DE102017124115A1

DE102017124115A1 - Verfahren und Steuereinheit zur Fixierung eines Druckbildes

Info

Publication number: DE102017124115A1
Application number: DE102017124115.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Has; Ralf Kinder
Original assignee: Oce Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2037-10-18
Also published as: DE102017124115B4

Abstract

Anhand von Sensordaten bezüglich eines von einer Druckvorrichtung (100) auf einen Aufzeichnungsträger (120) aufgebrachten und fixierten Druckbildes (220) kann ein Indikator für die Güte der Fixierung des Druckbildes (220) ermittelt werden. Der Betrieb der Druckvorrichtung (100) kann dann basierend auf dem ermittelten Indikator angepasst werden, um die Druckqualität der Druckvorrichtung (100) zu erhöhen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Fixierung eines Druckbildes einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung.
Eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung kann zum Bedrucken von unterschiedlichen Typen von Aufzeichnungsträgern verwendet werden. Beispielhafte Typen von Aufzeichnungsträgern sind papier- und/oder zellstoffbasierte Aufzeichnungsträger, kunststoffbasierte Aufzeichnungsträger, lackierte Aufzeichnungsträger, etc. Die unterschiedlichen Typen von Aufzeichnungsträgern weisen typischerweise unterschiedliche druckrelevante Eigenschaften auf, z.B. in Bezug auf die Haftung von Tinte an der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, in Bezug auf die Absorption von Tinte, etc.
Zur Bereitstellung eines qualitativ hochwertigen Druckerzeugnisses, insbesondere eines Druckerzeugnisses zur Verpackung von Lebensmitteln, ist eine zuverlässige Haftung eines Tinten-basierten Druckbildes an einem Aufzeichnungsträger erforderlich. Eine ausreichende Haftung sollte dabei für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern gewährleistet sein.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine zuverlässige Fixierung eines von einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung gedruckten Druckbildes auf einem Aufzeichnungsträger zu ermöglichen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 10 gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Fixierung eines, durch eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung gedruckten, Druckbildes auf einem Aufzeichnungsträger beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufbringen eines Tinten-basierten Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger. Außerdem umfasst das Verfahren das Durchführen einer Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes. Das Verfahren umfasst ferner das Erfassen von Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Ermitteln, auf Basis der Sensordaten, eines Indikators für die Güte der Fixierung des Druckbildes, sowie das Anpassen eines Betriebsparameters der Druckvorrichtung in Abhängigkeit von dem Indikator.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinheit für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben. Die Steuereinheit ist eingerichtet, ein Druckwerk der Druckvorrichtung zu veranlassen, ein Druckbild auf einen Aufzeichnungsträger aufzubringen. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, eine Fixiereinheit der Druckvorrichtung zu veranlassen, eine Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes durchzuführen. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, eine Sensoreinheit der Druckvorrichtung zu veranlassen, Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild zu erfassen. Des Weiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis der Sensordaten einen Indikator für die Güte der Fixierung des Druckbildes zu ermitteln, sowie zumindest einen Betriebsparameter der Druckvorrichtung in Abhängigkeit von dem Indikator anzupassen.
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
2a eine beispielhafte Fixiereinheit;
2b eine beispielhafte Sensoreinheit;
2c beispielhafte Absorptionsspektren eines Druckbildes; und
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Fixierung eines Druckbildes auf einem Aufzeichnungsträger.

Die in 1 dargestellte Druckvorrichtung 100 ist für den Druck auf einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger 120 ausgelegt (auch als „continuous feed“ bezeichnet, da der Aufzeichnungsträger 120 der Druckvorrichtung 100 kontinuierlich, z.B. von einer Rolle, zugeführt wird). Der Aufzeichnungsträger 120 kann aus Papier, Pappe, Karton, Metall, Kunststoff, Textilien, einer Kombination davon und/oder sonstigen geeigneten und bedruckbaren Materialien hergestellt sein. Der Auszeichnungsträger 120 wird typischerweise von einer Rolle (dem Abwickler) abgewickelt und dann dem Druckwerk 140 des Drucksystems 100 zugeführt. Durch das Druckwerk 140 wird ein Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 120 aufgebracht, und der bedruckte Aufzeichnungsträger 120 wird (ggf. nach Fixieren, z.B. Trocknen, des Druckbildes) wieder auf einer weiteren Rolle (dem Aufwickler) aufgewickelt. Alternativ kann der bedruckte Aufzeichnungsträger 120 durch eine Schneidevorrichtung in Bögen bzw. Einzel-Blätter geschnitten werden. In 1 wird die Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 durch einen Pfeil dargestellt. Die Ausführungen in diesem Dokument sind auch für eine Druckvorrichtung 100 zum Bedrucken von bogenförmigen bzw. blattförmigen Aufzeichnungsträgern 120 anwendbar.
Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst in dem dargestellten Beispiel einen Druckriegel 102, der für das Drucken mit Tinte einer bestimmten Farbe verwendet werden kann (z.B. Schwarz, Cyan, Magenta und/oder Gelb und ggf. MICR-Tinte). Ein Druckwerk 140 kann mehrere Druckriegel 102 für das Drucken mit jeweils unterschiedlichen Tinten und/oder Farben umfassen. Des Weiteren kann das Druckwerk 140 zumindest eine Fixiereinheit 170 umfassen, die eingerichtet ist, ein auf den Aufzeichnungsträger 120 gedrucktes Druckbild zu fixieren. Ggf. kann nach jedem Druckriegel 102 eine Fixiereinheit 170 angeordnet sein, um das von dem jeweiligen Druckriegel 102 aufgebrachte Druckbild zumindest teilweise zu fixieren.
Ein Druckriegel 102 kann ein oder mehrere Druckköpfe 103 umfassen, die ggf. in mehreren Reihen nebeneinander und versetzt zueinander angeordnet sind, um die Bildpunkte unterschiedlicher Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst ein Druckriegel 102 fünf Druckköpfe 103, wobei jeder Druckkopf 103 die Bildpunkte einer Gruppe von Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 druckt.
Jeder Druckkopf 103 des Druckwerks 140 umfasst in der in 1 abgebildeten Ausführungsform mehrere Düsen 21, 22, wobei jede Düse 21, 22 eingerichtet ist, Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 120 zu feuern oder zu stoßen. Ein Druckkopf 103 des Druckwerks 140 kann beispielsweise 2558, 5116 oder mehr effektiv genutzte Düsen 21, 22 umfassen, die entlang einer oder mehrerer Reihen quer zur Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet sind. Die Düsen 21, 22 in den einzelnen Reihen können versetzt zueinander angeordnet sein. Mittels der Düsen 21, 22 eines Druckkopfs 103 des Druckwerks 140 können Bildpunkte einer Zeile eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 quer zur Transportrichtung 1, d.h. entlang der Breite des Aufzeichnungsträgers 120, gedruckt werden.
Die Druckvorrichtung 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 101 (z.B. eine Ansteuer-Hardware und/oder einen Controller), die eingerichtet ist, die Aktuatoren der einzelnen Düsen 21, 22 der einzelnen Druckköpfe 103 des Druckwerks 140 anzusteuern, um in Abhängigkeit von Druckdaten das Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 120 aufzubringen.
Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst somit zumindest einen Druckriegel 102 mit K Düsen 21, 22, die mit einem bestimmten Zeilentakt angesteuert werden können, um eine Zeile (quer zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120) mit K Pixeln bzw. K Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Die Düsen 21, 22 können auf ein oder mehrere Druckköpfe 103 verteilt sein. Die ein oder mehreren Druckköpfe 103 sind in dem dargestellten Beispiel unbeweglich bzw. fest in der Druckvorrichtung 100 verbaut, und der Aufzeichnungsträger 120 wird mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit an den feststehenden Düsen 21, 22 vorbeigeführt. Alternativ oder ergänzend können die ein oder mehreren Druckköpfe 103 über den Aufzeichnungsträger 120 bewegt werden (z.B. quer zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120).
Bei der verwendeten Tinte kann es sich um eine UV (Ultraviolett) Tinte handeln, die durch die Bestrahlung mit UV-Strahlung ausgehärtet und damit fixiert werden kann. Die Fixiereinheit 170 kann somit ein oder mehrere UV-Strahlungsquellen umfassen, die ausgebildet sind, die Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 120 (auf die ein Druckbild gedruckt wurde) und/oder die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 120 mit UV-Strahlung zu bestrahlen, um ein Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger 120 zu fixieren. Dabei kann ggf. nach jedem Druckriegel 102 der Druckvorrichtung 100 eine Fixiereinheit 170 angeordnet sein, um die durch den jeweiligen Druckriegel 102 aufgebrachte Tinte zumindest teilweise zu fixieren (dies wird auch als „Pinning“ bezeichnet). Alternativ oder ergänzend kann abschließend nach allen Druckriegeln 102 der Druckvorrichtung 100 eine Fixiereinheit 170 angeordnet sein, die eine endgültige Fixierung des Druckbildes bewirkt (dies wird auch als „Final Curing“ bezeichnet).
Des Weiteren kann die Druckvorrichtung 100 eine Beschichtungseinheit 142 umfassen, die analog einem Druckriegel 102 für Tinte ausgebildet sein kann. Insbesondere kann ein Druckriegel 102 mit ein oder mehreren Druckköpfen 103 als Beschichtungseinheit 142 verwendet werden. In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst die Beschichtungseinheit 142 mehrere versetzt zueinander angeordnete Beschichtungsstoff-Druckköpfe 143 mit jeweils ein oder mehreren Beschichtungsstoff-Düsen 41, 42. Die obigen Ausführungen zu einem Druckriegel 102, einem Druckkopf 103 und einer Düse 21, 22 können in entsprechender Weise auf die Beschichtungseinheit 142, einen Beschichtungsstoff-Druckkopf 143 und eine Beschichtungsstoff-Düse 41, 42 angewendet werden. In Transportrichtung 1 nach der Beschichtungseinheit 142 und vor dem ersten Druckriegel 102 der Druckvorrichtung 100 kann eine Fixiereinheit 170 angeordnet sein, um den von der Beschichtungseinheit 142 aufgebrachten Beschichtungsstoff zumindest teilweise zu fixieren.
