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Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z. B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z. B. Papier, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, s. z. B.
EP 0 788 882 B1 . Tintendruckgeräte, die nach dem Drop on Demand(DoD)-Prinzip arbeiten, weisen einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe mit Tintenkanälen umfassenden Düsen auf, deren Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Bedruckstoff anregen, die auf den Bedruckstoff gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen piezoelektrisch erzeugen (
DE 697 36 991 T2 ).
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Bei einem Tintendruckgerät ist die eingesetzte Tinte in ihrer physikalisch-chemischen Zusammensetzung an den Druckkopf angepasst, z. B. die Tinte bezüglich ihrer Viskosität. Bei geringen Druckauslastungen sind beim Druckvorgang nicht alle Düsen des Druckkopfes aktiviert, viele Düsen weisen Stillstandzeiten auf mit der Folge, dass die Tinte im Tintenkanal dieser Düsen nicht bewegt wird. Wegen des Effektes des Verdunstens aus der Düsenöffnung heraus besteht die Gefahr, dass sich dann die Viskosität der Tinte verändert. Dies hat zu Folge, dass sich die Tinte im Tintenkanal nicht mehr optimal bewegen kann und aus der Düse austreten kann. In extremen Fällen trocknet die Tinte im Tintenkanal vollständig ein und verstopft den Tintenkanal, so dass ein Drucken mit dieser Düse nicht mehr möglich ist.
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Ein Eintrocknen der Tinte in den Düsen eines Druckkopfes in deren Druckpausen stellt ein Problem dar, das dadurch verhindert werden kann, dass innerhalb einem vorgegebenen Zyklus ein Spülmedium, z. B. Tinte oder Reinigungsflüssigkeit, durch alle Düsen gespült wird. Dieser Spülzyklus kann entsprechend der Druckauslastung eingestellt werden.
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Weiterhin ist aus
DE 697 36 991 T2 (
EP 0 788 882 B1 ) bekannt, die durch Änderung der Viskosität der Tinte in den Düsen verursachten Schwierigkeiten beim Ausstoßen von Tintentropfen dadurch zu beheben, dass vor oder nach einem Druckvorgang die piezoelektrischen Aktivatoren der Düsen jeweils in Vibrationen versetzt werden (auch prefire oder Meniskusschwingungen genannt), derart, dass keine Tintentropfen ausgestoßen werden, jedoch die Tinte in den Düsen durchgemischt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die an den Düsenöffnungen liegende Tinte mit der im Inneren des piezoelektrischen Aktivators befindlichen Tinte mischt, so dass im Druckbetrieb die Tintentropfen wieder unter normalen Bedingungen erzeugt werden können.
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Aus
US 2009/0 160 887 A1 bzw.
EP 1 795 356 A1 ist bekannt, zur Vermeidung des Eintrocknens der Tinte während der Druckpausen von Düsen für diese Düsen Vibrationszyklen einzufügen.
US 2009/0 160 887 A1 beschäftigt sich dabei in erster Linie mit den Problemen im Druckkopf, die bei der Erzeugung von Tintentropfen im Druckbetrieb, im Spülbetrieb oder im Vibrationsbetrieb auftreten.
EP 1 795 356 A1 behandelt insbesondere das Problem der Energieeinsparung beim Druckkopf, wenn eine Druckpause eintritt. Um eine solche Druckpause festzustellen, wird der Druckdatenstrom untersucht. Wenn eine Druckpause festgestellt wird, also mehrere „zero pixel” hintereinander auftreten, wird das Drucktaktsignal abgeschaltet, um Energie zu sparen. Wenn die Druckpause zu lang wird, kann ein Vibrationszyklus eingeschoben werden, um die Viskosität der Tinte im Düsenbereich konstant zu halten.
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Beim Bedrucken eines Bedruckstoffs ist es manchmal erforderlich, den Druckbetrieb zeitlich kurz (z. B. 3 min) zu unterbrechen, z. B. um die Passerqualität nach Andruck eines Druckjobs zu kontrollieren oder um Probleme bei der Nachverarbeitung des Bedruckstoffs zu beseitigen. Dabei kann die Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffs bis zum vollständigen Stopp in einer Verzögerungsrampe reduziert werden und nach einer Wartezeit von z. B. 3 min wieder in einer Beschleunigungsrampe beschleunigt werden. Während der Zeit der Verzögerung des Bedruckstoffs vor der Druckunterbrechung und der Beschleunigung des Bedruckstoffs nach der Druckunterbrechung kann weiter gedruckt werden, wobei die zeitlichen Abstände zwischen den Drucktaktimpulsen und damit zwischen den Abgaben von Tintentropfen während der Rampen zunehmen bzw. abnehmen. Während der Zeitdauer der Rampen besteht dann verstärkt das Problem des Eintrocknens der Tinte in den Düsen der Druckköpfe mit der Folge, dass nicht mehr ausreichend gut gedruckt werden kann.
