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Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit, mit denen ein Testbild zur Erkennung eines Düsenausfalls einer Düse einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung erkannt werden kann. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Testbild zur Erkennung eines Düsenausfalls.
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Eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers kann ein oder mehrere Druckköpfe mit jeweils ein oder mehreren Düsen umfassen. Die Düsen sind jeweils eingerichtet, Tintentropfen auszustoßen, um Bildpunkte eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger zu drucken. Dabei werden die ein oder mehreren Druckköpfe und ein Aufzeichnungsträger relativ zueinander bewegt, um Bildpunkte an unterschiedlichen Positionen, insbesondere in unterschiedlichen Zeilen, auf den Aufzeichnungsträger zu drucken.
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Während des Betriebs einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung kann es zu Düsenausfällen kommen, wodurch die Druckqualität der Druckvorrichtung beeinträchtigt wird. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Testbild zu drucken, das es ermöglicht, Düsenausfälle in zuverlässiger und effizienter Weise zu erkennen, insbesondere um frühzeitig Maßnahme zur Kompensation von Düsenausfällen ergreifen zu können. Die Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 9 und 10 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Druck eines Testbildes zur Überprüfung von Düsen eines Druckkopfes beschrieben, wobei der Druckkopf Q Düsen umfasst, die in L unterschiedlichen Düsenreihen angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Die Düsen zumindest einer Teilgruppe von zwei oder mehr Düsenreihen werden dabei über einen gemeinsamen Versorgungskanal des Druckkopfes mit Tinte versorgt.
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Das Verfahren umfasst das Bewirken einer Relativbewegung entlang einer Transportrichtung zwischen dem Druckkopf und einem Aufzeichnungsträger. Außerdem umfasst das Verfahren das Ansteuern der Düsen des Druckkopfes, um während der Relativbewegung ein Testbild auf den Aufzeichnungsträger zu drucken, so dass das Testbild R Linienreihen mit jeweils zwei oder mehr Linien umfasst, mit R>1, und so dass das Testbild mindestens Q Linien für die Q Düsen umfasst. Des Weiteren werden die Düsen derart angesteuert, dass zwei direkt benachbarte Linienreihen nicht direkt nacheinander durch jeweils alle Düsen von zwei Düsenreihen der gleichen Teilgruppe von Düsenreihen gedruckt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinheit für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben, wobei die Druckvorrichtung zumindest einen Druckkopf mit Q Düsen umfasst, die in L unterschiedlichen Düsenreihen angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Dabei werden die Düsen zumindest einer Teilgruppe von zwei oder mehr Düsenreihen über einen gemeinsamen, internen, Versorgungskanal des Druckkopfes mit Tinte versorgt.
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Die Steuereinheit ist eingerichtet, eine Relativbewegung entlang einer Transportrichtung zwischen dem Druckkopf und einem Aufzeichnungsträger zu bewirken. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, die Düsen des Druckkopfes anzusteuern, um während der Relativbewegung ein Testbild auf den Aufzeichnungsträger zu drucken, so dass das Testbild R Linienreihen mit jeweils zwei oder mehr Linien umfasst, mit R>1, und so dass das Testbild mindestens Q Linien für die Q Düsen umfasst. Des Weiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, die Düsen derart anzusteuern, dass zwei direkt benachbarte Linienreihen nicht direkt nacheinander durch jeweils alle Düsen von zwei Düsenreihen der gleichen Teilgruppe von Düsenreihen gedruckt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Testbild zur Überprüfung von Düsen eines Druckkopfes beschrieben, wobei der zu überprüfende Druckkopf Q Düsen umfasst, die in L unterschiedlichen Düsenreihen angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Dabei sind die Q Düsen eingerichtet, in einer Eins-zu-Eins-Beziehung Bildpunkte in entsprechende Q Spalten des Testbildes zu drucken.
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Das Testbild umfasst R Linienreihen mit jeweils zwei oder mehr Linien, mit R>1, sowie mindestens oder genau Q Linien für die Q Düsen. Die Q Linien sind dabei derart in den R Linienreihen angeordnet bzw. auf die R Linienreihen verteilt, dass eine erste Linienreihe des Testbildes nicht Linien für alle Düsen einer ersten Düsenreihe umfasst, und eine direkt benachbarte zweite Linienreihe des Testbildes nicht Linien für alle Düsen einer zweiten Düsenreihe umfasst, und zwar für Düsenreihen, die über einen gemeinsamen internen Versorgungskanal des Druckkopfes miteinander verbunden sind.
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Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
- 2 einen beispielhaften Aufbau einer Düse;
- 3 eine beispielhaft Ansteuersituationen einer Reihe von benachbarten Düsen;
- 4a ein beispielhaftes Testbild;
- 4b eine beispielhafte Düsenplatte eines Druckkopfes; und
- 5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Druck eines Testbildes.
