DE102013110767A1 - Method for controlling the nozzle units of an inkjet print head of an inkjet printing device - Google Patents

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Steuerung der Düseneinheiten eines Tintendruckkopfes eines Tintendruckgeräts werden die Ansteuerspannungen der Aktivatoren der Düseneinheiten des Druckkopfes derart eingestellt, dass bei Anpassung der Ansteuerspannungen an die optische Dichte eines zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers keine Tropfenseparation auftritt. Das Tropfenvolumen der von den Düseneinheiten abgegebenen Tintentropfen wird an die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers angepasst. Dazu werden die an die Aktivatoren der Düseneinheiten angelegten Ansteuerspannungen in der Wellenform und der Amplitude eingestellt.In the method of controlling the nozzle units of an inkjet print head of an inkjet printing apparatus, the drive voltages of the activators of the nozzle units of the print head are adjusted such that no drip separation occurs when adjusting the drive voltages to the optical density of a record carrier to be printed. The drop volume of the ink drops emitted by the nozzle units is adapted to the optical density of the recording medium. For this purpose, the drive voltages applied to the activators of the nozzle units are set in the waveform and the amplitude.

Description

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 z.B. nach dem Drop-on Demand (DoD) Prinzip arbeiten, weisen als Druckeinheit einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe mit Tintenkanälen und Aktivatoren umfassenden Düseneinheiten auf, wobei die Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Aufzeichnungsträger anregen können, die auf den Aufzeichnungsträger gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen. For single- or multi-color printing of a printing material, for example, a single sheet or a tape-shaped recording medium made of various materials, such as paper, ink printing devices can be used. The structure of such ink printing devices is known, see, for example EP 0 788 882 B1 , Ink printing devices that operate, for example, the drop-on demand (DoD) principle, as a printing unit on a printhead or more printheads with ink channels and activators comprising nozzle units, the activators controlled by a printer control can stimulate ink droplets towards the recording medium, which on the Record carrier are directed to apply pressure points for a printed image. The activators can generate ink droplets thermally (bubble jet) or piezoelectrically.

Der Aufbau eines Druckkopfes, der z.B. Düseneinheiten mit piezoelektrischen Aktivatoren aufweist, ist aus US 7 281 778 B2 bekannt. Jede Düseneinheit umfasst einen Tintenkanal, der in einer in einer Düsenplatte angeordneten Düse endet, und sieht einen Aktivator vor, der am Tintenkanal angeordnet ist. An der Düsenplatte wird der Aufzeichnungsträger vorbeigeführt. Wenn gedruckt werden soll, werden die für den Druck vorgesehenen Aktivatoren von einer Druckersteuerung angesteuert, die daraufhin die Tinte in den Tintenkanälen Druckwellen aussetzen, durch die das Ausstoßen von Tintentropfen aus den Düsen in Richtung zum Aufzeichnungsträger veranlasst wird. Die Größe der Tintentropfen bzw. deren Volumen kann eingestellt werden über die an die Aktivatoren angelegte Spannung und zwar durch deren Wellenform und/ oder Amplitude. The structure of a printhead, which has, for example, nozzle units with piezoelectric activators is off US Pat. No. 7,281,778 B2 known. Each nozzle unit includes an ink channel terminating in a nozzle disposed in a nozzle plate and provides an activator disposed on the ink channel. At the nozzle plate of the recording medium is passed. When printing is to be performed, the activators for printing are driven by a printer controller, which then exposes the ink in the ink channels to pressure waves causing the ejection of ink droplets from the nozzles toward the record carrier. The size of the ink drops or their volume can be adjusted via the voltage applied to the activators by their waveform and / or amplitude.

