DE102016124255A1

DE102016124255A1 - Verfahren zur Verbesserung der Druckqualität eines Tintendruckgeräts

Info

Publication number: DE102016124255A1
Application number: DE102016124255.1A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stöckle
Original assignee: Oce Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Es wird ein Verfahren offenbart, mit dem trotz Welligkeit eines Aufzeichnungsträgers die Druckqualität bei einem Tintendruckgerät aufrecht erhalten wird. Dazu wird aus den Druckdaten die auf den Aufzeichnungsträger durch die Druckelemente aufzubringende Flüssigkeitsmenge pro Fläche des Aufzeichnungsträgers errechnet. Aus der Flüssigkeitsmenge pro Fläche wird die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers ermittelt und aus der Welligkeit des Aufzeichnungsträgers der Versatz der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger errechnet. Mit Hilfe der Versatzdaten der Druckpunkte können die Ansteuerdaten so korrigiert werden, dass die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers im Druckbild nicht mehr erkennbar ist.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers, z.B. einer Papierbahn, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, siehe z.B. EP 0 788 882 B1 . Tintendruckgeräte, die z.B. nach dem Drop-on Demand (DoD) Prinzip arbeiten, weisen als Druckeinheit einen oder mehrere Druckelemente umfassende Druckköpfe auf. Als Druckelement wird dabei ein in einer Düse endender Tintenkanal und ein am Tintenkanal angeordneter Aktivator bezeichnet. Die Druckelemente können gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Aufzeichnungsträger feuern, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
Die Tintendruckgeräte können z.B. Druckriegel jeweils mit mehreren Tintendruckköpfen aufweisen. In Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen folgt auf die Druckriegel mindestens ein Trocknungsmodul, um den mit der flüssigen Tinte bedruckten Aufzeichnungsträger zu trocknen. Die Heizleistung des Trocknungsmoduls ist derart eingestellt, dass während des Druckbetriebes, während dem der Aufzeichnungsträger mit kontinuierlicher Geschwindigkeit bewegt wird, der Aufzeichnungsträger so weit getrocknet wird, dass die mit der Tinte eingebrachte Feuchtigkeit entfernt wird.
Der Aufzeichnungsträger, z.B. Papier, weist im unbedruckten Zustand eine bestimmte Grundfeuchte auf. Bei einer Unterbrechung des Druckbetriebes besteht die Gefahr, dass ein großer Teil dieser Grundfeuchte aus dem Papier entfernt wird. Da während einer längeren Pause des Druckbetriebes der Aufzeichnungsträger im Bereich des Trocknungsmoduls und in dem auf das Trocknungsmodul in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers gesehen folgenden Bereich stark getrocknet wird, dagegen in den übrigen Bereichen seine Feuchte beibehält, entstehen Übergangsbereiche, in denen normal feuchte Abschnitte und stark getrocknete Abschnitte aneinanderstoßen. Die stark getrockneten Abschnitte des Aufzeichnungsträgers sind gegenüber den normal feuchten Abschnitten etwas zusammengezogen, wodurch es in diesen Übergangsbereichen Verspannungen gibt. Diese Verspannungen können Wellen bilden.
Gemäß JP 02122967 A werden Falten oder Wellen im Aufzeichnungsträger mittels eines Ultraschallsensors gemessen. In Abhängigkeit der ermittelten Höhe der Welle des Aufzeichnungsträgers wird die Höhe der Druckköpfe eingestellt. Hier wird vermieden, dass die Druckköpfe mit dem Aufzeichnungsträger in Kontakt treten.
In US 2016/0089880 A1 wird in Abhängigkeit der Höhe einer Welle die Größe der auf den Aufzeichnungsträger gefeuerten Tintentropfen eingestellt. Dazu wird zunächst die Höhe einer Welle mit einer Sensoranordnung ermittelt und davon abhängig die Tropfengröße gewählt.
