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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
folgende Erfindung betrifft ein Tintenstrahl-Hardcopy-Gerät und insbesondere
das Gebiet der Erzeugung von Steuerungssignalen zum Ausstoß bzw. Abfeuern
von Tintentröpfchen
aus einem durchlaufenden Tintenstrahldruckkopf und insbesondere
Verfahren und Vorrichtungen zur Kompensation von Änderungen
im Abstand zwischen dem Druckkopf und dem Medium und der Druckkopfdurchlaufgeschwindigkeit.
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2. Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
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Das
Gebiet der Tintenstrahltechnologie ist relativ weit entwickelt.
Bei kommerziellen Produkten, wie beispielsweise Computerdruckern,
Graphikplottern, Kopierern und Faxmaschinen wird die Tintenstrahltechnologie
zur Erzeugung von Hardcopies bzw. Druckkopien verwendet. Die Grundlagen
dieser Technologie sind beispielsweise in verschiedenen Artikeln
im Hewlett-Packard Journal, Editionen der Vol. 36, Nr. 5 (Mai 1985),
Vol. 39, Nr. 4 (August 1988), Vol. 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Vol.
43, Nr. 4 (August 1992), Vol. 43, Nr. 6 (Dezember 1992) und Vol.
45, Nr. 1 (Februar 1994) offenbart. Tintenstrahlvorrichtungen werden
auch von W. J. Lloyd und H. T. Taub in Output Hardcopy [sic] Devices,
Kapitel 12 (Ed. R. C. Durbeck and S. Sherr, Academic Press, San
Diego, 1988) beschrieben.
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Das
US Patent 4,524,364 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung der zeitlichen Koordination von Tintenstrahlausstößen, mit dem
bzw. der die Stiftgeschwindigkeit kompensiert wird. Die beschriebene
Schaltung berechnet eine Hauptzeit basierend auf einer Wagengeschwindigkeit für jede Pixel-Adresse
einer Abtastzeile. Die Hauptzeit wird basierend auf der mittleren
Wagengeschwindigkeit in einer Tropfenzone berechnet. Es wird davon
ausgegangen, daß in
der Nähe
der Mitte des Druckfensters eine geringe Differenz zwischen der
mittleren und momentanen Geschwindigkeit besteht. Des Weiteren wird
angenommen, daß die
Endbewegung, bei der die Differenz am größten ist, vom Druckfenster
ausgeschlossen ist.
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EP-A-0
622 220 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zeitlichen
Steuerung des Tintentropfenausstoßes, bei dem bzw. der Versätze aufgrund
der Stiftgeschwindigkeit und der Krümmung einer Walze des Druckers
korrigiert werden. Die Versätze
aufgrund der Geschwindigkeit und der Krümmung werden korrigiert, indem
zuerst Bilder aus einer einzigen Kartusche bei drei verschiedenen
Geschwindigkeiten in jeder Richtung gedruckt werden. Das so erzeugte
Muster wird abgetastet und es wird eine Phase für jeden Abschnitt bestimmt.
Die Differenz zwischen den Phasen zwischen den Abschnitten des Musters
wird berechnet und in einen Flugzeitverzögerungswert übersetzt.
Die Verzögerung
für jede
Geschwindigkeit wird dazu verwendet, eine Anpassungslinie auf der
Grundlage der kleinsten Fehlerquadrate zu bestimmen. Für eine gegebene
Geschwindigkeit erlaubt die Kenntnis der Steigung und der Konstanten
dieser Linie eine Berechnung der zur Korrektur des Versatzes erforderlichen
Verzögerung. Die
Korrektur der Krümmung
wird durch Hinzufügen einer
zusätzlichen
Verzögerung
bewirkt. Dementsprechend kann mit der Vorrichtung und dem Verfahren
dieses Dokuments lediglich eine Kompensation für eine vorbestimmte konstante
Geschwindigkeit und eine bekannte Walzenkrümmung erfolgen.
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1 zeigt
ein Tintenstrahl-Hardcopy-Gerät, wobei
es sich bei dieser beispielhaften Ausführungsform um einen Computerperipherdrucker 101 handelt.
Ein Gehäuse 103 umschließt die elektrischen und
mechanischen Betriebsmechanismen des Druckers 101. Der
Betrieb wird durch einen elektronischen Kontroller gesteuert (gewöhnlich eine
mikroprozessorgesteuerte gedruckte Schaltung, die nicht gezeigt
ist), die mit einer geeigneten Verkabelung mit einem nicht gezeigten
Computer verbunden ist. Druckmedien 105 mit geschnittenen
Blättern,
die vom Endnutzer in einen Eingangsschacht 107 geladen
werden, werden von einem geeigneten Papierwegtransportmechanismus
(nicht gezeigt) zu einer internen Druckstation zugeführt, wo
graphische Bilder oder alphanumerischer Text erzeugt werden. Ein Schlitten
bzw. Wagen 109, der auf einer Gleiteinrichtung 111 montiert
ist, überstreicht
das Druckmedium. Ein Kodierungsstreifen 1li und zugehörige (nicht
gezeigte) Vorrichtungen sind vorgesehen, um die Position des Schlitten 109 zu
jedem Zeitpunkt zu verfolgen. Die Grundlagen der Kodiererverfolgung
sind in den US Patenten 4,786,803 und 4,789,874 (Majette, et al.)(die
auf den gemeinsamen Abtretungsempfänger hiervon übertragen
sind und hierin gesamtumfänglich
durch Bezugnahme einbezogen werden) dargelegt. Eine Gruppe 115 von
Tintenstrahlstiften oder Druckpatronen 117A–177D ist
abnehmbar im Schlitten 109 für einen einfachen Zugang montiert.
In einem Hardcopygerät
des Stifttypus befinden sich getrennte, ersetzbare oder nachfüllbare Tintenreservoirs
(nicht gezeigt) in dem Gehäuse 103 und
sind auf geeignete Weise mit der Stiftgruppe 115 über Tintenleitungen
(nicht gezeigt) gekoppelt. Sobald eine gedruckte Seite vervollständigt ist,
wird das gedruckte Medium auf ein Ausgabetablett ausgeworfen.
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Ein
Tintenstrahlstift umfaßt
einen Druckkopf, der aus einer Anzahl von Spalten mit Tintendüsen besteht.
Die Düsenspalten
stoßen
Tintentröpfchen
aus, die verwendet werden, um eine Druckspalte von Punkten auf einem
in der Nähe
angeordneten Druckmedium zu erzeugen, wenn der Stift das Medium überstreicht.
Eine bestimmte Düse
des Druckkopfes wird verwendet, um eine bestimmte, vertikale Spaltenposition
auf dem Druckmedium zu adressieren, die als Bildelement oder als „Pixel" bezeichnet wird. Horizontale
Positionen auf den Druckmedien werden durch wiederholtes Ausstoßen aus
einer bestimmten Düse
adressiert, während
der Stift durchläuft.
