DE60025580T2

DE60025580T2 - Verfahren und Drucker mit Substratverschiebungskontrolle

Info

Publication number: DE60025580T2
Application number: DE60025580T
Authority: DE
Inventors: Alain Dunand
Original assignee: Imaje SA
Current assignee: Markem Imaje SAS
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: FR2801835B1; IL139888A0; EP1106370B1; IL139888A; FR2801835A1; EP1106370A1; ES2257276T3; CN1305896A; CN1137819C; US20010040598A1; US6398334B2; JP2001162808A; DE60025580D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Tintenstrahldruckern, bei denen die Tintentröpfchen gebildet und elektrisch geladen werden und dann abgelenkt werden, um auf einen Druckträger aufzutreffen.
Sie bezieht sich auf ein Verfahren, das zur Korrektur von Zeilenfehlern vorgesehen ist, welche sich aus den Abweichungen des tatsächlichen Vorschubs des Trägers in Bezug auf seinen Nominalvorschub ergeben, und auf den ein solches Verfahren anwendenden Drucker.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, dass ein Tintenstrahl unter Druck, der von einer Druck(er)düse ausgestoßen wird, in eine Abfolge einzelner Tröpfchen aufgebrochen werden kann, wobei jedes Tröpfchen auf individuelle und gesteuerte Weise geladen wird. Auf der Flugbahn dieser Tröpfchen, die so individuell geladen sind, lenken Elektroden mit konstantem Potential die Tröpfchen mehr oder minder je nach der Ladung, die sie besitzen, ab. Wenn ein Tröpfchen den Druckträger nicht erreichen soll, wird seine Ladung derart gesteuert, dass es zu einer Tintenrückführeinrichtung hin abgelenkt wird. Das Funktionsprinzip solcher Tintenstrahldrucker ist bekannt und wird beispielsweise in dem Patent US-A-4160982 beschrieben. Wie in diesem Patent beschrieben und in 1 dargestellt ist, umfasst ein solcher Drucker einen Behälter 11, der elektrisch leitende Tinte 10 enthält, welche über einen Verteilerkanal 13 zu einem Tröpfchenerzeuger 16 verteilt wird.
Die Rolle des Tröpfchenerzeugers 16 besteht darin, aus der in dem Verteilerkanal 13 enthaltenen, druckbeaufschlagten Tinte eine Gesamtheit einzelner Tröpfchen zu bilden. Diese einzelnen Tröpfchen werden mittels einer Ladeelektrode, die von einem Spannungsgenerator 21 gespeist wird, einzeln elektrisch geladen. Die geladenen Tröpfchen durchqueren einen zwischen zwei Ablenkelektroden 23, 24 vorhandenen Raum und werden je nach ihrer Ladung mehr oder minder abgelenkt. Die am wenigsten oder nicht abgelenkten Tröpfchen werden zu einer Tintenrückführeinrichtung 22 gelenkt, während die abgelenkten Tröpfchen auf einen Träger 27 gerichtet werden. Die aufeinanderfolgenden Tröpfchen einer den Träger 27 erreichenden Salve können so zu einer äußerst untersten Position, einer äußerst hohen Position sowie aufeinanderfolgenden Zwischenpositionen abgelenkt werden, wobei die Gesamtheit der Tröpfchen der Salve einen Vertikalstrich einer Höhe ΔX bilden, der im wesentlichen senkrecht zu einer Vorschubrichtung des Druckkopfs in Bezug auf den Träger ist. Der Druckkopf wird durch den Tröpfchenerzeuger 16, die Ladeelektrode 20, die Ablenkelektroden 23, 24 und die Rückführeinheit 22 gebildet. Dieser Kopf ist im allgemeinen in eine nicht dargestellte Abdeckung bzw. Haube eingekapselt. Die Ablenkbewegung, die den von den Ablenkelektroden 23, 24 geladenen Tröpfchen vermittelt wird, wird durch eine Bewegung in einer Y-Achse senkrecht zur X-Achse zwischen dem Druckkopf und dem Träger ergänzt. Die zwischen dem ersten und dem letzten Tröpfchen einer Salve verstrichene Zeit ist sehr kurz. Daraus ergibt sich, dass trotz einer kontinuierlichen Bewegung zwischen dem Druckkopf und dem Träger das Träger sich in Bezug auf den Druckkopf während der Dauer einer Salve vermeintlich nicht bewegt hat. Die Salven werden in regelmäßigen räumlichen Intervallen abgegeben. Wenn alle Tröpfchen jeder Salve auf den Träger gerichtet würden, würde eine Aufeinanderfolge von Strichen der Höhe ΔX gedruckt. Im allgemeinen werden nur bestimmte Tröpfchen einer Salve auf den Träger gerichtet. Unter diesen Bedingungen gestattet die Kombination der Relativbewegung des Kopfs und des Trägers sowie die Auswahl der Tröpfchen jeder Salve, die auf den Träger gerichtet werden, den Druck eines beliebigen Motivs, wie z.B. des bei 28 in 1 dargestellten.
Wenn der Strich, der mit den Tröpfchen einer Salve gezeichnet wird, in einer Richtung X liegt, verläuft die Relativbewegung des Kopfs und des Trägers in einer Richtung Y senkrecht zu X. Die nicht abgelenkten Tröpfchen werden zu der Rückführeinrichtung gemäß einer Flugbahn Z senkrecht zur Ebene X, Y des Trägers abgelenkt. Die gedruckten Tröpfchen kommen auf dem Träger unter Verfolgung von in Bezug auf die Z-Richtung leicht abgelenkten Flugbahnen an.
Wenn die Relativbewegung des Kopfs und des Trägers kontinuierlich gemäß der größten Dimension des Trägers erfolgt, gibt es allgemein mehrere Druckköpfe, welche zueinander parallele Bänder drucken. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist in den 1 und 2 des an IBM unter der Nr. FR 2198410 erteilten Patents dargestellt.
Wenn die Relativbewegung des Druckkopfs und des Trägers in der Y-Richtung gemäß der kleinsten Dimension des Trägers erfolgt, wird der Druck Band für Band hergestellt, wobei der Träger eine intermittierende Vorschubbewegung in der X-Richtung nach jeder Abtastung ausführt. Die Relativbewegung des Druckkopfs und des Trägers wird als Abtastbewegung bezeichnet. Die Abtastbewegung setzt sich so aus einer Hin- und Herbewegung zwischen einem ersten Rand des Trägers und einem zweiten Rand des Trägers zusammen. Die Bewegung zwischen dem einen und dem anderen Rand des Trägers gestattet es, in einem Zug ein Band der Höhe L zu drucken, oder häufig ein Teil des Bandes der Höhe ΔX, wobei ΔX meistens ein Bruchteil von L ist. Die Gesamtheit der sukzessive gedruckten Bänder bildet so das auf dem Träger zu druckende Motiv. Nach jedem Druck eines Bandes oder eines Teilbandes wird der Träger um den zwischen zwei Bändern oder Teilbändern befindlichen Raum für den Druck des folgenden Bandes oder Teilbandes vorwärtsbewegt. Der Druck kann nur bei der einfachen Vorwärtsbewegung oder bei der Hin- und Herbewegung des Druckkopfs in Bezug auf den Träger erfolgen.
Wenn die zu bedruckende Grafik farbig ist, sind vielerlei Farbnuancen das Ergebnis der Übereinanderlagerung und der Nebeneinanderstellung der Auftreffstellen von Tinte, die aus durch Tinten verschiedener Farben gespeisten Düsen kommen. Das Relativbewegungssystem des Trägers in Bezug auf die Druckköpfe wird derart ausgeführt, dass ein gegebener Punkt des Trägers sukzessive unter dem Tintenstrahl jeder der Farben präsentiert wird. Das Drucksystem weist allgemein mehrere Strahlen derselben Tinte auf, die gleichzeitig funktionieren, entweder durch Nebeneinanderstellung mehrerer Köpfe oder durch Verwendung von Mehrstrahlköpfen, oder schließlich durch Kombination dieser beiden Kopfarten, um zu erhöhten Druckraten zu gelangen. In diesem Fall bedruckt jeder Tintenstrahl einen begrenzten Teil des Trägers. Die Tröpfchen können auf kontinuierliche Weise erzeugt werden, wie es oben in Verbindung mit 1 beschrieben wurde. Sie können aber auch "nach Bedarf" ("à la demande") erzeugt werden, das heißt lediglich dann, wenn sie für die Druckanforderungen notwendig sind. In diesem Fall ist ein Rückführkreis nicht verwendeter Tinte notwendig. Die bekannten Steuermittel der verschiedenen Strahlen werden im folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben.
