EP0921008A1 - Verfahren zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf - Google Patents

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EP0921008A1
EP0921008A1 EP98121717A EP98121717A EP0921008A1 EP 0921008 A1 EP0921008 A1 EP 0921008A1 EP 98121717 A EP98121717 A EP 98121717A EP 98121717 A EP98121717 A EP 98121717A EP 0921008 A1 EP0921008 A1 EP 0921008A1
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EP
European Patent Office
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print head
ink
print
module
ink print
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EP98121717A
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Uwe Böhm
Stephan Günther
Wolfgang Dr. Thiel
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Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/001—Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface
    • B41J25/003—Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface for changing the angle between a print element array axis and the printing line, e.g. for dot density changes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/14—Mounting head into the printer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/17—Readable information on the head

Definitions

  • the invention relates to a method for tolerance compensation in a Ink printhead, especially for one of several modules the "non-interlaced" principle composite ink printhead.
  • Such ink printheads are used both in office printers and in small, fast printers - as are required for franking machines and product labeling devices - and generally have a larger number of nozzles.
  • One component that has a particularly large influence on the reliability of a printer is the ink print head. If the ink print head is composed of several components, the precise arrangement of the same with each other and with each other as well as the ink print head itself has a decisive influence on its safe function.
  • FIG. 1 shows an error-free nozzle field with the associated line print.
  • the nozzles of a nozzle row of a module are arranged equidistantly in a line.
  • Nozzles of the same atomic number, for example the nozzles 111, 121, 131 of the modules 11, 12, 13 are also arranged equidistantly in a row which is orthogonal to the direction of transport of the recording medium 6.
  • the direction of transport is indicated by the arrow.
  • the record carrier 6 is a strip, as is usually used for bulky postal items.
  • the distance ⁇ d of the nozzle with the highest atomic number, for example nozzle 117 of the module 11, to the nozzle with the lowest atomic number, for example nozzle 121, of the next module 12 in the direction orthogonal to the transport direction of the recording medium 6 is set so that it is the same Distance between adjacent nozzles of a row of nozzles in the direction mentioned. ⁇ d is the ideal or standard distance, so to speak.
  • nozzles of the same atomic number are actuated at the same time. It starts with the nozzles of the highest atomic number, 117, 127, 137.
  • the causes of these errors can on the one hand in production-related deviations in the length of the individual module - see module 12 - as well as in stress-related bending of the same - see module 11 - and on the other hand, there are manufacturing tolerances for the front panel and its slots - see module 13 -. There would also be errors due to the installation tolerances of the ink printhead attachment. Corresponding deviations from a straight continuous line can then be found in the imprint 5.
  • a method for aligning the writing nozzles of an ink print head in ink writing devices is already known, compare EP 0 257 570 A2.
  • the ink print head is moved bidirectionally in front of a recording medium by means of a drive.
  • Individual droplets are ejected from its individually controllable writing nozzles in accordance with the data taken from a character generator during its movement at defined printing times.
  • a scanning run then takes place during which the line pattern is scanned by an optical sensor which is arranged on the print head and is psychronized to the print key grid.
  • the samples are transferred to the central control of the ink writing device in the grid of the printing columns of the character matrix as the "actual" position.
  • a comparison circuit is used to compare the “actual” positions with “target” positions, which are determined by the corresponding control pulses.
  • the deviations between the two positions indicate the values for the so-called droplet offset in the grid of the printing columns.
  • the droplet offset values are stored separately in an additional memory of the central control for both writing directions.
  • the droplet offset is forwarded separately for the writing directions as a distortion value to a pixel memory also contained in the central control.
  • This method therefore requires the following for each ink writing device: an optical scanning sensor, a comparison circuit, two additional memories for droplet offset storage and two pixel memories. This is a considerable effort for a print.
  • tolerances from module to module cannot be compensated for with this solution in the case of ink print heads which are composed of several modules. The reason for this is that only a compensation is possible in advance or lagging on the relative line of movement of the writing nozzle.
  • a franking machine with an ink print head is also known, see EP 0 702 334 A1 and EP 0 702 335 A1, which has a large number of nozzles.
  • the nozzles are arranged in at least two rows which run transversely to the direction of advance of the print carrier. These two rows are offset from one another lengthwise and transversely to the feed direction, so that some first nozzles at the end of one row of nozzles are opposite some second nozzles at the end of the other row of nozzles.
  • the nozzles in the overlap area are operated alternatively. A correction of the nozzle distance is not possible.
  • a computer-controlled ink jet printing device which consists of several ink printing heads.
  • the ink print heads are arranged one behind the other in the print carrier transport direction and one above the other transversely to the same.
  • the image signals are loaded in an external memory device assigned to each individual ink print head. When the same is placed on the ink printheads, a droplet ejection and thus a printing process is triggered.
  • a timing and control system is used to apply the image signals.
