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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion defekter Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine durch den Einsatz dynamischer Druckdüsentestmuster.
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Die Erfindung liegt im technischen Gebiet des Inkjet-Drucks.
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Beim Betrieb von Inkjet-Druckmaschinen, besonders im industriellen Großformat, ist die Frage der Druckqualität stets auch eine Frage der Funktionsfähigkeit der einzelnen Druckdüsen der verwendeten Inkjet-Druckköpfe. Die einzelnen Druckdüsen können in ihrer Funktionsfähigkeit nachlassen bis hin zum vollständigen Ausfall. Dies wird verursacht durch das Eindringen von Fremdkörpern, z. B. Staubkörnchen, oder durch das Eintrocknen zurückbleibender Tinte, insbesondere wenn die Inkjet-Druckköpfe eine längere Zeit nicht benutzt werden. Beide Fehlerquellen führen dazu, dass die Öffnungen der Druckdüsen teilweise oder gar ganz blockiert werden, so dass nicht mehr die vorgesehene Tintenmenge in Form von ausgestoßenen Tintentröpfchen von der betroffenen Druckdüse ausgestoßen werden kann. Bei einer teilweise verstopften bzw. blockierten Druckdüse ist auch das Abweichen des Druckpunktes in Form einer sogenannten schräg spritzenden Druckdüse möglich. Diese Fehler in der Funktionsfähigkeit der Druckdüsen führen zu Artefakten im erzeugten Druckbild, wie z. B. weißen Linien bei ausgefallenen Druckdüsen, den sogenannten „white lines“, oder im Fall von schräg spritzenden Druckdüsen zu „white lines“ an der Stelle des eigentlichen Druckpunktes der betreffenden Druckdüse und einer „black line“ entstanden durch erhöhten Tintenauftrag an der Stelle im Druckbild, wo die schräg spritzende Druckdüse dann fehlerhafterweise zum Tintenauftrag beiträgt. Solche fehlerhaften Druckdüsen, die derartige Bildartefakte in Form von „white lines“ und“ black lines“ verursachen, werden zusammenfassend auch als „missing nozzles“ bezeichnet.
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Um auch bei Auftreten solcher „missing nozzles“ den betreffenden Inkjet-Druckkopf weiterhin verwenden zu können und nicht ständig einen kostspieligen Austausch der Inkjet-Druckköpfe bei Auftreten einzelner „missing nozzles“ vornehmen zu müssen, sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Kompensationsverfahren für fehlerhafte Druckdüsen bekannt. Diese Kompensationsstrategien umfassen unter anderem das Bereitstellen redundanter Druckdüsen und Druckköpfe für die gleiche Druckfarbe, aber auch im Falle von Mehrfarbendrucken das Ersetzen von „missing nozzles“ durch Druckdüsen anderer Druckfarben, welche an der gleichen Position im Druckbild wie die „missing nozzle“ drucken. Ein weitere Ansatz besteht darin, das Druckbild vor dem Rastern im Wissen um fehlerhafte Druckdüsen gezielt so anzupassen, dass die „missing nozzles“ möglichst wenig Artefakte im späteren gedruckten Druckbild verursacht. Die Adaptionen können dabei sowohl eine Anpassung der Grauwerte im digitalen Druckbild für den Bereich den später nach dem Rastern die „missing nozzles“ abbildet, umfassen als auch das Verschieben ganzer Bildobjekte im digitalen Druckbild durch ein entsprechend angepasstes Ausschießen.
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Der gebräuchlichste Ansatz besteht jedoch darin, das gerasterte Druckbild im Wissen um fehlerhafte Druckdüsen so anzupassen, dass die Inkjet-Druckmaschine derart angesteuert wird, dass zu der „missing nozzle“ benachbarte Druckdüsen vermehrt Tinte ausstoßen, um damit die fehlerhafte Druckdüse zu kompensieren.
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Um jedoch fehlerhafte Druckdüsen kompensieren zu können, müssen diese erst einmal detektiert werden. Auch hierfür sind verschiedenste Detektionsverfahren aus dem Stand der Technik bekannt. Diese lassen sich grob in zwei verschiedene Ansätze einteilen. Der erste Ansatz besteht darin, das gedruckte Druckbild kontinuierlich durch ein Bilderfassungssystem mit mindestens einem Bildsensor zu erfassen, zu digitalisieren, einem Rechner zuzuführen, welcher die digitalen Bilder dann auswertet und im Hinblick auf mögliche „missing nozzles“ untersucht. Der Rechner führt dann die Ergebnisse seiner Auswertung der verantwortlichen Stelle für die Kompensation der aufgetretenen „missing nozzles“ zu. Nachteil dieses Ansatzes ist, dass durch eine Auswertung der direkt zu druckenden Druckbilder im Fortdruckprozess der Druckmaschine oft fehlerhafte Druckdüsen nicht erkannt werden können, da diese z. B. nicht am Druck des aktuellen Druckbildes beteiligt sind. Auch sind die im eigentlichen Druckbild zu erzeugenden Druckdaten selten dazu geeignet, fehlerhafte Druckdüsen optimal zu detektieren.
