EP3756894B1 - Verfahren zum betreiben einer tintendruckmaschine - Google Patents

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EP3756894B1
EP3756894B1 EP19182621.3A EP19182621A EP3756894B1 EP 3756894 B1 EP3756894 B1 EP 3756894B1 EP 19182621 A EP19182621 A EP 19182621A EP 3756894 B1 EP3756894 B1 EP 3756894B1
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EP
European Patent Office
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ink
pressure
printing
pressures
printing mode
Prior art date
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Active
Application number
EP19182621.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3756894A1 (de
Inventor
Dr. Nicklas Norrick
Dr. Stefan Knauf
Manfred Häußler
Sven Butschko
Jörg-Achim FISCHER
Burghart Schnabel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18—Ink recirculation systems

Definitions

  • the invention relates to a method having the features of the preamble of claim 1
  • the invention is in the technical field of the graphics industry and there in particular in the field of industrial, i.e. highly productive ink printing (inkjet) on flat substrates, i.e. the application of liquid ink to sheet or web-shaped printing materials, preferably made of paper, cardboard, cardboard, plastic or composite material.
  • the invention is in the sub-area of supplying inkjet print heads with liquid ink.
  • liquid ink is applied by generating a print image on a flat substrate, with an ink print head (abbreviated: head) with individually controllable nozzles producing the finest ink droplets corresponding to the image to be printed being preferred in the picoliter range, and transfers them contact-free to the printing material as pressure dots.
  • the nozzles can be controlled by means of piezo actuators.
  • the print heads have to be constantly supplied with liquid ink during printing, for which a so-called ink supply is usually used.
  • Such facilities usually include a reservoir and lines with pumps.
  • the DE 10 2016 217 879 A1 discloses a printing unit which has at least one reservoir for coating medium and an equalizing tank and at least one print head, the at least one print head having at least one Print head supply line is fluidically connected to the reservoir and wherein the printing unit has at least one supply line which extends from the reservoir to the reservoir.
  • the unit has two pressure sensors for measuring the pressure of the ink relative to the ambient pressure.
  • the U.S. 2008/0273063 A1 discloses a system and method for supplying ink to a reciprocating printhead. Sensors are used to measure the fill level of the ink. The document also discloses, for example, what is known as purging, ie the ejection of ink in order to clean the print heads and in particular their nozzles.
  • the EP2468512B1 discloses a liquid circulating device with two sensors for measuring the pressure in the ink.
  • the liquid circulating device is used to suppress the fluctuations in the pressure applied to a nozzle when the liquid starts to circulate with respect to the nozzle.
  • recognizing and possibly replacing faulty sensors are not intended as a purpose.
  • the EP3456541A1 discloses a device for ejecting liquid and a corresponding method.
  • the stated purpose is to stabilize the opening operation of a valve element at the time of generating a liquid flow in a liquid ejecting head.
  • recognizing and possibly replacing faulty sensors are not intended as a purpose.
  • the US8042895B2 discloses a method of using an ink reservoir of a printing device.
  • the intended use is to develop an ink recovery mode of operation in response to the difficulties caused by changes in ink conductivity.
  • detecting and possibly replacing malfunctioning sensors is not intended as an intended use.
  • a method for operating an ink printing machine which comprises a reservoir for ink, a plurality of print heads for ejecting ink droplets and two ink lines, namely a supply line and a return line, between the reservoir and the print heads, the pressure of the ink in at least one of the both ink lines are measured with a pressure sensor, the ink printing machine being operated at times in a printing mode and at times in a non-printing mode, and in the non-printing mode the pressure p1 in the supply line is measured with a first pressure sensor and the pressure p2 in the return line is measured with a second pressure sensor is measured, is characterized in that i) that temporarily operating the machine in the non-printing mode and measuring the pressures p1 and p2 in the non-printing mode are used to check the two pressure sensors for error-free operation, ii) that when after the measures under i) it is ensured that the two pressure sensors measure correctly, the meniscus pressure on the print heads is set or tracked correctly, and
  • the invention advantageously makes it possible to avoid replacing components which are actually working correctly, and therefore makes it possible to save time and money.
  • the invention also makes it possible to avoid the unintentional swapping occurring on the basis of erroneous assumptions, for example based on erroneous measured values.
  • the inkjet printer is operated in a non-printing mode, eg a cleaning mode or a maintenance mode, preferably at least temporarily, eg by changing from the printing to the non-printing mode.
  • a non-printing mode eg a cleaning mode or a maintenance mode
  • the pressure p1 in the flow line with a first pressure sensor and the pressure p2 in the return line is measured with a second pressure sensor.
  • the measured values p1 and p2 obtained in the non-printing mode can advantageously be used to draw conclusions or to carry out computer-aided calculations in this regard, which make it possible to avoid replacing components which actually function faultlessly unnecessarily.
