DETEKTION AUSGEFALLENER DRUCKDÜSEN AM DRUCKRAND

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion ausgefallener Druckdüsen in einer Inkjet-Druckmaschine am Druckrand.

[0002] Die Erfindung liegt im technischen Gebiet des Digitaldrucks.

[0003] Beim Betrieb von Inkjet-Druckmaschinen, welche über Druckköpfe mit einer oder mehreren Reihen von Druckdüsen zielgerichtet Tröpfchen von Tinte ausstoßen, kann es zum Fehlerbild der sogenannten "missing nozzles" kommen. Dies bedeutet, dass einzelne Druckdüsen nicht mehr funktionsgerecht arbeiten. Dies kann sich zum Beispiel dahingehend äußern, dass eine sogenannte "white line" an der Stelle im Druckbild auftritt, wo die defekte Druckdüse verantwortlich ist. Die white line besteht aus einem streifenartigen Artefakt in Druckrichtung, welches im Fall eines an dieser Stelle im Druckbild einfarbigen Drucks weiß ist und sich im Falle eines mehrfarbigen Drucks durch eine Farbverzerrung äußert.

[0004] Ursache einer missing nozzle ist meist, dass die Druckdüse verstopft ist und gar keine Tinte mehr ausstößt. Auch eine Beschädigung in der Zuleitung der Tinte zur Druckdüse kann theoretisch zu diesem Fehlerbild führen. Des Weiteren ist auch eine teilweise Verstopfung möglich, wodurch die Druckdüse eine verringerte Tintenmenge ausstößt und/oder der Tintenstrahl in einem bestimmten Winkel von seinem gewünschten Druckpunkt abweicht, wodurch die Druckdüse im Endeffekt schräg druckt.

[0005] Zur Kompensation solcher missing nozzles gibt es im Stand der Technik verschiedenste Ansätze. Bekannt ist zum Beispiel der Einsatz redundanter Druckdüsen, so dass bei Ausfall einzelner Druckdüsen andere Druckdüsen, welche die gleiche Stelle im Druckbild abdecken, einspringen können.

[0006] Da diese Redundanz zu erhöhten Kosten für die Druckmaschine führt, sieht ein anderer Ansatz vor, dass benachbarte Druckdüsen der missing nozzle, die noch ordnungsgemäß drucken, durch einen erhöhten Tintenauftrag, die von der missing nozzle verursachte white line abdecken können.

[0007] Ein weiterer Ansatz sieht vor, im Falle eines Mehrfarbendrucks, eine ausgefallene Druckdüse einer bestimmten Farbe durch eine vorher berechnete Kombination von verfügbaren Druckfarben der an gleicher Position druckenden Druckdüsen der anderen Farbauszüge abzudecken. Dadurch wird zwar auch hier der Farbwert an der Stelle der missing nozzle verändert, jedoch ist ein gezielt berechnet, abweichender Farbwert im gesamten Druckbild hinsichtlich der Wahrnehmbarkeit immer noch deutlich besser als eine unkotrollierte white line.

[0008] Ein ganz anderer Ansatz wiederum ist, zur Kompensation bei Bekanntwerden der Lage einer missing nozzle das Druckbild in der Vorstufe des Druckprozesses so anzupassen, dass an der Stelle der ausgefallenen Druckdüse im Druckkopf die zu druckenden Farbwerte so angepasst werden, dass damit eine Kompensation der missing nozzle möglich wird. Auch die Veränderung des Druckbildes hinsichtlich seiner geometrischen Lage im Druckbild kann helfen, die Auswirkung einer missing nozzle zu reduzieren.

[0009] Um jedoch derartige Kompensationsverfahren durchführen zu können, muss die missing nozzle zuerst einmal positionsgenau ermittelt werden. Hierzu ist im Stand der Technik eine Vielzahl von Ansätzen bekannt. Einer der gebräuchlichsten Ansätze ist es, Testmuster zu drucken, mit denen sich zielgenau bestimmte Druckobjekte, wie zum Beispiel Punkte oder Striche, einer Druckdüse zuordnen lassen. Ein solches bekanntes Testmuster besteht zum Beispiel darin, senkrechte Striche von jeder zehnten Druckdüse im Druckkopf drucken zu lassen. Dabei wird in einer ersten horizontalen Reihe jede erste, elfte, eine zwanzigste usw. Druckdüse eine entsprechende vertikale Linie drucken, in einer zweiten horizontalen Reihe jede zweite, zwölfte, zweiundzwanzigste usw., bis hin zur zehnten Reihe mit den zehnten, zwanzigsten, dreißigsten Druckdüsen. Die Anzahl der untereinander zu druckenden Reihen entspricht dabei dem Abstand zwischen den einzelnen Druckdüsen, die im Testmuster drucken. Es können auch andere Abstände gewählt werden, wie zum Beispiel jede fünfte oder jede zwanzigste Druckdüse. Die Anzahl der Reihen variiert dann entsprechend. Der entscheidende Parameter für die Auswahl des Abstandes zwischen den einzelnen Druckdüsen im Testmuster liegt dabei in der Auflösung der Kamera, mit welcher das Düsentestmuster ausgemessen wird. Im heutigen Stand der Technik ist es aktuell noch so, dass die zur Auswertung der Textmuster verwendeten Digitalkameras eine geringere Auflösung haben, als mit dem Druckkopf der Inkjet-Druckmaschine erreicht werden kann. Dadurch ist es nicht sinnvoll Testmuster zu drucken, wo alle Druckdüsen direkt in einer Reihe liegen. Auch können die Druckdüsen verschiedene Tropfengrößen realisieren. Soll zum Beispiel mit der größtmöglichen Tropfengröße gedruckt werden, so kann es passieren, dass sich die von jeder Druckdüse bedruckten Bildobjekte gegenseitig beeinflussen, da die Tinte zum Beispiel miteinander verläuft. Auch dies macht Testmuster mit einer Reihe unpraktisch.

[0010] Nach dem Druck des Düsentestmusters wird dieses von der Digitalkamera vermessen, wobei die Digitalkamera zum Beispiel als Bestandteil eines Bildinspektionssystems in der Inkjet-Druckmaschine integriert sein kann. Alternativ wird das Düsentestmuster erst gedruckt und später von einer externen Kamera untersucht. Mittels einer rechnergestützten Auswertung des Düsentestmusters auf fehlende Bildobjekte lassen sich dann zielgenau missing nozzles detektieren, da der Abstand zwischen den einzelnen Druckdüsen und damit zwischen den gedruckten Bildobjekten bekannt ist.

[0011] Ein Problem bei diesem Ansatz stellt jedoch dar, dass, wenn die Druckdüsen jeweils am äußersten Rand des Druckkopfes ausfallen, dies bei der Detektion mittels Drucken eines Testmusters und anschließender digitaler Auswertung nicht zielsicher erkannt werden kann. Der Rechner, welcher das digitale Bild auswertet, erkennt eine Reihe von Bildobjekten, welche von den einzelnen Druckdüsen im Düsentestmuster gedruckt worden sind. Er erkennt jedoch nicht, wenn er zum Beispiel in der ersten horizontalen Reihe des Düsentestmusters die Reihe von vertikalen Strichen analysiert, dass es sich bei dem ersten Strich im Falle des Ausfalls der ersten Druckdüse in Wahrheit nicht um den ersten Strich des Düsentestmusters handelt, sondern um den zweiten Strich. Dies liegt daran, dass dem Detektionsalgorithmus im Auswertungsrechner die genaue Position der ersten Druckdüse im digitalen Druckbild per se nicht bekannt ist. Der Ausfall der jeweils ersten oder letzten Druckdüse im Druckkopf kann also mittels des Standard-Verfahrens zur Detektion ausgefallener Druckdüsen über das bekannte Düsentestmuster nicht ermittelt werden. Würde die zweite, dritte oder eine andere weiter innen im Druckkopf befindliche Druckdüse ausfallen, so würde der Detektionsalgorithmus erkennen, dass der Abstand zwischen dem jeweils links und rechts von der ausgefallenen Druckdüse verursachten Strich größer ist als es angesichts des bekannten Abstandes zwischen den einzelnen Druckdüsen zu erwarten wäre.

[0012] Aus dem Stand der Technik ist zur Lösung dieses Problems bekannt, sogenannte "locator marks" zu verwenden. Dabei werden dem Düsentestmuster bestimmte Positionsmarken mit bekannter Abmessung und Position hinzugefügt, so dass der Detektionsalgorithmus während der Auswertung des digitalen Bildes des Düsentestmusters stets erkennen kann, an welcher Stelle die horizontalen Reihen der vertikalen Bildobjekte des Düsentestmusters beginnen bzw. enden. Diese locator marks haben jedoch den Nachteil, dass sie die Struktur des Düsentestmusters beeinflussen und somit die Auswertung zur Detektion der missing nozzles beeinträchtigen.

[0013] Aus der europäischen Patentanmeldung EP 2042324 A2 ist zudem ein Druckdüsen-Testbild bekannt, welches auf einem Aufzeichnungsträger mit Hilfe eines Zeilenkopfs mit einer Mehrzahl von Aufzeichnungselementen aufgezeichnet wird, indem die mehreren Aufzeichnungselemente veranlasst werden, einen Aufzeichnungsvorgang auszuführen, während der Aufzeichnungsträger und der Zeilenkopf relativ zueinander in einer RelativBewegungsrichtung bewegt werden, wobei das Druckdüsen-Testbild einen Linienmusterblock aufweist, der eine Mehrzahl von Linienmustern aufweist, die den mehreren Aufzeichnungselementen jeweils entsprechen, wobei die mehreren Linienmuster in einem vorbestimmten Intervall oder weiter angeordnet sind, so dass sie voneinander getrennt sind, wobei das Druckdüsen-Testbild in Breitenrichtung aufgetrennt ist in eine Mehrzahl von Prüfbildzonen geringerer Breite als die Aufzeichnungsbreite (Wh) des Zeilenkopfs entsprechend der Breite des Prüfbilds, und die mehreren Druckdüsen-Testbildzonen ein Druckdüsen-Testbild bilden, welches sämtlichen Aufzeichnungselementen des Zeilenkopfs entspricht, wobei die mehreren Prüfbildzonen Referenz-Linienmuster enthalten, die an beiden Endzonen angeordnet sind und wobei die Referenz-Linienmuster Linien-Charakteristika haben, die verschieden sind von den übrigen der mehreren Linienmuster.