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Ein weiterer Ansatz für die Detektion fehlerhafter Druckdüsen besteht daher darin, eigens für die Erfassung fehlerhafter Druckdüsen optimierte Druckdüsentestmuster zusätzlich zum eigentlich zu erzeugenden Druckbild auf das Drucksubstrat zu drucken und über das genannte Bilderfassungssystem auswerten zu lassen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass man stets zusätzliche Bilddaten auf dem Substrat erzeugen muss, wodurch die Performance und die Belastung der Inkjet-Druckmaschine geringfügig erhöht werden. Beim Drucken von Druckdüsentestmustern werden üblicherweise von jeder Druckdüse kleine Bildobjekte gedruckt, z. B. kurze vertikale Striche, die dann im Rahmen des Detektionsverfahrens vom Auswerterechner des Bilderfassungssystems untersucht werden, wobei von der Beschaffenheit des von der einzelnen Druckdüse erzeugten Bildobjektes Rückschlüsse auf deren Funktionsfähigkeit gezogen werden können. Für diese Auswertung gibt es Grenzwerte, die definieren ab wann eine Druckdüse als fehlerhaft einzuschätzen ist, bzw. bis wann sie noch als funktionsfähig gilt. Von diesen Kennwerten abhängig wird dann eine Entscheidung über Abschalten oder Wiederanschalten einer Druckdüse getroffen. Des Weiteren ist zu beachten, dass die Detektionsmuster eine gewisse Fläche auf einem Druckbogen oder in einem Label-Abschnitt einnehmen und für jede Farbe einzeln zu drucken sind.
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Es gibt Ansätze die Druckdüsentestmuster in einzelne Testfelder aufzuteilen, um die benötigte Fläche pro Bogen oder pro Label-Abschnitt zu minimieren. Die Folge ist, dass eine größere Zeitspanne zwischen den Detektionen einer Druckdüse vergeht und sich damit das Messintervall vergrößert.
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Auf lokalen Häufungen von defekten bzw. instabilen Druckdüsen und Druckköpfen wird im Druckprozess weder düsen- noch druckkopfspezifisch, noch sujet-abhängig reagiert. D.h. unabhängig davon ob die Kennwerte mancher Druckdüsen stärker oder schwächer schwanken, werden die Testfelder zur Parameterbestimmung gleichhäufig gedruckt.
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Problematische Druckkopfbereiche zeigen sich dadurch, dass diese Druckdüsen enthalten, die ein sprunghaftes Qualitätsverhalten über den Druckverlauf haben. Das bedeutet, dass es nur sehr schwer vorhersagbar ist, wie die Druckdüsen bei der nächsten Farbabgabe reagieren und sich die als defekt klassifizierten Druckdüsen von Druck zu Druck ändern.
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Dies führt dazu, dass die Druckdüsenkennwerte bei den schlechten Druckdüsen schneller nicht mehr aktuell sind und von falschen Werten ausgegangen wird. Dies führt zwangsläufig zu einer höherer Makulatur und qualitativ schlechten Druckerzeugnissen.
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Daher ist die Frage, wie im Fortdruck kontinuierlich gute Druckqualität zu erreichen ist, im Inkjet-Druck permanent gestellt. Die aktuelle Kompensationsstrategie basierend auf den aus dem Stand der Technik bekannten Detektionsverfahren versagt im Fortdruck. Dies liegt daran, wie Untersuchungen zeigen, dass defekte Druckdüsen entweder statisch / dauerhaft kaputt sind oder dynamisch im Druckbetrieb unter Last ausfallen. Für eine funktionierende Kompensationsstrategie ist es daher notwendig auch dynamisch defekte Druckdüsen zu erkennen und abzuschalten. Dabei werden Druckdüsentestmuster gedruckt und düsenspezifisch ausgewertet und als gut/schlecht klassifiziert. Es lässt sich dabei beobachten, dass bei schlechten Druckköpfen u.a. mehr Druckdüsen ein auffälliges Verhalten zeigen, z.B. außerhalb der akzeptierten Schiefheitstoleranzschwelle liegen, und sich die Kennwerte von Druckdüsen von einer Detektion zur nächsten stark ändern.
