DE10139478B4

DE10139478B4 - Zur elektrischen Steuerung der Auftreffpositionen von Tintentröpfchen geeignete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10139478B4
Application number: DE10139478A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Hitachinaka Yamada; Shinya Hitachinaka Kobayashi; Kunio Hitachinaka Satou; Katsunori Hitachinaka Kawasumi; Kazuo Hitachinaka Shimizu; Hitoshi Hitachinaka Kida
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: US6508537B2; JP2002052708A; DE10139478A1; US20020021324A1; JP4273644B2

Abstract

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung (10) mit
mehreren in einer Breitenrichtung (A) nebeneinander angeordneten Düsenreihen (211), die sich jeweils in einer Reihenrichtung (C) schräg zur Breitenrichtung (A) erstrecken und jeweils Punktgruppen auf einem Aufzeichnungsmedium (100) erzeugen, wobei die Punktgruppen zur Erzeugung eines vollständigen Bilds in der Breitenrichtung (A) ausgerichtet sind und jede Düsenreihe (211) mehrere Düsen (230) aufweist, durch die zur Erzeugung der entsprechenden Punktgruppe durch Erzeugung entsprechender Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium (100) Tintentröpfchen (130) abgegeben werden,
einem Bewegungsmechanismus, der das Aufzeichnungsmedium (100) relativ zu den Düsenreihen (211) in einer zur Breitenrichtung (A) rechtwinkligen Bewegungsrichtung (B) mit einem Winkel θ zur Reihenrichtung (C) bewegt, wobei auf dem Aufzeichnungsmedium (100) mehrere erste Abtastzeilen (110) definiert sind, die sich in Bewegungsrichtung (B) erstrecken,
einer Abgabeeinrichtung zur selektiven Abgabe von Tintentröpfchen (130) aus den mehreren Düsen (230) in einer Abgaberichtung zu einem Abgabezeitpunkt;
einer Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) zur Ablenkung der Abgaberichtung...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine durch die Verwendung mehrerer Druckkopfmodule zur Erzeugung von Bildern von hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit geeignete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
2. Verwandte Techniken
Es wurde eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit serieller Abtastung vorgeschlagen, die einen Aufzeichnungskopf aufweist, der durch die Abgabe von Tintentröpfchen beim Abtasten eines Aufzeichnungsblatts in einer Breitenrichtung Punktbilder auf dem länglichen Aufzeichnungsblatt erzeugt. Genauer erzeugt der Aufzeichnungskopf bei einer einzigen Abtastung eine Bildzeile, die mehrere primäre Abtastzeilen enthält. Dann wird das Aufzeichnungsblatt in seiner zur Breitenrichtung senkrechten Längsrichtung um eine vorgegebene Strecke bewegt Anschließend erzeugt der Aufzeichnungskopf eine nächste Bildzeile. Diese Vorgänge werden wiederholt ausgeführt, so daß ein gesamtes Bild vervollständigt wird.
Zur Verbesserung der Bilderzeugungsgeschwindigkeit kann die Anzahl der primären Abtastzeilen erhöht werden, die der Aufzeichnungskopf bei einer einzelnen Abtastung druckt. In diesem Fall ist der Aufzeichnungskopf so aufgebaut, daß er in der Längsrichtung verhältnismäßig lang ist, so daß eine höhere Anzahl an Düsen darauf ausgebildet ist, durch die Tintentröpfchen abgegeben werden.
Bei einem weiteren Typ von Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung weist ein Aufzeichnungskopf eine große Breite auf, die der Gesamtbreite des Aufzeichnungsblatts entspricht, so daß für jede von mehreren sekundären Abtastzeilen, die sich in der Längsrichtung des Aufzeichnungsblatts erstrecken, Düsen ausgebildet sind. Bei diesem Aufbau kann der Aufzeichnungskopf ein vollständiges Bild erzeugen, ohne überhaupt in der Breitenrichtung bewegt zu werden.
Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung dieses Typs von Aufzeichnungskopf mit derart großer Breite. Bei einem Verfahren wird in einem breiten Aufzeichnungskopf auf einmal eine Reihe aus mehreren Düsen erzeugt. Wenn bei diesem Verfahren jedoch auch nur eine der Düsen so gebildet wird, daß sie ungleichmäßige Tintenabgabecharakteristika aufweist, wird die Qualität eines gesamten Bilds erheblich verschlechtert, daher erfordert dieses Verfahren verhältnismäßig hohe Produktionskosten.

Bei einem weiteren Verfahren werden mehrere Kopfmodule von geringer Breite zusammengebaut, die jeweils mehrere Düsen aufweisen, um einen einzigen Aufzeichnungskopf von großer Breite zu erzeugen. Dies bedeutet, daß ein vollständiges Bild durch eine Kombination aus mehreren Bildabschnitten erzeugt wird, die durch die entsprechenden Kopfmodule erzeugt werden. Da Kopfmodule von geringerer Breite preisgünstiger herzustellen sind, können die Herstellungskosten insgesamt verringert werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen genauen Zusammenbau der Kopfmodule.

In der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung (Kokai) JP 09-262992 ist ein herkömmliches Verfahren zum genauen Zusammenbau der Kopf module beschrieben. Bei diesem Verfahren erfolgt ein tatsächliches Drucken, und Positionsinformationen jedes Kopfmoduls in bezug auf die Breitenrichtung werden erhalten. Dann wird das Kopfmodul auf der Grundlage der Positionsinformationen mechanisch auf eine geeignete Position bewegt, wenn ein unerwünschter Positionsfehler vorliegt. Diese mechanische Bewegung erfolgt unter Verwendung einer Einstelleinheit.

Die Positionen in bezug auf die Längsrichtung können auf die gleiche Weise mechanisch korrigiert werden. In bezug auf die Längsrichtung kann der Positionsfehler jedoch unter Verwendung von Einstellungsaufzeichnungsdaten elektrisch korrigiert werden, daher wird eine Kombination aus mechanischem Verfahren und elektrischen Verfahren zur Korrektur des Positionsfehlers der Kopfmodule verwendet.

Das vorstehend beschriebene, herkömmliche Verfahren erfordert jedoch eine komplexe Einstelleinheit zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionseinstellung. Ebenso ist eine automatische mechanische Einstellung nicht möglich.

Aus der nicht vorveröffentlichten JP-2000-75116 ist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bekannt, die viele einzelne Düsen aufweist. Für jede Düse einzeln wird die Auftreffposition des abgegebenen Tröpfchens in den zwei Koordinaten auf dem Druckpapier eingestellt.

Aus der DE 27 13 512 B1 ist ein Tintenstrahldruckkopf bekannt. Er weist mehrere schräge Reihen von Düsen auf. Ablenkplatten erstrecken sich parallel zur Hauptrichtung der Düsenreihen.

Aus der US 4 800 396 sind ein Kompensationsverfahren und eine Kompensationsvorrichtung für die Tintentröpfchenablenkung eines Tintenstrahls bekannt. Hier werden die Tintenstrahlen der Düsen einzeln individuell in x- und y-Richtung eingestellt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden und auch eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit mehreren Kopfmodulen zu schaffen, die zum Drucken eines Bilds von hoher Qualität mit einer hohen Geschwindigkeitsrate und zur automatischen und elektrischen Korrektur der Positionsbeziehung zwischen Punktgruppen geeignet ist, die von den Kopfmodulen erzeugt werden.

