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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Druckkopfes, insbesondere zur Ansteuerung einer Düsenanordnung eines Druckkopfes, eines Tintenstrahl(Inkjet)-Drucksystems.
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Tintenstrahl-Drucksysteme können zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern (wie z.B. Papier) verwendet werden. Dazu kann eine Vielzahl von Düsenanordnungen verwendet werden, um Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger zu feuern bzw. zu stoßen und um so ein gewünschtes Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen.
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Eine Düsenanordnung kann eingerichtet sein, Tintentropfen mit unterschiedlichen Tropfengrößen auszustoßen. Dies ist insbesondere für die Wiedergabe von Halbtönen vorteilhaft. Der Aktuator einer Düsenanordnung wird typischerweise mit einer bestimmten Wellenform angesteuert, um die Düsenanordnung zu veranlassen, einen Tintentropfen mit einer bestimmten Tropfengröße auszustoßen. Dabei steigt meist die zeitliche Länge der Wellenform mit steigender Tropfengröße an.
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US2011/0063351A1 beschreibt ein Tintenstrahl-Drucksystem bei dem die Wellenformen für unterschiedliche Tropfengrößen aus ein oder mehreren Grundformen zusammengesetzt werden. Dabei ergibt sich eine maximal mögliche Tropfengröße durch Kombination einer maximalen Anzahl von Grundformen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und entsprechende Steuerungsmittel für ein Tintenstrahl-Drucksystem bereitzustellen, durch die die maximale Größe von Tintentropfen, die durch die Düsenanordnung eines Tintenstrahl-Drucksystems gedruckt werden können, erhöht werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer Düsenanordnung (z.B. einer Düsenanordnung eines Tintenstrahl-Drucksystems) beschrieben. Ein zu bedruckender Aufzeichnungsträger und die Düsenanordnung werden dabei in einer Transportrichtung relativ zueinander bewegt. Das Verfahren umfasst das Ansteuern der Düsenanordnung an einer Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten, um eine entsprechende Sequenz von Pixeln einer Spalte eines Druckbildes in der Transportrichtung auf den Aufzeichnungsträger zu drucken. Dabei entspricht ein zeitlicher Abstand zwischen einem ersten Ansteuer-Zeitpunkt und einem nachfolgenden zweiten Ansteuer-Zeitpunkt der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten einer Zeitdauer. Die Zeitdauer kann dabei dem Zeitraum zwischen dem Druck zweier direkt aufeinander folgender Zeilen des Druckbildes entsprechen. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, dass die Düsenanordnung an dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt mit einer ersten Wellenform angesteuert werden soll. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln, dass die erste Wellenform länger als die Zeitdauer ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Veranlassen, dass an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt die Ansteuerung der Düsenanordnung mit der ersten Wellenform fortgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt werden Steuerungsmittel für eine Düsenanordnung beschrieben. Dabei werden ein Aufzeichnungsträger und eine Düsenanordnung in einer Transportrichtung relativ zueinander bewegt. Die Steuerungsmittel sind eingerichtet, die Düsenanordnung an einer Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten anzusteuern, um eine entsprechende Sequenz von Pixeln einer Spalte eines Druckbildes in der Transportrichtung auf den Aufzeichnungsträger zu drucken, wobei ein zeitlicher Abstand zwischen einem ersten Ansteuer-Zeitpunkt und einem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten einer Zeitdauer entspricht. Die Steuerungsmittel sind weiter eingerichtet, zu ermitteln, dass die Düsenanordnung zu dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt mit einer ersten Wellenform angesteuert werden soll. Die Steuerungsmittel sind außerdem eingerichtet, zu ermitteln, dass die erste Wellenform länger als die Zeitdauer ist. Außerdem sind die Steuerungsmittel eingerichtet, zu veranlassen, dass zu dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt die Ansteuerung der Düsenanordnung mit der ersten Wellenform fortgesetzt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Tintenstrahl-Drucksystem beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebenen Steuerungsmittel umfasst.
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Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Tintenstrahl-Drucksystems;
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2 einen schematischen Aufbau einer Tintenstrahl-Düsenanordnung;
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3 beispielhafte Wellenformen und Druckdaten zur Ansteuerung der Düsenanordnungen eines Druckkopfes; und
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4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ansteuerung einer Düsenanordnung eines Tintenstrahl-Drucksystems.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Tintenstrahl-Drucksystems 100. Das in 1 dargestellte Drucksystem 100 ist für den Druck auf einem bahnförmigen Aufzeichnungsträger 120 (auch als „continuous feed“ bezeichnet) ausgelegt. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte sind aber auch auf Drucksysteme 100 anwendbar, die eingerichtet sind, um einen blatt- oder bogenförmigen Aufzeichnungsträger 120 zu bedrucken. Ein bahnförmiger Aufzeichnungsträger 120 wird typischerweise von einer Rolle (dem Abwickler) abgewickelt und dann dem Druckwerk des Drucksystems 100 zugeführt. Durch das Druckwerk wird ein Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 120 aufgebracht, und der bedruckte Aufzeichnungsträger 120 wird nach Fixieren / Trocknen des Druckbildes wieder auf einer weiteren Rolle (dem Aufwickler) aufgewickelt oder in Bögen geschnitten. In 1 wird die Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 120 durch einen Pfeil dargestellt. Der Aufzeichnungsträger 120 kann aus Papier, Pappe, Karton, Metall, Kunststoff, Textilien und/oder sonstigen geeigneten und bedruckbaren Materialien hergestellt sein.