  • Operating the machine in the non-printing mode and measuring the pressures in the non-printing mode can advantageously be used to check the pressure sensors for error-free operation in a simple manner. No additional and expensive components, especially test equipment, are required for this.
  • the checking can be automated and therefore profitably be done regularly. In this way, observed printing errors can be traced back to an incorrectly set ink pressure and in particular meniscus pressure (ink pressure at the nozzle opening), instead of incorrectly assuming that a print head is defective and must be replaced.
  • the knowledge obtained that at least one of the pressure sensors is not measuring correctly can prevent such erroneous conclusions and the unnecessary costs that result from them.
  • the so-called meniscus pressure on the print heads can be set or tracked without errors. If this additional measure does not lead to a better print result, the defective print heads can be replaced.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that print heads are cleaned in the non-printing mode and ink is ejected in the process and that the pressures p1 and p2 are measured in the non-printing mode and at a measurement time, namely before the ink is ejected or directly before the ink - Eject, done.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the ink lines are filled with ink and that the pressures p1 and p2 are ink pressures.
  • the ink lines are filled with ink (so-called "wet" test). In the wet test, possible pumps in the ink circuit are at a standstill at least for the duration of the measurement and the value of the volume flow of ink is zero.
  • ⁇ ⁇ g ⁇ ⁇ h is a fixed, known value and can be expressed in a electronic memory can be provided for the calculation. If ⁇ p deviates from this value, at least one of the two sensors is not working correctly. Maintenance work can therefore be limited to the sensors and, in particular, the expensive print heads do not need to be maintained or even replaced.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that ink is refilled or changed in the non-printing mode and the ink lines are pumped empty and that the pressures p1 and p2 are measured in the non-printing mode and at a measuring time, namely after the empty pumping or directly after pumping empty.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the ink lines are not filled with ink and that the pressures p1 and p2 are atmospheric pressures.
  • the ink lines are not filled with ink but with air (so-called "dry" test).
  • a preferred development of the invention can be characterized in that a computer is provided which carries out the arithmetic determination and that the computer automatically starts measuring the pressures p1 and p2 at the time of measurement.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the computer stores the values of the pressures p1 and p2 at several measurement times, calculates a trend of the measured value and issues a warning if the trend exceeds a predetermined value.
  • a preferred development of the invention can be characterized in that the pressure p1 is measured in a flow distributor of the flow line and that the pressure p2 is measured in a return distributor of the return line.
  • figure 1 shows a preferred embodiment of a device with which the method according to the invention can be carried out.
  • An ink printing machine 1 for printing sheets or webs of printing material is shown, in particular a machine for the industrial production of printed products, for example commercial items or packaging.
  • the machine 1 comprises an ink supply device 2; briefly an ink supply 2.
  • This in turn comprises a reservoir 3 for the ink and ink lines 4, ie a feed line 4a with a feed pump 5a and a return line 4b with a return pump 5b.
  • the line 4a leads to a flow distributor 6a, from where the ink reaches the print heads 8. From there, unprinted (circulating or agitated) ink reaches a return distributor 6b and finally back to the reservoir 3.
  • a so-called bypass 7 can optionally be provided between the supply distributor and the return distributor.
  • the flow manifold can be part of the flow line and the return manifold can be part of the return line.
  • the print heads 8 eject ink drops in accordance with the control corresponding to the print image and in this way generate the print image on the printing material.
  • non-printing mode hereinafter M2
  • the print heads eject ink droplets 31, e.g.
  • a first pressure sensor 20 can be used to measure the pressure p1 of the ink (or the air pressure in the supply line 4a and/or in the supply distributor 6a when the pump is empty); accordingly, with a second pressure sensor 21, the pressure p2 in the return line 4b and/or in the return distributor 6b. Measurement signals or measurement data obtained in this way can be transmitted to a computer 22 of the machine 1 or the device 2 via lines 23a. Signals and/or data processed by the computer, e.g.
  • the device 2 shown thus circulates ink 30 to the printheads 8 and the printheads thus produce ink drops 31 for printing.
  • figure 2 shows a preferred embodiment of the method according to the invention with the method steps 40 to 49. Such a method can be carried out with a device as in figure 1 shown to be carried out.
  • process step 40 the required components are provided, e.g. the reservoir 3, the print heads 8, the ink lines 4, the pressure sensors 20 and 21 and the computer 22.
  • the printing machine 1 is in the printing mode M1, i.e. the machine is productive and printed products are produced by transferring ink drops 31 onto a printing material.
  • the printing machine 1 is in the non-printing mode M2, i.e. the machine is not productive; for example, a printhead cleaning, an ink change or maintenance is carried out.
  • the machine can be transitioned from M1 mode to M2 mode, either automatically or with operator intervention.
  • step 43 at least part of the supply device 2 is pumped dry, e.g. the ink lines 4 and/or the distributors 6a and 6b. This can be done, for example, to prepare for an ink change.
  • This step, along with the subsequent step of measuring, is called “dry” testing since the measurements are made in ink-free lines.
  • a pressure measurement takes place: the first pressure sensor 20 measures the pressure p1 of the ink or (in the optional pumped-empty state) of the air in the vicinity of the flow distributor 6a; the second pressure sensor 21 accordingly measures the pressure p2 or the air in the vicinity of the return manifold 6b.
  • the pressure sensors can be attached to or in the distributors.
  • step 45 the print heads 8 are cleaned and ink droplets 31 are ejected (but not for printing!), preferably into the purge tank 9.
  • This step along with the previous step of measuring, is called “wet” testing since the measurements are made in ink-filled ducts.
  • the measurement 44 preferably takes place either at a measurement time t before the cleaning or ink ejection according to step 45 and particularly preferably directly before the cleaning 45 or ink ejection. In this case, a continuous agitation or circulation of the ink is preferably interrupted.
  • the pressures of the liquid ink are measured with p1 and p2 ("wet").
  • the measurement 44 preferably takes place at a measurement time t after the optional pumping empty 43, particularly preferably directly after the pumping empty.
  • the air pressures of the ambient air are measured with p1 and p2 ("dry").
  • ⁇ is the density of the ink
  • g is the acceleration due to gravity
  • h1 and h2 are again the heights (positions in the vertical) of the measuring sensors 20 and 21 (or the measuring locations, i.e. the manifolds 6a and 6b if the sensors are attached to the manifolds).
  • the difference between the air pressures at height h1 and height h2 i.e. the positions of the measuring sensors in the vertical) can be neglected.
  • the measurement in both variants can be started automatically by the computer 22 or alternatively "manually", i.e. by intervention by a machine operator.
  • the computer 22 can store the pressures p1 and p2 measured at several measurement times t and calculate a trend over time therefrom and, according to method step 48, output an optical or acoustic warning if this calculated trend exceeds (or falls below) a predetermined limit value.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Description

    Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen, d.h. hochproduktiven Tintendrucks (Inkjet) auf flache Substrate, d.h. des Auftragens von flüssiger Tinte auf bogen- oder bahnförmige Bedruckstoffe, bevorzugt aus Papier, Karton, Pappe, Kunststoff oder Verbundmaterial. Im Besonderen liegt die Erfindung dabei auf dem Teilgebiet der Versorgung von Inkjet-Druckköpfen mit flüssiger Tinte.
    • Stand der Technik
  • Das Auftragen flüssiger Tinte erfolgt bei dem bekannten DOD-Tintendruckverfahren (drop-on-demand), indem ein Druckbild auf einem flachen Bedruckstoff erzeugt wird, wobei ein Tintendruckkopf (kurz: Kopf) mit einzeln ansteuerbaren Düsen dem zu druckenden Bild entsprechend feinste Tintentropfen, bevorzugt im Pikoliter-Bereich, erzeugt und diese berührungslos als Druckpunkte auf den Bedruckstoff überträgt. Das Ansteuern der Düsen kann mittels Piezoaktoren erfolgen. Die Druckköpfe müssen während des Druckens ständig mit flüssiger Tinte versorgt werden, wozu üblicherweise eine so genannte Tintenversorgung zum Einsatz kommt. Solche Einrichtungen umfassen meist einen Vorratsbehälter und Leitungen mit Pumpen.
  • Die DE 10 2016 217 879 A1 offenbart ein Druckaggregat, das zumindest einen Vorratsbehälter für Beschichtungsmittel und einen Ausgleichsbehälter und zumindest einen Druckkopf aufweist, wobei der zumindest eine Druckkopf über zumindest eine Druckkopfzuleitung mit dem Ausgleichsbehälter strömungstechnisch verbunden ist und wobei das Druckaggregat zumindest eine Zufuhrleitung aufweist, die sich von dem Vorratsbehälter zu dem Ausgleichsbehälter erstreckt. Das Aggregat weit zwei Drucksensoren zum Messen Druck der Tinte relativ zum Umgebungsdruck auf.
  • Die US 2008/0273063 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Versorgung eines hin und her bewegten Druckkopfs mit Tinte. Dabei kommen Sensoren zum Einsatz, die den Füllstand der Tinte messen. Das Dokument offenbart z.B. auch das so genannte Purgen, d.h. das Ausstoßen von Tinte um die Druckköpfe und insbesondere deren Düsen zu reinigen.
  • Die EP2468512B1 offenbart eine Flüssigkeitszirkulationsvorrichtung mit zwei Sensoren zum Messen des Drucks in der Tinte. Die Flüssigkeitszirkulationsvorrichtung wird dazu eingesetzt, die Schwankungen des auf eine Düse aufgebrachten Drucks zu unterdrücken, wenn die Flüssigkeitszirkulation in Bezug auf die Düse beginnt. Ein Erkennen und mögliches Tauschen fehlerhaft arbeitender Sensoren sind dagegen nicht als Einsatzzweck vorgesehen.