[0014] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, ein Verfahren zur Detektion ausgefallener Druckdüsen mittels des Drucks und der Auswertung eines Düsentestmusters zu finden, welches keine locator marks benötigt und die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.

[0015] Die Lösung der gestellten Aufgabe stellt ein Verfahren gemäß Anspruch 1 dar. Der Schlüssel des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der Rechner, bzw. der Detektionsalgorithmus, bei der Auswertung des digitalen Bildes des Düsentestmusters stets untersucht, wo sich die jeweils erste Linie der darunterliegenden Reihe von vertikalen Linien befindet. Der Grund dafür liegt darin, dass im verwendeten Düsentestmuster, welches ja aus x verschiedenen Reihen im Abstand von x Druckdüsen gedruckten Linien besteht, der Beginn jeder Reihe zwangsläufig mit einer gewissen geometrischen Abweichung behaftet ist. Besteht zum Beispiel die erste Reihe aus den ersten, elften, einundzwanzigsten Druckdüsen und die zweite Reihe aus den entsprechend zwölften, zweiundzwanzigsten usw., so ist der Beginn der zweiten Reihe um den horizontalen Abstand zwischen erster und zweiter Druckdüse verschoben. Für den Fall, dass nun zum Beispiel die erste Druckdüse ausfällt, so beginnt die erste Reihe an der Position der elften Druckdüse, die zweite Reihe, bei korrekter Funktion der zweiten Druckdüse, beginnt jedoch um den Abstand von neun Druckdüsen weiter links. Bei korrekter Funktion aller Druckdüsen müsste der Abstand zwischen Beginn der ersten Reihe und Beginn der zweiten Reihe jedoch viel geringer sein - nämlich nur um den Abstand zwischen erster und zweiter Druckdüse. Da die Bildsensoren, welche das gedruckte Düsentestmuster aufnehmen, über eine geringere Auflösung verfügen als der Abstand zwischen zwei Druckdüsen ausmacht, kann nicht auf den erwarteten Abstand zwischen erster und zweiter Druckdüse getestet werden. Stattdessen wird auf den bei Ausfall der ersten Druckdüse vorhandenen realen Abstand zwischen zweiter und elfter Druckdüse getestet. Für diesen Abstand von neun Druckdüsen ist die Auflösung der verwendeten Bildsensoren groß genug. Tritt nun ein solcher zu großer Abstand von neun Druckdüsen zwischen Beginn der ersten und zweiten Reihe auf, so kann der Kompensationsalgorithmus zielsicher den Ausfall der ersten Druckdüse detektieren. Das Verfahren gilt dabei analog auch für die jeweils zweite, dritte, vierte und fünfte usw. Druckdüse, welche den entsprechenden Beginn der zweiten, dritten, vierten, fünften usw. Reihe kennzeichnet. Dabei ist die entscheidende Auswertung die des Abstandes zwischen dem Beginn einer Reihe und dem Beginn der jeweils darunterliegenden Reihe. Wird hier ein Abstand von neun Druckdüsen gemessen, so ist jeweils die erste Druckdüse der Reihe ausgefallen. Ist der Abstand noch größer, zum Beispiel neunzehn Druckdüsenabstände, so sind sogar die ersten beiden Druckdüsen der Reihe ausgefallen. Da im Düsentestmuster jede vertikale Linie einer bestimmten Druckdüse zuordenbar ist, kann damit zielsicher eine oder auch mehrere ausgefallene Druckdüsen am Druckrand detektiert werden.

[0016] Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.