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Es müssen also unterschiedliche Ansätze entwickelt werden, wie man diese gewonnenen Erkenntnisse direkt an der Druckmaschine im laufenden Druckbetrieb zur Qualitätsverbesserung einsetzen könnte. Und falls keine ausreichende Qualität erreicht werden kann, wie diese Informationen rückgemeldet werden könnten und wie reagiert werden muss, z.B. welche Druckköpfe gereinigt oder sogar getauscht werden müssen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Detektion defekter Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine zu finden, welches fehlerhafte Druckdüsen schneller und effizienter identifiziert als die aus dem Stand der Technik bekannten Detektionsverfahren.
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Die Lösung dieser gestellten Aufgabe stellt ein Verfahren zur Detektion defekter Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine durch einen Rechner dar, wobei in einer ersten Phase im Rahmen eines Druckauftrages Druckdüsentestmuster neben ein Sujet auf ein Drucksubstrat gedruckt werden, diese Druckdüsentestmuster anschließend mittels mindestens eines Bildsensors digitalisiert und an den Rechner geschickt werden, wo sie durch den Rechner analysiert werden, um darauf aufbauend den aktuellen Zustand der Druckdüsen, einschließlich defekter Druckdüsen zu ermitteln, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass nach der ersten Phase die Druckdüsentestmuster vom Rechner abhängig vom aktuellen Zustand der Druckdüsen modifiziert werden und in einer zweiten Phase die modifizierten Druckdüsentestmuster gedruckt, digitalisiert und vom Rechner hinsichtlich der Ermittlung des aktuellen Zustands der Druckdüsen sowie defekter Druckdüsen ausgewertet werden.
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Der entscheidende Punkt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht also darin zu allererst einmal festzustellen, wie der aktuelle Zustand der Druckdüsen der Inkjet-Druckköpfe der Inkjet-Druckmaschine überhaupt ist. Dafür wir ähnlich wie aus dem Stand der Technik bisher schon bekannt ein entsprechend ausgewähltes Druckdüsentestmuster gedruckt, mittels mindestens eines Bildsensors des Bilderfassungssystems digitalisiert und an den Rechner geschickt, welcher die digitalen Daten auswertet und entsprechend Rückschlüsse auf die aktuelle Funktionsfähigkeit am Druck beteiligten Druckdüsen zieht. Der Rechner entspricht dabei dem Auswerterechner des Bilderfassungssystems. Da es sich eben gezeigt hat, dass ein statisches Druckdüsentestmuster auf sich entsprechend in ihrer Funktionsfähigkeit verändernde Druckdüsen nicht optimal zur Beurteilung deren Funktionsfähigkeit verwendet werden kann, wird nun in einer zweiten Phase das bzw. die verwendeten Druckdüsentestmuster so modifiziert, dass in der ersten Phase erkannte problembehaftete Druckdüsen, welche entweder fehlerhafte Druckdüsen sind oder sich möglicherweise zu solchen entwickeln können, häufiger überprüft werden bzw. detaillierter überprüft werden als andere weniger kritische Bereiche. Dafür ist es wichtig zu verstehen, dass in der ersten Phase, welche dem bisherigen Stand der Technik entspricht, nicht immer neben dem eigentlichen zu erzeugenden Druckbild die kompletten Druckdüsentestmuster für alle Farbauszüge des aktuellen Druckauftrages erzeugt werden, sondern stets immer in der gröbsten Gliederung ein Testmuster für einen Farbauszug. Auch eine weitere Unterteilung, wie z. B. dass nur ein Teil des entsprechenden Druckdüsentestmusters für den jeweiligen Farbauszug in einem Durchlauf erzeugt wird, ist möglich. Im nächsten Exemplar des zu erzeugenden Druckbildes wird dann entsprechend der nächste Teil des betreffenden Druckdüsentestmusters bzw. die Version für den nächsten Farbauszug gedruckt. Die Druckdüsentestmuster werden also entsprechend über die einzelnen Exemplare des zu erzeugenden Druckbildes aufgeteilt, da sie sonst einen zu großen Anteil am gedruckten Sujet beanspruchen würden und somit die Performance der Druckmaschine zu sehr beeinträchtigen würden. Die erfindungsgemäße zweite Phase besteht nun darin, sich diese Einschränkungen quasi zunutze zu machen und eben nicht immer die einzelnen Druckdüsentestmusterbestandteile mit gleichen Anteilen fortlaufend zu drucken, sondern die Anteile zu anzupassen, dass kritische Bereiche mit auf sie angepassten Druckdüsentestmustern bevorzugt gedruckt und somit häufiger überprüft werden. Damit können kritische Druckdüsen bzw. Druckdüsenbereiche besser überprüft werden und fehlerhafte Druckdüsen schneller detektiert werden.
