Ink-Jet-Printer und Verfahren zum Bedrucken von Bildmaterial in einem Ink-Jet-Printer
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Bildmaterial in einem Ink-Jet-Printer. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der US 6,003,988 ist ein Ink-Jet-Printer bekannt, mit dem bewegtes Papier bedruckt werden kann. Um jedoch bewegtes Papier exakt zu bedrucken, ist ein hochpräziser Papiertransport erforderlich. Dieser sollte möglichst schwingungsentkoppelt sein, damit zwischen den aufgedruckten Zeilen immer der gleiche Vorschub gewährleistet ist, so daß keine Dichte- Schwankungen auftreten. Denn das menschliche Auge ist gegenüber derartigen Fehlern sehr empfindlich. Derartige hochpräzise Transporteinrichtungen sind jedoch sehr aufwendig und teuer.
Weiterhin sind Ink-Jet-Printer bekannt, die mit einem Ink-Jet-Druckkopf ausgestattet sind, der das zu bedruckende Bildmaterial in seiner ganzen
Breite überdeckt, so daß eine ganze Zeile ohne eine Bewegung des
BESTATIGUNGSKOPIE
Ink-Jet-Druckkopfes erzeugt werden kann. Solche Ink-Jet-Druckköpfe sind wegen ihrer speziellen Anfertigung jedoch teuer.
Schließlich ist bei industriellen digitalen Druckmaschinen eine zweidimen- sionale Anordnung von Printköpfen bekannt, bei denen in Scan-Richtung (y-Richtung) mehrere Printköpfe gleicher Druckfarbe hintereinander und senkrecht zur Scan-Richtung (x-Richtung) verschiedene Farben aneinandergereiht angeordnet sind. Eine solche Anordnung führt jedoch zu einem relativ langen Printschlitten, wodurch die Printkapazität verringert wird, da das Verhältnis von Scanweg zu nutzbarer Printstrecke ungünstig ist. Weiterhin besteht die Gefahr des Ineinanderlaufens der Tinten aus mehreren Printköpfen, da verschiedene Farben unmittelbar nacheinander gedruckt werden und gerade beim schnellen Drucken die Farbe der vorhergehenden Druckköpfe noch nicht getrocknet ist, wenn die nächste Farbe gedruckt wird. Auch kann es beim bidirektionalen Druck zu unterschiedlichen Mischfarben kommen, da der Auftrag der Farben auf das Bildmaterial in unterschiedlicher Reihenfolge erfolgt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Nach- teile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein exaktes Aufbringen der Bilddaten auf das Bildmaterial mit einem kostengünstigen Ink-Jet-Printer zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die in den Ansprüchen 1 , 2 oder 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß durch die Verwendung von handelsüblichen Ink-Jet-Druckköpfen Kosten in erheblichem Maße eingespart werden können, da keine spezielle
Anfertigung von Druckköpfen erforderlich ist, wie dies bei sog. "page- wide-array-Druckköpfen", die das Bildmaterial in seiner ganzen Breite überdecken, der Fall ist.
Das Bildmaterial ist vorzugsweise während des Drückens auf dem Blattträger exakt positioniert, insbesondere berührungslos, z. B. durch Ansaugen, gehalten, so daß ein genaues Aufbringen der Bilddaten auf das Bildmaterial gewährleistet ist.
Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Relativbewegung zwischen dem Ink-Jet-Druckkopf und dem Blattträger sind verschiedene Varianten möglich. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dazu der Ink-Jet-Druckkopf in x- und y-Richtung über das Bildmaterial bewegt werden. Die Bewegung erfolgt also in zwei nicht notwendigerweise ortho- gonalen Richtungen derart, daß nach dem Druckvorgang das Bildmaterial vollständig bedruckt ist. Dadurch kann jede Relativposition von Ink-Jet-Druckkopf zu Bildmaterial erreicht werden. Alternativ kann auch der Blattträger in x- und y-Richtung unter dem Ink-Jet-Druckkopf bewegt werden oder der Ink-Jet-Druckkopf wird in die eine Richtung und der Blattträger in die andere Richtung bewegt. Am vorteilhaftesten von den genannten Ausführungsformen ist die Bewegung des Druckkopfes in x- und y-Richtung, da insbesondere bei großen Blattträgern für ein Bewegen des Blattträgers viel Platz benötigt wird und außerdem mehr Masse bewegt werden muß. Falls Blattträger und Druckkopf bewegt werden, sollten diese Bewegungen nacheinander erfolgen, so daß aufeinanderfolgende Zeilen präzise nebeneinander gedruckt werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung enthält der Ink-Jet-Druckkopf drei oder mehr Printköpfe, die parallel zueinander und in x-Richtung
hintereinanderliegend über den Blattträger bewegt werden. Diese hinter- einanderliegende Ausführung hat den Vorteil, daß die Druckgeschwindigkeit sehr hoch gewählt werden kann, ohne daß es zu einer Vermischung der Farben kommen kann, da jeder gedruckte Punkt erst in der nächsten Zeile mit einer anderen Farbe überlagert wird.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Druckzeile mehrmals gedruckt. Dadurch kann eine höhere Auflösung erzielt werden.
