DE60029035T2

DE60029035T2 - Druckapparat und Drucksteuerungsverfahren

Info

Publication number: DE60029035T2
Application number: DE60029035T
Authority: DE
Inventors: Takeji Ohta-ku Niikura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: US6322263B1; EP1031429A3; ATE331631T1; EP1031429A2; EP1031429B1; DE60029035D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung und ein Drucksteuerverfahren und betrifft insbesondere eine Druckvorrichtung und ein Drucksteuerverfahren zur Erzeugung eines Bildes im Verlauf der Abtastbewegung eines mit einem Druckkopf versehenen Druckwagens.
Eine als Druckeinheit eines Druckers, Kopiergeräts oder Faksimilegerätes dienende Druckvorrichtung oder eine Druckvorrichtung, die als Ausgabeeinheit eines einen Computer oder ein Textverarbeitungsgerät umfassenden und mehrere Funktionen erfüllenden elektronischen Gerätes oder eines Arbeitsplatzsystems Verwendung findet, eignet sich zum Ausdrucken eines Bildes auf einem Druckmaterial wie Druckpapier oder Kunststofffolie in Abhängigkeit von den erhaltenen Bildinformationen. Solche Druckvorrichtungen lassen sich in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Druckverfahren z.B. in Tintenstrahldrucker, Nadeldrucker, Thermodrucker, Laserdrucker usw. einteilen.
Bei einer seriell arbeitenden Druckvorrichtung, bei der ein Bild auf einem Druckmaterial durch Hin- und Herbewegung eines Druckkopfes in einer (als "Hauptabtastrichtung" bezeichneten) Schnittrichtung zu der (als "Nebenabtastrichtung" bezeichneten) Transportrichtung des Druckmaterials ausgedruckt wird, erfolgt das Drucken über das gesamte Druckmaterial hinweg durch wiederholte Ausführung eines Vorgangs, der das Drucken eines Bildes durch den an einem Druckwagen angebrachten Druckkopf, den jeweiligen Weitertransport des Druckmaterials um einen vorgegebenen Betrag, wenn das Drucken einer Abtastzeile abgeschlossen ist, und das anschließende Drucken der nächsten Bildzeile auf dem Druckmaterial umfasst, dessen Transport vorher beendet worden ist.
9 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für die beim Drucken einer gegebenen Zeile durch den Druckkopf erhaltene Druckpositionsgenauigkeit veranschaulicht (wobei ein Punkt bei jeweils 1/90 eines Rastergrundmaßes gedruckt und die Abweichung gemessen werden).
In 9 sind über der Horizontalachse die Positionen der gedruckten Punkte aufgetragen, wobei die Position, bei der das Drucken einsetzt, einen Start- oder Beginnpunkt darstellt, während über der Vertikalachse der kumulative Betrag der Abweichung von einer Position aufgetragen ist, bei der ein Drucken hätte erfolgen sollen. Im positiven Bereich der Vertikalachse ist hierbei die Abweichung von einer eine Nullposition für die Ausführung des Druckens darstellenden Bezugsstellung des Druckkopfes wegführenden Richtung wiedergegeben, während im negativen Bereich die Abweichung in der zu der Bezugsstellung hinführenden Richtung wiedergegeben ist.
Da das Drucken normalerweise erst einsetzt, nachdem ein Druckwagenmotor eine konstante Geschwindigkeit bzw. Drehzahl erreicht hat, wird der Druckwagenmotor bereits kurz vor der Druckbeginnposition zur Bewegung des Druckwagens angetrieben. Wie 9 zu entnehmen ist, ist die Druckgenauigkeit unmittelbar nach dem Anlaufen des den Druckwagen in Bewegung versetzenden Druckwagenmotors (d.h. in der Nähe des Druckbeginnpunktes) ziemlich gering, wobei die Abweichung der Druckposition zu diesem Zeitpunkt etwa ±40 bis 50 μm beträgt. Die Druckposition stabilisiert sich anschließend jedoch, wobei der Abweichungsbetrag dann ±10 bis 20 μm beträgt.
Wenn z.B. stufenartige Strichlinien der in 10 dargestellten Art auf einem Druckmaterial P ausgedruckt werden, fällt somit die Druckbeginnposition für jeden Abtastvorgang des Druckkopfs unterschiedlich aus, wobei sich die Position, bei der der Druckwagenmotor angetrieben wird, nach und nach bei den Stufen der Strichlinien ändert. Die Position, bei der die Bewegung des Druckwagens einsetzt, verschiebt sich somit jeweils in Bezug auf die vorhergehende Abtastzeile.
Auf diesen Umstand wird unter Bezugnahme auf 9 nachstehend näher eingegangen.
Die in 9 von schwarzen Punkten gebildete Kurve gibt die Änderung des Abweichungsbetrages der Druckposition bei einer gegebenen Linie beim Ausdrucken von stufenförmigen Strichlinien an, während die in Form einer Fiktivlinie wiedergegebene Kurve die Änderung des Abweichungsbetrages der Druckposition bei einer unmittelbar vorhergehenden Linie beim Ausdrucken von stufenförmigen Strichlinien angibt. Die in Form einer Fiktivlinie wiedergegebene Kurve beginnt bereits in einem Bereich auf der negativen Seite der Horizontalachse, weil der Druckbeginnpunkt der von den schwarzen Punkten gebildeten Kurve den Start- oder Beginnpunkt darstellt und die vorhergehende stufenförmige Strichlinie um einen dieser Treppenstufe äquivalenten Betrag nach links verschoben ist.
Wenn eine treppenförmige Strichlinie in dieser Weise ausgedruckt wird, können durchaus Fälle auftreten, bei denen zwischen benachbarten ausgedruckten Linien bzw. Zeilen eine maximale Abweichung von 70 μm vorliegt.
Eine solche Abweichung tritt insbesondere an den Verbindungsstellen der Strichlinien hervor, d.h. an den Positionen a, b, c und d gemäß 10, was dann zu einer Abnahme der Bildqualität bei dem ausgedruckten Bild führt.
Bei einer Druckvorrichtung, bei der die Farbe Schwarz bei einem Druckmaterial durch einen Überlagerungsdruck von mehreren Farben wie Y (Gelb), M (Magenta) und C (Cyan) erhalten wird, führt die vorstehend beschriebene Versetzung zu einer Farbabweichung und damit zu einer deutlichen Abnahme der Bildqualität.
Zur Lösung dieses Problems ist es z.B. bereits aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 9-118 057 bekannt, jede Abtastbeginnposition eines Druckwagens entsprechend einer Distanz einzustellen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Strecke entspricht, die der Druckwagen durch die einer Periode der Erregungsphase eines Schrittmotors entsprechenden Drehbewegung des Schrittmotors bewegt wird. Auf diese Weise sollen Abweichungen der Druckposition zu Beginn des Druckens vermieden bzw. unterdrückt werden.
Mit Ausnahme von Fällen, bei denen verstärkt Hemmungen des Druckwagenmotors auftreten, beruht das Ausmaß einer Abweichung von der Absolutposition des in 9 veranschaulichten Druckbeginnpunktes jedoch überwiegend auf Vibrationen mechanischer Teile. Dies erfordert Gegenmaßnahmen in bezug auf solche Vibrationen, die jeweils eine charakteristische Periode oder Frequenz aufweisen.
Maßnahmen des Standes der Technik, die sich auf dieses Problem beziehen, lassen sich in der nachstehenden Weise zusammenfassen:

(1) An der Druckvorrichtung wird ein Stellungscodierer bzw. Stellungsgeber angebracht, sodass die Absolutposition des Druckwagens erfasst wird und hierdurch eine gewisse Genauigkeit in Bezug auf die Positionen der Ausbildung der Bildpunkte gewährleistet ist.
(2) Da der Antrieb des Druckwagens häufig mit Hilfe eines Schrittmotors erfolgt, läuft ein solcher Schrittmotor zunächst mit niedriger Drehzahl an und wird sodann auf eine vorgegebene Betriebsdrehzahl beschleunigt, bei deren Erreichen dann der Druckvorgang erst einsetzt. Wenn der Druckwagen anschließend zum Stillstand gebracht wird, wird die übliche Betriebsdrehzahl des Motors wieder herabgesetzt und der Motor nach Erreichen der niedrigen Drehzahl angehalten. Durch eine Verlängerung der Anlaufdistanz des Motors lassen sich somit Schwankungen der Druckwagengeschwindigkeit bei der beim Drucken verwendeten Betriebsdrehzahl vermeiden und eine gewisse Genauigkeit bei der Ausbildung der Bildpunkte gewährleisten.