Das zu druckende Motiv ist von einer digitalen Datei festgelegt. Diese Datei kann mittels eines Scanners, einer computergestützten graphischen Kreationspalette (CAO = création assistée par ordinateur) gebildet werden, mittels eines Datenaustauschnetzes übertragen werden oder einfach vom Lese-Endgerät zur Unterstützung der Speicherung digitaler Daten (Optikplatte, CD-ROM) gelesen werden. Diese digitale Datei, welche das zu druckende Farbmotiv darstellt, wird zunächst in mehrere digitale Motive (oder Bitmap) für jede der Tinten aufgeteilt. Es ist anzumerken, dass der Fall des digitalen Motivs ein nicht einschränkendes Beispiel ist; bei bestimmten Druckern ist das zu druckende Motiv vom variablen Typ ("contone"), das heißt, dass jede Position von einer Anzahl von Tröpfchen bedruckt werden kann, die zwischen 1 und M variabel ist. Ein Teil des digitalen Motivs wird aus der Datei für jeden der der Breite des Bandes, das zu bedrucken ist, entsprechenden Strahl extrahiert. In 2, in der die Steuerelektronik eines Strahls behandelt ist, ist bei 1 ein Speicher des in Bänder aufgeteilten digitalen Motivs dargestellt, wobei dieser Speicher die Angaben in Bezug auf eine Farbe enthält. Für den Druck jedes Bandes empfängt ein Zwischenspeicher 2 die notwendigen Daten zum Bedrucken des Bandes mit der betreffenden Farbe. Die zu schreibenden Daten des zu druckenden Bandes werden anschließend in einen Rechner 3 der Ladespannungen der verschiedenen Tröpfchen eingegeben, welche das sich auf diese Farbe beziehende Band bilden. Diese Daten werden in den Rechner in Form einer Abfolge von Rastern bzw. Teilstücken eingegeben, welche zusammen das Band bilden. Der Rechner 3 der Ladespannungen der Tröpfchen weist oft die Form einer dedizierten integrierten Schaltung auf. Dieser Rechner 3 berechnet in Echtzeit die Sequenz der an die Ladeelektroden 20 anzulegenden Spannungen, um ein gegebenes, von seiner Rasterbeschreibung definiertes Raster bzw. Teilstück zu drucken, so wie es aus dem Zwischenspeicher 2 geladen wurde. Eine stromaufwärtige Elektronenschaltung 4, die als Sequenzschaltung der Tröpfchenladung bezeichnet wird, stellt die Synchronisation der Ladespannungen einerseits mit den Momenten der Tröpfchenbildung und andererseits mit dem relativen Vorschub des Druckkopfs gegenüber dem Träger sicher. Der Vorschub des Trägers in Bezug auf den Kopf wird durch eine Raster-Taktuhr 5 bewerkstelligt, deren Signal von dem Signal eines inkrementalen Positionscodierers der Druckeinheit in Bezug auf den Träger abgeleitet wird. Die Sequenzschaltung 4 der Tröpfchenladung empfängt auch ein Signal eines Tröpfchen-Taktgebers 6. Dieser Tröpfchen-Taktgeber ist synchron mit dem Steuersignal des Tröpfchenerzeugers 16. Dies ermöglicht es, die Momente eines Übergangs der verschiedenen an die Tröpfchen angelegten Ladespannungen festzulegen, um ihre Flugbahnen zu differenzieren. Die von der Sequenzschaltung 4 der Tröpfchenladung kommenden digitalen Daten werden durch einen D/A-Wandler 8 in einen analogen Wert umgewandelt. Dieser Wandler, der einen niedrigen Spannungspegel liefert, erfordert im allgemeinen das Vorhandensein eines Hochspannungsverstärkers 21, welcher die Ladeelektroden 20 speist. Die Darstellungen des Standes der Technik, die mit Bezug auf 1 und 2 gegeben werden, sollen das Verständnis des Gebiets und des Beitrags der Erfindung verbessern, es ist jedoch offensichtlich, dass der Stand der Technik nicht auf die mit Bezug auf diese Figuren gemachten Beschreibungen begrenzt ist. Andere Anordnungen der Elektroden und der Sammeleinheiten zur Rückführung der nicht verwendeten Tintentröpfchen sind in einer umfangreichen Literatur beschrieben. Eine elektromechanische Anordnung der Druckdüsen der Ladeelektrode und der Ablenkelektroden, wie sie in dem Patent Nr. FR 2198410 im Namen von International Business Machine Corporation (IBM) mit Bezug auf 1 bis 3 dieses Patents beschrieben sind, könnten durchaus bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Desgleichen könnte die elektronische Steuerschaltung der Ladeelektroden durch die in Bezug auf die 4 ebendieses Patents beschriebene Schaltung veranschaulicht werden. Ebenso könnten die zu druckenden Daten sich nicht in Form von digitalen Dateien präsentieren, sondern in Form von Dateien, die Wörter mehrerer Bits enthalten, um die Tatsache wiederzugeben, dass jede Position des Trägers mehrere Tintentröpfchen der gleichen Farbe aufnehmen kann. Es ist verständlich, dass für einen Druck, insbesondere in Farbe, die notwendige Überlagerung der aus den verschiedenen Düsen kommenden Tröpfchen, welche die verschiedenen Tintenfarben liefern, sehr genau sein muss. Die Hauptdruckfehler, die von allen bekannten Drucksystemen erzeugt werden, sind Fehler bezüglich der Zeilenausrichtungen in der Relativbewegungsrichtung des Druckkopfs in Bezug auf den Träger. Dieser Fehler tritt durch das Auftauchen von hellen und dunklen Linien bei dem Druck mittels sukzessiver Abtastungen in Erscheinung. Diese Fehler können in dem zwischen zwei Bändern befindlichen Raum auftreten, der im Prinzip gleich dem Intervall zwischen benachbarten Tröpfchen eines Rasters sein muss, oder innerhalb ein- und desselben Bandes in dem Raum, welcher die von verschiedenen Strahlen bedruckten Zonen begrenzt, und sogar innerhalb des von einem Strahl gedruckten Rasters auf Höhe des Raums zwischen zwei benachbarten Tröpfchen des Rasters. Diese Zeilenausrichtungsfehler können entweder von Fehlern stammen, die bestimmten Strahlen des Druckkopfs eigen sind, wobei es sich um Fehler mechanischen oder elektrischen Ursprungs handelt, oder von Positionierungsfehler des Trägers oder aber Positionierungsfehlern zwischen Druckköpfen oder zwischen Strahlen ein- und desselben Druckkopfs. Es sind verschiedene Lösungswege vorgeschlagen worden, um die Zeilenausrichtungsprobleme zu begrenzen oder zu eliminieren, alle ergeben jedoch eine Begrenzung der Druckrate bzw. der Druckgeschwindigkeit in einem manchmal sehr hohen Verhältnis in Bezug auf die Nominal-Druckgeschwindigkeit, oder aber eine Redundanz der Druckköpfe und damit hohen Kosten. Die Beispiele von bekannten Lösungen, die üblicherweise eingesetzt werden, um die Zeilenausrichtung(sfehler) zu begrenzen, werden nachstehend knapp beschrieben: ein erster Lösungstyp beruht in einer mechanischen Feinregelung der Position der Druckköpfe anhand von Mikrometertabellen. Diese Lösung ist sowohl umständlich aufgrund der Anzahl von Mikrometertabellen, die notwendig sind, und oft auch aufgrund der Abtastvorgänge, die es erfordert, mühsam.