Das Erscheinungsbild des vom Druckkopf auf einen Aufzeichnungsträger, z.B. eine Papierbahn, gedruckten Druckbildes hängt unter anderem auch von der optischen Dichte des Aufzeichnungsträgers ab. Wenn sich die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers ändert, ändert sich auch das Druckbild. The appearance of the print head on a record carrier, e.g. a paper web, printed printed image depends inter alia on the optical density of the recording medium. When the optical density of the recording medium changes, the printed image also changes.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, nach dem der Druckkopf derart einstellbar ist, dass trotz Änderung der optischen Dichte des Aufzeichnungsträgers das Druckbild sich nicht ändert. The problem to be solved by the invention is to specify a method according to which the print head can be adjusted in such a way that the printed image does not change despite a change in the optical density of the recording medium.

Dieses Problem wird durch einen Druckkopf gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This problem is solved by a printhead according to the features of claim 1.

Bei dem Verfahren zur Steuerung der Düseneinheiten eines Tintendruckkopfes eines Tintendruckgeräts werden die Ansteuerspannungen der Aktivatoren der Düseneinheiten des Druckkopfes derart eingestellt, dass bei Anpassung der Steuerspannungen an die optische Dichte eines zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers keine Tropfenseparation auftritt. Das Tropfenvolumen der von den Düseneinheiten abgegebenen Tintentropfen wird an die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers angepasst. Dazu werden die an die Aktivatoren der Düseneinheiten angelegten Ansteuerspannungen in der Wellenform und der Amplitude eingestellt. In the method of controlling the nozzle units of an inkjet print head of an inkjet printing apparatus, the drive voltages of the activators of the nozzle units of the print head are adjusted such that no drip separation occurs when the control voltages are matched to the optical density of a recording medium to be printed. The drop volume of the ink drops emitted by the nozzle units is adapted to the optical density of the recording medium. For this purpose, the drive voltages applied to the activators of the nozzle units are set in the waveform and the amplitude.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Vorteile der Erfindung sind:
Es gibt keine Minderung der Druckqualität durch ungewollten Tintennebel bei Anpassung der Tintentropfen an die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers. Die Wartungsintervalle werden vergrößert, da die Düsenplatten weniger verschmutzt werden. Advantages of the invention are:
There is no reduction in the print quality due to unwanted ink mist when the ink droplets are adapted to the optical density of the recording medium. The maintenance intervals are increased because the nozzle plates are less polluted.

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in schematischen Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. With reference to exemplary embodiments, which are illustrated in schematic figures, the invention will be further explained.

Es zeigen: Show it:

1 eine prinzipielle Darstellung eines Druckkopfes in Ansicht von vorne; 1 a schematic representation of a printhead in front view;

2 Wellenformen von Ansteuerspannungen gleicher Amplitude für die Aktivatoren der Düseneinheiten eines Druckkopfes; 2 Waveforms of drive voltages of equal amplitude for the activators of the nozzle units of a printhead;

3 Wellenformen von Ansteuerspannungen unterschiedlicher Amplitude für die Aktivatoren der Düseneinheiten eines Druckkopfes; 3 Waveforms of drive voltages of different amplitude for the activators of the nozzle units of a printhead;

4 ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung für die Aktivatoren der Düseneinheiten eines Druckkopfes. 4 a block diagram of a drive circuit for the activators of the nozzle units of a printhead.

