CN108656766A - 用于运行喷墨印刷机的方法 - Google Patents
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Abstract
一种根据本发明的用于运行喷墨印刷机的方法，其中，确定墨水的状态，其特征在于，以折射分析法确定颜料淀积的墨水(21，24)的沉淀和/或凝聚，即通过折射计(31，32)测量(4，12)所述墨水的折射率的值并且与存储值(6，14)进行计算机辅助的比较(5，13)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法。
本发明处于图形工业技术领域中并且在此尤其处于在三维物体上或者在平坦的基质上的工业喷墨印刷(Inkjet)的领域中、即处于将液体墨水施加在优选由塑料或金属构成的自由形状面或者优选由纸、纸板或塑料构成的页张状或幅面状的承印材料上的领域中。
背景技术
液体墨水的施加以公知的DOD喷墨印刷方法(drop-on-demand，按需喷墨)进行，其方式是，在表面上产生印刷图像，其中，具有能单个控制的喷嘴开口的喷墨印刷头(简称：印刷头)相应于待印刷的图像产生最细小的、优选在皮升范围内的墨滴，并且将所述墨滴无接触地作为印刷点转印到表面上。
在颜料淀积的墨水的印刷耗用中产生的问题是，即墨水沉淀，也就是说，特别是当印刷耗用或者使用少的墨水并且墨水由此过长时间极少地运动或者保持根本不运动时，则颜料颗粒开始沉积并且形成在墨水供应装置中的沉淀物。当印刷头仅仅缓慢地并且结果使用少量墨水地沿着表面的轮廓被引导或者为了重新定位而非印刷地运动时，则在印刷三维物体时可能产生这种问题。印刷图像可能由于沉淀具有缺陷。因此可能升高印刷成本。在储存容器或销售包装中的颜料淀积的墨水同样倾向于沉淀。此外，墨水制造商通常为墨水设置失效期限。在少的墨水使用中由此也可能产生的问题是，即大的墨水量被清除并且升高了印刷成本。相应地对于液体墨水中的颜料的凝聚也是这种情况。
US 7,221,440 B2公开了通过折射计以测量技术监测墨水的浓度。沉淀或凝聚的问题既不能被反映也不能被解决。取而代之，由于在印刷间歇中的蒸发导致的浓度升高被描述成问题。也公开了，所述测量仅仅适用于少量吸收的墨水，更确切地说不适用于白色墨水。
US 4,834,533公开了在没有说明目的的情况下对墨水的折射率的测量。也公开了，颜料沉积在折射计的纤维上并且由此可能干扰测量。因此，所公开的装置不适用于消除沉淀或凝聚的问题。
发明内容
在所述背景下，本领域的任务在于，实现一种相对于现有技术改善的方法，所述方法实现避免由于墨水沉淀和/或凝聚导致印刷成本的升高。
该任务根据本发明通过根据权利要求1所述的方法来解决。根据本发明的有利的并且由此优选的进一步方案由从属权利要求以及由说明书和附图得出。
一种根据本发明的用于运行喷墨印刷机的方法，其中，确定墨水的状态，其特征在于，以折射分析法确定颜料淀积的墨水的沉淀和/或凝聚，即通过折射计测量墨水的折射率n的值并且与存储值进行计算机辅助的比较。
根据本发明以有利的方式实现了，避免由于墨水沉淀导致印刷成本的不期望的升高，其方式是，颜料淀积的墨水的可能的沉淀以折射分析法确定并且由此优选地为了相应措施而及时被识别。此外，折射计的使用实现了，快速地、准确地、可靠地并且成本低廉地确定沉淀的程度。相应地也适用于液体墨水中的颜料的凝聚。
在喷墨印刷机的广泛的设计工作的范围内为了印刷物体而检验并且在此针对开头的设想而证明，墨水沉淀和/或凝聚的程度能够以(对于与此有关的印刷应用和在此使用的墨水)足够的准确性以折射分析法确定。
通过不期望的(然而根据本发明可确定的并且由此也可避免的)不可逆转的沉淀和/或凝聚可以导致所谓的液体墨水的贫化。墨水的折射率在此升高，也就是说，随着时间升高的、以折射分析法确定的折射率意味着颜料的沉淀和/或凝聚并且作为用于相应措施、例如搅拌或循环(或者甚至更换)的触发器，特别是以便阻止不可逆转的贫化。在最有利的情况中，可以通过采用的措施使墨水再次或者几乎处于制造商交货时的状态中。在经检验的墨水中实际观察折射率的升高，然而替换地也可能的是，折射率由于沉淀和/或凝聚而下降。
对于由根据本发明的以折射分析法的测量得出的商业通用的白色墨水的一组折射率n的测量值的实例：
从(在轻微摇动之后的)原始包装进行测量：n＝1.43至1.445
测量在混合之后的静止的墨水：n＝1.425至1.44
测量静止的墨水：n＝1.48至1.485
测量在混合之前的静止的墨水：n＝1.475至1.48