Die vorstehend beschriebenen Beispiele für Maßnahmen des Standes der Technik erfordern jedoch einerseits zusätzliche Bauelemente wie den Stellungsgeber, wodurch die Herstellungskosten ansteigen, während andererseits eine Verlängerung der Anlaufdistanz des Motors zu einer Verringerung der effektiven Druckzeilenlänge oder bei Aufrechterhaltung einer zufriedenstellenden Druckzeilenlänge zu größeren Geräteabmessungen an sich führt.
Weiterhin ist aus der EP-A-0 754 559 ein Druckwagen-Steuerverfahren für ein Aufzeichnungsgerät bekannt, bei dem auch bei einer Positionsverschiebung des Druckwagens vor der Abtastung die Abtastbewegung des Druckwagens herbeigeführt wird, nachdem der Druckwagen sich in einer Startposition befindet, oder eine Abweichung der Startposition des Druckwagens bei jedem Abtastvorgang auf einen Distanzwert gesteuert wird, der gleich einem ganzzahligen Vielfachen einer Periode eines den Druckwagen antreibenden Phasenmotors ist.
Erfindungsgemäß wird daher eine Druckvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 angegeben.
Hierbei kann die Abtasteinrichtung einen Druckwagen zur Anbringung eines Druckkopfes und einen Druckwagenmotor zur Erzeugung einer Antriebskraft zum Antrieb des Druckwagens umfassen, wobei der Druckwagenmotor vorzugsweise von einem Schrittmotor gebildet wird.
Vorzugsweise ist der Druckkopf hierbei entnehmbar an dem Druckwagen anbringbar und aus einer Vielzahl von Druckkopftypen auswählbar, die einen Druckkopf für Schwarzweißdruck, einen Druckkopf für Farbdruck und einen Druckkopf für Fotodruck umfassen können.
Der Druckkopf wird vorzugsweise von einem Tintenstrahl-Druckkopf gebildet, der Druckvorgänge durch Ausstoßen von Tinte durchführt und vorzugsweise einen elektrothermischen Wandler für die Erzeugung von Wärmeenergie zur Herbeiführung eines Tintenausstoßes umfasst.
Weiterhin umfasst die Druckvorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von wählbaren Druckbetriebsarten in jeweiliger Zuordnung zu einem entsprechenden Druckkopftyp aus der Vielzahl der Druckkopftypen, wobei die Einstelleinrichtung in diesem Falle vorzugsweise in zumindest einer spezifischen Druckbetriebsart aus der Vielzahl der Druckbetriebsarten betreibbar ist.
Darüber hinaus ist vorzugsweise eine Tabelle zur Einstellung des vorgegebenen ersten und zweiten Abstands vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Druckvorrichtung gemäß Patentanspruch 12 angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden eine Druckvorrichtung und ein Drucksteuerverfahren erhalten, die ohne höhere Herstellungskosten oder größere Geräteabmessungen ein sehr genaues Drucken ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Druckvorrichtung weist hierbei insbesondere den Vorteil auf, dass auch bei Auftreten von Geschwindigkeitsschwankungen der Abtasteinrichtung Abweichungen zwischen benachbarten Bildpunkten eines bei der Abtastbewegung des Druckkopfes erzeugten Bildes unterdrückt werden, sodass ein Bild mit hoher Auflösung erzeugt werden kann.
Außerdem können die Geräte-Herstellungskosten herabgesetzt werden, da die erfindungsgemäße Druckvorrichtung keine Einrichtung zur Erfassung der Druckwagenstellung wie einen Stellungsgeber bzw. Stellungscodierer oder einen Motor mit Feinsteuerung erfordert.
Weiterhin erfolgt die Verschiebung der Abtastbeginnposition des Druckkopfes in die in dem vorgegebenen zweiten Abstand von der Druckbeginnposition gelegene Position nur dann, wenn die Druckbeginnposition außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, wodurch eine Verlängerung des Bewegungsbereichs der Abtasteinrichtung verhindert wird und keine Vergrößerung des Abtastbereichs des Gerätes erfolgt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erfolgt, in denen gleiche Bezugszahlen und Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen.
Die zugehörigen Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung darstellen, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung und dienen in Verbindung mit der Beschreibung zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Erfindung. Es zeigen:
1 eine perspektivische Außenansicht des Gesamtaufbaus einer Druckvorrichtung gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Drucken in Form eines Tintenstrahl-Druckverfahrens erfolgt,
2 eine Vorderansicht der Druckvorrichtung gemäß 1,
3 eine Seitenschnittansicht der Druckvorrichtung gemäß 1,
4 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Steuerschaltung der Druckvorrichtung gemäß 1,
5 ein Diagramm eines Beispiels für die Druckpositionsgenauigkeit, die bei der Durchführung eines Druckvorgangs von einem Druckkopf erreicht wird,
6 ein Diagramm, das einen Fall veranschaulicht, bei dem stufenförmige Strichlinien auf einem Druckblatt P ausgedruckt werden,
7 ein Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsablauf einer Drucksteuerung veranschaulicht,
8 eine Tabelle, die eine Beziehung zwischen verwendeten Druckköpfen und unter Verwendung dieser Druckköpfe durchführbaren Druckbetriebsarten veranschaulicht,
9 ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Druckpositionsgenauigkeit veranschaulicht, die sich beim Ausdrucken einer gegebenen Zeile durch einen Druckkopf ergibt (wobei ein Bildpunkt bei jeweils 1/90 eines Rastergrundmaßes ausgedruckt und die Abweichung gemessen werden), und
10 ein Diagramm, das die Abweichung von gedruckten Punkten für einen Fall veranschaulicht, bei dem stufenförmige Strichlinien auf einem Druckmaterial P ausgedruckt werden.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
In den 1 bis 3 ist eine Druckvorrichtung gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei der ein Druckvorgänge mit Hilfe des Tintenstrahlverfahrens durchführender Druckkopf an einem Druckwagen angeordnet ist und der Druckwagen eine aufeinanderfolgende Abtastbewegung zur Herbeiführung von Druckvorgängen auf einem Druckmaterial ausführt. Bei dieser Druckvorrichtung findet ein Schrittmotor als Druckwagenmotor Verwendung, der die Antriebsquelle zur Herbeiführung einer hin- und hergehenden Abtastbewegung des den Druckkopf tragenden Druckwagens bildet. Die Druckvorrichtung umfasst außerdem eine automatische Blattzuführungseinrichtung (ASF) zur Zuführung eines Druckmaterials wie Druckpapier.
In den 1 bis 3 sind jeweils eine perspektivische Außenansicht des Gesamtaufbaus der Druckvorrichtung 1, eine Vorderansicht der Druckvorrichtung 1 bzw. eine Seitenansicht der Druckvorrichtung 1 dargestellt.
Die Druckvorrichtung 1 lässt sich allgemein in einen Papierzuführungsabschnitt 2, einen Papiertransportabschnitt 3, einen Papierausgabeabschnitt 4, einen Druckwagenabschnitt 5 und einen Reinigungsabschnitt 6 unterteilen, wobei auf die verschiedenen Elemente dieser Abschnitte nachstehend in Verbindung mit den 1 bis 3 in dieser Reihenfolge näher eingegangen wird.
Papierzuführungsabschnitt
Der Papierzuführungsabschnitt 2 umfasst ein Zufuhrfach 20, an dem eine Andruckplatte 21, auf die ein Blattstapel eines Aufzeichnungsmaterials (das nachstehend als Druckblätter P bezeichnet wird) gelegt wird, sowie ein Zuführungsdrehkörper 22 zur Zuführung der Druckblätter P angebracht sind. Die Andruckplatte 21 umfasst eine verstellbare Seitenführung 23, durch die die Anordnungsposition der Druckblätter P festgelegt wird. Die Andruckplatte 21 ist um eine mit dem Zufuhrfach 20 verbundene Welle schwenkbar und wird hierbei von einer Andruckplattenfeder 24 gegen den Zuführungsdrehkörper 22 gedrückt. Gegenüber dem Zuführungsdrehkörper 22 ist an der Andruckplatte 21 ein aus einem Material wie Kunstleder mit einem hohen Reibungskoeffizienten bestehendes Separier- oder Vereinzelungselement 25 angeordnet, durch das die gleichzeitige Zuführung mehrerer Druckblätter P verhindert wird. Das Zufuhrfach 20 weist ferner ein Trennelement 26 auf, das die Ecken eines Druckblattes P zur Vereinzelung der Druckblätter P in einer Richtung umgreift, und ist mit einer integrierten Einteilung versehen, durch die dicke Papierblätter bzw. Kartonblätter oder dergleichen separiert werden können, für die das Trennelement 26 nicht verwendet werden kann. Das Trennelement 26 wirkt hierbei in einer Normalpapierstellung, wobei das Zufuhrfach 20 einen Umschalthebel 28 für eine Umschaltung in eine Kartonpapierstellung, bei der das Trennelement 26 außer Betrieb ist, und einen Ausrücknocken 29 zur Aufhebung des Kontaktes zwischen der Andruckplatte 21 und dem Zuführungsdrehkörper 22 aufweist.