1 zeigt schematisch ein Beispiel eines Druckkopfes DK, der ein Gehäuse 1 für eine Ansteuerschaltung und Düseneinheiten 2 vorsieht. Der Druckkopf DK kann eine Düsenplatte 3 aufweisen, in der mindestens eine mit einem Tintenkanal verbundene Düse angeordnet ist. Weiterhin ist eine Versorgungsleitung 4 für den Zulauf von Tinte zur jeweiligen Düseneinheit 2 und eine Versorgungsleitung 5 für einen Ablauf von Tinte von der jeweiligen Düseneinheit 2 vorgesehen. Die Düsen der Düsenplatte 3 sind jeweils über Tintenkanäle mit Aktivatoren gekoppelt, durch die das Ausstoßen von Tintentropfen in Richtung zu einem Aufzeichnungsträger veranlasst wird, wenn von der Ansteuereinheit ein Drucksignal dem entsprechenden Aktivator zugeführt worden ist. Die Zuleitung von Tinte zu der Düseneinheit 2 bzw. der Ablauf von Tinte von der Düseneinheit 2 erfolgt jeweils mit einer Anschlussklemme 6 bzw. 7 für die Versorgungsleitung 4 bzw. 5. 1 schematically shows an example of a print head DK, which is a housing 1 for a drive circuit and nozzle units 2 provides. The print head DK can be a nozzle plate 3 in which at least one nozzle connected to an ink channel is arranged. Furthermore, a supply line 4 for the supply of ink to the respective nozzle unit 2 and a utility line 5 for a drain of ink from the respective nozzle unit 2 intended. The nozzles of the nozzle plate 3 are each coupled via ink channels with activators, is caused by the ejection of ink droplets toward a recording medium when a pressure signal has been supplied from the drive unit to the corresponding activator. The supply of ink to the nozzle unit 2 or the flow of ink from the nozzle unit 2 each with a terminal 6 respectively. 7 for the supply line 4 respectively. 5 ,

Im Betrieb wird den in der Düsenplatte 3 angeordneten Düsen Tinte über mit der Versorgungsleitung 4 verbundene Tintenkanäle zugeführt. Wenn der einer Düse zugeordnete Aktivator über die Ansteuerschaltung angesteuert wird, stößt diese Düse einen Tintentropfen aus; bei den übrigen nicht angesteuerten Düsen wird dagegen keine Tinte ausgestoßen. In operation, the in the nozzle plate 3 nozzles arranged ink over with the supply line 4 supplied connected ink channels. When the activator associated with a nozzle is actuated via the drive circuit, this nozzle discharges an ink droplet; on the other non-driven nozzles, on the other hand, no ink is ejected.

Wie oben ausgeführt wird das durch die Tintentropfen auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte Druckbild durch die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers beeinflusst. Wenn das Druckbild trotz Änderung der optischen Dichte des Aufzeichnungsträgers gleich bleiben soll, muss eine Anpassung der Ansteuerung der Düseneinheiten an die optische Dichte erfolgen. Dazu kann das Volumen der von den Düsen abgefeuerten Tintentropfen entsprechend geändert werden. Diese Änderung kann dadurch erfolgen, dass die Aktivatoren der Düseneinheiten mit geänderten Ansteuerspannungen betrieben werden. Dazu kann z.B. die Wellenform der Ansteuerspannungen angepasst werden. As stated above, the printed image produced by the ink drops on the recording medium is influenced by the optical density of the recording medium. If the printed image is to remain the same despite a change in the optical density of the recording medium, an adaptation of the control of the nozzle units to the optical density must take place. For this purpose, the volume of the ink drops fired by the nozzles can be changed accordingly. This change can be made by operating the activators of the nozzle units with changed drive voltages. For this, e.g. the waveform of the drive voltages are adjusted.

2 zeigt Beispiele für Wellenformen von Ansteuerspannungen U für Aktivatoren von Düseneinheiten, um Tintentropfen unterschiedlichen Volumens oder Größe zu erzeugen. 2a zeigt eine Wellenform einer Ansteuerspannung U1, mit der bei einem gegebenen Druckkopf z.B. Tintentropfen mit einem Volumen von 5pl (Picoliter) erzeugt werden, 2b eine Wellenform einer Ansteuerspannung U2, mit der z.B. Tintentropfen mit einem Volumen von 7pl erzeugt werden können und 2c eine Wellenform einer Ansteuerspannung U3, mit der Tintentropfen mit einem Volumen von z.B. 12pl erzeugt werden können. Diese Wellenformen sind Beispiele. Bei allen Beispielen der 2 ist die Amplitude der Ansteuerspannungen U gleich gewählt worden. 2 shows examples of waveforms of drive voltages U for activators of nozzle units to produce ink drops of different volume or size. 2a shows a waveform of a drive voltage U1, for example, with a given printhead ink droplets are generated with a volume of 5pl (picoliter), 2 B a waveform of a driving voltage U2, for example, with the ink droplets can be generated with a volume of 7pl and 2c a waveform of a driving voltage U3, with the ink drops can be generated with a volume of 12pl, for example. These waveforms are examples. In all examples of the 2 the amplitude of the drive voltages U has been chosen equal.