  • the control system applies the image signals to the laterally offset ink printheads in a time-coordinated relationship in order to print the different lines in the desired mutual alignment.
  • the controller then stores a new set of image signals for printing the next image.
  • the inkjet printing device is provided with a programmable microprocessor by means of which the image signals are assembled in buffer memories which are individually assigned to the ink print heads.
  • the storage of the image signals in the buffers and the subsequent application to the ink print heads is carried out by means of a central timing and control device with a coarse and fine delay device. This includes the detection of the print media, such as their leading edge, at a specific location on the transport route and a subsequent time control of the start of the printing process.
  • the distance of the ink printheads from this location is precisely known, so that a buffer associated with the same can be loaded with image signals by an ink printhead during the time interval between print carrier detection and the start of the printing process.
  • the time interval can be varied by means of the control.
  • the image line generated by each ink print head can be shifted to the left or right on the print carrier in order to set the desired location of the line.
  • At least the first pressure column can thus be aligned.
  • the purpose of the invention is to reduce the effort for the improvement the print quality.
  • the invention has for its object a method for tolerance compensation to create for printheads of the type mentioned, with despite the reduced effort, both deviations within one Module as well as from module to module as well as installation tolerances of the Ink printhead can be compensated.
  • the invention is based on the consideration of reducing the expensive equipment and personnel expenditure for tolerance compensation, which was previously necessary after installation of an ink print head in a printer, in that this compensation is previously carried out externally centrally and the ink print head is implemented.
  • the ink print head is pre-compared before installation in the printer.
  • the combination of electronic and mechanical adjustment enables tolerance compensation between the modules for the first time for ink printheads that are composed of individual modules according to the "non-interlaced" principle.
  • the aids, such as scanners and central storage devices, for the adjustment are no longer an integral part of each individual printer, but are only required in the print head production or corresponding service companies. That is a significant saving.
  • the effort of a non-volatile memory and an adjustment device that is required anyway is low.
  • an arrangement for carrying out the method according to the invention consists of an ink print head 1, a memory 2, an axis 3, an adjusting device 4, a pressure control computer 7 and a scanner 8.
  • the ink print head 1 is composed of three modules 11, 12, 13.
  • the modules 11, 12, 13 are arranged one above the other in accordance with the "non-interlaced" principle.
  • the ink print head 1 is rotatably supported on the axis 3 within an adjustment range.
  • the bearing for the axis 3 can be formed directly on the housing of the ink print head 1 or indirectly contained in a crossmember for receiving the ink print head 1.
  • the adjusting device 4 consists of a threaded bushing 41, an adjusting screw 42 and a spring 43.
  • the memory 2 is an integral part of the ink print head 1 and is implemented as a non-volatile read-write memory using an EEPROM.
  • the memory 2 is connected to the pressure control computer 7 - microprocessor - via an outgoing data line 75 and an incoming data line 76.
  • the first module 11 is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 71 and an incoming data line 74.
  • the second module 12 is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 72.
  • the third module is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 73.
  • the print data D are entered serially into the modules 11, 12, 13. Therefore, the data line 74 is looped through from the pressure control computer 7 via the module 11 to the module 12 to the module 13.
  • An alternative is to input the print data D directly to each module 11, 12, 13 via a parallel bus.
  • the modules 11, 12, 13 are provided in a conventional manner (not shown) with a commercially available driver circuit with a shift register and latches in front of logic elements.
  • the actuation circuits for the nozzles are triggered in accordance with the time and image information by means of the logic elements which are connected to the associated clock lines.
  • the print control computer 7 is connected to a scanner 8 via a signal line 81 for generating the individual print data or correction data I. Furthermore, the pressure control computer 7 is connected in a manner not shown to an encoder, with which the movement of the recording medium 6 is detected and converted into encoder signals E for the pressure control computer 7, see also FIG. 4. According to the invention, before the final installation of the ink print head 1 in a printing device externally, after evaluating sample prints, existing gaps at the transitions from module 11, 12 to module 12, 13 are mechanically compensated and stored by rotating the ink print head 1. Subsequently, with the help of the print control computer 7, individual print data I are generated electronically as correction data for the ink print head 1 and are stored non-volatile within the print head.
  • a first test print is generated with print data D which correspond to a virtual straight print dot line 5 which runs orthogonally to the transport direction of the recording medium 6. If the ink print head 1 is defective, the dot line 5 accordingly deviates from a straight continuous line, see FIGS. 1 and 2.
  • the test impression is checked visually for gaps in the pressure point line 5 in the transition areas of the pressure points 501 to 507, 508 to 514, 515 to 521 generated by the individual modules 11, 12, 13.
  • the ink print head 1 is rotated about the axis 3 by means of the adjustment direction 4, in particular the adjusting screw 42, until the gap between the two Pressure points 514, 515 is closed.
  • the result is checked by means of a second test impression and, if necessary, a further correction is made.
