DE102018118899B3

DE102018118899B3 - Verfahren und Tintenstrahl-Druckvorrichtung zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters und/oder des Zustands von Tinte

Info

Publication number: DE102018118899B3
Application number: DE102018118899.4A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stöckle; Christoph Rummelsberger
Original assignee: Oce Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-10-10
Anticipated expiration: 2038-08-04

Abstract

Zur Reinigung eines Druckkopfes (103) wird in einem Tinten-Behälter (201) ein Reinigungsdruck (312) bewirkt, so dass Tinte (202) aus dem Behälter (201) durch ein Tintenfilter (213) und durch den Druckkopf (103) gespült wird. Auf Basis der durch das Tintenfilter (213) gespülten Menge an Tinte (202) und/oder auf Basis des zeitlichen Verlaufs (321, 322) des Drucks innerhalb des Behälters (201) können dann der Verstopfungsgrad des Tintenfilters (213) und/oder die Partikelgröße von Partikeln der Tinte (202) ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Zustands von Tinte und/oder eines Tintenfilters für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Tintenstrahl-Druckvorrichtung.
Eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers umfasst ein oder mehrere Druckköpfe mit jeweils ein oder mehreren Düsen. Die Düsen sind jeweils eingerichtet, Tintentropfen auszustoßen, um Bildpunkte eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger zu drucken. Dabei kann die in einem Druckkopf verwendete Tinte im Vorfeld entgast werden, um den Gasgehalt in der Tinte zu reduzieren und um dadurch das Risiko von Düsenausfällen aufgrund von Gaseinschlüssen zu reduzieren. Des Weiteren kann die Tinte temperiert werden. Die Tinte kann zu diesem Zweck mittels einer Pumpe durch eine Temperierungs- und/oder Entgasungs-Vorrichtung gepumpt werden.
Das Pumpen, das Temperieren und/oder das Entgasen von Tinte kann zu einer Agglomeration von Partikeln und daraus folgend zu einem Verstopfen der Tintenfilter der ein oder mehreren Druckköpfe einer Druckvorrichtung führen. US 2016 / 0 167 364 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Nutzung eines Tintenfilters. JP 2016-112 794 A und JP 2010-228 147 A beschreiben Verfahren zur Ermittlung des Ausmaßes der Verstopfung eines Tintenfilters. US 2018 / 0 009 229 A1 und US 2017 / 0 001 434 A1 beschreiben Systeme zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters. JP 2011- 167 873 A beschreibt ein Verfahren zur Erkennung einer Abnormalität eines Tintenfilters.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter und präziser Weise den Zustand von Tinte und/oder den Zustand eines Tintenfilters einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung zu bestimmen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 6 gelöst.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters und/oder des Zustands von Tinte in einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben. Die Druckvorrichtung umfasst einen Druckkopf mit einem Tintenfilter, wobei der Druckkopf aus einem Behälter über das Tintenfilter mit Tinte versorgt wird. Das Verfahren umfasst das Bewirken eines Reinigungsdrucks in dem Behälter, um zur Reinigung des Druckkopfes Tinte durch das Tintenfilter und durch den Druckkopf zu spülen. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln von Mengeninformation in Bezug auf die Menge an Tinte, die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck durch den Druckkopf gespült wurde, und/oder von Druckinformation in Bezug auf den zeitlichen Verlauf des Drucks innerhalb des Behälters in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen des Zustands des Tintenfilters und/oder des Zustands der Tinte auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben. Die Druckvorrichtung umfasst zumindest einen Behälter zur Aufnahme von Tinte, sowie zumindest einen Druckkopf mit einem Tintenfilter, wobei der Druckkopf aus dem Behälter über das Tintenfilter mit Tinte versorgt wird. Außerdem umfasst die Druckvorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, einen Reinigungsdruck in dem Behälter zu bewirken, um zur Reinigung des Druckkopfes Tinte durch das Tintenfilter und durch den Druckkopf zu spülen. Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, Mengeninformation in Bezug auf die Menge an Tinte, die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck durch den Druckkopf gespült wird, und/oder Druckinformation in Bezug auf den zeitlichen Verlauf des Drucks innerhalb des Behälters in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck zu ermitteln. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation den Zustand des Tintenfilters und/oder den Zustand der Tinte zu bestimmen.
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
2 eine beispielhafte Tintenversorgung eines Druckkopfes einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
3a einen beispielhaften Zusammenhang zwischen der bei einem Purge-Vorgang verbrauchten Menge an Tinte und der Partikelgröße von Partikeln der Tinte bzw. dem Verstopfungsgrad eines Tintenfilters;
3b beispielhafte zeitliche Verläufe des Überdrucks in einem Tintenbehälter während eines Purge-Vorgangs;
4 eine beispielhafte Regelung des Füllstands in einem Tintenbehälter; und
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Bestimmung des Zustands von Tinte und/oder des Zustands eines Tintenfilters für eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung.

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 Aufzeichnungsträger 120 wird entlang der Transportrichtung 1 (dargestellt durch einen Pfeil) durch das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 geführt.
