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DE102013002254A1 - Modularer Düsenstock mit Überwachungsmodul - Google Patents

Modularer Düsenstock mit Überwachungsmodul Download PDF

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DE102013002254A1
DE102013002254A1 DE201310002254 DE102013002254A DE102013002254A1 DE 102013002254 A1 DE102013002254 A1 DE 102013002254A1 DE 201310002254 DE201310002254 DE 201310002254 DE 102013002254 A DE102013002254 A DE 102013002254A DE 102013002254 A1 DE102013002254 A1 DE 102013002254A1
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DE
Germany
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nozzle
monitoring module
substrate
image sensor
head
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DE201310002254
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English (en)
Inventor
Robert Massen
Jörg Eberhardt
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Baumer Inspection GmbH
Original Assignee
Baumer Inspection GmbH
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Publication date
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Abstract

Düsenstock für einen Tintenstrahldrucker bestehend aus wenigstens einem Düsenkopf zur tröpfchenweisen Ausbringung von Druckflüssigkeit auf ein Substrat und wenigstens einem Überwachungsmodul zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen des wenigstens einen Düsenkopfes, wobei das wenigstens eine Überwachungsmodul wenigstens einen Bildsensor und eine Beleuchtung aufweist, wobei die Beleuchtung einen Ausschnitt von wenigstens der Breite des wenigstens einen Düsenkopfes ausleuchtet und der Bildsensor diesen Ausschnitt erfasst, und wobei der Bildsensor und die Beleuchtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die Abmasse des Gehäuses im Wesentlichen den Abmassen eines Gehäuse des wenigstens einen Düsenkopfes entspricht und wobei an dem Düsenstock Befestigungselemente vorgesehen sind, an denen sowohl das wenigstens eine Überwachungsmodul als auch der wenigstens eine Düsenkopf befestigbar ist und eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, mit der sowohl die elektrischen Signalleitungen mit dem Überwachungsmoduls als auch mit dem wenigstens einen Druckkopfes verbindbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen modularen Düsenstock für einen Tintenstrahldrucker mit Überwachungsmodul zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen eines Tintenstrahldruckers gemäss Anspruch 1.
  • Für die Erzeugung von dekorierten Oberflächen auf einem Substrat, wie beispielsweise keramische Fliesen, Möbelteile, Laminatfussböden, Paneele für Innen- und Aussenwände, Bautextilien, grossformatige Fotos, werden in einem immer grösseren Umfang Digitaldrucker insbesondere Tintenstrahldrucker eingesetzt. Ein Vorteil dieser sogenannten „drop on demand” Technologie (DOD) gegenüber dem klassischen Tiefdruck oder Offsetdruck ist die Fähigkeit, kleine Losgrössen ohne grossen Umrüstungsaufwand herstellen zu können. Ferner sind Digitaldrucker im Vergleich zu den klassischen Druckvorrichtungen, welche mit geprägten Zylindern, mit rotierenden Sieben oder mit Druckplatten arbeitenden Verfahren arbeiten, wesentlich kompakter und zudem einfacher zu bedienen.
  • Tintenstrahldrucker sind Matrixdrucker, bei denen durch den gezielten Abschuss bzw. das Ablenken kleiner Tintentröpfchen ein Druckbild erzeugt wird.
  • Hochleistungs-Tintenstrahldrucker schleudern typischerweise bis zu einer Milliarde kleinster Tintentröpfchen pro Quadratmeter auf ein zu bedruckendes Substrat, welches unter einer Anzahl Düsen wenigstens eines Düsenkopfes eines Düsenstocks vorbeigeführt wird. Jedes einzelne kleine Tröpfchen transportiert dabei ein Tintenvolumen von wenigen Pico-Litern. Die aus den kleinen Düsen herausgeschleuderten Tröpfchen werden mit Auswurffrequenzen von bis zu 20 kHz auf ein Substrat aufgetragen. Für einen Farbdruck werden in der Regel Tinten in den Farben Cyan, Magenta, Gelb und der Schlüsselfarbe Schwarz (CMYK-Farbmodell) verwendet. Das CMYK-Farbmodell ist ein subtraktives Farbmodell, das die technische Grundlage für den modernen Vierfarbdruck bildet. Die Abkürzung CMYK steht für die drei Farbbestandteile Cyan, Magenta, Yellow und den Schwarzanteil Key als Farbtiefe.