Bei einer solchen Änderung der Wellenformen der Ansteuerspannungen U bei gleich bleibender Amplitude besteht die Gefahr, dass bei Abgabe von Tintentropfen großen Volumens zur Berücksichtigung der optischen Dichte des Aufzeichnungsträgers eine ungewollte Tropfenseparation auftreten kann. Diese Separation von Tropfen kann zu Druckbildstörungen führen, z.B. zu Tropfenpositionierungsfehlern auf dem Aufzeichnungsträger aufgrund nicht idealer Tropfengeschwindigkeit oder zur Entstehung von Tintennebeln aufgrund von Satellitentropfen. Weiterhin kann es zu Einfärbeschwankungen bei unterschiedlichen Druckköpfen kommen. With such a change in the waveforms of the drive voltages U with the amplitude remaining the same, there is a risk that unwanted drop separation may occur when large drops of ink droplets are dispensed with to take account of the optical density of the recording medium. This separation of drops can lead to print image defects, e.g. to drop positioning errors on the record carrier due to non-ideal drop speed or to the formation of ink mists due to satellite drops. Furthermore, it can lead to Einfärbeschwankungen with different printheads.

Um diese Problematik bei der Einstellung der Ansteuerspannungen U der Düseneinheiten wegen Änderung der optischen Dichte des Aufzeichnungsträgers zu beseitigen, wird nicht nur die Wellenform der Ansteuerspannung U, sondern auch die Amplituden der Ansteuerspannung U so geändert, dass keine Separation von Tintentropfen mehr auftreten kann. In 3a bis 3c sind als Beispiele die Änderung der Amplitude der Ansteuerspannungen U für die Beispielsfälle der 2a bis 2c gezeigt. Die Wellenform bleibt jeweils gleich. Im Fall der 2a wird z.B. die Amplitude der Ansteuerspannung U1 abgesenkt, im Fall der 2b bleibt die Amplitude der Ansteuerspannung U2 gleich, im Fall der 2c wird die Amplitude der Ansteuerspannung U3 erhöht. Auf diese Weise kann eine Anpassung der Ansteuerspannungen U an die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers erfolgen, um ein gleich bleibendes Druckbild zu erreichen, ohne dass dabei eine ungewollte Separation von Tintentropfen auftreten kann. In order to eliminate this problem in the setting of the driving voltages U of the nozzle units due to change in the optical density of the recording medium, not only the waveform of the driving voltage U, but also the amplitudes of the driving voltage U is changed so that no separation of ink droplets can occur more. In 3a to 3c As examples, the change of the amplitude of the driving voltages U for the examples of the 2a to 2c shown. The waveform remains the same. In the case of 2a For example, the amplitude of the drive voltage U1 is lowered, in the case of 2 B the amplitude of the drive voltage U2 remains the same, in the case of 2c the amplitude of the drive voltage U3 is increased. In this way, an adaptation of the drive voltages U to the optical density of the recording medium can take place in order to achieve a consistent print image without the possibility of an undesired separation of ink droplets.