  • the twist angle see and compare in FIG. 5 dashed and continuous edges of the recording medium 6, is mechanically stored at the same time by the adjustment of the adjusting screw 42. After completion of the mechanical adjustment, the pressure line 5 is scanned by means of the scanner 8.
  • the scanning result is given in the form of the scanning signals As via the signal line 81 to the pressure control computer 7, in which the scanning signals As are compared with the printing data D and clock signals T1, T2, T3 with which the pressure dot line 5 was generated, see FIG. 4 dashed pulse trains.
  • the comparison result is entered in the form of individual print data I in the memory 2, which is integrated in the ink print head 1.
  • the individual print data I are used in print operation in the print control computer 7 to generate corrected clock signals T1, T2, T3 for actuating the ink print head 1, which are synchronized with the encoder signals E, see full line pulse sequences in FIG. 4.
  • the corrected clock signals T1, T2, T3 are input into the ink print head 1 in a serial module-related manner via the assigned clock lines 71, 72, 73.
  • the print data D are entered serially into the modules 11, 12, 13 overall via the data line 74.
  • the corrected clock signals T1, T2, T3 can also be given individually to the inkjet print head 1; that would require a parallel bus for the clock lines. If overlaps of pressure points 507, 508 in the pressure point line as a result of the rotation are determined in the test print after the mechanical adjustment, the relevant individual print data I contain information on excluding a nozzle 121 from the printing operation, see FIG. 4.
  • nozzle 121 is electronic for printing blocked.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

Verfahren zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf, insbesondere bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf, der von einem Drucksteuerrechner gesteuert wird. Es wird eine Senkung des Aufwandes für die Verbesserung der Druckqualität angestrebt. Aufgabengemäß sollen trotz gesenktem Aufwand Toleranzen sowohl innerhalb eines Moduls als auch von Modul zu Modul ausgeglichen werden. Erfindungsgemäß werden bereits vor Einbau des Tintendruckkopfes (1) in eine Druckeinrichtung extern nach Auswertung von Probeabdrucken zunächst vorhandene Lücken an den Übergängen von Modul zu Modul mechanisch durch Drehung des Tintendruckkopfes (1) ausgeglichen und gespeichert und dann elektronisch individuelle Druckdaten (I) für den Tintendruckkopf (1) erzeugt und druckkopfintern nichtflüchtig gespeichert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf, insbesondere bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf.
Derartige Tintendruckköpfe werden sowohl in Bürodruckern als auch in kleinen schnellen Druckern - wie sie für Frankiermaschinen und Produktbeschriftungsgeräte benötigt werden - eingesetzt und weisen in der Regel eine größere Anzahl von Düsen auf.
Ein Bauteil, das auf die Zuverlässigkeit eines Druckers besonders großen Einfluß hat, ist der Tintendruckkopf. Wenn der Tintendruckkopf aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, hat die präzise Anordnung derselben zueinander und miteinander sowie des Tintendruckkopfes selbst einen maßgebenden Einfluß auf dessen sichere Funktion.
Es ist bekannt, siehe "Third Annual European Ink Jet Printing Workshop October 16-18, 1995 Maastricht / Niederlande", einen Tintendruckkopf aus drei Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammenzusetzen, der üblicherweise von einem Mikroprozessor angesteuert wird.
In eine Frontplatte sind gleichlange, miteinander fluchtende, schrägverlaufende, parallele Schlitze eingebracht, in die die Module mit ihrem Düsenbereich eingesetzt sind, siehe auch Fig. 1.
Der Aufzeichnungsträger wird an den Düsenreihen so vorbeibewegt, daß das Druckbild aus drei übereinanderliegenden Streifen zusammengesetzt ist. Bei einem senkrechten Vollstrich wird demzufolge das obere Drittel von dem ersten Modul, das mittlere Drittel von dem zweiten Modul und das untere Drittel von dem dritten Modul erzeugt.
Es ist allerdings auch möglich, beispielsweise bei Handfrankiermaschinen, daß der Aufzeichnungsträger ruht und der Tintendruckkopf bewegt wird, siehe EP 0 750 277 A2.
Obwohl die Schlitze üblicherweise hochgenau in die Frontplatte eingebracht werden und die Module als Präzisionsteile gefertigt werden, sind Toleranzabweichungen über einem Zehntelmillimeter - das entspricht bei einem 200 dpi-Druckkopf mit 200 Düsen ungefähr dem vertikalen Abstand zweier benachbarter Düsen - beim Übergang von einem Modul zum folgenden, nicht auszuschließen. Die Fehler können dabei Abstands- und Parallelitätsfehler sowie Abweichungen von der Fluchtlinie innerhalb einer Düsenreihe als auch untereinanderliegender Düsen sein, vergleiche hierzu das vereinfachte Beispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck. Drei Module 1, 2, 3 mit je sieben Düsen 111 bis 117, 121 bis 127, 131 bis 137 bilden einen Tintendruckkopf. Die Düsen einer Düsenreihe eines Moduls sind äquidistant in einer Linie angeordnet. Düsen gleicher Ordnungszahl, zum Beispiel die Düsen 111, 121, 131 der Module 11, 12, 13 sind gleichfalls äquidistant in einer Reihe angeordnet, die orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträ-gers 6 liegt. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil angegeben.
Der Aufzeichnungsträger 6 ist in diesem Fall ein Streifen, wie man ihn üblicherweise für sperriges Postgut verwendet. Der Abstand Δd der Düse mit der höchsten Ordnungszahl, beispielsweise Düse 117 des Moduls 11, zur Düse mit der niedrigsten Ordnungszahl, beispielsweise Düse 121, des nächstfolgenden Moduls 12 in der Richtung orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 ist so eingestellt, daß derselbe gleich ist dem Abstand benachbarter Düsen einer Düsenreihe in der genannten Richtung. Δd ist sozusagen der Ideal- beziehungsweise Normabstand.
Für den Druck einer durchgehenden Linie 5 orthogonal zur Transportrichtung des Druckträgers 6 werden gleichzeitig jeweils Düsen der gleichen Ordnungszahl betätigt. Begonnen wird mit den Düsen der höchsten Ordnungszahl, 117, 127, 137. Wenn der Aufzeichnungsträger 6 eine Strecke zurückgelegt hat, die dem Abstand Δs zu den nächstfolgenden Düsen 116, 126, 136 in Transportrichtung entspricht, werden dieselben betätigt. Nach einem Weg s = 6 x Δs sind alle einundzwanzig Düsen 111 bis 137 einmal betätigt worden. Bei konstanter Geschwindigkeit würde Δs einem festen Zeitintervall Δt entsprechen.
Bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Bedingungen ist der zugehörige Abdruck 5 eine aus einundzwanzig Druckpunkten 501 bis 521 zusammengesetzte durchgehende gerade Linie 5.
Fig. 2 zeigt eine Kombination aller möglichen Fehler eines fehlerbehafteten Düsenfeldes und den zugehörigen sogenannten Linienabdruck 5. Die Ursachen für diese Fehler können einerseits in fertigungsbedingten Abweichungen der Länge des einzelnen Moduls - siehe Modul 12 - sowie in spannungsbedingten Verbiegungen desselben - siehe Modul 11 - und andererseits in Fertigungstoleranzen der Frontplatte und deren Schlitze liegen - siehe Modul 13 -. Hinzu kämen noch Fehler durch Einbautoleranzen der Tintendruckkopfbefestigung.
Entsprechende Abweichungen von einer geraden durchgängigen Linie sind dann beim Abdruck 5 festzustellen.
Es ist bereits eine Verfahren zum Abgleich der Schreibdüsen eines Tintendruckkopfes in Tintenschreibeinrichtungen bekannt, vergleiche EP 0 257 570 A2. Der Tintendruckkopf wird mittels eines Antriebs bidirektional vor einem Aufzeichnungsträger bewegt. Aus seinen individuell ansteuerbaren Schreibdüsen werden entsprechend den einem Zeichengenerator entnommenen Daten während seiner Bewegung Einzeltröpfchen zu jeweils festgelegten Druckzeitpunkten ausgestoßen.
Verfahrensgemäß findet zunächst ein Druckervorlauf statt, während dem für jede einzelne Schreibdüse getrennt für jede Schreibrichtung - Linkslauf, Rechtslauf . ein definiertes Strichmuster auf den Aufzeichnungsträger gedruckt wird.
Anschließend findet ein Abtastlauf statt, während dem das Strichmuster durch einen am Druckkopf angeordneten optischen Sensor abgetastet wird, der auf das Drucktaktraster aufsychronisiert ist. Die Abtastwerte werden im Raster der Druckspalten der Zeichenmatrix als "Ist"-Position einer zentralen Steuerung der Tintenschreibeinrichtung übergeben.
In der zentralen Steuerung wird mittels einer Vergleichsschaltung ein Vergleich der "Ist"-Positionen mit "Soll"-Positionen durchgeführt, die durch die entsprechenden Ansteuerimpulse bestimmt sind. Die Abweichungen zwischen beiden Positionen geben die Werte für den sogenannten Tröpfchenversatz im Raster der Druckspalten an.
Für jede Schreibdüse werden die Werte für den Tröpfchenversatz getrennt für beide Schreibrichtungen in einem zusätzlichen Speicher der zentralen Steuerung gespeichert. Der Tröpfchenversatz wird getrennt für die Schreibrichtungen als Verzerrungswert an einen gleichfalls in der zentralen Steuerung enthaltenen Bildpunktspeicher weitergegeben.