Zur Lösung der vorstehenden und weiterer Aufgaben wird eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit mehreren Kopfmodulen, einem Bewegungsmechanismus, einer Abgabeeinrichtung, einer Ablenkungseinrichtung und einer Korrektureinrichtung geschaffen. Die mehreren Kopfmodule sind zur Erzeugung von Punktgruppen auf einem Aufzeichnungsmedium in der Breitenrichtung nebeneinan der angeordnet. Die Punktgruppen sind in der Breitenrichtung ausgerichtet, um ein vollständiges Bild zu erzeugen. Jedes der mehreren Kopfmodule weist eine Düsenreihe auf, die sich in einer Reihenrichtung erstreckt und mehrere Düsen umfaßt, durch die Tintentröpfchen abgegeben werden, um durch die Erzeugung entsprechender Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium die entsprechende Punktgruppe zu erzeugen. Der Bewegungsmechanismus bewegt das Aufzeichnungsblatt relativ zu den mehreren Kopfmodulen in einem Winkel θ zur Reihenrichtung in einer Bewegungsrichtung. Die Bewegungsrichtung ist senkrecht zur Breitenrichtung. Mehrere erste Abtastzeilen, die sich in der Bewegungsrichtung erstrecken, sind auf dem Aufzeichnungsmedium definiert. Die Abgabeeinrichtung gibt zu Abgabezeitpunkten in einer Abgaberichtung selektiv Tintentröpfchen aus den mehreren Düsen ab. Die Ablenkeinrichtung lenkt die Abgaberichtung der Tintentröpfchen um einen von mehreren vorgegebenen Ablenkbeträgen in einer zur Reihenrichtung senkrechten Ablenkrichtung ab. Die Korrektureinrichtung korrigiert Positionsfehler der Punktgruppen. Die Korrektureinrichtung umfaßt eine erste Steuereinrichtung zur Steuerung der vorgegebenen Ablenkbeträge zur Erzeugung der Punkte auf den ersten Abtastzeilen und eine zweite Steuereinrichtung zur Steuerung des Abgabezeitpunkts zur Einstellung der Positionen der Punkte in bezug auf die Bewegungsrichtung.

Bei diesem Aufbau besteht keine Notwendigkeit, eine zusätzliche, separate Einheit zur mechanischen Korrektur einer Kopfmodulbaugruppe vorzusehen. Die Korrektur kann durch eine elektrische Einrichtung automatisch ausgeführt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht der teilweise durch ein Blockdiagramm dargestellten Hauptkomponenten einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte Ansicht der Bauteile gemäß 1;
3(a) eine erläuternde Ansicht, die an Auflade-Ablenk-Elektroden der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung angelegte Aufladungs-Ablenk-Steuersignale zeigt;
3(b) eine erläuternde Ansicht, die an die Düsen angelegte PZT-Treibersignale und entsprechende Ablenkbeträge von Tintentröpfchen zeigt;
4 eine erläuternde Ansicht, die auf einem Aufzeichnungsblatt erzeugte Punkte zeigt;
5 eine erläuternde Ansicht, die von zwei nebeneinander liegenden Kopfmodulen ordnungsgemäß erzeugte Punkte zeigt;
6 eine erläuternde Ansicht, die von den beiden nebeneinander liegenden Kopfmodulen nicht ordnungsgemäß Punkte zeigt;
7(a) eine Schnittansicht längs einer Linie D-D gemäß 2, wobei die Mittellinie unverändert bleibt;
7(b) eine Schnittansicht längs der Linie D-D gemäß 2, wobei die Mittellinie verschoben gesteuert wird;
8(a) eine erläuternde Ansicht, die an die Auflade-Ablenk-Elektroden der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung angelegte Auflade-Ablenksignale zeigt;
8(b) eine erläuternde Ansicht, die an Düsen angelegte PZT-Antriebssignale und entsprechende Ablenkbeträge von Tintentröpfchen zeigt;
9(a) eine erläuternde Ansicht von durch einen Testmusterdruckvorgang erzeugten Punkten;
9(b) eine vergrößerte Ansicht von 9(a);
10(a) eine erläuternde Ansicht, die durch in 8 gezeigte, eingestellte Druckvorgänge erzeugte Punkte zeigt;
10(b) eine vergrößerte Ansicht von 10(a);
11(a) eine erläuternde Ansicht von durch einen Testmusterdruckvorgang erzeugten Punkten;
11(b) eine vergrößerte Ansicht von 11(a);
12(a) eine erläuternde Ansicht von durch eingestellte Druckvorgänge erzeugten Punkten;
12(b) eine vergrößerte Ansicht von 12(a);
13(a) eine erläuternde Ansicht, die Auflade-Ablenk-Steuersignale vor der Einstellung zeigt;
13(b) eine erläuternde Ansicht, die Auflade-Ablenk-Steuersignale nach der Einstellung zeigt;
13(c) eine erläuternde Ansicht, die an Düsen angelegte PZT-Treibersignale und entsprechende Ablenkbeträge von Tintentröpfchen zeigt;
14(a) eine erläuternde Ansicht, die Auflade-Ablenk-Steuersignale zeigt;
14(b) eine erläuternde Ansicht, die an Düsen angelegte PZT-Antriebssignale und entsprechende Ablenkbeträge von Tintentröpfchen zeigt;
15 eine Draufsicht von teilweise als Blockdiagramm dargestellten Hauptbauteilen einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16(a) eine erläuternde Ansicht, die an Auflade-Ablenk-Elektroden der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform angelegte Auflade-Ablenk-Steuersignale zeigt; und
16(b) eine erläuternde Ansicht, die an Düsen angelegte PZT-Treibersignale, entsprechende Tintentröpfchen-Erzeugungszeitpunkte und entsprechende Tintentröpfchen-Ablenkbeträge zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen mit Zeilenabtastung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 der Aufbau einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß 2 eine vergrößerte Ansicht eines in 1 durch einen Kreis gekennzeichneten Bereichs 1 ist.
Ein längliches, nicht geschnittenes Aufzeichnungsblatt 100 hat eine Breite in einer ersten Richtung A und eine Länge in einer zur ersten Richtung A rechtwinkligen zweiten Richtung B und wird mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in der zweiten Richtung B transportiert. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 erzeugt mit einer Punktdichte Ds Punkte auf Abtastzeilen 110 auf dem Aufzeichnungsblatt, um mit einer hohen Geschwindigkeit ein Punktbild auf dem Aufzeichnungsblatt 100 zu erzeugen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfaßt die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 einen Aufzeichnungskopf 200, der mehrere in der ersten Richtung A angeordnete Kopfmodule 210 umfaßt, und einen Rahmen 220 zum Halten der Kopfmodule 210. Jedes Kopfmodul 210 hat den gleichen Aufbau und weist n Düsen 230 auf, die jeweils eine Düsenbohrung 231 aufweisen. Die Düsen 230 sind in einem Düsenabstand Pn in einer dritten Richtung C ausgerichtet und bilden eine Düsenreihe 211, die sich in der dritten Richtung C erstreckt.
Jede Düse 230 hat den gleichen Aufbau und weist eine Tintenkammer 232 mit der Düsenbohrung 231, eine Tintenzufuhröffnung 233 zum Einleiten von Tinte in die Tintenkammer 232 und einen Verteiler 234 zur Zufuhr von Tinte zur Tintenzufuhröffnung 233 auf. Die Tintenkammer 232 weist ein als Stellglied dienendes piezoelektrisches Element 235 auf, das das Volumen der Tintenkammer 232 verändert, wenn Aufzeichnungssignale daran angelegt werden. Der Aufzeichnungskopf 200 ist derart 1 bis 2 mm über dem Aufzeichnungsblatt 100 angeordnet, daß die Düsenbohrungen 231 dem Aufzeichnungsblatt 100 zugewandt sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich die Abtastzeilen 110 in der zweiten Richtung B und haben in der ersten Richtung A eine Zeilendichte Ds von 600 Punkten pro Zoll. Der Winkel θ der dritten Richtung C in bezug auf die zweite Richtung B beträgt in etwa 14,04 Grad (tan θ = tan^–1 (1/4). Der Abstand Pn zwischen den Düsenbohrungen beträgt 2/600 (sin θ)^–1. Dies bedeutet, daß der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Düsenbohrungen 231 in etwa 0,013 Zoll beträgt. Die Anzahl n der Düsen 230 beträgt 96. Es werden 13 Kopfmodule 210 verwendet, was zur Abdeckung der gesamten Breite des Aufzeichnungskopfs 200 ausreicht. Dementsprechend beträgt der Abstand zwischen den Düsenbohrungen in der ersten Richtung A 8/600 Zoll, und die Düsenbohrungen 231 sind so angeordnet, daß sie einander in jeder zweiten Abtastzeile 110 entsprechen.