Eine weitere Art gängiger Lösungen besteht in der Anwendung einer sehr hohen Überlappungsrate zwischen benachbarten Tröpfchen, um so weiße Zeilenbildungen zu vermeiden. Diese weißen Zeilenbildungen entsprechen dem Nichtvorhandensein einer Abdeckung des Trägers. Die dunklen Zeilenbildungen sind weniger sichtbar, und es wird ein Zeilenfehler mit dunklen Zeilen einem Fehler mit weißen Zeilen bevorzugt. Die Lösung, die darin besteht, die Überlappungsrate zwischen benachbarten Tröpfchen zu erhöhen, ist wirksam zur Kompensierung von Fehler innerhalb ein- und desselben Bandes, und in gewissem Maße bei Zeilenausrichtungsfehlern zwischen Bändern, sie weist jedoch den Nachteil auf, eine sehr hohe Tintenmenge pro Flächeneinheit des Trägers zu erfordern, und führt zu Schwierigkeiten beim Trocknen oder zu Verformungen des Trägers.
Eine dritte Lösungsart zur Beseitigung von Zeilenausrichtungsfehlern bei mit Abtastung funktionierenden Druckern besteht im teilweisen Bedrucken des Trägers bei jedem Abtastvorgang. Indem die Anzahl von Abtastungen des Trägers vervielfacht wird, wird die gesamte Abdeckung des Trägers erreicht. Dieser Druck in mehreren Durchgängen nutzt verschiedenen Verschachtelungsstrategien von Positionen aus verschiedenen Strahlen stammender Tröpfchen. Ein Beispiel einer Verschachtelung von geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen ist in dem US-Patent Nr. A 604631 in Namen der Firma RICOH gegeben. Ein Vorteil dieser Lösung, die oft mit einer erhöhten Überlappungsrate verbunden ist, besteht darin, dass sie eine Trocknungszeit des Trägers ermöglicht, aber zu einer Reduzierung der Druckgeschwindigkeit mit einem von 2 bis 16 reichenden Faktor führt.
Da sich die Performance von graphischen Farbdrucksystemen natürlich zu immer höheren Auflösungen und Geschwindigkeiten hin entwickelt, wird es kritisch, die Zeilenausrichtungsprobleme wirksam zu begrenzen, ohne einen die Druckgeschwindigkeiten nachteilig beeinflussenden Kompromiss zu schließen. Das Dokument EP 0036789 beschreibt ein Korrektursystem des Zeilenausrichtungsfehlers des Druckkopfs.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die Korrektur eines Zeilenausrichtungsfehlers, eines sogenannten dynamischen Translationsfehlers φ infolge eines zu starken oder zu geringen Vorschubs des Trägers zwischen zwei Abtastvorgängen. Sie betrifft die Drucker, bei denen der Träger Schritt für Schritt nach dem Druck jedes Bandes vorwärtsbewegt wird.
Gemäß der Erfindung wird während des Drucks eines Druckbandes eine Markierung gedruckt. Diese Markierung kann aus einem einfachen Strich bestehen, der mittels eines oder mehrerer Tröpfchen mit konsekutivem oder nicht-konsekutivem Rang gedruckt wird. Nach dem Vorschub des Trägers für den Druck des folgenden Bandes wird der Abstand ε_x zwischen der Nominalposition und der wirklichen Position der Markierung, die einem Abstand in der Vorwärtsbewegung des Trägers entspricht, bestimmt. Dieser Abstand bzw. diese Abweichung in der Vorwärtsbewegung des Trägers wird durch eine Modifikation der Ladung der im Verlauf dieses Bandes gedruckten Tröpfchen ausgeglichen. Diese Modifikation erzeugt eine Flugbahn für jedes Tröpfchen, die sich von der Nominalflugbahn unterscheidet. Wenn die Modifikation der Spannung des Tröpfchens gut berechnet wird, kreuzt diese Flugbahn die Oberfläche des Trägers an einer in Bezug auf die Nominalposition versetzten Position umgekehrt zu der Versetzung des Trägervorschubs.
Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren zum Ausgleichen eines eventuellen Schrittschaltfehlers eines Druckerträgers durch Modifizieren der Auftreffposition von Tintentröpfchen, die regelbar und sequentiell elektrisch geladen sind, auf dem Träger, wobei die von einem Druckkopf kommenden Tröpfchen durch Ladeelektroden geladen werden, die mit einem Spannungsgenerator verbunden sind, und die Flugbahnen der Tröpfchen der Einwirkung von Ablenkelektroden ausgesetzt sind, welche die Tröpfchen gemäß der Größe ihrer elektrischen Ladung zwischen N Positionen ablenken, die durch ihren Rang j (1 ≤ j ≤ N), eine erste Position X₁, eine letzte Position X_N und N – 2 Zwischenpositionen definiert sind, wobei die N Positionen einen Raster festlegen, der von einer Tröpfchensalve in Form eines Geradensegments parallel zu einer Vorschubrichtung X des Trägers erhalten wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass

– ein Druckband und eine erste Marke auf dem Träger gedruckt werden,
– der Träger zum Bedrucken des folgenden Bandes vorwärtsbewegt wird, ein rechnerischer Abstand zwischen einer theoretischen Nominalposition der Marke und der tatsächlichen Position bestimmt wird,
– für jedes Tröpfchen einer Salve eine Träger-Vorschubkorrektur als dynamische Translationsbewegungs- Spannungskorrektur φ der an jedes aus dem Kopf kommenden Tröpfchen anzulegenden Ladespannungsgröße bestimmt wird, um die Ablenkung der Tröpfchen zu korrigieren und die rechnerische Abweichung der Position des Trägers in Bezug auf seine Nominalposition auszugleichen,
– auf jedes der das nächste Band bildenden Tröpfchen zusätzlich zu der an das Tröpfchen anzulegenden Nominalspannung in Abhängigkeit von dem Rang in einem Raster die dynamische Trägervorschub-Translationskorrektur φ, berechnet für das Tröpfchen des besagten Ranges, angewandt wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Drucker, der mit Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestattet ist. Es handelt sich um einen Drucker mit kontinuierlichem, abgelenktem Strahl, der in einer Salve Tröpfchen vom Rang 1 bis N in der Salve ausstößt, wobei die Tröpfchen einer Salve in Abhängigkeit vom ein zu druckendes Motiv festlegenden Daten auf einen Druckträger gerichtet werden oder nicht, wobei der Drucker mindestens aufweist:

– einen Druckkopf, wobei dieser Kopf Fraktionierungsmittel mindestens eines Tintenstrahls in Tröpfchen sowie eine zugeordnete Tröpfchen-Ladeelektrode der Ablenkmittel eines Teils der Tröpfchen zu dem Druckträger hin aufweist,
– Drucksteuermittel, die über ein Feststellmittel der Ladung der Tröpfchen verfügen, welche auf den Träger in Abhängigkeit von ihren Rängen in der Salve gerichtet werden, und die mit der Tröpfchen-Ladeelektrode gekoppelt sind,

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Drucker mit den Mitteln zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und weitere Details des Verfahrens gemäß der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 die bereits beschrieben wurde, eine schematische Darstellung der Mittel, die zur Erzeugung von Tintentröpfchen und zu deren Ablenkung auf einen Träger notwendig sind,
2 die wie 1 bereits im Rahmen der Beschreibung des Standes der Technik beschrieben wurde, die Gesamtheit der Rechenmittel, die zur Funktionsweise der in 1 dargestellten Mittel notwendig sind,
3 eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung des Zeilenausrichtungsfehlers infolge eines Trägervorschubfehlers sowie des Korrekturmodus gemäß der Erfindung dient,
4 eine schematische Darstellung, die zur Erläuterung des Korrekturmodus von Bewegungsabweichungen des Trägers dient,
5 und 6 schematische Darstellungen der materiellen Bestandteile eines Druckers,
7 eine schematische Darstellung der Rechenmittel eines gemäß dem Verfahren der Erfindung funktionierenden Druckers,
8 mit den Teilen A, B, C: eine Darstellung jedes Teils, der einer Phase des Bewegungsablaufs des Drucks aufeinanderfolgender Bänder entspricht,
9 eine Darstellung eines Falls, bei dem eine Markierungssonde mechanisch mit einem Drucktisch fest verbunden bzw. einstückig ist, welcher den Träger gegenüber den Druckköpfen hält,
10 die Darstellung des Falls, bei dem zwei Messfühler auf beiden Seiten eines die Druckköpfe tragenden Schlittens angebracht sind, einer in einer Richtung stromauf der Bewegung und der andere in einer stromabwärtigen Richtung, und
11 eine Veranschaulichung des Bestimmungsmodus einer exakten Position der Bezugsmarkierung des Trägervorschubs anhand einer baryzentrischen Berechnung des Bildes der Marke an dem Detektor.
Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Wenn der Vorschub des Trägers in Bezug auf den Druckkopf nicht gleich dem Nominalvorschub ist, tritt ein Zeilenausrichtungsfehler auf, oder er wird wegen der Abweichung zwischen der Nominalposition des Trägers und seiner wirklichen Position vergrößert. Diese Abweichung und seine Auswirkungen sind in 3 dargestellt.
Im Teil A der 3 sind zwei Raster bzw. Abfolgen von neun mit 1 bis 9 numerierten Tröpfchen gemäß ihrer Nominalposition durch Punkte dargestellt. Zwei dieser Abfolgen bilden einen Teil von zwei aufeinanderfolgenden Bändern, einem aktuellen Band, dem oberen, und einem nachfolgenden Band, dem unteren, und sind gemäß der X-Achse ausgerichtet dargestellt. Die Bänder erstrecken sich in der Y-Richtung. Normalerweise sind die aufeinanderfolgenden Bänder um einen Abstand gleich dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Tröpfchen einer Salve beabstandet. Im Teil B sind zwei Abfolgen dargestellt, von denen eine dem aktuellen Band und die andere dem vorangehenden Band zugehört. Die Abfolge des darauffolgenden Bands ist in ein erstes Abfolge-Teilstück a, welches eine wirklich positionierte Abfolge darstellt, und ein zweites Abfolge-Teilstück B, welches die Nominalposition gemäß der X-Achse des folgenden Bandes darstellt, aufgeteilt. Für die Zwecke der Darstellung sind die Teilstücke a und b gegeneinander in der Y-Richtung versetzt. Es ist jedoch anzumerken, dass diese Teilstücke normalerweise auf ein- und derselben Achse in der X-Richtung ausgerichtet sind. Es wird davon ausgegangen, dass infolge eines Vorschubfehlers des Trägers in Bezug auf den Druckkopf beim Durchgang des aktuellen Bandes zu dem folgenden Band der Träger sich zu weit vorwärtsbewegt hat und sich um eine Größe ε_x von seiner Nominalposition abweichend befindet. Daraus ergibt sich, dass alle Teilstücke des nachfolgenden Bandes um ε_x in Bezug auf ihre Nominalposition versetzt sind, und infolgedessen ein weißer Zeilenausrichtungsfehler erscheint, der in 3 durch zwei voneinander um den Abstand ε_x getrennte Geraden dargestellt ist. Man hätte einen schwarzen Zeilenausrichtungsfehler, wenn die Bewegung des Trägers zwischen zwei Bändern nicht stark genug gewesen wäre. Die Korrektur besteht darin, die Ladespannung jedes Tröpfchens des folgenden Bandes derart zu modifizieren, dass seine Flugbahn über die Ablenkelektroden modifiziert wird. Die Modifikation der Flugbahn ist derart, dass mit der Korrektur die wirkliche Position jedes Teilstücks des aktuellen Bandes um ε_x versetzt wird bzw. verschoben wird, so dass der Träger-Vorschubfehler ausgeglichen wird. Obwohl das Tröpfchen jedes Teilstücks um die gleiche Distanz ε_x verschoben wird, ist die Korrektur der dynamischen Translation φ, die auf jedes Tröpfchen anzuwenden ist, eine Funktion des Ranges des Tröpfchens in der Tröpfchenabfolge bzw. im Tröpfchenraster.
Um dieses Ergebnis zu erzielen, wie weiter oben erläutert wurde, wird bei dem Druck eines aktuellen Bandes eine erste, bei A in 4 dargestellte Markierung gedruckt. Diese Markierung kann aus einem einfachen Strich bestehen, der mittels eines oder mehrerer Tröpfchen konsekutiven Ranges gedruckt wird.
Nach dem Vorschub des Trägers wird die Markierung A versetzt und nimmt die bei E in 4 dargestellte Position ein. Um den Trägervorschub-Abweichungsfehler ε_x darzustellen, ist auch die Position bei C einer fiktiven Markierung dargestellt, welche die Nominalposition veranschaulicht, die die Markierung A bei Nicht-Vorhandensein der Abweichung zwischen der Nominalposition und der tatsächlichen Position eingenommen haben müsste. Die Markierung C ist auf dem Träger nicht wirklich vorhanden. Die Abweichung zwischen der fiktiven Markierung C und der Markierung der Position B ermöglicht die Bestimmung der Abweichung ε_x zwischen der bei C markierten Nominalposition und der bei B markierten tatsächlichen Position. Diese Abweichung in dem Vorschub des Trägers wird gemäß der Erfindung durch eine Modifikation der Ladung der im Verlauf des folgenden Bandes gedruckten Tröpfchen ausgeglichen.
Der Druck des folgenden Bandes umfasst wie der Druck des aktuellen Bandes den Druck der Markierung des folgenden Bandes, die unter Berücksichtigung des wirklichen Vorschubs des Trägers gedruckt wird. Daraus folgt, dass die Markierungen und die Bänder alle untereinander um ihren Nominalabstand beabstandet sind.
Die Erfassung der Abweichung ε_x zwischen der Markierung B und der Nominalposition C des Bandes, das gedruckt wird, wird mittels eines Messfühlers 12 durchgeführt, beispielsweise eines CCD-Messfühlers, der die Messung dieser Strecke beispielsweise durch Zählen der Abweichung der Nummer zwischen einem Messfühlerelement 12a, welche die Markierung aufnimmt, wenn sie sich in der Nominalposition befindet, und einem Messfühlerelement 12b, die sie wirklich empfängt, gestattet. Dieser Messfühler wird vorzugsweise gegenüber dem Träger angeordnet, und zwar derart, dass sein Messfeld die Erfassung der Markierung mit ziemlich breiten Toleranzen gestattet. Dieser Messfühler ist vorzugsweise ein Messfühler einer bestimmten Lichtwellenlänge und wird von einem Sender in der Richtung auf dieser bestimmten Lichtwellenlänge ergänzt.
Die 5 und 6 sind Prinzipschemata von Druckern von Farbmotiven durch Tintenstrahlen, die einige für die Verkörperung der Erfindung notwendigen Besonderheiten in Erscheinung treten lassen.
Das in den 5 und 6 dargestellte System entspricht einer Architektur für den Druck von breiten Formaten, die lediglich als nicht-einschränkende Beispiele gewählt wurden. Der Druck wird durch sukzessive Abtastvorgänge in der Y-Richtung realisiert. Das System setzt auf bekannte Weise einen Träger 27 über eine Spule 28 ein, deren Abwicklung stromauf einer Druckeinheit 29 durch ein Paar 36 von in Kontakt befindlichen Antriebszylindern 37, 38 sichergestellt wird.
Ein erster Zylinder 37 ist mit einem Motor versehen, und ein zweiter Zylinder 38 stellt einen Gegendruck am Kontaktpunkt her. Die beiden Zylinder 37, 38 klemmen den Träger ein und führen ihn ohne Gleitbewegung mit. Die Vorwärtsbewegung des Trägers 27 ist durch einen nicht dargestellten, da an sich bekannten Codierer von Winkelpositionen, die an der Achse eines der Zylinder angebracht sind, gesteuert. Nach jedem Zwischenvorschub des Trägers wird die zu bedruckende Zone desselben flach auf einem Drucktisch 30 gehalten, der sich unter dem Abtastweg der Druckeinheit 29 befindet. Dieses Flachhalten wird aufgrund eines zweiten Antriebssystems 39 gewährleistet, dass sich stromab der Druckeinheit befindet.
Dieses zweite Antriebssystem 39 hält eine konstante Spannung des Trägers 27. Manchmal wird ein intermittierender Unterdruck des Drucktisches hergestellt, um die Flachheit des Trägers 27 in der Druckzone zu verbessern.