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Das Druckwerk des Drucksystems 100 umfasst in dem dargestellten Beispiel vier Druckkopfanordnungen 102 (die jeweils auch als Druckriegel bezeichnet werden). Die unterschiedlichen Druckkopfanordnungen 102 können für das Drucken mit Tinten unterschiedlicher Farbe verwendet werden (z.B. Schwarz, Cyan, Magenta und/oder Gelb). Das Druckwerk kann noch weitere Druckkopfanordnungen 102 für das Drucken mit weiteren Farben oder weiteren Tinten (z.B. MICR-Tinte) umfassen.
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Eine Druckkopfanordnung 102 umfasst ein oder mehrere Druckköpfe 103. In dem dargestellten Beispiel umfasst eine Druckkopfanordnung 102 jeweils fünf Druckköpfe 103. Jeder Druckkopf 103 kann ggf. wiederum in eine Vielzahl von Druckkopf-Segmenten 104 unterteilt sein, wobei jedes Druckkopf-Segment 104 ein oder mehrere Düsen bzw. Düsenanordnungen umfasst.
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Die Einbaulage / Orientierung eines Druckkopfes 103 innerhalb einer Druckkopfanordnung 102 kann von dem Typ des Druckkopfes 103 abhängen. Jeder Druckkopf 103 umfasst mehrere Düsen bzw. Düsenanordnungen (die in unterschiedlichen Segmenten 104 angeordnet sein können), wobei jede Düse eingerichtet ist, Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 120 zu feuern oder zu stoßen. Beispielsweise kann ein Druckkopf 103 2558 effektiv genutzte Düsen umfassen, die entlang mehrerer Reihen quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet sind. Die Düsen in den einzelnen Reihen sind versetzt zueinander angeordnet. Mittels der Düsen eines Druckkopfs 103 kann jeweils eine Zeile auf den Aufzeichnungsträger 120 quer zur Transportrichtung gedruckt werden. Dabei werden die Düsen aus unterschiedlichen Reihen leicht zeitversetzt angesteuert, um den örtlichen Versatz der unterschiedlichen Düsen-Reihen zu kompensieren, und um so an einem Ansteuer-Zeitpunkt eine Zeile (d.h. insbesondere eine gerade Linie) quer zu der Transportrichtung drucken zu können. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Reihen mit (querversetzten) Düsen kann eine erhöhte Auflösung bereitgestellt werden. In Summe können so durch eine in 1 dargestellte Druckkopfanordnung 102 K = 12790 Tropfen entlang einer Querlinie auf den Aufzeichnungsträger 120 gespritzt werden (z.B. für eine Druckbreite von ca. 21,25 Zoll mit 600 dpi (dots per inch)). Mit anderen Worten, eine Druckkopfanordnung 102 kann K (z.B. K = 12790) Düsen zum Druck einer Zeile (bzw. Querlinie) eines Druckbildes umfassen. Jede Druckkopfanordnung 102 kann somit eingerichtet sein, bei Bedarf eine komplette Querlinie einer bestimmten Farbe (mit K Pixeln) auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken.
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Das Drucksystem 100 umfasst weiter eine Steuereinheit 101 (z.B. einen Controller), die eingerichtet bzw. geeignet ist, die Aktuatoren der einzelnen Düsenanordnungen der einzelnen Druckköpfe 103 anzusteuern, um in Abhängigkeit von Druckdaten ein Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 120 aufzubringen. Insbesondere können durch die Steuereinheit 101 gerasterte und ggf. gescreente Druckdaten für ein Druckbild bereitgestellt werden, die für jedes Pixel anzeigen, ob ein Tintenausstoß erfolgen soll und ggf. welche Tropfengröße ausgestoßen werden soll. Des Weiteren kann das Drucksystem 100 ein Steuermodul 105 für eine Druckkopfanordnung 102 bzw. für einen Druckkopf 103 aufweisen. Das Steuermodul 105 umfasst z.B. ein FPGA (Field Programmable Gate Array). Das Steuermodul 105 kann eingerichtet sein, die einzelnen Düsenanordnungen 200 in Abhängigkeit von den Druckdaten anzusteuern. Dabei kann ggf. ein gemeinsames Steuermodul 105 für eine Vielzahl von Druckköpfen 103 (z.B. für alle Druckköpfe 103) einer Druckkopfanordnung 102 bereitgestellt werden. Des Weiteren kann ein Steuerungssystem (nicht in 1 dargestellt) für das Drucksystem 100 bereitgestellt werden, durch das übergeordnete Abläufe wie z.B. ein Lauf des Aufzeichnungsträgers 120 und/oder ein Management der Tinte (insbesondere des Tintenvorrats) erfolgen kann.