Als nächstes wird eine Ablenkungssteuereinrichtung der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 beschrieben. Die Ablenkungssteuereinrichtung umfaßt mehrere Elektrodenpaare 310, 320, ein Substrat 330 und eine Einheit 400 zur Erzeugung eines Auflade-Ablenk-Steuersignals. Jedes Elektrodenpaar 310, 320 ist zwischen dem Aufzeichnungsblatt 100 und dem Aufzeichnungskopf 200 vorgesehen, wobei eine entsprechende der Düsenreihen 211 zwischen den Elektroden 310, 320 eingeschlossen ist. Die Elektrode 310 dient als Auflade-Ablenk-Elektrode mit positiver Polarität, und die Elektrode 320 dient als Auflade-Ablenk-Elektrode mit negativer Polarität. Leitungen 331, 332 erstrecken sich von den Elektroden 310, 320 und sind jeweils mit einem Auflade-Ablenk-Elektrodenanschluß 341 mit positiver Polarität und einem Auflade-Ablenk-Elektrodenanschluß 342 mit negativer Polarität verbunden, die auf dem Substrat 330 vorgesehen sind.
Die Einheit 400 zur Erzeugung der Auflade-Ablenk-Steuersignale dient dem Anlegen von Auflade-Ablenk-Steuersignalen an die Elektroden 310, 320 und umfaßt eine Einheit 410 zur Erzeugung einer Aufladesignalschwingungsform, eine Einheit 420 zur Erzeugung einer Bezugsvorspannung, Einheiten 431, 432 zur Erzeugung einer Auflade-Ablenk-Spannung und Einheiten 411, 442 zum Antreiben der Auflade-Ablenk-Elektroden.
Die Einheit 410 zur Erzeugung einer Aufladesignalschwingungsform erzeugt eine Wechselspannungskomponente des Auflade-Ablenk-Steuersignals. Die Einheit 420 zur Erzeugung einer Bezugsvorspannung erzeugt eine Vorspannung, die der Erzeugung einer Gleichspannungskomponente der Auflade-Ablenk-Steuersignale und der Erzeugung eines elektrostatischen Ablenkfelds dient. Auf der Grundlage der Aufladesignalschwingungsform der Wechselspannungskomponente und der Vorspannung erzeugen die Einheiten 431, 432 zur Erzeugung der Auflade-Ablenk-Spannungen die Auflade-Ablenk-Steuersignale. Die Treibereinheiten 441, 442 für die Auflade-Ablenk-Elektroden verstärken die Auflade-Ablenk-Steuersignale auf einen vorgegebenen Spannungspegel. Die verstärkten Auflade-Ablenk-Steuersignale werden an die Elektroden 310, 320 ausgegeben.
Als nächstes wird eine Einheit 500 zur Erzeugung eines Tintenabgabesteuersignals der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 beschrieben. Die Einheit 500 zur Erzeugung eines Tintenabgabesteuersignals umfaßt eine Einheit 510 zur Erzeugung eines Aufzeichnungssignals, eine Einheit 520 zur Erzeugung eines Taktsignals, eine Einheit 530 zur Erzeugung eines PZT-Treiberimpulses und eine PZT-Treibereinheit 540. Die Einheit 510 zur Erzeugung eines Aufzeichnungssignals erzeugt auf der Grundlage von Eingangsdaten Pixeldaten von Bildern. Die Einheit 520 zur Erzeugung eines Taktsignals erzeugt ein Taktsignal. Die Einheit 530 zur Erzeugung eines PZT-Treiberimpulses erzeugt auf der Grundlage der Pixeldaten und des Taktsignals einen PZT-Treiberimpuls für jede Düse 230. Die PZT-Treibereinheit 540 verstärkt den PZT-Treiberimpuls auf einen ausreichenden Signalpegel und gibt den verstärkten PZT-Treiberimpuls an das piezoelektrische Element 235 jeder Düse 230 aus, so daß zu einem geeigneten Zeitpunkt von der Düse 230 ein Tintentröpfchen abgegeben wird.
Die Einheit 530 zur Erzeugung von PZT-Treiberimpulsen umfaßt einen PZT-Treiberimpulsgenerator 531 und eine Einheit 532 zur Einstellung der zeitlichen Abstimmung der PZT-Treiberimpulse. Der PZT-Treiberimpulsgenerator 531 erzeugt ein PZT-Treiberimpulssignal, das beim Drucken eines einzelnen Pixels durch mehrere Düsen zur Erzeugung eines einzigen Punkts durch mehrere Düsen 230 verwendet wird. Die Einheit 532 zur Einstellung der zeitlichen Abstimmung der PZT-Treiberimpulse steuert einen Erzeugungszeitpunkt des PZT-Treiberimpulssignals, so daß von mehreren Düsen 230 als Reaktion auf den PZT-Treiberimpulssignal ausgegebene Tintentröpfchen zur Erzeugung eines einzigen Punkts auf oder in der Nähe einer Sollpixelposition auftreffen.
Als nächstes wird eine Einheit 600 zur Steuerung der Positionen aufgezeichneter Punktgruppen der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 beschrieben. Die Einheit 600 zur Steuerung der Positionen aufgezeichneter Punktgruppen steuert die Positionsbeziehung unter von mehreren Kopfmodulen 210 aufgezeichneten Punktgruppen. Wie in 1 gezeigt, umfaßt die Positionssteuereinheit 600 eine Einheit 610 zur Erfassung von Positionsfehlern, eine Einheit 620 zur Bestimmung eines Einstellbetrags, eine Einheit 630 zur Steuerung eines Aufladesignals, eine Einheit 640 zur Steuerung einer Vorspannung, eine Einheit 631 zur Steuerung einer Aufladespannung und eine Vorrichtung 632 zur Einstellung einer Vorspannung.
Die Einheit 610 zur Erfassung von Positionsfehlern erfaßt die Größe eines Abstands zwischen einer tatsächlichen Punktposition und einer Sollpixelposition. Die Einheit 620 zur Bestimmung des Einstellbetrags bestimmt auf der Grundlage des erfaßten Abstands einen Einstellbetrag und gibt sowohl an die Einheit 630 zur Steuerung des Aufladesignals als auch an die Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung Einstellinformationen aus.
Die Einheit 620 zur Bestimmung des Einstellbetrags umfaßt eine Einheit 621 zur Bestimmung eines Ablenkbetrags und eine Einheit 622 zur Bestimmung des Zeitpunkts der Erzeugung eines Aufzeichnungssignals. Die Einheit 621 zur Bestimmung des Ablenkbetrags bestimmt, wie viel Ablenkung zur Eistellung des Positionsfehlers des aufgezeichneten Punkts erforderlich ist. Die Einheit 622 zur Bestimmung des Zeitpunkts der Erzeugung eines Aufzeichnungssignals bestimmt den Betrag einer Zeitverschiebung, um die der Erzeugungszeitpunkt des Aufzeichnungssignals verschoben wird.