Insbesondere, wenn eine Bewegung des Blattträger in x- und y-Richtung unter dem Ink-Jet-Druckkopf erfolgt, ist es sinnvoll, wenn der Blattträger bei jedem Zeilenvorschub nur um einen Teil der Kopfbreite des Ink-Jet-Druckkopfes transportiert wird. Dies führt zu einer Vermeidung bzw. Minimierung von Dichteschwankungen, die sich ergeben, wenn die letzte und die folgende Zeile nicht nahtlos aneinandergedruckt werden.
Um die vorstehend genannten Dichteschwankungen zu vermeiden bzw. noch weiter zu minimieren, ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung wei- terhin vorgesehen, daß die Bewegung von Ink-Jet-Druckkopf und/oder Blattträger zick-zack- oder mäanderförmig erfolgt.
Um Dichteschwankungen zu minimieren, ist es auch vorteilhaft, die vorhergehende und nachfolgende Zeile überlappen zu lassen, wobei z. B. ein sogenanntes „Micro-weaving"-Verfahren benutzt wird. Dabei werden in der vorhergehenden Zeile am Zeilenrand nicht alle Pixel beschrieben, die freigelassenen werden in der nachfolgenden Zeile ausgefüllt.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Bedrucken des Bildmaterials erfolgt, während bereits bedrucktes Bildmaterial getrocknet wird. Dazu muß entweder der Blattträger eine entsprechende Größe aufweisen, was eine schnellere Bearbeitung insbesondere von Bildmaterial mit kleineren Formaten ermöglicht und auch die Verarbeitung von großformatigem Bildmaterial gewährleistet, oder es müssen mehrere Blattträger vorgesehen sein, über welche der Ink-Jet-Druckkopf bewegt werden kann, so daß ein Blattträger be- bzw. entladen werden kann, während auf einem anderen noch gedruckt wird, was zu einer schnelleren Be- arbeitung führt.
Vorteilhafterweise wird das Bildmaterial mittels eines Saugbandes auf dem Blattträger fixiert. Dies ermöglicht eine feste Positionierung des Bildmaterials beim Drucken und Transportieren des zu bedruckenden und nach dem Druckvorgang fertig gedruckten Bildmaterials.
Zum Auflegen bzw. Abnehmen des Bildmaterials ist vorzugsweise ein Sauger vorgesehen, da ein solcher Sauger das Bildmaterial in äußerst schonender Weise behandelt. Alternativ wären auch Transportrollen denkbar.
Zur Kostenreduktion ist es vorteilhaft, diesen Sauger auf dem Druckkopfschlitten unterzubringen. Der Verfahrbereich des Kopfes muß dann entsprechend vergrößert werden.
Um ein exaktes Aufbringen der Bilddaten auf das Bildmaterial zu gewährleisten, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, daß eine Erfassung der Lagedaten des Bildmaterials erfolgt, aus der Steuerdaten
zur gegenseitigen Positionierung von Bildmaterial und Ink-Jet-Druckkopf gewonnen werden.
Um den Aufwand beim Positionieren von Bildmaterial und Ink-Jet-Druckkopf möglichst gering zu halten und um das Bildmaterial bereits weitgehend genau auf dem Blattträger anzuordnen, wird vorzugsweise das Bildmaterial vor dem Blattträger über einen mechanischen Zentrierer ausgerichtet.