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Die in 1 dargestellte Druckvorrichtung 100 ist für den Druck auf einen bogen- oder blatt- oder plattenförmigen 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, die durch einen Pfeil dargestellt wird, 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. Unterschiedliche Druckriegel 102 können für das Drucken mit jeweils unterschiedlichen Tinten verwendet werden. Außerdem kann die Druckvorrichtung 100 eine Sensoreinheit 150 umfassen, die eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf ein auf den Aufzeichnungsträger 120 gedrucktes Druckbild zu erfassen, insbesondere in Bezug auf das in diesem Dokument beschriebene Testbild. 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 in mehreren Reihen nebeneinander 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. Die Anzahl von Druckköpfen 103 eines Druckriegels 102 kann z.B. 5, 10 oder mehr sein.
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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 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 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, wobei die Düsen 21, 22 in ein oder mehreren Druckköpfen 103 angeordnet sein können, und wobei die Düsen 21, 22 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. 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.
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2 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Düse 21, 22 eines Druckkopfs 103. Die Düse 21, 22 umfasst Wände 202, welche zusammen mit einem Aktuator 220 ein Behältnis bzw. eine Druckkammer 212 zur Aufnahme von Tinte bilden. Über eine Düsenöffnung 201 der Düse 21, 22 kann ein Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 120 gefeuert werden. Die Tinte bildet an der Düsenöffnung 201 einen sogenannten Meniskus 210. Des Weiteren umfasst die Düse 21, 22 einen Aktuator 220, z.B. ein piezoelektrisches Element, wobei der Aktuator 220 eingerichtet ist, das Volumen der Druckkammer 212 zur Aufnahme der Tinte zu verändern bzw. den Druck in der Druckkammer 212 der Düse 21, 22 zu verändern. Insbesondere kann durch den Aktuator 220 infolge einer Auslenkung 222 das Volumen der Druckkammer 212 reduziert und der Druck in der Druckkammer 212 erhöht werden. So wird ein Tintentropfen über die Düsenöffnung 201 aus der Düse 21, 22 gestoßen. Außerdem kann durch den Aktuator 220 das Volumen der Druckkammer 212 vergrößert werden, wie durch die Auslenkung 221 dargestellt, um neue Tinte über einen Tintenversorgungskanal 230 in die Druckkammer 212 zu saugen.
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Die unterschiedlichen Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 sind über ein oder mehrere Tintenversorgungskanälen 230 teilweise miteinander und mit einem Tintenreservoir verbunden. Über die Tintenversorgungskanäle 230 kann Tinte in die Druckkammer 212 einer Düse 21, 22 gezogen werden. Dabei können sich die Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 indirekt über die ein oder mehreren Tintenversorgungskanäle 230 gegenseitig beeinflussen. Dieser sogenannte Crosstalk kann zu Beeinträchtigungen der Druckqualität eines Tintenstrahl-Drucksystems 100 führen.
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Wie oben dargelegt, sind in einem Druckkopf 103 zumindest ein Teil der Q Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 zum Druck einer Zeile eines Druckbildes parallel zueinander in einer Düsenreihe angeordnet. Beispielsweise können bei einem Druckkopf mit L Reihen und Q Düsen 21, 22, Q/L Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 in jeweils einer Reihe quer zur Transportrichtung 1 angeordnet sein. Diese Q/L Düsen 21, 22 können zum Druck einer Zeile eines Druckbildes gleichzeitig angesteuert werden, und können sich dabei aufgrund der Verbindung über die ein oder mehreren Tintenversorgungskanälen 230 gegenseitig beeinflussen. Des Weiteren können auch Düsen 21, 22 einer anderen, ggf. direkt benachbarten Reihe, beeinflusst werden.
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3 zeigt ein Beispiel, bei dem zeitgleich eine zweite Düse 302 und eine dritte Düse 303 an einem Ansteuer-Zeitpunkt einen Tintentropfen 311, 313 ausstoßen sollen und dazu Tinte aus einem gemeinsamen Tintenversorgungskanal 230 ansaugen, wie durch die Pfeile in 3 dargestellt. Eine zu der zweiten und dritten Düse 302, 303 benachbarte erste Düse 301 soll zu diesem Ansteuer-Zeitpunkt keinen Tintentropfen ausstoßen, so dass der Aktuator 220 der ersten Düse 301 typischerweise nicht mit einem Puls angesteuert wird. Das Ansaugen von Tinte durch die benachbarte zweite und dritte Düse 302, 303 kann dazu führen, dass über den Tintenversorgungskanal 230 Tinte aus der Kammer 212 der ersten Düse 301 gesogen wird, so dass ein Unterdruck in der Kammer 212 der ersten Düse 301 erzeugt wird und dadurch der Meniskus 210 an der Düsenöffnung 201 der ersten Düse 301 nach innen gezogen wird. Aufgrund des Unterdrucks in der Kammer 212 der ersten Düse 301 kann Luft über die Düsenöffnung 201 in die Kammer 212 der ersten Düse 301 gesogen werden, wodurch der Tintenausstoß der ersten Düse 301 in einer folgenden Druckzeile bzw. an einem nachfolgenden Ansteuer-Zeitpunkt beeinträchtigt werden kann. Der Tintenausstoß in ein oder mehreren benachbarten Düsen 302, 303 kann somit die Tropfenbildung der ersten Düse 301 beeinträchtigen. Mit anderen Worten, durch Crosstalk zwischen unterschiedlichen Düsen 21, 22, 301, 302, 303 kann die Qualität eines Druckbildes beeinträchtigt werden.