Bei jeder Ansteuerung einer Schreibdüse im normalen Druckbetrieb wird der für die betreffende Schreibdüse ermittelte Wert des Tröpfchenversatzes abhängig von der Schreibrichtung berücksichtigt. Zu diesem Zweck wird bei der Aufbereitung der Zeichen eine Vorverzerrung entsprechend der Druckrichtung und des ermittelten Tröpfchenversatzes vorgenommen.
Bei diesem Verfahren werden demzufolge pro Tintenschreibeinrichtung benötigt:
ein optischer Abtastsensor, eine Vergleichsschaltung, zwei zusätzliche Speicher für die Tröpfchenversatzspeicherung und zwei Bildpunktspeicher.
Das ist ein beträchtlicher Aufwand für einen Druck.

Hinzu kommt, daß mit dieser Lösung bei Tintendruckköpfen, die aus mehreren Modulen zusammengesetzt sind, Toleranzen von Modul zu Modul nicht ausgeglichen werden können. Das liegt daran, daß nur ein Ausgleich zeitlich vor- oder nacheilend auf der relativen Bewegungslinie der Schreibdüse möglich ist.
Ferner ist eine Frankiermaschine mit einem Tintendruckkopf bekannt, siehe EP 0 702 334 A1 und EP 0 702 335 A1, der über eine Vielzahl von Düsen verfügt. Die Düsen sind in mindestens zwei Reihen angeordnet, die quer zur Vorschubrichtung des Druckträgers verlaufen. Diese beiden Reihen sind längs und quer zur Vorschubrichtung noch zueinander versetzt, so daß einige erste Düsen am Ende einer Düsenreihe einigen zweiten Düsen am Ende der anderen Düsenreihe gegenüberliegen.
Die Düsen im Überlappungsbereich werden alternativ betätigt. Eine Düsenabstandskorrektur ist hierbei nicht möglich.
Schließlich ist noch eine computergesteuerte Tintenstrahldruckvorrichtung bekann, siehe DE 32 36 297 C2, die aus mehreren Tintendruckköpfen besteht.
Die Tintendruckköpfe sind in Druckträgertransportrichtung hintereinander und quer zu derselben übereinander angeordnet. Auf diese Weise wird das Druckbild nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip erzeugt, siehe auch vorhergehende Ausführungen. In einer jedem einzelnen Tintendruckkopf zugeordneten externen Speichereinrichtung sind die Bildsignale geladen. Bei Anlegung derselben an die Tintendruckköpfe wird ein Tröpfchenausstoß und somit ein Druckvorgang ausgelöst. Für die Anlegung der Bildsignale wird ein Zeitablauf und eine Steuerung angewendet. Durch die Steuerung werden die Bildsignale in einem zeitlich aufeinander abgestimmten Verhältnis an die seitlich versetzten Tintendruckköpfe angelegt, um die verschiedenen Zeilen in der gewünschten gegenseitigen Ausrichtung zu drucken. Anschließend wird durch die Steuerung ein neuer Satz von Bildsignalen zum Drucken des nächsten Bildes eingespeichert.
Die Tintenstrahldruckvorrichtung ist mit einem programmierbaren Mikroprozessor versehen, durch den die Bildsignale in Pufferspeichern assembliert werden, die einzeln den Tintendruckköpfen zugeordnet sind. Die Einspeicherung der Bildsignale in die Puffer und die anschließende Anlegung an die Tintendruckköpfe wird mittels einer zentralen Zeitgabe- und Steuervorrichtung mit einer Grob- und Feinverzögerungsvorrichtung ausgeführt. Dieses beinhaltet die Erfassung der Druckträger, wie deren Vorderkante, an einem bestimmten Ort des Transportweges und eine nachfolgende Zeitsteuerung des Beginns des Druckvorganges. Der Abstand der Tintendruckköpfe von diesem Ort ist genau bekannt, so daß während des Zeitintervalls zwischen Druckträgererfassung und dem Beginn des Druckvorganges durch einen Tintendruckkopf ein demselben zugeordneter Puffer mit Bildsignalen geladen werden kann. Mittels der Steuerung kann das Zeitintervall variiert werden. Auf diese Weise kann die von jedem Tintendruckkopf erzeugte Bildzeile auf dem Drucktäger nach links oder rechts verschoben werden, um den gewünschten Lageort der Zeile einzustellen. Damit ist zumindest die erste Druckspalte ausrichtbar.
Hiermit ist zwar analog wie bei der Lösung gemäß EP 0 257 570 ein Toleranzausgleich einbaubedingter Toleranzen der Tintendruckköpfe möglich, aber innerhalb eines Tintendruckkopfes von Düse zu Düse auch nicht. Distanzfehler zwischen den Zeilen sind hiermit gleichfalls nicht korrigierbar.