Damit die Breite des Blattträgers, insbesondere auch bei der Bearbeitung von kleineren Formaten, voll ausgenutzt werden kann, ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß mehrere Reihen von Bildmaterial nebeneinanderliegend bedruckt werden können. Dazu ist vorzugsweise vor dem Blattträger ein Bahnverteiler angeordnet, der mehrere Rei- hen von Bildmaterial erzeugen kann.
Vorzugsweise ist der Trockner zum Trocknen des schon bedruckten Bildmaterials an jeder Druckposition aktivierbar.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die in den Ansprüchen 20, 21 oder 22 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch diese Lösung wird in einfacher Weise eine kostengünstige Vorrichtung geschaffen, bei der das Bewegen des Ink-Jet-Druckkopfes bzw. des Blattträgers ohne großen Aufwand auf kleinstem Raum möglich ist.
Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Lösung sind mehrere Möglichkeiten denkbar. Die Vorrichtung kann so ausgestaltet sein, daß entweder der Ink-Jet-Druckkopf oder der Blattträger in x- und y-Richtung hin und her
bewegbar ist oder der Blattträger ist in die eine Richtung und der Ink-Jet-Druckkopf in die andere Richtung bewegbar.
Wenn sich der Ink-Jet-Druckkopf in x- und y-Richtung bewegt, wird diese Bewegung des Ink-Jet-Druckkopfes in vorteilhafter Weise so realisiert, daß der Ink-Jet-Druckkopf in y-Richtung hin und her bewegbar an einer in x-Richtung verschiebbaren Führungsschiene gelagert ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige und dabei platzsparende Verwirklichung der erfindungsgemäßen Idee.
Der Ink-Jet-Druckkopf ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, daß der Ink-Jet-Druckkopf aus mehreren in x-Richtung hintereinander liegenden Printköpfen besteht. Diese Printköpfe können gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung in zwei parallelen Reihen angeordnet sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Printköpfe der ersten Reihe versetzt zu den Printköpfen der zweiten Reihe angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Breite des Printschlittens relativ gering gehalten werden kann, so daß das Verhältnis von Scanweg zur nutzbaren Printbreite vergrößert wird. Hierdurch ergibt sich eine signifikante Produktivitätssteige- rung der gesamten Vorrichtung. Da weiterhin nach jedem Scan-Vorgang des Printschlittens das zu bedruckende Bildmaterial weitertransportiert wird, liegt eine wesentlich größere Zeitspanne zwischen dem Bedrucken einer Papierstelle mit unterschiedlichen Farben. Hierdurch hat die Tinte Gelegenheit, anzutrocknen und die Gefahr des Verlaufens der Farben wird erheblich reduziert. Auch bei bidirektionalem Druck erfolgt der Auftrag der verschiedenen Farben immer in derselben Reihenfolge, so daß keine unterschiedlichen Mischfarben entstehen können.
Der Blattträger besteht vorzugsweise aus einem hydrophoben Saugband. Dies hat den Vorteil, daß zum einen Farbspritzer, die beim Randlosbedrucken auf den Blattträger gelangen, ohne Mühe wieder entfernt werden können, und zum anderen durch das Saugband sowohl ein Ansaugen des Bildmaterials als auch ein Absaugen der Farbspritzer ermöglicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann vor dem Blattträger ein Bahnverteiler angeordnet sein, damit gleichzeitig mehrere Reihen von Bildmaterial auf den Blattträger aufgebracht werden können.
Vorteilhafterweise schließt sich an den Druckbereich ein Trocknungsbereich an, wobei der Blattträger sowohl den Druckbereich als auch den Trocknungsbereich durchläuft. Hierdurch wird vermieden, daß das Bildmaterial zunächst vom Blattträger abgenommen und anschließend auf einen neuen Förderer aufgelegt werden muß, der das Bildmaterial durch den Trockner fördert.
Damit ein lagerichtiges Bedrucken des Bildmaterials erfolgen kann, ist nach einer bevorzugten Weiterbildung im Bereich des Ink-Jet-Druckkopfes eine Sensorik zum Erfassen der Lagedaten des Bildmaterials vorgesehen, die vorzugsweise mit den Printköpfen in fester Verbindung steht. Somit kann auch bei schrägliegendem Bildmaterial eine optimale Bedruckung gewährleistet werden.