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. Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 typischerweise zumindest eine Fixier- bzw. Trocknungseinheit (nicht dargestellt), die eingerichtet ist, ein auf den Aufzeichnungsträger 120 gedrucktes Druckbild zu fixieren.
Ein Druckriegel 102 kann ein oder mehrere Druckköpfe 103 umfassen, die ggf. in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind, um die Bildpunkte unterschiedlicher Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. In dem in 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.
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.
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.
Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst somit zumindest einen Druckriegel 102 mit K Düsen 21, 22, die mit einem bestimmten Zeilentakt 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.
2 zeigt die Tintenversorgung eines beispielhaften Druckkopfes 103. Mit der in 2 dargestellten Tintenversorgung können die ein oder mehreren Druckköpfe 103 eines Druckriegels 102 mit Tinte 202 eines bestimmten Tintentyps, z.B. einer bestimmten Farbe, versorgt werden. Die in 2 dargestellte Tintenversorgung kann jeweils für jeden Druckriegel 102 und/oder für jeden verwendeten Tintentyp einer Druckvorrichtung 100 und/oder für jeden einzelnen Druckkopf 103 bereitgestellt werden.
Den einzelnen Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 kann über einen Tintenversorgungskanal 206 Tinte 202 zugeführt werden. Der Tintenversorgungskanal 206 kann dabei die Tinte 202 aus einem Unterdruck- bzw. Backpressure-Behälter 201 beziehen. Der Unterdruck-Behälter 201 kann wiederum über einen Tintenversorgungskanal 206 aus einem Versorgungs-Behälter 204 mit Tinte 202 versorgt werden. Die Tinte 202 kann dabei mittels eines Versorgungs-Fördermoduls 205 (insbesondere mittels einer Pumpe) aus dem Versorgungs-Behälter 201 in den Unterdruck-Behälter 201 gefördert werden. Der Unterdruck-Behälter 201 kann dazu genutzt werden, innerhalb der einzelnen Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 einen bestimmten physikalischen Unterdruck einzustellen. Durch diesen physikalischen Unterdruck kann während des Druckbetriebs der Druckvorrichtung 100 gewährleistet werden, dass sich am Ausgang einer Düse 21, 22 ein Tinten-Meniskus ausbildet, der durch einen Aktuator der Düse 21, 22, z.B. durch einen piezoelektrischen Aktuator, in Bewegung versetzt werden kann, um einen Tintentropfen aus der Düse 21, 22 zu stoßen. Der physikalische (Unter-) Druck in den Düsen 21, 22 eines Druckkopfes kann in einer Druckphase auf ein Druckbetriebs-Niveau (z.B. -20mbar, -30mbar oder weniger) eingestellt werden. Das Druckbetriebs-Niveau kann dabei mechanisch über den Höhenunterschied zwischen der Düsenplatte des Druckkopfes 103 und dem Füllstand des Unterdruck-Behälters 201 eingestellt werden. Zur Einstellung des Drucks in den Düsen 21, 22 auf ein bestimmtes Druckbetriebs-Niveau kann somit der Füllstand des Unterdruck-Behälters 201 auf einen bestimmten Füllstandwert eingestellt, insbesondere geregelt, werden. Alternativ oder ergänzend kann durch ein Druckmodul 214 (z.B. durch eine Pumpe) der Druck bzw. der Unterdruck in dem Unterdruck-Behälter 201 eingestellt werden.
Die über den Tintenversorgungskanal 206 bereitgestellte Tinte 202 kann im Vorfeld eine Entgasungs-Vorrichtung 200 zur Reduzierung des Gasgehalts der Tinte 202 durchlaufen. Insbesondere kann Tinte 202 aus dem Unterdruck-Behälter 201 mittels eines Entgasungs-Fördermoduls 203 (insbesondere mittels einer Pumpe) durch die Entgasungs-Vorrichtung 200 und wieder zurück in den Unterdruck-Behälter 201 gepumpt werden. So können der Gasgehalt der Tinte 202 innerhalb des Unterdruck-Behälters 201 und somit der Gasgehalt der dem Druckkopf 103 bereitgestellten Tinte 202 reduziert werden.
In manchen Betriebsmodi (z.B. im Standby der Druckvorrichtung 100) oder bei relativ geringer Drucklast (z.B. beim Druck von Büchern oder Rechnungen) kann es vorkommen, dass die Tinte 202 relativ häufig durch die Temperierungs- und/oder Entgasungs-Vorrichtung 200 der Druckvorrichtung 100 gepumpt wird. Als Folge daraus wird die Tinte 202 einer relativ hohen Anzahl von Temperierungs- und Entgasungszyklen ausgesetzt. Dabei stellt das Pumpen und/oder das Entgasen der Tinte 202 einen relativ hohen (mechanischen und/oder thermischen) Stress für die Tinte 202 dar, der dazu führen kann, dass z.B. Pigmente und/oder andere Inhaltsstoffe der Tinte 202 agglomerieren. Es kann gezeigt werden, dass in einem geschlossenen Tintenkreislauf die Partikelgrößenverteilung der Tinte 202 mit der Anzahl der Pumpzyklen ansteigt. Dabei weist relativ „frische“ Tinte 202 relativ viele kleine Partikel (mit einer Partikelgröße <1µm) und relativ wenige große Partikel (mit einer Partikelgröße >1µm) auf. Wird die Tinte 202 mehrfach im Kreis durch eine Temperierungs- und/oder Entgasungs-Vorrichtung 200 gepumpt, so steigt der Anteil der relativ großen Partikel nach-und-nach an.