Zweck der Erfindung ist eine Senkung des Aufwandes für die Verbesserung der Druckqualität.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Toleranzausgleich für Druckköpfe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem trotz gesenktem Aufwand sowohl Abweichungen innerhalb eines Moduls als auch von Modul zu Modul sowie Einbautoleranzen des Tintendruckkopfes kompensiert werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, den teuren apparativen und personellen Aufwand zum Toleranzausgleich, der bisher nach Einbau eines Tintendruckkopfes in einen Drucker erforderlich ist, dadurch zu reduzieren, indem dieser Ausgleich bereits vorher extern zentral vorgenommen wird und dem Tintendruckkopf implementiert wird.
Indem in beziehungsweise an jedem Tintendruckkopf seine individuellen Druckdaten für einen elektronischen Abgleich und die Einbaudaten für einen mechanischen Abgleich gespeichert sind, ist der Tintendruckkopf bereits vor Einbau in den Drucker vorabgeglichen. Durch die Kombination von elektronischem mit mechanischem Abgleich wird erstmals für Tintendruckköpfe, die aus einzelnen Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzt sind, ein Toleranzausgleich zwischen den Modulen ermöglicht.
Die Hilfsmittel, wie Scanner und zentrale Speichereinrichtungen, für den Abgleich sind nicht mehr integrierter Bestandteil jedes einzelnen Druckers, sondern werden nur noch in der Druckkopffertigung oder entsprechenden Servicebetrieben benötigt. Das ist eine wesentliche Einsparung. Der Aufwand eines nichtflüchtigen Speichers und einer ohnehin benötigten Verstelleinrichtung ist gering.
Nach Einbau des Tintendruckkopfes in den Drucker sind bedarfsweise noch geringfügige Einbautoleranzen mittels der Verstelleinrichtung abgleichbar.
Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
Ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
Fig. 2
ein fehlerbehaftetes Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
Fig. 3
ein Prinzipbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4
ein Impulsdiagramm zur Anordnung gemäß Fig. 4,
Fig. 5
ein Düsenfeld gemäß Fig. 2 mit dem korrigierten Linienabdruck.
Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.
Gemäß Fig.3 besteht eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einem Tintendruckkopf 1, einem Speicher 2, einer Achse 3, einer Verstelleinrichtung 4, einem Drucksteuerrechner 7 und einem Scanner 8.
Der Tintendruckkopf 1 ist aus drei Modulen 11, 12, 13 zusammengesetzt. Die Module 11, 12, 13 sind nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip übereinander fluchtend angeordnet.
Der Tintendruckkopf 1 ist auf der Achse 3 innerhalb eines Justierbereiches drehbar gelagert. Das Lager für die Achse 3 kann unmittelbar am Gehäuse des Tintendruckkopfes 1 angeformt sein oder mittelbar in einer Traverse zur Aufnahme des Tintendruckkopfes 1 enthalten sein. Die Verstelleinrichtung 4 besteht aus einer Gewindebuchse 41, einer Justierschraube 42 und einer Feder 43. Sie dient zur Verdrehung des Tintendruckkopfes 1 innerhalb des Justierbereiches. Der Tintendruckkopf 1 liegt unter der Wirkung der Feder 43 kraftschlüssig an der Justierschraube 42 an. Die Verstelleinrichtung 4 kann zweckmäßigerweise gleichfalls auf der genannten Traverse befestigt sein.
Der Speicher 2 ist integraler Bestandteil des Tintendruckkopfes 1 und als nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM realisiert. Der Speicher 2 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 - Mikroprozessor - über eine gehende Datenleitung 75 und eine kommende Datenleitung 76 verbunden.
Der erste Modul 11 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung 71 und eine kommende Datenleitung 74 verbunden.
Der zweite Modul 12 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung 72 verbunden.
Der dritte Modul ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung 73 verbunden.
Im dargestellten Fall werden die Druckdaten D seriell in die Module 11, 12, 13 eingegeben. Deshalb ist die Datenleitung 74 vom Drucksteuerrechner 7 über den Modul 11 zum Modul 12 bis zum Modul 13 durchgeschleift. Eine Alternative ist die Eingabe der Druckdaten D über einen Parallelbus an jeden Modul 11, 12, 13 direkt.
Die Module 11, 12, 13 sind in nicht dargestellter üblicher Weise mit einem handelsüblichen Treiberschaltkreis mit einem Shiftregister und Latches vor Verknüpfungsgliedern versehen. Mittels der Verknüpfungsglieder, die mit den zugeordneten Taktleitungen verbunden sind, erfolgt die zeit- und bildinformationsgerechte Auslösung der Aktorschaltungen für die Düsen.
Der Drucksteuerrechner 7 ist für die Erzeugung der individuellen Druckdaten beziehungsweise Korrekturdaten I über eine Signalleitung 81 mit einem Scanner 8 verbunden.