Somit kann mit einem einzigen überstreichenden
Durchlauf des Stiftes eine Schwade von Punkten gedruckt werden.
Das Druckmedium wird schrittweise bewegt, um eine Reihe von Durchläufen zuzulassen.
Eine Punktmatrixbehandlung wird zur Bildung alphanumerischer Zeichen,
und von Graphikbildern und sogar von fotographischen Wiedergaben
aus den Tintentropfen verwendet. Im Allgemeinen wird die Durchlaufachse
des Stifts als die X-Achse bezeichnet, die Transportachse des Druckmediums
als die Y-Achse, und die Tintenstrahlausstoßrichtung als die Z-Achse bezeichnet.
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Man
beachte, daß die
Tinte beim Abfeuern einer Düse
vom Stift mit einer endlichen Geschwindigkeit ausgestoßen wird
und eine endliche Entfernung längs
der Z-Achse zwischen dem Stift und dem Druckmedium zurücklegen
muß (zur
Vereinfachung und ohne Beschränkung
des Umfangs der Erfindung wird des Wort „Papier" im nachfolgenden mit der Bedeutung
jeder Form eines Druckmediums verwendet). Da der Stift beim Durchlauf
in der X-Richtung nicht
an jeder Position angehalten wird, hat ein ausgestoßenes Tintentröpfchen auch
eine Geschwindigkeit in Richtung der X-Achse, wenn es die Entfernung zur
Papieroberfläche überquert.
Somit muß eine
gegebene Düse
zu einem endlichen Zeitpunkt abgefeuert werden, bevor die Düse vom Stift
direkt über
dem Ort positioniert wird, an dem beabsichtigt ist, den Punkt zu
drucken, um ein Zielpixel zu treffen. Jedoch wird im Stand der Technik
häufig
angenommen, daß alle
Tropfen denselben Versatz aufweisen und somit ohne eine derartige
Kompensation durch den Zeitpunkt des Tropfenausstoßes die
Gesamtdruckqualität
nicht beeinflußt
wird, obwohl das Bild als Ganzes verschoben wird. Wenn überhaupt
eine Kompensation erfolgt, wird eine mittlere, vorgeschobene Zeit
des Ausstoßsignals
durch Verwenden der erwarteten Flugzeit des Tropfens und der momentanen
Stiftgeschwindigkeit berechnet, wobei diese aus dem Aufbau einer
speziellen Implementierung eines Tintenstrahl-Hardcopy-Gerätes jeweils
bekannt sind (z. B. ist es bekannt, die maximale, zulässige Schlittengeschwindigkeit
ohne eine Verschlechterung der Druckqualität durch Verwenden der Zeit,
die die Stiftsteuerungslogikschaltung benötigt, um eine Datengruppe zum
Stift zu verschieben und auszustoßen, geteilt durch die Stiftdüsenstaffelungsentfernung
zu berechnen (die nachfolgend erläutert wird); die Flugzeit wird berechnet
durch Teilen des Abstands zwischen Düse und Papier durch die Geschwindigkeit
des Tintentropfens.
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Eine
typischer Tintenausstoßkodierer
des Stands der Technik ist in 1A gezeigt
und eine entsprechendes Zeitdiagramm in 1B. Ein
Kodierer 113 liefert zwei Ausgangszeitsignale „EncA" und „EncB", die als fundamentale
Indikatoren für
die grobe bzw. ungefähre
Position, an der sich der Schlitten 209 während der
Durchlaufs befindet, dekodiert werden 121. Die Vorderflanke
und Hinterflanke jedes Kodierersignals kann somit in Verbindung
mit einem Zähler 122 zur
Erzeugung der Schlittenposition verwendet werden, wobei die Bewegung
des Schlittens in Einheiten von beispielsweise 1/150 Zoll verfolgt wird
(dieser Wert wird hier durchgängig
als eine beispielhafte Ausführungsform
verwendet; es ist jedoch keine Beschränkung des Umfangs der Erfindung
dadurch beabsichtigt noch sollte eine solche daraus gefolgert werden).
Eine Reihe von Ausstoßzeitkorrelationsimpulsen „FTP"_COUNT wird für jedes
Positionssignal erzeugt, so daß der
FIRE-Impuls tatsächlich den
Ausstoß aus
einer Mehrzahl von Düsen
im Druckkopf triggern kann. Die Ausstoßzeitkoordinationsimpulse werden
kontinuierlich mit Hilfe eines Taktes während des normalen Druckens
erzeugt und werden je nach Bedarf gemäß der Anzahl von Düsenarrays
in einem speziellen Druckkopfaufbau verwendet. Durch die Ausstoßpositionsschaltung 123 wird
die Positionsinformation mit einem Wert für ein Düsenausstoßregister 123 zur
Erzeugung eines Düsenausstoßimpulses „FIRE", z. B. zu jeder
Periode, die eine Bewegung des Schlittens um 1/150 Zoll umfaßt, kombiniert.
Die Vorder- oder Hinterflanke wird auch in einem Period_Counter 124 verwendet,
um die Schlittengeschwindigkeit zu bestimmten. Das Teilen 125 der
Periode durch eine vorbestimmte Zahl (z. B. 100, die aus
einem Extrapolation_Division-Register (nicht gezeigt) entnommen
wird – ein
Wert, der mit der für
eine bestimmte Implementierung eines Druckkopfes gewünschte Anzahl
von Düsenausstößen pro Periode
in Beziehung steht, die FTP-COUNT-Impulse) liefert eine Extrapolation
für die
zeitliche Koordination der FTP_COUNT-Impulse. Das bedeutet, daß ein Extrapolationzwischenspeicher-126-Zähler 127 der
Messung der Schlittenperiode gemessen in Taktzyklen geteilt durch
den im Extrapolationsunterteilungsregister enthaltenen Wert verwendet.
Die FTP_COUNT-Impulse werden auch als Feinpositionsindikator für die Schlittenposition
bereitgestellt 128.
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Jedoch
hängt die
horizontale Entfernung von der tatsächlichen, vorgerückten Ausstoßposition
einer gegebenen Düse
zu dem Punkt, an dem der Tropfen tatsächlich auftrifft, von der Durchlaufgeschwindigkeit
des Stiftes ab. Bei Kenntnis der Gesamtflugzeit des Tintentropfens
und der Stiftdurchlaufgeschwindigkeit kann die Entfernung durch
Multiplizieren dieser beiden Werte berechnet werden. Falls die Durchlaufgeschwindigkeit
des Stiftes konstant ist, ist der Betrag, um den das Ausstoßsignal
jeder Pixelposition vorausgeht, eine Konstante. Wie oben erläutert wurde,
wird in diesem Fall das gesamte gedruckte Bild lediglich um einen
konstanten Betrag verschoben. Das bedeutet, daß das Bild um die Anzahl von
Punktpositionen bewegt wird, die der Überschuß-Entfernung entsprechen. Durch
eine Kompensation in der vorhergehenden Weise wird das gesamte erhaltene
Bild bei dem Versuch, lediglich diesen Fehler zu kompensieren, bewegt.