Die Tintenstrahl-Druckeinheit 29 ist aus mehreren Druckköpfen 25 gebildet, wie die beispielsweise in 1 dargestellten, wobei jeder Kopf durch eine der Tinten von Primärfarben aus Behältern 11 dank einer Nabelschnur (ombilic) oder eines Verteilerkanals 13 gespeist wird.
Die verschiedenen Druckköpfe 25 bedrucken gleichzeitig den Träger, wenn sich dieser nicht bewegt. Der Druck eines Bandes wird durch Abtasten in der Y-Richtung der Druckeinheit durchgeführt. Die Abtastbewegung der Druckeinheit in Bezug auf den Träger wird durch einen mit der Druckeinheit fest verbundenen und durch eine motorgetriebene Riemenschiebe 41 angetriebenen Riemen 40 ausgeführt. Die Führung der Druckeinheit wird auf bekannte Weise durch eine nicht dargestellte mechanische Achse bewerkstelligt.
Jeder Druckkopf druckt ein Band einer konstanten Breite L. Die Druckköpfe können in der X-Richtung des Vorschubs des Trägers derart versetzt sein, dass ein Kopf nicht notwendigerweise das gleiche Band im selben Augenblick wie ein anderer Druckkopf, der einer unterschiedlichen Tintenfarbe entspricht, bedruckt. Nach jedem Abtastvorgang wird der Träger um einen räumlichen Schritt ΔX vorwärtsbewegt, der höchstenfalls gleich der Breite des Bandes L ist, der aber allgemeiner ein Bruchteil von L für einen Druck in mehreren Durchgängen ist.
Der Abstand der Druckköpfe in der Y-Richtung und eventuell in der X-Richtung ermöglicht einerseits eine ausreichende Trockenzeit zwischen der Aufbringung der verschiedenen Farbtinten und andererseits die Herstellung einer identischen Überlagerungs-Reihenfolge der Farben, auch wenn der Druck während der Hin- und Herbewegung des Druckkopfs durchgeführt wird.
Im Vergleich zu dem bekannten Drucksystem, wie es in den 5 und 6 dargestellt ist, weist die Erfindung die Besonderheit auf, dass sie mit einem Detektor 12 zur Erfassung des tatsächlichen Trägervorschubs ausgestattet ist. Die Position dieses Detektors 12 in Bezug auf den Träger und auf die Druckköpfe wird nachfolgend mit Bezug auf die 8 bis 10 erläutert.
8 umfasst die Teile A, B und C, die jeweils einer Phase des Bewegungsablaufs beim Druck einer Bandeinheit entspricht.
In dem mit Bezug auf 8 beschriebenen Positionierungsmodus ist der Detektor 12 feststehend und ist beispielsweise von einer Vorrichtung zum Halten der Translationsachse der Druckköpfe 16 festgestellt. In den 8 bis 10 sind vier Druckköpfe dargestellt, einer für jede der Farben, wobei Cyan mit C bezeichnet ist, Magenta mit M, Gelb mit Y und Schwarz mit K. Die Vorrichtung zum Halten der Translationsachse ist nicht dargestellt, da ihre Geometrie für jeden Drucker spezifisch ist. Außerdem handelt es sich um ein Beispiel, der Fachmann wird aber einen Träger bzw. eine Halterung für die Befestigung des Detektors im Hinblick darauf, dass der Detektor die nachfolgend beschriebenen Funktionen erfüllen muss, finden oder schaffen.
Der Detektor muss in der Lage sein, eine Markierung 51 zu erfassen, die von einem der Druckköpfe 25 zwischen dem linken Rand 52 oder rechten Rand 53 des Trägers 27 gedruckt wird, und jeweils den Anfang oder das Ende des gedruckten Motivs zu erfassen.
Im Abschnitt A der 8 ist ein erstes, mit 1 bezeichnetes Band dargestellt, das bedruckt wird, wenn sich die Druckköpfe 25 zwischen einem ersten Rand 52, in der Figur dem linken Rand, und einem zweiten Rand 53, in der Figur dem rechten Rand, bewegen, wie durch einen Pfeil parallel zur Y-Richtung des Abtastvorgangs und senkrecht zur X-Richtung des Trägervorschubs 27 angedeutet ist.
Wie in den Abschnitten A, B und C der 8 dargestellt ist, wird der Detektor 12 am Rand des Trägers 27 in Nähe des an zweiter Position unter den gesamten Köpfen befindlichen Druckkopfs 25 angeordnet. Die zweite Position befindet sich bei Zählung der Köpfe in der Vorschubrichtung Y des Trägers 27. Der erste Kopf ist derjenige, der sich am weitesten stromauf in Bezug auf die Durchlaufrichtung des Trägers befindet.
In einer Z-Richtung senkrecht zur Trägerebene befindet sich der Detektor 12 auf einer Höhe in Bezug auf den Träger, die geringer ist als die Höhe der unteren Teile des Druckkopfs, so dass ihr Durchgang ermöglicht wird. Die Nähe des Trägers ermöglicht eine bessere Präzision beim Lesen.
Die Verwendung der Markierungen 51 und des Detektors 12 wird nun in Bezug auf den Bewegungsablauf des Drucks erläutert.
Vor dem Druck eines ersten, mit 1 bezeichneten Bandes wird die Markierung 51-1 von dem Cyan-Kopf 25 gedruckt. Dieser Cyan-Kopf druckt anschließend das Band 1 in der durch einen Pfeil in der Y-Richtung angegebenen Abtastrichtung. Vor dem Abtastvorgang befinden sich die Köpfe 25 in der punktiert im linken Abschnitt der 8, Abschnitt A, dargestellten Position. Am Ende des Abtastvorgang befinden sich die Köpfe 25 in der in durchgezogenen Linien rechts vom Träger 27 dargestellten Position.
Anschließend wird der Träger 27 chronologisch um einen Schritt vorwärts bewegt. Die Markierung 51-1 befindet sich im Feld des Detektors 12. Der Detektor 12 erfasst eine eventuelle Abweichung des Vorschubs des Trägers in Bezug auf den Nominalvorschub, und die Rechenmittel 34, 35 berechnen die den Ladespannungen der Tröpfchen des Cyan-Kopfs und des Magenta-Kopfs zu vermittelnden Korrekturen, damit die Modifikation der Flugbahn der Tröpfchen die Vorschubabweichung des Trägers ausgleicht.
Bei der Rückführbewegung der Köpfe druckt der Magenta-Kopf 25 die zweite Farbe auf das Band 1, und der Cyan-Kopf 25 druckt das zweite Band und dann die Markierung 51-2. Am Ende der Rücklauf-Abtastung befinden sich die Köpfe 16 wieder auf der Seite des ersten Randes, wie es im Abschnitt B dargestellt ist.
Der Träger wird nochmals vorwärtsbewegt, so dass die Markierung 51-2 in dem Feld des Detektors 12 ankommt, wie im Abschnitt C in 8 dargestellt ist.
Der Detektor erfasst eine eventuelle Abweichung der Markierung 51-2 in Bezug auf ihre Nominalposition.
Anschließend werden im Verlauf eines Abtastvorgangs vom ersten Rand 52 zum zweiten Rand 53 die Markierung 51-3 und das dritte Band von dem stromaufwärtigen Cyan-Kopf gedruckt. Der Magenta-Kopf 25 druckt das zweite Band mit den Korrekturen der Tröpfchen-Ladespannung, um den Wert der letzten Abweichung ε_x zu berücksichtigen, und der Gelb-Kopf Y druckt das erste Band.
Am Ende des dritten Abtastvorgangs befinden sich die Köpfe 25 auf der Seite des zweiten Randes 53. Der Zyklus setzt sich fort. Der Träger wird vorwärtsbewegt. Der Detektor erfasst eine eventuelle Abweichung der Markierung 51-3 in Bezug auf ihre Nominalposition. Eine Korrektur, welche diese Abweichung berücksichtigt, wird vorgenommen, um die Tröpfchen des Schwarz-Kopfs, der durch Überlagerung das erste Band bedruckt, und zwar an dem Gelb-Kopf Y, der das zweite Band bedruckt, und an den Magenta- und Cyan-Köpfen, welche jeweils das dritte Band und die Markierung 51-4, gefolgt vom vierten Band, bedrucken.
