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Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, mit dem die Genauigkeit der Positionierung von Tintentropfen erhöht werden kann.
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Tintenstrahl-Druckvorrichtungen können zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern (wie z.B. Papier) eingesetzt werden. Dazu werden meist mehrere Düsen verwendet, um Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger zu feuern und so ein gewünschtes Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen.
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Die unterschiedlichen Düsen einer Tintenstrahl-Druckvorrichtungen können Unterschiede bei der Positionierung von Tintentropfen auf einem Aufzeichnungsträger aufweisen, insbesondere entlang der Transportrichtung eines Aufzeichnungsträgers. Derartige Schwankungen der Tropfenpositionierung können zu einer Beeinträchtigung der Druckqualität führen. Insbesondere kann durch derartige Schwankungen Linienunschärfe in Druckbildern verursacht werden. US 2010 / 0060684 AI beschreibt ein Verfahren zur Erhöhung der Qualität von Tintentropfen, die aus mehreren Teiltropfen zusammengesetzt sind.
US 9944070 B1 und
US 2002 / 0135638 A1 beschreiben Verfahren zur Ermittlung der maximalen Ansteuerfrequenz einer Düse.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Schwankungen der Tropfenpositionierung von unterschiedlichen Düsen einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung zu reduzieren, um die Druckqualität der Tintenstrahl-Druckvorrichtung zu erhöhen. Die Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 8 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verbesserung der Positionierung von Tintentropfen einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben, die eine Vielzahl von Düsen zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers aufweist. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen und/oder das Ermitteln von Geschwindigkeitsdaten für unterschiedliche Teilmengen der Vielzahl von Düsen. Die Geschwindigkeitsdaten einer Teilmenge von Düsen zeigen dabei für unterschiedliche Zeilentakte für den Betrieb der Tintenstrahl-Druckvorrichtung jeweils eine Tropfengeschwindigkeit von Tintentropfen an, die durch die ein oder mehreren Düsen der Teilmenge ausgestoßen wurden. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln eines (optimierten) Betriebs-Zeilentaktes für den Betrieb der Tintenstrahl-Druckvorrichtung auf Basis der Geschwindigkeitsdaten. Durch den Betrieb mit dem (optimierten) Betriebs-Zeilentakt kann die Gleichmäßigkeit der Tropfengeschwindigkeiten der unterschiedlichen Teilmengen von Düsen erhöht und somit die Positionierung der Tintentropfen verbessert bzw. vergleichmäßigt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers beschrieben. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung umfasst eine Vielzahl von Düsen mit jeweils zumindest einem Aktor, wobei die Aktoren der Vielzahl von Düsen jeweils gemäß einem Betriebs- Zeilentakt zum Ausstoß von Tintentropfen angesteuert werden, um Bildpunkte eines Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger zu drucken. Ferner umfasst die Druckvorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Vielzahl von Düsen wiederholt gemäß dem Betriebs-Zeilentakt anzusteuern, um wiederholt unterschiedliche Bildpunkte des Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger zu drucken. Der Betriebs- Zeilentakt hängt von Geschwindigkeitsdaten für unterschiedliche Teilmengen der Vielzahl von Düsen ab. Dabei zeigen die Geschwindigkeitsdaten einer Teilmenge von Düsen für unterschiedliche Zeilentakte jeweils eine Tropfengeschwindigkeit von Tintentropfen an, die durch die ein oder mehreren Düsen der Teilmenge ausgestoßen wurden. Insbesondere kann der Betriebs- Zeilentakt derart sein, dass durch den Betriebs- Zeilentakt eine relativ hohe Gleichmäßigkeit der Tropfengeschwindigkeiten der unterschiedlichen Teilmengen von Düsen bewirkt wird, so dass die Positionierung der Tintentropfen verbessert bzw. vergleichmäßigt wird.
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Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1a ein Blockdiagramm einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
- 1b eine beispielhafte Strecke eines Tintentropfens zwischen Düse und Aufzeichnungsträger;
- 1c eine beispielhafte Düsenplatte eines Druckkopfes;
- 2a beispielhafte Zeilen eines Druckbildes bei willkürlich gewählter Ansteuerfrequenz bzw. bei einem willkürlich gewählten Zeilentakt;
- 2b beispielhafte Zeilen eines Druckbildes bei Verwendung eines optimierten Betriebs- Zeilentaktes, durch die Schwankungen der Tropfengeschwindigkeit reduziert werden;
- 3 beispielhafte Geschwindigkeitsdaten für unterschiedlichen Düsenreihen eines Druckkopfes; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Verbesserung der Tropfenpositionierung von Düsen einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung.