Jede Beschichtungsstoff-Düse 41, 42 kann eingerichtet sein, Tropfen aus Beschichtungsstoff auf den Aufzeichnungsträger 120 zu feuern. Es kann somit ein Beschichtungsbild aus Beschichtungsstoff auf den Aufzeichnungsträger 120 gedruckt werden. Dabei kann durch jede Beschichtungsstoff-Düse 41, 42 ggf. genau eine korrespondierende Spalte 51, 52 des Beschichtungsbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 aufgebracht werden. Zur Anpassung der Menge an Beschichtungsstoff, die (ggf. pro Flächeneinheit, z.B. pro mm² bzw. pro cm²) auf den Aufzeichnungsträger 120 aufgebracht wird, können

• die Tropfengröße der einzelnen Tropfen; und/oder
• die Dichte an Tropfen bzw. Bildpunkten des Beschichtungsbildes (z.B. pro Flächeneinheit)

142

102

120

21

22

Die Druckvorrichtung 100 kann ferner eine Vorbehandlungseinheit 160 umfassen, die eingerichtet ist, den Aufzeichnungsträger 120 vor Aufbringen eines Druckbildes vorzubehandeln. Insbesondere kann die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 120 einer Corona bzw. einer Koronaentladung eines Korotrons ausgesetzt werden. Durch eine Vorbehandlung des Aufzeichnungsträgers 120 können typischerweise druckrelevante Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers 120, wie z.B. das Absorptions-und/oder Benetzungsverhalten des Aufzeichnungsträgers 120, verändert werden. Dabei kann z.B. die Energie einer Koronaentladung variiert werden, um den Wert einer druckrelevanten Eigenschaft des Aufzeichnungsträgers 120 zu variieren.
Außerdem umfasst die Druckvorrichtung 100 eine Sensoreinheit 150, die eingerichtet ist, Sensordaten bezüglich eines von der Druckvorrichtung 100 gedruckten Druckbildes zu erfassen. Die Sensoreinheit 150 kann z.B. eine Bildkamera umfassen, mit der Bilddaten bzgl. des Druckbildes erfasst werden können. Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinheit 150 ein Spektrometer umfassen, mit dem ein Refektionsspektrum und/oder ein Absorptionsspektrum eines Druckbildes erfasst werden kann. Dabei kann sich die Sensoreinheit 150 über die gesamte Druckbreite der Druckvorrichtung 100 erstrecken. Mit anderen Worten, die Sensoreinheit 150 kann eingerichtet sein, (ggf. zeitgleich) Sensordaten bezüglich der gesamten Druckbreite der Druckvorrichtung 100 und/oder bezüglich aller Spalten 31, 32 eines gedruckten Druckbildes zu erfassen. Alternativ kann die Sensoreinheit 150 auf eine begrenzte Anzahl von Spalten 31, 32 begrenzt sein (z.B. um Sensordaten bezüglich einer Markenspur zu erfassen). Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinheit 150 über die Druckbreite der Druckvorrichtung 100 verfahrbar sein, um selektiv Sensordaten bezüglich unterschiedlicher Spalten 31, 32 eines gedruckten Druckbildes zu erfassen.
Unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 können unterschiedliche druckrelevante Eigenschaften aufweisen. Insbesondere kann die Art, wie die Tinte eines Druckbildes bereits ohne Fixierung von der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers 120 aufgenommen wird, schwanken. Als Folge daraus können sich auch die Anforderungen an die Fixierung eines Druckbildes je nach Typ des bedruckten Aufzeichnungsträgers 120 verändern.
2a zeigt eine beispielhafte Fixiereinheit 170 zur Fixierung von UV-Tinte bzw. zur Fixierung eines Druckbildes 220, das UV-Tinte umfasst. UV-Tinte kann eine Vielzahl von Monomeren 221 umfassen, wobei die Monomere 221 durch Einwirkung einer (UV-) Strahlung 201 polymerisiert werden können, um die UV-Tinte auszuhärten und damit zu fixieren. Insbesondere kann die UV-Tinte Monomere 221 mit aliphatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff Verbindungen aufweisen. Bei der Polymerisation können diese Kohlenstoff-Kohlenstoff Verbindungen für eine Verkettung von mehreren Monomeren 221 zu einem Polymer 222 genutzt werden. Als Folge der Verkettung kann es zu einer Aushärtung und/oder Fixierung des Druckbildes 220 kommen.