Weiterhin ist der Drucksteuerrechner 7 in nicht dargestellter Weise mit einem Encoder verbunden, mit dem die Bewegung des Aufzeichnungsträgers 6 erfaßt und in Encodersignale E für den Drucksteuerrechner 7 umgewandelt wird, siehe auch Fig. 4.
Erfindungsgemäß werden bereits vor dem endgültigen Einbau des Tintendruckkopfes 1 in eine Druckeinrichtung extern nach Auswertung von Probeabdrucken zunächst vorhandene Lücken an den Übergängen von Modul 11, 12 zu Modul 12, 13 mechanisch durch Drehung des Tintendruckkopfes 1 ausgeglichen und gespeichert. Anschließend werden mit Hilfe des Drucksteuerrechners 7 elektronisch individuelle Druckdaten I als Korrekturdaten für den Tintendruckkopf 1 erzeugt und druckkopfintern nichtflüchtig gespeichert.
Im einzelnen wird wie nachfolgend beschrieben verfahren.
Zunächst wird ein erster Probeabdruck mit Druckdaten D erzeugt, die einer virtuellen geraden Druckpunktlinie 5 entsprechen, die orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 verläuft. Bei fehlerhaftem Tintendruckkopf 1 weicht die Druckpunktlinie 5 entsprechend von einer geraden durchgehenden Linie ab, vergleiche Fig. 1 und 2.
Der Probeabdruck wird visuell auf Lücken in der Druckpunktlinie 5 in den Übergangsbereichen der von den einzelnen Modulen 11, 12, 13 erzeugten Druckpunkte 501 bis 507, 508 bis 514, 515 bis 521 kontrolliert.
Bei Vorliegen von Lücken zwischen zutreffenden Druckpunkten, wie der über die Norm Δd hinausgehende Höhenversatz v zwischen Druckpunkt 514 und 515, wird der Tintendruckkopf 1 mittels der Verstellenrichtung 4, insbesonders der Justierschraube 42 um die Achse 3 so lange gedreht, bis die Lücke zwischen den beiden Druckpunkten 514, 515 geschlossen ist.
Das Ergebnis wird mittels eines zweiten Probeabdruckes kontolliert und erforderlichenfalls eine nochmalige Korrektur vorgenommen.
Der Verdrehwinkel, siehe und vergleiche in Fig. 5 gestrichelte und durchgehende Kanten des Aufzeichnungsträgers 6, wird gleichzeitig durch die Einstellung der Justierschraube 42 mechanisch gespeichert.
Nach Abschluß des mechanischen Abgleichs wird mittels des Scanners 8 die Druckpunktlinie 5 abgetastet. Das Abtastergebnis wird in Form der Abtastsignale As über die Signalleitung 81 an den Drucksteuerrechner 7 gegeben, in dem die Abtastsignale As mit den Druckdaten D und Taktsignalen T1, T2, T3 verglichen werden, mit denen die Druckpunktlinie 5 erzeugt worden ist, siehe Fig. 4 gestrichelte Impulsfolgen.
Das Vergleichsergebnis wird in Form von individuellen Druckdaten I in den Speicher 2 eingegeben, der in den Tintendruckkopf 1 integriert ist. Die individuellen Druckdaten I werden bei Druckbetrieb im Drucksteuerrechner 7 zur Erzeugung korrigierter Taktsignale T1, T2, T3 zur Ansteuerung des Tintendruckkopfes 1 verwendet, die mit den Encodersignalen E synchronisiert sind, siehe Vollstrichimpulsfolgen in Fig.4.
Die korrigierten Taktsignale T1, T2, T3 werden in diesem Fall seriell modulbezogen über die zugeordneten Taktleitungen 71, 72, 73 in den Tintendruckkopf 1 eingegeben. Die Druckdaten D werden über die Datenleitung 74 insgesamt seriell in die Module 11, 12, 13 eingegeben.
Die korrigierten Taktsignale T1, T2, T3 können auch einzeln düsenbezogen an den Tintendruckkopf 1 gegeben werden; das würde für die Taktleitungen einen Parallelbus erfordern.
Werden bei dem Probeabdruck nach dem mechanischen Abgleich Überlappungen von Druckpunkten 507, 508 in der Druckpunktlinie infolge der Verdrehung festgestellt, so enthalten die zutreffenden individuellen Druckdaten I eine Information zum Ausschluß einer Düse 121 vom Druckbetrieb, siehe Fig. 4.
In Fig. 5 ist ein nach der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise korrigierter Linienabdruck zu dem fehlerhaften Düsenfeld gemäß Fig. 2 dargestellt. In diesem Fall ist die Düse 121 für den Druckbetrieb elektronisch gesperrt.