Wenn sich die vorstehend beschriebene Vorrichtung in einem Bereitschaftszustand befindet, wird die Andruckplatte 21 von dem Ausrücknocken 21 abwärts in eine vorgegebene Stellung gedrückt, wodurch der Kontakt zwischen der Andruckplatte 21 und dem Zuführungsdrehkörper 22 aufgehoben wird. Wenn unter diesen Bedingungen die Antriebskraft einer Transportwalze 26 mit Hilfe von Zahnrädern auf den Zuführungsdrehkörper 22 und den Ausrücknocken 29 übertragen wird, hebt sich der Ausrücknocken 29 von der Andruckplatte 21 ab. Dies hat zur Folge, dass eine Anhebung der Andruckplatte 21 stattfindet und ein Druckblatt P mit dem Zuführungsdrehkörper 22 in Berührung tritt, das dann in Verbindung mit der Drehbewegung des Drehkörpers 22 aufgenommen und zugeführt wird. Die Druckblätter P werden hierbei Blatt für Blatt von dem Trennelement 26 vereinzelt und dem Papiertransportabschnitt 3 zugeführt, wobei sich der Zuführungsdrehkörper 22 und der Ausrücknocken 29 drehen, bis das Druckblatt P dem Papiertransportabschnitt 3 zugeführt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Bereitschaftszustand wieder eingenommen, bei dem sich die Druckblätter P und der Zuführungsdrehkörper 22 nicht in Berührung befinden, wobei die Übertragung der Antriebskraft von der Transportwalze 36 beendet wird.
Papiertransportabschnitt
Der Papiertransportabschnitt 3 umfasst eine Transportwalze 36 für den Transport der Druckblätter P sowie einen PE-Sensor 32. Die Transportwalze 36 ist mit einer Andruckwalze 37 versehen, die der Drehbewegung der Transportwalze 36 folgt. Die Andruckwalze 37 wird von einer Andruckwalzenführung 30 gehalten und von einer (nicht dargestellten) Andruckwalzenfeder vorgespannt, sodass die Andruckwalze 37 mit der Transportwalze 36 zur Erzeugung einer Kraft für den Transport der Druckblätter P in Druckkontakt gebracht wird. Ferner sind am Einlass des Papiertransportabschnitts 3, dem die Druckblätter P zugeführt werden, eine obere Führung 33 zur Führung der Druckblätter P und eine Auflageplatte 34 angeordnet. Die obere Führung 33 umfasst einen PE-Sensorhebel 35 zur Übermittlung der Erfassung des vorderen und hinteren Randes eines Blattes P zu dem PE-Sensor 32. In Bezug auf die Transportrichtung der Druckblätter ist hinter der Transportwalze 36 ein Druckkopf 7 zur Erzeugung von Bildern in Abhängigkeit von erhaltenen Bildinformationen angeordnet.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung werden die dem Papiertransportabschnitt 3 zugeführten Druckblätter P den von der Transportwalze 36 und der Andruckwalze 37 gebildeten beiden Walzen mit Hilfe der Auflageplatte 34, der Andruckwalzenführung 30 und der oberen Führung 33 zugeführt. Hierbei wird der vordere Rand eines transportierten Blattes P von dem PE-Sensorhebel 35 erfasst, wodurch die Druckposition der Druckblätter P erhalten wird. Die Druckblätter P werden dann durch die Drehbewegung der von einem (nicht dargestellten) Zeilenvorschubmotor (LF-Motor) in Drehung versetzten beiden Walzen 36 und 37 weiter auf die Auflageplatte 34 transportiert.
Der Druckkopf 7 wird von einem auf einfache Weise austauschbaren Tintenstrahl-Druckkopf gebildet, der in einen Tintenbehälter integriert ist. Bei dem Druckkopf 7 wird mit Hilfe eines Heizelements und dergleichen Tinte mit Wärme beaufschlagt, wodurch in der Tinte ein Schichtsiedeeffekt hervorgerufen wird. Durch diesen Schichtsiedeeffekt werden in der Tinte Ausdehnungs- oder Schrumpfvorgänge von Dampfblasen und damit Druckänderungen hervorgerufen, durch die die Tinte aus Düsen des Druckkopfes 7 zur Erzeugung eines Bildes auf den Druckblättern P ausgestoßen wird.
Druckwagenabschnitt
Der Druckwagenabschnitt 5 umfasst einen Druckwagen 50, an dem der Druckkopf 7 angebracht ist. Der Druckwagen 50 wird wiederum von einer Führungsachse 81 zur Herbeiführung einer rechtwinklig zur Transportrichtung der Druckblätter P hin und her verlaufenden Abtastbewegung des Druckwagens gehalten, wobei eine Führungsschiene 82 zur Halterung des hinteren Endes des Druckwagens 50 und Aufrechterhaltung eines Abstands zwischen dem Druckkopf 7 und den Druckblättern P vorgesehen ist. Die Führungsachse 81 und die Führungsschiene 82 sind hierbei an einem Chassis 8 angeordnet. Der Druckwagen 50 wird von einem an dem Chassis 8 angebrachten Druckwagenmotor 80 über einen Zahnriemen 83 angetrieben, der von einer Spannrolle 84 gespannt und gehalten wird. Außerdem umfasst der Druckwagen 50 eine flexible Leiterplatte 56 für die Übertragung von Druckkopfsignalen von einem elektrischen Substrat 9 zu dem Druckkopf 7.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Anordnung ein Bild auf einem Druckblatt P erzeugt wird, wird das Druckblatt P von den beiden Walzen 36 und 37 in die (in der Transportrichtung des Druckblattes P liegende) Zeilenposition transportiert, in der das Bild zu erzeugen ist, wobei der Druckwagen 50 von dem Druckwagenmotor 80 in die (senkrecht zu der Transportrichtung des Druckblattes P liegende) Spaltenposition bewegt wird, in der das Bild zu erzeugen ist, sodass der Druckkopf 7 gegenüber der Bilderzeugungsposition angeordnet wird. In Abhängigkeit von einem von dem elektrischen Substrat 9 zugeführten Signal wird der Druckkopf 7 dann zum Ausstoßen von Tinte auf das Druckblatt P angesteuert, wodurch ein Bild auf dem Druckblatt P erzeugt wird.
Papierausgabeabschnitt
Der Papierausgabeabschnitt umfasst eine Übertragungswalze 40, die mit der Transportwalze 36 und einer Papierausgabewalze 41 in Druckkontakt steht. Auf diese Weise wird die Antriebskraft der Transportwalze 36 über die Übertragungswalze 40 auf die Papierausgabewalze 41 übertragen. Außerdem steht ein Stirnrad 42 mit der Papierausgabewalze 41 in Druckkontakt und kann auf diese Weise von der Papierausgabewalze 41 in Drehung versetzt werden.
Durch diese Anordnung wird ein Druckblatt P, auf dem in dem Druckwagenabschnitt 5 ein Bild erzeugt worden ist, an dem Spalt zwischen der Papierausgabewalze 51 und dem Stirnrad 42 eingeklemmt und in ein (nicht dargestelltes) Ausgabefach oder dergleichen transportiert.
Reinigungsabschnitt
Der Reinigungsabschnitt 6 umfasst eine Pumpe 60 zur Reinigung des Druckkopfes 7, eine Kappe 61 zur Verhinderung eines Austrocknens des Druckkopfes 7 sowie einen Antriebsumschaltarm 62 zur Umschaltung der Antriebskraft der Transportwalze 36 auf den Papierzuführungsabschnitt 2 und die Pumpe 60. Mit Ausnahme von Papierzuführungs- und Reinigungsvorgängen überträgt der Antriebsumschaltarm 62 keine Antriebskraft auf den Papierzuführungsabschnitt 2 und die Pumpe 60, da ein (nicht dargestelltes) Planetenrad in einer vorgegebenen Position angeordnet ist und eine Drehbewegung um die Transportwalze 36 herum ausführt. Wenn der Antriebsumschaltarm 62 durch die Bewegung des Druckwagens 50 verstellt wird, wird das Planetenrad freigegeben und bewegt sich daher in der gleichen Richtung (vorwärts oder rückwärts), in der sich die Transportwalze 36 dreht. Die Antriebskraft wird hierbei auf den Papierzuführungsabschnitt 2 übertragen, wenn sich die Transportwalze 36 in Vorwärtsrichtung dreht, während eine Übertragung der Antriebskraft auf die Pumpe 60 erfolgt, wenn die Transportwalze 36 eine Drehung in Rückwärtsrichtung ausführt.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Ansteuerung des bei diesem Ausführungsbeispiel für den Antrieb des Druckwagenantriebs 5 verwendeten Schrittmotors näher beschrieben.