  • Die Tintenstrahl-Druckköpfe selbst sind hochkomplexe und miniaturisierte Bauelemente, die in Form von kompakten Modulen aus piezo-keramischem Material hergestellt werden, wobei jedes Modul typischerweise zwischen 100 bis zu 1000 Düsen aufzeigt, aus welchen die Tintentröpfchen auf das zu bedruckende Substrat herausgeschleudert werden. Je nach Breite des zu bedruckenden Substrats werden mehrere Druckköpfe nebeneinander oder mäanderförmig versetzt angebracht, um die gesamte Substratbreite mit der erforderlichen Punktauflösung (dpi) abzudecken.
  • Wenn auch die Technologie der Druckköpfe und der eingesetzten Tinten sich in den letzten Jahren stark verbessert hat, so bleibt eine für den Tintenstrahldruck spezifische Fehlerquelle bestehen, nämlich die Wahrscheinlichkeit, dass eine bestimmte Düse infolge einer Verstopfung durch Fremdteile oder durch eingetrocknete Tintenreste blockiert und damit keine Tröpfchen mehr ausstossen kann, oder aber im umgekehrten Fall, dass eine Düse nicht mehr schliesst und permanent Tröpfchen ausstösst.
  • Durch einen Düsenfehler entstehen linienförmige Störungen im Bild des ausgedruckten Musters, welche je nach Ausprägung, nach Farbe und/oder nach dem Bildmuster in der Umgebung der ausgefallenen Düsenspur selbst mehr oder weniger visuell auffällig sind. Diese Störungen im Druckbild kann eine erhebliche Qualitätsminderung darstellen.
  • Derzeit wird bei grosstechnischen Anwendungen des Tintenstrahldrucks regelmässig eine visuelle Beobachtung durch das Bedienungspersonal durchgeführt. Im Falle eines sichtbaren Düsenfehlers wird üblicherweise der Produktionsprozess gestoppt und die Düsenköpfe in einem meistens automatisch ablaufenden Reinigungszyklus mit speziellen Flüssigkeiten gereinigt. Jeder solcher Reinigungszyklus bedeutet einen Produktionsstillstand, welcher typischerweise mit einem Produktionsausfall von cirka 5 bis 15 Minuten einhergeht. Eine permanente visuelle Überwachung durch das Bedienungspersonal ist zudem kostenintensiv und nicht sehr zuverlässig.
  • Eine Abhilfe wird durch eine häufige routinemässige Durchführung von Reinigungszyklen als vorbeugende Massnahme zur Vermeidung dieser Druckfehler geschaffen. Jedoch führen auch diese Reinigungszyklen zu Produktionsausfällen.
  • Einige Hersteller entwickelten Druckköpfe mit integrierten Sensoren zur einzelnen Überwachung jeder Düse. Neben einem erhöhten konstruktiven und kostenintensiven Aufwand ist auch hierbei ein automatisches Auslösen einer Reinigung erforderlich. Dies ist jedoch mit einem Produktionstop und damit mit einem Absinken der Produktivität verbunden.
  • Einige Hersteller entwickeln Druckköpfe mit integrierten thermischen, elektronischen oder optischen Sensoren, um den Tropfenausstoß jeder Düse einzeln zu überwachen.
  • So ist beispielsweise in der US 2005/0078138 A1 ein Verfahren beschrieben, indem mit Hilfe eines Lasers und einer optischen Sensorik ein korrekter Tröpfchenauswurf aus den zahlreichen Düsen eines Düsenstock überwacht werden kann. Solche „Tröpfchen-Beobachtungs-Sensoren” sind einerseits sehr schwierig in den engen Zwischenraum zwischen Düsenplatte und Substrat einzubauen und andererseits mit erhöhten Kosten verbunden. Zudem liefert eine derartige Überwachung keine Aussage über die Sichtbarkeit des Düsenfehlers im fertigen Druckbild.
  • Andere Hersteller nutzen nachgeschaltete Kamera-basierte Überwachungssysteme, um in grösseren Zeitabständen Druckbilder mit Testmuster zu drucken und mit Verfahren der Bildverarbeitung und Mustererkennung auf Düsenfehler, Farbabweichungen und ähnliches automatisch zu kontrollieren.