Verwendete Bezugszeichen
1
Tintendruckkopf
11
erster Modul
111 bis 117
Düsen des ersten Moduls
12
zweiter Modul
121 bis 127
Düsen des zweiten Moduls
13
dritter Modul
131 bis 137
Düsen des dritten Moduls
2
Speicher, EEPROM, nichtflüchtig
3
Achse
4
Verstelleinrichtung
41
Gewindebuchse
42
Justierschraube
43
Feder
5
Abdruck, virtuelle Druckpunktlinie orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6
501 bis 507
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom ersten Modul 11 erzeugt,
508 bis 514
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom zweiten Modul 12 erzeugt,
515 bis 521
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom dritten Modul 13 erzeugt,
6
Aufzeichnungsträger, Druckstreifen
7
Drucksteuerrechner, Mikroprozessor
71
Taktleitung zum ersten Modul 11
72
Taktleitung zum zweiten Modul
73
Taktleitung zum dritten Modul
74
Datenleitung zu den Modulen 11, 12, 13
75
Datenleitung vom druckkopfinternen Speicher 2 zum Mikroprozessor 7
76
Datenleitung zum druckkopfinternen Speicher 2
8
Scanner
81
Signalleitung
As
Abtastsignale vom Scanner zum Mikroprozessor 7
D
Druckdaten zu den Modulen 11, 12, 13
Δd
Normdüsenversatz orthogonal zur Transportrichtung
E
Encodersignal/e
I
individuelle Druckdaten, Korrekturdaten
Δs
Normdüsenversatz in Transportrichtung
s
Düsenreihenlänge in Transportrichtung
T1
Taktsignal/e, Takt für Modul 11
T2
Taktsignal/e, Takt für Modul 12
T3
Taktsignal/e, Takt für Modul 13
v
Modulversatz in Transportrichtung

Claims (5)

  1. Verfahren zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf, insbesondere bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf, der von einem Drucksteuerrechner gesteuert wird und wobei die Module schräg untereinander äquidistant angeordnet sind und deren erste wirksame Düsen in Bezug auf die relative Druckträgertransportrichtung auf einer zu dieser orthogonalen Linie liegen sollen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bereits vor dem endgültigen Einbau des Tintendruckkopfes (1) in eine Druckeinrichtung extern nach Auswertung von Probeabdrucken zunächst vorhandene Lücken an den Übergängen von Modul (11, 12) zu Modul (12, 13) mechanisch durch Drehung des Tintendruckkopfes (1) ausgeglichen und als Korrekturwert gespeichert werden und
    daß dann mit Hilfe des Drucksteuerrechners (7) elektronisch individuelle Druckdaten (I) als Korrekturdaten für den Tintendruckkopf (1) erzeugt und druckkopfintern nichtflüchtig gespeichert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß ein erster Probeabdruck mit Druckdaten (D) erzeugt wird, die einer virtuellen geraden Druckpunktlinie (5) entsprechen, die orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (6) verläuft,
    daß der Probeabdruck visuell auf Lücken in der Druckpunktlinie (5) in den Übergangsbereichen der von den einzelnen Modulen (11, 12, 13) erzeugten Druckpunkte (501 bis 507, 508 bis 514, 515 bis 521) kontrolliert wird und
    daß der Tintendruckkopf (1) bei Vorliegen von Lücken zwischen zutreffenden Druckpunkten (514, 515) mittels einer Verstelleinrichtung (4) um eine Achse (3) so gedreht wird, daß die Lücke zwischen den betreffenden Druckpunkten (514, 515) geschlossen ist,
    daß mittels eines zweiten Probeabdrucks das Ergebnis kontrolliert und erforderlichenfalls eine nochmalige Korrektur erfolgt, wobei die Verdrehung in der Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch die Einstellung einer in derselben vorhandenen Justierschraube (42) gespeichert wird,
    daß die Druckpunktlinie (5) nach Abschluß des mechanischen Abgleichs mittels eines Scanners (8) abgetastet wird und die Abtastsignale (As) dem Drucksteuerrechner (7) zugeführt und in diesem mit den auslösenden Druckdaten (D) verglichen werden,
    daß das Vergleichsergebnis in Form von individuellen Druckdaten (I) in einen in den Tintendruckkopf (1) integrierten Speicher (2) eingespeichert wird, wobei der Speicher (2) als nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM ausgeführt ist,
    daß die individuellen Druckdaten (I) bei Druckbetrieb im Drucksteuerrechner (7) zur Erzeugung korrigierter Taktsignale (T1, T2, T3) zur Ansteuerung des Tintendruckkopfes (1) verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die korrigierten Taktsignale (T1, T2, T3) seriell modulbezogen an den Tintendruckkopf (1) gegeben werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die korrigierten Taktsignale (T1, T2, T3) als Parallelbus düsenbezogen an den Tintendruckkopf (1) gegeben werden.
  5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die individuellen Druckdaten (I) bei Überlappungen von Druckpunkten (507, 508) infolge der Drehung des Tintendruckkopfes (1) die Information zum Ausschluß einer Düse (121) vom Druckbetrieb enthalten.
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