4 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Steuerschaltung zur Steuerung der Druckvorrichtung 1 veranschaulicht.
In 4 bezeichnen die Bezugszahl 101 eine Zentraleinheit (MPU) zur Steuerung des Motorantriebs und der Druckoperationen, die Bezugszahl 102 eine Verknüpfungsschaltung (GA), die Bezugszahl 103 einen DRAM-Speicher, die Bezugszahl 104 einen Festspeicher (ROM), die Bezugszahl 105 eine Wagenmotor- Treiberschaltung, die Bezugszahl 106 eine Transportmotor-Treiberschaltung (Zeilenvorschubmotor-Treiberschaltung), die Bezugszahl 107 einen Transportmotor (LF-Motor), die Bezugszahl 108 eine Schnittstelle (E/A), über die die Verbindung mit einem Host-Computer hergestellt wird, von dem Druckdaten erhalten werden, die Bezugszahl 109 ein Tastenfeld (KEYSW), in das eine Bedienungsperson der Vorrichtung verschiedene Befehle eingeben kann, die Bezugszahl 110 eine LED-Leuchtanzeige, über die die Bedienungsperson über den Status der Vorrichtung informiert wird, die Bezugszahl 112 einen Papierzuführungswalzensensor, durch den eine automatische Vorlageneinzugsfunktion unterstützt wird, und die Bezugszahl 80 einen Druckwagenmotor (CR-Motor).
Außerdem umfasst der Druckwagenabschnitt 5 einen End- oder Bezugsstellungssensor 113 zur Erfassung einer End- oder Bezugsstellung des Druckwagens.
Die vorstehend beschriebene Steuerschaltung wird hierbei von einer Stromquelle 111 mit Strom versorgt.
Bei der Wagenmotor-Treiberschaltung 105 findet eine Treiberschaltung eines bipolaren Konstantstrom-Stellertyps Verwendung. Der Wagenmotor-Treiberschaltung 105 wird von der Zentraleinheit MPU 101 ein Signal in Abhängigkeit von den Sollparametern der Antriebsfrequenz des Druckwagenmotors 80 und eines Konstantstroms zum Antrieb des Wagenmotors 80 zugeführt. Der Wagenmotor 80 besteht hierbei aus einem pulsmodulierten Schrittmotor mit einer Auflösung von 96 Schritten bei ϕ42. Für den Magnetkörper des Rotors findet hierbei ein Ferritmaterial Verwendung.
Der Schrittmotor wird von zwei Phasen angetrieben, wobei die Anzahl der zum Anlaufen des Motors erforderlichen Impulse 36 beträgt. Die Startimpulsfrequenz beträgt ungefähr 100 pps (Impulse/s), während eine vorgegebene Konstantgeschwindigkeitsfrequenz ungefähr 1000 pps beträgt. Eine Anstiegsflanken-Steuerkennlinie bildet eine S-förmige Kurve, die die Wendepunkte einer Kurve dritten Grades miteinander verbindet und bei der vorgegebenen Konstantgeschwindigkeitsfrequenz von ungefähr 1000 pss beginnt. Eine Abfallflanken-Steuerkennlinie verläuft hierbei im wesentlichen symmetrisch zu der Anstiegsflanken-Steuerkennlinie.
5 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für die bei einem Druckvorgang des Druckkopfes 7 erhaltene Druckpositionsgenauigkeit veranschaulicht (wobei ein Punkt jeweils bei 1/90 eines Rastergrundmaßes gedruckt und die Abweichungen gemessen worden sind).
Obwohl von Gerät zu Gerät Unterschiede bestehen, nimmt hierbei die Druckpositionsgenauigkeit in der in 5 veranschaulichten Weise unmittelbar nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors 80 in einem gewissen Ausmaß ab, wobei die Abweichung der Druckposition zu diesem Zeitpunkt etwa ±40 bis 50 μm beträgt. Da sodann der kumulative Abweichungsbetrag eine Änderung in Form einer gedämpften Schwingung zeigt, wird eine Stabilisierung erreicht, bei der die Abweichung ±10 bis 20 μm beträgt. Dieser Verlauf der Druckgenauigkeit wird auch bei einer Änderung der zum Drucken abgetasteten Zeile beibehalten. Wenn somit ein Bild ausgedruckt wird, bei dem die Druckränder auf dem Druckmaterial ausgerichtet sind, sind auch die Startpositionen des Druckwagen 50 ausgerichtet. Obwohl auch in diesem Fall eine gewisse Abnahme der Druckgenauigkeit unmittelbar nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors 80 auftritt, zeigen die gedruckten Punkte eine ähnliche Abweichung wie bei der Abtastung der vorhergehenden Zeile, sodass eine solche Abweichung bei einem Bild nicht auffällt.
6 veranschaulicht dagegen einen Fall, bei dem stufenartige Strichlinien auf einem Druckblatt P ausgedruckt werden.
Wie in Verbindung mit dem zum Stand der Technik vorstehend beschriebenen Beispiel bereits ausgeführt worden ist, verschiebt sich der Punkt des Bewegungsbeginns des Druckwagens 50 für jede gedruckte Zeile, wenn stufenförmige Strichlinien der in 6 dargestellten Art ausgedruckt werden. Hierbei kann eine maximale Abweichung von 70 bis 80 μm der Druckposition zwischen benachbarten ausgedruckten Zeilen auftreten, wie dies vorstehend bereits in Verbindung mit 10 beschrieben worden ist, die sich ebenfalls auf ein Beispiel des Standes der Technik bezieht. Eine solche Abweichung verursacht eine Verschiebung der Strichlinien, und zwar insbesondere dann, wenn stufenförmige Strichlinien ausgedruckt werden. Außerdem führt dies zu einem ungleichmäßigen Druck, wenn das Drucken mit hoher Auflösung erfolgt. Der Hauptgrund für diese Verschlechterung der Druckgenauigkeit besteht in Schwankungen der Geschwindigkeit, die durch Vibrationen von auch den Wagenmotor 80 umfassenden mechanischen Teilen hervorgerufen werden, wie dies vorstehend bereits in Verbindung mit dem Stand der Technik beschrieben worden ist. Bei diesem Mechanismus besitzt die auftretende gedämpfte Schwingung eine im wesentlichen konstante Periode.
Im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels erfolgt daher eine nachstehend näher beschriebene Drucksteuerung zur Lösung dieses Problems.
Es sei nun angenommen, dass es sich bei dem Druckkopf 7 um einen Druckkopf für Schwarzweissdruck mit 64 Düsen und einer Auflösung von 360 dpi handelt. Weiterhin sei davon ausgegangen, dass der als Druckwagenmotor 80 dienende Schrittmotor den Druckwagen 50 pro Antriebsimpuls über eine Strecke zum Ausdrucken von 6 Bildpunkten bewegen kann. Nachstehend wird näher auf ein Beispiel eingegangen, bei dem beim Bedrucken eines Druckblattes P in einer Richtung, nämlich in 6 von links nach rechts, stufenartige Strichlinien erzeugt werden, die von links nach rechts abwärts verlaufen.
In 6 sind mit P das Druckmaterial und mit T das linke Ende des Druckbereichs bezeichnet, das üblicherweise auf einen Abstand von 3 bis 5 mm vom Rand des Druckmaterials eingestellt ist. Mit S ist hierbei die Position bezeichnet, bei der die Bewegung des Druckwagens 50 einsetzt, wenn das Drucken am linken Ende T des Druckbereiches beginnt. Der Abstand zwischen S und T entspricht der Strecke, die von dem Druckwagen 50 bei Zuführung von 36 Treiberimpulsen zu dem Schrittmotor zurückgelegt wird (wobei diese Distanz in gedruckten Punkten 216 Bildpunkten entspricht).
Der Reinigungsabschnitt ist außerhalb der Position S angeordnet (nämlich auf der T gegenüberliegenden Seite von S). Eine Verschiebung der Position von S zur Seite des Reinigungsabschnitt würde zu einer Vergrößerung der Geräteabmessungen führen. Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit U eine Bezugsposition für eine Umschaltung des Steuerablaufs bezeichnet, die von T in einem 20 Treiberimpulsen des Schrittmotors entsprechenden Abstand angeordnet ist (der in gedruckten Punkten 120 Bildpunkten entspricht).