Auf den Empfang der Einstellinformationen von der Einheit 620 zur Bestimmung des Einstellbetrags hin geben die Einheit 630 zur Steuerung des Aufladesignals und die Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung Steuersignale zur Steuerung der Einheit 631 zur Steuerung der Aufladespannung und der Vorrichtung 632 zur Einstellung der Vorspannung aus, um die an die Elektroden 310, 320 angelegten Auflade-Ablenk-Steuersignale geeignet einzustellen.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 Druckoperationen der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 beschrieben. Bei diesem Beispiel werden die Druckoperationen zur Erzeugung eines vollständig schwarzen Bilds, d.h. zur Erzeugung von Punkten auf sämtlichen Pixeln des Aufzeichnungsblatts 100 ausgeführt. 3(a) zeigt die jeweils an die Elektroden 310 und 320 angelegten Auflade-Ablenk-Steuersignale S1 und S2. 3(b) zeigt die für die Vorgänge zum Drucke des vollständig schwarzen Bilds verwendeten PZT-Antriebssignale Sa bis Sc2 und auch die Ablenkbeträge Ca bis Cd der Tintentröpfchen. 4 zeigt durch die Operationen auf dem Aufzeichnungsblatt 100 aufgezeichnete Punkte.
Wenn die Auflade-Ablenk-Steuersignale S1 an die Elektrode 310 mit positiver Polarität angelegt werden, werden eine Ablenkspannung +H und eine Aufladespannung an die Elektrode 310 angelegt. Ähnlich werden beim Anlegen der Auflade-Ablenk-Steuersingale S2 an die Elektrode 320 mit negativer Polarität eine Ablenkspannung –H und die Aufladespannung an die Elektrode 320 angelegt. Dem entsprechend werden ein elektrisches Aufladefeld zum Aufladen von Tintentröpfchen 130 und ein elektrostatisches Ablenkfeld zum Ablenken der aufgeladenen Tintentröpfchen 130 erzeugt.
Die Größe H der Ablenkspannungen wird in der Einheit 632 zur Einstellung der Vorspannung durch Einstellen der von der Einheit 420 zur Erzeugung der Bezugsvorspannung erzeugten Vorspannung auf der Grundlage des von der Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung ausgegebenen Steuersignals bestimmt, und der Änderungsbetrag Vc der Aufladespannung wird von der Einheit 631 zur Steuerung der Aufladespannung durch Einstellen der von der Einheit 410 zur Erzeugung der Aufladesignalschwingungsform erzeugten Aufladesignalschwingungsform durch die von der Einheit 410 zur Erzeugung der Aufladesignalschwingungsform erzeugte Spannung der Aufladesignalschwingungsform auf der Grundalge des von der Einheit 630 zur Steuerung des Aufladesignals ausgegebenen Steuersignals bestimmt.
Die in dem Aufzeichnungskopf 200 gehaltene Tinte ist mit der Erde verbunden, d.h. sie weist 0 V auf. Daher wird zu dem Zeitpunkt, zu dem das Tintentröpfchen 130 gerade aus der Düsenbohrung 231 abgegeben werden soll, die Aufladespannung zwischen einem Tintentröpfchen 130 und den Elektroden 310, 320 angelegt. Da die Tinte eine ausgezeichnete Leitfähigkeit von weniger als einigen Hundert Ω cm aufweist, wird das Tintentröpfchen 130 zu dem Zeitpunkt, zu dem es sich vom Rest der Tinte trennt, mit einem der zu diesem Zeitpunkt angelegten Auflagespannung entsprechenden Betrag aufgeladen. Dann fliegt das aufgeladene Tintentröpfchen 130 zu dem Aufzeichnungsblatt 100. Vor dem Auftreffen auf dem Aufzeichnungsblatt 100 wird das Tintentröpfchen 130 in dem elektrostatischen Ablenkfeld in eine zur dritten Richtung C senkrechte vierte Richtung D abgelenkt (siehe 2).
Gemäß 2 kann ein von einer Düsenbohrung 231A abgegebenes Tintentröpfchen 130A abhängig von seinem Ablenkbetrag auf jeder der Abtastzeilen 110n+1 bis 110n+4 auftreffen und daher jeden Punkt 140An+1 bis 140An+4 erzeu gen. Ähnlich kann ein aus einer Düsenbohrung 231B abgegebenes Tintentröpfchen 130B durch Ablenkung auf jeder der Abtastzeilen 110n+3 bis 110n+6 auftreffen, und ein Tintentröpfchen 130C aus einer Düsenbohrung 231C wird so abgelenkt, daß es auf einer der Abtastzeilen 110n+5 bis 110n+8 auftrifft. Dies bedeutet, daß die Tintentröpfchen 130A und 130B aus zwei verschiedenen Düsenbohrungen 231A und 231B auf der einen Abtastzeile 110n+4 auftreffen können. Das Gleiche gilt für jede andere Abtastzeile 110, und Tintentröpfchen 130 aus zwei verschiedenen Düsenbohrungen 231 könne auf einer einzigen Abtastzeile auftreffen.
Im folgenden werden die Aufzeichnungsoperationen genauer beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß die PZT-Treibersignale Sa bis Sc2 gemäß 3(b) zur Abgabe von Tintentröpfchen 130 an die piezoelektrischen Elemente 235 angelegt werden, wie vorstehend beschrieben. 4 zeigt auf dem Aufzeichnungsblatt 100 erzeugte Punkte und Vorsprünge 231A', 231B' der Düsenbohrungen 231A und 231B gemäß 2.
Wie in den 3(a) und 3(b) gezeigt, beträgt die Aufladespannung zum Zeitpunkt T1 – 1/3 Vc. Dementsprechend wird ein zum Zeitpunkt T1 aus der Düsenbohrung 231A abgegebenes Tintentröpfchen 130A beispielsweise entlang einer Linie D_T1-6 gemäß 4 in der vierten Richtung D abgelenkt, trifft auf einem Pixel 120_αn+3 auf der Abtastzeile 110_n+3 auf und erzeugt darauf einen Punkt 140_αn+3 . Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt T2 beträgt die Aufladespannung –Vc. Dementsprechend wird ein zum Zeitpunkt T2 abgegebenes Tintentröpfchen 130A beispielsweise entlang einer Linie D_T2-6 in der vierten Richtung D abgelenkt, trifft auf einem Pixel 120_αn+4 auf der Abtastzeile 110_n+4 auf und erzeugt einen Punkt 140_αn+4 darauf. Zum Zeitpunkt T3 beträgt die Aufladespannung +Vc. Ein zum Zeitpunkt T3 abgegebenes Tintentröpfchen wird beispielsweise entlang einer Linie D_T3-6 in der vierten Richtung D abgelenkt und trifft auf einem Pixel 120_αn+1 auf der Abtastzeile 110_n+1 auf, wodurch ein Punkt 140_αn+1 erzeugt wird. Auf diese Weise werden aus der Dü senbohrung 231A abgegebene Tintentröpfchen 130A abgelenkt und können auf jedem Pixel auf den vier Abtastzeilen 110_n+1 bis 110_n+4 auftreffen.
Auf die gleiche Weise werden von weiteren Düsenbohrungen 231, wie den Düsenbohrungen 231B, 231C, abgegebene Tintentröpfchen abgelenkt und treffen auf sämtlichen Pixeln auf entsprechenden vier Abtastzeilen 110 auf. Nachdem beispielsweise ein Tintentröpfchen 130B aus der Düsenbohrung 231B aufgetroffen ist und einen Punkt auf einem Pixel 120_αn+3 erzeugt hat, trifft daher ein Tintentröpfchen 120A aus der Düsenbohrung 231A nach der Abtastung auf dem gleichen Pixel 120_αn+3 auf. Auf jedem weiteren Pixel werden auf die gleiche Weise Punkte erzeugt. Dies bedeutet, daß ein einziger Punkt durch zwei aus zwei nebeneinander liegenden Düsenbohrungen 231 abgegebene Tintentröpfchen 130 erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein völlig schwarzes Bild erzeugt.
