DE102011054693B4 - Verfahren zur Ausführung einer Pausenfunktion während des Druckbetriebs bei einem Tintendruckgerät - Google Patents

Verfahren zur Ausführung einer Pausenfunktion während des Druckbetriebs bei einem Tintendruckgerät Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Ausführung einer Pausenfunktion im Druckbetrieb eines Tintendrucksystems mit mindestens einem Druckgerät (DR), bei dem mit einer Druckeinheit (1) mit Druckköpfen (5) aufweisenden Druckriegeln (4) eine Bedruckstoffbahn (3) bedruckt wird,
a) bei dem mit einem Bahnspannungssensor (10) der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) gemessen wird,
b) bei dem im Druckbetrieb der Istwert der Bahnspannung auf einen vorgegebenen Betriebssollwert der Betriebsspannung der Bedruckstoffbahn (3) geregelt wird,
c) bei dem mit Auslösung der Pausenfunktion bei weiterer Regelung der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) der Betriebsollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) so verändert wird, dass bei
- Quellung der Bedruckstoffbahn (3) während der Pause der Betriebsollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert abgesenkt wird,
- Schrumpfung der Bedruckstoffbahn (3) während der Pause der Betriebssollwert der Bahnspannung nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert angehoben wird, so dass die Bedruckstoffbahn (3) nach Beendigung der Pause die Lage zu den Druckköpfen (5) einnimmt, die sie vor Beginn der Pause eingenommen hat,
d) bei dem nach Beendigung der Pause der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) wieder auf den vorgegebenen Betriebssollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) geregelt wird.

Description

  • Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken einer Bedruckstoffbahn z.B. eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Papier, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, s. z.B. EP 0 788 882 B1 . Tintendruckgeräte, die nach dem Drop on Demand (DoD)- Prinzip arbeiten, weisen einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe mit Tintenkanäle umfassenden Düsen auf, deren Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zur Bedruckstoffbahn anregen, die auf die Bedruckstoffbahn gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
  • Beim Transport der Bedruckstoffbahn durch das Druckgerät wird deren Bahnspannung auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten. Dazu wird der Istwert der Bahnspannung gemessen und dieser mit dem Sollwert verglichen. Mit Hilfe einer Regelschaltung wird der Istwert auf den Sollwert geregelt. Derartige Regelverfahren sind z.B. aus WO 2003/066 492 oder A1 US 2007/ 0 051 264 A1 bekannt.
  • Beim Bedrucken einer Bedruckstoffbahn ist es manchmal erforderlich, während des Druckbetriebs die Bedruckstoffbahn in einer Pausenfunktion anzuhalten, z.B. um die Passerqualität nach Andruck eines Druckjobs zu kontrollieren oder um Probleme bei der Nachverarbeitung der Bedruckstoffbahn zu beseitigen. Nach dem Wiederanfahren der Bedruckstoffbahn können dann an denjenigen Bahnabschnitten Druckbildstörungen auftreten, die sich direkt unter den Druckköpfen nach Einschalten der Pausenfunktion befanden. Aufgrund der relativ großen Umdruckzone bei Tintendruckgeräten, z.B. Inkjetdrucksystemen, insbesondere bei Farbdruck, verursachen die wegen der Pause entstandenen Druckbildstörungen entsprechend viel Makulatur.
  • Die auftretenden Druckbildmängel beinhalten Druckbildverzerrungen, Farbpasserfehler. Ursachen hierfür sind das Quellen oder Schrumpfen der Bedruckstoffbahn während der Pause und die damit verbundenen Positionsverschiebungen der Bedruckstoffbahn unterhalb der Druckköpfe.
  • Anhand der 1 werden diese Probleme erläutert. Dargestellt ist von einem Druckgerät DR eine Druckeinheit 1 und eine Druckersteuerung 2. Entlang einer Bedruckstoffbahn 3 ist die Druckeinheit 1 angeordnet, die Druckriegel 4 mit Druckköpfen 5 hintereinander in Transportrichtung der Bedruckstoffbahn 3 gesehen aufweist. Bei Farbdruck können z.B. pro zu druckender Farbe jeweils ein Druckriegel 4 vorgesehen sein. Die Bedruckstoffbahn 3 wird mit Hilfe einer Abzugswalze 9 an den Druckriegeln 4 vorbeibewegt, sie liegt dabei auf einem Sattel mit Führungswalzen 8 auf. Am Eingang der Druckeinheit 1 ist eine Drehgeberwalze 6 angeordnet, die von der Bedruckstoffbahn 3 angetrieben wird und die in Abhängigkeit der Vorschubbewegung der Bedruckstoffbahn 3 Drehgeberimpulse erzeugt, die der Druckersteuerung 2 zugeführt werden und die von der Druckersteuerung 2 dazu verwendet werden, um den Zeitpunkt der Auslösung des Druckvorgangs bei den einzelnen Druckköpfen 5 festzulegen. Die Bedruckstoffbahn 3 wird der Drehgeberwalze 6 durch eine vor der Drehgeberwalze 6 angeordneten Antriebswalze 7 zugeführt.