Bei wasserbasierten Inkjet Endlosdrucksystemen kann eine Papierbahn mit verschiedenen Tinten bedruckt werden. Das Papier nimmt das Lösemittel (Wasser) einer gedruckten Tinte teilweise auf, was dazu führt dass die Papierfasern sich dehnen. In manchen Inkjet- Drucksystemen werden zudem Flüssigkeiten (z.B. Primer) vollflächig aufgetragen. Beim Trocknen der vollflächig aufgetragenen Flüssigkeit kommt es durch die ungleichmäßige Verdunstung der Flüssigkeit dazu, dass das Papier wellig wird. Zusätzlich erfolgt oftmals der Auftrag von Tinte nicht gleichmäßig über die Papieroberfläche, so dass es Stellen gibt, die mit viel Tinte bedruckt werden, und andere Stellen, die nicht bedruckt werden. Da das Papier sich nur lokal dehnt, führt dies zu einer lokalen Welligkeit des Papiers. Nach dem Bedrucken des Papiers mit Tinte wird das Papier getrocknet. Während des Trocknungsprozesses wird das Lösemittel (z.B. Wasser) verdampft. An Stellen, an denen das Papier bedruckt wurde, wird zuerst das zusätzlich aufgebrachte Wasser der Tinte verdunstet bevor das Wasser, welches im Papier schon vorher vorhanden war, verdampft wird. An unbedruckten Stellen wird direkt das Wasser aus dem Papier verdampft. Durch das Entfernen des Wassers aus dem Papier schrumpft das Papier lokal. Durch die ungleichmäßige Schrumpfung an bedruckten und unbedruckten Stellen wird das Papier wellig.
Wurde z.B. in einem Duplex-Drucksystem erst die Vorderseite des Papiers bedruckt und getrocknet, kann es schwierig sein, anschließend die Rückseite zu bedrucken. Hier besteht das Problem, dass das wellige Papier keinen gleichmäßigen Abstand zum Druckkopf hat und dadurch nicht gleichmäßig bedruckt werden kann. Ein Fehler, der durch das wellige Papier hervorgerufen wird, ist z.B. eine fehlerhafte Tropfenpositionierung. Die Tropfen werden mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit aus den Düsen der Druckelemente geschossen. Ist das Papier über die Druckbreite aber unterschiedlich weit weg vom Druckkopf entfernt (bedingt durch die Papierwelligkeit), so ergibt sich ein Tropfenpositionierungsfehler. Besonders schwerwiegend ist das Problem vor allem dann, wenn zu viel Heizleistung von der Trocknung in das Papier eingebracht wird und so das Papier sehr stark getrocknet wird. Die Heizleistung des Trocknungsmoduls kann z.B. für die maximale verdruckbare Tintenmenge global angepasst werden und nicht während des Druckens variiert werden. Damit ist es möglich, dass die max. Heizleistung für geringe Flächendeckungen zu groß ist und das Papier noch stärker austrocknet oder gar verbrennt. Zudem besteht die Gefahr, dass das wellige Papier den Druckkopf berührt und beschädigt. Dieses Problem tritt vor allem bei berührungslosen Trocknungsverfahren auf, da hier kein Heizsattel das Papier ähnlich einem Bügeleisen glättet.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, das gewährleistet, dass eine Welligkeit des Aufzeichnungsträgers keinen Einfluss auf die Qualität des Druckbilds hat.
Das genannte Problem wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ausgegangen wird von einem Tintendruckgerät, das Druckelemente eines oder mehrerer Druckköpfe aufweist, wobei die Druckelemente in Abhängigkeit von Ansteuerdaten als Druckpunkte Tintentropfen auf einen Aufzeichnungsträger feuern. Die Ansteuerdaten für die Druckelemente können in einer Druckersteuerung in einem Aufbereitungsprozess aus den Druckbildern zugeordneten Druckdaten ermittelt werden, wobei aus den Druckdaten die auf den Aufzeichnungsträger durch die Druckelemente aufzubringende Flüssigkeitsmenge pro Fläche errechnet werden kann. Aus der Flüssigkeitsmenge pro Fläche kann die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers ermittelt werden. Wenn die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers bekannt ist, kann die Fehlpositionierung der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger (im Folgenden Druckpunkteversatz genannt) errechnet werden. Schließlich können mit Hilfe dieses Druckpunkteversatzes die Ansteuerdaten so korrigiert werden, dass die Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger ein korrektes Druckbild bilden. Dazu kann z.B. der Zeitpunkt, an dem die Druckelemente Tintentropfen feuern, geändert werden oder es kann Größe der Tintentropfen (entsprechend US2016/0089880 A1 ) geändert werden.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteile des Verfahrens sind:

- Die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers wird kompensiert und damit die Druckqualität erhöht.
- Die Positionierung der Tintentropfen auf dem Aufzeichnungsträger wird verbessert.
- Es können Papiersorten unterschiedlicher Qualität verwendet werden.