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Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, das gewährleistet, dass vor und nach einer Druckunterbrechung, bei der der Bedruckstoff aus einer Druckgeschwindigkeit in Rampen bis zum Stillstand abgebremst wird und anschließend wieder auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt wird und während der Rampen weiter gedruckt wird, eine Änderung der Viskosität der Tinte in den Düsen eines Druckkopfes, insbesondere an den Düsenöffnungen, die das Ausstoßen von Tintentropfen nach Beendigung der Unterbrechung behindern, vermieden wird.
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Das genannte Problem wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim Verfahren wird vor und nach einer Druckunterbrechung die Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffs aus der Geschwindigkeit beim Druckbetrieb (Druckgeschwindigkeit) auf eine vorgegebene Geschwindigkeit oder Stillstand abgebremst und nach Beendigung der Druckunterbrechung wieder auf Druckgeschwindigkeit beschleunigt. Mit einem Sensor, z. B. mit einer vom Bedruckstoff angetriebenen Encoderwalze, werden vom Vorschub des Bedruckstoffs abhängig Drucktaktimpulse erzeugt, die einer Druckersteuerung zugeführt werden. Bei Auftreten eines Drucktaktimpulses kann die Druckersteuerung vor einem Druck-Startsignal für Druckköpfe, für die Druckdaten vorliegen, mindestens einen Vibrationsimpuls an die Druckköpfe senden, auf Grund dessen die Druckköpfe einen Vibrationszyklus aus Vibrationsschwingungen ausführen. Die Vibrationsimpulse können auch nur für einen zeitlichen Teil der Rampen ausgelöst werden, z. B. wenn die Geschwindigkeit des Bedruckstoffs kleiner ist als die halbe Druckgeschwindigkeit. In Abhängigkeit des zeitlichen Abstands der Drucktaktimpulse kann ein Vibrationszyklus oder mehrere Vibrationszyklen ausgelöst werden.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist dabei folgende Vorteile auf:
- – Die Zuverlässigkeit des Druckens während der Rampen d. h. der Verzögerungs- und Beschleunigungsphasen wird erhöht, es tritt kein Datenverlust auf.
- – Es ist das Drucken während der Rampen mit Tinten möglich, die schnell eintrocknen.
- – Die Erfindung kann mit wenig Aufwand umgesetzt werden.
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Die Erfindung wird an Hand der 1 bis 5 weiter erläutert. Es zeigen in prinzipieller Ausführung:
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1 eine Darstellung einer Druckeinheit eines Tintendruckgeräts (Stand der Technik);
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2 eine Darstellung eines Ablaufdiagramms für die Ansteuerung der Druckköpfe;
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3 eine Darstellung der Vorschubgeschwindigkeit der Bedruckstoffbahn vor und nach einer Druckunterbrechung;
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4a bis 4c Impulsdiagramme, die eine Folge von Drucktaktimpulsen während des Druckbetriebs und vor einer Druckunterbrechung darstellen, mit und ohne Einfügung von Vibrationszyklen;
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5a bis 5b Impulsdiagramme, die eine Folge von Drucktaktimpulsen vor einer Druckunterbrechung darstellen, mit und ohne Einfügung von Vibrationszyklen.
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Anhand der 1 werden die oben genannten Probleme bei einer Druckunterbrechung weiter erläutert. Dabei wird als Bedruckstoff eine Bedruckstoffbahn 3 verwendet, ohne dass die Erfindung dadurch auf eine Bedruckstoffbahn beschränkt wird. Zudem wird beim Ausführungsbeispiel davon ausgegangen, dass die Druckeinheit eine Mehrzahl von Druckköpfen aufweist. Die Ausführungen gelten jedoch auch, wenn die Druckeinheit nur einen Druckkopf vorsieht.