  • In der 1 ist nun prinzipiell dargestellt, wie die Bedruckstoffbahn 3 in einzelnen Bahnabschnitten BA durch das Druckgerät DR hindurch von der Druckeinheit 1 oder der Umgebungsluft beeinflusst werden kann, z.B. bei Stillstand des Druckgeräts DR. Im Bahnabschnitt BA1 zwischen Antriebswalze 7 und Drehgeberwalze 6 ist die Bedruckstoffbahn 3 der Umgebungsluft ausgesetzt mit der Folge, dass hier eine Quellung der Bedruckstoffbahn 3 aufgrund der Feuchtigkeit der Umgebungsluft auftreten kann. Die dadurch bedingte Änderung der Bedruckstoffbahn 3 in Längsrichtung wird jedoch mit Hilfe der Drehgeberwalze 6 kompensiert. Im Bahnabschnitt BA2 nach der Drehgeberwalze 6 bis zur Druckeinheit 1 kann eine Quellung der Bedruckstoffbahn 3 aufgrund der Umgebungsluft auftreten, die von der Drehgeberwalze 6 jedoch unberücksichtigt bleibt. Dies gilt auch für den Bahnabschnitt BA3 unter den Druckköpfen 5 der Druckeinheit 1; dort kann die Bedruckstoffbahn 3 aufgrund der Betriebstemperatur der Druckköpfe 5 schrumpfen, jedoch ist die Bedruckstoffbahn 3 auch der Umgebungsluft ausgesetzt, so dass, insbesondere bei größeren Abständen zwisehen den Druckriegeln 4, der Bahnabschnitt BA3 wegen der Feuchtigkeit in der Umgebungsluft quellen kann. Beide Einflüsse überlagern sich. Somit ist die Bedruckstoffbahn 3 von der Antriebswalze 7 bis zur Abzugswalze 9 unterschiedlichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt, die entweder zu einer Schrumpfung oder einer Quellung der Bedruckstoffbahn 3 führen können. Dies kann zu den oben erwähnten Druckbildfehlern führen, insbesondere, wenn nach einer Pause während des Druckbetriebs der Druckvorgang wieder gestartet wird.
  • Bei Auslösung der Pausenfunktion sind somit die folgenden Einwirkungen auf die Bedruckstoffbahn 3 zu beachten:
    • - Temperatur- und Feuchtigkeitsdifferenz von der Bedruckstoffbahn zur Umgebungsluft mit der damit einhergehenden Quellung oder Schrumpfung der Bedruckstoffbahn .
    • - Temperaturdifferenz der Druckköpfe zur Bedruckstoffbahn mit damit einhergehender Schrumpfung der Bedruckstoffbahn .
  • Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, bei dem nach Auslösung einer Pausenfunktion die unerwünschten Einflüsse der Temperatur und der Umgebungsluft auf die Bedruckstoffbahn und damit auf das Druckbild, insbesondere nach Beendigung einer Druckpause, minimiert werden.
  • Das Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird mit einem Bahnspannungssensor der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn gemessen und der Istwert der Bahnspannung auf einen vorgegebenen Sollwert der Bahnspannung (im Folgenden Betriebssollwert genannt) der Bedruckstoffbahn geregelt. Diese Regelung der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn erfolgt auch während einer Druckpause. Mit Auslösung der Pausenfunktion wird der Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn ausgehend vom Betriebssollwert so verändert, dass bei einer Quellung der Bedruckstoffbahn während einer Druckpause der Betriebssollwert der Bahnspannung nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert abgesenkt wird oder bei Schrumpfung der Bedruckstoffbahn während einer Druckpause der Betriebssollwert der Bahnspannung nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert erhöht wird. Die Bedruckstoffbahn nimmt nach Beendigung der Pause die Lage zu den Druckköpfen ein, die sie vor Beginn der Pause eingenommen hat. Nach Beendigung der Pause wird der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn wieder auf den Betriebssollwert der Bahnspannung geregelt.
  • Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass nach Beendigung der Pause ein Bahnabschnitt der Bedruckstoffbahn unter der Druckeinheit liegt, der vor der Pause unter den Druckköpfen gelegen hat. Dieses Ergebnis wird allein mit der zur Regelung der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn eingesetzten Druckersteuerung erreicht, so dass keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind.
  • An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine prinzipielle Darstellung einer Druckeinheit einesTintendruckgeräts,
    • 2 eine prinzipielle Darstellung einer in einer Druckersteuerung angeordneten Regelschaltung, die den Transport der Bedruckstoffbahn durch das Druckgerät regelt,
    • 3 und 4 Diagramme, die die Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit v der Bedruckstoffbahn und der Bahnspannung s der Bedruckstoffbahn von der Zeit t darstellen.
  • Die Erfindung wird in Verbindung mit der 1 weiter erläutert.
  • Das Druckgerät DR nach 1 weist zusätzlich einen Bahnspannungssensor 10 auf, der benachbart der Bedruckstoffbahn 3 z.B. zwischen der Antriebswalze 7 und der Drehgeberwalze 6 angeordnet ist. Der von dem Bahnspannungssensor 10 ermittelte Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 wird im Druckbetrieb mit einem vorgegebenen Sollwert der Bahnspannung, dem Betriebssollwert, verglichen und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert kann z.B. durch Beeinflussung der Drehzahl der Abzugswalze 9 die Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 wieder auf den Betriebssollwert geregelt werden. Die dazu erforderliche Regelschaltung RS kann in der Druckersteuerung 2 angeordnet sein. Ein Ausführungsbeispiel einer Regelschaltung RS im Blockschaltbild zeigt die 2. Hier ist nur der Verlauf der Bedruckstoffbahn 3 durch die Druckeinheit 1 und die Regelschaltung RS dargestellt. Die Bedruckstoffbahn 3 wird von einer Vorratsrolle 11 durch die Antriebswalze 7 abgezogen. Die Antriebswalze 7 wird dazu durch einen geregelten ersten Servoverstärker SV1 in der Regelschaltung RS gesteuert. Die Abzugswalze 9 wird ebenfalls durch einen geregelten zweiten Servoverstärker SV2 in der Regelschaltung RS angetrieben, dieser ist z.B. über eine elektronische Welle 12 mit dem ersten Servoverstärker SV1 gekoppelt, so dass die Abzugswalze 9 mit der Antriebswalze 7 synchronisiert ist. Der Istwert der Bahnspannung, gemessen von dem Bahnspannungssensor 10, wird nun im Ausführungsbeispiel dem zweiten Servoverstärker SV2 zugeleitet, dem auch der Sollwert der Bahnspannung zugeführt wird. Der im zweiten Servoverstärker SV2 enthaltene Regler 13 regelt nun den Istwert der Bahnspannung auf deren Sollwert. Dies ist der vorgegebene auf den Druckbetrieb abgestimmte Betriebssollwert. Wenn z.B. der Istwert der Bahnspannung zu klein ist, wird die Abzugswalze 9 beschleunigt bis der Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 erreicht ist. Entsprechendes gilt, wenn der Istwert der Bahnspannung zu groß wird; hier wird die Drehzahl der Abzugswalze 9 solange verringert bis der Sollwert der Bahnspannung sich eingestellt hat.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Antriebswalze 7 der Masterantrieb, die Abzugswalze 9 folgt der Antriebswalze 7 im Slave - Betrieb. Jedoch kann auch die Abzugswalze 9 als Masterantrieb eingesetzt werden und die Antriebswalze 7 im Slave- Betrieb arbeiten und der Regler für die Bahnspannung im ersten Servoverstärker SV1 angeordnet werden.
  • Wenn der Druckbetrieb in eine Pause übergeht, treten die eingangs geschilderten Probleme auf. Z.B. kann die Bedruckstoffbahn 3 währen der Pause quellen, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt ist oder sie kann schrumpfen, wenn sie Wärme ausgesetzt ist.