[0017] Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass der Rechner solange den Abstand der ersten Linie der jeweils darunterliegenden Reihe des Düsentestmusters erfasst und auswertet, bis sichergestellt ist, dass sich keine erste Linie der jeweils darunterliegenden Reihe des Düsentestmusters horizontal links von der jeweils untersuchten ersten Linie einer Reihe befindet. Für den Spezialfall, dass jeweils mehrere direkt folgende Druckdüsen am Druckrand ausfallen, zum Beispiel die erste und die zweite Druckdüse, müssen auch die Positionen der weiter darunterliegenden ersten Linien der entsprechenden Reihen erfasst werden. So würde zum Beispiel für den genannten Fall, dass die erste und die zweite Druckdüse ausgefallen sind, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Ausfall der ersten Druckdüse nicht detektiert werden können, wenn nur auf den Beginn der zweiten Reihe geschaut wird. Da hier nämlich ebenfalls die zweite Druckdüse ausgefallen ist, ist der Beginn der zweiten Reihe, welche in dem Fall der zwölften Druckdüse entspricht, wieder nur um einen Düsenabstand, nämlich zur elften Druckdüse, welche ja hier den Beginn der ersten Reihe markiert, verschoben. Der Detektionsalgorithmus muss also ebenfalls schauen, wo der Beginn der dritten Reihe ist. Erst hier wird er mitbekommen, dass der Abstand zwischen Beginn der zweiten Reihe und Beginn der dritten Reihe jeweils wieder neun Düsenpositionen beträgt und entsprechend der Abstand zwischen Beginn der ersten Reihe und Beginn der dritten Reihe acht Düsenpositionen. Mit diesem Wissen erkennt der Detektionsalgorithmus also, dass die erste und die zweite Druckdüse ausgefallen sind. Der Detektionsalgorithmus muss also so lange den Beginn einer Reihe mit dem Beginn der jeweils mehreren darunterliegenden Reihen vergleichen, bis er einen entsprechenden horizontal links beginnenden Beginn einer darunterliegenden Reihe findet. In diesem Fall kann er davon ausgehen, dass sämtliche Reihen bis zu der Reihe, deren Beginn horizontal weiter links liegt, eine missing nozzle in ihrer jeweils ersten Druckdüse aufweisen. Findet er keinen solchen horizontal links liegenden Beginn einer darunterliegenden Reihe, kann er davon ausgehen, dass die jeweils am äußersten Druckrand des Düsentestmusters liegenden Druckdüsen 1 bis 10 nicht ausgefallen sind. Einen Ausnahmefall stellt hier der Fall dar, dass die ersten neun Druckdüsen ausgefallen sind, die zehnte jedoch funktioniert. In diesem Fall würde der Beginn der zehnten Reihe lediglich um einen Düsenabstand links von der ersten Linie der ersten Reihe abweichen, da der Beginn der ersten Reihe in diesem Fall die elfte Druckdüse wäre, der Beginn der zehnten Reihe aber die zehnte Druckdüse. Dieser Abstand ist dann horizontal zu gering, um ihn erfindungsgemäß detektieren zu können. Der Ausfall der ersten neun Druckdüsen am Stück ist jedoch zum Einen extrem unwahrscheinlich. Zum Anderen würde ein derart gravierender Fehler auch im späteren Fortdruck sofort auffallen. Naturgemäß gilt das erfindungsgemäße Prinzip auch für alle anderen Düsentestmuster, die mit einer anderen Anzahl von Reihen als zehn arbeiten.

[0018] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass der Rechner den Fall, dass alle ersten Druckdüsen am Rand des Druckkopfes ausgefallen sind, dadurch detektiert, dass der Gesamtabstand der ersten Linie der ersten Reihe des Düsentestmusters und der letzten Linie der letzten Reihe des Düsentestmusters einer Reihe des Düsentestmusters kleiner ist als der Abstand der ersten und letzten Druckdüse des Druckkopfes. Den extrem unwahrscheinlichen Fall, dass alle ersten Druckdüsen, welche die jeweils ersten Linien der ersten Reihen drucken, ausgefallen sind, kann der Detektionsalgorithmus in diesem Fall dadurch detektieren, dass er den Abstand der ersten Linie der ersten Reihe und der letzten Linie der letzten Reihe mit dem bekannten Gesamtabstand zwischen erster und letzter Druckdüse vergleicht. Ist dieser Abstand entsprechend deutlich geringer als der erwartete Abstand von erster und letzter Druckdüse, so kann damit auf den Fall eines Ausfalls der gesamten ersten Drückdüsen am Druckrand geschlossen werden. Auch der genannte Sonderfall, dass alle ersten Druckdüsen am Druckrand ausgefallen sind außer der Druckdüse der letzten Reihe, was, aufgrund der zu geringen Auflösung der Bildsensoren nicht mehr direkt detektierbar ist, kann mit diesem Ansatz erkannt werden.

[0019] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass zur Bestimmung ausgefallener Druckdüsen am gegenüberliegenden Rand des Druckkopfes der Rechner das gleiche Verfahren jeweils punktsymmetrisch am Ende einer Reihe durchführt. Das bis hierher geschilderte erfindungsgemäße Verfahren lässt sich entsprechend punktsymmetrisch für die Druckdüsen am gegenüberliegenden Rand des Druckkopfes durchführen. Damit lassen sich beide Ränder des Düsentestmusters auf den Ausfall der jeweils außen liegenden ersten x Druckdüsen untersuchen.

[0020] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass zur Durchführung des Verfahrens mittels Inline-Messungen der Bildsensor eine in der Inkjet-Druckmaschine angebrachte Digitalkamera ist. Für eine erfindungsgemäße, rechnergestützte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es von extremem Vorteil, wenn die Digitalkamera zur Aufnahme der Bilddaten des Düsentestmusters eine in der Inkjet-Druckmaschine angebrachte Digitalkamera ist, die jeweils entsprechend Inline-Messungen durchführt. Dies bedeutet, dass das Düsentestmuster in der Inkjet-Druckmaschine gedruckt wird und sofort nachfolgend von der in der Inkjet-Druckmaschine angebrachten Digitalkamera inline ausgemessen wird.

[0021] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass zusätzlich zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion ausgefallener Druckdüsen am Druckrand, auch ein weiteres Verfahren zur Detektion weiter innen liegender Druckdüsen durchgeführt wird. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nur missing nozzles am Druckrand detektiert werden, muss selbstverständlich auch gleichzeitig ein normales Verfahren zur Detektion von missing nozzles, die nicht am Druckrand liegen, durchgeführt werden. Hierfür reicht dann ein Standardverfahren aus, wie zum Beispiel die Auswertung der horizontalen Abstände der vertikalen Linien im Düsentestmuster.

[0022] Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, dass die Information über die detektierten, ausgefallenen Druckdüsen vom Rechner einem Kompensationsalgorithmus übergeben wird, welcher durch Anpassung der Druckbilddaten oder Ansteuerung der benachbarten, funktionierenden Druckdüsen die detektierten, ausgefallenen Druckdüsen kompensiert. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren detektierten ausgefallenen Druckdüsen am Druckrand werden vom Rechner einem Kompensationsalgorithmus übergeben, welcher dann mit einer der aus dem Stand der Technik bekannten Kompensationsverfahren die ausgefallenen Druckdüsen so gut wie möglich kompensiert. Dies kann zum Beispiel im Falle der Anpassung der Druckbilddaten in der Vorstufe dann vom Vorstufenrechner durchgeführt werden. In diesem Fall würde die Information über die detektierten missing nozzles vom Rechner an den Vorstufenrechner übermittelt werden. Für den Fall einer Kompensation in der Druckmaschine durch die Ansteuerung der jeweils benachbarten, funktionierenden Druckdüsen einer missing nozzle ist vorstellbar, die Information direkt an den Steuerungsrechner der Druckmaschine zu senden. Für den Fall, dass der Steuerungsrechner der Druckmaschine mit dem Rechner identisch ist, welcher das Detektionsverfahren durchführt, erfolgt eine interne Übergabe an den Kompensationsalgorithmus.

[0023] Die Zeichnungen zeigen:

Figur 1:

eine schematische Darstellung einer Bogen-Inkjet-Druckmaschine

Figur 2:

das Fehlerbild einer white line, verursacht durch eine missing nozzle

Figur 3

ein verwendetes, mehrreihiges Düsentestmuster

Figur 4:

eine schematische Darstellung des Beginns und Endes eines solchen Düsentestmusters

Figur 5:

schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens

[0024] Das Anwendungsgebiet der bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Inkjet-Druckmaschine 7. Ein Beispiel für den grundlegenden Aufbau einer solchen Maschine 7, bestehend aus Anleger 1 für die Zufuhr des Drucksubstrats 2 in das Druckwerk 4, wo es von den Druckköpfen 5 bedruckt wird, bis hin zum Ausleger 3, ist in Figur 1 dargestellt. Dabei handelt es sich hier um eine Bogen-Inkjetdruckmaschine 7, welche von einem Steuerungsrechner 6 kontrolliert wird. Beim Betrieb dieser Druckmaschine 7 kann es, wie bereits beschrieben, zu Ausfällen einzelner Druckdüsen in den Druckköpfen 5 im Druckwerk 4 kommen. Folge sind dann white lines 13 im Druckbild 12, bzw. im Falle eines mehrfarbigen Drucks, verzerrte Farbwerte. Ein Beispiel einer solchen white line 13 in einem Druckbild 12 ist in Figur 2 dargestellt.

[0025] Figur 3 zeigt ein Beispiel für ein gedrucktes Düsentestmuster 16 für eine bestimmte Druckfarbe. Ein solches Muster 14 wird für jede Druckfarbe gedruckt 16. Es zeichnet sich durch gleichabständige vertikale Linien 15 aus. Beim Druck jeder 10. Düse müssen 10 Zeilen mit vertikalen Strichen, bzw. Druckdüsentestlinien 15 gedruckt werden, um mit allen Düsen zu drucken. In der ersten Zeile würden beispielsweise die Einser-Düsen gedruckt {1, 11, 21, ...} in der nächsten Zeile alle Zweier-Düsen {2, 12, 22, ...} usw.. Gut sind auch in Figur 3 die Konsequenz von ausgefallenen Druckdüsen in Form von white lines 13 zu erkennen, da an diesen Stellen im gedruckten Düsentestmuster die Druckdüsentestlinie fehlt.