Die Fixiereinheit 170 kann ein oder mehrere Strahlungsquellen 200 umfassen, die eingerichtet sind, das Druckbild 220 mit Strahlung 201 zu bestrahlen. Dabei kann die bedruckte Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 120 und/oder die (ggf. unbedruckte) Rückseite des Aufzeichnungsträgers 120 durch eine jeweilige Strahlungsquelle 200 bestrahlt werden. Durch eine Bestrahlung von der Rückseite her kann erreicht werden, dass auch Tinten-Schichten, die relativ nah an dem Aufzeichnungsträger 120 liegen und/oder die in den Aufzeichnungsträger 120 eingetreten sind, zuverlässig polymerisiert werden können. Durch die Bestrahlung werden die Monomere 221 polymerisiert und in Polymere 222 überführt.
Es ist typischerweise vorteilhaft, dass im Wesentlichen alle Monomere 221 eines Druckbildes 220 in Polymere 222 überführt werden. Mit anderen Worten, typischerweise ist eine möglichst vollständige Polymerisation, d.h. ein möglichst hoher Polymerisationsgrad, vorteilhaft. Mit steigendem Polymerisationsgrad steigt typischerweise die Qualität der Fixierung eines Druckbildes 220. Des Weiteren weisen Monomere 221 typischerweise eine höhere Mobilität auf als Polymere 222 und könnten sich daher von dem Druckbild 220 lösen. Dies ist insbesondere bei bedruckten Verpackungen für Lebensmittel nicht wünschenswert.
2b zeigt eine beispielhafte Sensoreinheit 150, mit der Sensordaten erfasst werden können, aus denen der Polymerisationsgrad eines Druckbildes 220 ermittelt werden kann. Typischerweise weisen Monomere 221, insbesondere aliphatische Monomere 221, charakteristische Absorptionsbänder (z.B. in Wellenlängen-Bereichen von 300nm bis 600nm, von 1000-1700nm und/oder von 4200-4600nm) auf. Insbesondere wird typischerweise Licht in ein oder mehreren Wellenlängenbereichen des sichtbaren und/oder des IR (Infrarot) Bereichs besonders stark durch Monomere 221 absorbiert.
Die Sensoreinheit 150 kann daher ein Spektrometer umfassen, das eingerichtet ist, ein Absorptionsspektrum und/oder ein Reflektionsspektrum des fixierten Druckbildes 220 zu ermitteln. Insbesondere kann die Sensoreinheit 150 eine Belichtungsquelle 250 mit einem bestimmten Spektrum (insbesondere einem Spektrum im IR-Bereich) aufweisen. Das von der Belichtungsquelle 250 generierte Sensorlicht 251 kann dann auf das fixierte Druckbild 220 gerichtet werden, und es kann anhand ein oder mehrerer Lichtsensoren 260 das Spektrum des reflektierten Lichts 261 und/oder das Spektrum des, das Druckbild 220 und den Aufzeichnungsträger 120, durchlaufenden Lichts 262 erfasst werden. Auf Basis des Spektrums des reflektierten Lichts 261 und/oder des durchlaufenden Lichts 262 kann dann eine verbliebene Menge an Monomeren 221 und/oder ein Polymerisationsgrad des fixierten Druckbildes 220 ermittelt werden. Allgemein kann so ein Indikator für die verbliebene Menge an Monomeren 221 und/oder für den Polymerisationsgrad ermittelt werden.
2c zeigt ein beispielhaftes Absorptionsspektrum 271 eines Druckbildes 220 vor Durchführung einer Fixierungsmaßnahme (z.B. vor Bestrahlung mit einer elektromagnetischen Strahlung 201). Das Druckbild 220 weist vor der Fixierung eine relativ große Menge an Monomeren 221 auf, was zu einer besonders starken Absorption in einem charakteristischen Wellenlängenbereich 273 führt. 2c zeigt ferner ein beispielhaftes Absorptionsspektrum 272 eines (fixierten) Druckbildes 220 nach Durchführung der Fixierungsmaßnahme. Das fixierte Druckbild 220 weist eine reduzierte Menge an Monomeren 221 auf, was sich durch höhere Energien des durchlaufenden Lichts 262 im charakteristischen Wellenlängenbereich 273 des Absorptionsspektrums 272 ausdrückt. Die Energiedifferenz 270 der Absorptionsspektren 271, 272 im charakteristischen Wellenlängenbereich 273 kann als Indikator für die verbliebene Menge an Monomeren 221 und/oder für den Polymerisationsgrad und damit als Indikator für die Güte der Fixierung betrachtet werden.
Die Steuereinheit 101 der Druckvorrichtung 100 kann eingerichtet sein, zumindest einen Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 in Abhängigkeit von dem ermittelten Indikator für den Polymerisationsgrad und/oder für die Güte der Fixierung anzupassen. Insbesondere kann ein Betriebsparameter, z.B. das Frequenzspektrum und/oder die Intensität der Strahlung 201, in Abhängigkeit von dem ermittelten Indikator angepasst werden. Alternativ oder ergänzend kann ein Betriebsparameter der Vorbehandlungseinheit 160 und/oder der Beschichtungseinheit 142 in Abhängigkeit von dem ermittelten Indikator angepasst werden. So können auch für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 in zuverlässiger Weise eine möglichst vollständige Fixierung eines Druckbildes 220 und somit eine möglichst hohe Druckqualität bewirkt werden.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Fixierung eines, durch eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 gedruckten, Druckbildes 220 auf einem Aufzeichnungsträger 120. Das Verfahren 300 kann insbesondere dazu verwendet werden, eine Druckvorrichtung 100 an ein oder mehrere Eigenschaften eines zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers 120 anzupassen, z.B. um auch für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 eine zuverlässige und/oder vollständige Druckbild-Fixierung zu erreichen. Das Verfahren 300 kann durch eine Druckvorrichtung 100 ausgeführt werden.