Tinte 202 mit einem relativ hohen Anteil an relativ großen Partikeln, kann (nach-und-nach) zu einem Verstopfen des Tintenfilters 213 eines Druckkopfes 103 führen (der z.B. eine Maschenweite von ca. 10µm aufweist). Insbesondere kann bereits durch Partikel mit einer Partikelgröße von ca. 3µm und mehr ein Verstopfen des Tintenfilters 213 bewirkt werden. Das zumindest teilweise Verstopfen des Tintenfilters 213 eines Druckkopfes 103 kann zu Düsenausfällen und damit zu einer reduzierten Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 führen. Des Weiteren kann durch ein zumindest teilweise Verstopfen des Tintenfilters 213 ein Regenerieren eines Druckkopfes 103 behindert werden.
Ein zumindest teilweise verstopfter Druckkopf 103 und/oder Tinte 202 mit relativ großen Partikeln führen typischerweise zu einem höheren Widerstand gegen den Tintenfluss als ein nicht-verstopfter Druckkopf 103 und/oder als Tinte 202 mit relativ kleinen Partikeln. Im Vorfeld können (experimentell) Kenndaten ermittelt werden, die

• für ein oder mehrere Verstopfungsgrade eines Tintenfilters 213 eines Druckkopfes 103; und/oder
• für Tinte 202 mit ein oder mehreren unterschiedlichen (mittleren) Partikelgrößen,

213

103

213

202

Es kann dann auf Basis der Kenndaten der Verstopfungsgrad eines Tintenfilters 213 und/oder die (mittlere) Partikelgröße von Tinte 202 ermittelt werden. Insbesondere kann in einem ersten Schritt der konkrete Wert der Tintenmenge ermittelt werden, die bei dem bestimmten Druck durch das Tintenfilter 213 fließt. In einem zweiten Schritt können dann der Verstopfungsgrad und/oder die (mittlere) Partikelgröße ermittelt werden, die sich aus den Kenndaten für den ermittelten konkreten Wert der Tintenmenge ergeben. Es kann somit der Zustand eines Tintenfilters 213 und/oder der Zustand von Tinte 202 ermittelt werden. Der Zustand kann dabei noch vor dem Start des Druckbetriebs einer Druckvorrichtung 100 ermittelt werden.
Insbesondere kann die Tintendurchflussmenge durch einen Druckkopf 103 bei der Reinigung des Druckkopfes 103 ermittelt werden. Dabei kann eine Druckvorrichtung 100 betrachtet werden, die für jeden Druckkopf 103 (und somit für jedes Tintenfilter 213) einen dedizierten Unterdruck-Behälter 201 zur Tintenversorgung aufweist. Der Füllstand eines Unterdruck-Behälters 201 kann mittels eines Füllstandssensors 211 erfasst werden. Des Weiteren kann der Unterdruck-Behälter 201 einen Drucksensor 212 aufweisen, der eingerichtet ist, den physikalischen Druck innerhalb des Unterdruck-Behälters 201 zu erfassen.
Der Füllstand des Unterdruck-Behälters 211 kann auf einen bestimmten Füllstandwert eingestellt, insbesondere geregelt, werden. Dies ist beispielhaft in 4 dargestellt. Insbesondere kann das Fördermodul 205 aktiviert werden, wenn (insbesondere sobald) der Füllstand unter einen unteren Füllstand-Schwellenwert 401 fällt oder den unteren Füllstand-Schwellenwert 401 erreicht. Andererseits kann das Fördermodul 205 deaktiviert werden, wenn der Füllstand einen oberen Füllstand-Schwellenwert 402 erreicht oder überschreitet. Somit kann bewirkt werden, dass der Füllstand innerhalb des Behälters 201 zwischen dem unteren Füllstand-Schwellenwert 401 und dem oberen Füllstand-Schwellenwert 402 schwankt.
