DE19755873C2 - Anordnung zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Toleranzausgleich bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammen­ gesetzten Tintendruckkopf.

Derartige Tintendruckköpfe werden sowohl in Bürodruckern als auch in kleinen schnellen Druckern - wie sie für Frankiermaschinen und Pro­ duktbeschriftungsgeräte benötigt werden - eingesetzt und weisen in der Regel eine größere Anzahl von Düsen auf.

Ein Bauteil, das auf die Zuverlässigkeit eines Druckers besonders gro­ ßen Einfluß hat, ist der Tintendruckkopf. Wenn der Tintendruckkopf aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, hat die präzise Anord­ nung derselben zueinander und miteinander sowie des Tintendruck­ kopfes selbst einen maßgebenden Einfluß auf dessen sichere Funk­ tion.

Es ist bekannt, einen Tintendruckkopf aus drei Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammenzusetzen, der üblicherweise von einem Mikroprozessor angesteuert wird.

In eine Frontplatte sind gleichlange, miteinander fluchtende, schräg­ verlaufende, parallele Schlitze eingebracht, in die die Module mit ihrem Düsenbereich eingesetzt sind.

Der Aufzeichnungsträger wird an den Düsenreihen so vorbeibewegt, daß das Druckbild aus drei übereinanderliegenden Streifen zusam­ mengesetzt ist. Bei einem senkrechten Vollstrich wird demzufolge das obere Drittel von dem ersten Modul, das mittlere Drittel von dem zwei­ ten Modul und das untere Drittel von dem dritten Modul erzeugt.

Aus US 5 049 898 ist es bekannt, individuelle Druckkopfdaten hinsicht­ lich der Ausrichtung der Düsenplatte in einem am Druckkopf angeord­ neten Speichermodul zu speichern. Diese individuellen Daten werden verwendet, um über die Ansteuersignale der Düsen eine Fehlausrich­ tung auszugleichen.

EP 0 440 469 A2 zeigt eine Verstelleinrichtung zum mechanischen Verstellen der Lage von Tintendruckköpfen innerhalb eines gemeinsa­ men Rahmenelementes. Neben der Verstellbarkeit der Lage kann auch eine Durchbiegung der Tintendruckköpfe korrigiert werden.

Die Verstelleinrichtung enthält in Gewindebuchsen geführte Justier­ schrauben.

Somit ist das elektronische Abgleichen vor dem Einbau und das me­ chanische Abgleichen in der Einbaulage jeweils für sich bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Tole­ ranzausgleich für Tintendruckköpfe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei gesenktem Aufwand sowohl Abweichungen inner­ halb eines Moduls als auch von Modul zu Modul sowie Einbautoleran­ zen des Tintendruckkopfes kompensiert werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Indem jeder Tintendruckkopf mit einem integrierten nichtflüchtigen Schreib-Lese-Speicher versehen ist, der seine individuellen Druckda­ ten enthält, ist der Tintendruckkopf bereits vor Einbau in den Drucker elektronisch vorabgeglichen. Die individuellen Druckdaten enthalten die Taktverzögerungswerte wahlweise modul- oder einzeldüsen-bezo­ gen. Da der Tintendruckkopf drehbar gelagert ist, ist mittels der Ver­ stelleinrichtung eine Korrektur von Modul zu Modul durch Variation des Einbauwinkels des Tintendruckkopfes zur Transportrichtung möglich. Auch hier ist ein mechanischer Vorabgleich bereits vor Einbau des Tintendruckkopfes möglich. Dabei ist die Drehung maximal so groß, daß sich Düsen im Anschlußbereich von Modul zu Modulgerade über­ decken und dann eine davon elektronisch vom Druckbetrieb ausge­ schlossen ist. Das ist bei größeren Düsenzahlen im Druckbild nicht feststellbar und demzufolge gerechtfertigt.

Nach Einbau des Tintendruckkopfes in den Drucker sind bedarfsweise noch geringfügige Einbautoleranzen mittels der Verstelleinrichtung ab­ gleichbar.

Auf diese Weise wird eine Abstimmung von elektronischem und me­ chanischem Abgleich bereits vor dem Einbau ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläu­ tert.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,

Fig. 2 ein fehlerbehaftes Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienab­ druck,

Fig. 3 ein Prinzipbild der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 4 ein Prinzipbild des Teils der erfindungsgemäßen Anordnung für den elektronischen Abgleich,

Fig. 5 ein Düsenfeld gemäß Fig. 2 mit dem korrigierten Linienabdruck.

Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.

Fig. 1 zeigt ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienab­ druck. Drei Module 11, 12, 13 mit je sieben Düsen 111 bis 117, 121 bis 127, 131 bis 137 bilden einen Tintendruckkopf. Die Düsen einer Dü­ senreihe eines Moduls sind äquidistant in einer Linie angeordnet. Dü­ sen gleicher Ordnungszahl, zum Beispiel die Düsen 111, 121, 131 der Module 11, 12, 13 sind gleichfalls äquidistant in einer Reihe angeord­ net, die orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 liegt. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil angegeben.

Der Aufzeichnungsträger 6 ist in diesem Fall ein Streifen, wie man ihn üblicherweise für sperriges Postgut verwendet. Der Abstand Δd der Düse mit der höchsten Ordnungszahl, beispielsweise Düse 117 des Moduls 11, zur Düse mit der niedrigsten Ordnungszahl, beispielsweise Düse 121, des nächstfolgenden Moduls 12 in der Richtung orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 ist so eingestellt, daß derselbe gleich ist dem Abstand benachbarter Düsen einer Düsen­ reihe in der genannten Richtung. Δd ist sozusagen der Ideal- bezie­ hungsweise Normabstand.

Für den Druck einer durchgehenden Linie 5 orthogonal zur Transport­ richtung des Druckträgers 6 werden gleichzeitig jeweils Düsen der glei­ chen Ordnungszahl betätigt. Begonnen wird mit den Düsen der höch­ sten Ordnungszahl 117, 127, 137. Wenn der Aufzeichnungsträger 6 eine Strecke zurückgelegt hat, die dem Abstand Δs zu den nächstfol­ genden Düsen 116, 126, 136 in Transportrichtung entspricht, werden dieselben betätigt. Nach einem Weg s = 6 × Δs sind alle einundzwanzig Düsen 111 bis 137 einmal betätigt worden. Bei konstanter Geschwin­ digkeit würde Δs einem festen Zeitintervall Δt entsprechen.

Bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Bedingungen ist der zu­ gehörige Abdruck eine aus einundzwanzig Druckpunkten 501 bis 521 zusammengesetzte durchgehende gerade Linie 5.

Fig. 2 zeigt eine Kombination aller möglichen Fehler eines fehlerbe­ hafteten Düsenfeldes und den zugehörigen sogenannten Linienab­ druck 5.

Die Ursachen für diese Fehler können einerseits in fertigungsbedingten Abweichungen der Länge des einzelnen Moduls - siehe Modul 12 - sowie in spannungsbedingten Verbiegungen desselben - siehe Mo­ dul 11 - und andererseits in Fertigungstoleranzen der Frontplatte und deren Schlitze liegen - siehe Modul 13 -. Hinzu kämen noch Fehler durch Einbautoleranzen der Tintendruckkopfbefestigung.

Entsprechende Abweichungen von einer geraden durchgängigen Linie sind dann beim Abdruck 5 festzustellen.

Gemäß Fig. 3 besteht die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Tintendruckkopf 1, einem Speicher 2, einer Achse 3 und einer Verstell­ einrichtung 4.

Der Tintendruckkopf 1 ist aus drei Modulen 11, 12, 13 zusammenge­ setzt. Die Module 11, 12, 13 sind nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip übereinander fluchtend angeordnet.

Der Speicher 2 ist integraler Bestandteil des Tintendruckkopfs 1 und als nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM reali­ siert. In dem Speicher 2 sind individuelle Druckdaten des Tintendruck­ kopfes 1 gespeichert. Die individuellen Druckdaten werden extern vor Einbau des Tintendruckkopfes 1 in eine Druckeinrichtung mittels Aus­ wertung von Probeabdrucken erzeugt. Die individuellen Druckdaten enthalten entsprechende positive oder negative Verzögerungswerte für die Takte zur Ansteuerung der Module 11, 12, 13 als Ganzes bezie­ hungsweise der Düsen als Einzelnes. Die individuellen Daten können auch so beschaffen sein, daß eine Düse vom Druck ausgeschlossen ist.