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Während des Betriebs einer Druckvorrichtung 100 kann es, z.B. aufgrund von Tintenablagerungen, zu Düsenausfällen kommen. Der Ausfall einer Düse 21, 22 führt typischerweise dazu, dass auf einem Druckbild ein weißer Steifen sichtbar und somit die Druckqualität reduziert wird. Die Auswirkungen einer ausgefallenen Düse 21, 22 können zumindest teilweise durch die ein oder mehreren benachbarten Düsen 21, 22 kompensiert werden. Dies setzt jedoch voraus, dass eine ausgefallene Düse 21, 22 detektiert wird. Zu diesem Zweck kann wiederholt, insbesondere periodisch, ein Testbild gedruckt und von der Sensoreinheit 150 erfasst werden. Die Sensordaten der Sensoreinheit 150 können ausgewertet werden, um eine beeinträchtigte Düse 21, 22 zu detektieren. Es können dann ein oder mehreren Maßnahmen zur Kompensation der beeinträchtigten Düse 21, 22 bewirkt werden. So kann auch bei Vorliegen einer beeinträchtigten Düse 21, 22 eine hohe Druckqualität ermöglicht werden.
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Ein Testbild kann z.B. ein Linienmuster mit L Linienreihen für die L Düsenreihen eines Druckkopfes 103 aufweisen. 4a zeigt ein beispielhaftes Testbild 400 mit L=32 Linienreihen 401 für einen Druckkopf 103 mit L=32 Düsenreihen. Dabei enthält jede Linienreihe 401 Q/L Linien 402, die von den Düsen 21, 22 der jeweiligen Düsenreihe des Druckkopfes 103 gedruckt wurden. 4b zeigt die Düsenplatte eines beispielhaften Druckkopfes 103 mit L=32 Düsenreihen 411, die jeweils Q/L Düsen 21, 22 aufweisen. Unterschiedliche Teilgruppen 412 von Düsen 21, 22, insbesondere unterschiedliche Teilgruppen 412 von Düsenreihen 411, können dabei über einen gemeinsamen Versorgungskanal 230 mit Tinte versorgt werden.
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Zur Erstellung des Testbildes 400 aus 4a kann in Druckrichtung bzw. Transportrichtung 1 die hinterste Düsenreihe 411, z.B. Reihe 32, als erstes eine Linienreihe 401 drucken. Danach können bündig die Düsenreihen 31, 30, ..., 2 bis 1 jeweils eine Linienreihe 401 drucken. Dabei können zum Druck einer Linienreihe 401 alle Q/L Düsen 21, 22, z.B. alle 166 Düsen, einer Düsenreihe 411 gleichzeitig drucken. Eine Linienreihe 401 kann z.B. M=40 Bildpunkte umfassen. Auf dem Aufzeichnungsträger 120 entstehen somit L Linienreihen 401 für die L Düsenreihen 411, wobei sich die Linienreihen 401 direkt aneinander anschließen können.
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In dem in 4b dargestellten Beispiel bilden benachbarte Düsenreihen 411 paarweise jeweils eine Teilgruppe 412 von miteinander gekoppelten, sich gegenseitig beeinflussenden Düsen 21, 22. Der Druck des in 4a dargestellten Testbildes 400 führt dazu, dass zunächst alle Düsen 21, 22 einer ersten Düsenreihe 411 angesteuert werden, um eine Linienreihe 401 zu drucken. Direkt nachfolgend wird eine direkt benachbarte zweite Düsenreihe 411 angesteuert, um eine Linienreihe 401 zu drucken. Dabei können die erste und zweite Düsenreihe 411 zu einer gemeinsamen Teilgruppe 412 gehören. Durch Crosstalk über den gemeinsam genutzten Versorgungskanal 230 können beim Druck der Linienreihe 401 der zweiten Düsenreihe 411 direkt im Anschluss an den Druck der Linienreihe 401 der ersten Düsenreihe 411 Druckartefakte entstehen, die z.B. die Form von Hockeyschlägern aufweisen. Insbesondere kann es zu Beginn des Drucks der Linienreihe 401 der zweiten Düsenreihe 411 zu Druckausfällen kommen. Diese Druckartefakte entstehen insbesondere dadurch, dass der Vollbetrieb der ersten Düsenreihe 411 abrupt abbricht, kurz bevor die zweite Düsenreihe 411, die über den gleichen Versorgungskanal 230 mit Tinte versorgt wird, in den Vollbetrieb übergeht. Aufgrund von Crosstalk-Effekten wird somit ein Testbild 400 mit Druckartefakten gedruckt, wobei die Druckartefakte die anschließende Auswertung des Testbildes 400, insbesondere zur Erkennung einer fehlerhaften Düse 21, 22, beeinträchtigen.