Das Verfahren 300 umfasst das Aufbringen 301 eines Tinten-basierten Druckbildes 220 auf den Aufzeichnungsträger 120. Dabei kann das Druckbild 220 bevorzugt eine Tinte umfassen, die zumindest teilweise bzw. vollständig durch Bestrahlung mit elektromagnetischer, insbesondere mit UV, Strahlung 201 fixiert werden kann.
Das Verfahren 300 umfasst ferner das Durchführen 302 einer Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes 220. Die Fixierungsmaßnahme kann dabei bevorzugt das Bestrahlen des Druckbildes 220 mit elektromagnetischer, insbesondere mit UV, Strahlung 201 umfassen. Das Druckbild 220, insbesondere die für das Druckbild 220 verwendete Tinte, kann eine Vielzahl von Monomeren 221 umfassen. Die Fixierungsmaßnahme kann dann eine Polymerisation zumindest eines Teils der Vielzahl von Monomeren 221 bewirken. Insbesondere kann durch ein Einwirken von elektromagnetischer Strahlung eine Polymerisation zumindest eines Teils der Vielzahl von Monomeren 221 bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Fixierung durch thermisches Einwirkung (z.B. Erwärmen) des Druckbildes 220 und/oder des Aufzeichnungsträgers 120 bewirkt bzw. unterstützt werden.
Das Verfahren 300 umfasst ferner das Erfassen 303 von Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild 220. Die Druckvorrichtung 100 kann zu diesem Zweck eine Sensoreinheit 150 umfassen. Die Sensordaten können bevorzugt ein Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum 271, 272 des fixierten Druckbildes 220 umfassen bzw. anzeigen. Dabei zeigt ein derartiges Spektrum 271, 272 typischerweise die Energie des im Druckbild 220 absorbierten, des am Druckbild 220 reflektierten und/oder des das Druckbild 220 durchlaufenden Lichts 261, 262 als Funktion der Wellenlänge λ und/oder der Frequenz an. Die Sensoreinheit 150 kann ein Spektrometer umfassen (insbesondere für den Infraroten (IR) Bereich 273), um ein Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum 271, 272 des fixierten Druckbildes 220 zu erfassen.
Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 304, auf Basis der Sensordaten, eines Indikators für die Güte der Fixierung des Druckbildes 220. Dabei kann die Güte der Fixierung einen Wert zwischen einer minimalen Fixierungsgüte und einer maximalen Fixierungsgüte anzeigen. Die minimale Fixierungsgüte kann den Zustand des Druckbildes 220 vor Durchführung der Fixierungsmaßnahme anzeigen (z.B. direkt nach Aufbringen des Druckbildes 220). Andererseits kann die maximale Fixierungsgüte einen Zustand des Druckbildes 220 anzeigen, bei dem das Druckbild 220 optimal fixiert wurde.
Bevorzugt kann der Indikator für die Güte der Fixierung einen Grad der Polymerisation der Vielzahl von Monomeren 221 und/oder eine verbliebene Menge an Monomeren 221 in dem fixierten Druckbild 220 anzeigen (z.B. im Vergleich zu dem Grad der Polymerisation und/oder der Menge an Monomeren 221 vor Durchführung der Fixierungsmaßnahme). Zu diesem Zweck kann das Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum 272 des fixierten Druckbildes 220 analysiert werden. Insbesondere kann das Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum 272 des fixierten Druckbildes 220 mit dem Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum 271 des Druckbildes 220 vor Durchführung der Fixierungsmaßnahme verglichen werden.
Alternativ oder ergänzend kann der Indikator für die Güte der Fixierung einen Grad und/oder eine Menge an (verbliebener) Feuchtigkeit in dem fixierten Druckbild 200 anzeigen.
Wie oben dargelegt, kann durch die Fixierungsmaßnahme ein elektromagnetisches Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten des Druckbildes 220 verändert werden. Dabei kann das Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten in ein oder mehreren charakteristischen Wellenlängenbereichen 273, z.B. IR-Bereichen, verändert werden (während das Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten in anderen Wellenlängenbereichen im Wesentlichen unverändert bleibt). Der Grad der Veränderung des Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten kann von dem Grad der Fixierung abhängen. Insbesondere kann sich das Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten mit steigendem Grad der Fixierung stärker verändern. Mit anderen Worten, ein Ausmaß der Änderung des Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten kann mit steigendem Grad der Fixierung ansteigen. Somit kann durch die Ermittlung von Sensordaten, die das Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten des Druckbildes 220 anzeigen (z.B. durch das Erfassen von Sensordaten, die das Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum des fixierten Druckbildes 220 anzeigen bzw. zumindest davon abhängen), in präziser Weise ein Indikator für die Güte der Fixierung ermittelt werden.