    • - Im ersten Fall bei Quellung der Bedruckstoffbahn 3 in der Druckpause nimmt die Bahnspannung ab. Da die Regelschaltung RS weiter tätig ist, würde während der Druckpause im Betrieb ohne Einsatz der Erfindung die Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 wieder auf den Betriebssollwert gebracht und die Bedruckstoffbahn 3 von der Abzugswalze 9 vorwärts (Pfeil PF1 in 1) bewegt.
    • - Im zweiten Fall nimmt bei Schrumpfung der Bedruckstoffbahn 3 in der Druckpause die Bahnspannung zu. Hier würde durch die Regelschaltung RS die Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 ohne Einsatz der Erfindung während der Druckpause vermindert bis der Betriebssollwert der Bahnspannung erreicht ist und die Bedruckstoffbahn 3 von der Abzugswalze 9 rückwärts bewegt (Pfeil PF2 entgegen Pfeil PF1 in 1).
  • In beiden Fällen wird während der Pause die Bedruckstoffbahn 3 bewegt mit der Folge, dass sich nach Beendigung der Pause die Lage der Bedruckstoffbahn 3 zu den Druckköpfen 5 im Vergleich der Lage der Bedruckstoffbahn 3 vor der Pause geändert hat. Ergebnis ist, dass die von Druckköpfen 5 erzeugten Druckpunkte, die die Bedruckstoffbahn 3 nach der Pause bedrucken, gegenüber der Solllage dieser Druckpunkte verschoben sind, so dass Druckbildfehler auftreten.
  • Um diese Druckbildfehler zu vermeiden wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Sollwert der Bahnspannung bei der Antriebseinheit, die die Bahnspannung regelt, zu Beginn der Pause ausgehend von der Betriebssollage so zu ändern, dass die Lage der Bedruckstoffbahn 3 unter den Druckköpfen 5 nach Beendigung der Pause ihrer Lage vor Beginn der Pause entspricht.
  • Im ersten Fall (Quellung der Bedruckstoffbahn 3) wird der Sollwert der Bahnspannung um einen derartigen Betrag vom Betriebssollwert ausgehend zu Beginn der Pause erniedrigt und der Regler 13 so beeinflusst, dass die Lage der Bedruckstoffbahn 3 nach Beendigung der Pause mit der Lage der Bedruckstoffbahn 3 übereinstimmt, die vor Beginn der Pause vorlag. Die durch die Quellung erzeugte Verlängerung der Bedruckstoffbahn 3 führt dann nicht zu einer Verschiebung der Lage der Bedruckstoffbahn 3 nach Beendigung der Pause. Die Abzugswalze 9 spannt die Bedruckstoffbahn 3 derart, dass die Verlängerung durch die Quellung nach Ablauf der Pause kompensiert ist. Ein Beispiel für diesen Fall ist 3 zu entnehmen. In 3 ist über der Zeit t die Geschwindigkeit v der Bedruckstoffbahn 3, die Bahnspannung s oder der Bahnzug der Bedruckstoffbahn 3 und der Pausentakt p dargestellt. Mit Beginn der Pause wird die Geschwindigkeit v der Bedruckstoffbahn 3 auf null zurückgefahren. Wenn die Bedruckstoffbahn 3 angehalten ist, beginnt die Quellung der Bedruckstoffbahn 3 aufgrund von Feuchtigkeit. Gleichzeitig wird der Sollwert der Bahnspannung und damit die Regelung der Bahnspannung um einen solchen Betrag verringert, dass nach Beendigung der Pause die Lage der Bedruckstoffbahn 3 der Lage entspricht, die die Bedruckstoffbahn 3 vor Beginn der Pause eingenommen hatte. Nach Beendigung der Pause wird der Sollwert der Bahnspannung wieder auf den Betriebssollwert erhöht.
  • Die Verhältnisse bei einer Schrumpfung wegen Temperaturerhöhung der Bedruckstoffbahn 3 zeigt 4. Hier ist wiederum die Geschwindigkeit v der Bedruckstoffbahn 3, die Bahnspannung s und das Pausensignal p über der Zeit t dargestellt. Da die Bedruckstoffbahn 3 während der Pause wegen einer Temperaturerhöhung schrumpft, wird der Sollwert der Bahnspannung um einen solchen Betrag erhöht, dass die Bedruckstoffbahn 3 über die Regelung der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 durch den Regler 13 bei Wiederbeginn des Druckvorgangs die Lage einnimmt, die vor Beginn der Pause vorgelegen hat. Damit sind Druckfehler ausgeschlossen.