可看出的是，当墨水静止时，墨水的折射率n升高，并且相反地当墨水被混合或者搅拌时，墨水的折射率n下降。折射率n的值可以大约为1.47，特别是在本实例中用于极限值，低于该极限值则墨水可以被进行印刷，高于该极限值需要在印刷之前进行混合或者搅拌等。如果通过混合或者搅拌等不能使墨水的折射率下降到大约1.47以下，则可以采取另外的措施、例如强化搅拌(更长时间和/或更快的搅拌)、超声波搅拌(即在使用超声波源的情况下将墨水混合)或者甚至更换墨水。
测量中的波动可以此外通过测量环境中的测量结构来说明：为了测量，墨滴被输送到手持式测量装置的水平布置的玻璃板上。在施加和测量之间的时间(几秒钟)内，墨水可能已经沉淀，这可以在最下方的墨水层中、即在玻璃/墨水的分界面中被测量。在将本发明应用在工业生产环境中的情况中，所述测量由此优选地在测量装置的垂直的玻璃片或集成在墨水供应装置的测量探测器上进行。也可以设置，经过在将墨水施加到玻璃板上之后的确定的时间，并且接着才去测量。由此能够对所述测量进行相互比较。
然而在测量装置或者其玻璃板上的(实际不期望的)沉淀效应也可以有针对性地在测量技术上使用：在施加确定的墨水量之后，沉淀出现在玻璃板上并且所测量的折射率下降，直到几乎闭合的颜料层作为边界层沉积在玻璃上。直到达到所述恒定的折射率的时间段并且在这个时间段内折射率的差值又与墨水中的颜料的原始浓度相关，从而以这种方式可以确定墨水的原始浓度。
折射分析的确定优选地通过折射计进行，所述折射计设置或者布置在机器中、特别是在墨水供应装置中。替换地，所述确定也通过移动式折射计、例如通过相应配备的手持式装置由机器操作者或者由售后服务工作人员进行。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，所述测量直接在搅拌或者循环(泵送)墨水之后进行。通过搅拌等完全或者部分地使所形成的沉淀物和/或所形成的凝聚物消失。然而在墨水供应装置的死区中还会存在沉淀剩余物和/或凝聚剩余物，也就是说，可能地不是所有的颜料能够通过搅拌等又处于墨水的液相中，并且液体的墨水“贫化”。然而可以通过折射分析法可以确定，液体的墨水是否又足够地具有不沉淀的和不凝聚的颜料，以便可以继续以所要求的质量印刷。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，所述沉淀和/或凝聚在墨水的液相中被测量。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，所述沉淀和/或凝聚在墨盒或墨水存储容器或墨水管路中被测量。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，所述沉淀和/或凝聚连续地或者近似连续地、即优选地以预定的时间间隔或者以节拍地、例如大约每秒或每10秒或者每分钟一次地被测量。以所述方式能够识别墨水的时间上的状态改变，并且例如可以(在印刷期间和/或在印刷间歇期间)求取墨水的沉淀速度和/或凝聚速度。也可以求取取决于沉淀的和/或取决于凝聚的墨水寿命并且由此可以预测取决于沉淀的和/或取决于凝聚的、需要的墨水更换。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，根据由所述比较获得的偏差的值、特别是差值采取下述措施之一：
-在不搅拌的情况下以墨水印刷，
-在同时搅拌的情况下以墨水印刷，
-在搅拌之后以墨水印刷，
-加强搅拌，特别是更长地和/或更快地搅拌，
-输出关于沉淀过强的警告，
-清空墨盒和/或墨水存储容器
-通过清洁液清洗墨盒和/或墨水存储容器和/或墨水管路和/或喷墨印刷头，
-更换墨水，即注入与被清空的墨水不同的墨水。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，特别是在用于印刷三维物体的喷墨印刷机中确定白色墨水的与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率。白色墨水或者墨水或液体底漆的相对大的并且由此重的白色颜料倾向于尤其更快地并且由此更强地沉淀。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，为了确定墨水的类型，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储的、类型特定的折射率进行比较。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，为了确定墨水的颜色，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储的、颜色特定的折射率进行比较。