  • So beschreibt beispielsweise die US 6,352,331 B1 ein Verfahren, bei welchem in bestimmten Zeitintervallen Testmuster auf das Substrat gedruckt werden. Diese Muster werden mit Hilfe eines Überwachungssystems erfasst und auf Düsenfehler untersucht. Systeme, welche Testmuster benötigen, haben den erheblichen Nachteil, dass sie die Produktion des laufenden Auftrags unterbrechen. Diese Testmuster müssen dann wieder aus dem Druckauftrag entfernt werden. Dies ist insbesondere beim Bedrucken von kontinuierlichen Bahnen, wie beispielsweise Dekorfolie als Rollenware für die Möbelindustrie, von erheblichem Nachteil.
  • Diese bekannten optischen Kamera-basierten Überwachungssysteme sind von den Druckköpfen getrennte Systeme. Nachteilig bei diesen Kamera-basierten Systemen erweist sich die in der Regel grosse Bauform und eine vom Substrat entfernte Anbringung, welche durch die optischen Vorgaben der Bildverarbeitung bedingt sind wie beispielsweise der Abstand der eingesetzten hochauflösenden Farbbildzeilenkamera zum Substrat, dem möglichst kleinen Öffnungswinkel der optische Abbildungssysteme zur Vermeidung geometrischer und chromatischer Verzerrungen, die Strahlformgebung der Beleuchtungssysteme zur Erzeugung einer homogenen linienhaften Ausleuchtung des bedruckten Substrats an der von der Kamera beobachteten Stelle etc..
  • Es ist daher insbesondere für die Hersteller von Tintenstrahl-Großdrucker aufwendig, solche sehr spezifischen, Kamera-basierten Überwachungssysteme in ihren Druckern einzusetzen, da diese Systeme mechanisch keinen Bezug zur modularen Anordnung der eingesetzten Druckkopf-Modulen haben. Die Zuordnung des von der Überwachungskamera gelieferten Bildes zu einer fehlerhaften Düse eines Druckkopfes ist aufwendig.
  • Noch schwieriger ist es für einen Endkunden, selbst seinen eigenen Drucker mit Überwachungssystemen nachzurüsten.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehenden Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Düsenstock für einen Tintenstrahldrucker bestehend aus wenigstens einem Düsenkopf zur tröpfchenweisen Ausbringung von Druckflüssigkeit auf ein Substrat und wenigstens einem Überwachungsmodul zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen des wenigstens einen Düsenkopfes, wobei das wenigstens eine Überwachungsmodul wenigstens einen Bildsensor und eine Beleuchtung aufweist, wobei die Beleuchtung einen Ausschnitt von wenigstens der Breite des wenigstens einen Düsenkopfes ausleuchtet und der Bildsensor diesen Ausschnitt erfasst, und wobei der Bildsensor und die Beleuchtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die Abmasse des Gehäuses im Wesentlichen den Abmassen eines Gehäuse des wenigstens einen Düsenkopfes entspricht und wobei an dem Düsenstock Befestigungselemente vorgesehen sind, an denen sowohl das wenigstens eine Überwachungsmodul als auch der wenigstens eine Düsenkopf befestigbar ist und eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, mit der sowohl die elektrischen Signalleitungen mit dem Überwachungsmoduls als auch mit dem wenigstens einen Druckkopfes verbindbar sind.
  • Somit lassen sich in den Düsenstöcken der Tintenstrahldrucker modular Überwachungsmodule vorsehen bzw. in diese bedarfsgerecht einpassen. Die Überwachungsmodule sind somit auch modular an unterschiedliche Druckerbreiten und Geschwindigkeiten anpassbar. Damit kann eine direkte Zuordnung von erkannten Fehlern zur betroffenen fehlerhaften Düse in vorteilhafter Weise erreicht werden.
  • Die Überwachungsmodule lassen sich vorzugsweise als letzte Einheit (in Richtung der Fortbewegung des zu bedruckenden Substrats) anordnen, so dass ein Überwachungsmodul die beispielsweise von 4 CMYK-farbigen Druckköpfen bildgebend auf Düsenfehler überwacht.