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Der Druck eines Testbildes 400, bei dem direkt aufeinander folgende Düsenreihen 411, die über einen gemeinsamen Versorgungskanal 230 miteinander verbunden sind, jeweils unter Volllast betrieben werden, führt zu einem Testbild 400 mit Druckartefakten. Um derartige Druckartefakte zu vermeiden, kann ein Testbild 400 gedruckt werden, dass folgende Bedingungen erfüllt:
- • Das Testbild 400 umfasst für jede der Q Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 jeweils zumindest oder genau eine Linie 402 mit M Bildpunkten, wobei z.B. M=30, 40 oder mehr. So kann gewährleistet werden, dass jede der Q Düsen 21, 22 auf Basis des Testbilds 400 überprüft werden kann.
- • Die einzelnen Linien 402 des Testbildes 400 weisen eine bestimmten Mindestabstand A zueinander quer zu der Transportrichtung 1 auf, wobei der Mindestabstand z.B. A= 10, 15 oder mehr Bildpunkte ist. So kann gewährleistet werden, dass die einzelnen Linien 402 zuverlässig voneinander unterschieden und den einzelnen Düsen 21, 22 zugeordnet werden können.
- • Die einzelnen Linienreihen 401 werden derart gedruckt, dass für die ein oder mehreren Teilgruppen 412 von Düsenreihen 411, die über einen gemeinsamen Versorgungskanal 230 des Druckkopfes 103 mit Tinte versorgt werden, kein Volllastbetrieb einer Düsenreihe 411 einer Teilgruppe 412 auf einen Vollastbetrieb einer anderen Düsenreihe 411 der gleichen Teilgruppe 412 folgt.
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Die o.g. Bedingungen können z.B. durch folgende Testbilder 400 erfüllt werden.
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Die einzelnen Linienreihen 401 des Testbildes 400 können weiterhin Linien 402 für jeweils alle Q/L Düsen 21, 22 einer Düsenreihe 411 umfassen. Dabei wird die Reihenfolge der Düsenreihen 411 derart abgewandelt, dass Düsenreihen 411 der gleichen Teilgruppe 412 niemals direkt aufeinander folgen. Wenn z.B. die Paare (32, 31), (30, 29), ..., (2, 1) von Düsenreihen 411 jeweils Teilgruppen 412 bilden, so können z.B. zunächst alle geraden Düsenreihen 411, d.h. 32, 30, 28, ..., 2, jeweils eine Linienreihe 411 drucken, bevor dann die ungeraden Düsenreihen 411, d.h. 31, 29, 27, ..., 1, jeweils eine Linienreihe 411 drucken. Durch die Umstellung der Druckreihenfolge der Linienreihen 401 kann erreicht werden, dass benachbarte Düsenreihen 401 mit einem gemeinsamen Tintenkanal 230 nicht mehr in direkter Folge angesteuert werden. So können Druckartefakte in dem Testbild 400 zuverlässig vermieden werden.
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Alternativ können die o.g. Bedingungen dadurch erfüllt werden, dass die Anzahl R von Linienreihen 401 reduziert bzw. erhöht wird, und in entsprechender Weise die Anzahl T von Linien 402 pro Linienreihe 401 erhöht bzw. reduziert wird, so dass R * T = Q. Dabei ist die Anzahl R von Linienreihen 401 bevorzugt kein ganzzahliger Teiler der Anzahl L von Düsenreihen 411 des Druckkopfes 103. Es können dann in jeder Linienreihe 411 Q/R Linien 402 gedruckt werden, die jeweils einen Abstand von A=R Bildpunkten voneinander haben.
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Die Verwendung von R≠L führt dazu, dass jede Linienreihe 411 durch Düsen 21, 22 aus mehreren Düsenreihen 411, insbesondere aus allen Düsenreihen 411, gedruckt wird. Des Weiteren kann erreicht werden, dass in den einzelnen Düsenreihen 411 nicht alle Düsen 21, 22 gleichzeitig feuern, d.h. es kann der Volllastbetrieb bzw. Vollbetrieb der einzelnen Düsenreihen 411 vermieden werden. Durch die reduzierte und verteilte Auslastung der unterschiedlichen Düsenreihen 411 kommt es zu einer reduzierten Schwankung in der Tintenversorgung, was ein Auftreten von Druckartefakten vermeidet.
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Beispielsweise können R=20 Linienreihen 401 gedruckt werden. Die jeweils ersten Linien 402 einer Linienreihe 401 werden durch Düsen 21, 22 aus R=20 unterschiedlichen Düsenreihen 411 gedruckt. Die darauffolgenden Linien 402 der Linienreihe 401 werden dann durch die restlichen 12 Düsenreihen 411 und wieder durch die ersten 8 Düsenreihen 411 gedruckt, etc.