也检验并且证明了，例如确定类型的、确定颜色的(CMYK或白色)或确定制造商的确定的墨水能够以折射分析法被识别。因此，所述方法也能够以有利的方式进行，以便确定是使用了正确的墨水还是错误的墨水。因此可以阻止例如在更换墨水之后以错误的、特别是对于机器不合格的墨水或者换错的墨水印刷并且避免相应的花费。
本发明的一个优选的进一步方案的特征可以是，为了确定墨水的寿命，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储的、寿命特定的或者老化特定的折射率进行比较。也检验并且证明了，例如确定类型的、确定颜色的(CMYK或白色)或确定制造商的确定的墨水的寿命或与颜料相关的老化状态能够以折射分析法被识别。因此，所述方法也能够以有利的方式进行，以便确定是否可以清除墨水或者还进行印刷。
附图说明
下面参考附图根据一个优选的实施例详细地说明本发明及其优选的进一步方案。
附图中：
图1示出根据本发明的方法的一个优选的实施例；
图2示出根据本发明的方法的一个优选的实施例；
图3示出在执行根据本发明的方法的一个优选的实施例的情况下的装置。
具体实施方式
图1示出根据本发明的方法的一个优选的实施例的一系列方法步骤的流程图。下面说明方法步骤(关于附图标记也参考图3)：
步骤1(可选)：喷墨印刷机18的墨水供应装置17或者所述喷墨印刷机的墨盒20和/或墨水存储容器和必要时所述喷墨印刷机的墨水管路22a，22b，25和31a被清空出液体的墨水21，24。
步骤2：提供液体的墨水24，即将墨水注入到存储容器23中(或者提供已经填满的存储容器)。
步骤3：将墨水24从存储容器23带到、注入、优选地泵送到墨盒20中，并且在那里作为墨水21存在。可选地，墨水21在使用搅拌器27的情况下被引导。将墨水通过墨水管路22a带到、优选地泵送到至少一个喷墨印刷头22并且通过墨水管路22b带回到、优选的泵送回到墨盒20。
步骤4：测量折射率n的初始值nStart。所述测量在下述部位之一上进行：优选地通过在存储容器23中的折射计30或者通过在存储容器23处在墨水管路31a，31b(“Bypass，旁路”)中的折射计31进行；或者通过在墨水管路22a，22b中的折射计32进行；或者通过在墨盒20中的折射计33进行。经测量的值n可以被存储。
步骤5：将折射率n的经测量的初始值nStart与(优选地同样存储的、参见步骤6)折射率参考值nRef进行计算技术的比较。优选地产生差值。
步骤6：(优选地同样存储的)折射率参考值nRef被提供用于计算技术的比较。参考值可以例如来自于墨水制造商，或者所述参考值可以由先前的测量(例如通过求平均值)求取。
步骤7：根据或者在由所述比较获得的、n与nRef的差值Δn的值过大的情况中，采取下述措施之一：加强搅拌(通过搅拌器26和/或27更长地和/或更快地搅拌)，接着进行步骤4；清空(墨盒20和/或墨水存储容器23)，可选地结合以清洁液体进行的清洗，接着进行步骤2。
步骤8：根据或者在由所述比较获得的、n与nRef的差值Δn的值非过大(或者合适)的情况中，将经测量折射率n的经测量的初始值nStart存储、即优选地计算技术地存储。
步骤9：开始印刷任务的印刷，即喷墨印刷头22将待印刷的图案以墨滴的形式转印到(三维物体或平坦基质的)表面19上。可选地，墨水21在使用搅拌器27的情况下被引导。
图2示出根据本发明的方法的一个优选的实施例的一系列另外的方法步骤的流程图。
步骤10(可选)：在结束印刷任务之后进行墨水更换。为此要进行的步骤可以与步骤1至3(参见图1)一致。
步骤11：喷墨印刷头22印刷或者所述喷墨印刷头执行印刷任务。在印刷期间，墨水21和/或24可选地被引导或者循环。
步骤12：在印刷期间(连续地或者近似连续地)进行确定或者测量墨水的折射率naktuell的值。
步骤13：折射率naktuell的经测量的值与(优选地存储的、参见步骤6，8和14)折射率的初始值nStart或参考值nRef进行计算技术的比较。优选地产生差值。
步骤14：(优选地存储的)折射率初始值nStart(或者替换地折射率参考值nRef)被提供用于计算技术的比较。
步骤15：根据或者在由所述比较获得的、naktuell与nStart(或者替换地nRef)的差值Δn的值过大的情况中，采取下述措施之一：输出关于沉淀过强的警告(必要时建议更换墨水)；计算机辅助地征求支持或者反对更换墨水的决定。根据操作者的反应进行墨水更换(继续通过步骤10)或者可以继续印刷(继续通过步骤11)。所述决定也可以计算技术地、例如通过预定对于差值Δn的边界值来作出。替换地，也可以如下进行：加强搅拌(通过搅拌器26和/或27更长地和/或更快地搅拌)，接着或者同时进行步骤11。