Wie in 4 gezeigt, wird das resultierende, völlig schwarze Bild aus mehreren Punkten erzeugt, die in einem vorgegebenen Intervall sowohl in der ersten Richtung A als auch in der zweiten Richtung B auf dem Aufzeichnungsblatt 100 angeordnet sind.
Die PZT-Treiberimpulssignale Sa2 bis Sc2 sind Beispiele für die bei der Erzeugung eines anderen Bilds als einem vollständig schwarzen Bild erzeugten. Tintentröpfchen 130 werden zu einem entsprechenden, geeigneten Zeitpunkt erzeugt und abgelenkt.
Jedes Kopfmodul 210 mit begrenzter Breite erzeugt nur einen Teil eines kompletten Bilds, wobei sich der Teil in Bandform in der zweiten Richtung B erstreckt. Daher wird das komplette Bild durch eine Kombination aus den bandförmigen Bildteilen erzeugt.
5 zeigt zwei durch zwei nebeneinander liegende Kopfmodule 210 auf geeignete Weise erzeugte Punktgruppen. Vorsprünge 231'_2109-94 , 231'_2109-95 , 231'_2109-96 von Düsenbohrungen 231_2109-94 , 231_2109-95 , 231_2109-96 am linken Endabschnitt des Kopfmoduls 210₉ (1) und Vorsprünge 231'_2108-1 , 231'_2108-2 , 231'_2108-3 , 231'_2108-4 von Düsenbohrungen 231_2108-1 , 231_2108-2 , 231_2108-3 , 231_2108-4 am rechten Endabschnitt des Kopfmoduls 210₈ sind ebenfalls in 5 gezeigt.
Gemäß 5 wird durch Tintentröpfchen 130 aus den Düsenbohrungen 231_2109-94 , 231_2109-95 , 231_2109-96 des Kopfmoduls 210₉ eine Punktgruppe 150a erzeugt, die sich in der zweiten Richtung B erstreckt. Durch Tintentröpfchen 130 aus den Düsenbohrungen 231_2108-2 , 231_2108-3 , 231_2108-4 am rechten Abschnitt des Kopfmoduls 210₈ wird eine Punktgruppe 150b erzeugt. Durch Tintentröpfchen 130 aus der Düsenbohrung 231_2109-96 des Kopfmoduls 210₉ und der Düsenbohrung 231_2108-2 des Kopfmoduls 210₈ wird eine Punktgruppe 154c erzeugt. Dies bedeutet, daß die Punkte in der Punktgruppe 150c durch Tintentröpfchen 130 aus der Düsenbohrung 231_2109-96 und der Düsenbohrung 231_2108-2 erzeugt werden, die einander überlappen.
Aufgrund der ordnungsgemäßen Abgabe und Ablenkung sind die Tintentröpfchen 130 aus den beiden Düsenbohrungen 231_2109-96 und 231_2108-2 ordnungsgemäß auf Sollpixeln aufgetroffen, so daß die Punkte in der Punktgruppe 150c unter den gleichen, geeigneten Bedingungen erzeugt werden, wie die in den Punktgruppen 150a und 150b. Dadurch sind die Grenze zwischen den Punktgruppen 150a und 150c und die Grenze zwischen den Punktgruppen 150b und 150c nicht erkennbar.
Diese unmerklichen Grenzen sind ein Beweis für die geeigneten Positionsbeziehungen zwischen den Kopfmodulen 210₈ und 210₉ sowie für eine geeignete Tintenabgabe und Ablenkung von Tintentröpfchen 130.
Im Gegensatz zu 5 zeigt 6 ein Beispiel eines nicht wünschenswerten Druckergebnisses, bei dem sich die Kopfmodule 210₈ und 210₉ in einer nicht ordnungsgemäßen Positionsbeziehung befinden, obwohl die Tintenabgabe und die Ablenkung der Tintentröpfchen 130 ordnungsgemäß erfolgen. Bei dem Beispiel gemäß 6 ist die Position des Kopfmoduls 210₈ in der ersten Richtung A aus einer idealen Position verschoben, in der sich das Kopfmodul 210₈ befinden sollte. Dadurch erstreckt sich die Düsenreihe 211 des Kopfmoduls 210₈ längs einer Linie 211B, die sich von einer idealen Linie 211A unterscheidet, längs der sich die Dü senreihe 211 erstrecken sollte. Dementsprechend sind Vorsprünge 231'' der Düsenbohrungen 231 in bezug auf die in 5 gezeigten ordnungsgemäßen Vorsprünge 231' links unten angeordnet.
In diesem Zustand sind sämtliche von dem Kopfmodul 210a erzeugten Punkte in bezug auf die Sollpixel nach unten links verschoben, wodurch die abgegebenen Tintentröpfchen 130 einander in der Punktgruppe 150c kaum überlappen. Dadurch unterscheidet sich eine Aufzeichnungsbedingung, wie die Farbdichte, in der Gruppe 150c von der der Punktgruppen 150a und 150b, und auf dem resultierenden Bild auf dem Aufzeichnungsblatt 100 wird eine unerwünschte, sichtbare Linie erzeugt, die sich in der zweiten Richtung B erstreckt.
Erfindungsgemäß wird der vorstehend beschriebene Positionsfehler der Kopfmodule 210 ohne eine tatsächliche und mechanische Bewegung der Kopfmodule 210 auf die im folgenden beschriebene, elektrische Weise korrigiert.
Die 7(a) und 7(b) sind Schnittansichten, beide längs den Linien VII-VII gemäß 3. 7(a) zeigt die übliche Ablenkung eines Tintentröpfchens, und 7(b) zeigt die Ablenkung eines Tintentröpfchens nach der Einstellung des Positionsfehlers gemäß der Methode gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Einzelheiten dieser Einstellung werden nachstehend beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, sind auf jeder Seite der Düsenbohrung 231 an gleichmäßig von dieser beabstandeten Positionen die Elektroden 310, 320 vorgesehen. An die Elektroden 310, 320 werden, wie in 3(a) gezeigt, die Ablenkspannung ±H und die Aufladespannung angelegt, die sich um einen Betrag innerhalb von 2 Vc verändert. Bei diesem Aufbau wird ein von einer einzelnen Düsenbohrung 231 abgegebenes Tintentröpfchen 130, wie in 7(a) gezeigt und vorstehend beschrieben, so gesteuert, daß es auf einer von vier Auftreffpositionen auftrifft, von denen sich zwei auf einer Seite einer Mittellinie E und zwei auf deren anderer Seite befinden. Die Mittellinie E repräsentiert die Mitte der Flugbahnen der abgegebenen Tintentröpfchen 130. Der Ablenkbetrag beträgt C1, wen das Tintentröpfchen 130 um einen ersten Ablenkpegel abgelenkt wird, und C2, wenn es um einen zweiten Ablenkpegel abgelenkt wird.
Andererseits ist gemäß 7(b) die Mittellinie E aufgrund der Positionseinstellung gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu 7(a) um einen Betrag δh verschoben. Dementsprechend sind die Auftreffpositionen der Tintentröpfchen 130 aus der Düsenbohrung 231 in bezug auf die in 7(a) gezeigten um den Betrag δh verschoben. Eine derartige Verschiebung der Mittellinie E wird unter Verwendung der in 8(a) gezeigten Auflade-Ablenk-Steuersignale S11 und S12 erreicht.