  • Die EP3456541A1 offenbart eine Vorrichtung zum Ausstoßen von Flüssigkeit und ein entsprechendes Verfahren. Angegebener Einsatzzweck ist es, den Öffnungsvorgang eines Ventilelements zum Zeitpunkt des Erzeugens eines Flüssigkeitsstroms in einem Flüssigkeitsausstoßkopf zu stabilisieren. Ein Erkennen und mögliches Tauschen fehlerhaft arbeitender Sensoren sind dagegen nicht als Einsatzzweck vorgesehen.
  • Die US8042895B2 offenbart ein Verfahren zum Verwenden eines Tintenreservoirs einer Druckvorrichtung. Angegebener Einsatzzweck ist es, als Reaktion auf die durch Änderungen der Tintenleitfähigkeit hervorgebrachten Schwierigkeiten einen Betriebsmodus zur Tintenrückgewinnung zu entwickeln, Ein Erkennen und mögliches Tauschen fehlerhaft arbeitender Sensoren sind dagegen nicht als Einsatzzweck vorgesehen.
  • Aus dem Stand der Technik sind demnach Tintenversorgungen mit Sensoren bekannt.
  • Im Stand der Technik kann das Problem auftreten, dass teure Komponenten, wie z.B. Druckköpfe, mit hohem Aufwand und unter Verringerung der Produktivzeit der Maschine, getauscht werden ohne dass dies tatsächlich erforderlich wäre.
    • Aufgabe
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, es zu vermeiden, Komponenten, welche tatsächlich fehlerfrei funktionieren, zu tauschen und es daher ermöglicht Zeit und Kosten einzusparen. Es ist eine weitere Aufgabe, es zu vermeiden, dass das ungewollte Tauschen aufgrund fehlerhafter Annahmen geschieht, z.B. basierend auf fehlerhaften Messwerten.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Tintendruckmaschine, welche einen Vorratsbehälter für Tinte, eine Mehrzahl von Druckköpfen zum Ausstoßen von Tintentropfen und zwei Tintenleitungen, nämlich eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung, zwischen dem Vorratsbehälter und den Druckköpfen umfasst, wobei der Druck der Tinte in wenigstens einer der beiden Tintenleitungen mit einem Drucksensor gemessen wird, wobei die Tintendruckmaschine zeitweise in einem druckenden Modus und zeitweise in einem nichtdruckenden Modus betrieben wird, und wobei im nichtdruckenden Modus der Druck p1 in der Vorlaufleitung mit einem ersten Drucksensor und der Druck p2 in der Rücklaufleitung mit einem zweiten Drucksensor gemessen wird, zeichnet sich dadurch aus, i) dass das zeitweise Betreiben der Maschine im nichtdruckenden Modus und das Messen der Drücke p1 und p2 im nicht druckenden Modus dazu verwendet werden, die beiden Drucksensor auf fehlerfreies Arbeiten zu überprüfen, ii) dass, wenn nach den Maßnahmen unter i) sichergestellt ist, dass die beiden Drucksensoren ordnungsgemäß messen, der Meniskusdruck an den Druckköpfen fehlerfrei eingestellt oder nachgeführt wird, und iii) dass, wenn die Maßnahme unter ii) nicht zu einem besserem Druckergebnis führt, fehlerhafte Druckköpfe getauscht werden .
  • Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, es zu vermeiden, Komponenten, welche tatsächlich fehlerfrei funktionieren, zu tauschen und ermöglicht es daher, Zeit und Kosten einzusparen. Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise auch, es zu vermeiden, dass das ungewollte Tauschen aufgrund fehlerhafter Annahmen geschieht, z.B. basierend auf fehlerhaften Messwerten.
  • Erfindungsgemäß wird die Tintendruckmaschine in einem nichtdruckenden Modus, z.B. einem Reinigungsmodus oder einem Wartungsmodus, betrieben, bevorzugt wenigstens zeitweise, z.B. durch Wechsel vom druckenden in den nichtdruckenden Modus. Weiterhin wird erfindungsgemäß im nichtdruckenden Modus (und nicht im druckenden Modus, d.h. nicht in der Produktivphase der Maschine) der Druck p1 in der Vorlaufleitung mit einem ersten Drucksensor und der Druck p2 in der Rücklaufleitung mit einem zweiten Drucksensor gemessen. Die erhaltenen Messwerte p1 und p2 im nichtdruckenden Modus können in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, Rückschlüsse zu ziehen bzw. rechnergestützt Berechnungen hierzu anzustellen, die es ermöglichen, zu vermeiden, Komponenten, welche tatsächlich fehlerfrei funktionieren, unnötigerweise zu tauschen. Das erfindungsgemäße Betreiben der Maschine im nichtdruckenden Modus und das Messen der Drücke im nicht druckenden Modus kann in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, die Drucksensoren auf einfache Weise auf fehlerfreies Arbeiten zu überprüfen. Hierzu sind keine zusätzlichen und teuren Komponenten, insbesondere Prüfmittel, erforderlich. Zudem kann das Überprüfen automatisiert erfolgen und daher gewinnbringend regelmäßig erfolgen. Beobachtete Druckfehler können auf diese Weise ggf. auf einen nicht korrekt eingestellten Tintendruck und insbesondere Meniskusdruck (Druck der Tinte an der Düsenöffnung) zurückgeführt werden, anstatt fälschlicherweise anzunehmen, ein Druckkopf sei defekt und müsse getauscht werden. Die erlangte Erkenntnis, dass wenigstens einer der Drucksensoren nicht korrekt misst, kann solche Fehlschlüssen und daraus entstehende, unnötige Kosten verhindern.