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Dargestellt ist von einem Druckgerät DR eine Druckeinheit 1 und eine Druckersteuerung 2. Entlang einer Bedruckstoffbahn 3 ist die Druckeinheit 1 angeordnet, die Druckriegel 4 mit Druckköpfen 5 hintereinander in Transportrichtung PF0 der Bedruckstoffbahn 3 gesehen aufweist. Bei Farbdruck kann z. B. pro zu druckender Farbe jeweils ein Druckriegel 4 vorgesehen sein. Die Bedruckstoffbahn 3 wird mit Hilfe einer Abzugswalze 9 an den Druckriegeln 4 vorbei bewegt, sie liegt dabei auf einem Sattel mit Führungswalzen 8 auf. Am Eingang der Druckeinheit 1 ist ein Sensor angeordnet, der in Abhängigkeit der Vorschubbewegung der Bedruckstoffbahn 3 Drucktaktimpulse TD erzeugt, die der Druckersteuerung 2 zugeführt werden und die von der Druckersteuerung 2 z. B. dazu verwendet werden, um den Zeitpunkt des Ausstoßens von Tintentropfen bei den Düsen der einzelnen Druckköpfe 5 festzulegen, wenn Druckdaten zum Druck bereit in der Druckersteuerung 2 vorliegen. Der Sensor kann z. B. als Drehgeberwalze oder Encoderwalze 6 ausgeführt sein, die von der Bedruckstoffbahn 3 angetrieben wird.
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Nach 2 werden synchron zum Vorschub der Bedruckstoffbahn 3 durch die Encoderwalze 6 die Drucktaktimpulse TD erzeugt (Schritt S1), d. h. z. B. dass pro Pixel eines zu druckenden Zeichens ein Drucktaktimpuls TD von der Encoderwalze 6 an die Duckersteuerung 2 abgegeben wird. Diese führt nach jedem Drucktaktimpuls TD dem jeweiligen Druckkopf 5 Druckdaten DA zu (2, Schritt S2) und löst dann durch ein Druck-Startsignal SA die Abgabe von Tintentropfen aus (2, Schritt S3). Die Druckköpfe 5 weisen auf bekannte Weise Düsen mit Tintenkanälen auf, die z. B. nach dem DoD-Prinzip mit einem piezoelektrischen Aktivator Tintentropfen erzeugen können, die auf die Bedruckstoffbahn 3 gelenkt werden, um dort einen Druckpunkt zu erzeugen. Die Bedruckstoffbahn 3 wird dabei der Encoderwalze 6 durch eine vor der Encoderwalze 6 angeordnete Antriebswalze 7 zugeführt.
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Wenn der Druckbetrieb unterbrochen wird, treten während der Verzögerungs- und Beschleunigungsphase die eingangs geschilderten Probleme auf.
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In beiden Fällen wird während diesen Phasen die Bedruckstoffbahn 3 bewegt mit der Folge, dass die Encoderwalze 6 Drucktaktimpulse TD abgibt. Dann werden den Druckköpfen 5, für die Druckdaten DA vorliegen, Druck-Startsignale SA zugeführt, so dass diese im Weiterdruck Tintentropfen auf die Bedruckstoffbahn 3 ausstoßen. Da jedoch der zeitliche Abstand zwischen den Drucktaktimpulsen TD in der Phase der Verzögerung der Bedruckstoffbahn 3 im Vergleich zum Druckbetrieb immer größer wird, besteht die Gefahr, dass die Viskosität der Tinte in den Düsenöffnungen sich allmählich so verändert, dass keine einwandfreien Tintentropfen von den piezoelektrischen Aktivatoren erzeugt werden können. Entsprechend nimmt der zeitliche Abstand der Drucktaktimpulse TD während der Phase der Beschleunigung ab, so dass zu Beginn der Beschleunigung nach der Druckunterbrechung die Viskosität der Tinte sich so verändert haben kann, dass der Ausstoß von Tintentropfen aus den Druckköpfen gestört ist.
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Anhand der 3 wird der Verlauf der Geschwindigkeit G der Bedruckstoffbahn 3 aufgetragen über der Zeit t bei einer Druckunterbrechung gezeigt. Die Bedruckstoffbahn 3 wird mit Druckgeschwindigkeit GD transportiert (Abschnitt A1) bis eine Druckunterbrechung ausgelöst werden soll. Anschließend wird die Bedruckstoffbahn 3 abgebremst und in einer Verzögerungsrampe RV zum Stillstand gebracht (Abschnitt A2). Nach der Druckunterbrechung (Abschnitt A3) wird die Bedruckstoffbahn 3 aus dem Stillstand in einer Beschleunigungsrampe RB wieder auf die Druckgeschwindigkeit GD beschleunigt (Abschnitt A4).