  • Der Düsenkopf und das Überwachungsmodul weisen jeweils Befestigungsmittel zur mechanischen Fixierung an Befestigungsmitteln des Düsenstockes auf, wobei die Befestigungsmittel jeweils kompatibel ausgeführt sind, so dass der Düsenkopf und das Überwachungsmodul jeweils modular an dem Düsenstock anbringbar sind. Ferner weist der Düsenkopf und das Überwachungsmodul jeweils elektrische Kontaktelemente zur elektrischen Verbindung mit dem Düsenstock auf, wobei die elektrischen Kontaktelemente jeweils kompatibel ausgeführt sind, so dass der Düsenkopf und das Überwachungsmodul mit dem Düsenstock an einer gleichen Position modular elektrisch verbindbar sind. Die Gehäuse des Düsenkopfes und des Überwachungsmodules sind bevorzugt baugleich ausgeführt.
  • Ferner sind mehrere Düsenköpfen nebeneinander und mehreren Überwachungsmodule den Düsenköpfen nachgeordnet angeordnet, so dass eine bedruckte Substratbreite von den Überwachungsmodulen optisch eine die Substratbreite lückenlos erfasst werden kann.
  • Für den Hersteller von komplexen Druckköpfe ist diese Modularität von Druckkopf und Überwachungsmodul aufgrund der kompatiblen Gestaltung von grossem technischen und wirtschaftlichen Vorteil, da durch einen Aneinanderreihung gleicher Druckkopf-Module beliebig breite Substrate mit unterschiedlichen Punktedichten (dpi = dots per inch) bei gleichzeitiger Funktionskontrolle der Düsen vorgesehen werden können.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemässen Düsenstocks weist das Überwachungsmodul eine Auswertevorrichtung auf, die mit Verfahren der Bildverarbeitung und der Mustererkennung den Ausschnitt auf das Vorhandensein von Drüsenfehlern analysiert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bildsensor des Überwachungsmoduls mit dem wenigstens einen Drüsenkopf synchronisierbar, so eine Bildaufnahme des Bildsensors von einem Triggersignal des Druckkopfes erfolgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann über einen Zwischenstecker die elektronischen Ansteuersignale derjenigen Druckköpfe, welche in Druckrichtung gesehen unmittelbar vor einem Überwachungsmodul angeordnet sind, an dieses Überwachungsmodul weiter geleitet werden.
  • Weiter ist mit dem Überwachungsmodul das Substrat bildgebend mit einem monochromen Zeilensensor erfassbar, wobei zeitlich nacheinander das Substrat in den N Farben des verwendeten Tintenfarbsystems kurzzeitig beleuchtet wird und die N Zeilenbilder auf das Vorliegen eines Druckfehlers mit Hilfe einer Recheneinheit untersucht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine bedruckte Breite des Substrats dadurch erfassbar, indem einzelnen Überwachungsmodule mittels Befestigungen so angeordnet sind, dass die optisch erfassten Bildfelder des Substrates sich lückenlos anschliessen.
  • Ein zu bedruckendes Substrat ist mit Hilfe des wenigstens einen Bildsensors erfassbar, wobei das bedruckte Substrat vorzugsweise zeitlich sequentiell mit Licht in den Farben der eingesetzten Druckfarben von der wenigstens einen Beleuchtung beleuchtet wird. Eine sequentielle Farbsteuerung und die jeweilige Zeitdauer der Beleuchtung und eine Zusammenwirken mit dem Bildsensor erfolgt von einer Steuereinheit, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, die von dem Bildsensor erfassten Bilder des Druckmusters des Substrats mittels Verfahren der Bildverarbeitung hinsichtlich Fehlmuster auszuwerten, wobei das Vorhandensein eines Fehlmusters als Kriterium für eine Fehlfunktion wenigstens einer Düse auswertbar ist.
  • In vorteilhafter Weise wird damit die Produktivität eines Tintenstrahldruckers signifikant gesteigert, da eine die Produktion unterbrechende Wartung und/oder eine Durchführung von Reinigungszyklen nur dann gestartet werden müssen, wenn auch tatsächlich ein Düsenfehler und damit ein Fehlmuster aufgetreten ist.