Die Erfindung sowie weitere Vorteile, Merkmale, Ziele und Anwendungsmöglichkeiten derselben werden nachfolgend anhand einer Beschreibung der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Elemente für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und
zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Überall in den Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben bzw. entsprechende Elemente. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 einen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Ink-Jet-Druckkopf.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Man erkennt einen Blattträger 1, der im vorliegenden Fall als hydrophobes Saugband ausgebildet ist, das über zwei - nicht dargestellte - Walzen umläuft. Auf dem Blattträger 1 liegen mehrere Reihen von Bildmaterial 2.
Das Bildmaterial 2 wird von einer Endlos-Papierrolle 3 abgezogen, von einem Messer 4 entsprechend den gewünschten Formaten zurecht geschnitten und anschließend von einem Bahnverteiler 5 in der gewünsch- ten Anzahl von Bahnen auf den Blattträger 1 gefördert.
Der Bahnverteiler 5 kann auch parallel zum Saugband laufen, so daß die zu bedruckenden Blätter am Anfang des Saugbandes mittels Saugern von diesem entnommen, auf dem Saugband bedruckt und am Ende des Saugbandes die bedruckten Blätter wieder auf den Bahnverteiler 5 gelegt und abtransportiert werden können.
Oberhalb des Blattträgers 1 ist ein Ink-Jet-Druckkopf 6 angeordnet, der an einer Führungsschiene 7 gelagert ist, die sich über die gesamte Breite des
Blattträgers 1 erstreckt. Der Ink-Jet-Druckkopf 6 ist in y-Richtung quer zur Vorschubrichtung des Bildmaterials 2 über den Blattträger 1 hin und her bewegbar. Die Führungsschiene 7 ist in x-Richtung, d. h. in Vorschubrichtung des Bildmaterials 2 hin und her bewegbar.
Hinter dem Blattträger 1 kann ein Sorter 8 vorgesehen sein, der das bedruckte Bildmaterial 2 in entsprechender Weise sortiert. Der Sorter 8 kann über eine Fördereinrichtung 9 bedient werden.
Der vom Blattträger 1 durchlaufene Bereich ist in einen Druckbereich A und einen Trocknungsbereich B unterteilt. In dem Trocknungsbereich B ist eine nicht dargestellte Trocknungseinrichtung vorgesehen.
Statt - wie dargestellt - den Ink-Jet-Druckkopf 6 in x- und y-Richtung über den Blattträger 1 zu bewegen, kann auch der Blattträger 1 in x- und y-Richtung unter dem Ink-Jet-Druckkopf bewegt werden. Alternativ ist es auch möglich, daß der Ink-Jet-Druckkopf 6 die Bewegung in der einen Richtung und der Blattträger 1 die Bewegung in der anderen Richtung vollführt. Als Blattträger kann auch ein x-y-Tisch dienen, der ebenfalls mit Sauglöchern ausgestattet sein kann. Auch ein x-y-Tisch kann vom Druckkopf 6 abgefahren oder relativ zu diesem bewegt werden. Vorteilhafterweise wird der Blattträger 1 als Ganzes in einer starren Führung bewegt, da dadurch die definierteste, präziseste Bewegung möglich ist.
In Fig. 2 ist der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Ink-Jet-Druckkopf 6 im Detail dargestellt.
Man erkennt auch hier den umlaufenden Blattträger 1 , auf dem zwei Reihen von Bildmaterial 2 angeordnet sind. Oberhalb des Blattträgers 1 ist
der Ink-Jet-Druckkopf 6 angeordnet, der an einer Führungsschiene 7 in y-Richtung hin und her bewegbar gelagert ist. Die Führungsschiene 7, die hier aus zwei Stangen besteht, ist mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung in x-Richtung hin und her bewegbar.
Der Ink-Jet-Druckkopf 6 besteht aus mehrere einzelnen Printköpfen 10, die in zwei Reihen in x-Richtung hintereinander angeordnet sind. Die Printköpfe 10 der einen Reihe sind dabei gegenüber den Printköpfen 10 der anderen Reihe versetzt angeordnet.
Vor dem Ink-Jet-Druckkopf 6 ist weiterhin eine Sensorik U vorgesehen, welche die Lagedaten des auf dem Blattträger 1 angeordneten Bildmaterials 2 erfaßt. Diese Sensorik 11 ist in Fig. 2 durch eine Vielzahl von kurzen Pfeilen dargestellt.
An dem Blattträger 1 kann ferner ein Sensor 12 vorgesehen sein, der über entsprechende Markierungen am Blattträger 1 dessen genaue Position erfassen kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen