DE102018132204B3

DE102018132204B3 - Verfahren zur Ermittlung des Druckspalts zwischen einem Druckkopf eines Tintendruckgeräts und einem Bedruckstoff

Info

Publication number: DE102018132204B3
Application number: DE102018132204.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stöckle; Christoph Rummelsberger; Florian Hitzlsperger
Original assignee: Oce Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2038-12-15
Also published as: US11161339B2; US20200189269A1

Abstract

Um den Druckspalt zwischen einem Druckkopf und einem Bedruckstoff bei einem Tintendruckgerät zu ermitteln, werden bei vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffs von unterschiedlichen Düsen einer Düsenreihe des Druckkopfs gleichzeitig Tintentropfen einer ersten und einer zweiten Größe zum Bedruckstoff gefeuert, wodurch Druckpunkte einer ersten Größe in einer ersten Druckpunktreihe und Druckpunkte einer zweiten Größe in einer zweiten Druckpunktreihe auf dem Bedruckstoff erzeugt werden. Anschließend wird der Abstand der ersten Druckpunktreihe zur zweiten Druckpunktreihe gemessen und aus dem gemessenen Abstand die Größe des Druckspalts ermittelt.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z.B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Bedruckstoffs aus verschiedensten Materialien, z.B. einer Papierbahn, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, s. z.B. US 7 445 302 B2 . Tintendruckgeräte, die z.B. nach dem Drop-on Demand (DoD) Prinzip arbeiten, weisen als Druckeinheit einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe mit Tintenkanäle umfassenden Düsen auf, deren Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Bedruckstoff anregen, die auf den Bedruckstoff gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
Bei einem Tintendruckgerät wird die Druckqualität wesentlich von dem Abstand des Druckkopfes zum Bedruckstoff bestimmt. Dieser Abstand, im Folgenden Druckspalt genannt, kann mechanisch vorgegeben werden, kann sich aber im Druckbetrieb ändern, z.B. wegen Schwankungen im Bedruckstofflauf bedingt durch Falten oder Wellen des Bedruckstoffs. Z.B wird bei größerem Druckspalt der Tropfenpositionierungsfehler auf dem Bedruckstoff größer und damit sinkt die Druckqualität.
In EP 0 503 871 A2 ist ein Tintendruckgerät beschrieben, bei dem der Druckspalt überprüft wird. Dazu wird die an den Piezoelementen der Tintenkanäle anliegende Spannung gemessen und das Messergebnis mit einer Sollspannung verglichen, die an den Piezoelementen anliegt, wenn der Druckspalt den korrekten Wert hat.
Aus US 7 445 302 B2 ist bei einem Tintendruckgerät ein Verfahren bekannt, nach dem die Größe des Druckspalts zwischen den Düsen des Druckkopfes und einem Bedruckstoff ermittelt werden kann. Dazu druckt der Druckkopf bei einem ersten Druckspalt ein Druckbild auf den bewegten Bedruckstoff. Die Verschiebung der Lage des Druckbildes auf dem Bedruckstoff wird gemessen (erster Messwert). Anschließend wird der Druckspalt um einen vorgegebenen Wert vergrößert und dann wiederum das Druckbild auf den Bedruckstoff gedruckt und die Verschiebung der Lage dieses Druckbildes bei dem geänderten Druckspalt gemessen (zweiter Messwert). Aus dem bekannten Maß der Änderung des Druckspaltes und den Messwerten kann der Druckspalt zwischen Druckkopf und Bedruckstoff berechnet werden.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung des Abstandes eines Druckkopfes eines Tintendruckgeräts zu einem Bedruckstoff (Druckspalt) anzugeben. Mit Hilfe des ermittelten Abstands soll der Abstand des Druckkopfs zum Bedruckstoff eingestellt werden können.
Dieses Problem wird durch eine Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird der Abstand des Druckkopfs zum Bedruckstoff Druckspalt genannt.
Um den Druckspalt zwischen einem Druckkopf und einem Bedruckstoff bei einem Tintendruckgerät zu ermitteln, werden bei vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffs von unterschiedlichen Düsen einer Düsenreihe des Druckkopfs gleichzeitig Tintentropfen einer ersten und einer zweiten Größe zum Bedruckstoff gefeuert, wodurch Druckpunkte einer ersten Größe in einer ersten Druckpunktreihe und Druckpunkte einer zweiten Größe in einer zweiten Druckpunktreihe auf dem Bedruckstoff erzeugt werden. Anschließend wird der Abstand der ersten Druckpunktreihe zur zweiten Druckpunktreihe gemessen und aus dem gemessenen Abstand die Größe des Druckspalts ermittelt, wobei die bekannten Werte der Druckgeschwindigkeit, Tropfengeschwindigkeit und Tropfengröße mit verwendet werden.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist damit folgende Vorteile auf:

- Der Druckspalt zwischen einem Druckkopf und einem Bedruckstoff kann ermittelt werden durch Auswertung der Lage von von dem Druckkopf auf den Bedruckstoff gedruckten Druckpunktreihen, deren Abstand z.B. mit Hilfe einer Kamera bei Verwendung einer Bildverarbeitungssoftware gemessen werden kann.
- Wenn bei bekanntem Druckspalt der Soll-Abstand der Druckpunktreihen bekannt ist, kann bei unzulässiger Änderung des Druckspalts und damit des Abstands der Druckpunktreihen voneinander die Lage des Druckkopfes zum Bedruckstoff so geändert werden, dass der Ist-Abstand der gemessenen Druckpunktreihen dem Soll-Abstand entspricht, ohne dass der Druckspalt berechnet werden muss.