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Die in 1a dargestellte Druckvorrichtung 100 ist für den Druck auf einen bogen- oder blatt- oder platten- oder bandförmigen Aufzeichnungsträger 120 ausgelegt. 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 entlang der Transportrichtung 1 (dargestellt durch einen Pfeil) durch das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 geführt.
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Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst in dem dargestellten Beispiel zwei Druckriegel 102, wobei jeder Druckriegel 102 für das Drucken mit Tinte einer bestimmten Farbe verwendet werden kann (z.B. Schwarz, Cyan, Magenta und/oder Gelb und ggf. MICR-Tinte). Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 typischerweise zumindest eine Fixier- bzw. Trocknungseinheit, die eingerichtet ist, ein auf den Aufzeichnungsträger 120 gedrucktes Druckbild zu fixieren.
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Ein Druckriegel 102 kann ein oder mehrere Druckköpfe 103 umfassen, die ggf. in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind, um die Bildpunkte unterschiedlicher Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. In dem in 1a 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.
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Jeder Druckkopf 103 des Druckwerks 140 umfasst in der in 1a 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 mehrere Tausend effektiv genutzte Düsen 21, 22 umfassen, die entlang mehrerer Reihen quer zur Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet sind. 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 (hier bahnförmigen) Aufzeichnungsträgers 120, gedruckt werden.
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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.
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Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst somit zumindest einen Druckriegel 102 mit K Düsen 21, 22, die mit einem bestimmten Zeilentakt bzw. mit einer bestimmten Ansteuerfrequenz angesteuert werden können, um eine Zeile, die quer zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 verläuft, mit K Pixeln bzw. K Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken, z.B. mit K>1000. Der Zeilentakt zeigt somit an, mit welcher Taktung Zeilen eines Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger 120 gedruckt werden. Die Ansteuerfrequenz entspricht dabei typischerweise dem Zeilentakt, so dass die Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 bzw. Druckriegels 102 pro Zeile eines zu druckenden Druckbildes genau einmal angesteuert werden. Insbesondere kann der Aktor einer Düse 21, 22 für eine Zeile angesteuert werden (mit einer bestimmten Wellenform bzw. Waveform), um einen Tintenausstoß für einen (nichtweißen) Bildpunkt in der Zeile zu bewirken, oder angesteuert werden, um keinen Tintenausstoß (für einen weißen Bildpunkt in der Zeile) zu bewirken. Die Düsen 21, 22 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. Durch eine Änderung der Transportgeschwindigkeit wird (bei einer konstanten Bildpunkt-Auflösung entlang der Transportrichtung 1) der Zeilentakt bzw. die Ansteuerfrequenz in entsprechender Weise geändert.
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Die Druckqualität eines Druckbildes hängt unter anderem von der Genauigkeit der Positionierung der einzelnen Tintentropfen der unterschiedlichen Düsen 21, 22 der Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 ab. Die Genauigkeit der Positionierung eines Tintentropfens hängt dabei insbesondere von der Tropfengeschwindigkeit ab, mit der ein Tintentropfen von einer Düse 21, 22 auf einen Aufzeichnungsträger 120 gefeuert wird. Dies ist beispielhaft in 1b dargestellt. Insbesondere zeigt 1b eine Düse 21, 22, durch die ein Tintentropfen 131 mit einer bestimmten Tropfengeschwindigkeit 134 herausgestoßen wird. Die Tropfengeschwindigkeit 134 hängt dabei z.B. von der Auslenkung eines Aktuators bzw. Aktors der Düse 21, 22 ab. Insbesondere hängt die Tropfengeschwindigkeit 134 eines Tintentropfens 131 von der Waveform bzw. Wellenform ab, mit der der Aktor einer Düse 21, 22 angesteuert wird. Der Aktor einer Düse 21, 22 wird dabei typischerweise mit einer bestimmten Ansteuerfrequenz (d.h. gemäß dem Zeilentakt) angesteuert, um Tintentropfen 131 auszustoßen.
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Der Tintentropfen 131 durchläuft auf seinem Weg zu dem Aufzeichnungsträger 120 die Strecke 132, die typischerweise als Druckspalt bezeichnet wird. Zur gleichen Zeit bewegt sich der Aufzeichnungsträger 120 mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit entlang der Transportrichtung 1 an der Düse 21, 22 vorbei. Als Folge daraus hängt die Position 133 (entlang der Transportrichtung 1), an der der Tintentropfen 131 auf den Aufzeichnungsträger 120 auftrifft, von der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120 und von der Tropfengeschwindigkeit 134 des Tintentropfens 131 ab.