Vor der Durchführung eines Reinigungsvorgangs (auch als Purge-Vorgang bezeichnet), kann der Unterdruck-Behälter 201 eines Druckkopfes 103 bis zu einem bestimmten Anfangs-Füllstand befüllt werden. Beispielsweise kann der Unterdruck-Behälter 201 bis auf den oberen Füllstand-Schwellenwert 401 aufgefüllt werden. Es kann dann, insbesondere mittels des Druckmoduls 214, ein (relativ erhöhter) Purge- bzw. Reinigungsdruck in dem Behälter 201 erzeugt werden (z.B. bei 100mbar, 150mbar, 200mbar oder mehr). Es kann somit ein Purge- bzw. Reinigungsdruck erzeugt werden, der signifikant über dem Druckbetriebs-Niveau (z.B. -30mbar) liegt, wobei bei dem Druckbetriebs-Niveau typischerweise nur dann Tinte aus einer Düse 21, 22 gefeuert wird, wenn die Düse 21, 22 mit einem Ausstoß-Puls angesteuert wird. Andererseits wird als Folge des Anlegens eines relativ hohen Purge- bzw. Reinigungsdrucks in dem Behälter 201 Tinte 202 aus dem Behälter 201 durch das Tintenfilter 213 und durch den Druckkopf 103 gespült (ohne dass dafür die Düsen 21, 22 mit einem Ausstoß-Puls angesteuert werden müssen). Während des Spülvorgangs wird typischerweise der Füllstand des Behälters 201 gemäß der o.g. Regelung aufgefüllt. Es kann somit die Tintenmenge ermittelt werden, die in Reaktion auf einen Reinigungsdruck durch das Tintenfilter 213 und durch den Druckkopf 103 gespült wurde. Die Tintenmenge kann dabei auf Basis der Anzahl der Nachfüllvorgänge zum Einstellen des Füllstands des Behälters 201 ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann die Tintenmenge auf Basis der Zeitdauer 411 ermittelt werden, die für das Auffüllen bis zu dem oberen Schwellenwert 402 benötigt wird.
Wenn der Druckkopf 103 (d.h. insbesondere das Tintenfilter 213) einen relativ hohen Widerstand aufweist und/oder wenn die Tinte 202 relativ große Tintenpartikel aufweist, so ist die Tintenmenge, die während eines Reinigungsvorgangs durch den Druckkopf 103 gespült wird, relativ gering. Andererseits können bei einem Druckkopf 103 mit einem relativ niedrigen Widerstand und/oder bei Tinte 202 mit relativ kleinen Tintenpartikeln typischerweise relativ hohe Tintenmengen durch den Druckkopf 103 gespült werden. 3 zeigt als Kenndaten einen beispielhaften Zusammenhang 301 zwischen der Tintenmenge, die bei einem Reinigungsvorgang durch einen Druckkopf 103 gespült wird, und dem Verstopfungsgrad eines Tintenfilters 213 bzw. der (mittleren) Partikelgröße der Tinte 202.
Dabei können bei den Kenndaten sowie bei der Ermittlung des Verstopfungsgrads eines Tintenfilters 213 bzw. der (mittleren) Partikelgröße der Tinte 202 typischerweise vereinzelte verstopfte Düsen 21, 22 vernachlässigt werden, da diese keinen wesentlichen Einfluss auf die Tintenmenge haben, die bei einem Reinigungsvorgang durch einen Druckkopf 103 gespült wird (zumal verstopfte Düsen 21, 22 bei einem Reinigungsvorgang typischerweise geöffnet bzw. ausgespült werden). Des Weiteren kann im Vorfeld zu einem Reinigungsvorgang und der Ermittlung des Verstopfungsgrads eines Tintenfilters 213 bzw. der (mittleren) Partikelgröße der Tinte 202 die Anzahl von verstopften Düsen 21, 22 ermittelt werden (z.B. durch optische Auswertung von Druckbildern, die mit der Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 gedruckt wurden). So kann gewährleistet werden, dass die Anzahl von verstopften Düsen 21, 22 ausreichend gering ist, so dass die Ermittlung des Verstopfungsgrads eines Tintenfilters 213 bzw. der (mittleren) Partikelgröße der Tinte 202 nicht durch verstopfte Düsen 21, 22 verfälscht wird.
Beispielsweise kann die Durchflussrate durch ein Tintenfilter 213 je nach Verstopfungsgrad und/oder Partikelgröße um 50% oder mehr reduziert werden. Dieser Zusammenhang 301 kann im Vorfeld (als Kenndaten) experimentell ermittelt werden. Somit kann auf Basis der Tintenmenge, die bei einem Reinigungsvorgang durch einen Druckkopf 103 gespült wird, in effizienter und präziser Weise der Zustand eines Tintenfilters 213 und/oder von Tinte 202 ermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend kann durch den Drucksensor 212 der physikalische (Über-)Druck innerhalb des Behälters 201 erfasst werden. Insbesondere kann der zeitliche Verlauf 321, 322 des Drucks in Reaktion auf das Bewirken eines Reinigungsdrucks 312 ermittelt werden (siehe 3b). Dabei kann der (Über-)Druck durch das Fördermodul 205 (d.h. durch den Tintenzulauf) und/oder durch das Druckmodul 214 (d.h. durch Erhöhen des Luftdrucks) bewirkt werden.