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Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die Druckdüsentestmuster so gedruckt werden, dass sie aus einer bestimmten Anzahl horizontaler Zeilen periodisch vertikal gedruckter, gleichabständiger Linien bestehen, die untereinander angeordnet sind, wobei in jeder Zeile des Düsentestmusters jeweils nur periodisch die Druckdüsen des Druckkopfes der Inkjet-Druckmaschine zum ersten Element des Düsentestmusters beitragen, die der bestimmten Anzahl der horizontalen Zeilen entsprechen. Es sind viele Arten von Druckdüsentestmustern bekannt. Eine besonders geeignete Variante besteht aus einer bestimmten Anzahl horizontaler Zeilen mit vertikal gedruckten gleichabständigen Linien. Da die Auflösung des mindestens einen Bildsensors mit aktuell verwendeter Technik meistens noch deutlich geringer ist wie die Auflösung des eigentlich erzeugten Druckbildes, können nicht sämtliche benachbarten Druckdüsen auch direkt nebeneinander gedruckt werden, da der mindestens eine Bildsensor nicht die erforderliche Auflösung hat, diese Einzellinien noch auseinanderzuhalten. Daher wird z. B. nur jede zehnte vertikale Linie von ihrer entsprechenden Druckdüse in einer horizontalen Zeile gedruckt. Um sämtliche Druckdüsen zu erfassen und ihre vertikalen Linien drucken zu lassen, besteht somit das Druckdüsentestmuster aus insgesamt zehn horizontalen Zeilen.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die Druckdüsentestmuster vom Rechner derart abhängig vom aktuellen Zustand der Druckdüsen modifiziert werden, dass Druckdüsen die defekt sind oder deren aktueller Zustand kritisch für zu erzeugende Druckqualität ist, bevorzugt am Druck der modifizierten Druckdüsentestmuster in der zweiten Phase beteiligt sind. Die bereits erläuterte Aufteilung der zu erzeugenden Druckdüsentestmuster in der zweiten Phase erfolgt erfindungsgemäß derart, dass Druckdüsen oder Bereiche von Druckdüsen die einen kritischen Zustand aufweisen bevorzugt, d. h. häufiger als andere weniger kritische Bereiche, gedruckt werden und diese Druckdüsen somit häufiger überprüft werden als andere Druckdüsen.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die bevorzugt am Druck der modifizierten Druckdüsentestmuster beteiligten Druckdüsen derart in Bereiche von Druckdüsen aufgeteilt sind, dass die Bereiche einzelne Druckdüsen welche volatil in ihrer erzeugten Druckqualität sind enthalten und/oder einzelne Druckköpfe mit solchen volatilen Druckdüsen sind und/oder spezielle Düsenbereiche mit solchen volatilen Druckdüsen, wobei diesen Bereichen dann bestimmte modifizierte Druckdüsentestmuster zugewiesen werden. Die Aufteilung in bestimmte Bereiche von Druckdüsen geschieht dabei dermaßen, dass entweder einzelne Druckdüsen in Bereiche zusammengefasst werden oder Bereiche von benachbarten Druckdüsen, in welchen sich kritische Druckdüsen häufen, als ein Bereich deklariert werden oder ein Bereich gleich einem entsprechend kritischen ganzen Druckkopf mit derartigen kritischen volatilen Druckdüsen ausmacht. Die Aufteilung in einzelne Druckköpfe macht dabei besonders insofern Sinn, als dass für den einzelnen Part des zu druckenden Druckdüsentestmusters bereitstehende Areal sowieso immer die gesamte Druckbildbreite ausmacht und es natürlich keinen Sinn ergibt, nur einzelne kleine Bereiche in dem zur Verfügung stehenden Platz für das jeweilige Druckdüsentestmuster zu bedrucken und die anderen Bereiche unbedruckt zu lassen. So können z. B. die zu modifizierenden Druckdüsentestmuster so aufgeteilt werden, dass bestimmte Druckdüsentestmuster nur für solche horizontalen Zeilen des Druckdüsentestmusters gedruckt werden, welche die besonders kritischen Druckdüsen umfassen. Oder es werden bestimmte Druckdüsentestmuster für diejenigen Farbauszüge gedruckt, welche von den besonders kritischen Druckköpfen bedruckt werden. Der Aufteilung und entsprechenden Modifikation der zur Verfügung stehenden Testmuster sind dabei nur insofern Grenzen gesetzt, als dass der Bereich, welcher für das Druckdüsentestmuster auf dem Sujet vorgesehen ist, begrenzt ist und durch die Anzahl der Versionen der zur Verfügung stehenden Druckdüsentestmuster.