Die Bezugsposition U ist auf einen 20 Treiberimpulsen (120 Punkten) entsprechenden Abstand von T eingestellt, um auf diese Weise die unmittelbar nach Bewegungsbeginn des Druckwagen auftretende erhebliche Abweichung zu berücksichtigen, wobei U auf der Basis einer Position (des ersten Schnittpunktes der den kumulativen Abweichungsbetrag zeigenden Schwingungs- oder Vibrationskurve gemäß 5) bestimmt wird, bei der der erste Durchgang der Schwingungs- oder Vibrationskurve durch die "Nulllinie" des kumulativen Abweichungsbetrags erfolgt.
Bei der Bestimmung der Bezugsposition (U) ist der Wert U jedoch nicht auf eine Anzahl von Impulsen beschränkt, die dem ersten Schnittpunkt bei der Schwingungs- oder Vibrationskurve entspricht, sondern U kann auch auf der Basis einer dem zweiten Schnittpunkt entsprechenden Position bestimmt werden, der das Ende einer Periode der Schwingungs- oder Vibrationskurve angibt, oder in Abhängigkeit von einer anderen Position, die einem Schnittpunkt höherer Ordnung entspricht.
Wenn hierbei ein größerer Wert von U gewählt wird, ist eine erhebliche Verbesserung der Bilddruckqualität erzielbar, da das Drucken erst einsetzen kann, nachdem sich der Abweichungsbetrag verringert hat, was einen Vorteil darstellt. Ein höherer Wert von U führt jedoch zu einer häufigen Rückkehr des Druckwagens zum linken Ende des Wagen-Bewegungsbereichs, was wiederum einen Nachteil darstellt, da sich hierdurch die Druckzeit erhöht. Bei der Bestimmung des Wertes von U muss somit ein Kompromiss zwischen Vorteilen und Nachteilen gefunden werden.
Wenn das Drucken gemäß dem Beispiel des Standes der Technik unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen erfolgt, beginnen die von dem Druckkopf ausgedruckte erste und zweite Linie bei S1, während die dritte Linie bei S2, die vierte Linie bei S3, die fünfte Linie bei S4 und die sechste Linie bei S5 beginnen und die vorstehend beschriebene Möglichkeit besteht, dass eine Abweichung in den Verbindungsbereichen der Strichlinien auftritt.
Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine Abweichung bei den ausgedruckten Punkten unterdrückt, indem eine Drucksteuerverarbeitung ausgeführt wird, die in dem nachstehend näher beschriebenen Ablaufdiagramm gemäß 7 veranschaulicht ist.
Zunächst wird in einem Schritt S10 eine Druckbeginnposition (Ps) aus einer einmaligen Abtastung von Druckdaten erhalten. Sodann wird in einem Schritt S20 ermittelt, ob die im Schritt S10 bestimmte Position zwischen T und U liegt.
Wenn hierbei T ≤ P_s < U gilt, geht der Steuerablauf auf einen Schritt S30 über, bei dem die Position für den Bewegungsbeginn des Druckwagens auf S eingestellt wird, während bei U ≤ P_s der Steuerablauf auf einen Schritt S40 übergeht. Bei diesem Schritt wird die Bewegungsbeginnposition des Druckwagens nach links um einen (aus dem gleichen Grund wie die Position U festgelegten) 20 Treiberimpulsen des Schrittmotors (und damit 120 gedruckten Punkten) entsprechenden Abstand zu der von einer (zur Beschleunigung des Druckwagens erforderlichen und 36 Treiberimpulsen des Schrittmotors entsprechenden) Vorlaufdistanz des Druckwagens abgeleiteten Druckwagen-Startposition (S1, S2, S3, S4 und S5 usw. gemäß 6) verschoben, die bei der einmaligen Abtastung der Druckdaten als Druckbeginnposition (Ps) festgelegt worden ist. Der 20 Treiberimpulsen entsprechende eingestellte Abstand stellt hierbei eine Größe dar, die der Distanz von der Druckbeginnposition zu einer Linie X gemäß 5 entspricht.
Wenn somit ein Bereich berücksichtigt wird (der bei diesem Ausführungsbeispiel einer Länge von 120 Punkten vom linken Ende (T) des Druckbereiches entspricht), bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise unmittelbar nach Bewegungsbeginn des Druckwagens eine erhebliche Abweichung auftritt, und der Druckbeginn erst nach diesem Bereich einsetzt, beginnt die Abtastbewegung des Druckwagens bei einem Punkt (V2, V3), der in Linksrichtung 120 Bildpunkte vom linken Ende der Vorlaufdistanz entfernt ist. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Abtastbewegung des Druckwagens für sämtliche Linien am linken Ende des Bewegungsbereichs des Druckwagens beginnt, wird somit eine Verbesserung der Druckgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Unterdrückung einer Positionsverschiebung beim Drucken erzielt.
Wenn ferner ein Fall betrachtet wird, bei dem das eigentliche Drucken innerhalb eines Bereiches zwischen dem linken Ende des Druckbereichs und einem bei diesem Ausführungsbeispiel 120 Bildpunkte vom linken Ende des Druckbereiches in Rechtsrichtung entfernten Punkt einsetzt, lässt sich feststellen, dass eine erhebliche Änderung des Abstands zwischen dem Abtastbeginnpunkt und dem Druckbeginnpunkt bei jeder Linie auftritt, da in diesem Bereich eine erhebliche Abweichung vorliegt. Der Abweichungsbetrag bei jeder Linie tritt somit deutlich hervor, da sich die Phase der den kumulativen Abweichungsbetrag für eine Linie angebenden Kurve (in der in 5 veranschaulichten Weise) von derjenigen der vorhergehenden Linie unterscheidet. Wenn das eigentliche Drucken innerhalb dieses Bereiches beginnt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel daher der Startpunkt der Druckwagenbewegung auf das linke Ende des Bewegungsbereiches des Druckwagens festgelegt, sodass die Änderungsphase des Abweichungsbetrages für sämtliche Linien gleich ist. Auf diese Weise werden Positionsverschiebungen beim Drucken von sämtlichen Linien unterdrückt.
Wenn z.B. stufenförmige Strichlinien der in 6 veranschaulichten Art ausgedruckt werden, erfolgt die vorstehend beschriebene Verarbeitung derart, dass die Position des Bewegungsbeginns des Druckwagens bei der ersten bis vierten Zeile der Druckabtastung durch S (= V1) gegeben ist, während für die fünfte und sechste Zeile der Druckabtastung jeweils die Werte V2 und V3 gelten, die in Bezug auf S4 bzw. S5 jeweils um einen 20 Treiberimpulsen entsprechenden Abstand versetzt sind.
Sodann wird in einem Schritt S50 gemäß 7 das Drucken durchgeführt, indem der Druckwagen aus der im Schritt S30 oder S40 festgelegten Position heraus bewegt wird. Wenn das Drucken auf diese Weise erfolgt, tritt im Verbindungsbereich der Strichlinien bei der ersten bis vierten Zeile der Druckabtastung keine Abweichung auf. Da bei der fünften und sechsten Zeile der Druckabtastung ein 20 Impulsen entsprechender zusätzlicher Abstand vorgesehen ist, findet unmittelbar nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors in einem Bereich mit geringer Druckgenauigkeit kein Drucken statt, sodass auch hier keine Abweichung bei den Verbindungen der Strichlinien auftritt.
In einem Schritt S60 wird schließlich ermittelt, ob das Drucken abgeschlossen ist. Wenn hierbei festgestellt wird, dass dies nicht der Fall ist, kehrt die Steuerung zum Schritt S10 zurück, woraufhin die Verarbeitung des nächsten Abtastvorgangs erfolgt. Wenn dagegen festgestellt wird, dass das Drucken abgeschlossen ist, endet hiermit der Verarbeitungsablauf.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verarbeitungsablauf wird somit die Position für den Bewegungsbeginn des Druckwagens auf einen festen Bereich am Ende des Druckbereiches eingestellt. Außerhalb dieses Bereiches ist ein Bereich vorgesehen, bei dem nach dem Bewegungsbeginn des Druckwagens eine Vorbewegung des Druckwagens stattfindet. Auf diese Weise kann die Abweichung bei ausgedruckten Bildpunkten für jede Druckabtastung klein gehalten und damit die Erzeugung eines hochauflösenden Bildes ermöglicht werden.