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4a zeigt eine Folge von Drucktaktimpulsen TD bei Druckgeschwindigkeit GD aufgetragen über der Zeit t (Abschnitt A1, 3). Bei jedem Drucktaktimpuls TD kann bei Vorliegen von Druckdaten DA aus Düsen von Druckköpfen 5 Tintentropfen zur Bedruckstoffbahn 3 ausgestoßen werden. 4b zeigt die Abfolge von Drucktaktimpulsen TD während der Verzögerungsrampe RV (Abschnitt A2, 3). Der zeitliche Abstand der Drucktaktimpulse TD nimmt zu. Aus 4c kann entnommen werden, wie Vibrationsimpulse V (gestrichelt dargestellt) zwischen den Drucktaktimpulsen TD erzeugt werden können und den Druckköpfen 5 zugeführt werden können. Durch die Vibrationsimpulse V können bei den Druckköpfen 5 auf bekannte Weise Vibrationszyklen mit einer vorgegebenen Anzahl von Vibrationsschwingungen ausgelöst werden. Wenn der zeitliche Abstand der Drucktaktimpulse TD vor und nach der Druckunterbrechung es zulässt (Beispiel 5a), können auch mehrere Vibrationszyklen zwischen den Drucktaktimpulsen TD ausgelöst werden, z. B. zwei oder drei Vibrationszyklen (5b).
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Die 4 zeigt die Verhältnisse während der Verzögerungsrampe RV. Die Verhältnisse während der Beschleunigungsrampe RB sind umgekehrt zu sehen im Vergleich zu 4. Hier werden die Zeitabstände zwischen den Drucktaktimpulsen TD immer kürzer abhängig von der Geschwindigkeit G der Bedruckstoffbahn 3.
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Da bei einem Vibrationszyklus eine Mehrzahl von Vibrationsschwingungen ausgeführt werden, kann ein Vibrationszyklus nur dann zwischen den Drucktaktimpulsen TD durchgeführt werden, wenn deren zeitlicher Abstand dies zulässt. Ob dies möglich ist, hängt von der Druckgeschwindigkeit GD ab. Z. B. kann deshalb bei hoher Druckgeschwindigkeit GD das Auslösen eines Vibrationszyklus erst dann sinnvoll sein, wenn die Geschwindigkeit der Bedruckstoffbahn 3 bereits teilweise reduziert worden ist und der zeitliche Abstand der Drucktaktimpulse TD einen vorgegebenen Wert erreicht hat, z. B. wenn die Geschwindigkeit der Bedruckstoffbahn 3 auf die Hälfte der Druckgeschwindigkeit GD abgesunken ist oder die Bedruckstoffbahn 3 z. B. noch nicht die Hälfte der Druckgeschwindigkeit GD in der Beschleunigungsrampe RB erreicht hat (Ebene E, 3; Phasen PH).
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Wenn in einer Rampe R die Bedruckstoffbahn 3 verzögert oder beschleunigt wird, erzeugt die Encoderwalze 6 weiter Drucktaktimpulse TD, so dass die Druckköpfe 5 bei Vorliegen von Druckdaten DA weiterdrucken. Aus 4b ist eine Abfolge von Drucktaktimpulsen TD während der Bremsphase RB prinzipiell gezeigt. Da der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Drucktaktimpulsen TD im Vergleich zum Druckbetrieb, 4a, größer wird, besteht die oben erläuterte Gefahr, dass das Ausstoßen von Tintentropfen wegen Änderung der Viskosität an den Düsenöffnungen mangelhaft ist. Um dieses Problem zu vermeiden, wird erfindungsgemäß zwischen den Drucktaktimpulsen TD über einen Vibrationsimpuls V mindestens ein Vibrationszyklus ausgelöst, d. h. der Aktivator im jeweiligen Tintenkanal erzeugt am Ende der Düse Vibrationen, um dort die Tinte insbesondere an der Düsenöffnung durchzumischen bevor das nächste Druck-Startsignal SA ausgelöst wird. Immer dann, wenn die Encoderwalze 6 einen Drucktaktimpuls TD erzeugt, kann an den Druck bereiten Aktivator des Druckkopfes 5 oder an alle Druckköpfe 5 mindestens ein Vibrationsimpuls V gegeben werden, auf Grund dessen mindestens ein Vibrationszyklus aus Vibrationen in den Düsen erzeugt werden, um die Tinte durchzumischen.
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Bezugszeichenliste
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- DR
- Druckgerät
- 1
- Druckeinheit
- 2
- Druckersteuerung
- 3
- Bedruckstoffbahn
- 4
- Druckriegel
- 5
- Druckkopf
- 6
- Sensor-Encoderwalze
- 7
- Antriebswalze
- 8
- Führungssattel
- 9
- Abzugswalze
- PF
- Bewegungsrichtung der Bedruckstoffbahn
- TD
- Drucktaktimpuls
- V
- Vibrationsimpuls
- G
- Geschwindigkeit der Bedruckstoffbahn
- GD
- Druckgeschwindigkeit
- PH
- Vibrationsphase
- A
- Abschnitt
- R
- Rampe
- RV
- Verzögerungsrampe
- RB
- Beschleunigungsrampe
- E
- Ebene
- t
- Zeit