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Es ist zu beachten, dass die unterschiedlichen Düsenreihen 411 typischerweise jeweils um genau einen Bildpunkt bzw. um genau eine Zeile zueinander versetzt sind. Als Folge daraus kann es vorkommen, dass mehrere Linienreihen 401 eines Testbildes 400 zeitgleich gedruckt werden, um die einzelnen Linien 402 der Linienreihen 401 des Testbildes 400 zu drucken, ohne dass es zu überlappenden Linienreihen 401 und/oder ohne dass es zu Leerzeilen zwischen Linienreihen 401 kommt.
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5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zum Druck eines Testbildes 400, das sich zur Überprüfung von Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 einer Druckvorrichtung 100 eignet. Der Druckkopf 103 umfasst Q Düsen 21, 22, die in L unterschiedlichen Düsenreihen 411 angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Typischerweise ist Q>1000, beispielsweise Q=5312. Des Weiteren ist typischerweise L>10, beispielsweise L=32.
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Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können zumindest teilweise über gemeinsame interne Versorgungskanäle 230 mit Tinte versorgt werden. Insbesondere können die Düsen 21, 22 zumindest einer Teilgruppe 412 von zwei oder mehr Düsenreihen 411 über einen gemeinsamen Versorgungskanal 230 des Druckkopfes 103 mit Tinte versorgt werden. Beispielsweise können die L Düsenreihen 411 paarweise zu L/2 unterschiedlichen Teilgruppen 412 gehören, wobei die Düsen 21, 22 jeder Teilgruppe 412 durch einen gemeinsamen Versorgungskanal 230 miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Düsen 21, 22 einer Teilgruppe 412 über einen gemeinsamen, internen, Versorgungskanal 230 kann zu Crosstalk-Effekten führen.
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Das Verfahren 500 umfasst das Bewirken 501 einer Relativbewegung entlang einer Transportrichtung 1 zwischen dem Druckkopf 103 und einem Aufzeichnungsträger 120. Insbesondere kann der Aufzeichnungsträger 120 entlang der Transportrichtung 1 an einem feststehenden Druckkopf 103 vorbeigeführt werden, um die Relativbewegung zu bewirken. Dabei wird der Aufzeichnungsträger 120 während eines Druckvorgangs typischerweise nur in die Transportrichtung 1 bewegt, und nicht in eine entgegengesetzte Rückrichtung. Mit anderen Worten, die Relativbewegung zwischen Druckkopf 103 und Aufzeichnungsträger 120 kann während eines Druckvorrangs ausschließlich auf die Transportrichtung 1 beschränkt sein. Durch das Einhalten einer einheitlichen Transportrichtung 1 können relativ hohe Druckgeschwindigkeiten erreicht werden, z.B. von 2m/s oder mehr.
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Die Düsen 21, 22 in direkt benachbarten Düsenreihen 411 des Druckkopfes 103 können um genau eine in Transportrichtung 1 verlaufende Zeilenstärke voneinander beabstandet sein. Dabei verlaufen die Düsenreihen 411 typischerweise quer zu der Transportrichtung 1. Der Druckkopf 103 kann somit derart ausgelegt sein, dass durch einen gleichzeitigen Tintenausstoß von Düsen 21, 22 in den L unterschiedlichen Düsenreihen 411 Bildpunkte in L unterschiedlichen Zeilen eines Testbildes 400 gedruckt werden können. Des Weiteren kann der Druckkopf 103 derart ausgelegt sein, dass durch einen gleichzeitigen Tintenausstoß von Q/L Düsen 21, 22 in einer Düsenreihe 411 Q/L Bildpunkte in einer Zeile eines Testbildes 400 gedruckt werden können.
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Das Verfahren 500 umfasst ferner das Ansteuern 502 der Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103, um während der Relativbewegung ein Testbild 400 auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Die Düsen 21, 22 können dabei derart angesteuert werden, dass das Testbild 400 R Linienreihen 401 mit jeweils zwei oder mehr Linien 402 umfasst, mit R>1. Insbesondere kann jede Linienreihe 401 genau Q/R oder mehr Linien 402 umfassen. Die Anzahl R von Linien 402 ist typischerweise R>5, insbesondere R >15. Die einzelnen Linienreihen 401 verlaufen jeweils quer zu der Transportrichtung 1. Mit anderen Worten, die einzelnen Linien 402 einer Linienreihe 401 sind in Bezug auf die Transportrichtung 1 nebeneinander angeordnet.
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Die einzelnen Linien 402 verlaufen jeweils entlang der Transportrichtung 1. Des Weiteren wird jede Linie 402 durch genau eine Düse 21, 22 gedruckt wird. Der Druckkopf 103 kann derart ausgelegt sein, dass jede der Q Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 genau einer, entlang der Transportrichtung 1 verlaufenden, Spalte 31, 32 zugeordnet ist. Durch die Q Düsen 21, 22 können somit genau Q Linien 402 in genau Q unterschiedlichen Spalten 31, 32 auf einen Aufzeichnungsträger 120 gedruckt werden, wobei die einzelnen Spalten 31, 32 quer zu der Transportrichtung 1 relativ zueinander versetzt sind. Das Testbild 400 kann dann mindestens oder genau Q Linien 402 für die Q Düsen 21, 22 umfassen, um jede einzelne Düse 21, 22 des Druckkopfes 103 überprüfen zu können.