步骤16：根据或者在由所述比较获得的、naktuell与nStart(或者替换地nRef)的差值Δn的值非过大(或者合适)的情况中，继续印刷并且必要时继续被引导。接着又可以进行根据步骤12的测量。
图3示出在执行根据本发明的方法的一个优选的实施例的情况下的装置。在墨盒20中接收液体的墨水21。墨水被引导至喷墨印刷头22并且未印刷的墨水(通过墨水管路22a，22b)被引导回到墨盒。在存储容器23中同样接收墨水24。存储容器可以优选地比墨盒接收更多的墨水；所述存储容器可以例如构造为罐或桶。墨水(通过管路25)被引导至墨盒20。在容器23中设置搅拌器26，在墨盒20中设置搅拌器27。也可以替换地设置这两个搅拌器中的一个搅拌器。搅拌器应该阻止沉淀34，35或者应该重新混合。
图2此外示出下述位置，在所述位置上可以布置测量装置或者传感器：在容器23中的折射计30、在管路31a，31b中的折射计31、在管路22b中(或者替换地在管路22a中)的折射计32和/或在墨盒20中的折射计33。
附图标记列表
1至16 方法步骤
17 墨水供应装置
18 喷墨印刷机
19 表面
20 墨盒
21 墨水
22 喷墨印刷头
22a，22b 墨水管路
23 墨水存储容器
24 墨水
25 墨水管路
26，27 搅拌器
30，31 折射计
31a，31b 墨水管路
32，33 折射计
34，35 沉淀。
Claims (10)
1.一种用于运行喷墨印刷机的方法，其中，确定墨水的状态，其特征在于，以折射分析法确定颜料淀积的墨水(21，24)的沉淀和/或凝聚，即通过折射计(31，32)测量(4，12)所述墨水的折射率的值并且与存储值(6，14)进行计算机辅助的比较(5，13)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量(4，12)直接在搅拌(3，11)所述墨水(21，24)之后进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述沉淀和/或凝聚在所述墨水(21，24)的液相中被测量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述沉淀和/或凝聚在墨盒(20)或墨水存储容器(23)或墨水管路(22a，22b，31a，31b)中被测量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述沉淀和/或凝聚连续地或者近似连续地被测量(4，12)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据由所述比较(5，13)获得的偏差的值、特别是差值采取下述措施之一：
-在不搅拌的情况下以墨水印刷(9，16)，
-在同时搅拌的情况下以墨水印刷(9，16)，
-在搅拌之后以墨水印刷(9，16)，
-加强(7)搅拌，特别是更长地和/或更快地搅拌，
-输出(15)关于沉淀过强的警告，
-计算机辅助地征求支持或者反对更换墨水的决定，
-清空(7)墨盒和/或墨水存储容器
-通过清洁液清洗(7)墨盒和/或墨水存储容器和/或墨水管路和/或喷墨印刷头，
-更换(10)墨水，即注入与被清空的墨水不同的墨水。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，特别是在用于印刷三维物体的喷墨印刷机(18)中确定(4，12)白色墨水(21，24)的与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定(4，12)所述墨水(21，24)的类型，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储(6，14)的、类型特定的折射率进行比较(5，13)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定(4，12)所述墨水(21，24)的颜色，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储(6，14)的、颜色特定的折射率进行比较(5，13)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定所述墨水(21，24)的寿命，将测量出的、与沉淀有关的和/或与凝聚有关的折射率与至少一个存储(6，14)的、寿命特定的或者老化特定的折射率进行比较(5，13)。
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