  • Wenn nach den erfindungsgemäßen Maßnahmen sichergestellt wurde, dass die Drucksensoren ordnungsgemäß messen, so kann der so genannte Meniskusdruck an den Druckköpfen fehlerfrei eingestellt oder nachgeführt werden. Wenn auch diese zusätzliche Maßnahme nicht zu einem besserem Druckergebnis führ, so können fehlerhafte Druckköpfe getauscht werden.
    • Weiterbildungen der Erfindung
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass im nichtdruckenden Modus Druckköpfe gereinigt werden und dabei Tinte ausgestoßen wird und dass das Messen der Drücke p1 und p2 im nichtdruckenden Modus und zu einem Messzeitpunkt, nämlich vor dem Tinten-Ausstoßen oder direkt vor dem Tinten-Ausstoßen, erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitungen mit Tinte gefüllt sind und dass die Drücke p1 und p2 Tintendrücke sind. Bei dieser Variante sind also die Tintenleitungen mit Tinte gefüllt (so genannte "Nass"-Prüfung). Bei der Nass-Prüfung stehen mögliche Pumpen im Tintenkreislauf zumindest für die Messdauer still und der Wert des Volumenstroms an Tinte ist Null.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Druckdifferenz Δp = p1-p2 oder Δp = p2-p1 rechentechnisch bestimmt wird und eine Warnung ausgegeben wird, falls Δp < > ρ∗g∗Δh, wobei p die Dichte der Tinte, g die Erdbeschleunigung und Δh = h1-h2 oder Δh = h2-hl die Differenz der Höhen h1 und h2 der beiden Drucksensoren sind. ρ∗g∗Δh ist ein fester, bekannter Wert und kann in einem elektronischen Speicher für die Berechnung bereitgestellt werden. Weicht Δp von diesem Wert ab, so arbeitet wenigstens einer der beiden Sensoren nicht korrekt. Wartungsarbeiten können daher auf die Sensoren beschränkt werden und insbesondere brauchen nicht die teuren Druckköpfe gewartet oder gar gewechselt werden.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass im nichtdruckenden Modus Tinte nachgefüllt oder gewechselt wird und dabei die Tintenleitungen leer gepumpt werden und dass das Messen der Drücke p1 und p2 im nichtdruckenden Modus und zu einem Messzeitpunkt, nämlich nach dem Leerpumpen oder direkt nach dem Leerpumpen, erfolgt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitungen nicht mit Tinte gefüllt sind und dass die Drücke p1 und p2 Luftdrücke sind. Bei dieser Variante sind also die Tintenleitungen nicht mit Tinte gefüllt, sondern mit Luft (so genannte "Trocken"-Prüfung).
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Druckdifferenz Δp = p1-p2 oder Δp = p2-p1 rechentechnisch bestimmt wird und eine Warnung ausgegeben wird, falls Δp < > 0.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass ein Rechner bereitgestellt wird, welcher das rechentechnische Bestimmen ausführt, und dass der Rechner das Messen der Drücke p1 und p2 zu dem Messzeitpunkt automatisch startet.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Rechner die Werte der Drücke p1 und p2 mehrerer Messzeitpunkte abspeichert, einen Trend der Messwert berechnet und eine Warnung ausgibt, falls der Trend einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Druck p1 in einem Vorlaufverteiler der Vorlaufleitung gemessen wird und dass der Druck p2 in einem Rücklaufverteiler der Rücklaufleitung gemessen wird.
  • Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar. Weiterbildungen der Erfindung können zudem die - im obigen Abschnitt "Technisches Gebiet der Erfindung" offenbarten - Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aufweisen.
    • Ausführungsbeispiele zur Erfindung
  • Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    Eine Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung; und
    Figur 2
    ein erfindungsgemäßes Verfahren in bevorzugter Ausführungsform.
  • Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Gezeigt ist eine Tintendruckmaschine 1 für das Bedrucken von Bogen oder Bahnen aus Bedruckstoff, insbesondere eine Maschine für die industrielle Produktion von Druckprodukten, z.B. Akzidenzien oder Verpackungen.