Der Tintendruckkopf 1 ist auf der Achse 3 innerhalb eines Justierberei­ ches drehbar gelagert. Das Lager für die Achse 3 kann unmittelbar am Gehäuse des Tintendruckkopfes 1 angeformt sein oder mittelbar in ei­ ner Traverse zur Aufnahme des Tintendruckkopfes 1 enthalten sein. Die Verstelleinrichtung 4 besteht aus einer Gewindebuchse 41, einer Justierschraube 42 und einer Feder 43. Sie dient zur Verdrehung des Tintendruckkopfes 1 innerhalb des Justierbereiches. Der Tintendruck­ kopf 1 liegt unter der Wirkung der Feder 43 kraftschlüssig an der Ju­ stierschraube 42 an. Die Verstelleinrichtung 4 kann zweckmäßiger­ weise gleichfalls auf der genannten Traverse befestigt sein.

Gemäß Fig. 4 ist der Speicher 2 mit dem Drucksteuerrechner 7 - Mikroprozessor - über eine gehende Datenleitung 75 und eine kom­ mende Datenleitung 76 verbunden. Der erste Modul 11 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung 71 und eine kommende Datenleitung 74 verbunden. Der zweite Modul 12 ist mit dem Druck­ steuerrechner 7 über eine Taktleitung 72 verbunden. Der dritte Modul 13 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung 73 verbun­ den.

Im dargestellten Fall werden die Druckdaten D seriell in die Module 11, 12, 13 eingegeben. Deshalb ist die Datenleitung 74 vom Drucksteuer­ rechner 7 über den Modul 11 zum Modul 12 bis zum Modul 13 durch­ geschleift. Eine Alternative ist die Eingabe der Druckdaten D über ei­ nen Parallelbus an jeden Modul direkt.

Der Tintendruckkopf 1 beziehungsweise die Module 11, 12, 13 ist/sind in nicht dargestellter Weise mit einem handelsüblichen Treiberschalt­ kreis mit einem Shift-Register und Latches vor Verknüpfungsgliedern versehen. Mittels der Verknüpfungsglieder, an denen die zugeordneten Taktleitungen mit den korrigierten Takten T1 bis T3 anliegen, erfolgt die zeit- und bildinformationsgerechte Auslösung der Aktorschaltungen für die Düsen.

Der Drucksteuerrechner 7 ist für die Erzeugung der Korrekturdaten be­ ziehungsweise der individuellen Druckdaten I mit einem Scanner 8 über eine Signalleitung 81 verbunden. Werden bei einem ersten Pro­ bedruck Lücken im Abdruck 5, wie der über die Norm Δd hinausge­ hende Höhenversatz v zwischen Dot 514 und 515, festgestellt, so wird der Tintendruckkopf 1 in diesem Fall so weit linksum gedreht, bis der Anschluß in vertikaler Richtung hergestellt ist. Der Verdrehwinkel ist bereits mit der Verdrehung der Justierschraube 42 mechanisch ge­ speichert.

Der erneut erzeugte Abdruck 5 wird gescannt, und die Abtastsignale As werden dot- beziehungsweise düsenbezogen dem Drucksteuerrechner 7 zugeführt. Die Abtastsignale As werden im Drucksteuerrechner 7 mit in diesem bereits gespeicherten Normwerten verglichen und die Ab­ weichungen in vorzeichenbehaftete Korrekturdaten I umgewandelt und über die Datenleitung 76 adressenbezogen in den Speicher 2 einge­ geben. Es ist allerdings auch möglich, auf den Vorzeichenteil zu ver­ zichten, wenn nur Verzögerungswerte in Bezug auf den am weitesten nacheilenden Dot, beispielsweise in Fig. 2 Dot 515 beziehungsweise 521, erzeugt werden. Der Versatz v in Transportrichtung von Modul 13 zu Modul 12 ist in diesem Fall etwas kleiner als der entsprechende Dü­ senabstand Δs.

Die Korrekturdaten beziehungsweise individuellen Druckdaten I werden über die Datenleitung 76 in den Speicher 2 geladen. Damit ist der Tin­ tendruckkopf 1 auch elektronisch abgeglichen.

Nach dem endgültigen Einbau des Tintendruckkopfes 1 in eine Druck­ einrichtung werden die individuellen Druckdaten 1 über die Datenlei­ tung 75 vom Mikroprozessor 7 aus dem EEPROM 2 abgerufen und bei der Erzeugung der Takte T1, T2, T3 eingearbeitet.