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Die unterschiedlichen Düsen 21, 22 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 und insbesondere eines Druckriegels 102 bzw. eines Druckkopfes 103 können unterschiedlich hohe Tropfengeschwindigkeiten 134 aufweisen. Mit anderen Worten, die Tintentropfen können von den unterschiedlichen Düsen 21, 22 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten 134 auf einen Aufzeichnungsträger 120 gefeuert werden. Derartige Unterschiede der Tropfengeschwindigkeiten 134 ergeben sich z.B. aufgrund der Konstruktion eines Druckkopfes 103. Als Folge aus den unterschiedlichen Tropfengeschwindigkeiten 134 kann es zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung von Bildpunkten eines Druckbildes kommen, wodurch die Druckqualität beeinträchtigt wird.
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1c zeigt eine beispielhafte Düsenplatte 110 eines Druckkopfes 103, an der die Öffnungen der Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 in mehreren Reihen 111 angeordnet sind. 1c zeigt außerdem die Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120, die senkrecht zu dem Verlauf der Reihen 111 der Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 verläuft. Ein Druckkopf 103 kann z.B. 10, 20, 30 oder mehr Reihen 111 aufweisen. Eine durchgehend bedruckte Zeile eines Druckbildes wird typischerweise durch die Düsen 21, 22 aller Reihen 111 eines Druckkopfes 103 gedruckt. Zu diesem Zweck werden die Düsen 21, 22 der unterschiedlichen Reihen 111 zeitversetzt, insbesondere zeitversetzt um den Zeilentakt bzw. gemäß der Ansteuerfrequenz, angesteuert. Zu einem ersten Zeitpunkt werden die Düsen 21, 22 der ersten Düsenreihe 111 angesteuert, um Bildpunkte der Zeile auf einen Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Bis zu einem nachfolgenden zweiten Zeitpunkt bewegt sich der Aufzeichnungsträger 120 in Transportrichtung 1 weiter, so dass an dem zweiten Zeitpunkt durch die Düsen 21, 22 der zweiten Düsenreihe 111 weitere Bildpunkte der Zeile auf den Aufzeichnungsträger 120 gedruckt werden können, usw. bis schließlich an einem Nten Zeitpunkt durch die Nte Düsenreiche 111 (z.B. N=32) die letzten Bildpunkte der Zeile auf den Aufzeichnungsträger 120 gedruckt werden können.
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Wenn die Tropfengeschwindigkeiten 134 der Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103, z.B. der Düsen 21, 22 in unterschiedlichen Düsenreihen 111 des Druckkopfes 103, unterschiedlich sind, ergeben sich Schwankungen der Positionierung der Bildpunkte einer Zeile des Druckbildes. Dies ist beispielhaft in 2a dargestellt. 2a zeigt den aufgrund der Bildpunkt-Auflösung in Transportrichtung 1 verfügbaren Bereich 202 für eine Zeile 201 auf einem Aufzeichnungsträger 120. Des Weiteren zeigt 2a die tatsächliche Positionierung der Bildpunkte innerhalb einer gedruckten Zeile 201. Ferner zeigt 2a die Grenzen 203 zwischen direkt benachbarten Druckköpfen 103. Aus 2a ist ersichtlich, dass die Bildpunktpositionen der Bildpunkte einer Zeile 201 (senkrecht zu der Zeile 201, d.h. entlang der Transportrichtung 1) relativ stark schwanken, wobei die Schwankungen der Bildpunktpositionen durch unterschiedliche Tropfengeschwindigkeiten 134 verursacht werden.
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Ungenauigkeiten bei der Bildpunktpositionierung können durch die Verwendung von individuellen Verzögerungen des Tintenausstoßes von einzelnen Düsen 21, 22 zumindest teilweise kompensiert werden. Dabei ist jedoch der Betrag der möglichen Verzögerungen durch die zeitliche Länge eines Zeilentaktes begrenzt. Alternativ oder ergänzend können Ungenauigkeiten durch Bildverarbeitung zumindest teilweise kompensiert werden, um Druckdaten für ein Druckbild bereitzustellen, die die Ungenauigkeiten bei der Bildpunktpositionierung berücksichtigen. Durch die Verwendung von Bildverarbeitung können jedoch meist nur relativ grobe Abweichung um ein oder mehrere Bildpunkte kompensiert werden.