Damit sind bei diesem Ausführungsbeispiel Bauelemente wie ein Stellungsgeber oder ein Schrittmotor mit hoher Auflösung nicht erforderlich, sodass durch solche Komponenten auch keine zusätzlichen Kosten entstehen. Weiterhin vergrößern sich auch nicht die Geräteabmessungen, da die Vorlaufstrecke des Druckwagens beim Anlaufen des Motors am Ende des Druckbereiches nicht vergrößert wird.
In Bezug auf die nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors hinzugefügte zusätzliche Wagenlaufstrecke ist auszuführen, dass die Impulse für die Vorbewegung des Druckwagens erst zugeführt werden, nachdem der Druckwagen eine ausreichende Geschwindigkeit erreicht hat. Demzufolge ist die auf diese Impulse zurückzuführende Bewegungszeit ziemlich kurz, sodass die Auswirkung auf den gesamten Druckvorgang sehr gering gehalten werden kann.
Darüber hinaus beinhaltet die Steuerung bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich eine Einstellung des Druckwagen-Bewegungsbeginnpunkts auf der Basis der Erkennung des Druckbeginnpunktes oder eine Verschiebung des Druckwagen-Bewegungsbeginnpunktes in Verbindung mit der Vorlaufstrecke des Druckwagens. Dies bedeutet, dass eine Bildverbesserung mit Hilfe einer einfachen Steuerung erzielt werden kann.
Im vorstehend beschriebenen Falle erfolgt das Drucken zwar vom linken zum rechten Rand der Druckblätter P, jedoch kann eine ähnliche Steuerung natürlich auch in einem Fall durchgeführt werden, bei dem das Drucken vom rechten zum linken Rand und damit in entgegengesetzter Richtung erfolgt.
In Bezug auf die bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgende Verschiebung der Druckbeginnposition durch Addition der Vorlaufstrecke des Druckwagens kann in Betracht gezogen werden, diese Bewegungsbeträge in Tabellenform als Zählwerte von dem Schrittmotor zugeführten Impulsen (von z.B. 56 Impulsen) zu speichern. Hierbei können separate Tabellen für eine Bewegung des Druckwagens in Vorwärtsrichtung oder eine in Rückwärtsrichtung erfolgende Bewegung vorgesehen werden. Zusätzlich können nicht nur Impulszählwerte sondern auch Stromwerte für den Schrittmotor in die Tabelle eingefügt werden, um eine noch genauere Steuerung zu erzielen. Dies ermöglicht eine weitere Verringerung der Abweichung bei gedruckten Punkten unmittelbar nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors und damit die Erzeugung eines Bildes mit noch höherer Auflösung.
Weiteres Ausführungsbeispiel
Die in Verbindung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel erfolgende Steuerung wird nachstehend in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem eine Druckbetriebsart Verwendung findet, die aus mehreren unterschiedlichen Druckbetriebsarten ausgewählt worden ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Druckvorrichtung gemäß den 1 bis 4 in verschiedenen Druckbetriebsarten für austauschbare Druckköpfe in der in 8 veranschaulichten Weise betrieben werden. Das Drucken erfolgt hierbei durch Auswahl der erforderlichen Druckbetriebsart aus diesen Betriebsarten.
8 zeigt eine Tabelle, die die Beziehung zwischen verwendbaren Druckköpfen und den mit Hilfe dieser Druckköpfe durchführbaren Druckbetriebsarten veranschaulicht.
Jeder Druckkopf gemäß 8 umfasst hierbei 64 Düsen. Bei einem Druckkopf für Schwarzweißdruck wird über sämtliche 64 Düsen nur schwarze Tinte ausgestoßen. Ein Druckkopf für Farbdruck und ein Druckkopf für Fotodruck umfassen jeweils 16 Düsen zum Ausstoßen von Y-Tinte (gelber Tinte), 16 Düsen zum Ausstoßen von M-Tinte (Magenta-Tinte), 16 Düsen zum Ausstoßen von C-Tinte (Cyan-Tinte) sowie 16 Düsen zum Ausstoßen von Bk-Tinte (schwarzer Tinte), wobei jede dieser Düsengruppen mit einer Rasterung von 8 Düsen ausgestattet ist. Bei dem Druckkopf für Fotodruck finden Tinten Verwendung, die in Bezug auf die bei dem Kopf für Farbdruck verwendeten Farbtinten in einem festen Verhältnis verdünnt sind. Durch überlagerndes Drucken dieser Tinten kann hierbei ein Fotodruck erhalten werden, bei dem die erzielte Gradation höher als bei dem Druckkopf für Farbdruck ist.
Bei diesen Druckbetriebsarten ist mit "HQ" eine Betriebsart bezeichnet, bei der ein qualitativ hochwertiger Druck durch einen einzigen Druckvorgang erhalten wird, während mit "Fine" eine Betriebsart, bei der die Druckqualität durch Vergrößerung der Anzahl von Druckvorgängen je Zeile verbessert wird, mit "HS" eine Hochgeschwindigkeits-Druckbetriebsart, mit "Glättung" eine Betriebsart, bei der die Wiedergabe insbesondere von schrägen Linien durch eine höhere Auflösung von 720 dpi verbessert ist, und mit "Foto" die in Verbindung mit dem durch Überlagerung von Tinten erfolgenden Drucken vorstehend beschriebene Betriebsart bezeichnet sind. Die "Foto-Betriebsart" dient hierbei zum Ausdrucken eines natürlichen Bildes. Die Druckwagengeschwindigkeit bei jeder Betriebsart ist ebenfalls in 8 veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel findet die vorstehend beschriebene Steuerung in Verbindung mit der "HQ"- und der "Fine"-Druckbetriebsart (bei mittlerer Geschwindigkeit) Verwendung, wenn der Druckkopf für Farbdruck angebracht ist, da bei der "HS"-Druckbetriebsart der Geschwindigkeit und nicht der Bildqualität beim Drucken des Bildes Priorität eingeräumt wird. Wenn im Rahmen der "HQ"-Druckbetriebsart der Druckkopf für Schwarzweißdruck Verwendung findet, wird die vorstehend beschriebene Steuerung nicht angewendet, da Abweichungen von Punkten einer einzigen Farbe, in diesem Falle Schwarz, unauffällig sind. Bei der Glättungs- und der Foto-Druckbetriebsart findet eine niedrige Druckwagengeschwindigkeit Verwendung, da dann die Abweichungen bei gedruckten Punkten nach dem Anlaufen des Druckwagenmotors nur gering sind. Auch wenn die vorstehend beschriebenen stufenartigen Strichlinien ausgedruckt werden, kann die Abweichung zwischen benachbarten Punkten bei jeder Abtastbewegung klein gehalten werden, sodass ein hochauflösendes Bild erzeugt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel somit die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Steuerung nur bei einer effektiven Druckbetriebsart, die aus den zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Druckbetriebsarten ausgewählt worden ist. Auf diese Weise lässt sich eine höhere Effizienz der Druckvorrichtung erzielen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zwar eine 20 Treiberimpulsen des Schrittmotors entsprechende Distanz dem Ende des Druckbereiches zur Stabilisierung der Druckwagenbewegung hinzugefügt, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern diese Distanz kann natürlich in Abhängigkeit von der mechanischen Struktur der Vorrichtung, dem Druckwagenmotortyp und den Antriebsbedingungen verändert werden.
Außerdem ist im Rahmen der vorstehenden Ausführungsbeispiele eine Vorrichtung beschrieben worden, bei der eine serielle Zweirichtungs-Druckabtastung stattfindet. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auch bei einer Druckvorrichtung verwendbar, bei der der Druckvorgang nur im Rahmen einer in einer Richtung erfolgenden Abtastbewegung durchgeführt wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bestehen die von den Druckköpfen ausgestoßenen Tröpfchen zwar aus Tinte, wobei auch die in den Tintenbehältern enthaltene Flüssigkeit aus Tinte besteht, jedoch ist diese Flüssigkeit nicht auf Tinte beschränkt. So kann z.B. in den Tintenbehältern eine in entsprechender Weise behandelte Flüssigkeit enthalten sein, die auf das Druckmaterial zur Verbesserung der Fixierung und der Feuchtigkeitsbeständigkeit eines auf dem Druckmaterial ausgedruckten Bildes sowie zur Verbesserung der Bildqualität aufgebracht wird.
Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele bezieht sich auf einen Drucker in Form eines Tintenstrahldruckers, der eine Einrichtung (z.B. einen elektrothermischen Wandler, einen Laserstrahl-Generator und dergleichen) zur Erzeugung von Wärmeenergie zur Herbeiführung eines Tintenausstoßes aufweist, die eine Zustandsänderung der Tinte durch die Wärmeenergie herbeiführt. Durch Verwendung eines solchen Tintenstrahldruckers und Druckverfahrens lässt sich ein sehr genauer Druckvorgang mit hoher Aufzeichnungsdichte erzielen.