[0026] Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf den Aufbau der Düsentestmuster 14, 16 abgestimmt. In Figur 5 ist der Ablauf des Verfahrens kurz in schematischer Übersicht dargestellt. In einem ersten Schritt wird das digital vorliegende Düsentestmuster 14 gedruckt. Es kann dabei sowohl neben dem eigentlich zu erzeugenden Druckbild 12 auf dem Drucksubstrat 2 liegen, als auch einzeln dort platziert sein. Das gedruckte Druckdüsentestmuster 16 wird dann von einer Kamera, welche nach dem letzten Druckwerk 4 der Inkjet-Druckmaschine 7 installiert ist und die erzeugten Druckbilder 12 erfasst, aufgezeichnet. Das erfasste, digitale Druckbild 10 mit dem Druckdüsentestmuster 16 wird dann an den Rechner 6 zur Auswertung weitergeleitet.

[0027] Figur 4 zeigt ein vereinfachtes Beispiel für ein gedrucktes Düsentestmuster 16 mit nur 20 vertikalen Linien von Druckdüsen, hier als Düsen ,a' am linken Druckrand 9 bis ,t' am rechten Druckrand 8 bezeichnet. Fällt Druckdüse ,a' am linken Druckrand 9 aus, so erkennt der Detektionsalgorithmus die Linie von ,k' und dann die beiden Linien von ,b' und '1'. Die Bildauflösung der verwendeten Digitalkameras und damit der erzeugten Digitalbilder, welche der Detektionsalgorithmus auswertet ist begrenzt. Dennoch erkennt der Detektionsalgorithmus, dass 'b' horizontal links und unterhalb von ,k' und ,1' unterhalb von ,k' angeordnet ist. Daraus kann der Detektionsalgorithmus folgern, dass die Druckdüse ,a' fehlt. Wenn dagegen die erste Linie am linken Bildrand unterhalb der Linie von 'l' erkannt wird, dann fehlen entsprechend die Druckdüsen 'a' und 'b'. Der Vorgang wird bis zur Linie von ,1' fortgesetzt. Findet der Detektionsalgorithmus keine horizontal links liegende Linie, kann er davon ausgehen, dass die jeweils am äußersten linken Druckrand 8 des Düsentestmusters liegenden Druckdüsen ,a' bis ,j' nicht ausgefallen sind.

[0028] Fallen alle Druckdüsen einer Reihe am Druckrand aus, in Figur 5 entsprechend die Druckdüsen ,a' bis 'j', ,k' bis 't') aus, dann erkennt der Detektionsalgorithmus, dass der gemessene Abstand ,k' bis 't' kleiner ist, als der erwartete, bekannte Abstand der Druckdüsen ,a' bis 't'. In diesem Falle kann eine Fehlermeldung ausgegeben, werden, weil so viele Düsen nicht kompensiert werden können.

[0029] Der Zusammenhang ist punktsymmetrisch auch für die Linien der Druckdüsen 'k' bis 't' auf der rechten Seite am Druckrand 8 des Düsentestmusters 16 gültig.

[0030] Detektierte missing nozzles 11 werden vom Detektionsalgorithmus an den Steuerungsrechner 6 der Druckmaschine 7 weitergegeben, welcher eine ev. notwendige Kompensation der ermittelten ausgefallenen Druckdüse 11 initiiert. Bei größeren Druckköpfen 5 mit mehr als 20 Druckdüsen, sind im Düsentestmuster 14, 16 auch innere Druckdüsen vorhanden. Hier muss zusätzlich zum Detektionsalgorithmus für die Druckdüsen am Druckrand 8, 9 in einem weiteren Detektionsalgorithmus das von der Digitalkamera erzeugte Bild 10 auch für die inneren Druckdüsen auf missing nozzles getestet werden. Hier genügt es gemäß dem Stand der Technik bekannte Verfahren einzusetzen, die auf Lücken oder Abweichungen im gedruckten Düsentestmuster 16 testen.

Bezugszeichenliste

[0031] 