Die Erfindung wird an Hand der schematischen 1 und 2 weiter erläutert.
Es zeigen in prinzipieller Ausführung:

1 eine Darstellung eines Tintendruckgeräts;
2 ein Ablaufdiagramm, das die Folge von Schritten von den Druckdaten zu den Ansteuerdaten für die Druckelemente darstellt.

Dargestellt sind in 1 von einem Tintendruckgerät 1 Druckeinheiten 4.1 bis 4.5 für verschiedene Farben und eine Druckersteuerung 2. Entlang einem Aufzeichnungsträger 3 sind die Druckeinheiten 4 mit Druckköpfen 5 hintereinander in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 3 gesehen angeordnet. Bei Farbendruck kann z.B. pro zu druckender Farbe jeweils eine Druckeinheit 4 vorgesehen sein. Der Aufzeichnungsträger 3 wird z.B. mit Hilfe einer Abzugswalze an den Druckeinheiten 4 vorbeibewegt, er kann dabei auf einem Sattel mit Führungswalzen aufliegen. Am Eingang des Tintendruckgeräts 1 kann eine Drehgeberwalze angeordnet sein, die von dem Aufzeichnungsträger 3 angetrieben wird und die in Abhängigkeit der Vorschubbewegung des Aufzeichnungsträgers 3 Drehgeberimpulse erzeugt, die der Druckersteuerung 2 zugeführt werden und die von der Druckersteuerung 2 dazu verwendet werden, um den Zeitpunkt der Auslösung des Druckvorgangs bei den einzelnen Druckelementen der Druckköpfe 5 festzulegen.
Am Ausgang des Tintendruckgeräts 1 können als Trocknungsmodule Heizsättel vorgesehen werden, die eine Trocknungsstrecke für den im Tintendruckgerät 1 bedruckten Aufzeichnungsträger 3 bilden (in 1 nicht dargestellt). Bei Tintendrucksystemen mit z.B. zwei Tintendruckgeräten 1 kann dies dazu führen, dass nach einer längeren Unterbrechung des Druckbetriebes ein Abschnitt des Aufzeichnungsträgers 3 in das zweite Tintendruckgerät 1 befördert wird, der Wellen aufweist. Diese Wellen können an den Druckköpfen 5 schleifen und können die Düsen der Druckelemente der Druckköpfe 5 verstopfen bzw. zerstören. Weiterhin verursachen sie Fehlpositionierungen oder einen Versatz der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3
Entsprechend dem Offset- Druck können im Digitaldruck z.B. durch Tintendruckgeräte 1 die Druckbilder nach bekannten Rasterdruckverfahren im Druckbildraster dargestellt werden. Dem Druckbildraster entspricht in der Druckersteuerung 2 ein Raster aus PELs (printed elements), wobei ein PEL die Position ist, an dem ein Druckpunkt auf dem Aufzeichnungsträger durch ein Tintendruckgerät 1 erzeugt werden kann. Der Grauwert oder Tonwert eines derart gerasterten Druckbildes wird durch das Verhältnis der PELs, die Druckpunkte aufweisen, zu den PELs, die keine Druckpunkte aufweisen, definiert. Die Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3 werden dabei durch die Druckelemente der Druckköpfe 5 erzeugt, wobei z.B. ein Druckelement jeweils einer Reihe von PELS des Druckbildrasters zugeordnet werden kann.
1 zeigt zusätzlich den Ablauf des Verfahrens an Hand der eingesetzten Module eines Tintendruckgeräts 1. In der Druckersteuerung 2 werden die Druckdaten DD ausgewertet (Modul 6) und daraus die Ansteuerdaten AS für die Druckelemente der Druckköpfe 5 der Druckeinheiten 4 erzeugt. Wenn eine Welligkeit des Aufzeichnungsträgers 3 festgestellt worden ist und die dadurch erzeugten Versatzdaten der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3 ermittelt worden sind, werden die Druckdaten DD mit den Versatzdaten verknüpft (Modul 7) und daraus die korrigierten Ansteuerdaten AS_k entwickelt, um den auf Grund der Welligkeit des Aufzeichnungsträgers 3 bedingten Versatz der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3 zu kompensieren. Die Kompensation kann dadurch erfolgen, dass der Zeitpunkt, zu dem die Druckelemente der Druckköpfe 5 Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 3 feuern, in Abhängigkeit des Versatzes der Druckpunkte auf einen früheren Zeitpunkt verschoben wird bzw. dass die Größe der Druckpunkte erhöht wird, um eine einwandfreie Überlappung der Tintenpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3 zu erreichen. Wenn die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers 3 bekannt ist, kann der Versatz der Druckpunkte z.B. gemäß US 2016/0089880 errechnet werden und aus dem Versatz die Größe der Druckpunkte ermittelt werden. Wenn die Kompensation bzw. die Verschiebung der Druckpunkte im Druckbildraster in der Druckersteuerung 2 und damit die Ansteuerdaten AS_k für die Druckelemente 5 berechnet worden sind, können von der Druckersteuerung 2 die zugeordneten Druckelemente der Druckköpfe 5 der Druckeinheiten 4 entsprechend angesteuert werden.
2 zeigt in Verfahrensschritten S in einem Blockdiagramm den Ablauf des Verfahrens. Zunächst wird im Schritt S1 die auf den Aufzeichnungsträger 3 aufzubringende Flüssigkeitsmenge an Tinte pro Farbauszug (Druckbild) berechnet. Die Flüssigkeitsmengen werden aufsummiert, um die Flüssigkeitsmenge pro Fläche des Aufzeichnungsträgers 3 zu ermitteln (Schritt S2). Aus der Flüssigkeitsmenge pro Fläche des Aufzeichnungsträgers 3 wird mit Hilfe einer Welligkeitsfunktion der Druckpunkteversatz auf dem Aufzeichnungsträger 3 berechnet (Schritt S3) und anschließend der Druckpunkteversatz der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger 3 bestimmt (Schritt S4). In der Druckersteuerung 2 wird das kompensierte Druckbild errechnet (Schritt S5) und in Abhängigkeit des kompensierten Druckbildes werden die Druckelemente der Druckköpfe 5 angesteuert, also z.B. der Zeitpunkt der Ansteuerung der Druckelemente der Druckköpfe 5 festgelegt oder die Größe der Druckpunkte eingestellt (Schritt S6) .
Bezugszeichenliste

1: Tintendruckgerät
2: Druckersteuerung
3: Aufzeichnungsträger
4: Druckeinheit
5: Druckkopf
6: Druckdatenauswertung
7: Welligkeitsberechner
DD: Druckdaten
AS: Ansteuerdaten
AS_k: korrigierte Ansteuerdaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0788882 B1 [0001]
JP 02122967 A [0004]
US 2016/0089880 A1 [0005, 0010]
US 2016/0089880 [0018]

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Druckqualität eines Tintendruckgeräts, bei dem das Druckgerät (1) Druckeinheiten (4) mit Druckelementen aufweist, die in Abhängigkeit von Ansteuerdaten (AD) als Druckpunkte Tintentropfen auf einen Aufzeichnungsträger (3) feuern, bei dem die Ansteuerdaten (AD) für die Druckelemente in aus den Druckbildern zugeordneten Druckdaten (DD) ermittelt werden, bei dem aus den Druckdaten (DD) die auf den Aufzeichnungsträger (3) durch die Druckelemente aufzubringende Flüssigkeitsmenge pro Fläche des Aufzeichnungsträgers (3) errechnet wird, bei dem aus der Flüssigkeitsmenge pro Fläche die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers (3) ermittelt wird, bei dem aus der Welligkeit des Aufzeichnungsträgers (3) der Versatz der Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger (3) errechnet wird, bei dem über dem Versatz der Druckpunkte die Ansteuerdaten (AS) so korrigiert werden, dass die Welligkeit des Aufzeichnungsträgers (3) im Druckbild nicht mehr erkennbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ansteuerdaten (AS) bei der Korrektur derart eingestellt werden, dass der Feuerzeitpunkt für die Druckelemente korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ansteuerdaten (AS) derart eingestellt werden, dass die Größe der von den Druckelementen zu feuernden Tintentropfen verändert wird.