Jedoch trägt
diese Methodik nicht dazu bei, die momentane Tropfenplazierungsgenauigkeit
innerhalb jeder Durchlaufschwade zu verbessern.
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Tatsächlich ist
die Geschwindigkeit eines Stiftes, wenn er das Papier überstreicht,
nicht konstant. Auch existieren Beschleunigungs- und Verlangsamungsrampen
des Stifts an jedem Ende eines Durchlaufs, die innerhalb der beabsichtigten
Druckzone auf dem Papier liegen können. Ein Abfeuern von Düsen bei
einer sich derartig ändernden
Stiftgeschwindigkeit bewirkt, daß nachfolgende Tintentropfen
bei variierenden Abständen
gegenüber
dem beabsichtigten, gleichförmigen
Abstand auftreffen. Darüber
hinaus ist häufig
das bidirektionale Drucken der bevorzugte Druckmodus, um den Durchsatz
zu erhöhen
und die Druckqualität
zu erhöhen,
wobei Druckmodi verwendet werden, wie beispielsweise das schachbrettartige
Abtasten des Punktmatrixmusters gedruckter Pixel auf dem Papier.
Es ist ebenfalls zu beachten, daß die Pixelausrichtung durch
ein bidirektionales Abtasten von Druckpixeln mit entgegengesetzten
Ausstoßzeitpunktrichtungen
verkompliziert wird. Mit anderen Worten muß ein Kompromiß zwischen
dem Durchsatz und der Bildqualität
gefunden werden gemäß der Entscheidung,
wann unter Verwendung momentaner Ausstoßimpulszeitkorrelationslösungen Tintentropfen
auszustoßen
sind.
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Eine
weitere Lösung
besteht darin, die Überstreichungsbreite
größer zu machen
als den bedruckten Bereich, um nicht auf die Beschleunigungs- und
Verlangsamungsrampen eines Durchlaufs zu drucken, sondern nur während der
Perioden mit einer vermuteten konstanten Stiftgeschwindigkeit. Dadurch
werden sowohl Nachteile beim Durchsatz hervorgerufen, als auch das
Erfordernis einer größeren Grundfläche für den Arbeitsbereich
des Geräts.
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Darüber hinaus
besteht dann eine weiteres Problem, wenn der Abstand zwischen der
Düse und dem
Papier nicht konstant ist. Die Änderung
dieses Abstandes zwischen Düse
und Papier bewirkt, daß sich
die Tropfenpositionierung nicht gleichmäßig über die Breite des Durchlaufs ändert. Somit ändert sich
die Tropfenpositionierung über
die Seite, wodurch bewirkt wird, daß Tropfen das beabsichtigte Adreßpixelnetz
nicht korrekt treffen. Somit besteht ein Bedarf, den Ausstoßvorlauf
dynamisch zu berechnen, um Positionierfehler zu beseitigen, die
aus Änderungen
des Abstands zwischen Düse
und Papier während
eines Durchlaufs erfolgen würden.
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Eine
weitere Verkomplizierung des Ausstoßzeitpunkts kommt hinzu, wenn
eine vertikale Spalte von Düsen
im Druckkopf in „Grundelemente" genannte Gruppen,
die im Allgemeinen bei einem Ausstoß von Tinten mit unterschiedlicher
Farbe aus einem einzigen Druckkopf verwenden, unterteilt ist. Um
zu verhindern, daß alle
Düsen in
einer Spalte und einem Grundelement gleichzeitig abgefeuert werden müssen, sind
die Düsen
horizontal in der X-Achsendurchlaufrichtung
des Stiftes mit einem Betrag gestaffelt, der etwas geringer ist
als der Abstand zwischen den Druckspalten geteilt durch die Anzahl
von Düsen
pro Grundelement. Das bedeutet, daß das Ausstoßen von
einer Düse
zur nächsten
bei einem definierten Abstand, der als „Versatzabstand" (oder einfach „Versatz") bekannt ist, erfolgt,
der geringer ist als der Abstand zwischen Punkten auf dem Medium. Der
Schlitten muß sich über diesen
Versatzabstand zwischen dem Abfeuern verschiedener Düsen derselben
Spalte bewegen (z. B. die Versatzzeit wird berechnet durch Verwenden
der Zeit, die der Schlitten benötigt,
um 1/150 Zoll zu überqueren
und durch Teilen dieser Zeit durch die Anzahl von Versatzabständen in
diesen 1/150 Zoll). Auf diese Weise können die Düsen jedes Grundelements sequentiell
ausstoßen,
um eine vertikale Spalte von Punkten auf dem Papier zu erzeugen.
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Um
diese Probleme zu lösen,
besteht der Bedarf an einer dynamischen Änderung der Tintentropfenausstoßzeit in
Abhängigkeit
von der Stiftgeschwindigkeit. Man beachte, daß bei dieser Kompensation der
Flugzeit angenommen wird, daß der
Abstand zwischen Stift und Papier konstant ist und bei der Durchführung der
Stiftgeschwindigkeitskompensation ein statischer Flugzeitwert verwendet
werden kann, während
gleichzeitig die Änderung
dieses Abstandes bewirkt, daß sich
die Tropfenpositionierung über
die Breite des Papiers ändert,
da die Stiftge schwindigkeitskompensation statisch durchgeführt wird,
wenn eine dynamische Flugzeit benötigt würde. Somit besteht der Bedarf
an einer Kompensation beider Faktoren, um Tintentröpfchen präzise auf
den beabsichtigen Zielpixeln abzulagern.
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Abriß der Erfindung
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Gemäß grundlegender
Gesichtspunkte wird erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Zeit-Steuerung der Abfeuerung
von Tintentropfen für
einen Tintenstrahl-Hardcopy-Mechanismus zum Erzeugen eines Punktmatrixausdrucks
auf Druckmedien bereitgestellt, wobei der Hardcopy-Mechanismus einen Tintenstrahl-Stift,
einen Wagen, um den Stift über Druckmedien
entlang einer linearen Achse laufen zu lassen, umfasst. Die Vorrichtung
umfasst: einen Mechanismus zum Erzeugen periodischer Wagenpositionssignale,
während
der Wagen den Stift über
die Druckmedien entlang einer linearen Achse laufen läßt, einen
Mechanismus zum Erzeugen von Tintentropfen-Abfeuerungstimingsignalen
basierend auf den periodischen Wagenpositionssignalen, eine Flugkompensationsvorrichtung
zum Extrapolieren eines Wertes, der den Fehler der zu erwartenden
Flugzeit des Tintentropfens vom Stift zum Druckmedium wiedergibt
und zum Vorverlagern der Tintentropfen-Abfeuerungstimingsignale,
um den Fehler der erwarteten Flugzeit des Tintentropfens so zu kompensieren,
daß die
Flugzeit des Tintentropfens bezüglich Geschwindigkeitsänderungen
des Wagens kompensiert ist, wenn der Wagen die lineare Achse überquert,
wobei Durchlaufpositionsunterbrechungssignale durch Vergleichen
der Position des Wagens mit einer nächsten vorbestimmten Unterbrechungsposition
erzeugt werden.