  • Ein vergleichbares Ergebnis kann dann erreicht werden, wenn vor Auslösung der Pause im ersten Fall die Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 erhöht wird und während der Pause der Sollwert der Bahnspannung auf den Betriebssollwert gelegt wird.
  • Entsprechendes gilt für den zweiten Fall. Hier wir vor Auslösung der Pause der Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 3 erniedrigt und während der Pause der Sollwert der Bahnspannung auf den Betriebssollwert gelegt.
  • Die Abhängigkeit der Längenänderung einer Bedruckstoffbahn 3 von der Feuchtigkeit oder von der Temperatur pro Sorte einer Bedruckstoffbahn 3 ist bekannt oder kann im Einsatzfall pro Druckgerät und Sorte der Bedruckstoffbahn durch Messung ermittelt werden und diesen Messwerten können die Sollwerte der Bahnspannung zugeordnet werden. Diese Sollwerte können dann in der Regelschaltung RS gespeichert werden und in Abhängigkeit der im Druckbetrieb verwendeten Sorte der Bedruckstoffbahn 3 als Sollwert der Bahnspannung bei Auslösung der Pausenfunktion z.B. dem Regler 13 der Abzugswalze 9 zugeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • DR
    Druckgerät
    SV
    Servoverstärker
    RS
    Regelschaltung
    1
    Druckeinheit
    2
    Druckersteuerung
    3
    Bedruckstoffbahn
    4
    Druckriegel
    5
    Druckkopf
    6
    Drehgeberwalze
    7
    Antriebswalze
    8
    Führungssattel
    9
    Abzugswalze
    10
    Bahnspannungssensor
    11
    Vorratsrolle für die Bedruckstoffbahn
    12
    Elektronische Welle
    13
    Regler
    v
    Geschwindigkeit
    t
    Zeit
    p
    Pause

Claims (4)

  1. Verfahren zur Ausführung einer Pausenfunktion im Druckbetrieb eines Tintendrucksystems mit mindestens einem Druckgerät (DR), bei dem mit einer Druckeinheit (1) mit Druckköpfen (5) aufweisenden Druckriegeln (4) eine Bedruckstoffbahn (3) bedruckt wird, a) bei dem mit einem Bahnspannungssensor (10) der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) gemessen wird, b) bei dem im Druckbetrieb der Istwert der Bahnspannung auf einen vorgegebenen Betriebssollwert der Betriebsspannung der Bedruckstoffbahn (3) geregelt wird, c) bei dem mit Auslösung der Pausenfunktion bei weiterer Regelung der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) der Betriebsollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) so verändert wird, dass bei - Quellung der Bedruckstoffbahn (3) während der Pause der Betriebsollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert abgesenkt wird, - Schrumpfung der Bedruckstoffbahn (3) während der Pause der Betriebssollwert der Bahnspannung nach Auslösen der Pausenfunktion gegenüber dem vorgegebenen Betriebssollwert angehoben wird, so dass die Bedruckstoffbahn (3) nach Beendigung der Pause die Lage zu den Druckköpfen (5) einnimmt, die sie vor Beginn der Pause eingenommen hat, d) bei dem nach Beendigung der Pause der Istwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) wieder auf den vorgegebenen Betriebssollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) vor Auslösung der Pausenfunktion gegenüber dem Betriebssollwert erhöht wird, um die Längenänderung der Bedruckstoffbahn (3) auf Grund der Quellung zu kompensieren und bei dem die Bahnspannung nach Eintritt in die Pause wieder auf den Betriebssollwert geregelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sollwert der Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) vor Auslösung der Pausenfunktion gegenüber dem Betriebssollwert erniedrigt wird, um die Längenänderung der Bedruckstoffbahn (3) auf Grund der Schrumpfung zu kompensieren und bei dem die Bahnspannung nach Eintritt in die Pause wieder auf den Betriebssollwert geregelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Transport der Bedruckstoffbahn (3) durch die Druckeinheit (1) durch eine Regelschaltung (RS) geregelt wird, wobei die Regelschaltung (RS) eine am Ausgang der Druckeinheit (1) angeordnete Abzugswalze (9) derart steuert, dass die Bahnspannung der Bedruckstoffbahn (3) während des Druckbetriebs und in der Druckpause einem vorgegebenen Sollwert annimmt.
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