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass ein entscheidender Parameter für die Art der Modifikation der Druckdüsentestmuster für die aufgeteilten Bereiche von Druckdüsen der Gesamtzustand des jeweiligen aufgeteilten Bereiches ist. Ebenfalls sinnvoll ist es als einen wichtigen Entscheidungsparameter wie man in der zweiten Phase das Druckdüsentestmuster modifiziert den Gesamtzustand des jeweiligen aufgeteilten Bereiches heranzuziehen. Es wird also der Zustand der einzelnen Druckdüsen so zusammengefasst, dass sich ein Gesamtzustand für den jeweiligen Bereich ergibt. Bei der Frage, welche Kennwerte nun in den Parameter des Gesamtzustandes einfließen, bietet sich z. B. die Ausfallwahrscheinlichkeit an. Hintergrund ist der, dass im Rahmen der Bewertung der Funktionsfähigkeit der Druckdüsen nicht nur der aktuelle Zustand erfasst wird sondern prognostizierend auch die zukünftige Entwicklung der Funktionsfähigkeit der Druckdüsen in Form des Kennwertes der Ausfallwahrscheinlichkeit für diese Druckdüse berechnet wird. Kombiniert man beispielsweise die Ausfallwahrscheinlichkeit aller einzelnen Druckdüsen des aufgeteilten Bereiches zu einer Gesamtausfallwahrscheinlichkeit für diesen Bereich, kann dieser als entscheidende Kenngröße für den Parameter des Gesamtzustandes des aufgeteilten Bereiches verwendet werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die Modifikation der Druckdüsentestmuster durch den Rechner darin besteht, bestimmte Druckdüsentestmuster und/oder Teile von bestimmten Druckdüsentestmuster, welche sich in der ersten Phase als besonders effektiv zur Bewertung des aktuellen Zustand der Druckdüsen erwiesen haben, bevorzugt zu drucken. Natürlich ist es besonders vorteilhaft bei der Aufteilung der Druckdüsentestmuster für kritische Bereiche mit entsprechend kritischen einzelnen Druckdüsen nicht immer nur das gleiche Druckdüsentestmuster wieder zu drucken, sondern besonders solche Druckdüsentestmuster bevorzugt und somit häufiger zu drucken, welche sich für die Bewertung kritischer Druckdüsen als besonders geeignet herausgestellt haben, zu verwenden. Mit besonders effektiv ist somit gemeint, dass solche Testmuster zu bevorzugen sind, welche aufgrund der Beschaffenheit des von ihnen erzeugten Bildobjektes, z. B. des vertikalen Striches durch die einzelne Druckdüse besonders gut eine Bewertung und somit Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit der dieses Bildobjekt druckenden Druckdüse ermöglicht. So ist z. B. das Bildobjekt eines vertikalen Striches in einem Testmuster sehr gut dafür geeignet, das Maß der Schiefheit, mit der die betreffende Druckdüse druckt, zu bestimmen. Druckdüsentestmustern, die z. B. aus Punkten und nicht aus vertikalen Linien bestehen, sind dafür deutlich weniger geeignet.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass für die Bewertung des aktuellen Zustands der Druckdüsen durch den Rechner Kennwerte wie die Stärke, die Schiefheit, und der Farbwert der vertikal gedruckten, gleichabständigen Linien, sowie die Auslastung der beteiligten Druckdüsen herangezogen werden. Die entsprechenden Kennwerte, anhand derer die aktuelle Funktionsfähigkeit der getesteten Druckdüsen zu bewerten ist, sind unter Anderem die genannten Stärke, Schiefheit und Farbwert der vertikal gedruckten Linien. Natürlich gelten diese Kennwerte auch für den Fall, dass andere Arten von Druckdüsentestmustern verwendet werden. In diesem Fall müssten die Kennwerte jedoch eventuell an die andere Form der einzelnen Bildobjekte, welche von den Druckdüsen im Testmuster gedruckt werden, angepasst werden. Wichtig ist auch, dass man die Auslastung der beteiligten Druckdüsen als Kennwert mit hinzuzieht, da die Funktionsfähigkeit der einzelnen Druckdüsen besonders auch von dem Grad ihrer Auslastung abhängig ist. Die Notwendigkeit für den Einsatz dynamischer Druckdüsentestmuster, wie sie diese Erfindung offenbart, ergibt sich ja gerade aus der Tatsache, dass die Funktionsfähigkeit der einzelnen Druckdüsen besonders von ihrer Auslastung abhängig und somit eben nicht statisch sondern dynamisch ist.