Es kann dann zumindest ein Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 in Abhängigkeit von dem Indikator für das Benetzungsverhalten angepasst werden (Schritt 305). Dabei kann der Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 selbständig und/oder automatisch durch die Druckvorrichtung 100 angepasst werden (insbesondere ohne einen manuellen Eingriff durch einen Nutzer der Druckvorrichtung 100).
Im Rahmen des Verfahrens 300 kann somit anhand von Sensordaten bezüglich eines von einer Druckvorrichtung 100 auf einen Aufzeichnungsträger 120 aufgebrachten und fixierten Druckbildes 220 ein Indikator für die Güte der Fixierung des Druckbildes 220 ermittelt werden. Der Betrieb der Druckvorrichtung 100 kann dann basierend auf dem ermittelten Indikator angepasst werden.
Mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren 300 kann in effizienter und zuverlässiger Weise die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 beim Bedrucken von unterschiedlichen Typen von Aufzeichnungsträgern 120 erhöht werden. Insbesondere kann anhand des beschriebenen Verfahrens 300 ein Indikator für die Güte der Fixierung eines bestimmten Typs von Aufzeichnungsträger 120 ermittelt werden. Unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 können sich dabei in Bezug auf die Verarbeitung und/oder in Bezug auf die verwendeten Materialien unterscheiden. Es können somit für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 unterschiedliche Indikatoren für die Güte der Fixierung ermittelt werden. Der Indikator für das Benetzungsverhalten eines bestimmten Typs kann dann dazu verwendet werden, die Druckvorrichtung 100 anzupassen, um einen Aufzeichnungsträger 120 dieses Typs zu bedrucken.
Des Weiteren kann durch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren 300 die Stabilität der Produktion einer Druckvorrichtung 100 erhöht werden. Außerdem können für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 die jeweiligen Indikatoren für die Güte der Fixierung ermittelt und gespeichert werden. So kann eine Druckvorrichtung 100 in relativ kurzer Zeit an einen bestimmten Aufzeichnungsträger 120 angepasst werden. Ggf. können für unterschiedliche Typen von Aufzeichnungsträgern 120 jeweils zu verwendende Werte der ein oder mehreren Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 gespeichert und bei Bedarf (ggf. automatisch) eingestellt werden. So können die „Make-Ready“ Zeiten einer Druckvorrichtung 100 verkürzt werden. Außerdem kann das beschriebene Verfahren 300 vorteilhaft zum Bedrucken von Klebestreifen bzw. zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern 120 verwendet werden, die auf der Rückseite eine Klebeschicht aufweisen (d.h. für den Label-Druck).
Auf Basis der Sensordaten kann ein Ist-Wert des Indikators für die Güte der Fixierung ermittelt werden. Der Ist-Wert kann mit einem Referenz-Wert des Indikators für die Güte der Fixierung verglichen werden. Dabei kann der Referenz-Wert des Indikators eine (für einen bestimmten Typ von Aufzeichnungsträger 120) zu erreichende Referenz-Fixierungsgüte anzeigen (z.B. die maximale Fixierungsgüte). Die ein oder mehreren Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 können dann in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem Ist-Wert und dem Referenz-Wert angepasst werden, insbesondere um die tatsächliche Fixierungsgüte (angezeigt durch den Ist-Wert des Indikators für die Güte der Fixierung) näher an die Referenz-Fixierungsgüte heranzuführen.
Das Verfahren 300 kann, insbesondere periodisch, wiederholt werden, um den Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 einzustellen. Durch eine wiederholte Durchführung des Verfahrens 300 kann eine Regelschleife implementiert werden, um die tatsächliche Fixierungsgüte der Druckvorrichtung 100 auf die Referenz-Fixierungsgüte zu regeln. Zu diesem Zweck können, z.B. während des Druckbetriebs (d.h. während des Drucks von ein oder mehreren Nutz-Druckbildern), wiederholt Druckbilder 220 auf den Aufzeichnungsträger 120 aufgebracht und fixiert werden. Es können dann Sensordaten bzgl. der fixierten Druckbilder 220 erfasst und ein jeweils aktueller Indikator für die Güte der Fixierung ermittelt werden. Des Weiteren können wiederholt die ein oder mehreren Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 angepasst werden. So kann die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 weiter erhöht werden.
Die Druckvorrichtung 100 umfasst typischerweise zumindest eine Fixiereinheit 170, die eingerichtet ist, die zumindest eine Fixierungsmaßnahme durchzuführen. Dabei umfasst die Fixierungseinheit 170 bevorzugt zumindest eine Strahlenquelle 200, die eingerichtet ist, das Druckbild 220 mit einer elektromagnetischen, insbesondere mit einer UV, Strahlung 201 zu bestrahlen. Besonders bevorzugt erfolgt dabei eine Bestrahlung von der (bedruckten) Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 120 her und von der (ggf. unbedruckten) Rückseite des Aufzeichnungsträgers 120 her, um eine besonders hohe Fixierungsgüte erreichen zu können.