  • Eine Beleuchtung des Überwachungsmodules kann so ausgeführt sein, zusätzlich Licht im Nahen Infrarotbereich (NIR) auszugeben. Alternativ hierzu kann auch eine weitere Beleuchtung zur Aussendung von Licht im Nahen Infrarotbereich vorgesehen sein. Insbesondere zur Beleuchtung der Farbe Schwarz wird Licht im NIR Bereich verwendet.
  • Ferner kann die Beleuchtung ausgeführt sein, sequenziell die Beleuchtungsfarbe zu ändern, wobei die Beleuchtung vorzugsweise als eine Linienbeleuchtungsquelle ausgebildet ist.
  • Der Bildsensor des Überwachungssystems kann als ein monochromer Zeilensensor ausgeführt sein, mit dem das bedruckte Substrat über eine Optik, vorzugsweise quer zur Vorschubrichtung des Substrats, auf die Sensorzeile des monochromen Zeilensensors abbildbar ist.
  • Mit der Auswerteeinheit kann weiter ein Mass für die Sichtbarkeit des Fehlmusters in dem Druckmuster des Substrates erzeugt werden, wobei hierzu vorzugsweise ein Verhältnis einer Signalstärke des Fehlmusters im erfassten Bild des Druckmusters des Substrats des Überwachungssystems zu der unmittelbaren Umgebung des Fehlmusters ermittelbar ist.
  • Abhängig vom Grad der Sichtbarkeit und den Qualitätsanforderungen des Druckauftrags kann automatisch oder über die Benutzerführung entschieden werden ob:
    • – unterbrechungsfrei weitergedruckt wird oder
    • – in einen Druckauftrag umgeschaltet wird, in welchem der aufgetretene und weiter bestehende Düsenfehler visuell toleriert werden kann oder
    • – die Produktion gestoppt wird und ein Reinigungszyklus für mindestens den betroffenen Düsenkopf durchgeführt wird.
  • Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung mehrerer Düsenstöcke mit modular ausgeführten Druckköpfen und Überwachungsmodulen,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Überwachungsmoduls zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen an Druckköpfen mit elektrischen Anschlüssen und Befestigungselementen,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Druckkopfes mit elektrischen Anschlüssen und Befestigungselementen und
  • 4 eine schematische Darstellung einer besonders kostengünstigen Ausführung des Überwachungsmoduls.
  • 1 zeigt einen Ausschnitt eines Tintenstrahldruckers mit acht Düsenstöcken 1. Für eine Dekorierung, d. h. einer Aufbringung eines Druckmusters auf ein Substrat werden in der Regel vier Grundfarben CYAN C, MAGENTA M, YELLOW Y und BLACK K verwendet. Ein Düsenstock 1 umfasst mehrere Druckköpfe 3 mit einer Vielzahl kleiner Düsen 4 durch die Farbtröpfchen auf das Substrat 2 gebracht werden. Das Substrat 2 kann beispielsweise aus einem hellen keramischen Rohling – einer Fliese bestehen. Hierbei wird ein helles Substrat mechanisch mit konstanter Geschwindigkeit unter der Anordnung der acht Düsenstöcke 1 bewegt (gezeigt mit einem Pfeil 7 in 1). Die Druckköpfe 3 der Düsenstöcke 1 schleudern aus der Vielzahl kleinster Düsen 4 entsprechend dem zu druckenden Druckmuster Tintentröpfchen in der jeweiligen Grundfarbe K (schwarz), der Grundfarbe Y (Yellow), der Grundfarbe M (Magenta) und der Grundfarbe C (CYAN) auf das Substrat 2. Die Druckköpfe 3 eines Düsenstockes 1 umfassen dabei jeweils eine Grundfarbe C, M, Y, K. Das Druckmuster ist hierbei als eine RIP-Datei (Raster Image Prozessor Datei) in einem Speicher abgelegt und von diesem durch die Steuereinheit abrufbar. Die Düsen 4 der Druckköpfe 3 erzeugen ein durch kleinste Punkte gebildetes erkennbares farbiges Dekor – das Druckmusters. Die Düsenköpfe 3 sind nebeneinander oder mäanderförmig versetzt über die Substratbreite angeordnet.