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass es sich bei der Inkjet-Druckmaschine um eine Bogen- Inkjet-Druckmaschine handelt, welche als Drucksubstrat Druckbögen bedruckt und die modifizierten Druckdüsentestmuster abhängig vom aktuellen Zustand der Druckdüsen individuell den einzelnen Bereichen von Druckdüsen zugewiesen und auf einzelne Druckbögen verteilt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich für sämtliche spezifische Arten von Inkjet-Druckmaschinen einsetzbar. Ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet sind jedoch Bogen-Inkjet-Druckmaschinen. In diesem Fall wird die Aufteilung der Druckdüsentestmuster auf die einzelnen Bildobjekte dergestalt durchgeführt, dass ein oder mehrere aufgeteilte Bereiche der Druckdüsentestmuster auf die einzelnen Druckbögen verteilt werden.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die modifizierten Druckdüsentestmuster der zweiten Phase vom Rechner zusammen mit Parametern des Druckauftrags in einer Datenbank abgespeichert werden. Zwar sind die modifizierten Druckdüsentestmuster der zweiten Phase spezifisch auf den aktuellen Zustand der Druckdüsen, welche wiederum vom aktuellen Druckauftrag direkt abhängig ist, abhängig, dennoch schließt das eine spätere Wiederverwendung der so erzeugten modifizierten Druckdüsentestmuster nicht aus. Sie werden daher in einer vom Rechner erreichbaren Datenbank mit den Parametern des Druckauftrages abgespeichert. Auch die entsprechenden Kennwerte, welche den Zustand der Druckdüsen beschreiben sowie der Parameter des Gesamtzustandes als weiterer Kennwert, die ja erst zu dieser entsprechenden Modifikation der Druckdüsentestmuster überführt haben, werden mit abgespeichert.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass in der ersten Phase bereits modifizierte Druckdüsentestmuster gedruckt werden, wobei diese aus der Datenbank entnommen werden und anhand passender Parameter des Druckauftrages für den aktuellen Druckauftrag ausgewählt werden. Wird nun ein neuer Druckauftrag ausgewählt, welcher ähnliche Druckbilder sowie eine vergleichbare Druckmaschine auswählt, werden aus der Datenbank bevorzugt solche bereits modifizierte Druckdüsentestmuster anhand der Parameter des Druckauftrags ausgewählt, welche zu vermutlich ähnlichen Kennwerten für den Zustand der Druckdüsen führen würden wie die der ausgewählten modifizierten Druckdüsentestmuster. Alternativ können auch die gespeicherten Kennwerte benutzt werden, um darauf basierend die modifizierten Druckdüsentestmuster zu berechnen. Die Verwendung bereits modifizierter Druckdüsentestmuster bereits in der ersten Phase ist besonders dann sinnvoll, wenn die gleiche Druckmaschine für einen ähnlichen Druckauftrag wieder in zeitlicher Nähe verwendet wird. Dies betrifft natürlich nicht derart modifizierte Druckdüsentestmuster, die auf bestimmte einzeln ausgewählte Bereiche von kritischen Druckdüsen hin spezifiziert sind, wenn die Parameter des Druckauftrages völlig andere sind. Bei dem genannten Szenario, dass dieselbe Druckmaschine wieder für einen ähnlichen Druckauftrag verwendet wird, können diese angepassten Druckdüsentestmuster jedoch sehr hilfreich sein, da es sehr unwahrscheinlich ist, dass bei derselben Druckmaschine sich innerhalb kürzester Zeit die Kritikalität einzelner Druckdüsen komplett ändert.
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Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Zeichnungen zeigen:
- 1 ein Beispiel einer Bogen-Inkjet-Druckmaschine,
- 2 ein gedrucktes Beispiel eines Druckdüsentestmusters mit horizontalen Zeilen bestehend aus vertikal gleichabständigen Linien,
- 3a eine Auswahl von zwei verschiedenen Druckdüsentestmustern verteilt auf sämtliche Prozessfarben CMYK + Sonderfarben OGV
- 3b die Aufteilung der einzelnen Bestandteile der Druckdüsentestmuster in Phase 1,
- 3c die Aufteilung der erfindungsgemäß modifizierten Druckdüsentestmuster in Phase 2,
- 4 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Das Anwendungsgebiet der bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Inkjet-Druckmaschine 7. Ein Beispiel für den grundlegenden Aufbau einer solchen Maschine 7, bestehend aus Anleger 1 für die Zufuhr des Drucksubstrats 2 in das Druckwerk 4, wo es von den Druckköpfen 5 bedruckt wird, bis hin zum Ausleger 3, ist in 1 dargestellt. Dabei handelt es sich hier um eine Bogen-Inkjetdruckmaschine 7, welche von einem Steuerungsrechner 6 kontrolliert wird.