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Gemäß einem
weiteren grundlegenden Gesichtspunkt wird erfindungsgemäß eine Einrichtung zur
Zeit-Steuerung der Abfeuerung von Tintentropfen für einen
Tintenstrahl-Hardcopy-Mechanismus
zum Erzeugen eines Punktmatrixausdrucks auf Druckmedien bereitgestellt,
wobei der Hardcopy-Mechanismus einen Tintenstrahl-Stift, einen Wagen,
um den Stift über
Druckmedien entlang einer linearen Achse laufen zu lassen und einen
Mechanismus zum Erzeugen periodischer Wagenpositionssignale, umfasst, die
periodische vorbestimmte Durchlaufposition des Stiftes entlang der
Achse wiedergeben, während
der Wagen den Stift über
die Druckmedien entlang der linearen Achse laufen läßt. Die
Zeit-Steuerungseinrichtung umfasst:
einen Papierform-Kompensationsmechanismus
zum Erzeugen eines Wertes, der die zu erwartende Flugzeit für jede der
periodischen, vorbestimmten Stift-Durchlaufpositionen entlang der
Achse wiedergibt, die ausgehend von einem vorbestimmten Papierformprofil
berechnet sind;
und einen Mechanismus zum Einstellen des Tintentropfen-Abfeuerungstimings
basierend auf dem Wert, der die zu erwartende Flugzeit wiedergibt,
so daß Tintentropfen
aus dem Stift ausgestoßen
werden, bevor der Wagen den Stift an einer zum Abfeuern vorgesehenen
Position positioniert, basierend auf Signalen, welche die periodischen,
vorbestimmten Stift-Durchlaufpositionen
entlang der Achse wiedergeben.
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Gemäß einem
weiteren grundlegenden Gesichtspunkt wird erfindungsgemäß ein Verfahren
zur Zeit-Steuerung der Abfeuerung von Tintentropfen für einen
Tintenstrahl-Hardcopy-Mechanismus
zum Erzeugen eines Punktmatrixausdrucks auf Zielpixeln eines Druckmediums
bereitgestellt, wobei der Hardcopy-Mechanismus einen Tintenstrahl-Stift
mit einem Druckkopf mit mehreren Tintentropfenabfeuerungsdüsen, die
als eine gestaffelte vertikale Spalte Array-artig angeordnet sind,
einen Wagen, um den Stift über
Druckmedien entlang einer linearen horizontalen Achse laufen zu
lassen, und einen Mechanismus zum Erzeugen periodischer Wagenpositionssignale umfaßt, die
periodische vorbestimmte Durchlaufpositionen des Stifts entlang
der Achse wiedergeben, während
der Wagen den Stift über
die Druckmedien entlang einer linearen Achse laufen läßt. Das
Verfahren umfasst die Schritte:
Erzeugen eines Signals, das
die ungefähre
Position des Wagens während
des Durchlaufens angibt;
Ableiten eines periodischen Tintentropfens-Abfeuerungs-Timingssignals
ausgehend von dem Indikator der ungefähren Position,
Extrapolieren
eines Signals, welches die Feinposition des Wagens während des
Durchlaufens ausgehend von dem Signal angibt, das die ungefähre Position angibt,
wobei die Feinposition eine vorbestimmte Subdivision der ungefähren Position
durch eine Zahl ist, die der Mehrzahl von Tintentropfen-Abfeuerungsdüsen entspricht;
Bereitstellen
eines Signals, das die erwartete Flugzeit eines Tropfens vom Druckkopf
zum Druckmedium angibt;
Ableiten eines Flugzeitfehlersignals
ausgehend von dem Signal, das die Feinposition angibt und dem Signal,
das die erwartete Flugzeit angibt und
Vorschieben bzw. Vorverlagern
des periodischen Tintentropfen-Abfeuerungstimingsignals ausgehend von
dem Flugzeitfehlersignal, so daß Tintentropfen abgefeuert
werden, bevor sich der Wagen über
einem Zielpixel positioniert ist.
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Der
Schritt eines Vorsehens eines Signals, welches die zu erwartende
Flugzeit eines Tropfens vom Druckkopf zum Druckmedium angibt, umfasst die
Schritte:
Programmieren eines Papierprofilwertes für jede Feinposition;
und
Erhöhen
der zu erwartenden Flugzeit, wenn der Profilwert einen an einer
Feinposition entlang der Achse zunehmenden Abstand zwischen Stift
und Papier angibt und Verringern der zu erwartenden Flugzeit, wenn
der Profilwert einen sich an einer Feinposition entlang der Achse
abnehmenden Abstand zwischen Stift und Papier angibt.
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Gemäß noch einem
weiteren Gesichtspunkt wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Kompensation
einer Tintenstrahlpapierform bereitgestellt zum Erzeugen eines Wertes,
der die erwartete Flugzeit für jede
der periodischen vorbestimmten Stift-Durchlaufpositionen entlang
der Achse angibt. Die Vorrichtung zur Kompensation der Papierform
umfaßt:
einen wiederaufladbaren Rückwärtszählmechanismus
zum Zählen
an jeder der periodischen vorbestimmten Stift-Durchlaufpositionen
entlang der Achse, und mit dem Zählmechanismus
verbunden, einen Mechanismus zum Ändern des den die erwartete
Flugzeit wiedergebenden Wertes, so daß der die erwartete Flugzeit
wiedergebende Wert erhöht
wird, wenn der Abstand zwischen Stift und Papier zunimmt, und verringert
wird, wenn der Abstand zwischen Stift und Papier abnimmt, an jeder
der periodischen vorbestimmten Stiftdurchlaufpositionen entlang
der Achse.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß damit die Genauigkeit der
Positionierung der Tintentropfen während eines Durchlaufs über ein
Druckmedium durch Kompensieren der Änderung der Flugzeit der Tintentropfen
bei Geschwindigkeitsfluktuationen und bei Geschwindigkeitsrampen
des Wagens verbessert wird.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie eine Implementierung
von Änderungen
der Flugzeit von Tintentropfen in einer einfachen, einstellbaren
Inkrementier/Dekrementier-Schaltung
zuläßt.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie eine Kompensation der Änderung
der Flugzeit von Tintentropfen bei Änderungen des Abstandes zwischen
Druckkopf und Papier während
eines Durchlaufs über
ein Druckmedium bietet.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie eine
Kompensation der Änderung der
Entfernung zwischen Druckkopf und Papier und der Änderung
der Abtastgeschwindigkeit für
ein bidirektionales Tintenstrahldrucken bietet.