1

Anleger

2

Drucksubstrat

3

Ausleger

4

Inkjet-Druckwerk

5

Inkjet-Druckkopf

6

Rechner

7

Inkjet-Druckmaschine

8

rechter Druckdüsenrand im Druckdüsentestmuster

9

linker Druckdüsenrand im Druckdüsentestmuster

10

erfasste, digitales Druckbild

11

ermittelte missing nozzle

12

ausgewähltes Druckbild

13

white line

14

digitales Druckdüsentestmuster

15

Druckdüsentestlinie

16

gedrucktes Druckdüsentestmuster

Ansprüche

1. Verfahren zur Detektion ausgefallener Druckdüsen (11) in einer Inkjet-Druckmaschine (7) durch einen Rechner (6), wobei für jeden Farbauszug ein digitales Düsentestmuster (14) gedruckt wird, welches aus einer bestimmten Anzahl horizontaler Reihen periodisch vertikal gedruckter, gleichabständiger Linien (15) besteht, die untereinander angeordnet sind, wobei jede vertikale Linie einer bestimmten Druckdüse zuordenbar ist, wobei in jeder Reihe des digitalen Düsentestmusters (14) jeweils nur periodisch die Druckdüsen zum digitalen Düsentestmuster (14) beitragen, die der bestimmten Anzahl der horizontalen Reihen entsprechen, wobei in jeder Reihe eine andere Düse den Beginn der Reihe kennzeichnet und wobei das gedruckte Düsentestmuster (16) zur Auswertung mittels eines Bildsensors erfasst, digitalisiert und zur Auswertung an den Rechner (6) übermittelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung ausgefallener Druckdüsen (11) an einem linken beziehungsweise rechten Rand eines Druckkopfes (5) bei der Auswertung des gedruckten Düsentestmusters (16) durch den Rechner (6) der linke beziehungsweise rechte Anfang der horizontalen Reihen (8, 9) des gedruckten Düsentestmusters (16) dahingehend untersucht wird, wie weit die Linien (15) am links beziehungsweise rechts liegenden Beginn der jeweils darunterliegenden Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) geometrisch abweichen, wobei der Rechner (6) die geometrische Abweichung der Linien (15) dahingehend untersucht, wie groß der horizontale Abstand der ersten Linie (15) einer Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) von der ersten Linie (15) der darunterliegenden Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rechner (6) solange den Abstand der ersten Linie (15) der jeweils darunterliegenden Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) erfasst und auswertet, bis sichergestellt ist, dass sich keine erste Linie (15) der jeweils darunterliegenden Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) horizontal links von der jeweils untersuchten ersten Linie (15) einer Reihe befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rechner (6) den Fall, dass alle ersten Druckdüsen am Rand des Druckkopfes (8, 9) ausgefallen sind, dadurch detektiert, dass der Gesamtabstand der ersten Linie (15) der ersten Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) und der letzten Linie (15) der letzten Reihe des Düsentestmusters (16) einer Reihe des gedruckten Düsentestmusters (16) kleiner ist als der Abstand der ersten und letzten Druckdüse des Druckkopfes (8, 9).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung ausgefallener Druckdüsen (11) am gegenüberliegenden Rand des Druckkopfes (8, 9) der Rechner (6) das gleiche Verfahren jeweils punktsymmetrisch am Ende einer Reihe durchführt.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Durchführung des Verfahrens mittels Inline-Messungen der Bildsensor eine in der Inkjet-Druckmaschine (7) angebrachte Digitalkamera ist.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zur Durchführung des Verfahrens zur Detektion ausgefallener Druckdüsen (11) am Druckrand (8, 9), auch ein weiteres Verfahren zur Detektion weiter innen liegender Druckdüsen durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Information über die detektierten, ausgefallenen Druckdüsen (11) vom Rechner (6) einem Kompensationsalgorithmus übergeben wird, welcher durch Anpassung der Druckbilddaten (12) oder Ansteuerung der benachbarten, funktionierenden Druckdüsen die detektierten, ausgefallenen Druckdüsen (11) kompensiert

Claims

1. Method for detecting failed printing nozzles (11) in an inkjet printing machine (7) by means of a computer (6) wherein a digital nozzle test chart (14) is printed for every colour separation, said nozzle test chart consisting of a specific number of horizontal rows of equidistant vertical lines (15) printed periodically and disposed underneath one another, wherein in every row of the digital nozzle test chart, periodically only those printing nozzles that correspond to the specific number of horizontal rows contribute to the digital nozzle test chart (14), wherein in every row, a different nozzle marks the beginning of the row and wherein for the purpose of analysis, the printed nozzle test chart (16) is recorded by an image sensor, digitized and transmitted to the computer (6) for analysis,
characterized
in that to identify failed printing nozzles (11) at a left-hand or right-hand margin of a printing head (5) during the analysis of the printed nozzle test chart (16), the computer (6) checks the left-hand or right-hand beginning, respectively, of the horizontal rows (8, 9) of the printed nozzle test chart (16) to find out how far the lines (15) at the left-hand or right-hand beginning of the respective next row underneath in the printed nozzle test chart (16) deviate geometrically, wherein the computer (6) checks the geometric deviation of the lines (15) to find out the size of the horizontal distance between the first line (15) in a row of the printed nozzle test chart (16) and the first line (15) of the next row underneath in the nozzle test chart (16).

2. Method according to claim 1,
characterized in
that the computer (6) continues to record and analyse the distance of the first line (15) of the respective next row located underneath in the printed nozzle test chart (16) until it is ensured that no first line (15) of the respective next row underneath in the printed nozzle test chart (16) is horizontally located to the left of the respective examined first line (15) of a row.