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Ein Druckkopf 103 weist typischerweise konstruktionsbedingt mehrere Gruppen bzw. Teilmengen von Düsen 21, 22 auf, wobei die Düsen 21, 22 innerhalb einer Gruppe bzw. Teilmenge ein relativ ähnliches Verhalten in Bezug auf die Tropfengeschwindigkeit 134 aufweisen und/oder relativ geringe Schwankungen in Bezug auf die Tropfengeschwindigkeit 134 aufweisen. Andererseits weisen die Düsen 21, 22 aus unterschiedlichen Gruppen bzw. Teilmengen ein relativ unterschiedliches Verhalten in Bezug auf die Tropfengeschwindigkeit 134 und/oder relativ große Schwankungen in Bezug auf die Tropfengeschwindigkeit 134 auf. Die unterschiedlichen Gruppen bzw. Teilmengen können unterschiedliche Reihen 111 eines Druckkopfes 103 umfassen oder unterschiedlichen Reihen 111 eines Druckkopfes 103 entsprechen.
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Im Rahmen einer Messung von Tropfengeschwindigkeiten 134 können Geschwindigkeitsdaten für die unterschiedlichen Gruppen von Düsen 21, 22 ermittelt werden. Die Geschwindigkeitsdaten können dabei die (durchschnittliche) Tropfengeschwindigkeit 134 der Düsen 21, 22 einer Gruppe als Funktion der Ansteuerfrequenz bzw. der Druckgeschwindigkeit der Düsen 21, 22 umfassen. 3 zeigt beispielhafte Geschwindigkeitsdaten für zwei unterschiedliche Gruppen (insbesondere für zwei unterschiedliche Reihen 111) von Düsen 21, 22. Insbesondere zeigt 3 eine erste Geschwindigkeits-Kurve 301 der Tropfengeschwindigkeit 134 als Funktion der Ansteuerfrequenz bzw. des Zeilentaktes (für eine erste Gruppe) und eine zweite Geschwindigkeits-Kurve 302 der Tropfengeschwindigkeit 134 als Funktion der Ansteuerfrequenz bzw. des Zeilentaktes (für eine zweite Gruppe).
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Wie aus 3 ersichtlich, weichen die Tropfengeschwindigkeiten 134 der beiden Gruppen von Düsen 21, 22 zumindest für einige Ansteuerfrequenzen bzw. Zeilentakte signifikant voneinander ab. Derartige Abweichungen können durch Resonanzeigenschaften von unterschiedlichen Bereichen eines Druckkopfes 103 verursacht werden.
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Typischerweise ist es wünschenswert, bei einer definierten Druckqualität eine möglichst hohe Druckgeschwindigkeit und somit eine möglichst hohe Ansteuerfrequenz der Düsen 21, 22 zu verwenden. Ein Druckkopf 103 weist typischerweise eine maximal mögliche Ansteuerfrequenz 304 auf (aus der sich ein entsprechender maximal möglicher Zeilentakt für den Betrieb der Druckvorrichtung 100 ergibt). Auf Basis der Geschwindigkeitsdaten aus 3 kann nun eine optimierte Betriebs-Ansteuerfrequenz bzw. ein optimiertes Betriebs-Zeilentakt 303 ermittelt werden, bei der die Tropfengeschwindigkeiten 134 der unterschiedlichen Gruppen von Düsen 21, 22 (im Mittel) möglichst wenig voneinander abweichen und die möglichst nah bei der maximal möglichen Ansteuerfrequenz bzw. an dem maximal möglichen Zeilentakt 304 liegt. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 kann dann mit dem optimierten Betriebs-Zeilentakt 303 betrieben werden, so dass die Düsen 21, 22 der Druckvorrichtung 100 relativ gleichwertige Tropfengeschwindigkeiten 134 aufweisen und als Folge daraus eine präzise Bildpunktpositionierung (entlang der Transportrichtung 1) bewirkt wird.
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2b veranschaulicht die gedruckten Bildpunkte einer Zeile 201 bei Verwendung eines optimierten Betriebs-Zeilentaktes 303. Aus 2b ist ersichtlich, dass die Bildpunktpositionierung durch die Verwendung eines optimierten Betriebs-Zeilentaktes 303 im Vergleich zu 2a wesentlich verbessert werden kann.
