DE4031193A1

DE4031193A1 - Verfahren zum bedrucken eines aufzeichnungstraegers mit einem druckkopf

Info

Publication number: DE4031193A1
Application number: DE19904031193
Authority: DE
Inventors: Andrzej Dipl Ing Trebisz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-04-09
Also published as: DE4031193C2

Description

Bei einem als Stand der Technik geltenden Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Druckkopf (ältere deutsche Patentanmeldung P 40 03 595.6) wird mindestens zu Beginn eines Druckvorgangs die Spannung einer zur Stromversorgung benutzten Batterie an einer vorbestimmten Last gemessen und mit der gemessenen Spannung die Druckgeschwindigkeit und die Ansteuerdauer der Heizelemente des Druckkopfes bestimmt. Anschließend werden aus der jeweils gemessenen Spannung die Werte der Druckspannung errechnet werden, die bei unterschiedlicher Anzahl jeweils gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente an dem Druckkopf liegt. In Abhängigkeit von den errechneten Werten der Druckspannung und der Druckgeschwindigkeit werden anschließend Werte für die Ansteuerdauer der Heizelemente berechnet. Danach wird zum Drucken die Anzahl der jeweils gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente ermittelt, und dementsprechend werden die Heizelemente mit einem entsprechenden Ansteuersignal beaufschlagt. Auf diese Weise ist verhindert, daß sich der mit der Belastung ändernde Innenwiderstand der Batterie auf die Druckqualität nachteilig auswirkt.

Um zusätzlich bei dem als Stand der Technik geltenden Verfahren den Einfluß von Zuleitungswiderständen zu Segmenten zu verringern, zu denen die einzelnen Heizelemente zusammengefaßt sind, wird die Ansteuerdauer segmentindividuell unter möglichst weitgehender Kompensation des Einflusses der unterschiedlichen Zuleitungswiderstände der Segmente auf dem Druckkopf auf die Druckqualität um einen von der Lage des jeweiligen Segments abhängigen Wert verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Druckkopf mit einer Vielzahl von einzelnen ansteuerbaren Heizelementen anzugeben, mit dem sich eine besonders gleichmäßige Aufzeichnungsdichte erreichen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Druckkopf mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Heizelementen, die in mehreren Segmenten angeordnet sind, vor dem Drucken individuell für jedes Segment eine Reihe von Korrekturgrößen zur Korrektur der Länge eines vorgegebenen Einheitsansteuertaktsignals in Abhängigkeit von der Anzahl der gleichzeitig ansteuerbaren Heizelemente, den Zuleitungswiderständen der Segmente und dem Widerstandswert der Heizelemente errechnet und in einem Speicher abgelegt werden, und es wird zum Drucken die Anzahl der jeweils gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente jedes Segments ermittelt; aus dem Speicher wird eine gemäß der ermittelten Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente des jeweiligen Segments entsprechende Korrekturgröße entnommen, und mit der entnommenen Korrekturgröße wird die Länge des Einheitsansteuertaktsignals unter Erzielung eines eine gleichmäßige Aufzeichnungsdichte gewährleistenden, segmentindividuellen Ansteuertaktsignals verändert.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei seiner Durchführung die Zuleitungswiderstände aller Segmente bei der Ermittlung der Länge der Ansteuertaktsignale für die einzelnen Segmente berücksichtigt werden, wodurch sich eine besonders gleichmäßige Aufzeichnungsdichte über alle Segmente ergibt.

Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, daß für jedes Segment die Korrekturgrößen unter der Voraussetzung, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Aufzeichnungsdichte auf dem Aufzeichnungsträger bei jeweils sämtlichen gleichzeitig angesteuerten Heizelementen dieselbe Energie aufgewandt werden muß, und unter der Annahme, daß bei jeweils sämtlichen gleichzeitig anzusteuernden Heizelementen die Summe der Längen der segmentindividuellen Ansteuertaktsignale gleich dem der Anzahl der Segmente entsprechenden Mehrfachen der Länge des Einheitsansteuertaktsignals entspricht, nach folgender Formel errechnet werden

in der

n_j die Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente im jeweiligen Segment S_j,
n_jmax die maximale Anzahl von Heizelementen in einem Segment S_j,
k die Anzahl der Segmente,
RS_j die Zuleitungswiderstände der Segmente S_j und
R_dot der Widerstandswert der Heizelemente

ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mit ihm eine extrem gleichmäßige Aufzeichnungsdichte erreicht werden kann, weil für jede Anzahl jeweils gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente im jeweiligen Segment die dazugehörige Korrekturgröße F_j(nj) errechnet und mit ihr das Einheitsansteuertaktsignal unter Gewinnung des jeweils erforderlichen Ansteuertaktsignals korrigiert wird.