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Es
ist noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß Geschwindigkeitsrampen
während
der Beschleunigung und der Verlangsamung des Wagens automatisch
kompensiert werden, wodurch eine breitere Druckzone als bei Druckmoden mit
konstanter Geschwindigkeit ermöglicht
wird.
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Es
ist noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß ein präzises Drucken
während Geschwindigkeitsrampen
eine engere Bahn des Wagens ermöglicht
und eine kleinere Arbeitsbereichsfläche für eine Hardcopy-Vorrichtung
zuläßt.
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Weitere
Gegenstände,
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der Betrachtung der folgenden Erläuterung und den begleitenden
Zeichnungen, bei welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale
in den Zeichnungen wiedergeben.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 (Stand
der Technik) ist eine perspektivische Ansicht, die eine Tintenstrahl-Hardcopy-Vorrichtung wiedergibt.
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1a (Stand
der Technik) ist ein Schaltungsblockdiagramm eines Kodierers zum
Abfeuern von Tintentropfen.
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1b (Stand
der Technik) ist ein Zeitkoordinationsdiagramm für 1a.
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2 ist
ein Schaltungsblockdiagramm für eine
x-Achsengeschwindigkeitskompensation für einen Tintenstrahlwagen gemäß der Erfindung.
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3 ist
ein Zeitkoordinationswellenformdiagramm für die in 2 gezeigte
Schaltung.
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4 ist
ein Schaltungsblockdiagramm für eine
z-Achsenkompensation der Änderung
des Abstandes zwischen Druckkopf und Papier gemäß der vorliegenden Erfindung,
die eine Eingabe in die Schaltung aus 2 liefert.
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5 ist ein Ablaufdiagramm für das in 4 gezeigte
Schaltungsblockdiagramm.
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6 ist
eine schematische Darstellung eines Korrekturverfahrens für die Papierform
mit einer diskreten linearen Näherung,
wie es bei der z-Achsenkompensation aus den 4 und 5 verwendet wird.
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7 ist
ein Zeitkoordinationswellenformdiagramm, in dem nicht kompensierte
und kompensierte Abfeuerungszeitkoordinationsimpulse für eine Durchlaufgeschwindigkeit
des Druckkopfes von 105 Zoll pro Sekunde („ips") gemäß der vorliegenden Erfindung,
wie in 2 gezeigt ist, verglichen sind.
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8 ist
ein Zeitkoordinationswellenformdiagramm, in dem nicht kompensierte
und kompensierte Abfeuerungszeitkoordinationspulse für eine Durchlaufgeschwindigkeit
des Druckkopfes von 60 ips gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie in 2 gezeigt ist, verglichen sind.
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Es
ist zu beachten, daß die
Zeichnungen, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, nicht
maßstabsgetreu
gezeichnet sind, sofern dies nicht speziell angegeben ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Im
Folgenden wird auf eine spezielle Ausführungsform der Erfindung Bezug
genommen, welche die beste momentan von den Erfindern zur Praktizierung
der Erfindung in Betracht gezogene Art veranschaulicht. Alternative
Ausführungsformen
werden ebenfalls kurz erörtert,
wo dies geeignet ist. Die hier angegebenen Unterüberschriften dienen dem Leser und
es wird damit weder eine Beschränkung
des Umfangs der Erfindung beabsichtigt noch sollte eine solche daraus
abgeleitet werden.
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Allgemeine
Funktionsweise
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden kombinatorische und sequentielle
Logiken verwendet, wie in 2 gezeigt
ist, die im Folgenden allgemein als Geschwindigkeitskompensator 200 bezeichnet werden,
um die zeitliche Koordination von Abfeuerungsimpulsen zur Kompensation
der Änderung
der X-Achsengeschwindigkeit in einer Düsenabfeuerungzeitkoordinationsschaltung
zu kompensieren. Ein begleitendes Zeitkoordinationswellenformdiaramm
ist in 3 angegeben, in welchem:
EncA ein erster
Kodiererausgang ist;
EncB ein zweiter Kodiererausgang ist;
Position
ein Zählerausgang
basierend auf EncB/EncA ist;
Edge (Flanke) der Puls ist, der
aus einem Dekodieren von EncB mit EncA im selben Zustand erzeugt
wird;
ExtPos die extrapolierte Impulsfolge ist, die aus EncA und
EncB abgeleitet ist;
FTP die Abfeuerungszeitkoordinationspulsfolge
ist; und
ColumnSync der extrapolierte Abfeuerungspuls ist, der
einen abgeleiteten Flugzeitfehler umfasst.
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Mit
weiterer Bezugnahme auf 1 wird der Kodiererstreifen 113 verwendet,
um eine Reihe von Impulsen, EncA und EncB, zu erzeugen, wenn sich der
Wagen 109 entlang der X-Achse vor und zurückbewegt.
Normalerweise wird im Stand der Technik, wie dies beispielsweise
von Majette et al. im US-Patent 4,789,874 gelehrt ist, das Kodierersignal
dazu verwendet, Düsenabfeuerungssignale
zur erzeugen, die auftreten, wenn der Wagen 109 eine gewünschte Position
erreicht hat. Bei der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung einer FLIGHT_TIME_REGISTER-203-Kompensation
die Erzeugung von Abfeuerungssignalen zu einem programmierbaren
Zeitpunkt, bevor der Wagen 109 die Zielposition erreicht,
um die Zeit, die ein abgefeuerter Tintentropfen benötigt, um
das Druckmedium zu erreichen und die X-Achsengeschwindigkeit zu
kompensieren, die einem abgefeuerten Tintentropfen durch den Wagen 109 verliehen
wird. Eine geeignete Analogie wäre
der Abwurf einer frei fallenden Bombe, bevor sich das Flugzeug tatsächlich direkt über dem Ziel
befindet. Während
eine EXPECTED_FLIGHT_TIME („EFT" im Folgenden) gemessen
in Systemtaktzyklen als das Eingangssignal verwendet werden könnte, um Änderungen
der Papierform zu kompensieren, ist der Eingang dynamisch in einem
Papierformkompensator 400, wie in 4 gezeigt
ist, mit der in 5 gezeigten Betriebsmethodik
abgeleitet.