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:

1 eine Darstellung einer Druckkopfanordnung in seiner Lage zum Bedruckstoff (Stand der Technik);
2 eine prinzipielle Darstellung zweier Druckpunktreihen, wenn bei korrektem Druckspalt unterschiedliche Düsen einer Düsenreihe eines Druckkopfs gleichzeitig Druckpunkte zweier unterschiedlichen Größen auf den bewegten Bedruckstoff gedruckt haben;
3 eine prinzipielle Darstellung zweier Druckpunktreihen, wenn bei zu großem Druckspalt unterschiedliche Düsen einer Düsenreihe des Druckkopfs gleichzeitig Druckpunkte zweier unterschiedlichen Größen auf den bewegten Bedruckstoff gedruckt haben;
4 eine prinzipielle Darstellung zweier Druckpunktreihen, wenn bei zu kleinem Druckspalt unterschiedliche Düsen einer Düsenreihe des Druckkopfs gleichzeitig Druckpunkte zweier unterschiedlichen Größen auf den Bedruckstoff gedruckt haben.

Zunächst wird mit Hilfe der 1 der Aufbau einer Druckkopfanordnung 1 mit z.B. einem Druckkopf 2 erläutert. Oberhalb eines z.B. bandförmigen Bedruckstoffs 3, der in Richtung des Pfeils PF transportiert wird, ist der Druckkopf 2 angeordnet, wobei Düsen 4 des Druckkopfs 2 zum Bedruckstoff 3 ausgerichtet sind. Der Aufbau des Druckkopfes 2 ist bekannt, siehe z.B. US 7 445 302 B2 . Zwischen den Düsen 4 des Druckkopfs 2 und dem Bedruckstoff 3 besteht ein Druckspalt 5, über den die von den Düsen 4 gefeuerten Tintentropfen zum Bedruckstoff 3 gelangen. Die Größe des Druckspalts 5 sollte sich während des Druckbetriebs nicht ändern, da sonst Tropfenpositionsfehler auf dem Bedruckstoff 3 auftreten können und damit die Druckqualität sich verschlechtern würde.
Die 2 bis 4 zeigen als Beispiel jeweils ein Druckbild, bei dem von unterschiedlichen Düsen 4 einer Düsenreihe des Druckkopfes 2 Tintentropfen zweier Tropfengröße mit gleichem Drucktakt auf den mit Vorschubgeschwindigkeit transportierten Bedruckstoff 3 gefeuert worden sind. Z.B. feuern aufeinanderfolgende Düsen 4 der Düsenreihe gleichzeitig in abwechselnder Reihenfolge einen großen schnellen Tintentropfen zur Erzeugung eines ersten Druckpunktes 6 und einen kleinen langsameren Tintentropfen zur Erzeugung eines zweiten Druckpunktes 7 auf den Bedruckstoff 1. Aufgrund der unterschiedlichen Tropfengeschwindigkeit wegen der unterschiedlichen Tintentropfengrößen werden auf den bewegten Bedruckstoff 3 eine erste Druckpunktreihe 8 mit größeren Druckpunkten 6 und eine zweite Druckpunktreihe 9 mit kleineren Druckpunkten 7 erzeugt. Z.B. wird jeder Druckpunkt 6 der ersten Druckpunktreihe 8 durch einen schnellen großen Tintentropfen erzeugt und jeder Druckpunkt 7 der zweiten Druckpunktreihe 9 mit einem kleinen langsamen Tintentropfen erzeugt. 2 bis 4 zeigen dabei, dass die Druckpunktreihen 8 und 9 auf dem Bedruckstoff 3 zeitlich hintereinander liegen und somit zwischen den Druckpunktreihen 8, 9 ein Abstand AB besteht.
2 zeigt den Fall, dass der Druckspalt 5 die Sollgröße aufweist. Die beiden Druckpunktreihen 8, 9 haben dann den Sollabstand AB0.
3 zeigt das Beispiel, bei dem der Druckspalt 5 zu groß ist. Im Vergleich zu 2 sind die sonstigen Betriebsbedingungen beibehalten worden. Jetzt ist der Abstand AB1 der beiden Druckpunktreihen 8, 9 auf dem Bedruckstoff 3 größer im Vergleich zum Beispiel der 2.
4 zeigt das Beispiel, dass der Druckspalt 5 im Vergleich zu 2 kleiner ist. Bei gleichen sonstigen Betriebsbedingen im Vergleich zu 2 ist jetzt der Abstand AB2 der beiden Druckpunktreihen 8, 9 kleiner geworden.
Somit kann von dem tatsächlichen Abstand AB der Druckpunktreihen 8, 9 auf dem Bedruckstoff 3 bei gleichen Druckbedingungen auf die Größe des Druckspalts 5 zwischen Druckkopf 2 und Bedruckstoff 3 gefolgert werden. Im Druckbetrieb kann somit z.B. bei sich verschlechternden Druckbild in einem Prüfdruck festgestellt werden, ob der gegebene Druckspalt 5 dem Soll-Druckspalt AB0 noch entspricht. Ist dies nicht der Fall, kann der Druckspalt 5 in Richtung zum Soll-Druckspalt AB0 durch Verschieben des Druckkopfes 2 verändert werden. Dies kann in einem Regelprozess erfolgen, bei dem die Position des Druckkopfes 2 und damit der Druckspalt 5 zum Bedruckstoff 3 solange verändert wird bis ein gedrucktes Muster den Fall der 2 anzeigt, der Druckspalt 5 die Größe AB0 aufweist.
Es ist jedoch auch möglich, aus dem Abstand AB der beiden Druckpunktreihen 8, 9 und aus den bekannten Betriebsbedingungen, der Druck- und Tropfengeschwindigkeit, den Druckspalt 5 zu berechnen, um dann die Größe des Druckspalts 5 z.B. durch Verschieben des Druckkopfes 2 nach dem Rechenergebnis einzustellen.
Zur Ermittlung des Abstands AB der Druckpunktreihen 8, 9 voneinander kann auf bekannte Weise ein digitales Bild von den Druckpunktreihen 8, 9 durch eine Kamera aufgenommen werden, das dann mit Hilfe einer bekannten Bildverarbeitungssoftware ausgewertet wird.
Bezugszeichenliste