Wie in 8(a) gezeigt, wird beim Anlegen der beiden Auflade-Ablenk-Steuersignale S11 und S12 an die Elektroden 310, 320 die Schwingungsform des Aufladesignals um einen Betrag δH in der negativen Richtung verschoben. Die ursprüngliche Schwingungsform des Aufladesignals ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Verschiebung der Schwingungsform des Aufladesignals wird durch die Einheit 632 zur Einstellung der Vorspannung auf der Grundlage eines Befehls von der in 1 gezeigten Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung erreicht. Dies führt nicht zu einer Differenz der Größe des zwischen den Elektroden 310, 320 erzeugten elektrischen Ablenkfelds. Obwohl jedoch die Größe des durch die Ablenkspannung erzeugten Potentials in der Nähe der Düsenbohrung 231 Null ist, wenn die normalen Signale S1 und S2 angelegt werden, verändert sich die Größe nicht auf Null, wenn die korrigierten Signale S11 und S12 angelegt werden. Dementsprechend sind sämtliche aus der Düsenbohrung 231 abgegebenen Tintentröpfchen 130 durch eine an die Elektroden 310, 320 angelegte Spannung –δh positiv aufgeladen, und daher sind die Flugbahnen der Tintentröpfchen 130 zur Elektrode 320 mit negativer Polarität verschoben. Gleichzeitig werden die Tintentröpfchen 130 durch die Aufladeschwingungsformsignalkomponente des Signals S11, S12 auf die gleiche Weise wie vor der Einstellung aufgeladen. Dadurch werden auch die Ablenkbeträge Ca bis Cd um den Betrag δH verändert, wie in 8(b) gezeigt, und daher werden die Flugbahnen zu der Elektrode 320 verschoben, wie in den 9(a) und 9(b) gezeigt.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Betrag δh in etwa δH(C2/Vc) entspricht, wodurch der Betrag δh durch die Steuerung des Betrags δH gesteuert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, kann erfindungsgemäß der Positionsfehler unter den mehreren Kopfmodulen 210 ohne eine mechanische Bewegung der Kopfmodule 210 elektrisch eingestellt werden. Daher besteht nicht die Notwendigkeit, zur Einstellung des Positionsfehlers eine zusätzliche, komplexe Einheit vorzusehen.
Als nächstes werden die Operationen zur Einstellung des unerwünschten Druckzustands gemäß 6 auf einen ordnungsgemäßen Druckvorgang gemäß dem vorstehend beschriebenen Einstellverfahren beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Einstellung durch Drucken eines Testmusters.
Zunächst wird jedes Kopfmodul 210 eingestellt, um an vorgegebenen Pixelpositionen Punkte zu erzeugen. Die Einheit 610 zur Erfassung von Positionsfehlern gibt beispielsweise einen Befehl an eine Vorrichtung 511 zur Erzeugung eines Testmustersignals aus, das der Einheit 510 zur Erzeugung von Aufzeichnungssignalen zugeführt wird. Dann steuert die Vorrichtung 511 zur Erzeugung eines Testmustersignals die Kopfmodule 210 so, daß ein Testmuster erzeugt wird. Wenn die aufgezeichneten Punkte Positionsfehler aufweisen, erfaßt die Einheit 610 zur Erfassung von Positionsfehlern den Betrag des Fehlers des Ablenkbetrags. Die Einheit 621 zur Bestimmung des Ablenkbetrags der Einheit 620 zur Bestimmung des Einstellbetrags bestimmt den Betrag der Einstellung, auf dessen Grundlage die Einheit 630 zur Steuerung des Aufladesignals die Einheit 631 zur Steuerung der Aufladespannung antreibt, um die Auflade-Ablenk-Steuersignale auf die in 3(a) gezeigte Weise einzustellen.
Als nächstes wird ein Positionsfehler in bezug auf die erste Richtung A eingestellt. Ein Testpunktmuster wird auf dem Aufzeichnungsblatt 100 erzeugt. Dies bedeutet, daß die Einheit 610 zur Erfassung des Positionsfehlers einen Befehl an die Vorrichtung 511 zur Erzeugung von Testmustersignalen ausgibt, um auf der Grundlage der Frage Signale zu erzeugen, welche Düse 230 einer in den 9(a) und 9(b) gezeigten, an dem am weitesten links gelegenen Ende der Kopfmodule 210₉ gemäß 1 vorgesehenen Düsenbohrung 231_2109-96 angetrieben wird, um Tintentröpfchen abzugeben, um Punkte auf einer Abtastzeile 110 zu erzeugen, die sowohl einer Düsenbohrung 231 an dem am weitesten rechts gelegenen Ende des Kopfmoduls 210₈ und der Düsenbohrung 231_2109-96 zugeordnet ist. Bei diesem Beispiel wird auf einer Abtastzeile 110_N eine aufgezeichnete Punktzeile 160_219-96-2 erzeugt. Gleichzeitig wird durch die Düsenbohrung 231 am rechten Ende des Kopfmoduls 210₈ eine aufgezeichnete Punktzeile erzeugt, die überlappend auf der aufgezeichneten Punktzeile 160_219-96-2 erzeugt werden soll.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die Kopfmodule 210₈ und 210₉ so angeordnet sind, daß die Düsenbohrung 231 an dem am weitesten rechts befindlichen Ende des Kopfmoduls 210₈ und die Düsenbohrung 231_2109-96 einander in bezug auf die erste Richtung A überlappen, um den Betrag δh zu verringern und ebenso den relativ großen Betrag eines Positionsfehlers zwischen den nebeneinander liegenden Kopfmodulen 210 zu bewältigen.
Als nächstes werden von mehreren betreffenden Düsenbohrungen 231 Punktzeilen erzeugt. Bei diesem Beispiel werden von den Düsenbohrungen 231_2108-1 und 231_2108-2 jeweils aufgezeichnete Punktzeilen 160_218-1-4 und 160_218-2-4 erzeugt.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist stromabseitig des Aufzeichnungsblatts 100 ein Sensor zur Erfassung des Druckergebnisses vorgesehen. Auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse bestimmt die Einheit 610 zur Erfassung von Positionsfehlern, welche der aufgezeichneten Punktzeilen 160_218-1-4 und 160_218-2-4 näher an der aufgezeichneten Punktzeile 160_219-96-2 liegt. Nachdem die aufgezeichnete Punktzeile 160_218-1-4 bei diesem Beispiel näher liegt, wird die aufgezeichnete Punktzeile 160_218-1-4 so eingestellt, daß sie so erzeugt wird, daß sie die aufgezeichnete Punktzeile 160_219-96-2 auf die in den 10(a) und 10(b) gezeigte Weise überlappt.
Diese Einstellung wird auf die vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschriebene Weise erzielt, wobei die Einstellspannung δH in etwa auf δh(Vc/C₂) eingestellt wird. Dies bedeutet, daß die Einheit 621 zur Bestimmung des Ablenkbetrags der Einheit 620 zur Erfassung des Einstellbetrags den Wert der Einstellspannung δH bestimmt. Die Vorrichtung 632 zur Einstellung der Vorspannung stellt auf der Grundlage eines Befehls von der Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung eine von der Einheit 420 zur Erzeugung einer Bezugsvorspannung empfangene Vorspannung ein. Dann wird auf der Grundlage der eingestellten Vorspannung die in 8(a) gezeigten Auflade-Ablenk-Steuersignale erzeugt. Dadurch ist die Einstellung in bezug auf die erste Richtung A abgeschlossen.