  • Die mit dem Druckmuster versehene Fliese wird gleichzeitig durch mehrere nebeneinander angeordnete Überwachungsmodule 8 erfasst. Die Ausgangsignale der Überwachungsmodule 8 werden von einer Auswerteeinheit (nicht dargestellt) für die Erkennung eines oder mehrerer linienförmige Düsenfehler ausgewertet, welche durch verstopfte (blockierte) Düsen 4 innerhalb eines Druckkopfes 3 des Düsenstocks 1 oder aber durch offene (nicht mehr schliessende) oder unregelmässig arbeitende Düsen 4 erzeugt werden. Das Ergebnis der Inspektion wird auf einer Anzeigeeinheit fortlaufend dargestellt und/oder als Steuersignal in die Druckersteuerung über eine Schnittstelle übertragen (nicht dargestellt).
  • Das bewegte Substrat 2 wird also durch Auswurf von Tintentröpfchen mit einer Auflösung von 300 dpi bedruckt und von den nachgeschalteten Überwachungsmodulen 8 abtastet.
  • Mit der erfindungsgemässen Düsenstöcken 1 können die für den Tintenstrahldruck typischen Düsenfehler automatisch frühzeitig erkannt werden und ihre Sichtbarkeit bewertet werden.
  • Die Druckköpfe 3 sind kompakte aneinander reihbare Module mit seitlichen Befestigungselementen 13, einer dem Substrat 2 zugewandten Düsenplatte und einer Zuführung der elektrischen Signale für die Ansteuerung der piezo-keramischen Ejektoren.
  • 2 zeigt zur Erläuterung des Standes der Technik das typische Aussehen eines ca. 80 Millimeter breiten Tintenstrahl-Druckkopfes 2, welcher durch seitliche Befestigungselemente 13 mit anderen Druckköpfen 2 auf einem Trägerrahmen fixiert werden kann, so dass breitere Druckfelder durch die Aneinander-Reihung der einzelnen Druckköpfen 2 erreicht werden, die den sogenannten Düsenstock 1 bilden. Jeder Druckkopf 2 verfügt über eine elektrische Signal-Zuführung 14 und über einen hydraulischen Anschluss an die Tinte-Förderpumpe 18.
  • 3 zeigt beispielhaft eine besonders einfache Ausprägung des Erfindungsgedanken. In einem Gehäuse 12 mit im Wesentlichen den gleichen Dimensionen, den gleichen Befestigungselementen 13 und im Wesentlichen der gleichen Bauform sind ein miniaturisierter, vorzugsweise zeilenförmig das bedruckte Substrat durch ein Beobachtungsfenster 16 beobachtende Bildsensor 5 mit einer Abbildungsoptik 11 und einer Beleuchtung 9 integriert. Dieses Überwachungsmodul 8 wird über einen elektrischen Anschluss-Stecker auf der Oberseite an die Steuereinheit (nicht eingezeichnet) angeschlossen. Die seitliche Schlauchzuführung 15 erlaubt es, Luft in den Überwachungsmodul 8 einzublasen, um ein Eindringen von Tintennebel und Stäuben durch den erzeugten leichten Überdruck zu vermeiden. Damit wird das Beobachtungsfenster 16 in dem Inneren des Überwachungsmoduls 8 von Stäuben freigehalten. Die Beleuchtung 9 typischerweise aus LEDs- oder ähnliche pulsförmig ansteuerbare Lichtquellen beleuchten das Substrat 2. Die Gestaltung und Dimensionierung des Überwachungsmoduls 8 entspricht weitgehend der des Tintenstrahl Druckkopfes 3, dargestellt in 2.
  • 4 zeigt ein besonders kostengünstiges Ausführungsbeispiel für das Überwachungsmodul 8. Das Überwachungsmodul 8 umfasst einen monochromen Zeilensensor 20, welcher das bedruckte Substrat aus einer senkrechten Blickrichtung über eine angekoppelte Linienoptik 11 (Gradientenlinsen) abtastet und vier schnell schaltbare zeilenförmige Beleuchtungen 9 mit den Farben CYAN, MAGENTA, YELLOW und K (Nahes Infrarot), um das bedruckte und sich bewegende Substrat jeweils kurzzeitig nacheinander in diesen vier Farben durch das Beobachtungsfenster 16 zu beleuchten.