3. Method according to claim 2,
characterized
in that the computer detects a case in which all first printing nozzles at the margin of the printing head (8, 9) have failed by recognizing that the total distance between the first line (15) of the first row of the printed nozzle test chart (16) and the last line (15) of the last row of the nozzle test chart (16) of a row of the printed nozzle test chart is smaller than the distance between the first and last printing nozzle of the printing head (8, 9).

4. Method according to any one of claims 1 to 3,
characterized
in that to detect failed printing nozzles (11) at the opposite margin of the printing head (8, 9), the computer (6) executes the same method in a centrosymmetric way at the end of a row.

5. Method according to any one of the preceding claims,
characterized
in that to execute the method by means of in-line measurements, the image sensor is a digital camera provided in the inkjet printing machine (7).

6. Method according to any one of the preceding claims,
characterized
in that in addition to executing the method for detecting failed printing nozzles (11) at the print margin (8, 9), a further method is executed to detect printing nozzles that are located further inward.

7. Method according to any one of the preceding claims,
characterized
in that the computer (6) transfers the information on the detected failed printing nozzles (11) to a compensation algorithm that compensates for the detected failed printing nozzles (11) by adapting the print image data (12) or actuating the adjacent functional printing nozzles.

Revendications

1. Procédé pour la détection de buses d'impression (11) défaillantes dans une machine à imprimer à jet d'encre (7) par un calculateur (6), pour lequel il est procédé pour chaque sélection de couleurs à l'impression d'un échantillon test numérique des buses (14), se composant d'un nombre défini de rangées horizontales de lignes (15) imprimées verticalement, périodiquement, à intervalle régulier, agencées l'une en dessous de l'autre, pour lequel chaque ligne verticale peut être associée à une buse d'impression définie, pour lequel dans chaque rangée de l'échantillon numérique test des buses (14), seules les buses d'impression respectives correspondant au nombre défini de rangées horizontales contribuent périodiquement à l'échantillon numérique test des buses (14), pour lequel, dans chaque rangée, une autre buse définit le début de la rangée et pour lequel l'échantillon test des buses imprimé (16) est enregistré pour évaluation au moyen d'un capteur d'image, numérisé et transmis au calculateur (6) pour évaluation,
caractérisé en ce
que, pour la détermination de buses d'impression (11) défaillantes en bordure gauche ou droite d'une tête d'impression (5) lors de l'évaluation de l'échantillon test imprimé des buses (16) par le calculateur (6) le début gauche ou droit des rangées horizontales (8, 9) de l'échantillon test des buses imprimé (16), il est analysé dans quelle mesure les lignes (15) du départ gauche ou droit de la rangée respectivement située en dessous de l'échantillon test des buses imprimé (16) présentent un écart géométrique, le calculateur (6) analysant l'écart géométrique des lignes (15) pour savoir quel est l'espacement horizontal de la première ligne (15) d'une rangée de l'échantillon test des buses imprimé (16) par rapport à la première ligne (15) de la rangée située en dessous de l'échantillon test des buses imprimé (16).

2. Procédé selon revendication 1,
caractérisé en ce
que le calculateur (6) enregistre et analyse l'espacement de la première ligne (15) de la rangée respectivement située en dessous de l'échantillon test des buses (16) jusqu'à ce qu'il soit assuré qu'aucune première ligne (15) de la rangée respectivement située en dessous de l'échantillon test des buses imprimé (16) ne se trouve horizontalement à gauche de la première ligne (15) analysée d'une rangée.

3. Procédé selon revendication 2,
caractérisé en ce
que le calculateur (6) détecte le cas où toutes les premières buses d'impression en bordure de la tête d'impression (8, 9) sont défaillantes par le fait que l'espacement total de la première ligne (15) de la première rangée de l'échantillon test des buses imprimé (16) et de la dernière ligne (15) de la première rangée de l'échantillon test des buses (16) d'une rangée de l'échantillon test des buses imprimé (16) est inférieure à l'espacement de la première et de la dernière buse d'impression de la tête d'impression (8, 9).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce
que, pour la détermination de buses d'impression (11) défaillantes sur la bordure opposée de la tête d'impression (8, 9), le calculateur (6) exécute respectivement le même procédé en symétrie ponctuelle à la fin d'une rangée.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que, pour l'exécution du procédé par mesures en ligne, le capteur d'image est une caméra numérique installée dans la machine à imprimer à jet d'encre (7).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce
qu'en plus de l'exécution du procédé pour la détection de buses d'impression (11) défaillante en bordure d'impression (8, 9), un autre procédé pour la détection de buses d'impression situées plus à l'intérieur est exécuté.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce
que l'information relative aux buses d'impression (11) défaillantes détectées est transmise par le calculateur (6) à un algorithme de compensation, qui compense les buses d'impression (11) défaillantes détectées par adaptation des données d'image d'impression (12) ou pilotage des buses d'impression voisines qui fonctionnent.

Zeichnung