Der Zyklus setzt sich so modulo Anzahl nebeneinander angeordneter Druckköpfe, beispielsweise vier in dem mit Bezug auf 8 dargestellten Fall, fort.
Die Kinematik bzw. der Bewegungsablauf, der oben beschrieben wurde, betrifft einen Druck, bei dem die Köpfe in der Vorwärts-Abtastbewegung und in der Rückwärts-Abtastbewegung drucken.
Der Bewegungsablauf wäre der gleiche im Fall eines Drucks nur bei Vorwärtsabtastung, wobei der Vorschub des Trägers gleichzeitig mit der Rückwärtsbewegung der Köpfe zum ersten Rand 52 erfolgt.
Es ist anzumerken, dass die soeben beschriebene Funktionsweise implizit voraussetzt, dass die kumulierte algebraische Summe der Vorschubabweichungen des Trägers gering bleibt.
Um größere Abweichungen des Trägervorschubs zu vermeiden, kann die Trägervorschub-Motorsteuerung eine Servosteuerung aufweisen, welche Abweichungen des Trägervorschubs berücksichtigt. Diese dem Fachmann bekannte Servosteuerung kann vom "Proportional-Integral-Ableitungstyp" sein, das heißt, dass sie die tatsächlichen Abweichungen, ihre Kumulierung und ihre Abweichung in der Zeit berücksichtigt, um größere Abweichungen zu vermeiden.
Das Ablesen der Markierungen, die Bestimmung der Abweichung des Trägervorschubs und die Korrektur der Raster bzw. Druckabläufe gestattet es in jedem Augenblick, die richtige Überlagerung der Bänder zu gewährleisten.
Gemäß einer Verbesserung der Software wird der Versuch unternommen, sich gegen eine unvorhergesehene Blockierung des Trägervorschubs vorzusehen, die nicht auf ein Nicht-Funktionieren der ansonsten erfassten Trägerabwicklungs- und Zugsysteme zurückzuführen wäre.
Im Fall der Blockierung des Trägers kommt die Markierung, die bei dem Druck eines aktuellen Bandes gedruckt wird und als Positionsbezug für den Druck des folgenden Bandes dient, nicht in dem Feld des Detektors 12 an. Der Detektor 12 benutzt also diejenige Marke, die für den Druck des aktuellen Bandes diente, mit den gleichen Korrekturen wieder, so dass, wenn die Blockierung oder Quasi-Blockierung des Trägers nicht erfasst wird, das folgende Band über dem vorangehenden Band gedruckt wird.
Um diese eventuelle Überlappung zu vermeiden, unterscheidet sich das gedruckte Motiv der Markierungen von geradzahligem Rang von demjenigen der Markierungen von ungeradzahligem Rang. Ein weiterer Fall, bei dem die Erkennung der aktuellen Marke in Bezug auf die folgende Marke interessant ist, ist der Fall, bei dem zwei Marken gleichzeitig am Detektor 12 auftauchen, beispielsweise eine an einem am weitesten stromaufwärtigen Teil des Detektors, und die andere an einem am weitesten stromabwärtigen Teil in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Trägers. Diese Situation kann sich im Fall einer Kumulierung der Vorschubabweichung ergeben, die einen positiven oder negativen Wert eines halben Nominalvorschubs erreicht. In diesem Fall ermöglicht das Programm, die Bezugsmarke für den Druck des folgenden Bandes auszuwählen.
Das Programm kann im Fall der Erfassung einer Blockierung oder Quasi-Blockierung ein Auslösen eines weiteren Trägervorschubs und dann das Auslösen eines Alarms umfassen, wenn neuerlich eine Blockierung erfasst worden ist, oder aber das unmittelbare Auslösen eines Alarms.
Das Motiv der Marken eines Bandes geradzahligen Rangs und ungeradzahligen Rangs ist eine Funktion des Detektors.
Wenn beispielsweise der Detektor nur eine Leiste von Detektorelementen umfasst, unterscheiden sich die paarigen und unpaarigen bzw. geradzahligen und ungeradzahligen Motive untereinander durch die Anzahl der Zeilen des einen im Vergleich zur Anzahl der Zeilen des anderen, wobei die Abweichung zwischen Zeilen derart ist, dass jede Zeile durch ein unterschiedliches Messfühlerelement erfasst wird. Es kann sich auch um die gleiche Anzahl von Zeilen handeln, aber mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Zeilen, welche unterschiedlichen Nummern der diese Zeilen erfassenden Messfühlerelemente entsprechen. Wenn der Messfühler 12 in einer Matrix angeordnete Messfühlerelemente umfasst, oder wenn der Messfühler 12, wie dies später beschrieben wird, in der X-Abtastrichtung beweglich ist, können die paarigen und unpaarigen Motive außerdem durch Variationen in der Abtastrichtung unterschieden werden, beispielsweise Punkte für das eine und Striche für das andere, oder durch unterschiedliche Abweichungen bzw. Abstände ein- und desselben Motivs.
Die 8 dient zur detaillierten Beschreibung des Mess- und Steuerprinzips des Trägervorschubs. In der Praxis muss der Detektor der Markierung des Trägers stromab des Druckkopfs, der die Markierungen druckt, angeordnet sein, aber an einer mit dessen Platzbedarf kompatiblen Stelle. So würde die Positionierung des Messfühlers in einer von den Druckköpfen wie in 8 abgetasteten Zone eine sehr feine mechanische Einstellung benötigen, so dass der Druckkopf bei Abtastvorgängen oberhalb des Messfühlers durchläuft, ohne ein Risiko, diesen zu verletzen. Übrigens kann diese Positionierung Schwierigkeiten hinsichtlich der Wiederholbarkeit der Beleuchtungsbedingungen der Markierung auf der Ebene des Messfühlers schaffen, je nachdem, ob sich der Kopf auf Höhe des rechten Randes oder linken Randes des Trägers bei der Erfassung/Messung der Markierung befindet. In der Praxis umfasst der Drucker unter dem Träger auf Höhe der durch die Druckköpfe abgetasteten Zone eine Drucktabelle, die eine gute Haltung des Trägers gewährleistet. Der Messfühler kann also auf feststehende Art und Weise stromab des letzten Druckkopfs, aber an einer Stelle, an der der Träger von der Drucktabelle solide gehalten wird, positioniert sein bzw. werden. Dies gestattet eine angemessene Funktionsweise ohne übermäßige Zwänge hinsichtlich de Platzbedarfs des Messfühlers und seiner Beleuchtung.
Diese Position ist in 9 dargestellt. Der Detektor 12 ist mechanisch mit der Drucktabelle 30 unmittelbar stromab der Druckköpfe 25 gekoppelt.
Statt von dem Kopf stromauf gedruckt zu werden, wird die Markierung in dem dargestellten Beispiel von dem stromabwärtigen Schwarz-Kopf K gedruckt.
Außer diesem Unterschied ist der Bewegungsablauf beim Druck der gleiche wie der mit Bezug auf 8 beschriebene.
Wenn der Vorschub des Trägers schwierig ist, oder wenn die Drucktabelle keine ausreichende Größe aufweist, ist es angebracht, zwei Messfühler einzusetzen, die auf beiden Seiten des Druckkopfs angebracht sind. Jeder Messfühler, der jeweils mit "links" und "rechts" bezeichnet ist, erfasst die an dem linken (bzw. rechten) Rand des Trägers gedruckte Markierung bei dem Druck der Abtastmarkierung mit geradzahliger Kennzahl, die vom rechten Rand zum linken Rand vorgenommen wird (jeweils ungeradzahlig für die Abtastung vom linken Rand zum rechten Rand).
Dieser Fall ist der in 10 dargestellte. Der Detektor 12 wird von der beweglichen mechanischen Einheit getragen, welche die Druckköpfe umfasst und in der Folge als Schlitten bezeichnet wird.
In dieser Figur ist der Fall eines Druckers dargestellt, der in Vorwärtsabtastung und in Rückwärtsabtastung druckt. Der Schlitten umfasst in diesem Fall zwei Detektoren, einen Detektor 12-1, der sich stromauf der Druckköpfe bei einer Vorwärtsabtastung befindet, und einen Detektor 12-2, der sich stromab der Druckköpfe bei einer Rückwärtsabtastung befindet. Zu diesem Zweck befinden sich die Detektoren 12-1, 12-2 auf beiden Seiten des Druckkopfs 25.