Infolge des Überdrucks wird ein Spülen des Druckkopfes 103 mit Tinte 202 aus dem Behälter 201 bewirkt. Die aus dem Behälter 201 in den Druckkopf 103 fließende Tinte 202 führt zu einem Abfall des Drucks innerhalb des Behälters 201. Liegt ein relativ hoher Widerstand des Druckkopfes 103 (insbesondere des Tintenfilters 213) vor und/oder weist die Tinte 202 relativ große Partikel auf, so wird der Druck in dem Behälter 201 nur relativ langsam abgebaut (wie z.B. durch den Verlauf 322 dargestellt). Andererseits führt ein relativ niedriger Widerstand und/oder Tinte 202 mit einer relativ kleinen Partikelgröße typischerweise zu einem relativ schnellen Abbau des Drucks (wie z.B. durch den Verlauf 321 dargestellt). Somit kann z.B. auf Basis der Zeit 331, 332, in der der physikalische Druck in dem Behälter 201 von dem Reinigungsdruck 312 auf einen bestimmten Zieldruck 311 abfällt, auf den Verstopfungsgrad eines Tintenfilters 213 und/oder auf die Partikelgröße von Tinte 202 geschlossen werden.
Bei der Ermittlung des zeitlichen Verlaufs 321, 322 des physikalischen Drucks in dem Behälter 201 kann der Überdruck (ggf. allein) durch das Fördermodul 205 bewirkt werden.
Anschließend kann der zeitliche Verlauf 321, 322 anhand des Drucksensors 212 erfasst werden. Es ist somit ggf. auf ein separates Druckmodul 214 verzichtet werden, um den Reinigungsdruck 312 zu bewirken. Somit kann der Zustand eines Tintenfilters 213 und/oder der Zustand von Tinte 202 in besonders effizienter Weise ermittelt werden.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters 213 und/oder des Zustands von Tinte 202 in einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100. Der Zustand des Tintenfilters 213 kann dabei den Grad der Verstopfung des Tintenfilters 213 umfassen bzw. anzeigen. Alternativ oder ergänzend kann der Zustand des Tintenfilters 213 anzeigen, ob ein Tintenfilter 213 ausgetauscht werden sollte bzw. muss oder nicht. Der Zustand der Tinte 202 kann eine Partikelgröße, insbesondere eine mittlere Partikelgröße, von Partikeln der Tinte 202 umfassen bzw. anzeigen. Alternativ oder ergänzend kann der Zustand der Tinte 202 anzeigen, ob die Tinte 202 ausgetauscht werden sollte bzw. muss oder nicht. Das Verfahren 500 kann durch eine Steuereinheit 101 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 ausgeführt werden.
Die Druckvorrichtung 100 umfasst zumindest einen Druckkopf 103 mit einem Tintenfilter 213. Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 zumindest einen (Tinten-) Behälter 201. Insbesondere kann die Druckvorrichtung 100 für jeden Druckkopf 103 mindestens bzw. genau einen dedizierten (Tinten-) Behälter 201 aufweisen. Ein Druckkopf 103 kann dann aus einem Behälter 201 (insbesondere aus dem dem Druckkopf 103 zugeordneten Behälter 103) über das Tintenfilter 213 des Druckkopfes 103 mit Tinte 202 versorgt werden.
Das Verfahren 500 umfasst das Bewirken 501 eines physikalischen Reinigungsdrucks 312 (in diesem Dokument auch als Purge-Druck bezeichnet) in dem Behälter 201, um zur Reinigung (in diesem Dokument auch als Purgen bezeichnet) des Druckkopfes 103 Tinte 202 durch das Tintenfilter 213 und durch den Druckkopf 103 zu spülen. Der Reinigungsdruck 312 kann für eine bestimmte Zeitdauer (z.B. 2 Minuten, 1 Minute, 30 Sekunden, oder weniger) in dem Behälter 201 bewirkt werden. Zu diesem Zweck kann Tinte 202 und/oder Druckluft in den Behälter 201 gepumpt werden, um den Reinigungsdruck 312 für die bestimmte Zeitdauer aufrechtzuerhalten. Im Anschluss an die bestimmte Zeitdauer kann dann bewirkt werden, dass der Behälter 201 wieder einen physikalischen Druck auf dem Druckbetriebs-Niveau annimmt, den der Behälter 201 für den Druckbetrieb der Druckvorrichtung 100 aufweist. Beispielsweise kann der physikalische Druck auf dem Druckbetriebs-Niveau ein Unterdruck sein (etwa bei - 30mbar). Andererseits kann der physikalische Reinigungsdruck 312 ein Überdruck sein (etwa bei 200mbar).
Im Druckbetrieb kann der Behälter 201 derart betrieben werden, dass die Tinte 202 in dem Behälter 201 einen bestimmten Füllstand aufweist. Insbesondere kann der Behälter 201 derart betrieben werden, dass der Füllstand des Behälters 201 zwischen einem unteren Füllstand-Schwellenwert 401 und einem oberen Füllstand-Schwellenwert 402 hin und her schwankt. Nach Ablauf der bestimmten Zeitdauer für die Reinigung des Druckkopfes 103 kann bewirkt werden, dass der Behälter 201 wieder auf einen bestimmten Füllstand bzw. wieder zwischen den unteren und den oberen Füllstand-Schwellenwert 401, 402 eingestellt wird.
Das Verfahren 500 umfasst ferner das Ermitteln 502 von Mengeninformation in Bezug auf die Menge an Tinte 202, die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck 312 durch den Druckkopf 103 gespült wird bzw. wurde. Alternativ oder ergänzend umfasst das Verfahren 500 das Ermitteln 502 von Druckinformation in Bezug auf den zeitlichen Verlauf 321, 322 des Drucks innerhalb des Behälters 201 in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck 312.