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4 zeigt dabei den vereinfacht den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsvariante. Zuerst werden in einer ersten Phase des Verfahrens ein oder mehrere passende Druckdüsentestmuster 13, 14 für den aktuellen Druckauftrag ausgewählt. Ein Beispiel für ein solches Testmuster 12 in seiner gedruckten Form ist in 2 zu sehen, wobei hier in einer horizontalen Linie nur jede x-te Druckdüse ein Testbildobjekt in Form eines vertikalen Strichs 11 erzeugt, wofür dann entsprechend x horizontale Linien pro Druckdüsentestmuster 17 gedruckt werden müssen, damit jede Druckdüse mindestens einen vertikalen Strich 11 erzeugt. Gut zu sehen sind hier auch Bildobjekte 11, also vertikale Striche 11, die von defekten Druckdüsen gedruckt wurde, wie z.B. von ausgefallenen Druckdüsen 8, abweichend druckenden Druckdüsen 9 und vermindert druckenden Druckdüse 10. In 3a wiederum ist ein beispielhafter Satz von zwei Druckdüsentestmustern 13, 14 für einen Sieben-Farben-Druck mit CMYK und OGV dargestellt. Im nächsten Schritt werden dann die, bzw. das ausgewählte Testmuster 13, 14 auf die einzelnen Druckbögen 2 verteilt, so dass unter jedes zu erzeugende Druckbild 15 ober- oder unterhalb des Druckbildes 15 ein entsprechender Teil der ausgewählten Druckdüsentestmuster 13, 14 gedruckt wird. Dies ist in 3b für das Beispiel mit den beiden Druckdüsentestmustern 13, 14 mit CMYK und OGV gut zu sehen. Diese werden dann vom Bilderfassungssystem digital erfasst und digitalisiert. Die erfassten und digitalisierten Druckdüsentestmuster 16 werden dann vom Auswerterechner 6 des Bilderfassungssystems im Hinblick auf mögliche fehlerhafte Druckdüsen 8, 9, 10, bzw. den aktuellen Zustand der Druckdüsen ausgewertet. Ist dergestalt die aktuelle Funktionsfähigkeit der am Druck beteiligten Druckdüsen abgeschlossen, beginnt die zweite Phase in welcher der Rechner 6 die bisherigen aufgeteilten Druckdüsentestmuster 13, 14 im Hinblick auf einzelne Bereiche bzw. einzelne Druckdüsen, welche im aktuellen Zustand als kritisch gelten, modifiziert. Ein Beispiel für das Ergebnis der modifizierten, aufgeteilten Druckdüsentestmuster 17 für das genannte Beispiel ist in 3c zu sehen. Man erkennt gut, wie die aus 3a bekannten einzelnen Druckdüsentestmuster 13, 14 derart individuell auf die einzelnen Bereiche aufgeteilt werden, so dass jeder Bereich mit einzelnen kritischen Druckdüsen 8, 9, 10 von dem für die Erfassung und Bewertung der Funktionsfähigkeit dieser Druckdüsen 8, 9, 10 besonders geeigneten Druckdüsentestmuster 13, 14 erfasst wird. Diese Testmuster 17, welche von der Konstitution der einzelnen Druckdüsen abhängig sind, bestehen also aus einzeln zusammengesetzten Teilen der zur Verfügung stehenden Druckdüsentestmuster 13, 14. Sie werden dann entsprechend auf die einzelnen Druckbögen 2 verteilt unter- oder oberhalb des entsprechenden zu druckenden Bildobjektes 15 platziert. Dann wird erneut gedruckt und das Druckdüsentestmuster 17 wiederum durch das Bilderfassungssystem erfasst und die aktuelle Konstitution der einzelnen Druckdüsen bewertet. Die Modifikation der zu druckenden Druckdüsentestmuster 17 findet dabei „on the fly“ während des eigentlichen Fortdruckes zur Abarbeitung des Druckauftrages statt. Die Druckdüsentestmuster 17 werden dabei in der zweiten Phase fortlaufend modifiziert, wobei es sich empfiehlt einzelne Intervalle festzulegen, in welchen die gerade verwendeten Druckdüsentestmuster 17 aktualisiert werden. Schließlich muss zuerst eine gewisse Anzahl von Daten über den aktuellen Zustand der am Druck beteiligten Druckdüsen gesammelt werden, bevor eine realistische Neubewertung des aktuellen Zustands möglich ist. Mit diesen auf den aktuellen Zustand der beteiligten Druckdüsen abgestimmten Druckdüsentestmustern 17 ist dann stets eine optimale Detektion fehlerhafter Druckdüsen 8, 9, 10 möglich, bzw. eine optimale Bewertung des aktuellen Zustands der am Druck beteiligten Druckdüsen.