Für die Durchführung der oben beschriebenen Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein relativ hoher Rechenaufwand erforderlich, und es ist auch ein entsprechend großer Speicher vorzusehen. Um diesbezüglich unter Gewinnung einer noch sehr gleichmäßigen Aufzeichnungsdichte den Aufwand zu verringern, wird bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Gesamtzahl der in jedem Segment gleichzeitig ansteuerbaren Heizelemente in etwa gleich große Anzahlbereiche unterteilt und jedem einzelnen Anzahlbereich eine ausgewählte Korrekturgröße zugeordnet; bei einer Anzahl jeweils gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente, die in einen bestimmten Anzahlbereich fällt, wird die diesem Anzahlbereich zugeordnete ausgewählte Korrekturgröße berücksichtigt. Mit diesem Verfahrensschritt wird auch eine schnellere rechnerische Verarbeitung erzielt.

Ferner wird es bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als vorteilhaft angesehen, daß als ausgewählte Korrekturgröße für den jeweiligen Anzahlbereich die Korrekturgröße verwendet wird, die sich im jeweiligen Anzahlbereich bei maximaler Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente ergibt. Es ist aber auch möglich, als ausgewählte Korrekturgröße eine einem Mittelwert über die Korrekturgrößen des jeweiligen Anzahlbereichs entsprechende Korrekturgröße zu verwenden. Auch andere im jeweiligen Anzahlbereich liegenden Anzahlen von jeweils gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente zugeordnete Korrekturgröße können als ausgewählte Korrekturgröße dienen.

Eine Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt anhand eines in der Figur dargestellten Schaltbildes eines Druckkopfes mit Heizelementen.

Der dargestellte Druckkopf enthält in Segmenten S₁ bis S_k jeweils Heizelemente, die durch ihre Ersatzwiderständen R₁₁ bis R_1n, R₂₁ bis R_2n, . . ., R₁₁ bis R_kn wiedergegeben sind. In Reihe mit den Heizelementen der einzelnen Segmente S₁ bis S_k liegen Zuleitungswiderstände RS₁ bis RS_k. An die Parallelschaltung der Segmente S₁ bis S_k mit ihren jeweiligen Zuleitungswiderständen wird aufgrund von segmentindividuellen Ansteuertaktsignalen (nicht dargestellt) nacheinander eine Spannung U angelegt, die zur Erregung der zum Druck jeweils erforderlichen Heizelemente dient. Einzelheiten dazu sind der DE 37 33 804 1 entnehmbar.

Bei Ansteuerung des Segments S₁ beispielsweise fällt an der Parallelschaltung seiner Heizelemente R₁₁ bis R_1n eine Spannung U_seg1 ab. Diese Spannung ist in ihrer Höhe von der Anzahl n₁ der gleichzeitig angesteuerten Heizelemente im Segment S₁ abhängig. Dies läßt sich durch die Gleichung (1) darstellen:

In dieser Gleichung (1) bezeichnet R_dot den Widerstandswert eines Heizelements als mittleren Wert über die Heizelemente des gesamten Druckkopfs.