Es kann zumindest ein Betriebsparameter der Fixiereinheit 170 in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst werden. Insbesondere kann zumindest eine Eigenschaft der Strahlung 201, beispielsweise ein Spektrum, eine Intensität und/oder eine kumulierte Energiemenge der Strahlung 201, in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst werden. So können die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 und insbesondere die Fixierungsgüte eines Druckbildes 220 erhöht werden.
Die Druckvorrichtung 100 kann eine Beschichtungseinheit 142 umfassen, die eingerichtet ist, in Vorbereitung auf das Aufbringen eines Druckbildes 220 einen Beschichtungsstoff, insbesondere einen Primer, auf den Aufzeichnungsträger 120 aufzubringen. Dabei ist der Beschichtungsstoff oder Primer typischerweise eine Funktionsflüssigkeit, die mit der Tinte reagiert bzw. interagiert, um das Verfließverhalten, das Absorptionsverhalten und/oder das Benetzungsverhalten der Tinte zu steuern. Der Beschichtungsstoff oder Primer kann Metallsalze umfassen.
Es kann dann zumindest ein Betriebsparameter der Beschichtungseinheit 142, insbesondere die Zusammensetzung und/oder die Menge des aufgebrachten Beschichtungsstoffes, in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst werden. Durch die Verwendung eines Beschichtungsstoffes kann das Verhalten eines Aufzeichnungsträgers 120 in Bezug auf die Absorptionsfähigkeit verändert werden. Dies kann wiederum Auswirkungen auf die Fixierung eines Druckbildes 220 haben. Durch Anpassung eines Betriebsparameters der Beschichtungseinheit 142 können somit die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 und die Fixierungsgüte eines Druckbildes 220 erhöht werden.
Die Druckvorrichtung 100 kann eine Vorbehandlungseinheit 160 umfassen, die eingerichtet ist, den Aufzeichnungsträger 120 in Vorbereitung auf das Aufbringen eines Druckbildes 220 zu behandeln. Insbesondere kann die Vorbehandlungseinheit 160 eingerichtet sein, die (zu bedruckende) Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 120 einer Corona bzw. einer Koronaentladung auszusetzen. Zu diesem Zweck kann ein Korotron verwendet werden, das die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 120 mit einer Koronaentladung (d.h. mit Ionen) bestrahlt. Durch eine Vorbehandlung des Aufzeichnungsträgers 120 kann das Benetzungsverhalten des Aufzeichnungsträgers 120 verändert werden. Dies kann wiederum Auswirkungen auf die Fixierung eines Druckbildes 220 haben. Es kann dann zumindest ein Betriebsparameter der Vorbehandlungseinheit 160 in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst werden, wobei der Betriebsparameter eine Eigenschaft, insbesondere die Energie, der Corona bzw. der Koronaentladung umfassen kann. Durch Anpassung eines Betriebsparameters der Vorbehandlungseinheit 160 können somit die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 und die Fixierungsgüte eines Druckbildes 220 erhöht werden.
Ein Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 ist typischerweise auf einen bestimmten Wertebereich begrenzt. Beispielsweise kann die Energie einer Corona bzw. einer Koronaentladung zwischen einer Minimalenergie und einer Maximalenergie variiert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Menge an Beschichtungsstoff typischerweise zwischen einer Minimalmenge und einer Maximalmenge variiert werden. Außerdem können bzgl. der Fixierung eines Druckbildes 220 Begrenzungen vorliegen (z.B. in Bezug auf das Spektrum, die Intensität und/oder die kumulierte Energiemenge der Strahlung 201). Im Rahmen des Verfahrens 300 kann Information in Bezug auf einen begrenzten Wertebereich eines Betriebsparameters bestimmt werden. Die Anpassung des Betriebsparameters kann dann auf diesen Wertebereich begrenzt werden.
Des Weiteren wird in diesem Dokument eine Steuereinheit 101 für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, ein Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 zu veranlassen, ein Druckbild 220 auf einen Aufzeichnungsträger 120 aufzubringen. Außerdem kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, eine Fixiereinheit 170 der Druckvorrichtung 100 zu veranlassen, eine Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes 220 durchzuführen. Die Steuereinheit 101 ist ferner eingerichtet, eine Sensoreinheit 150 der Druckvorrichtung 100 zu veranlassen, Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild 220 zu erfassen. Des Weiteren ist die Steuereinheit 101 eingerichtet, auf Basis der Sensordaten einen Indikator für eine Güte der Fixierung des Druckbildes 220 zu ermitteln, und zumindest einen Betriebsparameter der Druckvorrichtung 100 in Abhängigkeit von dem Indikator anzupassen.
Außerdem wird in diesem Dokument eine Druckvorrichtung 100 beschrieben, die die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit 101 umfasst.