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Papierformkompensation
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Eine
stückweise
lineare Approximation an die tatsächliche Papierform wird erzeugt,
wie schematisch in 6 gezeigt ist, wobei die Ansicht
in den Drucker entlang der Y-Achse gerichtet ist. Der Papierformkompensator 400 ist
unter Verwendung der minimalen Zeiteinheit realisiert, die verwendet
wird, um die Flugzeit des Tintentropfens zu beschreiben. Im Allgemeinen
kann eine Änderung
der Flugzeit als ein einfacher programmierbarer Inkrementie rer/Dekrementierer
implementiert werden. Die Schaltung, die bestimmt, ob die Flugzeit
aktualisiert wird, wird unter Verwendung eines einfachen neuladbaren Rückwärtszählers implementiert,
der bei jedem Entscheidungsintervall rückwärts zählt, d. h. bei dieser beispielhaften
Ausführungsform
die Zeit, die der Wagen benötigt,
um sich um 1/150 Zoll zu bewegen. Wenn der Zähler rückwärts auf Null zurückzählt, wird die
Flugzeit entweder erhöht
oder erniedrigt und der Zähler
wird mit dem programmierbaren Wert neu geladen. Der programmierbare
Wert mit der Rate korreliert ist, mit der sich der Abstand zwischen
dem Stift und dem Papier ändert.
Die Flugzeit wird erhöht, wenn
der Abstand zunimmt und wird verringert, wenn der Abstand abnimmt.
Das Profil wird als eine stückweise
lineare Approximation der tatsächlichen
Kontur eines Mediumblattes auf der Walze der Druckstation der Hardcopy-Vorrichtung erzeugt.
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Vor
dem Beginn eines Durchlaufs des Wagens werden alle Register des
Papierformkompensators 400 initialisiert, Schritt 501, 5. Die Papierform, d. h. die Neigung des
Abschnitts der linearen Näherung
und das Vorzeichen, Parameter werden dann bei Carriage_Position_Interrupts, „ExtPos" aktualisiert, d.
h. immer wenn der Wagen eine vorprogrammierte 1/150 Zoll-Position
entlang der X-Achse passiert. Eine Firmware wählt die 1/150 Zoll-Position des
ExtPos-Interrupts durch Schreiben der Position in ein Interrupt-Position-Register 230.
Ein Komparator 231 erzeugt einen Interrupt (bzw. Unterbrechung), wenn
diese Position erreicht wird, Scanning_Position_Interrupt. In 3 entspricht
ExtPos der Position, die sich bei jeder Flanke ändert, d. h. jedem 1/150 Zoll.
Somit ändert
sich ExtPos bei jedem FTP_Count. Jede Anzahl linearer Abschnitte kann
verwendet werden. Vier Parameter werden in entsprechenden Registern
gehalten: Freq_Reg 401, Mult_Reg 402, Slope_Reg 403 und
Flight_Time_Reg 203 (vorzugsweise werden die ersten drei
Register 401, 402, 403 tatsächlich in
einem einzigen Register kodiert, um die Systemverzögerung zu
minimieren), 4. Wenn die ersten drei Register 401, 402, 403 zum
ersten Mal eingestellt werden, wird der Expected_Flight_Time-Wert
für den
Beginn der Druckzone im Flight_Time_Reg 203 eingestellt.
Somit wird die Entscheidung, Änderungen
durchzuführen,
getroffen und werden die tatsächlichen Änderungen
durchgeführt,
wenn der Wagen 209 jeweils eine 1/150-Zoll-Position während eines
Durchlaufs der X-Achse passiert hat, nachdem der Eintritt in die Druckzone
erfolgt ist.
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Das
Freg_Reg 401 bestimmt, wie oft das Flight_Time_Register 203 aktualisiert
wird, sobald der Eintritt in die Druckzone erfolgt ist, Schritt 503. Wenn
der Wagen 209 einen der Ränder der Druckzone überquert
hat, wird ein Frequenz-Dekrementierer, Freq_Dec 405, mit
dem Inhalt des Freq_Reg 401 geladen, Schritt 505.
In der Druckzone, Schritte 507, wird der Wert alle 1/150
Zoll verringert, bis er Null erreicht, wodurch die nächste Stufe
getriggert wird. Man beachte, daß wenn Freg_Dec 405 Null
erreicht, ebenfalls bewirkt wird, daß er selbst mit dem Wert aus
dem Freq_Reg 405 neu geladen wird, um die Zeitkoordination
für die
nächste
Aktualisierung zu beginnen, Schritt 509.
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Die
Mult_Reg 402-Stufe bestimmt, um wieviel der Flugzeitparameter
im Flight_Time_Reg 203 zu ändern ist. Bei einer Triggerung
durch die vorangehende Freq_Reg 401 Logikstufe, wird der
Wert von Mult_Reg 402 in einen Dekrementierer, Mult_Dec, 407 geladen,
Schritt 511. Der Mult_Dec 407 zählt rückwärts auf
Null und bleibt dort bis zum nächsten
Trigger vom Freq_Dec 405, Schritt 513. Für jeden
Zählwert
des Mult_Dec 407 (Schritt 513-kein Weg), der nicht
Null ist, wird der Wert des Flight_Time_Reg 203 um einen
Zählwert
von 1 geändert,
Schritte 515. Die Bestimmung von Plus oder Minus zur Erhöhung oder
Erniedrigung des Flight_Time_Reg 203 wird durch den Wert
geliefert, der im Slope_Reg 403 programmiert ist. Das Slope_Reg 403 liefert
einen Wert basierend auf einer Messung der Entfernung zwischen einem
Sensor und dem Papier. Die im Freg_Reg 401, Mult_Reg 402 und
dem Slope_Reg 403 programmierten Werte basieren auf Mechanismenmessungen
der abgetasteten Entfernung. [Eine Vielzahl von Vorrichtungen und
Techniken zur Entfernungsmessung sind im Stand der Technik bekannt.
Die US-Patente 5,262,797 und 5,289,208, 5,141,453 und 5,448,269 umfassen
beispielhafte Verfahren und Vorrichtungen, die auf den gemeinsamten
Abtretungsempfänger
der vorliegenden Erfindung übertragen
wurden und hierin durch Bezugnahme einbezogen werden. Bei der vorliegenden
besten Art wird ein tatsächliches
Papierformprofil unter Verwendung von Testmustern entlang der X-Achse,
wie in den unmittelbar oben stehenden Patenten erzeugt. Diese Profilierung
kann während
des Testens des Produkts bei der Herstellung oder in einer programmierbaren
Implementierung durch Versehen jedes Hardcopy-Gerätes mit
einer Fähigkeit
für einen
Testmodus erreicht werden, wobei der Endnutzer ein Profil für das zu
verwendende spezielle Druckmedium (z. B. flaches Papier, Papier
mit fotografischer Qualität,
Folien und dergleichen) vor einem tatsächlichen Druckauftrag erzeugen
kann. Bei einer komplexeren Implementierung kann eine Echtzeitabtastung
der Entfernung zwischen Stift und Papier während eines Durchlaufs verwendet
werden. Derartige Techniken sind im Stand der Technik bekannt und
liegen im Umfang des Papierformkompensationsverfahrens und -vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Für
den Fachmann ist erkennbar, daß eine
weitere Beschreibung derartiger Systeme für ein Verständnis des Verfahrens und der
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht wesentlich ist.]