1: Druckkopfanordnung
2: Druckkopf
3: Bedruckstoff
4: Düse
5: Druckspalt
6: Druckpunkte
7: Druckpunkte
8: Druckpunktreihe
9: Druckpunktreihe
AB: Abstand
PF: Vorschubrichtung des Bedruckstoffs

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Druckspalts zwischen einem Druckkopf und einem Bedruckstoff bei einem Tintendruckgerät, bei dem bei vorgegebener Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffs (3) von Düsen (4) einer Düsenreihe des Druckkopfs (3) gleichzeitig Tintentropfen einer ersten und einer zweiten Größe zum Bedruckstoff (3) gefeuert werden, wobei Druckpunkte (8) einer ersten Größe und Druckpunkte (9) einer zweiten Größe auf dem Bedruckstoff (3) erzeugt werden, bei dem in Vorschubrichtung (PF) des Bedruckstoffs (3) der Abstand (AB) der ersten Druckpunkte (8) zu den zweiten Druckpunkten (9) gemessen wird und aus dem gemessenen Abstand (AB) die Größe des Druckspalts (5) zwischen dem Druckkopf (2) und dem Bedruckstoff (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem durch die Düsen (4) der Düsenreihe des Druckkopfes (2) gleichzeitig die Tintentropfen der ersten Größe und der zweiten Größe zum Bedruckstoff (3) gefeuert werden, so dass auf dem Bedruckstoff (3) eine den ersten Tintentropfen zugeordnete erste Druckpunktreihe (8) gedruckt wird und in Vorschubrichtung (PF) des Bedruckstoffs (3) versetzt eine den zweiten Tintentropfen zugeordnete zweite Druckpunktreihe (9) auf den Bedruckstoff (3) gedruckt wird und mit Hilfe des Abstands (AB) der beiden Druckpunktreihen (8, 9) voneinander die Größe des Druckspalts (5) zwischen dem Druckkopf (2) und dem Bedruckstoff (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Druckpunktreihen (8, 9) optisch abgetastet werden, bei dem die Abtastwerte durch eine vorgegebene Bildverarbeitungssoftware ausgewertet werden, um den Abstand (AB) der Druckpunktreihen (8, 9) voneinander zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem aus dem gemessenen Abstand (AB) der Druckpunktreihen (8, 9) voneinander und der Druck- und Tropfengeschwindigkeiten der Tintentropfen erster und zweiter Größe der Druckspalt (5) zwischen dem Druckkopf (2) und dem Bedruckstoff (3) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der gemessene Abstand (AB) der Druckpunktreihen (8, 9) mit einem vorgegebenen Sollabstand (AB0) verglichen wird und bei einer Abweichung der Druckspalt (5) zwischen Druckkopf (2) und Bedruckstoff (3) in Richtung Sollabstand (AB0) geändert wird.