Bezugszeichenliste

1: Transportrichtung
21, 22: Düse (Tinte)
31, 32: Spalte (des Druckbildes)
41, 42: Düse (Beschichtungsstoff)
51, 52: Spalte (des Beschichtungsbildes)
100: Druckvorrichtung
101: Steuereinheit
102: Druckriegel
103: Druckkopf (Tinte)
120: Aufzeichnungsträger
140: Druckwerk
142: Beschichtungseinheit
143: Druckkopf (Beschichtungsstoff)
150: Sensoreinheit
160: Vorbehandlungseinheit
170: Fixiereinheit
200: Strahlungsquelle
201: Strahlung
220: Druckbild
221: Monomere
222: Polymere
250: Belichtungsquelle
251: Sensorlicht
260: Lichtsensor
261: Reflektiertes Licht
262: Durchlaufendes Licht
270: Energiedifferenz
271,272: Absorptionsspektrum
273: charakteristischer Wellenlängenbereich (Monomere)
300: Verfahren zur Fixierung eines Druckbildes
301-305: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren (300) zur Fixierung eines, durch eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung (100) gedruckten, Druckbildes (220) auf einem Aufzeichnungsträger (120); wobei das Verfahren (300) umfasst, - Aufbringen (301) eines Tinten-basierten Druckbildes (220) auf den Aufzeichnungsträger (120); - Durchführen (302) einer Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes (220); - Erfassen (303) von Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild (220); - Ermitteln (304), auf Basis der Sensordaten, eines Indikators für die Güte der Fixierung des Druckbildes (220); und - Anpassen (305) eines Betriebsparameters der Druckvorrichtung (100) in Abhängigkeit von dem Indikator.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei - das Druckbild (220) Tinte umfasst, die zumindest teilweise durch Bestrahlung mit elektromagnetischer, insbesondere mit UV, Strahlung (201) fixiert werden kann; und - die Fixierungsmaßnahme das Bestrahlen des Druckbildes (220) mit elektromagnetischer Strahlung (201) umfasst.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - durch die Fixierungsmaßnahme ein elektromagnetisches Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten des Druckbildes (220) verändert wird; und - die Sensordaten von dem elektromagnetischen Absorptions- und/oder Reflektionsverhalten des fixierten Druckbildes (220) abhängen.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Druckbild (220) eine Vielzahl von Monomeren (221) umfasst; - die Fixierungsmaßnahme eine Polymerisation zumindest eines Teils der Vielzahl von Monomeren (221) bewirkt; und - der Indikator einen Grad der Polymerisation der Vielzahl von Monomeren (221) und/oder eine verbliebene Menge an Monomeren (221) in dem fixierten Druckbild (220) anzeigt.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensordaten ein Absorptions- und/oder Reflektionsspektrum (271, 272) des fixierten Druckbildes (220) umfassen.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Druckvorrichtung (100) zumindest eine Fixiereinheit (170) umfasst, die eingerichtet ist, die Fixierungsmaßnahme durchzuführen; und - zumindest ein Betriebsparameter der Fixiereinheit (170) in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst wird.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 6, wobei - die Fixiereinheit (170) zumindest eine Strahlenquelle (200) umfasst, die eingerichtet ist, das Druckbild (220) mit einer elektromagnetischen, insbesondere mit einer UV, Strahlung (201) zu bestrahlen; und - zumindest eine Eigenschaft der Strahlung (201), insbesondere ein Spektrum, eine Intensität und/oder eine kumulierte Energiemenge, in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst wird.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Druckvorrichtung (100) eine Vorbehandlungseinheit (160) umfasst, die eingerichtet ist, den Aufzeichnungsträger (120) in Vorbereitung auf das Aufbringen des Tintentropfens (201) zu behandeln; und - zumindest ein Betriebsparameter der Vorbehandlungseinheit (160), insbesondere eine Eigenschaft einer zur Vorbehandlung verwendeten Koronaentladung, in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst wird.
Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Druckvorrichtung (100) eine Beschichtungseinheit (142) umfasst, die eingerichtet ist, in Vorbereitung auf das Aufbringen des Tintentropfens (201) einen Beschichtungsstoff auf den Aufzeichnungsträger (120) aufzubringen; und - zumindest ein Betriebsparameter der Beschichtungseinheit (142), insbesondere eine Zusammensetzung und/oder eine Menge des aufgebrachten Beschichtungsstoffes, in Abhängigkeit von dem Indikator angepasst wird.
Steuereinheit (101) für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung (100), wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, - ein Druckwerk (140) der Druckvorrichtung (100) zu veranlassen, ein Druckbild (220) auf einen Aufzeichnungsträger (120) aufzubringen; - eine Fixiereinheit (170) der Druckvorrichtung (100) zu veranlassen, eine Fixierungsmaßnahme zur Fixierung des Druckbildes (220) durchzuführen; - eine Sensoreinheit (150) der Druckvorrichtung (100) zu veranlassen, Sensordaten in Bezug auf das fixierte Druckbild (220) zu erfassen; - auf Basis der Sensordaten einen Indikator für eine Güte der Fixierung des Druckbildes (220) zu ermitteln; und - zumindest einen Betriebsparameter der Druckvorrichtung (100) in Abhängigkeit von dem Indikator anzupassen.