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In diesem Dokument wird somit vorgeschlagen, die Abhängigkeit der Tropfengeschwindigkeit 134 einer Düse 21, 22 von der Ansteuerfrequenz des Druckkopfs 103 (die auch als Drop on Demand-Frequenz, kurz DOD-Frequenz, bezeichnet wird) dazu zu verwenden, durch Änderung der Ansteuerfrequenz die Tropfengeschwindigkeitsunterschiede zwischen unterschiedlichen Gruppen von Düsen 21, 22, insbesondere zwischen unterschiedlichen Düsenreihen 111, zu reduzieren, insbesondere zu minimieren. Für jede Gruppe (insbesondere für jede Reihe 111) von Düsen 21, 22 kann eine DoD- bzw. Geschwindigkeits-Kurve 301, 302 (siehe 3) bereitgestellt werden. Das unterschiedliche Verhalten der unterschiedlichen Gruppen (insbesondere der unterschiedlichen Reihen 111) beruht typischerweise auf der Konstruktion eines Druckkopfes 103 und insbesondere auf der Tatsache, dass für die unterschiedlichen Gruppen unterschiedliche Bedingungen (z.B. in Bezug auf die Versorgungskanäle, die Struktur der Seitenwände, etc.) vorliegen. Durch Auswertung der DoD- bzw. Geschwindigkeits-Kurven 301, 302 der unterschiedlichen Gruppen von Düsen 21, 22 kann die optimierte Betriebs-Ansteuerfrequenz 303 ermittelt werden. So ist es möglich, durch Anpassen der Soll-Ansteuerfrequenz bzw. des Soll-Zeilentaktes eines Druckkopfes 103 (und ggf. durch entsprechendes Anpassen der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120), die Unterschiede der Tropfengeschwindigkeiten 134 zwischen den unterschiedlichen Gruppen zu reduzieren, insbesondere zu minimieren.
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Die DoD- bzw. Geschwindigkeits-Kurven 301, 302 der unterschiedlichen Gruppen von Düsen 21, 22 können für alle Druckköpfe 103 einer Druckvorrichtung 100 ermittelt werden. Die optimierte Betriebs-Ansteuerfrequenz bzw. der optimierte Betriebs-Zeilentakt 303, die bzw. der für die Düsen 21, 22 aller Druckköpfe 103 verwendet wird, kann dann auf Basis der DoD- bzw. Geschwindigkeits-Kurven 301, 302 für alle Druckköpfe 103 ermittelt werden.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Verbesserung der Positionierung von Tintentropfen 131 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100. Die Druckvorrichtung weist eine Vielzahl von Düsen 21, 22 zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 120 auf. Insbesondere soll durch das Verfahren 400 die Positionierung von Tintentropfen entlang der Transportrichtung 1 eines Aufzeichnungsträgers 120 verbessert werden. Dabei sollen insbesondere Schwankungen der Positionierung von Tintentropfen 131, die sich entlang der Druckbreite (quer zu der Transportrichtung 1) aufgrund der Verwendung von unterschiedlichen Düsen 21, 22 ergeben, reduziert werden. Insbesondere soll bewirkt werden, dass die entlang einer Zeile 201 (quer zu der Transportrichtung 1) gedruckten Bildpunkte innerhalb eines Bandes quer zu der Transportrichtung 1 liegen, das eine möglichst geringe Breite entlang der Transportrichtung 1 aufweist. Wie in Zusammenhang mit 1b dargelegt, kann dies insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Aktoren der Düsen 21, 22 der Druckvorrichtung 100 gemäß einem derart ausgewählten Zeilentakt 303 betrieben werden, dass eine möglichst ähnliche Tropfengeschwindigkeit 134 von ausgestoßenen Tintentropfen 131 erzielt wird (für alle Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 und typischerweise für alle Druckköpfe 103 einer Druckvorrichtung 100).
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Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln und/oder das Bereitstellen und/oder das Verwenden 401 von Geschwindigkeitsdaten für unterschiedliche Teilmengen der Vielzahl von Düsen 21, 22. Beispielsweise können die Geschwindigkeitsdaten während des Betriebs einer Druckvorrichtung 100 ermittelt, insbesondere erfasst, werden. Alternativ oder ergänzend können die Geschwindigkeitsdaten außerhalb der Druckvorrichtung 100 ermittelt und der Druckvorrichtung 100 bereitgestellt werden (z.B. durch Speicherung auf einer Speichereinheit der Druckvorrichtung 100). Die Geschwindigkeitsdaten einer Teilmenge von Düsen 21, 22 können für unterschiedliche Zeilentakte zum Betrieb der Druckvorrichtung 100 jeweils eine Tropfengeschwindigkeit 134 von Tintentropfen 131 anzeigen, die durch die ein oder mehreren Düsen 21, 22 der Teilmenge ausgestoßen wurden. Bei der Tropfengeschwindigkeit 134 für einen Zeilentakt kann es sich um eine mittlere Tropfengeschwindigkeit 134 der von den Düsen 21, 22 einer Teilmenge ausgestoßenen Tintentropfen 131 handeln.