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Die einzelnen Linien 402 können jeweils M Bildpunkte umfassen, mit M>1. Typischerweise ist M>10, insbesondere M>30. Mit anderen Worten, die einzelnen Linien 402 können sich über jeweils M Zeilen erstrecken, wobei die einzelnen Zeilen quer zu den Spalten 31, 32 verlaufen. Durch die Verwendung von Linien 402 mit mehreren Bildpunkten, insbesondere mit M=10, 20, 30 oder mehr Bildpunkten, kann die Druckqualität der mit der jeweiligen Linie 402 assoziierten Düse 21, 22 in zuverlässiger Weise überprüft werden. Insbesondere kann so durch Bildanalyse des Linienmusters eines Testbildes 400 in zuverlässiger Weise eine beeinträchtigte Düse 21, 22 erkannt werden.
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Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können derart angesteuert werden, dass zwei direkt benachbarte Linienreihen 401 nicht direkt nacheinander durch jeweils alle Düsen 21, 22 von zwei Düsenreihen 411 einer gemeinsamen Teilgruppe 412 von Düsenreihen 411 gedruckt werden. Mit anderen Worten, das Testbild 400 kann derart gedruckt werden, dass sich der Vollbetrieb einer Düsenreihe 411 einer Teilgruppe 412 nicht direkt an den Vollbetrieb einer weiteren Düsenreihe 411 der gleichen Teilgruppe 412 anschließt. Dabei werden bei dem Vollbetrieb einer Düsenreihe 411 alle Düsen 21, 22 der Düsenreihe 411 gleichzeitig, d.h. während des gleichen Zeilentakts, angesteuert, um Linien 402 einer Linienreihe 401 zu drucken.
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Im Rahmen des Verfahrens 400 wird somit ein Testbild 400 mit mehreren Linienreihen 401 gedruckt, wobei die einzelnen Linien 402 der Linienreihen 401 zumindest teilweise durch unterschiedliche Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 gedruckt werden. Dabei werden die Linien 402 derart den unterschiedlichen Linienreihen 401 zugeordnet, dass die Linien 402 von zwei direkt benachbarten Linienreihen 401 nicht von jeweils allen Düsen 21, 22 aus zwei Düsenreihen 411 des Druckkopfes 103 gedruckt werden, die über einen gemeinsamen Tintenversorgungskanal 230 miteinander verbunden sind. So können Crosstalk-Effekte zwischen den Düsenreihen 411 und damit verbundene Druckbildartefakte des Testbilds 400 vermieden werden. Dies ermöglicht wiederum eine zuverlässige Erkennung von Düsenfehlern auf Basis des gedruckten Testbildes 400.
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Wie bereits oben dargelegt, können die einzelnen Düsenreihen 411, zumindest im Mittel, jeweils Q/L Düsen 21, 22 umfassen. Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können dann derart angesteuert werden, dass das Testbild 400 R=L Linienreihen 401 mit, zumindest im Mittel, jeweils Q/L Linien 402 umfasst. Dabei können die Q/L Linien 402 einer Linienreihe 401 durch die Q/L Düsen 21, 22 einer Düsenreihe 411 gedruckt werden. Es kann somit eine eindeutige, insbesondere eine Eins-zu-Eins-, Zuordnung, zwischen den Düsenreihen 411 und den Linienreihen 401 bewirkt werden, was eine effiziente Auswertung des Testbildes 400 ermöglicht.
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Des Weiteren können die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 derart angesteuert werden, dass zwei direkt benachbarte Linienreihen 401 nicht direkt nacheinander durch die Düsen 21, 22, insbesondere durch jeweils alle Düsen 21, 22, von zwei Düsenreihen 411 der gleichen Teilgruppe 412 gedruckt werden. So können in zuverlässiger Weise Crosstalk und damit verbundene Druckbildartefakte vermieden werden.
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Es kann angenommen werden, dass die L Düsenreihen 411 des Druckkopfes 103 durch die numerischen Identifikatoren l = 1 bis L identifiziert werden. Des Weiteren kann angenommen werden, dass Paare von Düsenreihen 411 mit jeweils direkt aufeinanderfolgenden Identifikatoren jeweils unterschiedliche Teilgruppen 412 bilden. Beispielsweise können die Paare von Düsenreihen 411 mit den Identifikatoren 1, 2 bzw. 3, 4 etc. bis L-1, L jeweils eine Teilgruppe 412 von Düsenreihen 411 bilden.
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Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können dann derart angesteuert werden, dass zunächst alle Düsenreihen 411 mit geraden Identifikatoren jeweils eine Linienreihe 401, und anschließend alle Düsenreihen 411 mit ungeraden Identifikatoren jeweils eine Linienreihe 401 drucken. Alternativ können die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 derart angesteuert werden, dass zunächst alle Düsenreihen 411 mit ungeraden Identifikatoren jeweils eine Linienreihe 401, und anschließend alle Düsenreihen 411 mit geraden Identifikatoren jeweils eine Linienreihe 401 drucken. So kann in zuverlässiger Weise vermieden werden, dass Düsenreihen 411 einer Teilgruppe 412 direkt nacheinander im Vollbetrieb betrieben werden. Mit anderen Worten, so können Druckbildartefakte in zuverlässiger Weise vermieden werden.