Im Verhältnis zu einem feststehenden Detektor, der sich in Nähe eines der Ränder des Trägers befindet, ist die Funktionsweise geringfügig unterschiedlich.
Die Markierung 51-1 wird immer am Ende des Abtastvorgangs gedruckt. Daraus ergibt sich, dass die Markierungen ungeradzahligen Rangs sich alle auf der Seite des zweiten Randes 53 befinden, und die Markierungen geradzahligen Rangs sich auf der Seite des ersten Randes 52 befinden.
So wird beispielsweise die am Ende des ersten Abtastvorgangs am zweiten Rand 53 des Trägers 27 gedruckte Markierung 51-1 von dem Detektor 12-2 erfasst, der sich stromauf der Druckköpfe 16 bei einer Rückwärtsabtastung befindet. Die Korrekturen der Tröpfchenladungen werden durchgeführt, und das Band Nummer 2 wird gedruckt, und dann die Markierung 51-2 in Nähe des ersten Randes. Nach dem Vorschub des Trägers 27 wird diese Markierung 51-2 von dem Detektor 12-1 erfasst. Die festgestellte Abweichung wird für die Korrektur des Drucks des Bandes 3 und der am Schluss des Abtastvorgangs gedruckten Markierung 51-3 verwendet. Diese Lösung bietet den Vorteil einer einfacheren Positionierung der Detektoren und einer Unterscheidung der Positionen geradzahliger und ungeradzahliger Markierungen. Der Nachteil besteht darin, dass ein zusätzlicher Detektor 12 erforderlich ist. Die Schaltung zum Schalten der Eingänge der Mittel 34, 35 auf den Detektor 12-1 oder 12-2 ist notwendig und kann auf der Softwareebene durch eine Änderung der Leseadresse der Träger-Abweichungsinformation ε_x durchgeführt werden.
Ein weiterer wichtiger Unterschied eines Druckers gemäß der Erfindung im Verhältnis zu einem bekannten Drucker beruht in den Mitteln zur Steuerung der Spannung der Tröpfchenladeelektrode. Eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist bereits mit Bezug auf 2 beschrieben worden.
7 stellt Steuermittel 31 gemäß der Erfindung dar. Bei diesen Steuermitteln 31 des Drucks werden die Elemente mit der gleichen Funktion wie die in 2 dargestellten mit der gleichen Bezugsziffer versehen. Im Vergleich zu den in 2 dargestellten Steuermitteln 26 umfasst die Vorrichtung gemäß der Erfindung den Detektor 12 einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Vorschub des Trägers und seinem nominalen Vorschub. Die Steuermittel 31 des Drucks umfassen darüberhinaus einen Rechner 34 der Positionsabweichung des Trägers. Die Elemente, die Detektoren 12, der Rechner 34 einer Positionsabweichung sind in Reihe miteinander und mit einem Rechner 35 zur Korrektur der dynamischen Vorwärtsbewegung φ des Trägers geschaltet. Die dynamischen Translationskorrekturen φ, die von dem Rechner 35 in Abhängigkeit von dem Wert bzw. der Größe des Abweichungsfehlers ε_x der tatsächlichen Position des Trägers in Bezug auf seine nominale Position und in Abhängigkeit vom Rang j des Tröpfchens bestimmt werden, werden auf den Rechner 3' der Tröpfchenladespannungen angewandt. Die Berechnung der zusätzlichen Ladespannung, die jedem Tröpfchen der Salve in Abhängigkeit von seinem Rang zu vermitteln ist, kann gespeicherte Werte der zusätzlich anzulegenden Spannung zur Korrektur der Abweichungen ε_x, die in einer Abweichungstabelle aufgeführt sind, verwenden. Diese Werte werden als Funktion der tatsächlichen Abweichung interpoliert. Die Berechnung kann auch einen Algorithmus verwenden, der außer der Abweichung ε_x dem Hersteller des Druckers bekannte Daten ins Spiel bringt, wie z.B. die Einheitsmasse der Tröpfchen, der Wert bzw. die Größe des von der Spannung der Ablenkelektroden erzeugten elektrischen Feldes und Abweichungsgesetze der Position der Tröpfchen in Abhängigkeit von der auf die Ladeelektroden 20 angelegten Spannung.
Die Funktionsweise ist die folgende:
Der Detektor 12 erfasst die Abweichung zwischen einer Marke bezüglich des aktuellen Bandes, das bedruckt wird, und der Nominalposition dieses Bandes. Diese Abweichung wird in den Rechner 34 zur Abweichungsberechnung eingegeben. Dieser Rechner berechnet in Abhängigkeit von dem von dem Messfühler 12 übertragenen Signal den Wert ε_x einer Vorschubabweichung des Trägers 27. Diese Abweichung wird in den Rechner 35 der dynamischen Translationsbewegung eingegeben, welcher die am Rechner 3' der Tröpfchenladespannungen anzuwendenden Korrekturen berechnet, um diese dynamische Translationsbewegung zu korrigieren. Der Rechner 3' der Tröpfchenladespannung berechnet die algebraische Summe aus der an die Tröpfchenladeelektrode anzulegenden Spannung, indem er die aus der Beschreibung des aus dem Speicher 2 kommenden Rasters resultierende Nominalspannung hinzufügt, und dem Korrekturwert, der sich aus der von dem Rechner 35 zur Korrektur der dynamischen Translationsbewegung φ durchgeführten Abweichungskorrektur ergibt.
Eine weitere Funktion des Rechners 34 bezieht sich auf die Erkennung der Markierung und auf die Bearbeitung von durch den Messfühler 12 übertragenen Informationen, um daraus eine Abweichung der Marke in Bezug auf ihre Nominalposition abzuleiten. ES ist weiter oben kurz angedeutet worden, dass eine einfache Verarbeitung zur Bestimmung der Vorschubabweichung des Trägers darin bestand, die Anzahl von Messfühlerelementen zwischen dem der mit Null bezeichneten Nominalposition entsprechenden Messfühlerelement und dem die Markierung empfangenden Messfühlerelement zu zählen. Diese Vorgehensweise bedeutet implizit, dass die Dicke der Markierung von der gleichen Größenordnung ist wie die Auflösung des Messfühlers. Unter diesen Bedingungen wird die Abweichung durch die Nummer des die Markierung erfassenden Messfühlerelements bestimmt, wenn dieses Element eindeutig ist. Wenn die Erfassung der Markierung sich verteilt auf zwei Messfühlerelemente verteilt ist, wird die Abweichung als eine Funktion der Nummer des nächsten Messfühlerelements berechnet, welches die Markierung erfasst, um ein Inkrement erhöht, welches den Abstand zwischen zwei Messfühlerelementen sowie wie die Proportionen beispielsweise des Stroms, der von jedem der zwei betreffenden Messfühlerelemente herrührt, mit einbezieht.
In 11 sind bei einem Ausführungsbeispiel verschiedene Fälle dargestellt worden, die sich präsentieren könnten, sowie ihr Verarbeitungsmodus, wenn die Auflösung des Messfühlers größer ist als der Tröpfchendurchmesser.
In 3 sind die Tröpfchen unter didaktischer Zielsetzung durch übertrieben voneinander beabstandete Punkte dargestellt. Umgekehrt zu der Vorgehensweise der 3 ist in 11 jedes Tröpfchen durch einen Kreis dargestellt, so dass hervorgehoben wird, dass bei einem Druck die benachbarten Tröpfchen ein- und derselben Tröpfchenabfolge einander überlappen. Die Positionen der Tröpfchen einer Abfolge bzw. eines Rasters sind oben an jedem der Abschnitte A und B der 11 von 1 bis 9 numeriert.
In dem in 11 dargestellten Beispiel besteht die Markierung aus mehreren Strichen, im erläuterten Beispiel 3, die durch verschiedene Tröpfchen einer Salve beschrieben werden, beispielsweise die den Positionen 2, 4 und 6 einer aus neun Tröpfchen gebildeten Salve entsprechenden Tröpfchen.