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Insbesondere können die Geschwindigkeitsdaten einer Teilmenge von Düsen 21, 22 die Tropfengeschwindigkeit 134 von Tintentropfen 131 als Funktion des Zeilentaktes anzeigen. Beispielsweise können die Geschwindigkeitsdaten Tropfengeschwindigkeits-Kurven 301, 302 anzeigen (wie in 3 dargestellt).
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Zur Ermittlung der Geschwindigkeitsdaten können die ein oder mehreren Düsen 21, 22 einer Teilmenge von Düsen 21, 22 gemäß einem bestimmten Zeilentakt betrieben werden, und es kann die (mittlere) Tropfengeschwindigkeit 134 der ausgestoßenen Tintentropfen 131 bei dem Betrieb mit dem bestimmten Zeilentakt ermittelt werden. Es kann dann der Zeilentakt verändert werden, um die (mittlere) Tropfengeschwindigkeit 134 bei Betrieb mit einem anderen Zeilentakt zu ermitteln. So können für eine Vielzahl von unterschiedlichen Zeilentakten die jeweiligen (mittleren) Tropfengeschwindigkeiten 134 ermittelt werden.
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Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 402 eines (optimierten) Betriebs-Zeilentaktes 303 für den Betrieb der Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 auf Basis der Geschwindigkeitsdaten. Dabei kann der Betriebs- Zeilentakt 303 insbesondere derart ermittelt werden, dass Abweichungen zwischen den Tropfengeschwindigkeiten 134 der unterschiedlichen Teilmengen von Düsen 21, 22 reduziert werden.
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Das Ermitteln 402 des Betriebs-Zeilentaktes 303 kann insbesondere das Ermitteln, auf Basis der Geschwindigkeitsdaten, eines Wertes eines Abstandsmaßes der Tropfengeschwindigkeiten 134 der unterschiedlichen Teilmengen von Düsen 21, 22 für einen bestimmten Zeilentakt umfassen. Das Abstandsmaß kann z.B. eine mittlere quadratische Abweichung und/oder eine mittlere absolute Abweichung der Tropfengeschwindigkeiten 134 umfassen. Der Betriebs-Zeilentakt 303 kann dann auf Basis der Werte des Abstandsmaßes für unterschiedliche Zeilentakte ermittelt werden, so dass der Wert des Abstandsmaßes reduziert, insbesondere minimiert, wird. Beispielsweise kann der Zeilentakt in iterativer Weise verändert werden, so lange der Wert des Abstandsmaßes reduziert werden kann. Der iterative Prozess kann abgebrochen werden, wenn sich der Wert des Abstandsmaßes zwischen den Iterationen nur noch innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes verändert.
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Im Rahmen des Verfahrens 400 werden somit für unterschiedliche Zeilentakte die Tropfengeschwindigkeiten 134 der Düsen 21, 22 von unterschiedlichen Teilmengen der Düsen 21, 22 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 ermittelt. Es kann dann ein Betriebs-Zeilentakt 303 für den Betrieb der Druckvorrichtung 100 ermittelt werden, bei dem die Tropfengeschwindigkeiten 134 der Düsen 21, 22 der unterschiedlichen Teilmengen möglichst wenig voneinander abweichen. Durch die Angleichung der Tropfengeschwindigkeiten 134 kann die Tropfenpositionierung entlang der Transportrichtung 1 eines zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers 120 verbessert bzw. vergleichmäßigt werden.
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Typischerweise kann die Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 nur mit einem maximal möglichen Zeilentakt 304 betrieben werden. Insbesondere können die ein oder mehreren Druckköpfe 103 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 nur mit einem maximal möglichen Zeilentakt 304 betrieben werden. Der Betriebs-Zeilentakt 303 kann dann derart ermittelt werden, dass der Betriebs-Zeilentakt 304 den maximal möglichen Zeilentakt 304 um maximal 20%, 10%, 5%, 2% oder weniger unterschreitet. So kann weiterhin eine möglichst hohe Druckgeschwindigkeit der Druckvorrichtung 100 gewährleistet werden.