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Das Drucksystem 100 umfasst somit K Düsenanordnungen, die mit einer bestimmten Ansteuer-Frequenz (d.h. mit einem bestimmten Zeilentakt) angesteuert werden können, um eine Zeile (quer zu der Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 120) mit K Pixeln bzw. K Spalten auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Die Ansteuer-Frequenz hängt dabei von der Druckgeschwindigkeit (Anzahl von gedruckten Zeilen pro Zeiteinheit) des Drucksystems 100 ab. Insbesondere kann ein Zeilentakt jeweils ausgelöst werden, wenn sich der Aufzeichnungsträger 120 genau um den Abstand zweier direkt aufeinander folgender Zeilen fortbewegt hat. Das heißt, der Zeilentakt kann durch die Fortbewegung des Aufzeichnungsträgers 120 wiederholt ausgelöst werden. Dabei ergibt sich bei einer konstanten Druckgeschwindigkeit eine konstante Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Zeilen.
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Die Düsenanordnungen 200 sind unbeweglich bzw. fest im Drucksystem 100 verbaut, und der Aufzeichnungsträger 120 wird mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit an den feststehenden Düsenanordnungen 200 vorbeigeführt. Eine bestimmte Düsenanordnung 200 druckt somit eine entsprechende bestimmte Spalte (in Transportrichtung) auf den Aufzeichnungsträger 120 (in einer Eins-zu-Eins Zuordnung). Somit können die Düsenanordnungen 200 eines Druckkopfes 103 pro Zeile eines Druckbildes (d.h. pro Zeilentakt) maximal einmal betätigt werden, um ggf. einen Tintenausstoß zu bewirken.
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2 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Düsenanordnung 200 eines Druckkopfs 103. Die Düsenanordnung 200 umfasst Wände 202, welche zusammen mit einem Aktuator 220 und einer Düse 201 ein Behältnis bzw. eine Kammer 212 zur Aufnahme von Tinte bilden. Über die Düse 201 der Düsenanordnung 200 kann ein Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 120 gespritzt bzw. gestoßen werden. Die Tinte bildet an der Düse 201 einen sogenannten Meniskus 210. Des Weiteren umfasst die Düsenanordnung 200 einen Aktuator 220 (z.B. ein piezoelektrisches Element), der eingerichtet ist, das Volumen der Kammer 212 zur Aufnahme der Tinte zu verändern bzw. den Druck in der Kammer 212 der Düsenanordnung 200 zu verändern. Insbesondere kann durch den Aktuator 220 infolge einer Auslenkung 222 das Volumen der Kammer 212 reduziert und somit der Druck in der Kammer 212 erhöht werden. So wird ein Tintentropfen über die Düse 201 aus der Düsenanordnung 200 gestoßen. 2 zeigt eine entsprechende Auslenkung 222 des Aktuators 220 (gepunktete Linien). Außerdem kann durch den Aktuator 220 das Volumen der Kammer 212 vergrößert werden (siehe Auslenkung 221), um neue Tinte über einen Einlass (nicht in 2 dargestellt) in das Behältnis bzw. in die Kammer 212 zu saugen.
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Durch eine Auslenkung 221, 222 des Aktuators 220 kann somit die Tinte innerhalb der Düsenanordnung 200 bewegt werden und die Kammer 212 kann unter Druck gesetzt werden. Dabei bewirkt eine bestimmte Bewegung des Aktuators 220 eine entsprechende bestimmte Bewegung der Tinte. Die bestimmte Bewegung des Aktuators 220 wird typischerweise durch eine entsprechende bestimmte Wellenform oder einen entsprechenden bestimmten Puls eines Ansteuersignals des Aktuators 220 bewirkt. Insbesondere kann durch einen Fire Puls (auch als Ausstoß-Puls oder Ausstoß-Wellenform bezeichnet) zur Ansteuerung des Aktuators 220 bewirkt werden, dass die Düsenanordnung 200 über die Düse 201 einen Tintentropfen ausstößt. Durch unterschiedliche Ansteuersignale an den Aktuator 220 können unterschiedliche Tintentropfen ausgestoßen werden. Insbesondere können so Tintentropfen mit unterschiedlicher Tropfengröße (z.B. 5pl, 7pl oder 12pl) ausgestoßen werden. Desweiteren kann durch einen Pre-Fire Puls (auch als Vorausstoß-Puls oder Vorausstoß-Wellenform bezeichnet) zur Ansteuerung des Aktuators 220 bewirkt werden, dass die Düsenanordnung 200 zwar eine Bewegung der Tinte und eine Schwingung des Meniskus 210 bewirkt, dabei aber über die Düse 201 kein Tintentropfen ausgestoßen wird.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem Druck von Tintentropfen mit einer möglichst großen Tropfengröße. Unterschiedlich große Tropfengrößen können bei der Druckbilderzeugung zur Steigerung der Druckqualität verwendet werden (durch eine sogenannte Multilevel-Ansteuerung). Vorteile ergeben sich dabei insbesondere bei der Wiedergabe von Halbtönen mittels Halbtonrasterung. Z.B. kann die Verwendung von kleinen Tropfengrößen zur Erzeugung von Flächenelementen mit relativ niedriger Einfärbung und möglichst geringer Druckbild-Körnigkeit sinnvoll sein. Für hohe Einfärbungen werden typischerweise große Tropfengrößen verwendet, um die für eine vollständige Flächendeckung notwendige Tintenmenge auf den Aufzeichnungsträger 120 übertragen zu können.
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Die Tropfengröße wird insbesondere bei Düsenanordnungen 200 mit einem Piezo-elektrischen Aktuator 220 über die Form und die zeitliche Länge der Wellenform (auch als Ansteuer-Spannungs-Impulsfolge oder kurz Puls bezeichnet) zur Ansteuerung des Aktuators 220 bestimmt. Dabei erfordern größere Tintentropfen typischerweise längere Wellenformen.
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Ein Druckkopf 103 bzw. ein Druckriegel 102 werden mit einer bestimmten Frequenz (d.h. mit einem bestimmten Zeilentakt) angesteuert, um gemäß der Ansteuer-Frequenz die jeweiligen Düsenanordnungen 120 zum Ausstoßen eines Tintentropfens zu aktivieren. Die Ansteuer-Frequenz (d.h. der Zeilentakt für direkt aufeinander folgende Zeilen) hängt dabei von der tatsächlichen Transportgeschwindigkeit und von der gewünschten Auflösung in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 120 ab. Die einzelnen Düsenanordnungen 200 werden dazu an einer Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten angesteuert, wobei die Ansteuer-Zeitpunkte gemäß der Ansteuer-Frequenz zeitlich aufeinander folgen. Der zeitliche Abstand zwischen zwei Ansteuer-Zeitpunkten entspricht dabei einer (ggf. konstanten) Zeitdauer (insbesondere einer Periodendauer), die dem Umkehrwert der Ansteuer-Frequenz entspricht.
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3 veranschaulicht die Druckdaten für eine Vielzahl von Spalten 310 (als Funktion der Zeit bzw. als Funktion der Position in Transportrichtung) und für eine Vielzahl von Zeilen 320 (als Funktion der Position quer zur Transportrichtung). Insbesondere zeigt 3 die Periodendauer 321 zwischen zwei Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323. Dabei hängt die Periodendauer 321 von der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120 ab. Die Periodendauer 321 steht für den Druck einer Zeile 320 eines Druckbildes mit einer Vielzahl von Spalten 310 zur Verfügung. Außerdem zeigt 3 unterschiedliche Wellenformen 311, 312 (vereinfacht dargestellt) mit unterschiedlicher Zeitdauer, die für den Ausstoß von Tintentropfen mit unterschiedlichen Tropfengrößen verwendet werden können. Die maximal mögliche Zeitdauer für eine Wellenform 311, 312 ist dabei durch die Periodendauer 321 begrenzt. Insbesondere wird die Ausführung einer Wellenform 311, 312 für eine Zeile typischerweise nach Ablauf der Periodenauer 321 beendet und es erfolgt die Abarbeitung einer Wellenform 311, 312 für die darauf folgende Zeile.
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Ein zu druckendes Druckbild wird typischerweise gerastert, um Druckdaten zur Ansteuerung der Düsenanordnungen 200 eines Druckkopfes 103 bzw. eines Druckriegels 102 zu ermitteln. Dabei umfassen die Druckdaten für jede Düsenanordnung 200 (d.h. für jede Spalte 310 des Druckbildes) und für jede Zeile 320 des Druckbildes einen Steuer-Datensatz 331, 332. Ein Steuer-Datensatz 331, 332 für eine Düsenanordnung 200 und für eine Zeile 320 (d.h. für einen Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323) zeigt dabei an, ob durch die Düsenanordnung 200 ein Tintenausstoß (zum Druck eines „nicht-weißen“ Pixels) erfolgen soll, und ggf. welche Tropfengröße der ausgestoßene Tintentropfen haben soll. Durch den Steuer-Datensatz 331, 332 wird somit die Wellenform 311, 312 zur Ansteuerung des Aktuators 220 einer Düsenanordnung 200 angezeigt (z.B. mittels einer Bit-Folge von 2, 3 oder mehr Bits).
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Die Periodendauer 321 begrenzt die maximale zeitliche Länge einer Wellenform 311, 312. Als Folge daraus, wird die maximal mögliche Tropfengröße durch die Periodendauer 321 begrenzt. Diese Begrenzung stellt eine Einschränkung in Bezug auf die durch das Drucksystem 100 erreichbare Druckqualität dar. Für den Druck bestimmter Druckbilder kann es sinnvoll sein, auch Tropfen mit einer Tropfengröße zu verwenden, die innerhalb der (durch die Druckgeschwindigkeit vorgegebenen) Periodendauer 321 nicht generiert werden können. Beispielsweise kann es für die intensive Einfärbung eines Bereichs eines Druckbildes vorteilhaft sein, besonders große Tintentropfen zu verwenden.