Als typische Anordnung und typisches Prinzip eines solchen Tintenstrahl-Drucksystems ist hierbei vorzugsweise ein System einzusetzen, dessen grundlegendes Prinzip z.B. aus den US-Patentschriften 4 723 129 und 4 740 796 bekannt ist. Ein solches System ist sowohl im Rahmen eines bedarfsabhängigen Bereitschaftsbetriebs als auch im Rahmen eines kontinuierlichen Betriebs verwendbar. Das System ist insbesondere im Falle des bedarfsabhängigen Bereitschaftsbetriebs sehr wirksam, da durch Anlegen zumindest eines einer Druckinformation entsprechenden und zu einem den Siedepunkt überschreitenden schnellen Temperaturanstieg führenden Treiber- oder Ansteuersignals an einen jeweiligen elektrothermischen Wandler aus einer Vielzahl von entsprechend einem Blatt oder entsprechend von Flüssigkeit (Tinte) enthaltenden Flüssigkeitskanälen angeordneten elektrothermischen Wandlern von dem jeweiligen elektrothermischen Wandler Wärmeenergie zur Erzielung eines Siedeeffektes an der Heizfläche des Druckkopfes erzeugt wird, sodass in der Flüssigkeit (Tinte) in jeweiliger Abhängigkeit von dem Treiber- bzw. Ansteuersignal eine Dampfblase ausgebildet werden kann. Durch den auf Grund der Ausdehnung und Schrumpfung dieser Dampfblase hervorgerufenen Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) über eine Ausstoßöffnung bzw. Düse wird zumindest ein Tröpfchen gebildet. Wenn das Treiber- bzw. Ansteuersignal in Form eines Impulssignals angelegt wird, lässt sich ein sofortiger und gleichmäßiger Ausdehnungs- und Schrumpfvorgang der Dampfblase und damit ein Flüssigkeitsausstoß (Tintenausstoß) mit besonders hoher Ansprechempfindlichkeit erzielen.
In Bezug auf ein solches Impuls-Ansteuersignal sind Signale geeignet, wie sie aus den US-Patentschriften 4 463 359 und 4 345 262 bekannt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass sich ausgezeichnete Druckergebnisse unter Verwendung der in der US-Patentschrift 4 313 124 beschriebenen Bedingungen erzielen lassen, die sich auf die Temperaturanstiegsrate der wärmewirksamen Heizoberfläche beziehen.
In Bezug auf den Aufbau des Druckkopfes kann außer der in den vorstehend genannten Druckschriften beschriebenen Anordnung in Form einer Kombination von Ausstoßdüsen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Wandlern (linearen Flüssigkeitskanälen oder rechtwinkligen Flüssigkeitskanälen) auch eine aus den US-Patentschriften 4 558 333 und 4 459 600 bekannte Anordnung im Rahmen der Erfindung Verwendung finden, bei der der wärmewirksame Heizabschnitt in einem gewundenen Bereich angeordnet ist. Darüber hinaus kann die Erfindung effektiv bei einer aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 59-123 670 bekannten Anordnung Verwendung finden, bei der ein gemeinsamer Schlitz für eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern als Ausstoßbereich der elektrothermischen Wandler verwendet wird, oder bei einer aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 59-138 461 bekannten Anordnung, bei der eine Öffnung zur Aufnahme einer Druckwelle der Wärmeenergie in einem Ausstoßbereich vorgesehen ist.
Weiterhin kann als Vollzeilen-Druckkopf mit einer der Breite des vom Drucker ausdruckbaren Maximalformats eines Druckmaterials entsprechenden Länge entweder eine Anordnung, bei der die Vollzeilenlänge durch Kombination einer Anzahl von Aufzeichnungsköpfen wie im Falle der vorstehend genannten Druckschriften realisiert wird, oder eine Anordnung in Betracht gezogen werden, bei der ein durch integrierte Ausbildung von Druckköpfen erhaltener einzelner Druckkopf Verwendung findet.
Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung nicht nur der in Verbindung mit den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebene Druckkopf in Form eines Patronentyps Verwendung finden, bei dem ein Tintenbehälter in den Druckkopf selbst integriert ist, sondern auch ein Druckkopf des austauschbaren Chip-Typs, der mit einer Geräte-Haupteinheit elektrisch verbunden und nach seiner Anbringung an der Geräte-Haupteinheit von dieser mit Tinte versorgt werden kann.
Vorzugsweise sind zusätzlich Regeneriereinrichtungen für den Druckkopf, vorbereitende Zusatzeinrichtungen und dergleichen im Rahmen des vorstehend beschriebenen Aufbaus der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung zur weiteren Stabilisierung des Druckbetriebs vorgesehen. Beispiele für solche Einrichtungen für den Druckkopf umfassen eine Abdeckeinrichtung, eine Reinigungseinrichtung, eine Druckbeaufschlagungs- oder Absaugeinrichtung, eine Vorheizeinrichtung aus elektrothermischen Wandlern oder einem anderen Heizelement oder eine Kombination dieser Einrichtungen. In Bezug auf ein stabiles Drucken ist es außerdem zweckmäßig, eine Vor-Ausstoßbetriebsart vorzusehen, bei der ein Ausstoßvorgang unabhängig vom Drucken erfolgt.
Als Druckbetriebsart des Druckers kann nicht nur eine Druckbetriebsart in Betracht gezogen werden, bei der lediglich eine Primärfarbe wie Schwarz oder dergleichen Verwendung findet, sondern auch eine Mehrfarben-Betriebsart, die unter Verwendung mehrerer verschiedener Farben erfolgt, und/oder eine durch Farbmischung erzielte Vollfarben-Betriebsart, wobei zu deren Implementierung bei der Druckvorrichtung entweder ein integrierter Druckkopf oder eine Kombination von mehreren Druckköpfen Verwendung findet.
Ferner ist zwar bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung jeweils davon ausgegangen worden, dass die Tinte in Form einer Flüssigkeit vorliegt, jedoch kann die Erfindung alternativ auch in Verbindung mit einer Tinte Verwendung finden, die bei Raumtemperatur oder einer darunter liegenden Temperatur in fester Form vorliegt und sich erst bei Raumtemperatur erweicht oder verflüssigt, oder in Verbindung mit einer beliebigen Tinte, die sich erst bei Anlegen von Drucksignalen verflüssigt, da bei Tintenstrahlsystemen üblicherweise eine Temperatursteuerung der Tinte selbst innerhalb eines Bereiches von 30°C bis 70°C erfolgt, damit die Tintenviskosität in einen stabilen Ausstoßbereich fällt.
Außerdem kann auch eine Tinte Verwendung finden, die im unbenutzten Zustand in fester Form vorliegt und sich erst durch Erwärmung verflüssigt, was von Vorteil ist, wenn ein übermäßiger Temperaturanstieg durch die zugeführte Wärmeenergie verhindert werden soll, indem die Wärmeenergie auch zur Änderung des Aggregatzustands der Tinte vom festen zum flüssigen Zustand eingesetzt wird, oder wenn ein Verdampfen der Tinte verhindert werden soll. In jedem Falle ist im Rahmen der Erfindung eine Tinte verwendbar, die sich bei der in Abhängigkeit von einem Drucksignal erfolgenden Zuführung von Wärmeenergie verflüssigt und sodann im flüssigen Zustand ausgestoßen wird, sowie eine Tinte, die sich beim Erreichen des Druckmaterials zu verfestigen beginnt. Die Tinte kann sich hierbei im flüssigen oder festen Zustand in elektrothermischen Wandlern gegenüberliegenden Ausnehmungen eines porösen Blattes oder Durchgangsöffnungen befinden, wie dies aus den japanischen Patent-Offenlegungsschriften 54-56 847 oder 60-71 260 bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung stellt das vorstehend beschriebene Schichtsiedesystem das effizienteste System für die vorstehend beschriebenen Tintenarten dar.
Zusätzlich zu einer Verwendung als Bildausgabeeinheit eines Informationsverarbeitungsgerätes wie eines Computers kann der erfindungsgemäße Tintenstrahldrucker auch in Form eines Kopiergerätes in Verbindung mit einem Lesegerät und dergleichen oder in Form eines Faksimilegerätes mit einer Sende- und Empfangsfunktion Verwendung finden.