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Im Folgenden wird auf die Ausführung des erfindungsgenäßen Verfahrens in seiner bevorzugten Ausführungsvariante noch etwas detaillierter eingegangen. Um eine Aussage über die Güte von einzelnen Druckdüsen zu erlangen, muss die Qualität oder Konstitution, in Form von Kennwerten wie z.B. der Stärke einer Linie, Schiefspritzwert, also der Abweichung von der Sollposition und der Grauwert, jeder einzelnen Druckdüse über die Zeit bekannt sein. Hierzu werden die geeigneten Druckdüsentestmuster 13, 14 gedruckt, inline durch die Maschinensteuerung ausgewertet und gemeinsam mit einem Zeitstempel abgespeichert. Ein gleichzeitiges Erfassen der Kennwerte aller Druckdüsen von allen Farben in einem Druckbogen 2 ist nicht notwendig, sondern es wird ein Detektionsmuster 13, 14 auf mehrere Druckbögen aufgeteilt.
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Initialisiert wird beispielsweise mit einem oder bevorzugt mehreren Druckbögen 2 welche die entsprechenden Druckdüsentestmuster 13, 14 für alle Farben und Druckköpfe 5 enthalten. Im Fortdruck werden die Druckdüsentestmuster 13, 14 so wiederholt, dass hauptsächlich die Druckdüsen geprüft werden, die ein qualitätskritisches Verhalten vermuten lassen. Dabei kann das Druckdüsentestmuster 13, 14 auch mehrere Farben enthalten. So wird in 3b ein komplettes Druckdüsentestmuster 13, 14 für eine Farbe für die erste Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.
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Die Erfindung sieht dabei vor, dass die Häufigkeit des Druckens der einzelnen Druckdüsentestmuster 13, 14 von der Konstitution der einzelnen Druckdüsen abhängig gemacht wird.
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Wird nun im Fortdruck durch eine Regelverletzung festgestellt, die aussagt, dass bestimmte Druckdüsen ein qualitätskritisches Verhalten aufweisen, werden diese Bereiche beispielsweise häufiger gedruckt und Bereiche unkritischer Druckdüsen weniger häufig. Hierzu können die Druckdüsentestmuster 13, 14 anders aufgeteilt werden, als dies bisher aus dem Stand der Technik bekannt ist - z.B. durch Aufteilung anhand von Druckköpfen 5 oder kleinerer Düseneinheiten. Hierdurch werden Düsenkennwerttestelemente verschiedener Farben und damit resultierend Teile verschiedener Druckdüsentestmuster 13, 14 so verteilt, dass sie als ein modifiziertes Druckdüsentestmuster 17 auf einem Druckbogen 2 landen.
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Eine weitere, bevorzugte Ausführungsvariante besteht darin, die Häufigkeit für das Drucken jedes einzelnen Testelementes, wie in Form des Druckdüsentestmusters 13, 14 oder einer Graufläche, individuell und bei jedem Bogen 2, bzw. Labelabschnitt, anzupassen.
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Eine anderer geeigneter Ansatz um die Häufigkeit zu bestimmen mit der die jeweiligen Druckdüsentestmuster 17 der jeweiligen aufgeteilten Düseneinheit gedruckt werden soll, stellt dabei die jeweilige Gesamtkonstitution der aufgeteilten Düseneinheiten dar. Diese kann durch die Ausfallwahrscheinlichkeit dargestellt werden. Ist bspw. die Ausfallwahrscheinlichkeit jeder einzelnen Druckdüse durch vorherige oder gleichzeitige Ermittlungen bekannt, kann diese Gesamtkonstitution als Gesamtausfallwahrscheinlichkeit der Düseneinheit ausgedrückt werden. Damit ist eine objektive Entscheidung möglich, welche Düseneinheit in welchem Intervall zu überwachen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anleger
- 2
- Drucksubstrat
- 3
- Ausleger
- 4
- Inkjet-Druckwerk
- 5
- Inkjet-Druckkopf
- 6
- Rechner
- 7
- Inkjet-Druckmaschine
- 8
- Testbildobjekt, gedruckt von ausgefallener Druckdüse
- 9
- Testbildobjekt, gedruckt von schräg druckender Druckdüse
- 10
- Testbildobjekt, gedruckt von vermindert druckender Druckdüse
- 11
- Testbildobjekt
- 12
- gedrucktes Druckdüsentestmuster
- 13
- erstes Druckdüsentestmuster in Farbauszügen CMYKOGV
- 14
- zweites Druckdüsentestmuster in Farbauszügen CMYKOGV
- 15
- zu erzeugendes Druckbild
- 16
- ausgewählte, erfasste Druckdüsentestmuster mit fehlerhaften Druckdüsen
- 17
- erstelltes abhängiges Druckdüsentestmuster