  • Die Maschine 1 umfasst eine Einrichtung 2 zur Versorgung mit Tinte; kurz eine Tintenversorgung 2. Diese wiederum umfasst einen Vorratsbehälter 3 für die Tinte und Tintenleitungen 4, d.h. eine Vorlaufleitung 4a mit einer Vorlaufpumpe 5a und eine Rücklaufleitung 4b mit einer Rücklaufpumpe 5b. Die Leitung 4a führt zu einem Vorlaufverteiler 6a, von wo die Tinte zu den Druckköpfen 8 gelangt. Von dort gelangt nicht verdruckte (zirkulierende oder umgewälzte) Tinte zu einem Rücklaufverteiler 6b und schließlich zurück zum Vorratsbehälter 3. Zwischen dem Vorlaufverteiler und dem Rücklaufverteiler kann optional ein sogenannter Bypass 7 vorgesehen sein. Der Vorlaufverteiler kann Teil der Vorlaufleitung und der Rücklaufverteiler Teil der Rücklaufleitung sein.
  • Im nicht dargestellten druckenden Modus (nachfolgend M1) stoßen die Druckköpfe 8 Tintentropfen entsprechend druckbild-korrespondierenden Ansteuerung aus und erzeugen auf diese Weise das Druckbild auf dem Bedruckstoff. Im dargestellten, nichtdruckenden Modus (nachfolgend M2), z.B. in einem Reinigungsmodus oder Wartungsmodus, stoßen die Druckköpfe Tintentropfen 31 z.B. in eine sogenannte Purge-Wanne 9 aus.
  • Der statische Druck der Tinte in den Druckköpfen 8 und insbesondere an den Austrittsöffnungen deren Tintendüsen, der sogenannte Miniskusdruck, wird (z.B. im nichtdruckenden Modus M2) primär durch die Höhendifferenz Δh = h2 - h1 der Höhe h2 der Anordnung des Rücklaufverteiler 6b (oder eines daran angeordneten Drucksensors) in der Vertikalen und der Höhe h1 der Anordnung des Vorlaufverteilers 6a (oder eines daran angeordneten Drucksensors) in der Vertikalen bestimmt (oder umgekehrt Δh = h1 - h2, bei entsprechend umgekehrter Höhenanordnung der beiden Verteiler).
  • Mittels eines ersten Drucksensors 20 kann der Druck p1 der Tinte (oder im leergepumpten Zustand) des Luftdrucks in der Vorlaufleitung 4a und/oder im Vorlaufverteiler 6a gemessen werden; entsprechend mit einem zweiten Drucksensor 21 der Druck p2 in der Rücklaufleitung 4b und/oder im Rücklaufverteiler 6b. Derart erhaltene Messsignale oder Messdaten können über Leitungen 23a an einen Rechner 22 der Maschine 1 oder der Vorrichtung 2 übermittelt werden. Vom Rechner verarbeitete Signale und/oder Daten, z.B. auf Basis einer berechneten Druckdifferenz Δp = p2 - p1 (oder umgekehrt Δp = p1 - p2 je nach Höhenanordnung der beiden Verteiler 6a und 6b), können als Steuer- oder RegelSignale (oder -Daten) über Leitungen 23b an die Pumpen 5a und 5b übermittelt werden.
  • Die gezeigte Vorrichtung 2 versorgt auf diese Weise zirkulierend die Druckköpfe 8 mit Tinte 30 und die Druckköpfe erzeugen auf diese Weise Tintentropfen 31 für das Drucken.
  • Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den Verfahrensschritten 40 bis 49. Ein solches Verfahren kann mit einer Vorrichtung wie in Figur 1 gezeigt durchgeführt werden.
  • Im Verfahrensschritt 40 erfolgt das Bereitstellen der erforderlichen Komponenten, z.B. des Vorratsbehälters 3, der Druckköpfe 8, der Tintenleitungen 4, der Drucksensoren 20 und 21 und des Rechners 22.
  • In Verfahrensschritt 41 befindet sich die Druckmaschine 1 im druckenden Modus M1, d.h. die Maschine ist produktiv und es werden Druckprodukte durch Übertragen von Tintentropfen 31 auf einen Bedruckstoff erzeugt.
  • In Verfahrensschritt 42 befindet sich die Druckmaschine 1 im nichtdruckenden Modus M2, d.h. die Maschine ist nicht produktiv; beispielsweise wird eine Druckkopfreinigung, ein Tintenwechsel oder eine Wartung durchgeführt. Die Maschine kann vom Modus M1 in den Modus M2 überführt werden, entweder automatisch oder durch Bedienereingriff.
  • Im optionalen Verfahrensschritt 43 wird wenigstens ein Teil der Versorgungseinrichtung 2 leergepumpt, z.B. die Tintenleitungen 4 und/oder die Verteiler 6a und 6b. Dies kann z.B. zur Vorbereitung eines Tintenwechsels erfolgen. Dieser Schritt zusammen mit dem nachfolgenden Schritt des Messens wird "Trocken"-Prüfung genannt, da die Messungen in tintenfreien Leitungen erfolgen.