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In einem weiteren Beispiel können die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 derart angesteuert werden, dass für l=L bis l=3, in Schritten von jeweils zwei Düsenreihen 411, die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator l eine Linienreihe 401 druckt, dann die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator 1-2 eine Linienreihe 401 druckt, und dann die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator 1-1 eine Linienreihe 401 druckt. Alternativ können die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 in umgekehrter Abfolge derart angesteuert werden, dass für l=1 bis l=L-2, in Schritten von jeweils zwei Düsenreihen 411, die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator l eine Linienreihe 401 druckt, dann die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator 1+2 eine Linienreihe 401 druckt, und dann die Düsenreihe 411 mit dem Identifikator 1+1 eine Linienreihe 401 druckt. Durch eine derartige Abfolge der Düsenreihen 411 kann der Druck eines artefaktfreien Testbildes 400 beschleunigt werden.
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Wie oben dargelegt, können durch eine geeignete Reihenfolge des Drucks von R=L Linienreihen 401 mittels der L Düsenreihen 411 zuverlässig der direkt aufeinanderfolgende Vollbetrieb von Düsenreihen 411 einer gemeinsamen Teilgruppe 402 vermieden werden. Alternativ können die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 derart angesteuert werden, dass das Testbild 400 R Linienreihen 401 mit jeweils Q/R Linien 402 umfasst, wobei R<L ist. Dabei ist R bevorzugt kein ganzteiliger Teiler von L. R ist typischerweise größer als 5, 10 oder 15. Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können dann derart angesteuert werden, dass die Q/R Linien 402 einer Linienreihe 401 durch Q/R Düsen 21, 22 aus mehreren unterschiedlichen Düsenreihen 411, insbesondere aus R oder aus L unterschiedlichen Düsenreihen 411, gedruckt werden. So kann ebenfalls in zuverlässiger Weise der direkt aufeinanderfolgende Vollbetrieb von Düsenreihen 411 einer gemeinsamen Teilgruppe 402 vermieden werden. Des Weiteren kann so die Größe des Testbildes 400, und die damit verbundene Makulatur, reduziert werden.
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Es kann angenommen werden, dass die Q Düsen 21, 22 durch numerische Identifikatoren q= 1 bis Q identifiziert werden. Des Weiteren kann angenommen werden, dass die Düsen 21, 22 mit den Identifikatoren q=l+(l-1)*R, für l=1,...,Q/R, Teil einer einzigen Druckreihe 411 mit dem Identifikator l sind. Dabei kann der Druckkopf 103 derart ausgelegt sein, dass durch die Düse 21, 22 mit dem Identifikator q die Bildpunkte in der Spalte 31, 32 mit dem Identifikator q gedruckt werden. Die Spalte q=1 kann auf einer Seite des Aufzeichnungsträgers 120 und die Spalte q=Q auf der gegenüberliegenden anderen Seite des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet sein. Mit anderen Worten, die Spalten q=1 bis Q können den Bildpunkten einer Zeile quer zu der Transportrichtung 1 entsprechen.
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Die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 können derart angesteuert werden, dass die Q/R Linien 401 einer Linienreihe 401 mit einem Identifikator r, mit r=1, ..., R, durch die Düsen 21, 22 mit den Identifikatoren r+(l-1)*R, l=1,...,Q/R, gedruckt werden. So können in zuverlässiger Weise Druckbildartefakte des Testbildes 400 vermieden werden. Des Weiteren können so relativ große Abstände A zwischen den Linien 401 einer Linienreihe 401 bewirkt werden, was eine zuverlässige Auswertung eines Testbildes 400 ermöglicht.
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Außerdem kann das Verfahren 500 das Erfassen von Sensordaten in Bezug auf das Testbild 400 umfassen. Die Sensordaten können z.B. durch eine Sensoreinheit 150, z.B. durch eine Bildkamera oder durch einen Zeilenscanner, erfasst werden. Es kann dann auf Basis der Sensordaten eine beeinträchtigte Düse 21, 22 des Druckkopfes 103 detektiert werden. Insbesondere kann dabei überprüft werden, ob das Testbild 400 eine fehlende oder eine unvollständige oder eine beeinträchtigte Linie 402 aufweist. Die fehlende, unvollständige und/oder beeinträchtigte Linie 402 weist auf eine Beeinträchtigung der damit assoziierten Düse 21, 22 hin. In Reaktion auf das Erkennen einer beeinträchtigten Düse 21, 22 können ein oder mehrere Maßnahmen zur Kompensation der beeinträchtigten Düse 21, 22 durchgeführt werden. So kann die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 erhöht werden.