Aus der Gleichung (1) läßt sich unter Benutzung der bekannten Beziehung zwischen der elektrischen Leistung, der elektrischen Spannung und dem elektrischen Widerstand die Leistung am jeweils angesteuerten Segment ermitteln. Da für die Aufzeichnungsdichte nicht die im jeweiligen Segment umgesetzte Leistung maßgebend ist, sondern die dem jeweiligen Segment zugeführte Energie, wird im Rahmen der Erfindung davon ausgegangen, daß eine gleichmäßige Aufzeichnungsdichte über alle Segmente S₁ bis S_k beispielsweise auch dann gewährleistet sein muß, wenn jeweils alle Heizelemente in den verschiedenen Segmenten nacheinander durch entsprechende Ansteuerungssignale erregt werden. Bezeichnet man die Ansteuersignale für die einzelnen Segmente bei Erregung jeweils aller Heizelemente mit T₁, T₂, . . ., T_k und die in diesem Fall in den einzelnen Segmenten jeweils umgesetzten Leistungen mit P_seg1(n_max), P_seg2(n_max), . . ., P_segk(n_max), dann lassen sich folgende Beziehungen (2) bis (4) unter der Voraussetzung aufstellen, daß in allen Segmenten gleichviele Heizelemente n_max vorhanden sind:

P_seg1(n_max) · T₁ = P_seg2(n_max) · T₂ (2)

P_seg1(n_max) · T₁ = P_seg3(n_max) · T₃ (3)

P_seg1(n_max) · T₁ = P_segk(n_max) · T_k (4)

Darüber hinaus ergibt sich aus der vorgegebenen Druckgeschwindigkeit und der am Druckkopf liegenden Spannung U eine Zeitdauer T′=k · T, in der T′ die für das Drucken einer Zeile zur Verfügung stehende Zeit und T eine daraus abgeleitete Länge eines Einheitsansteuertaktsignals für ein einzelnes Segment bezeichnet. Somit gilt auch

T₁ + T₂ + T₃ + . . . + T_k = k · T (5)

Über die Leistung P_segj(n_j) für ein beliebiges Segment P_j mit n_j gleichzeitig angesteuerten Heizelementen gemäß der nachfolgenden Gleichung (6)

ergibt sich unter Berücksichtigung der Gleichungen (2) bis (5) eine Korrekturgröße F_j(n_j)

Die Gleichung (7) zeigt, daß die Korrekturgröße F_j(n_j) von den Zuleitungswiderständen RS₁ bis RS_k abhängt sowie von der Zahl n_j der im jeweiligen Segment S₁ bis S_k gleichzeitig angesteuerten Heizelemente.

Mit der Gleichung (7) lassen sich für jedes Segment und für die unterschiedlichen Zahlen der jeweils gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente einzelne Korrekturgrößen F_j(n_j) errechnen. Diese Korrekturgrößen werden in einem Speicher abgelegt. Dies geschieht vor dem Drucken bzw. einmal beim Einjustieren des Druckers.

Zum Drucken selbst wird jeweils vorab ermittelt, wieviele einzelne Heizelemente in jedem Segment gleichzeitig anzusteuern sind. Daraus ergibt sich anhand der im Speicher abgelegten Korrekturgrößen F_j(n j) ein Ansteuertaktsignal T_j aus dem Produkt von Einheitsansteuertaktsignal T und jeweiliger Korrekturgröße F_j(n_j) gemäß der Beziehung (8)

T_j = F_j(n_j) · T. (8)

Dies geschieht für alle Segmente, so daß aufgrund der obigen Erläuterungen ein Druck von hoher Gleichmäßigkeit in der Aufzeichnungsdichte entsteht.

Da bei dem oben geschilderten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens der Rechenaufwand relativ hoch ist, werden zur diesbezüglichen Vereinfachung mehrere in der Zahlenfolge nebeneinander liegenden Anzahlen von gleichzeitig ansteuerbaren Heizelementen eines jeden Segments zu einer Gruppe zusammengefaßt derart, daß die Gesamtzahl n_jmax der in jedem Segment S₁ bis S_k gleichzeitig ansteuerbaren Heizelemente in etwa gleich große Anzahlbereiche bzw. Gruppen unterteilt werden. Hat jedes der Segmente S₁ bis S_k beispielsweise 640 Heizelemente, dann wird diese Gesamtzahl beispielsweise in 16 Anzahlbereiche unterteilt. Jedem dieser Anzahlbereiche wird segmentbezogen eine ausgewählte Korrekturgröße AF_j(N_j) zugeordnet, bei der es sich beispielsweise im niedrigsten Anzahlbereich 1 bis 41 des Segments S₁ um die Korrekturgröße AF_l(41) handeln kann, die sich in diesem Anzahlbereich bei einundvierzig gleichzeitig anzusteuernden Heizelementen ergibt. Sind zum Drucken in demselben Segment S₁ 24 Heizelemente gleichzeitig anzusteuern, wird auch dafür dieselbe ausgewählte Korrekturgröße AF_l(41) verwendet; dasselbe gilt, wenn beispielsweise 14 Heizelemente gleichzeitig anzusteuern sind, weil auch für diesen Fall die Größe AF_l(41) benutzt wird.