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Der Ausstoß von Tintentropfen mit einer besonders großen Tropfengröße kann durch die Verwendung einer Wellenform 313 erreicht werden, die eine zeitliche Länge aufweist, die über die Periodendauer 321 hinausgeht. Eine solche Wellenform 313 wird in diesem Dokument als Überlängen-Wellenform bezeichnet. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, Druckdaten zu generieren, die ein oder mehrere Steuer-Datensätze 333 umfassen, die anzeigen, dass in einer bestimmten Spalte 310 (d.h. durch eine bestimmte Düsenanordnung 200) und in einer bestimmten Zeile 320 eine Überlängen-Wellenform 313 verwendet werden soll.
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Das Steuermodul 105 für die bestimmte Düsenanordnung 200 kann dann den Aktuator 220 dieser bestimmten Düsenanordnung 200 mit der Überlängen-Wellenform 313 ansteuern. Des Weiteren kann das Steuermodul 105 eingerichtet sein, einen direkt folgenden Steuer-Datensatz 334 für die direkt folgende Zeile 320 der gleichen Spalte 310 zu ignorieren. Insbesondere können die ein oder mehreren Steuer-Datensätze 334 für die bestimmte Düsenanordnung 200 ignoriert werden, bis das Ende der Überlängen-Wellenform 313 erreicht ist.
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Die Länge einer Wellenform 313 für den Druck eines Pixels kann somit auch länger sein, als die durch die Trigger- bzw. Ansteuer-Frequenz vorgegebene (konstante) Periodendauer 321. Dabei kann durch das Steuermodul 105 gewährleistet werden, dass das Zeilen-Trigger-Signal zur Taktung der Düsenanordnungen 200 die Abarbeitung einer Überlängen-Wellenform 313 durch den Aktuator 220 einer Düsenanordnung 200 nicht verhindert oder störend beeinflusst. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass kein neuer Trigger bzw. keine neue Wellenform 311, 312 für eine Düsenanordnung 200 zugelassen wird, solange eine Überlängen-Wellenform 313 nicht vollständig abgearbeitet worden ist.
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Alternativ oder ergänzend kann eine Düsenanordnung 200 eingerichtet sein, an einem Trigger-Zeitpunkt mit einer NOP (No Operation) Wellenform angesteuert zu werden, während eine Überlängen-Wellenform 313 abgearbeitet wird. Eine NOP Wellenform führt dazu, dass der Aktuator 220 der Düsenanordnung 200 weiterhin nur mit der Impulsfolge aus der Überlängen-Wellenform 313 angesteuert wird, und nicht durch andere Ansteuer-Impulse überlagert wird. Die NOP Wellenform kann durch einen speziellen Wert (z.B. durch eine spezielle Bit-Folge) eines Steuer-Datensatzes 331, 332 angezeigt werden. Im Rahmen der Datenaufbereitung (insbesondere bei der Halbton-Rasterung oder durch eine dedizierte Filter-Funktion) kann sichergestellt werden, dass während der Abarbeitung einer Überlängen-Wellenform 313 durch eine bestimmte Düsenanordnung 200 diese Düsenanordnung 200 nur mit NOP-Wellenformen angesteuert wird.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Ansteuerung einer Düsenanordnung 200, insbesondere einer Düsenanordnung 200 eines Tintenstrahl-Drucksystems 100. Typischerweise umfasst das Tintenstrahl-Drucksystem 100 eine Vielzahl von Düsenanordnungen 200, die in ein oder mehreren Druckköpfen 103 und/oder in einem Druckriegel 102 angeordnet sein können. Eine Düsenanordnung 200 ist dabei eingerichtet, Flüssigkeit (insbesondere Tinte) auf einen Aufzeichnungsträger 120 zu feuern, um ein oder mehrere Pixel eines Druckbildes zu drucken.
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Das Tintenstrahl-Drucksystem 100 ist derart ausgelegt, dass ein Aufzeichnungsträger 120 und eine Düsenanordnung 200 in einer Transportrichtung relativ zueinander bewegt werden (mit einer bestimmten Relativgeschwindigkeit). Dabei kann insbesondere der Aufzeichnungsträger 120 in der Transportrichtung an der Düsenanordnung 200 (bzw. an der Vielzahl von Düsenanordnungen 200) vorbei geführt werden. Die ein oder mehreren Düsenanordnungen 200 können dabei feststehend sein, d.h. die ein oder mehreren Düsenanordnungen 200 können unbeweglich relativ zu einem Gehäuse bzw. einem Gestell des Tintenstrahl-Drucksystems 100 sein.
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Das Verfahren 400 umfasst das Ansteuern 401 der Düsenanordnung 200 an einer Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323, um eine entsprechende Sequenz von Pixeln einer Spalte 310 eines Druckbildes in der Transportrichtung auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Typischerweise besteht dabei eine Eins-zu-Eins Beziehung zwischen der Düsenanordnung und der Spalte 310, d.h. die Düsenanordnung 200 kann in einer Eins-zu-Eins Beziehung genau eine Spalte 310 des Druckbildes drucken. In entsprechender Weise kann die Vielzahl von Düsenanordnungen 200 eine entsprechende Vielzahl von Spalten 310 des Druckbildes, jeweils in einer Eins-zu-Eins Beziehung, drucken. Dies kann für alle Düsenanordnungen 200 eines Druckkopfes 103 bzw. eines Druckriegels 102 gelten. Eine Düsenanordnung 200 kann somit derart ausgelegt sein, dass die Düsenanordnung 200 nur an den Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 ein Pixel druckt. Durch die Ansteuer-Zeitpunkte 322, 323 kann somit die Druckfrequenz einer Düsenanordnung 200 festgelegt werden.
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Der zeitliche Abstand zwischen einem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 und einem (ggf. direkt) nachfolgenden zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 entspricht einer bestimmten Zeitdauer 321. Die Zeitdauer 321 kann dabei (zumindest für den Zeitraum, der die Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 umfasst) konstant sein. Dabei hängt die Zeitdauer 321 typischerweise von der Dichte von Pixeln in Transportrichtung in dem Druckbild ab (d.h. von der Auflösung des Druckbildes in Transportrichtung). Des Weiteren hängt die Zeitdauer 321 typischerweise von der Relativgeschwindigkeit zwischen der Düsenanordnung 200 und dem Aufzeichnungsträger 120, insbesondere von der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120, ab. Insbesondere kann die Zeitdauer 321 davon abhängen, in welcher Zeit die Düsenanordnung 200 und der Aufzeichnungsträger 120 relativ zueinander verschoben werden, um ausgehend von einer ersten Zeile des Druckbildes eine (ggf. direkt) nachfolgende zweite Zeile des Druckbildes zu drucken. Die Zeitdauer 321 hängt somit typischerweise von dem Zeilentakt des Drucksystems 100 ab.
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Der Umkehrwert einer konstanten Zeitdauer 321 zwischen zwei direkt aufeinander folgenden Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 entspricht typischerweise der Ansteuer-Frequenz der Düsenanordnung 200. Die Zeitdauer 321 kann somit anzeigen, wie häufig eine Düsenanordnung 200 angesteuert werden kann, um jeweils ein Pixel zu drucken. Dabei erfolgt typischerweise zu jedem Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323 der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 eine Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit einer bestimmten Wellenform 311, 312, 313. Die Wellenform 311, 312, 313, mit der eine bestimmte Düsenanordnung 200 zu einem bestimmten Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323 angesteuert werden soll, kann dabei von einem Steuer-Datensatz 331, 332, 333, 334 für diesen bestimmten Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323 (und für die bestimmte Düsenanordnung 200) angezeigt werden.
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Das Verfahren 400 umfasst weiter, das Ermitteln 402, dass die Düsenanordnung 200 an dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 mit einer ersten Wellenform 313 angesteuert werden soll. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln 403, dass die erste Wellenform 313 länger als die Zeitdauer 321 ist. Die erste Wellenform 313 wird in diesem Dokument auch als Überlängen-Wellenform bezeichnet.
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Insbesondere kann ein Steuer-Datensatz 333, 334 an dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 anzeigen, dass die Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 angesteuert werden soll. Den Steuerungsmitteln 101, 105 des Tintenstrahl-Drucksystems 100 kann bekannt sein, dass die erste Wellenform 313 eine zeitliche Länge aufweist, die über die Zeitdauer 321 hinausgeht, so dass die erste Wellenform 313 nicht in der Zeit zwischen zwei (ggf. direkt) aufeinander folgenden Ansteuer-Zeitpunkten 311, 312 abgearbeitet werden kann. Alternativ oder ergänzend kann zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. zu dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323, der dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 (ggf. direkt bzw. unmittelbar) nachfolgt, ermittelt werden, dass die erste Wellenform 313 noch nicht vollständig abgearbeitet wurde, und somit eine Länge aufweist, die über die Zeitdauer 321 hinausgeht. Es kann somit zwischen dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 und dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 ermittelt werden, dass die erste Wellenform 313 länger als die verfügbare Zeitdauer 321 ist.
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Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Veranlassen 404, dass an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323, der dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 (ggf. direkt bzw. unmittelbar) nachfolgt, die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 fortgeführt bzw. fortgesetzt wird, insbesondere wenn die erste Wellenform 313 an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 noch andauert bzw. noch nicht vollständig abgearbeitet ist. Somit kann auch eine Überlängen-Wellenform 313 störungsfrei abgearbeitet werden.