  • Die Hersteller von Tintenstrahldrucker können in vorteilhafter Weise je nach geforderter Druckbreite mehrere Düsenstöcke 1 in einer Reihe oder mäanderförmig versetzt anordnern. Durch diese hohe Modularität lassen sich kostengünstig Drucker mit kundenspezifischen Anforderungen für die unterschiedlichsten Anwendungen und Auflösungen herstellen.
  • Durch die vorteilhafte Bauform der erfindungsgemässen Düsenstöcke 1 wird erreicht, dass vorhandene Befestigungs- und Ausrichtsysteme und Halterungen wahlweise für den Einbau eines Düsenstockes 1 oder eines Überwachungsmoduls 8 genutzt werden können und damit sowohl die Nachrüstung eines vorhandenen Tintenstrahldruckers mit den Überwachungsmodulen 8 als auch die primäre Produktion eines Tintenstrahldruckers mit einem integriertem Überwachungsmodul 8 kostengünstig realisiert werden kann.
  • Die automatische Erkennung einer fehlerhaften Düse 4 mit dem Überwachungsmodul 8 wird erfindungsgemäss nicht auf die Detektion und Identifikation von fehlerhaften Düsen 4 im Sinne der Funktionsüberwachung beschränkt, sondern durch eine automatische Bewertung der Sichtbarkeit für den menschlichen Beobachter des oder der Düsenfehler im fertigen Produkt ergänzt. Das Ziel ist dabei, die Produktivität eines Tintenstrahldruckers nicht dadurch unnötig zu verringern, dass jeder automatisch erkannter Düsenfehler einen Produktionsstillstand mit Reinigungs- und/oder Wartungszyklus auslöst. Die Produktivität soll erfindungsgemäss trotz Auftreten von Düsenfehler dadurch erhöht werden, dass nur ab einer vorgegebenen Sichtbarkeitsschwelle des oder der aufgetretenen Düsenfehler der Reinigungs- und/oder Wartungszyklus ausgelöst wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Düsenstock
    2
    Substrat
    3
    Druckkopf
    4
    Düsen
    5
    Bildsensor
    7
    Bewegungsrichtung des Substrates 2
    8
    Überwachungsmodul
    9
    Beleuchtung
    11
    Abbildungsoptik
    12
    Gehäuse
    13
    Befestigungselement
    14
    elektrische Signalzuführung
    15
    seitliche Schlauchzuführung
    16
    Beobachtungsfenster
    18
    hydraulischer Anschluss an die Tinten-Förderpumpe
    19
    Druckfeld
    20
    monochromer Zeilensensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2005/0078138 A1 [0012]
    • US 6352331 B1 [0014]

Claims (9)

  1. Düsenstock für einen Tintenstrahldrucker bestehend aus wenigstens einem Düsenkopf zur tröpfchenweisen Ausbringung von Druckflüssigkeit auf ein Substrat und wenigstens einem Überwachungsmodul zur Erkennung von Fehlfunktionen von Düsen des wenigstens einen Düsenkopfes, wobei das wenigstens eine Überwachungsmodul wenigstens einen Bildsensor und eine Beleuchtung aufweist, wobei die Beleuchtung einen Ausschnitt von wenigstens der Breite des wenigstens einen Düsenkopfes ausleuchtet und der Bildsensor diesen Ausschnitt erfasst, und wobei der Bildsensor und die Beleuchtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei die Abmasse des Gehäuses im Wesentlichen den Abmassen eines Gehäuse des wenigstens einen Düsenkopfes entspricht und wobei an dem Düsenstock Befestigungselemente vorgesehen sind, an denen sowohl das wenigstens eine Überwachungsmodul als auch der wenigstens eine Düsenkopf befestigbar ist und eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist, mit der sowohl die elektrischen Signalleitungen mit dem Überwachungsmoduls als auch mit dem wenigstens einen Druckkopfes verbindbar sind.
  2. Düsenstock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsmodul eine Auswertevorrichtung aufweist, die mit Verfahren der Bildverarbeitung und der Mustererkennung den Ausschnitt auf das Vorhandensein von Drüsenfehlern analysiert.
  3. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Düsenköpfe einen Düsenstock bilden.
  4. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Düsenkopfes und das Gehäuse des Überwachungsmodules baugleich ausgeführt sind.