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Des Weiteren wird in diesem Dokument eine Steuereinheit 101 für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben, wobei die Druckvorrichtung 100 zumindest einen Druckkopf 103 mit Q Düsen 21, 22 umfasst, die in L unterschiedlichen Düsenreihen 411 angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Die Düsen 21, 22 zumindest einer Teilgruppe 412 von zwei oder mehr Düsenreihen 411 werden über einen gemeinsamen, internen, Versorgungskanal 230 des Druckkopfes 103 mit Tinte versorgt.
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Die Steuereinheit 101 ist eingerichtet, eine Relativbewegung entlang einer Transportrichtung 1 zwischen dem Druckkopf 103 und einem Aufzeichnungsträger 120 zu bewirken. Des Weiteren ist die Steuereinheit 101 eingerichtet, die Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 anzusteuern, um während der Relativbewegung ein Testbild 400 auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. Die Düsen 21, 22 können dabei derart angesteuert werden, dass das Testbild 400 R Linienreihen 401 mit jeweils zwei oder mehr Linien 402 umfasst, mit R>1, und dass das Testbild 400 mindestens oder genau Q Linien 402 für die Q Düsen 21, 22 umfasst. Des Weiteren können die Düsen 21, 22 derart angesteuert werden, dass zwei direkt benachbarte Linienreihen 401 nicht direkt nacheinander durch jeweils alle Düsen 21, 22 von zwei Düsenreihen 411 der gleichen Teilgruppe 412 von Düsenreihen 411 gedruckt werden. Es kann somit ein direkter Übergang von einem Vollbetrieb einer ersten Düsenreihe 411 zu einem Vollbetrieb einer zweiten Düsenreihe 411 einer gemeinsamen Teilgruppe 412 von Düsenreihen 411 vermieden werden, um ein artefaktfreies Testbild 400 zu drucken, für den Fall, dass keine Beeinträchtigung einer Düse 21, 22 des Druckkopfes 103 vorliegt.
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Des Weiteren wird in diesem Dokument eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben, die die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit 101 umfasst.
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Außerdem wird in diesem Dokument ein Testbild 400 zur Überprüfung von Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 beschrieben. Der Druckkopf 103 umfasst Q Düsen 21, 22, die in L unterschiedlichen Düsenreihen 411 angeordnet sind, mit L>2, und mit Q>5. Die Q Düsen 21, 22 können eingerichtet sein, in einer Eins-zu-Eins-Beziehung Bildpunkte in entsprechenden Q Spalten 31, 32 des Testbildes 400 zu drucken.
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Das Testbild 400 umfasst R Linienreihen 401 mit jeweils zwei oder mehr Linien 402, mit R>1. Dabei verlaufen die einzelnen Linie 402 innerhalb einer Spalte 31, 32 und wurden durch genau eine Düse 21, 22 gedruckt. Außerdem umfasst das Testbild 400 mindestens oder genau Q Linien 402 für die Q Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103. Das Testbild 400 kann ggf. ausschließlich R Linienreihen 401 mit mindestens oder genau Q Linien 402 umfassen.
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Die Q Linien 402 können derart in den R Linienreihen 401 angeordnet sein, dass eine erste Linienreihe 401 des Testbildes 400 nicht Linien 402 für alle Düsen 21, 22 einer ersten Düsenreihe 411 umfasst, und dass eine direkt benachbarte zweite Linienreihe 401 des Testbildes 400 nicht Linien 402 für alle Düsen 21, 22 einer zweiten Düsenreihe 411 umfasst, wenn die erste und zweiten Düsenreihe 411 über einen gemeinsamen internen Versorgungskanal 230 des Druckkopfes 103 miteinander verbunden sind.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte können Artefakte bei dem Druck eines Testbildes 400 mit mehreren Linienreihen 401 vermieden werden. Es können somit Testbilder 400 bereitgestellt werden, mit denen in präziser und zuverlässiger Weise Beeinträchtigungen von einzelnen Düsen 21, 22 detektiert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportrichtung (des Aufzeichnungsträgers)
- 2
- Bewegungsrichtung (eines Druckriegels)
- 21,22
- Düse
- 31, 32
- Spalte (des Druckbildes)
- 100
- Druckvorrichtung
- 101
- Steuereinheit
- 102
- Druckriegel
- 103
- (Nutz-) Druckkopf
- 120
- Aufzeichnungsträger
- 140
- Druckwerk
- 150
- Sensoreinheit
- 201
- Düsenöffnung
- 202
- Wand
- 210
- Meniskus
- 212
- Kammer
- 220
- Aktuator (piezoelektrisches Element)
- 221, 222
- Auslenkung des Aktuators
- 230
- Tintenversorgungskanal
- 301-303
- Düse
- 311, 313
- Tintentropfen
- 400
- Testbild
- 401
- Linienreihe
- 402
- Linie
- 411
- Düsenreihe
- 412
- Teilgruppe von Düsenreihen
- 500
- Verfahren zum Druck eines Testbildes
- 501-502
- Verfahrensschritte