Als nächstes wird ein Positionsfehler in bezug auf die zweite Richtung B eingestellt. Wie in den 11(a) und 11(b) gezeigt, wird durch die Düsenbohrung 231_2109-96 am linken Ende des Kopfmoduls 210₉ eine der aufgezeichneten Punktzeilen erzeugt, die sich in der zur zweiten Richtung B rechtwinkligen ersten Richtung A erstreckt. Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird die aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₉ erzeugt. Gleichzeitig wird durch die Düsenbohrung 231_2108-1 am rechten Ende des Kopfmoduls 210₈ eine aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₈ erzeugt. Die aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₈ sollte an der aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₉ ausgerichtet erzeugt werden. Die beiden aufgezeichneten Punktlinien 161₂₁₀₈ und 161₂₁₀₉ sind bei dem vorliegenden Beispiel, wie in den 11(a) und 11(b) gezeigt, jedoch nicht ausgerichtet. Es gibt Gründe für eine derartige Verschiebung. Dies bedeutet, wie vorstehend beschrieben, daß die Düsenbohrung 231_2108-1 ursprünglich so eingestellt ist, daß die aufgezeichnete Punktzeile 160_218-1-4 so erzeugt wird, daß sie die von der Düsenbohrung 231_2109-96 erzeugte aufgezeichnete Punktzeile 160_219-96-2 überlappt. Aufgrund der vorstehend erwähnten Positionseinstellung in bezug auf die zweite Richtung B wird die Einstellung jedoch so verändert, daß die Düsenbohrung 231_2108-1 die aufgezeichnete Punktzeile 160_218-2-4 erzeugt, die die aufgezeichnete Punktzeile 160_219-96-2 überlappt. Zudem kann von Anfang an ein Positionsfehler zwischen den nebeneinander liegenden Kopfmodulen 210 vorliegen.
Eine derartige Positionsverschiebung wird auf die folgende Weise eingestellt. Zunächst verändert (verzögert) die Einheit 532 zur Einstellung des Zeitpunkts des PZT-Treiberimpulses den PZT-Antriebszeitpunkt für die Düsen 230 des Kopfmoduls 210₈ um einen Betrag von 6·4T, wobei T die Frequenz der Abgabe der Tintentröpfchen ist (siehe 3). Auf diese Weise wird die aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₈ näher an die aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₉ gebracht, wie in den 12(a) und 12(b) gezeigt.
Dann werden die Auflade-Ablenk-Steuersignale durch Verschieben (Vorziehen) der Signale um δT von den in 13(a) gezeigten in die in 13(b) gezeigten umgewandelt. Gleichzeitig verändert die Einheit 532 zur Einstellung des Zeitpunkts des PZT-Treiberimpulses den PZT-Antriebszeitpunkt für die Düsen 230 des Kopfmoduls 210₉ um den Betrag δT, wie in 13(c) gezeigt. Dadurch wird die aufgezeichnete Punktzeile 161₂₁₀₈ mit der aufgezeichneten Punktzeile 161₂₁₀₉ abgeglichen, und dementsprechend kann ein ordnungsgemäßes Drucken, wie das in 5 gezeigte, erfolgen.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei einem verhältnismäßig kleinen Einstellbetrag δT ohne eine Veränderung der Auflade-Ablenk-Steuersignale ausschließlich der PZT-Antriebszeitpunkt für die Düse 230 verändert werden kann, wie in den 14(a) und 14(b) gezeigt. Es erübrigt sich, zu erwähnen, daß auch Kombinationen verfügbar sind.
Wie vorstehend beschrieben erzeugt gemäß der vorliegenden Ausführungsform die elektrische Einstellung unabhängig von einem fehlerhaften Zusammenbau der Kopfmodule 210 einen ordnungsgemäßen Druck.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 15 eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10' gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bauteile und Konfigurationen, die denen der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähneln, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Erläuterung verzichtet.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10' unterscheidet sich dadurch von der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, daß die Einheit 640 zur Steuerung der Vorspannung durch eine Vorrichtung 650 zur Vorgabe der PZT-Antriebsphase ersetzt wird, daß auf die Vorrichtung 632 zur Einstellung der Vorspannung verzichtet wird und daß für die Taktsteuerung 532 eine Vorrichtung 651 zur Einstellung der PZT-Antriebsphase vorgesehen ist.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Mittellinie E durch Veränderung der Ablenkspannung um den Betrag δH verschoben. Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform wird die Ablenkspannung konstant auf +H gehalten, wie in den 16(a) und 16(b) gezeigt. Die Schwingungsform der Auflade-Ablenk-Steuersignale S21, S22 unterscheidet sich von der gemäß der ersten Ausführungsform. Dies bedeutet, daß die Schwingungsform bei der in den 3(a) und 3(b) gezeigten ersten Ausführungsform alle T um Vc/2 verändert wird, wenn die Erzeugungsfrequenz der Tintentröpfchen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Abgabefrequenz der Tintentröpfchen so hoch wie möglich ist, T beträgt, wodurch eine stufenförmige Schwingungsform mit einer Frequenz von 4T erzeugt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Schwingungsform jedoch ferner alle T/5 um δH/2 verändert. Anders ausgedrückt nimmt die Schwingungsform innerhalb von T fünf Phasen an. Da der Aufladebetrag eines Tintentröpfchens 130 durch eine zu dem Zeitpunkt, zu dem sich ein Tintentröpfchen von der übrigen Tinte trennt und als Tintentröpfchen 130 von einer Düsenbohrung 231 abgegeben wird, an die Elektroden 310, 320 angelegten Spannung bestimmt wird, wird der Ablenkbetrag auf die folgende Weise gesteuert.
Wie in 16(b) gezeigt, wird in einer ersten Phase der Erzeugungszeitspanne der Tintentröpfchen, also in bezug auf den Antrieb der Düse um eine vorgegebene Zeitspanne verzögert, ein Tintentröpfchen 130 durch Abtrennung von der übrigen Tinte erzeugt, wenn die Düse 230 in einer ersten Phase der Zeitspanne der Schwingungsform des PZT-Treibersignals angetrieben wird, wie in 16(b) durch Pfeile dargestellt. Dadurch wird der Ablenkbetrag eines Tintentröpfchens aufgrund der in 16(a) gezeigten Auflade-Ablenk-Steuersignale S21 und S22 um den Betrag δh eingestellt. Dementsprechend kann eine ähnliche Wirkung wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Wird die Düse 230 andererseits in einer dritten Phase der Zeitspanne des PZT-Treibersignals angetrieben, wird in der dritten Phase der Erzeugungszeitspanne der Tintentröpfchen, also eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Antrieb der Düse, ein Tintentröpfchen 130 erzeugt. Dies hat, wie in 16(a) durch eine gestrichelte Linie L2 dargestellt, die gleiche Wirkung auf den Aufladebetrag, wie wenn die Ablenkspannung, wie bei der ersten Ausführungsform, auf H gesetzt wird.
Wenn die Düse 230 in einer in 16(b) dargestellten fünften Phase der Zeitspanne der Schwingungsform des PZT-Treibersignals angetrieben wird, wird in der fünften Phase der Erzeugungszeitspanne der Tintentröpfchen, also eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Antrieb der Düse, ein Tintentröpfchen 130 erzeugt. Der resultierende Ablenkbetrag des Tintentröpfchens ist ebenfalls in 16(b) gezeigt. Dies ist äquivalent zu der Verwendung eines Auflade-Ablenksignals mit der Ablenkspannung H-δH, was in 16(a) durch eine gestrichelte Linie L3 dargestellt ist. Dementsprechend wird eine Einstellung der Verschiebung des Ablenkbetrags um –δh erreicht.
Wird die Düse 230 in einer in 16(b) gezeigten zweiten oder vierten Phase der Zeitspanne der Schwingungsform des PZT-Treibersignals angetrieben, wird in der zweiten oder vierten Phase der Erzeugungszeitspanne der Tintentröpfchen ein Tintentröpfchen 130 erzeugt, also eine vorgegebene Zeitspanne nach dem entsprechenden Zeitpunkt des Antriebs der Düse. Dies entspricht jeweils der Verwendung einer Vorspannung von δH/2 bzw. –δH/2, daher werden Einstellungen der Verschiebung des Ablenkbetrags von δH/2 und von –δH/2 erzielt.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Einstellung durch die Verwendung einer gleichmäßigen Schwingungsform des Auflade-Ablenk-Steuersignals erreicht. Dadurch wird der Aufbau der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung 10' vereinfacht. Auch kann die Einstellung der Ablenkspannung für jede Düse 230 eines einzelnen Kopfmoduls 210 individuell erfolgen.