Zur Ermittlung der Mengeninformation kann Füllstandinformation in Bezug auf den Füllstand des Behälters 201 während der Reinigung und/oder im Anschluss an die Reinigung des Druckkopfes 103 ermittelt bzw. erfasst werden. Beispielsweise kann der Behälter 201 einen Füllstandssensor 211 aufweisen, dessen Sensordaten den Füllstand des Behälters 201 anzeigen. Es kann dann der Füllstand des Behälters 201 zu Beginn der Reinigung (insbesondere an dem Zeitpunkt, an dem erstmalig der Reinigungsdruck 312 bewirkt wird) und ggf. am Ende der Reinigung (z.B. nach Ablauf der bestimmten Zeitdauer, während der der Reinigungsdruck 312 bewirkt wird) ermittelt werden. Die Mengeninformation kann dann auf Basis der Füllstandinformation ermittelt werden. Insbesondere kann die Mengeninformation auf Basis der Differenz des Füllstands zu Beginn und des Füllstands am Ende der Reinigung des Druckkopfes 103 ermittelt werden.
Ggf. kann auch während der Reinigung des Druckkopfes 103 der Füllstand innerhalb des Behälters 201 eingestellt (insbesondere geregelt) werden. Insbesondere kann der Füllstand an Tinte 202 innerhalb des Behälters 201 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Füllstand-Schwellenwerten 401, 402 eingestellt werden (z.B. so dass der Füllstand zwischen dem unteren Füllstand-Schwellenwert 401 und dem oberen Füllstand-Schwellenwert 402 schwankt). Die Mengeninformation kann (ggf. auch) in Abhängigkeit davon ermittelt werden, wie häufig und/oder wie lange das Einstellen des Füllstands in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck 312 erfolgt. Insbesondere kann die Mengeninformation auf Basis der Förderkapazität des Fördermoduls 205 und/oder auf Basis der Aktivierungszeitdauer des Fördermoduls 205 während der Reinigung des Druckkopfes 103 ermittelt werden, wobei das Fördermodul 205 eingerichtet ist, Tinte 202 in den Behälter 201 zu fördern. So kann die Mengeninformation in präziser Weise ermittelt werden.
Die Druckinformation kann auf Basis eines Drucksensors 212 des Behälters 201 ermittelt werden, wobei der Drucksensor 212 eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Druck innerhalb des Behälters 201 zu erfassen. Der zeitliche Verlauf 321, 322 des physikalischen Drucks innerhalb des Behälters 201 kann anzeigen, wie sich der Druck innerhalb des Behälters 201 im Anschluss an die bestimmte Zeitdauer, während der der Reinigungsdruck 312 angelegt wird, über der Zeit entwickelt. Insbesondere kann der zeitliche Verlauf 321, 322 des Drucks anzeigen, wie (insbesondere wie schnell) der physikalische Druck innerhalb des Behälters 201 von dem Reinigungsdruck 312 auf einen niedrigeren Zieldruck 311 (z.B. auf das o.g. Druckbetriebs-Niveau) übergeht.
Die Druckinformation kann z.B. als zeitlichen Verlauf 321, 322 des Drucks innerhalb des Behälters 201 eine Sequenz von Druckwerten an einer entsprechenden Sequenz von Zeitpunkten umfassen (z.B. an 10, 20, 50, 100 oder mehr Zeitpunkten). Alternativ oder ergänzend kann die Druckinformation einen zeitlichen Gradienten des Druckabfalls innerhalb des Behälters 201 umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Druckinformation eine Zeitdauer 331, 332 anzeigen, die benötigt wird, um den physikalischen Druck in dem Behälter 201 von dem Reinigungsdruck 312 auf einen bestimmten Zieldruck 311 zu reduzieren. Es kann somit präzise Druckinformation bereitgestellt werden.
Ferner umfasst das Verfahren 500 das Bestimmen 503 des Zustands des Tintenfilters 213 und/oder des Zustands der Tinte 202 auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation. Dabei kann der Zustand des Tintenfilters 213 und/oder der Zustand der Tinte 202 insbesondere auf Basis von Kenndaten 301 ermittelt werden, wobei die Kenndaten 301 für unterschiedliche Ausprägungen der Mengeninformation und/oder für unterschiedliche Ausprägungen der Druckinformation entsprechende unterschiedliche Zustände des Tintenfilters 213 und/oder unterschiedliche Zustände der Tinte 202 anzeigen. Beispielsweise können die Kenndaten 301 für unterschiedliche Tintenmengen, die während der Reinigung durch den Druckkopf 103 geflossen sind, und/oder für unterschiedliche zeitliche Verläufe 321, 322 des Drucks innerhalb des Behälters 201 unterschiedliche Verstopfungsgrade des Tintenfilters 213 und/oder unterschiedliche (mittlere) Partikelgrößen der Partikel der Tinte 202 anzeigen.