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Die Vielzahl von Düsen 21, 22 kann in mehreren Reihen 111 eines Druckkopfes 103 der Druckvorrichtung 100 angeordnet sein. Die unterschiedlichen Teilmengen von Düsen 21, 22 können jeweils die Düsen 21, 22 einer der Reihen 111 des Druckkopfes 103 umfassen. Mit anderen Worten, eine Teilmenge von Düsen 21, 22 kann durch die Düsen 21, 22 (insbesondere durch alle Düsen 21, 22) einer entsprechenden Reihe 111 des Druckkopfes 103 gebildet werden. Die Düsen 21, 22 einer Düsenreihe 111 weisen typischerweise per Design eines Düsenkopfes 103 eine relativ gleichmäßige Tropfengeschwindigkeit 134 auf, während die Düsen 21, 22 von unterschiedlichen Düsenreihen 111 relativ unterschiedliche Tropfengeschwindigkeiten 134 aufweisen. Somit können durch die Gruppierung nach Düsenreihen 111 Teilmengen von Düsen 21, 22 gebildet werden, die eine effiziente und zuverlässige Anpassung der Tropfengeschwindigkeiten 134 ermöglichen.
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Ggf. kann eine Teilmenge von Düsen 21, 22 einen Teil der Düsen 21, 22 einer Reihe 111 des Druckkopfes 103 umfassen. Mit anderen Worten, eine Reihe 111 eines Druckkopfes 103 kann in mehrere Teilmengen von Düsen 21, 22 unterteilt sein. So kann die Genauigkeit eines optimalen Betriebs-Zeilentaktes 303 weiter erhöht werden.
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Die Geschwindigkeitsdaten können anhand von Bilddaten eines Bildsensors ermittelt werden, wobei der Bildsensor eingerichtet ist, die Positionierung von Tintentropfen 131 auf einem von der Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 bedruckten Aufzeichnungsträger 120 zu erfassen. Dabei kann aus der Position 133 eines Tintentropfens 131 entlang der Transportrichtung 1 auf die Tropfengeschwindigkeit 134 des Tintentropfens 131 geschlossen werden (wie in Zusammenhang mit 1b dargelegt). Die Berücksichtigung von Bilddaten ermöglicht die Ermittlung des Betriebs-Zeilentaktes 303 innerhalb einer Druckvorrichtung 100 (z.B. mittels einer Sensoreinheit 150 der Druckvorrichtung 100). So kann ggf. während des Druckbetriebs eine Anpassung des Zeilentaktes erfolgen, um die Druckqualität der Druckvorrichtung 100 zu erhöhen.
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Alternativ oder ergänzend können die Geschwindigkeitsdaten anhand von Sensordaten eines Geschwindigkeitssensors ermittelt werden, der eingerichtet ist, die Geschwindigkeit eines von einer Düse 21, 22 ausgestoßenen Tintentropfens 131 im Flug zu erfassen. So können insbesondere im Vorfeld zu dem Betrieb einer Druckvorrichtung 100 in zuverlässiger und präziser Weise Geschwindigkeitsdaten ermittelt werden.
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Ein von der Vielzahl von Düsen 21, 22 zu bedruckender Aufzeichnungsträger 120 wird innerhalb der Druckvorrichtung 100 typischerweise mit einer Transportgeschwindigkeit entlang der Transportrichtung 1 an der Vielzahl von Düsen 21, 22 vorbeigeführt. Die Düsen 21, 22 stoßen dabei Tintentropfen 131 aus, während der Aufzeichnungsträger 120 bewegt wird. Das Verhältnis aus den (Betriebs-) Zeilentakt und der Transportgeschwindigkeit ist bei einer festen Bildpunkt-Auflösung in Transportrichtung 1 typischerweise konstant. Folglich geht eine Änderung des Zeilentaktes typischerweise mit einer entsprechenden Änderung der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120 einher (bei einer festen Bildpunkt-Auflösung in Transportrichtung 1).
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Des Weiteren wird in diesem Dokument eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 120 beschrieben. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 umfasst eine Vielzahl von Düsen 21, 22 (z.B. in ein oder mehreren Druckköpfen 103), wobei eine Düse 21, 22 eingerichtet ist, zumindest einen Tintentropfen 131 auszustoßen, um einen Bildpunkt eines Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Insbesondere können die Aktoren der Vielzahl von Düsen 21, 22 gemäß einem Betriebs-Zeilentakt 303 zum Ausstoß von Tintentropfen 131 angesteuert werden, um Bildpunkte eines Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 typischerweise Bewegungsmittel, die eingerichtet sind, den Aufzeichnungsträger 120 während des Drucks eines Druckbildes mit einer Transportgeschwindigkeit entlang einer Transportrichtung 1 an der Vielzahl von Düsen 21, 22 vorbeizuführen.