Obwohl einige exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, daß viele mögliche Modifikationen und Variationen existieren, die an diesen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, wobei viele der neuartigen Merkmale und Vorteile der Erfindung beibehalten werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Frequenz T beispielsweise gleichmäßig in fünf Zeiteinheiten unterteilt, und der Spannungswert des Auflade-Ablenk-Signals wird für jede Zeiteinheit verändert. Das Teilungsverfahren für die Frequenz T ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn die Frequenz T in verhältnismäßig kleine Zeiteinheiten unterteilt ist, kann eine Feineinstellung erreicht werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß in diesem Fall die Schwankungen der Erzeugungsphase der Tintentröpfchen streng gesteuert werden müssen.
Ebenso wird ein von einer einzelnen Düsenbohrung abgegebenes Tintentröpfchen auf einem von vier Pegeln abgelenkt. Die Anzahl der Ablenkpegel kann jedoch weniger oder mehr als vier betragen. Es existiert keine Einschränkung hinsichtlich der Ablenkpegel.
Ferner ist die vorliegende Erfindung auch für eine nach Bedarf arbeitende Tintenstrahlvorrichtung anwendbar, die Tinte auf die Aufzeichnungsvorrichtung abgibt, ohne sie abzulenken. In diesem Fall wird die Abgaberichtung des Tintentröpfchens auf die vorstehend beschriebene elektrische Weise abgelenkt, d.h. durch die Verwendung der Aufladeablenkung des Tintentröpfchens, wodurch die Positionsbeziehung zwischen den aufgezeichneten Punktgruppen jedes Kopfmoduls geeignet gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung kann für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit serieller Abtastung anwendbar sein und nicht nur für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit Zeilenabtastung.

Claims

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung (10) mit mehreren in einer Breitenrichtung (A) nebeneinander angeordneten Düsenreihen (211), die sich jeweils in einer Reihenrichtung (C) schräg zur Breitenrichtung (A) erstrecken und jeweils Punktgruppen auf einem Aufzeichnungsmedium (100) erzeugen, wobei die Punktgruppen zur Erzeugung eines vollständigen Bilds in der Breitenrichtung (A) ausgerichtet sind und jede Düsenreihe (211) mehrere Düsen (230) aufweist, durch die zur Erzeugung der entsprechenden Punktgruppe durch Erzeugung entsprechender Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium (100) Tintentröpfchen (130) abgegeben werden, einem Bewegungsmechanismus, der das Aufzeichnungsmedium (100) relativ zu den Düsenreihen (211) in einer zur Breitenrichtung (A) rechtwinkligen Bewegungsrichtung (B) mit einem Winkel θ zur Reihenrichtung (C) bewegt, wobei auf dem Aufzeichnungsmedium (100) mehrere erste Abtastzeilen (110) definiert sind, die sich in Bewegungsrichtung (B) erstrecken, einer Abgabeeinrichtung zur selektiven Abgabe von Tintentröpfchen (130) aus den mehreren Düsen (230) in einer Abgaberichtung zu einem Abgabezeitpunkt; einer Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) zur Ablenkung der Abgaberichtung der Tintentröpfchen (130) in einer zur Reihenrichtung rechtwinkligen Ablenkrichtung um einen von mehreren vorgegebenen Ablenkbeträgen, mehreren Kopfmodule (210), von denen jedes eine Düsenreihe (211) aufweist, einem Rahmen (220) zum Halten der Kopfmodule (210), und einer Korrektureinrichtung (600) zur Korrektur der Positionsbeziehungen der Punktgruppen der Düsenreihen (211) untereinander, wobei die Korrektureinrichtung eine erste Steuereinrichtung (400) aufweist zur derartigen Steuerung des Ablenkbetrags aller Tintentröpfchen (130) einer Punktgruppe einer Düsenreihe, dass alle Tintentröpfchen (130) einer Punktgruppe einer Düsenreihe ein und denselben aus den vorgegebenen Ablenkbeträgen ausgewählten Ablenkbetrag erhalten, so dass die Punkte auf den jeweiligen ersten Abtastzeilen (110) erzeugt werden, und eine zweite Steuereinrichtung (500) zur derartigen Steuerung der Abgabezeitpunkte aller Tintentröpfchen (130) einer Punktgruppe einer Düsenreihe, dass die Positionen der Punktgruppen untereinander in Bezug auf die Bewegungsrichtung (B) eingestellt werden.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die zweite Steuereinrichtung (500) den Ausgabezeitpunkt steuert, nachdem die erste Steuereinrichtung (400) die vorgegebenen Ablenkbeträge gesteuert hat.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) eine Ladeeinrichtung, die das Tintentröpfchen (130) auflädt, und ein ablenkendes elektrostatisches Feld erzeugt, das die Abgaberichtung der durch die Ladeeinrichtung aufgeladenen Tintentröpfchen (130) ablenkt.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Ladeeinrichtung seitlich und längs der entsprechenden Düsenreihe (211) eine für sämtliche der mehreren Düsen (230) der entsprechenden Düsenreihe (211) gemeinsam vorgesehene Ladeelektrode (310, 320) und eine Anlegeeinrichtung zum Anlegen einer Ladespannung an die Ladeelektrode (310, 320) und die Tinte in den Düsen (230) aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) seitlich und längs der entsprechenden Düsenreihe (211) eine für die mehreren Düsen (230) der entsprechenden Düsenreihe (211) gemeinsam vorgesehene Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) und eine Anlegeeinrichtung zum Anlegen einer Ablenkspannung an die Ablenkelektrode (310, 320) aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ablenkeinrichtung (310, 320, 330, 400) mehrere Elektrodenpaare (310, 320) für entsprechende Kopfmodule (210) aufweist, wobei jedes Elektrodenpaar (310, 320) seitlich und längs der entsprechenden Düsenreihe (211) für die mehreren Düsen (230) der entsprechenden Düsenreihe (211) gemeinsam vorgesehen ist, sowie eine Anlegeeinrichtung zum Anlegen einer Aufladespannung an die jeweiligen Elektrodenpaare (310, 320) und die Tinte innerhalb der Düsen (230) und einer Ablenkspannung an die jeweiligen Elektrodenpaare (310, 320) aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Korrektureinrichtung (600) zumindest entweder die Ladespannung oder die Ablenkspannung einstellt.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Ladespannung eine Wechselspannungskomponente und eine Gleichspannungs-Vorspannungskomponente aufweist, wobei die Größe der Wechselspannung mit einer Tintenabgabefrequenz T verändert wird und die Korrektureinrichtung (600) ferner eine Spannungseinstelleinrichtung zum Einstellen der Gleichspannungs-Vorspannungskomponente aufweist.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Ladespannung eine Schwingungsform aufweist, die sich bei der Tintenabgabefrequenz T in jedem ersten bis N-ten Zeitsegment von T/N ändert, wobei N eine ganze Zahl ist und die Abgabeeinrichtung die Tintentröpfchen (130) in einem der ersten bis N-ten Zeitsegmente abgibt.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Korrektureinrichtung (600) außerdem einen Sensor aufweist, der den Abstand zwi schen der tatsächlichen Position und der Sollposition der Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium erfaßt.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Abgabeeinrichtung Druckbauteile aufweist, die auf ein Aufzeichnungssignal hin wahlweise Drücke innerhalb der entsprechenden Düsen (230) erzeugen, um dadurch Tintentröpfchen (130) abzugeben.