Beispielhafte Ausprägungen der Mengeninformation können somit unterschiedliche Tintenmengen sein. Beispielhafte Ausprägungen der Druckinformation können somit unterschiedliche zeitliche Verläufe 321, 322 und/oder unterschiedliche zeitliche Gradienten und/oder unterschiedliche Zeitdauern 331, 332 sein. Beispielhafte unterschiedliche Zustände des Tintenfilters 213 können somit unterschiedliche Verstopfungsgrade sein. Beispielhafte unterschiedliche Zustände der Tinte 202 können somit unterschiedliche (mittlere) Partikelgrößen der Tinte 202 sein.
Der Zustand des Tintenfilters 213 und/oder der Zustand der Tinte 202 können somit in effizienter und präziser Weise während der Reinigung eines Druckkopfes 103 ermittelt werden. Zur Reinigung des Druckkopfes 103 wird in dem Tinten-Behälter 201 ein Reinigungsdruck 312 bewirkt, so dass Tinte 202 aus dem Behälter 201 durch das Tintenfilter 213 und durch den Druckkopf 103 gespült wird. Auf Basis der durch das Tintenfilter 213 gespülten Menge an Tinte 202 und/oder auf Basis des zeitlichen Verlaufs 321, 322 des Drucks innerhalb des Behälters 201 können dann in effizienter und präziser Weise der Verstopfungsgrad des Tintenfilters 213 und/oder die (mittlere) Partikel größe von Partikeln der Tinte 202 ermittelt werden.
Das Verfahren 500 kann ferner das Veranlassen einer Maßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Tintenfilters 213 und/oder in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand der Tinte 202 umfassen. Dabei kann als Maßnahme insbesondere ein Austausch des Tintenfilters 213 und/oder ein Austausch der Tinte 202 bewirkt werden. Beispielsweise können über eine Benutzerschnittstelle der Druckvorrichtung 100 als Maßnahme der ermittelte Verstopfungsgrad des Tintenfilters 213 angezeigt werden und/oder die ermittelte (mittlere) Partikelgröße der Partikel der Tinte 202 angezeigt werden. Alternativ oder ergänzend kann über die Benutzerschnittstelle als Maßnahme angezeigt werden, dass das Tintenfilter 213 und/oder die Tinte 202 ausgetauscht werden sollten. So kann in effizienter Weise eine Wartung der Druckvorrichtung 100 bewirkt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben. Die Druckvorrichtung 100 umfasst zumindest einen Behälter 201 zur Aufnahme von Tinte 202. Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 zumindest einen Druckkopf 103 mit einem Tintenfilter 213, wobei der Druckkopf 103 aus dem Behälter 201 über das Tintenfilter 213 mit Tinte 202 versorgt wird.
Ferner umfasst die Druckvorrichtung 100 eine Steuereinheit 101. Die Steuereinheit 101 ist eingerichtet, einen physikalischen Reinigungsdruck 312 in dem Behälter 201 zu bewirken, um zur Reinigung des Druckkopfes 103 Tinte 202 durch das Tintenfilter 213 und durch den Druckkopf 103 zu spülen. Zu diesem Zweck kann die Druckvorrichtung 100 ein Druckmodul 214 umfassen, das eingerichtet ist, durch Einbringen von Druckluft in den Behälter 201 den Druck in dem Behälter 201 zu erhöhen. Alternativ oder ergänzend kann die Druckvorrichtung 100 ein Fördermodul 205 umfassen, das eingerichtet ist, durch Einbringen von Tinte 202 in den Behälter 201 den Druck in dem Behälter 201 zu erhöhen.
Die Steuereinheit 101 ist ferner eingerichtet, Mengeninformation in Bezug auf die Menge an Tinte 202, die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck 312 durch den Druckkopf 103 gespült wird, und/oder Druckinformation in Bezug auf den zeitlichen Verlauf 321, 322 bzw. den Gradienten des Drucks innerhalb des Behälters 201 in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck 312 zu ermitteln. Außerdem ist die Steuereinheit 101 eingerichtet, auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation den Zustand des Tintenfilters 213 und/oder der Tinte 202 zu bestimmen. Dabei können durch eine Kombination von Mengeninformation und von Druckinformation der Zustand des Tintenfilters 213 und/oder der Zustand der Tinte 202 in besonders präziser Weise ermittelt werden.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können die ein oder mehreren Druckköpfe 103 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 ohne Drucken eines Druckbildes überprüft werden. So können Fehlfunktionen frühzeitig erkannt werden. Des Weiteren können so die Zuverlässigkeit und die Druckqualität einer Druckvorrichtung 100 erhöht werden. Ferner können Wartungszeiten reduziert und die Diagnose von Fehlern einer Druckvorrichtung 100 erhöht werden.