Darüber hinaus kann die Erfindung bei einem aus einer Vielzahl von Geräten (wie z.B. einem Host-Computer, einer Schnittstellenanordnung, einem Lesegerät, einem Drucker usw.) bestehenden System oder bei einem Einzelgerät (wie z.B. einem Kopiergerät, einem Faksimilegerät und dergleichen) Verwendung finden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe kann auch gelöst werden, indem ein System oder ein Gerät mit einem Speichermedium ausgestattet wird, in dem Programmcodes zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Funktionen gespeichert sind, die Programmcodes mit Hilfe eines Computers (CPU, MPU) des Systems oder Gerätes aus dem Speichermedium ausgelesen und sodann das Programm ausgeführt werden.
In diesem Falle werden die Funktionen gemäß den Ausführungsbeispielen durch die aus dem Speichermedium ausgelesenen Programmcodes realisiert, wobei das die Programmcodes speichernde Speichermedium die Erfindung verkörpert.
Hierbei kann ein Speichermedium wie eine Diskette, eine Festplatte, eine optische Platte (CD), eine magnetooptische Platte, ein CD-ROM-Datenträger, ein CD-R-Datenträger, Magnetband, eine nichtflüchtige Speicherkarte und ein Festspeicher zur Zuführung der Programmcodes Verwendung finden.
Außer einer Realisierung der Funktionen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen durch Ausführung der von einem Computer ausgelesenen Programmcodes umfasst die Erfindung jedoch auch den Fall, dass ein Betriebssystem oder dergleichen des Computers die Funktionen gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit von den Instruktionen der Programmcodes vollständig oder teilweise ausführt.
Darüber hinaus kann in Betracht gezogen werden, dass nach Einschreiben der aus dem Speichermedium ausgelesenen Programmcodes in eine in den Computer eingefügte Funktionserweiterungskarte oder einen Speicher, der in einer mit dem Computer verbundenen Funktionserweiterungseinheit vorgesehen ist, eine Zentraleinheit oder dergleichen der Funktionserweiterungskarte oder der Funktionserweiterungseinheit die Verarbeitung zur Realisierung der Funktionen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in Abhängigkeit von den Instruktionen der Programmcodes vollständig oder teilweise ausführt.
Da viele scheinbar unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung in Betracht gezogen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt sondern durch die Patentansprüche definiert ist.

Claims

Druckvorrichtung, bei der ein Druckkopf (7) zur Bilderzeugung auf einem Druckmaterial Verwendung findet, mit einer Abtasteinrichtung (5) zur Herbeiführung einer hin- und hergehenden Abtastbewegung des Druckkopfes (7) in einer ersten Richtung in Relation zu dem Druckmaterial, einer Transporteinrichtung (107) zum Transportieren des Aufzeichnungsmaterials in einer die erste Richtung schneidenden zweiten Richtung, einer Eingabeeinrichtung (108) zur Eingabe von Druckdaten, und einer Bestimmungseinrichtung (9) zur Bestimmung einer Druckbeginnposition bei jeder Druckabtastung des Druckmaterials durch den Druckkopf auf der Basis der von der Eingabeeinrichtung eingegebenen Druckdaten, gekennzeichnet durch eine Beurteilungseinrichtung (9) zur Beurteilung, ob die von der Bestimmungseinrichtung bestimmte Druckbeginnposition innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht, eine Einstelleinrichtung (9), die auf der Basis der von der Beurteilungseinrichtung getroffenen Beurteilung eine Abtastbeginnposition der Druckkopf-Abtasteinrichtung (5) auf eine in einem vorgegebenen ersten Abstand von einem Ende eines Druckbereiches des Druckmaterials gelegene Position einstellt, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und die Abtastbeginnposition der Druckkopf-Abtasteinrichtung (5) auf eine in einem vorgegebenen zweiten Abstand von der Druckbeginnposition gelegene Position einstellt, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und eine Druckeinrichtung (9) zum Bedrucken des Druckmaterials durch Ansteuerung der Abtasteinrichtung (5) zur Herbeiführung der Abtastbewegung des Druckkopfes (7), nachdem der Druckkopf in die von der Einstelleinrichtung eingestellte Position bewegt worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Abtasteinrichtung einen Druckwagen (5), an dem der Druckkopf anbringbar ist, und einen Druckwagenmotor (80) zur Erzeugung einer Antriebskraft zum Antrieb des Druckwagens umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Druckwagenmotor (80) von einem Schrittmotor gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Druckwagen (5) zur entnehmbaren Anbringung des Druckkopfes (7) in Form eines aus einer Vielzahl von Druckkopftypen beliebig auswählbaren Druckkopfes ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Druckwagen (5) zur entnehmbaren Anbringung des Druckkopfes (7) in Form eines aus der Vielzahl von Druckkopftypen ausgewählten Druckkopfes ausgestaltet ist, der einen Druckkopf für Schwarzweißdruck, einen Druckkopf für Farbdruck und einen Druckkopf für Fotodruck umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die eine Vielzahl von wählbaren Druckbetriebsarten umfasst, die jeweils einem jeweiligen Druckkopftyp aus der Vielzahl der Druckkopftypen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Einstelleinrichtung (9) in zumindest einer spezifischen Druckbetriebsart aus der Vielzahl der Druckbetriebsarten betreibbar ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Druckkopf (7) in Form eines Tintenstrahl-Druckkopfes zur Durchführung von Druckvorgängen durch Ausstoßen von Tinte vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Druckkopf (7) einen elektrothermischen Wandler für die Erzeugung von Wärmeenergie zur Herbeiführung eines Tintenausstoßes umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Tabelle zur Einstellung des vorgegebenen ersten und zweiten Abstands umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der vorgegebene Bereich aus einem Abweichungsbetrag in einer Druckposition bei der von der Abtasteinrichtung (5) herbeigeführten Abtastbewegung des Druckkopfes (7) bestimmt wird.
Verfahren zur Steuerung einer Druckvorrichtung, die ein Bild auf einem Druckmaterial durch Herbeiführung einer in einer vorgegebenen Richtung in Relation zu dem Druckmaterial hin- und hergehenden Abtastbewegung eines einen Druckkopf (7) tragenden Druckwagens (5) erzeugt, mit den Schritten: einem Eingabeschritt zur Eingabe von Druckdaten, und einem Bestimmungsschritt zur Bestimmung einer Druckbeginnposition bei jeder Druckabtastung des Druckmaterials durch den Druckkopf (7) auf der Basis der im Eingabeschritt eingegebenen Druckdaten, gekennzeichnet durch einen Beurteilungsschritt zur Beurteilung, ob die im Bestimmungsschritt bestimmte Druckbeginnposition innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht, einen Einstellschritt, durch den auf der Basis der im Beurteilungsschritt getroffenen Beurteilung eine Abtastbeginnposition des Druckwagens (5) auf eine in einem vorgegebenen ersten Abstand von einem Ende eines Druckbereichs des Druckmaterials gelegene Position eingestellt wird, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und die Abtastbeginnposition des Druckwagens (5) auf eine in einem vorgegebenen zweiten Abstand von der Druckbeginnposition gelegene Position eingestellt wird, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und einen Druckschritt zur Durchführung von Druckvorgängen durch Herbeiführung der Abtastbewegung des den Druckkopf (7) tragenden Druckwagens (5), nachdem der Druckwagen in die im Einstellschritt eingestellte Position bewegt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der vorgegebene Bereich aus einem Abweichungsbetrag in einer Druckposition bei der Abtastbewegung des Druckkopfes bestimmt wird.
Steuereinrichtung für eine Druckvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, mit einer Bestimmungseinrichtung (9) zur Bestimmung einer Druckbeginnposition bei jeder Druckabtastung des Druckmaterials durch den Druckkopf auf der Basis der in die Druckvorrichtung eingegebenen Druckdaten, gekennzeichnet durch eine Beurteilungseinrichtung (9) zur Beurteilung, ob die von der Bestimmungseinrichtung bestimmte Druckbeginnposition innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt oder nicht, und eine Einstelleinrichtung (9), die auf der Basis der von der Beurteilungseinrichtung getroffenen Beurteilung eine Abtastbeginnposition der Druckkopf-Abtasteinrichtung (5) auf eine in einem vorgegebenen ersten Abstand von einem Ende eines Druckbereiches des Druckmaterials gelegene Position einstellt, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt, und die Abtastbeginnposition der Druckkopf-Abtasteinrichtung (5) auf eine in einem vorgegebenen zweiten Abstand von der Druckbeginnposition gelegene Position einstellt, wenn festgestellt worden ist, dass die Druckbeginnposition außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.
Computerprogrammprodukt, das prozessorimplementierbare Instruktionen zur Programmierung einer Prozessoreinrichtung umfasst, um eine Druckvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 12 oder 13 zu veranlassen.