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Das Verfahren 400 ermöglicht es somit, die erneute (ggf. periodische) Ansteuerung der Düsenanordnungen 200 mit neuen Wellenformen 311, 312, 313 bei Bedarf für ein oder mehrere Düsenanordnungen 200 eines Drucksystems 100 zu unterbinden, um die ein oder mehreren Düsenanordnungen 200 mit einer Überlängen-Wellenform 313 ansteuern zu können. So kann die Flexibilität der verwendeten Wellenformen erhöht werden. Insbesondere können so Wellenformen verwendet werden, die den Ausstoß von besonders großen Tintentropfen ermöglichen (was z.B. für den Druck von vollständig gefärbten Flächen vorteilhaft sein kann). Durch die Tatsache, dass die Zeitdauer 321 beibehalten (d.h. ggf. konstant gehalten) werden kann, und dass nur bei Bedarf eine periodische Ansteuerung für ein oder mehrere einzelne Düsenanordnungen 200 aufgebrochen wird, wird der Druck von großen Tintentropfen bei unveränderter Druckgeschwindigkeit des Drucksystems 100 ermöglicht.
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Beispielsweise kann die erste Wellenform 313 einen Ausstoß eines Tintentropfens mit einer ersten Tropfengröße bewirken. Darüber hinaus kann die Düsenanordnung 200 eingerichtet sein, mit einer zweiten Wellenform 311, 312 angesteuert zu werden, wobei die zweite Wellenform 311, 312 nicht länger als die Zeitdauer 321 ist (und somit keine Unterbrechung der periodischen Ansteuerung der Düsenanordnung 200 erfordert). Die zweite Wellenform 311, 312 kann einen Ausstoß eines Tintentropfens mit einer zweiten Tropfengröße bewirken, wobei die erste Tropfengrößer größer als die zweite Tropfengröße ist. Die erste Wellenform 313 kann somit dazu verwendet werden, die Düsenanordnung 200 zu veranlassen, besonders große Tintentropfen (z.B. 18pl oder mehr) auszustoßen.
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Das Verfahren 400 kann umfassen, das Rastern eines zu druckenden Bildes zur Ermittlung von Druckdaten für die Spalte 310 des Druckbildes. Insbesondere können beim Rastern die Druckdaten für eine Vielzahl von Spalten 310 des Druckbildes ermittelt werden. Zu diesem Zweck kann ein Rasternetz mit einer Matrix von Rasterzellen verwendet werden. Die Rasterweite (d.h. Breite) einer Rasterzelle quer zu der Transportrichtung hängt dabei von dem Abstand zwischen benachbarten Düsenanordnungen 200 des Tintenstrahl-Drucksystems 100 ab. Andererseits hängt die Rasterweite (d.h. Länge) einer Rasterzelle in Transportrichtung typischerweise von der gewünschten Dichte an Pixeln in Transportrichtung (und damit von der verfügbaren Zeitdauer 321) ab. Die Rasterzellen eines Rasternetzes weisen typischerweise alle eine einheitliche Breite (quer zur Transportrichtung) auf. Die Länge (in Transportrichtung) der Rasterzellen kann von der Transportgeschwindigkeit und dem sich daraus ergebenden Zeilentakt abhängen. Die Länge der Rasterzellen ist insbesondere bei einer konstanten Transportgeschwindigkeit einheitlich.
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Die Druckdaten für eine Spalte 310 (und damit für eine Düsenanordnung 200) können eine Sequenz von Steuer-Datensätzen 331, 332, 333, 334 für die Sequenz von Pixeln einer Spalte 310 umfassen. Dabei kann der Steuer-Datensatz 331, 332, 333, 334 für ein Pixel anzeigen, ob (zu dem entsprechenden Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323) ein Tintentropfen von der Düsenanordnung 200 ausgestoßen werden soll und/oder welche Tropfengröße der ausgestoßene Tintentropfen aufweisen soll. Mit anderen Worten kann der Steuer-Datensatz 331, 332, 333, 334 für ein Pixel die Wellenform 311, 312, 313 anzeigen, mit der eine Düsenanordnung 200 zu dem entsprechenden Ansteuer-Zeitpunkt 322, 323 angesteuert werden soll. Der Steuer-Datensatz 331, 332, 333, 334 für ein Pixel kann zu diesem Zweck eine bestimmte Bit-Folge umfassen, die eine bestimmte Wellenform 311, 312, 313 anzeigt. Diese Information kann im Rahmen des Rasterprozesses ermittelt werden. Die Düsenanordnung 200 für eine bestimmte Spalte 310 kann dann an der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 in Abhängigkeit von der ermittelten Sequenz von Steuer-Datensätzen 331, 332, 333, 334 für die bestimmte Spalte 310 angesteuert werden.