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Außerdem umfasst die Druckvorrichtung 100 eine Steuereinheit 101, die eingerichtet ist, die Vielzahl von Düsen 21, 22 wiederholt gemäß dem Betriebs-Zeilentakt 303 anzusteuern, um wiederholt unterschiedliche Bildpunkte des Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120, insbesondere auf unterschiedliche Zeilen 201 des Druckbildes, zu drucken. Der Betriebs-Zeilentakt 303 ist dabei von (Tropfen-) Geschwindigkeitsdaten für unterschiedliche Teilmengen der Vielzahl von Düsen 21, 22 abhängig. Dabei zeigen die Geschwindigkeitsdaten einer Teilmenge von Düsen 21, 22 für unterschiedliche Zeilentakte jeweils eine (mittlere) Tropfengeschwindigkeit 134 von Tintentropfen 131 an, die durch die ein oder mehreren Düsen 21, 22 der Teilmenge ausgestoßen wurden. Alternativ oder ergänzend kann der Betriebs-Zeilentakt 303 mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren 400 ermittelt worden sein. So kann eine Druckvorrichtung 100 mit einer erhöhten Druckqualität bereitgestellt werden.
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Die Druckvorrichtung 100 kann, wie in 1a dargestellt, eine Sensoreinheit 150 umfassen, die eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf eines von der Vielzahl von Düsen 21, 22 auf den Aufzeichnungsträger 120 gedruckten Druckbildes zu ermitteln. Die Sensoreinheit 150 kann z.B. einen Bildsensor (insbesondere eine Bildkamera) umfassen. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Geschwindigkeitsdaten auf Basis der Sensordaten der Sensoreinheit 150 zu ermitteln. Durch die Verwendung einer internen Sensoreinheit 150 kann der Betriebs-Zeilentakt 303 in effizienter Weise direkt innerhalb einer Druckvorrichtung 100 ermittelt werden.
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Insbesondere kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, die Ansteuerfrequenz der Vielzahl von Düsen 21, 22 bzw. den Zeilentakt für den Betrieb der Druckvorrichtung 100 innerhalb eines begrenzten Frequenzbereichs zu verändern. Dabei kann sich der begrenzte Frequenzbereich von dem maximal möglichen Zeilentakt 304 bis zu einem Wert erstrecken, der 20%, 10%, 5%, 2% oder weniger unterhalb des maximal möglichen Zeilentaktes 304 liegt. Die Veränderung des Zeilentaktes kann durch eine Änderung der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers 120 und/oder durch eine Änderung der Bildpunkt-Auflösung in Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 bewirkt werden.
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Es können dann Sensordaten in Bezug auf ein mit unterschiedlichen Zeilentakten gedrucktes Druckbild ermittelt werden. Der Betriebs-Zeilentakt 303 für den Betrieb der Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 kann dann auf Basis der Sensordaten ermittelt werden, insbesondere derart, dass die unterschiedlichen Teilmengen von Düsen 21, 22 bei dem Betriebs-Zeilentakt 303 möglichst gleiche Tropfengeschwindigkeiten 134 aufweisen. So kann der Betriebs-Zeilentakt 303 ggf. während eines laufenden Druckvorgangs ermittelt werden, um eine gleichbleibend hohe Druckqualität bereitzustellen.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann mittels einer geringfügigen Anpassung des Zeilentaktes bzw. der Transportgeschwindigkeit einer Druckvorrichtung 100 die Druckqualität der Druckvorrichtung 100 wesentlich erhöht werden (insbesondere in Bezug auf die Schärfe von Linien und in Bezug auf Streifigkeit).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportrichtung
- 21, 22
- Düse (Druckbild)
- 31, 32
- Spalte (des Druckbildes)
- 100
- Druckvorrichtung
- 101
- Steuereinheit
- 102
- Druckriegel
- 103
- Druckkopf
- 110
- Düsenplatte
- 111
- Reihe (Düsen)
- 120
- Aufzeichnungsträger
- 131
- Tintentropfen
- 132
- Strecke (Druckspalt)
- 133
- Position (auf Aufzeichnungsträger)
- 134
- Tropfengeschwindigkeit
- 140
- Druckwerk
- 150
- Sensoreinheit
- 201
- Zeile (des Druckbildes)
- 202
- verfügbarer Bereich (für eine Zeile)
- 203
- Druckkopf-Grenze
- 301, 302
- Tropfengeschwindigkeits- bzw. DoD-Kurve
- 303
- optimierter Betriebs-Zeilentakt
- 304
- maximal möglicher Zeilentakt
- 400
- Verfahren zur Verbesserung der Tropfenpositionierung
- 401, 402
- Verfahrensschritte