  5. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Düsenköpfen nebeneinander und mehreren Überwachungsmodule den Düsenköpfen nachgeordnet angeordnet sind, so dass eine bedruckte Substratbreite von den Überwachungsmodulen optisch eine die Substratbreite lückenlos erfasst werden kann.
  6. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildsensor des Überwachungsmoduls mit dem wenigstens einen Drüsenkopf synchronisiert ist, so das eine Bildaufnahme des Bildsensors von einem Triggersignal des Druckkopfes erfolgt
  7. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Zwischenstecker die elektronischen Ansteuersignale derjenigen Druckköpfe, welche in Druckrichtung gesehen unmittelbar vor einem Überwachungsmodul angeordnet sind, an dieses Überwachungsmodul weiter geleitet werden.
  8. Düsenstock nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Überwachungsmodul der Bildsensor als ein monochromen Zeilensensor ausgeführt ist und das Substrat bildgebend mit diesem erfassbar ist, wobei zeitlich nacheinander das Substrat in den N Farben des verwendeten Tintenfarbsystems kurzzeitig beleuchtet wird und dass die N Zeilenbilder auf das Vorliegen eines Druckfehlers mit Hilfe einer Recheneinheit untersucht werden.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bedruckte Breite des Substrats dadurch erfasst wird, indem einzelnen Überwachungsmodule mittels Befestigungen so angeordnet sind, dass die optisch erfassten Bildfelder des Substrates sich lückenlos anschliessen.
DE201310002254 2012-02-12 2013-02-12 Modularer Düsenstock mit Überwachungsmodul Ceased DE102013002254A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015032128A1 (zh) * 2013-09-09 2015-03-12 北大方正集团有限公司 闪喷控制方法及设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015207566B3 (de) 2015-04-24 2016-04-14 Heidelberger Druckmaschinen Ag Verfahren zur Detektion ausgefallener Druckdüsen in Inkjet-Drucksystemen
ES2618301B1 (es) * 2015-11-17 2018-04-12 Teclass Sl Máquina y procedimiento de impresión digital sobre vidrio mono-pasada
DE102018220524A1 (de) * 2018-01-25 2019-07-25 Heidelberger Druckmaschinen Ag Verfahren zur Detektion ausgefallener Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine
EP3680106B1 (de) * 2019-01-11 2023-08-23 Heidelberger Druckmaschinen AG Mn-detektion im druckbild

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352331B1 (en) 1997-03-04 2002-03-05 Hewlett-Packard Company Detection of non-firing printhead nozzles by optical scanning of a test pattern
US20050078138A1 (en) 2003-08-27 2005-04-14 Seiko Epson Corporation Method for visually recognizing a droplet, droplet discharge head inspection device, and droplet discharge device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448269A (en) * 1993-04-30 1995-09-05 Hewlett-Packard Company Multiple inkjet cartridge alignment for bidirectional printing by scanning a reference pattern
US6419342B1 (en) * 1999-11-19 2002-07-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-function monitoring module for a printer
US7142983B2 (en) 2003-07-03 2006-11-28 Northrop Grumman Corporation Method for the processing of non-continuous atom interferometer intertial instrument measurements and continuous wide bandwidth instrument measurements with a gravity database
US7055925B2 (en) * 2003-07-31 2006-06-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Calibration and measurement techniques for printers
US8223350B2 (en) 2006-02-21 2012-07-17 Xerox Corporation System and method for minimizing visibility of print defects
DE102008016538A1 (de) * 2008-03-29 2009-10-01 Baumer Inspection Gmbh Überwachung der visuellen Qualität von in Druckprodukten eingebetteten Farbbildern
US20110242187A1 (en) * 2010-04-06 2011-10-06 Xerox Corporation Test Pattern Effective For Fine Registration Of Inkjet Printheads And Method Of Analysis Of Image Data Corresponding To The Test Pattern In An Inkjet Printer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6352331B1 (en) 1997-03-04 2002-03-05 Hewlett-Packard Company Detection of non-firing printhead nozzles by optical scanning of a test pattern
US20050078138A1 (en) 2003-08-27 2005-04-14 Seiko Epson Corporation Method for visually recognizing a droplet, droplet discharge head inspection device, and droplet discharge device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015032128A1 (zh) * 2013-09-09 2015-03-12 北大方正集团有限公司 闪喷控制方法及设备

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