立的条和空的宽度转换成有效的字符的正确的序列时，条码将传递解码。

●可解码性：其是所打印的条码针对合适的参考解码算法的精确度的测量。每个符号体系已经发布了元素宽度的尺寸关系，并且其解码算法提供了在打印和读取过程中针对边距和误差的宽容度。可解码性测量在打印了条码之后在由符号体系解码算法所测量的元素或元素组合的宽度中为读取过程所留出的边距的量。该量不一定对应于条的宽度的增加或减少，尽管取决于符号体系，但这些很可能导致较低的可解码性的值。对验证器上的接触式光学输入设备的不正确的使用也很可能影响可解码性。在进行验证时的不均匀扫描、扫描中的加速或减速可能使得所获得的等级低于实际的等级。

针对二维矩阵符号，测试可以包括：

●符号反差

●调制

●解码

●未使用的误差校正

●固定(取景器)图案损坏

●网格不均匀性

●轴向不均匀性

该测试还可以包括测试图像/字符质量。这些测试可以包括：

●点质量(包括针对点放置精确度和点形状的变化的测试)

●半色调质量(包括针对区域覆盖的测试)

●线质量(包括锐度和边缘噪声的测试，以及针对负线的可检测性测试)

●文本质量(包括针对连通性和边缘退化的测试)

●颜色质量(包括针对配准和CIE L*a*b*度量的测试)

●污迹/过喷

●空间分辨率

根据本发明，测试可以在决策模块中自动地实行，或者输出至诸如显示器之类的输出设备。

如在上文中所描述的决策模块可以用于图像处理和分析。所模拟的打印输出被存储在图像存储器中，并且由处理单元1311取回。本发明可以使用已知的图像处理算法来分析字符、图形、和条码。这些算法可以包括以下算法中的一个或几个算法：

-全局图像分析

-灰度图像分析

-线和线图案的分析

-点图案的分析

-频域分析

-反差分析

-边缘分析

-空间分析

-密度分析

-直方图分析

-图案识别

-形状识别

-光学字符识别

-其他合适的算法

在上文中所提及的以及其他图像处理和分析将产生输出，可以将所述输出与可接受的打印作业的阈值进行比较。如果所产生的模拟是不可接受的，则可以改变控制打印作业的参数来获得可接受的打印作业。

也可以手动地进行所述控制。例如，可以在显示器上显示模拟输出，并且用户可以使用诸如条码扫描器之类的扫描设备来扫描显示器上的图像。接着将经扫描的图像转换成确定图像质量的多个值。

如先前所提及的，根据一些权利要求，本发明解决了以下问题中的一个或几个问题，包括：

-确定用于获得在接收表面类型上的打印的所需要的可读取性和质量水平的最佳操作参数：根据一项权利要求，这可以通过生成多个测试打印输出来实现，例如，在计算机监视器上，利用与表面相同的颜色和结构并且使用如先前所提及的一个或几个参数，并且通过目视检查、使用针对测试扫描的扫描器、并且检查结果和/或计算机图像分析，以确定质量和可读性。

-消除进行多个测试打印的需要：根据权利要求，由于使用了计算机监视器和/或计算机分析，因此不需要测试打印。

-利用不同的条码验证器来验证质量，并且针对每个测试打印来改变操作参数以获得所需要的条码可读取性和质量；根据一项权利要求，这可以通过以下方式来实现：生成多个测试打印，例如在计算机监视器上，并且使用如先前所提及的一个或几个参数、并且使用条码扫描器测试扫描和检查结果和/或计算机图像分析，以确定条码的质量。

因此，总之，在以下的图4的图中示出了本发明的示例性步骤：

-在步骤(1)中，生成待测试的打印任务；

-在步骤(2)中，将所生成的图像提供至决策/测试模块；

-在步骤(3)中，将所分析的图像的结果与可接受的图像进行比较；

-在步骤(4)中，如果所述结果是可接受的，则可以将图像任务数据发送至打印机；并且

-在步骤(5)中，如果所述分析失败，则调整打印参数并且分析新的图像。

如在图5中所示，本发明还可以应用于包括具有相同或不同的类型的几个打印机的应用中。图5示出了携带着多个对象501的传送机500，其中使用(在网络中连接至控制器506的)打印机503、504、和505来给所述对象501加标签。所述打印机可以具有相同的类型，例如，激光打印机，或者一个是激光打印机、一个是喷墨打印机、另一个是热打印机。所述打印机可以被配置为在相同的对象的具有不同的特性的不同的表面上进行打印。

因此，对于有经验的人而言，显然针对这样的应用而测试所有的参数(例如，打印表面、传送机速度、打印电压、墨水类型等)是耗费时间的。本发明的PSM可以被配置为同时地模拟几个打印机。因此，可以同时测试几个参数。例如，可以通过对所模拟的不同的打印机之间的打印时间进行模拟以改变传送机的速度，从而确定诸如打印头电压、墨水类型、烧录的时间等之类的合适的打印参数。当确定了合适的参数时，可以将其提供至控制器506以控制所述打印机。

应当注意的是，词语“包括”不排除存在除了所列出的之外的其他元素和步骤，并且元素之前的词语“一个”或“一”不排除存在多个这样的元素。还应当理解的是，任何附图标记不限制权利要求的范围，本发明可以至少部分地通过硬件和软件两者来实现，并且几个“单元”、“单位”、或“设备”可以由硬件的相同的项来表示。

在本文中所描述的本发明的各种实施例是在方法步骤或过程的一般的上下文中来描述的，其在一个实施例中可以由在计算机可读介质中实施的计算机程序产品来实现，所述计算机程序产品包括由网络化环境中的计算机所执行的计算机可执行指令，例如，程序代码。计算机可读介质可以包括可移动的和不可移动的存储设备，其包括但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)等。概括而言，程序模块可以包括执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。程序模块以及与数据结构相关联的计算机可读指令表示用于执行在本文中所公开的方法的步骤的程序代码的示例。这样的可执行指令或相关联的数据结构的特定的序列表示用于实现在这样的步骤和过程中所描述的功能的对应的行为的示例。

可以利用具有基于规则的逻辑和其他逻辑的标准编程技术来达成本发明的各种实施例的软件和网络实现，从而达成各种数据库搜索步骤或过程、关联步骤或过程、比较步骤或过程、以及决策步骤或过程。应当理解的是，如在本文和以下的权利要求中所使用的词语“组件”和“模块”旨在包含使用一行或多行软件代码的实现、和/或硬件实现、和/或用于接收手动输入的装置。

已经出于说明和描述的目的呈现了对本发明的实施例的前述描述。前述描述不旨在是详尽的或者将本发明的实施例限于所公开的精确形式，并且修改和变型根据上文中的教导是可能的或者可以从本发明的各种实施例的实践中获得。选择并描述了在本文中所讨论的实施例以便解释本发明的各种实施例的原理和性质及其实际应用，从而使得本领域技术人员能够在各种实施例中利用本发明，并且想到适合于特定的用途的各种修改。在本文中所描述的实施例的特征可以在方法、装置、模块、系统、以及计算机程序产品的所有可能的组合中进行组合。

在上文中所提及的和描述的实施例仅仅是作为示例给出的，并且不应该对本发明进行限制。在上文中所描述的权利要求中示例性实施的其他解决方案、用途、目的、和功能对本领域技术人员而言应当是显然的。