Bezugszeichenliste

1: Transportrichtung (des Aufzeichnungsträgers)
2: Bewegungsrichtung (eines Druckriegels)
21,22: Düse
31, 32: Spalte (des Druckbildes)
100: Druckvorrichtung
101: Steuereinheit
102: Druckriegel
103: Druckkopf
120: Aufzeichnungsträger
140: Druckwerk
200: Entgasungs-Vorrichtung
201: (Unterdruck-) Behälter
202: Tinte
203: Fördermodul (Pumpe)
204: (Vorrats-) Behälter
205: Fördermodul (Pumpe)
206: Tintenversorgungskanal
211: Füllstandssensor
212: Drucksensor
213: Tintenfilter
214: Druckmodul (Pumpe)
301: Kenndaten
311: Zieldruck
312: Reinigungsdruck
321, 322: Druckverlauf
331, 332: Zeitdauern (Druckabfall)
401, 402: Füllstand-Schwellenwert
411: Zeitdauer
500: Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters und/oder des Zustands von Tinte
501-503: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Zustands eines Tintenfilters (213) und/oder des Zustands von Tinte (202) in einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung (100); wobei die Druckvorrichtung (100) einen Druckkopf (103) mit einem Tintenfilter (213) umfasst; wobei der Druckkopf (103) aus einem Behälter (201) über das Tintenfilter (213) mit Tinte (202) versorgt wird; wobei das Verfahren (500) umfasst, - Bewirken (501) eines Reinigungsdrucks (312) in dem Behälter (201), um zur Reinigung des Druckkopfes (103) Tinte (202) durch das Tintenfilter (213) und durch den Druckkopf (103) zu spülen; - Einstellen eines Füllstands an Tinte (202) innerhalb des Behälters (201) in Abhängigkeit von zumindest einem Füllstand-Schwellenwert (401, 402); - Ermitteln (502) einer Mengeninformation in Bezug auf eine Menge an Tinte (202), die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck (312) durch den Druckkopf (103) gespült wurde, und/oder von Druckinformation in Bezug auf einen zeitlichen Verlauf (321, 322) des Drucks innerhalb des Behälters (201) in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck (312); wobei die Mengeninformation in Abhängigkeit davon ermittelt wird, wie häufig und/oder wie lange ein Einstellen des Füllstands in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck (312) erfolgt; und - Bestimmen (503) des Zustands des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202) auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei - der Zustand des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202) auf Basis von Kenndaten (301) ermittelt wird; und - die Kenndaten (301) für unterschiedliche Ausprägungen der Mengeninformation und/oder der Druckinformation entsprechende unterschiedliche Zustände des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202) anzeigen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Verfahren (500) umfasst, Erfassen einer Füllstandinformation in Bezug auf einen Füllstand des Behälters (201) während der Reinigung des Druckkopfes (103); und - die Mengeninformation auf Basis der Füllstandinformation ermittelt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Verfahren (500) umfasst, Veranlassen einer Maßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202); und - die Maßnahme umfasst, Austauschen des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - der Zustand des Tintenfilters (213) einen Grad der Verstopfung des Tintenfilters (213) umfasst bzw. anzeigt; und/oder - der Zustand der Tinte (202) eine Partikelgröße von Partikeln der Tinte (202) umfasst bzw. anzeigt.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung, die umfasst, - zumindest einen Behälter (201) zur Aufnahme von Tinte (202); - zumindest einen Druckkopf (103) mit einem Tintenfilter (213); wobei der Druckkopf (103) aus dem Behälter (201) über das Tintenfilter (213) mit Tinte (202) versorgt wird; und - eine Steuereinheit (101), die eingerichtet ist, -- einen Reinigungsdruck (312) in dem Behälter (201) zu bewirken, um zur Reinigung des Druckkopfes (103) Tinte (202) durch das Tintenfilter (213) und durch den Druckkopf (103) zu spülen; -- einen Füllstand an Tinte (202) innerhalb des Behälters (201) in Abhängigkeit von zumindest einem Füllstand-Schwellenwert (401, 402) einzustellen; -- eine Mengeninformation in Bezug auf eine Menge an Tinte (202), die in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck (312) durch den Druckkopf (103) gespült wird, und/oder Druckinformation in Bezug auf einen zeitlichen Verlauf (321, 322) des Drucks innerhalb des Behälters (201) in Reaktion auf den bewirkten Reinigungsdruck (312) zu ermitteln; -- die Mengeninformation auf Basis einer Förderkapazität des Fördermoduls (205) und/oder auf Basis einer Aktivierungszeitdauer des Fördermoduls (205) während der Reinigung des Druckkopfes (103) zu ermitteln; und -- auf Basis der Mengeninformation und/oder auf Basis der Druckinformation einen Zustand des Tintenfilters (213) und/oder der Tinte (202) zu bestimmen.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Druckvorrichtung (100) umfasst, - ein Druckmodul (214), das eingerichtet ist, durch Einbringen von Druckluft in den Behälter (201) den Druck in dem Behälter (201) zu erhöhen; und/oder - ein Fördermodul (205), das eingerichtet ist, durch Einbringen von Tinte (202) in den Behälter (201) den Druck in dem Behälter (201) zu erhöhen.
Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die Druckvorrichtung (100) umfasst, - einen Füllstandssensor (211), der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Füllstand innerhalb des Behälters (201) zu erfassen; und/oder - einen Drucksensor (212), der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Druck innerhalb des Behälters (201) zu erfassen.