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Das Rastern kann unter Berücksichtigung der Bedingung erfolgen, dass auf ein erstes Pixel aus der Sequenz von Pixeln, für das die Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 (d.h. mit einer Überlängen-Wellenform) angesteuert wird, zumindest ein Pixel in der Sequenz von Pixeln folgt, für das keine Ansteuerung der Düsenanordnung 200 erforderlich ist, insbesondere für das kein Tintenausstoß durch die Düsenanordnung erforderlich ist. Insbesondere kann beim Rastern berücksichtigt werden, dass auf den Druck eines ersten Pixels mit der ersten Tropfengröße ein „weißes“ Pixel (ohne Tintenausstoß) angesteuert bzw. gedruckt werden muss, um das vollständige Abarbeiten der ersten Wellenform zu ermöglichen. Durch die Berücksichtigung dieser Bedingung beim Rasterprozess kann die optische Qualität des Druckbildes verbessert werden.
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Das Veranlassen 404, dass die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 fortgeführt wird, kann umfassen, das Unterbinden der Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit einer neuen Wellenform an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323. Dieses Unterbinden kann insbesondere auch dann erfolgen, wenn die Druckdaten anzeigen, dass die Düsenanordnung 200 an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 mit einer neuen Wellenform angesteuert werden soll. Mit anderen Worten, wenn ermittelt wurde, dass eine Überlängen-Wellenform 313 abgearbeitet werden soll, dann kann bis zur vollständigen Abarbeitung der Überlängen-Wellenform 313 die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit ein oder mehreren neuen Wellenformen unterbunden werden. So können in effizienter Weise Überlängen-Wellenformen 313 ermöglicht werden.
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Alternativ oder ergänzend kann das Veranlassen 404, dass die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 fortgeführt wird, umfassen, das Ermitteln von Druckdaten die anzeigen, dass an dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 fortgeführt werden soll. Es kann insbesondere eine bestimmte Bit-Folge reserviert werden, um anzuzeigen, dass eine zuvor initiierte Überlängen-Wellenform 313 nicht unterbrochen werden soll (d.h. dass eine für ein vorhergehendes Pixel der Sequenz von Pixeln initiierte Wellenform 313 fortgeführt werden soll).
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Außerdem werden in diesem Dokument Steuerungsmittel 101, 105 für eine Düsenanordnung 200 (insbesondere für einen Druckkopf 103 eines Tintenstrahl-Drucksystems 100) beschrieben. Die Steuerungsmittel 101, 105 sind eingerichtet, die Düsenanordnung 200 an einer Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 anzusteuern, um eine entsprechende Sequenz von Pixeln einer Spalte 310 eines Druckbildes in der Transportrichtung auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Dabei entspricht ein zeitlicher Abstand zwischen einen ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 und einem (ggf. direkt) folgenden zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 der Sequenz von Ansteuer-Zeitpunkten 322, 323 einer Zeitdauer 321. Außerdem sind die Steuerungsmittel 101, 105 eingerichtet, zu ermitteln, dass die Düsenanordnung 200 zu dem ersten Ansteuer-Zeitpunkt 322 mit einer ersten Wellenform 313 angesteuert werden soll. Die Steuerungsmittel 101, 105 sind weiter eingerichtet, zu ermitteln, dass die erste Wellenform 313 länger als die Zeitdauer 321 ist. Des Weiteren sind die Steuerungsmittel 101, 105 eingerichtet, zu veranlassen, dass zu dem zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 die Ansteuerung der Düsenanordnung 200 mit der ersten Wellenform 313 fortgeführt wird, insbesondere wenn die erste Wellenform 313 zum zweiten Ansteuer-Zeitpunkt 323 noch andauert.
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Außerdem wird ein Tintenstrahl-Drucksystem 100 beschrieben, das zumindest einen Druckkopf 103 zum Druck eines Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger 120 umfasst, wobei der Druckkopf 103 eine Vielzahl von Düsenanordnungen 200 zum Druck einer entsprechenden Vielzahl von Spalten 310 des Druckbildes umfasst. Außerdem umfasst das Tintenstrahl-Drucksystem 100 die in diesem Dokument beschriebenen Steuerungsmittel 101, 105 zur Ansteuerung der Vielzahl von Düsenanordnungen 200.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Drucksystem
- 101
- Steuereinheit des Drucksystems 100
- 102
- Druckkopfanordnung / Druckriegel
- 103
- Druckkopf
- 104
- Druckkopf-Segment
- 105
- Steuermodul einer Druckkopfanordnung
- 120
- Aufzeichnungsträger
- 200
- Düsenanordnung
- 201
- Düse
- 202
- Wand
- 210
- Meniskus
- 212
- Kammer
- 220
- Aktuator (piezoelektrisches Element)
- 221, 222
- Auslenkung des Aktuators
- 310
- Spalte eines Druckbildes
- 311, 312, 313
- Wellenform
- 320
- Zeile eines Druckbildes
- 321
- Zeitdauer
- 322, 323
- Ansteuer-Zeitpunkt
- 331, 332, 333, 334
- Steuer-Datensatz für ein Pixel
- 400
- Verfahren zur Ansteuerung einer Düsenanordnung
- 401, 402, 403, 404
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2011/0063351 A1 [0004]