In Fig. 5 ist ein nach der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise korrigierter Linienabdruck zu dem fehlerbehaften Düsenfeld nach Fig. 2 dargestellt. In diesem Fall ist die Düse 121 für den Druckbetrieb elek­ tronisch gesperrt.

Bezugszeichenliste

1

Tintendruckkopf

11

erster Modul

111

bis

117

Düsen des ersten Moduls

12

zweiter Modul

121

bis

127

Düsen des zweiten Moduls

13

dritter Modul

131

bis

137

Düsen des dritten Moduls

2

Speicher, EEPROM, nichtflüchtig

3

Achse

4

Verstelleinrichtung

41

Gewindebuchse

42

Justierschraube

43

Feder

5

Abdruck

501

bis

507

Dots beziehungsweise Druckpunkte vom ersten Modul

11

erzeugt,

508

bis

514

Dots beziehungsweise Druckpunkte vom zweiten Modul

12

erzeugt,

515

bis

521

Dots beziehungsweise Druckpunkte vom dritten Modul

13

erzeugt,

6

Aufzeichnungsträger, Druckstreifen

7

Drucksteuerrechner, Mikroprozessor

71

Taktleitung zum ersten Modul

11

72

Taktleitung zum zweiten Modul

12

73

Taktleitung zum dritten Modul

13

74

Datenleitung zu den Modulen

11

,

12

,

13

75

Datenleitung vom druckkopfinternen Speicher

2

zum Mikroprozessor

7

76

Datenleitung zum druckkopfinternen Speicher

2

8

Scanner

81

Signalleitung
AsAbtastsignale vom Scanner zum Mikroprozessor

7

DDruckdaten zu den Modulen

11

,

12

,

13

ΔdNormdüsenversatz orthogonal zur Transportrichtung
Iindividuelle Druckdaten, Korrekturdaten
ΔsNormdüsenversatz in Transportrichtung
sDüsenreihenlänge in Transportrichtung
T1Takt für Modul

11

T2Takt für Modul

12

T3Takt für Modul

13

vModulversatz in Transportrichtung

Claims (5)

1. Anordnung zum Toleranzausgleich bei einem aus mehreren Modulen (11, 12, 13) nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf (1), der von einem Drucksteuerrechner (7) gesteuert wird und dessen Module (11, 12, 13) schräg unterein­ ander äquidistant angeordnet sind zur Ausrichtung der in Bezug auf die Druckträger­ transportrichtung ersten wirksamen Düsen (117, 127, 137) der Module (11, 12, 13) auf ei­ ner zur Druckträgertransportrichtung orthogonalen Linie, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß in dem Tintendruckkopf (1) ein Speicher (2) integriert ist, in dem individuelle Druckdaten (I) zur Lagekorrektur der Druckpunkte gespeichert sind, die mittels Aus­ wertung von Probedrucken extern bereits vor dem Einbau des Tintendruckkopfs (1) in eine endgültig zugeordnete Druckeinrichtung erzeugt worden sind,
• 2. daß dem Tintendruckkopf (1) zur mechanischen Justierung eine Verstelleinrichtung (4) zum Drehen des Tintendruckkopfes (1) innerhalb eines Justierbereichs um eine Achse (3) zugeordnet ist, mittels welcher Verstelleinrichtung (4) vor Einbau des Tinten­ druckkopfs (1) in die endgültig zugeordnete Druckeinrichtung ein mechanischer Vorab­ gleich des die gegenseitige Lagebeziehung der Module (11, 12, 13) bestimmenden Ein­ bauwinkels und nach Einbau des Tintendruckkopfs (1) in die endgültig zugeordnete Druckeinrichtung ein Abgleich von durch Einbautoleranzen verursachten Abweichun­ gen von dem vorabgeglichenen Einbauwinkel durchführbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (2) die individuellen Druckdaten (1) für jede einzelne Düse (111 bis 117, 121 bis 127, 131 bis 137) gespeichert sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, in dem Speicher (2) die indivi­ duellen Druckdaten (I) für jedes einzelne Modul (11, 12, 13) gespeichert sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (2) als nicht­ flüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM ausgeführt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (4) aus einer Gewindebuchse (41), einer in derselben geführten Justierschraube (42) sowie einer Feder (43) besteht, wobei die Gewindebuchse (41) im Drucker befestigt ist und der Tintendruckkopf (1) unter der Wirkung der Feder (43) kraftschlüssig an der Justier­ schraube (42) anliegt.