  • In Verfahrensschritt 44 erfolgt eine Druckmessung: der erste Drucksensor 20 misst den Druck p1 der Tinte oder (im optional leergepumpten Zustand) der Luft in der Nähe des Vorlaufverteilers 6a; der zweite Drucksensor 21 misst entsprechend den Druck p2 oder der Luft in der Nähe des Rücklaufverteilers 6b. Die Drucksensoren können hierzu an oder in den Verteilern angebracht sein.
  • Im optionalen Verfahrensschritt 45 werden die Druckköpfe 8 gereinigt und dabei werden Tintentropfen 31 (allerdings nicht zum Drucken!) ausgestoßen, bevorzugt in die Purge-Wanne 9. Dieser Schritt zusammen mit dem vorausgehenden Schritt des Messens wird "Nass"-Prüfung genannt, da die Messungen in tintengefüllten Leitungen erfolgen.
  • Das Messen 44 erfolgt in einer ersten Variante bevorzugt entweder zu einem Messzeitpunkt t vor dem Reinigen bzw. Tintenausstoßen gemäß Schritt 45 und besonders bevorzugt direkt vor dem Reinigen 45 bzw. Tintenausstoßen. Dabei wird bevorzugt ein ständiges Umwälzen oder Zirkulieren der Tinte unterbrochen. Es werden hierbei mit p1 und p2 die Drücke der flüssigen Tinte gemessen ("nass"). Oder aber das Messen 44 erfolgt in einer zweiten Variante bevorzugt zu einem Messzeitpunkt t nach dem optionalen Leerpumpen 43, besonders bevorzugt direkt nach dem Leerpumpen. Es werden hierbei mit p1 und p2 Luftdrücke der Umgebungsluft gemessen ("trocken").
  • In der ersten Variante erfolgt in Verfahrensschritt 46 ein rechentechnisches Bestimmen (unter Einsatz des Rechners 22) der Druckdifferenz Δp = p2 - p1 (oder Δp = p1 - p2) der Tintendrücke und in Verfahrensschritt 48 die Ausgabe einer bevorzugt optischen oder akustischen Warnung, falls gilt: Δp < > ρ · g · Δh. Dabei ist ρ die Dichte der Tinte, g die Erdbeschleunigung und Δh = h2 - h1 (oder Δh = h1 - h2). Dabei sind h1 und h2 wiederum die Höhen (Positionen in der Vertikalen) der messenden Sensoren 20 und 21 (oder der Messorte, d.h. der Verteiler 6a und 6b, sofern die Sensoren an den Verteilern angebracht sind).
  • In der zweiten Variante erfolgt in Verfahrensschritt 46 ein rechentechnisches Bestimmen der Druckdifferenz Δp = p2 - p1 (oder Δp = p1 - p2) der Luftdrücke und im Verfahrensschritt 48 dann die Ausgabe einer bevorzugt optischen und/oder akustischen Warnung, falls gilt: Δp < > 0. Der Unterscheid zwischen den Luftdrücken in der Höhe h1 und der Höhe h2 (d.h. der Positionen der messenden Sensoren in der Vertikalen) kann dabei vernachlässigt werden.
  • Das Bestimmen der Druckdifferenz Δp (je nach Version "trocken" oder "nass") erlaubt es, die beteiligten Drucksensoren auf ordnungsgemäße Funktion und auf Einhalten einer vorgegebenen Messgenauigkeit, +/- 1 mbar, zu prüfen.
  • Es können mehrere, gleiche Messungen und Berechnungen für Δp für über einen vorgegebenen Zeitraum (mehrere Messzeitpunkte, z.B. 5 oder 10), von z.B. einer Sekunde Dauer, erfolgen und es kann als Ist-wert ein Mittelwert gebildet werden, welcher mit einem vorgegebenen Soll-Wert verglichen wird.
  • Das Starten der Messung in beiden Varianten kann automatisch vom Rechner 22 erfolgen oder alternativ "von Hand", d.h. durch einen Eingriff eines Maschinenbedieners.
  • Der Rechner 22 kann gemäß optionalem Verfahrensschritt 47 die gemessenen Drücke p1 und p2 mehrerer Messzeitpunkte t abspeichern und daraus einen zeitlichen Trend berechnen und gemäß Verfahrensschritt 48 eine optische oder akustische Warnung ausgeben, falls dieser berechnete Trend einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet (oder unterschreitet).