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Die
Anzahl und die Position der Interrupts der Wagenposition wird durch
die Firmwareprogrammierung, die für eine spezielle Implementierung
verwendet wird, bestimmt. In einem richtig entworfenen System treten
diese Interrupts immer dort auf, wo eine Änderung der linearen Näherung der
Papierform erfolgt. Somit werden gemäß dem vorangehenden Prozeß kontinuierlich
Schleifen durchlaufen, bis der Austritt aus der Druckzone erfolgt,
wobei zu diesem Zeitpunkt der Aktualisierungsprozeß angehalten
wird und die Parameter für
den nächsten
Durchlauf entlang der X-Achse durch die Firmware initialisiert werden
können,
wie allgemein mit den Schritten 517 gezeigt ist. Das Flight_Time_Register 203 wird
potentiell bei jeder Position des Wagens (3) aktualisiert und
ermöglicht
zusätzlich
einen Carriage_Position_Interrupt, so daß dieser wahrgenommen werden
kann, wenn die Freq_Reg 401, Mult_Reg 402 und
Slope_Reg 403 Parameter aktualisiert werden können, um
den nächsten
Abschnitt der Papierform anzunähern.
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Man
beachte, daß das
beschriebene System alternativ so entworfen werden kann, daß es ohne
einen Eingriff der Firmware läuft,
wobei dies jedoch einen Stapel von Interrupt Positions- und Papierformregistern
fordern würde,
mit einer Stapelhöhe,
die gleich der gewünschten
Anzahl linearer Näherungsabschnitte
ist. Dies würde
mehr Hardware erfordern und wäre
weniger flexibel.
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Kompensation
der Wagengeschwindigkeit
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Im
Allgemeinen wird die Geschwindigkeit des Stiftes bei der Abtastung
wie beim Stand der Technik, wie beispielsweise in 1a gezeigt
ist, durch Zählen
von Taktimpulsen zwischen Kodiererflanken gemessen. Der gewünschte Abstand
der ausgegebenen Tintentropfen ist basierend auf der Auflösung der
Druckers bekannt (z. B. 300 DPI, 600 DPI, 750 DPI etc.). Konzeptionell
wird die Zeitkoordination des Abfeuerns von Tintentropfen durch
Unterteilen des Tropfenabstandes durch die gemessene Stiftgeschwindigkeit
berechnet: t_Tropfen = DPI + vStift (Gleichung 1).
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In
der Praxis wird der bekannte Kodiererabstand durch den bekannten
Tropfenabstand geteilt, was zum selben Ergebnis führt: EEPD = Kodiererflankensignale/Zoll
+ DPI (Gleichung 2).
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Der
Kehrwert ergibt die Anzahl der Tropfenabstände zwischen Kodiererflanken. 1/EEPD = Tropfen/Kodiererflankensignale
= DPEE (Gleichung 3).
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Die
gemessene Zeit zwischen Kodiererflanken tKF wird
durch diesen Wert geteilt, was die Zeit zwischen den Positionen
der Tropfen ergibt. tTropfen = tFK + DPEE (Gleichung 4).
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Somit
wird dieser Wert dazu verwendet, um Tropfenpositionen auszuzählen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden die Berechnungen des Stands der
Technik vorteilhaft durch Teilen der Flugzeit tFlug des
Tropfens durch die berechnete Zeit zwischen Positionen der Tropfen
tTropfen genutzt. Der erhaltende Wert gibt
die Zahl der Tropfenkoordinationszeitpunkte an, an welchen die momentanen
Tropfenabfeuerungspositionen zurückgesetzt
werden sollten (backed up), so daß die Tropfen und die Papieroberfläche an einer
gewünschten Kodiererposition
erreichen und nicht über
die Position hinausschießen: N tTropfen =
tFlug + tTropfen (Gleichung 5).
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Der
Wert kam auch als ein Geschwindigkeitskompensationswert betrachtet
werden, da die Wirkung darin besteht, die Abfeuerung der Tropfen um
die erwartete Flugzeit vorzuschieben.
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Da
die Düsen
des Druckkopfes des Stifts tatsächlich
versetzt sind, wird die Kompensation der Abfeuerungszeitkoordinationsgeschwindigkeit
unter Verwendung der Versatzdistanz berechnet. Bei Druckköpfen des
Stands der Technik liegen typischerweise 20 Versatzschritte zwischen
gedruckten Ausgabespalten. Mit dem Korrekturwert für die berechnete
Flugzeit kann die Position eines Tropfens innerhalb eines wesentlichen
Bruchteils der Breite eines Punktes korrigiert werden. Bruchwerte
der Berechnung können
somit ohne Auswirkung auf die Druckqualität vernachlässigt werden.
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Zurückkehrend
zu 2 ist das Flight_Time_Reg 203 gezeigt
und empfängt
wiederum ein Expectet_Flight_Time Signal am Beginn jeder Periode,
wobei sich bei dieser beispielhaften Ausführungsform der Wagen 209 jedes
Mal um 1/150 Zoll bewegt hat. Dieser Eingabewert wird dann verwendet,
um einen Flight_Time_Error zu extrapolieren und vorzubestimmen,
der zur Anzahl der FTP_COUNT Pulse äquivalent ist, um die sich
ein abgefeuerter Tropfen entlang der Durchlaufachse von dem Zeitpunkt,
zu dem er abgefeuert wird, bis er auf das Papier trifft, bewegt.
Somit ist dies auch die Vorlaufzeit des Abfeuerns, die erforderlich
ist, um Fluktuationen der Entfernung zwischen Stift und Papier sowie
der tatsächlichen
Geschwindigkeit des Wagens zu kompensieren.