Claims

1. Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit einem Druckkopf mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Heizelementen (R₁₁ . . . R_kn), die in mehreren Segmenten (S₁ . . . S_k) angeordnet sind, bei dem vor dem Drucken

a) individuell für jedes Segment (S₁ . . . S_k) eine Reihe von Korrekturgrößen (F_j(n_j)) zur Korrektur der Länge eines vorgegebenen Einheitsansteuertaktsignals (T) in Abhängigkeit von der Anzahl (n_j) der gleichzeitig ansteuerbaren Heizelemente, den Zuleitungswiderständen (RS_j) der Segmente (S₁ . . . S_k) und dem Widerstandswert (R_dot) der Heizelemente (R₁₁ . . . R_kn) errechnet und in einem Speicher abgelegt werden,

und bei dem zum Drucken

b) die Anzahl (n_j) der jeweils gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente jedes Segments (S₁ . . . S_k) ermittelt wird,
c) aus dem Speicher eine gemäß der ermittelten Anzahl (n_j) der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente des jeweiligen Segments entsprechende Korrekturgröße (F_j(n_j)) entnommen wird und
d) mit der entnommenen Korrekturgröße (F_j(n_j)) die Länge des Einheitsansteuertaktsignals (T) unter Erzielung eines eine gleichmäßige Aufzeichnungsdichte gewährleistenden segmentindividuellen Ansteuertaktsignals (T₁ . . . T_k) verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

e) für jedes Segment (S₁ . . . S_k) die Korrekturgrößen (F_j(n_j)) unter der Voraussetzung, daß zur Erzielung einer gleichmäßigen Aufzeichnungsdichte auf dem Aufzeichnungsträger bei jeweils sämtlichen gleichzeitig angesteuerten Heizelementen (R₁₁ . . . R_1n, . . . R_k1 . . . R_kn) dieselbe Energie aufgewandt werden muß, und unter der Annahme, daß bei jeweils sämtlichen gleichzeitig angesteuerten Heizelementen (R₁₁ . . . R_1n, . . . R_k1 . . . R_kn) die Summe der Längen der segmentindividuellen Ansteuertaktsignale (T₁, T₂, . . ., T_k) gleich dem der Anzahl (k) der Segmente (S₁ . . . S_k) entsprechenden Mehrfachen (k) der Länge des Einheitsansteuertaktsignals (T) entspricht, nach folgender Formel errechnet werden in der
n_j die Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente im jeweiligen Segment S_j,
n_jmax die maximale Anzahl von Heizelementen in einem Segment S_j,
k die Anzahl der Segmente S_j,
RS_j die Zuleitungswiderstände der Segmente S_j,
R_dot der Widerstandswert eines Heizelements
ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Gesamtanlage (n_jmax) der in jedem Segment (S_j) gleichzeitig ansteuerbaren Heizelemente (R_1n . . . R_2n, . . ., R_kn) in etwa gleich große Anzahlbereiche unterteilt wird und jedem einzelnen Anzahlbereich eine ausgewählte Korrekturgröße (AF_j(N_j1)) zugeordnet wird

und daß

g) bei einer Anzahl (n_j) jeweils gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente, die in einen bestimmte Anzahlbereich fällt, die diesem Anzahlbereich zugeordnete ausgewählte Korrekturgröße berücksichtigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

h) als ausgewählte Korrekturgröße (AF_j(N_j1)) für den jeweiligen Anzahlbereich die Korrekturgröße verwendet wird, die sich im jeweiligen Anzahlbereich bei maximaler Anzahl der gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente ergibt.