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tintendruckmaschine
    2
    Versorgungseinrichtung für Tinte
    3
    Vorratsbehälter
    4
    Tintenleitungen
    4a
    Vorlaufleitung
    4b
    Rücklaufleitung
    5a
    Vorlaufpumpe
    5b
    Rücklaufpumpe
    6a
    Vorlaufverteiler
    6b
    Rücklaufverteiler
    7
    Bypass
    8
    Druckköpfe
    9
    Purge-Wanne
    20
    erster Drucksensor
    21
    zweiter Drucksensor
    22
    Rechner
    23a, 23b
    Signal- und/oder Datenleitungen
    30
    Tinte
    31
    Tintentropfen
    40 bis 49
    Verfahrensschritte
    M1
    druckender Modus
    M2
    nichtdruckender Modus, z.B. Reinigungsmodus
    t
    Messzeitpunkt oder Messzeitpunkte
    p1
    Druck der Tinte in der Vorlaufleitung oder Luftdruck
    p2
    Druck der Tinte in der Rücklaufleitung oder Luftdruck
    Δp
    Druckdifferenz
    h1
    Höhe des ersten Tintensensors
    h2
    Höhe des zweiten Tintensensors
    Δh
    Höhendifferenz

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Tintendruckmaschine, welche einen Vorratsbehälter (3) für Tinte (30), eine Mehrzahl von Druckköpfen (8) zum Ausstoßen von Tintentropfen (31) und zwei Tintenleitungen (4), nämlich eine Vorlaufleitung (4a) und eine Rücklaufleitung (4b), zwischen dem Vorratsbehälter und den Druckköpfen umfasst, wobei der Druck der Tinte in wenigstens einer der beiden Tintenleitungen mit einem Drucksensor (20, 21) gemessen wird, wobei die Tintendruckmaschine (1) zeitweise in einem druckenden Modus (M1, 41) und zeitweise in einem nichtdruckenden Modus (M2, 42) betrieben wird, und wobei im nichtdruckenden Modus der Druck p1 in der Vorlaufleitung (6a) mit einem ersten Drucksensor (20) und der Druck p2 in der Rücklaufleitung (6b) mit einem zweiten Drucksensor (21) gemessen (44) wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    i) dass das zeitweise Betreiben der Maschine im nichtdruckenden Modus (M2, 42) und das Messen der Drücke p1 und p2 im nicht druckenden Modus (M2, 42) dazu verwendet werden, die beiden Drucksensor (20, 21) auf fehlerfreies Arbeiten zu überprüfen,
    ii) dass, wenn nach den Maßnahmen unter i) sichergestellt ist, dass die beiden Drucksensoren (20, 21) ordnungsgemäß messen, der Meniskusdruck an den Druckköpfen (8) fehlerfrei eingestellt oder nachgeführt wird, und
    iii) dass, wenn die Maßnahme unter ii) nicht zu einem besserem Druckergebnis führt, fehlerhafte Druckköpfe (8) getauscht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im nichtdruckenden Modus (M2, 42) Druckköpfe (8) gereinigt (45) werden und dabei Tinte ausgestoßen wird und dass das Messen (44) der Drücke p1 und p2 im nichtdruckenden Modus (M2, 42) und zu einem Messzeitpunkt (t), nämlich vor dem Tinten-Ausstoßen oder direkt vor dem Tinten-Ausstoßen, erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitungen (4a, 4b) mit Tinte gefüllt sind und dass die Drücke p1 und p2 Tintendrücke sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckdifferenz Δp = p1-p2 oder Δp = p2-p1 rechentechnisch bestimmt wird (46) und eine Warnung ausgegeben wird (48), falls Δp < > ρ∗g∗Ah, wobei ρ die Dichte der Tinte, g die Erdbeschleunigung und Δh = h1-h2 oder Δh = h2-h1 die Differenz der Höhen h1 und h2 der beiden Drucksensoren sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im nichtdruckenden Modus (M2, 42) Tinte nachgefüllt oder gewechselt wird und dabei die Tintenleitungen (4a, 4b) leer gepumpt werden (43) und dass das Messen (44) der Drücke p1 und p2 im nichtdruckenden Modus und zu einem Messzeitpunkt (t), nämlich nach dem Leerpumpen oder direkt nach dem Leerpumpen, erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitungen (4a, 4b) nicht mit Tinte gefüllt sind und dass die Drücke p1 und p2 Luftdrücke sind.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Druckdifferenz Δp = p1-p2 oder Δp = p2-p1 rechentechnisch bestimmt wird (46) und eine Warnung ausgegeben wird (48), falls Δp < > 0.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Rechner (22) bereitgestellt wird (40), welcher das rechentechnische Bestimmen (46) ausführt, und dass der Rechner das Messen (44) der Drücke p1 und p2 zu dem Messzeitpunkt (t) automatisch startet.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Rechner (22) die Werte der Drücke p1 und p2 mehrerer Messzeitpunkte (t) abspeichert, einen Trend der Messwert berechnet (47) und eine Warnung ausgibt (48), falls der Trend einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Druck p1 in einem Vorlaufverteiler (6a) der Vorlaufleitung (4a) gemessen wird (44) und dass der Druck p2 in einem Rücklaufverteiler (6b) der Rücklaufleitung (4a) gemessen wird.
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