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Unter
Bezugnahme auf 2 werden wie beim Stand der
Technik (vergleiche 1a) die Kodierersignale EncA
und EncB in einen Dekoder 201 eingegeben. Ein Positionszähler 205 verfolgt
die Position in der X-Achse und der Flankenimpuls wird wieder bei
einem Periodenzähler 207,
Extrapolationsdividierer, „EXTRAP_DIV" 209, Zwischenspeicher 211, Zähler 2l3 und
Register 215 verwendet, um die tatsächliche Geschwindigkeit des
Wagens und einen Extrapolated_Position „ExtPos" -Pulsstrom abzuleiten. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
wird die Geschwindigkeit des Wagens somit durch Messen der Anzahl
der Taktzyklen zwischen jeder Kodiererflanke bestimmt. Vier getrennte
Zähler
werden verwendet, wobei jeweils einer einer Kodiererflanke zugeordnet
ist (EncA-Anstieg, EncA-Abfall, EncB-Anstieg, EncB-Abfall). Wenn die
Flanke auftritt wird der Zähler
auf einen Startwert von 0001 zurückgesetzt und
der vorherige Wert wird gespeichert. Der Zähler zählt aufwärts bis zum nächsten Auftreten
dieser Flanke, wobei sein Zählwert
dann gespeichert wird. Die Ausgänge
aller vier Periodenzähler
werden addiert, um einen kontinuierlichen laufenden Mittelwert zu
bilden und der Mittelwert wird im Periodenzähler 207 bei jedem
zeitlichen Ereignis gespeichert. Die EncA und EncB „Flanken"-Sequenz gibt auch
an, ob das momentane Drucken von links nach rechts oder von rechts
nach links erfolgt.
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Im
Stand der Technik wird ExtPos einfach direkt als die momentane Position
verwendet, um zu bestimmen, wann eine gestaffelte Gruppe von Düsen in Übereinstimmung
mit den FTP-Impulsen
beginnt auszustoßen.
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird er weiter extrapoliert und korrigiert
durch den Flight_Time_Fehler, um ein vorgezogenes Aus stoßen zu liefern.
Mit anderen Worten werden beim Stand der Technik durch die Bewegung
des Wagens Abfeuerungssignale erzeugt, die auftreten, wenn der Wagen
eine angegebene Position erreicht hat. Der Wert des Flight_Time_Registers 203 und seine
Teilung 217 durch eine berechnete „STAGGER_TIME", wobei der Versatz
für die
spezielle Implementierung des Druckkopfes bekannt ist, erzeugt den
Flight_Time_Error, der zwischengespeichert wird 219 und
beim Erhöhen 221 des
Fire Position Zählers 223 verwendet
wird, so daß der
Ausgang desselben ein Signal „ColumnSync" liefert, das in Verbindung
mit den Fire Time Pulsen zu einer programmierbaren Zeit verwendet
wird, bevor der Wagen die angegebene Position erreicht. Im Wesentlichen
ist der Flight_Time_Error-Wert die Anzahl der Düsenadressierungszeiten während der
sich der Tintentropfen entlang der X-Achse von einem tatsächlichen
Moment eines Abfeuerns bis zum dem Zeitpunkt, zu dem er das benachbarte
Druckmedium trifft, bewegt. Somit ist der Flight_Time_Error auch ein
Geschwindigkeitskompensationswert, da Kodiererflanken-Impulse im
Wesentlichen unmittelbar während
jedes Abtastdurchlaufs extrapoliert werden, ungeachtet von Geschwindigkeitsfluktuationen
und Beschleunigungs-/Verlangsamungszonen
des Wagens auf jeder Seite der Druckzone.
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Für den Fachmann
ist erkennbar, daß der
in das Flight_Time_Register 203 geschriebene Expected_Flight_Time
Eingabewert eine mittlere Flugzeit des Tropfens gemessen in Systemtakten
ist und nicht gemäß der Schaltung
und dem Verfahren, die in den 4 bis 6 offenbart
sind, berechnet wird. Somit kann bei einem Drucker 101,
der im Wesentlichen garantiert, daß das Druckmedium tatsächlich flach
ist, die Kompensationslogik für
die Papierform zur Begünstigung
einer einfacher vorbestimmten, vorprogrammierten Flugzeitkonstanten
umgangen werden.
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Für ein bidirektionales
Drucken wird der Flight_Time_Error-Wert zum Register für die Abfeuerungsposition
addiert, wenn der Wagen in einer ersten Richtung druckt, z. B. von
links nach rechts beim Durchlauf der ersten Schwade, und wird vom
Register für
die Abfeuerungsposition subtrahiert, wenn der Wagen in einer zweiten
Richtung druckt, z. B. beim Durchlauf von rechts nach links.
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Man
beachte auch, daß,
da es sich um ein dynamisches System handelt, die Kompensation während der
Geschwindigkeitsbeschleunigungs- und Verlangsamungsrampen an jedem
Ende der Druckzone automatisch angepaßt wird.
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Bei
den 7 und 8 handelt es sich um beispielhafte
Ausdrucke, die den Effekt des Gebrauchs der Flight_Time_Error-Kompensation
zeigen. 7 entspricht einer Druckgeschwindigkeit von
107-ips und 8 einer Druckgeschwindigkeit von
60-ips. In beiden Ausdrucken zeigt ColumnSyncK, wo der Abfeuerungspuls
des Druckkopfes ohne Kompensation auftritt, ColumnSyncCMY, wo der
Drucker mit einer vorbestimmten Kompensation von 50 Mikrosekunden
basierend auf dem programmierten Wert im Flight_Time_Register 203 abfeuert.
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Beim
oben erläuterten
System wird die Zeit kompensiert, die jeder abgefeuerte Tropfen
benötigt, um
das Papier zu erreichen, wobei eine Kompensation für Änderungen
bei der Entfernung zwischen Stift und Papier und Änderungen
der Geschwindigkeit des Wagens erfolgt. Da der Flugzeitkompensator
die momentane Position des Wagens verwendet, z. B. 1/150 Zoll, und
diese mit der extrapolierten Position zwischen dem 1/150tel der
Position von 00 bis EXTRAP_DIV minus 1 kombiniert (siehe 3,
wo EXTRAP_DIV = 99), hat die abgeschätzte momentane Position des
Wagens eine Genauigkeit von einer Adressierungszeit des Stiftes
oder eines Versatzes. Der Tintentropfen trifft somit das beabsichtigte
Zielpixel ohne einen wesentlichen Versatz.
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Die
vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wurde zum Zweck der Darstellung und Beschreibung angegeben.
Es ist nicht beabsichtigt, daß sie
abschließend
ist oder daß die
Erfindung auf die präzise offenbarte
Form oder auf offenbarte beispielhafte Ausführungsformen beschränkt ist.
Offensichtlich sind viele Modifizierungen und Änderungen für Fachleute ersichtlich. Ähnlich könnte jeder
der beschriebenen Prozeßschritte
mit anderen Schritten ausgetauscht werden, um das selbe Ergebnis
zu erreichen. Die Ausführungsform
wurde gewählt
und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und den besten Modus
ihrer praktischen Anwendung zu erläutern, wodurch anderen Fachleuten
ein Verständnis
der Erfindung für
zahlreiche Ausführungsformen
und zahlreichen Modifizierungen ermöglicht ist, die sich für den speziellen
Gebrauch oder eine in Erwägung
gezogene Implementierung eignen. Es ist beabsichtigt, daß der Umfang
der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und
ihre Äquivalente
definiert ist.