In den verschiedenen Fällen wird die Abweichung in Bezug auf die Nominalposition von dem Rechner 34 anhand der Berechnung der Position der Projektion des Baryzentrums der Markierung 51 auf eine zum Vorschub des Trägers parallele Achse X berechnet.
Dieses Baryzentrum wird in Abhängigkeit von den Messfühlerelementen bestimmt, welche die Markierung erkennen. Wenn, wie in 11, Abschnitt A dargestellt ist, die Tröpfchen normal positioniert sind, ist die Messung exakt. Wenn, wie im Abschnitt B dargestellt ist, die Tröpfchen des Rangs 6 in Bezug auf ihre Nominalposition versetzt sind, wird der Fehler verkleinert.
Im Fall von Detektoren beweglicher Positionen, wie in Zusammenhang mit 10 erläutert wurde, könnte sich die Positionsmessung der Marken aus Probenahmen ergeben, die während des Abtastvorgangs des Druckkopfs durchgeführt werden, wobei die Präzision der Messung verbessert wird.
Es ist anzumerken, dass in dem Fall, in dem Detektoren vorhanden sind, jeder der Detektoren 12.1, 12.2 auf der einen und der anderen Seite des Drucktischs 30 angeordnet werden kann, wobei der auf einer Seite des Tischs 30 befindliche Detektor 12 die am ersten Rand 52 des Trägers angeordneten Markierungen 51 erfasst, und der auf der anderen Seite des Tischs 30 befindliche Detektor die an dem zweiten Rand 53 des Trägers 27 angeordneten Markierungen 51 erfasst. Diese Anordnung von zwei Detektoren weist den Vorteil auf, dass die Markierungen von geradzahligem Rang gegenüber den Markierungen von ungeradzahligem Rang durch ihre Position unterschieden werden können, wobei ihre Formeln identisch sein können. Die Wahl, die Detektoren auf Druckkopf-Trägerschlitten oder auf beiden Seiten des Tischs 30 anzubringen, ist von Kriterien abhängig, die auf den mechanischen Eigenschaften des Druckers und/oder der Steuersoftware beruhen.

Claims

Verfahren zum Ausgleichen eines eventuellen Schrittschaltfehlers eines Druckträgers durch Modifizieren der Auftreffposition von Tintentröpfchen, die regelbar und sequentiell elektrisch geladen sind, auf dem Träger (27), wobei die von einem Druckkopf (25) kommenden Tröpfchen durch Ladeelektroden geladen werden, die mit einem Spannungsgenerator verbunden sind, und die Flugbahnen der Tröpfchen der Einwirkung von Ablenkelektroden (23, 24) ausgesetzt sind, welche die Tröpfchen gemäß der Größe ihrer elektrischen Ladung zwischen N Positionen ablenken, die durch ihren Rang j (1 ≤ j ≤ N), eine erste Position X₁, eine letzte Position X_N und N – 2 Zwischenpositionen definiert sind, wobei die N Positionen einen Raster festlegen, der von einer Tröpfchensalve in Form eines Geradensegments parallel zu einer Vorschubrichtung X des Trägers erhalten wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: – ein Druckband und eine erste Marke auf dem Träger gedruckt werden, – der Träger zum Bedrucken des folgenden Bandes vorwärtsbewegt wird, – ein rechnerischer Abstand zwischen einer theoretischen Nominalposition der Marke und der tatsächlichen Position bestimmt wird, – für jedes Tröpfchen einer Salve eine Träger-Vorschubkorrektur als dynamische Translationsbewegungs-Spannungskorrektur φ der an jedes aus dem Kopf (25) kommenden Tröpfchen anzulegenden Ladespannungsgröße bestimmt wird, um die Ablenkung der Tröpfchen zu korrigieren und die rechnerische Abweichung der Position des Trägers in Bezug auf seine Nominalposition auszugleichen, – auf jedes der das nächste Band bildenden Tröpfchen zusätzlich zu der an das Tröpfchen anzulegenden Nominalspannung in Abhängigkeit von dem Rang in einem Raster die dynamische Trägervorschub-Translationskorrektur φ, berechnet für das Tröpfchen des besagten Ranges, angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken (51) von Bändern geradzahligen Ranges und von Bändern ungeradzahligen Ranges mindestens eine Eigenschaft darstellen, die es gestattet, die einen von den anderen zu unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Unterscheidung der geradzahligen und ungeradzahligen Marken gestattende Eigenschaft eine Formeigenschaft der Marke ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Unterscheidung der geradzahligen und ungeradzahligen Marken gestattende Eigenschaft eine Positionseigenschaft ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Marken geradzahligen Ranges sich an einem ersten Rand des Trägers befinden und die Marken ungeradzahligen Ranges sich an einem dem ersten gegenüberliegenden zweiten Rand befinden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Marke zu Beginn eines Druckbandes gedruckt wird und dass seine Position vor dem Druck des nächsten Bandes erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Marke am Ende eines Druckbandes gedruckt wird und dass ihre Position vor dem Drucken des nächsten Bandes erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Marke an einem zweiten Rand des Trägers am Ende eines Druckbandes ungeradzahligen Ranges gedruckt wird und dass ihre Position zu Beginn des nächsten Bandes erfasst wird und eine Marke an einem ersten Rand des Trägers gegenüber dem zweiten Rand am Ende eines Druckbandes geradzahligen Ranges gedruckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Marke als Projektion in die Trägervorschubrichtung der baryzentrischen Position der Marke berechnet wird.
Drucker mit kontinuierlichem abgelenktem Strahl, der in einer Salve Tröpfchen vom Rang 1 bis N in der Salve ausstößt, wobei die Tröpfchen einer Salve in Abhängigkeit von ein zu druckendes Motiv festlegenden Daten auf einen Druckträger (27) gerichtet werden oder nicht, wobei der Drucker mindestens aufweist: – einen Druckkopf (25), wobei dieser Kopf Tröpfchen-Fraktionierungsmittel mindestens eines Tintenstrahls sowie eine zugeordnete Tröpfchen-Ladeelektrode (20) sowie Ablenkmittel (23, 24) eines Teils der Tröpfchen zu dem Druckträger hin aufweist, – Drucksteuermittel, die über ein Feststellmittel der Ladung der Tröpfchen verfügen, welche auf den Träger in Abhängigkeit von ihren Rängen in der Salve gerichtet werden, und die mit der Tröpfchen-Ladeelektrode gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuermittel (31) mindestens einen Detektor (12) der Position einer Marke (51) umfassen, wobei dieser Detektor eine repräsentative Größe einer Abweichung zwischen einem Nominalvorschub und einem tatsächlichen Vorschub des Trägers (27) liefert, und dass die Drucksteuermittel (31) außerdem einen Rechner (35) der Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ des Vorschubs des Trägers umfassen, wobei dieser Rechner (35) für jedes Tröpfchen einer Salve in Abhängigkeit von dessen Rang eine Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ des Vorschubs des Trägers bestimmt, wobei die Korrekturspannung eine Abweichungsgröße des Trägervorschubs berücksichtigt, die von den mit dem Detektor (12) gekoppelten Mitteln (34) geliefert wird, und Abweichungsgrößen bezüglich einer Nominalposition berechnet, wobei der Rechner (35) der Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ des Trägervorschubs mit Mitteln (3') zur Feststellung der Ladung der Tröpfchen gekoppelt ist, wobei das Feststellmittel der Ladung der Tröpfchen die Korrekturspannungsgröße der dynamischen Translationsbewegung φ des Trägervorschubs berücksichtigt, die von dem Rechner (35) der Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ des Trägervorschubs generiert wird, um die Ladespannung jedes Tröpfchens in Abhängigkeit von der Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ des Trägervorschubs zu modifizieren.
Drucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Detektor (12) mit der Drucktabelle (30) mechanisch gekoppelt ist, um die an einem ersten Rand (52) des Trägers gedruckten Marken (51) zu erfassen.
Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Detektor mit der Drucktabelle (30) mechanisch gekoppelt ist, um die an einem zweiten Rand (53) des Trägers gegenüber dem ersten Rand (52) gedruckten Marken (51) zu erfassen.
Drucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei mit den Druckköpfen (25) mechanisch gekoppelte Detektoren (12.1, 12.2) umfasst.