Die Ansteuerung der Aktivatoren 8 der Düseneinheiten kann dann entsprechend 4 erfolgen. Jedem Aktivator 8 kann von der Ansteuerschaltung 9 die optimale Ansteuerspannung U nach 3 zugeführt werden. Im Beispiel der 3 können jedem Aktivator 8 z.B. drei Ansteuerspannungen U1, U2, U3 unterschiedlicher Wellenform und Amplitude zugeführt werden. Zwischen den Ansteuerspannungen U1, U2, U3 kann umgeschaltet werden. Wenn z.B. ein Aufzeichnungsträger geänderter optischer Dichte bedruckt werden soll, kann über die Ansteuerschaltung 9 die Ansteuerspannung U an die optische Dichte angepasst werden. Voraussetzung ist nur, dass die entsprechenden Ansteuerspannungen U z.B. in einer Tabelle in der Ansteuerschaltung 9 gespeichert sind. The activation of the activators 8th the nozzle units can then accordingly 4 respectively. Each activator 8th can from the drive circuit 9 the optimal drive voltage U to 3 be supplied. In the example of 3 can be any activator 8th For example, three drive voltages U1, U2, U3 different waveform and amplitude are supplied. It is possible to switch between the drive voltages U1, U2, U3. If, for example, a record carrier of modified optical density is to be printed, it is possible via the drive circuit 9 the drive voltage U are adapted to the optical density. The only requirement is that the corresponding drive voltages U, for example in a table in the drive circuit 9 are stored.

Mit einer derartigen Realisierung einer Ansteuerschaltung 9 für die Düseneinheiten eines Druckkopfes wäre es auch möglich, Änderungen der optischen Dichte über die Breite des Aufzeichnungsträgers zu kompensieren, da der Aktivator 8 jeder Düseneinheit unabhängig von den anderen Düseneinheiten einstellbar ist. With such a realization of a drive circuit 9 For the nozzle units of a printhead, it would also be possible to compensate for changes in the optical density across the width of the recording medium, since the activator 8th each nozzle unit is independent of the other nozzle units adjustable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

DK DK
Druckkopf printhead
1 1
Druckkopfgehäuse Printhead housing
2 2
Düseneinheit nozzle unit
3 3
Düsenplatte nozzle plate
4 4
Versorgungsleitung für Tinte Supply line for ink
5 5
Versorgungsleitung für Tinte Supply line for ink
6 6
Anschlussklemme terminal
7 7
Anschlussklemme terminal
8 8th
Aktivator activator
9 9
Ansteuerschaltung drive circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0788882 B1 [0001] EP 0788882 B1 [0001]
  • US 7281778 B2 [0002] US 7281778 B2 [0002]

Claims (3)

Verfahren zur Steuerung der Düseneinheiten eines Tintendruckkopfes eines Tintendruckgeräts, bei dem die Düseneinheiten jeweils einen in einer Düse endenden Tintenkanal und einen am Tintenkanal angeordneten Aktivator (8) aufweisen, bei dem an die Aktivatoren (8) der Düseneinheiten jeweils Ansteuerspannungen (U) angelegt werden, um die Düseneinheiten zum Ausstoßen von Tintentropfen zu veranlassen, bei dem die Ansteuerspannungen (U) der Aktivatoren (8) der Düseneinheiten derart eingestellt werden, dass bei Änderung der optischen Dichte eines zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers keine Auftrennung der Tintentropfen auftritt. A method of controlling the nozzle units of an ink jet print head of an ink jet printing apparatus, wherein the nozzle units each comprise an ink channel terminating in a nozzle and an activator disposed on the ink channel (US Pat. 8th ), in which the activators ( 8th ) are applied to the nozzle units respectively driving voltages (U) to cause the nozzle units for ejecting ink droplets, wherein the driving voltages (U) of the activators ( 8th ) of the nozzle units are set such that no separation of the ink drops occurs when the optical density of a recording medium to be printed changes. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Tropfenvolumen der von den Düseneinheiten abgegebenen Tintentropfen an die optische Dichte des Aufzeichnungsträgers angepasst wird, bei dem dazu die an die Aktivatoren (8) der Düseneinheiten angelegten Ansteuerspannungen in der Wellenform und der Amplitude eingestellt werden. Method according to Claim 1, in which the drop volume of the ink droplets emitted by the nozzle units is adapted to the optical density of the recording medium, to which the activators ( 8th ) of the nozzle units are adjusted in the waveform and the amplitude. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem als Aktivator (8) ein Piezoaktivator eingesetzt wird. Process according to Claim 2, in which the activator ( 8th ) a piezoactivator is used.
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