EP0921009A1 - Apparatus for compensating the tolerance in an ink jet print head - Google Patents
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- EP0921009A1 EP0921009A1 EP98121718A EP98121718A EP0921009A1 EP 0921009 A1 EP0921009 A1 EP 0921009A1 EP 98121718 A EP98121718 A EP 98121718A EP 98121718 A EP98121718 A EP 98121718A EP 0921009 A1 EP0921009 A1 EP 0921009A1
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- ink print
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- 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
- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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 an arrangement 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 be due to production-related deviations in the length of the individual module - see module 12 - as well as stress-related bending of the same - see module 11 - and on the other hand, there are manufacturing tolerances of 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 matching 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 printer advance takes place, during which a defined line pattern is printed on the recording medium separately for each writing nozzle for each writing direction - counterclockwise, clockwise rotation.
- 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 staggered along and across 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 printheads.
- 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 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 an arrangement for tolerance compensation for ink printheads of the type mentioned at the beginning create with both deviations despite reduced effort within a module as well as from module to module as well as installation tolerances of the ink print head can be compensated.
- each ink print head is provided with an integrated non-volatile read-write memory which contains its individual print data
- the ink print head is electronically pre-balanced before it is installed in the printer.
- the individual print data contain the cycle delay values, either module or single nozzle-related. Since the ink print head is rotatably mounted, a correction from module to module by varying the installation angle of the ink print head to the direction of transport is possible by means of the adjusting device. Here, too, mechanical pre-adjustment is possible even before the ink print head is installed.
- the maximum rotation is such that nozzles overlap in the connection area from module to module and then one of them is electronically excluded from printing. With larger numbers of nozzles, this cannot be determined in the printed image and is therefore justified. After installation of the ink print head in the printer, if necessary, slight installation tolerances can still be adjusted using the adjustment device.
- the arrangement according to the invention consists of an ink print head 1, a memory 2, an axis 3 and an adjustment device 4.
- 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 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.
- Individual print data of the ink print head 1 are stored in the memory 2.
- the individual print data are generated externally before the ink print head is installed in a printing device by evaluating sample prints.
- the individual print data contain corresponding positive or negative delay values for the clocks for controlling the modules as a whole or the nozzles as individual.
- the individual data can also be such that a nozzle is excluded from printing.
- 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. It serves to rotate the ink print head 1 within the adjusting area.
- the ink print head 1 is non-positively against the adjusting screw 42 under the action of the spring 43.
- the adjusting device 4 can expediently also be fastened on the crossmember mentioned.
- 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 13 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 via a parallel bus.
- the ink print head 1 or the modules 11, 12, 13 is / are provided in a 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 links on which the assigned clock lines with the corrected clocks T1 to T3 are applied.
- the print control computer 7 is connected to a scanner 8 via a signal line 81 for generating the correction data or the individual print data 1. If gaps in the impression 5, such as the height offset v between the dot 514 and 515, which go beyond the standard ⁇ d, are found during a first test print, the ink print head 1 is in this case rotated to the left until the connection is made in the vertical direction.
- the angle of rotation is already mechanically stored when the adjusting screw 42 is turned.
- the newly generated impression 5 is scanned and the scanning signals As are fed to the pressure control computer 7 in relation to the dot or nozzle.
- the scanning signals As are compared in the pressure control computer 7 with standard values already stored therein and the deviations are converted into signed correction data 1 and entered into the memory 2 via the data line 76 in an address-related manner.
- it is also possible to dispense with the sign part if only delay values are generated in relation to the most lagging dot, for example dot 515 or 521 in FIG. 2.
- the offset v in the transport direction from module 13 to module 12 is somewhat smaller than the corresponding nozzle spacing ⁇ s.
- the correction data or individual print data I are loaded into the memory 2 via the data line 76.
- the ink print head 1 is thus also electronically adjusted.
- the individual print data 1 are retrieved via the data line 75 by the microprocessor 7 from the EEPROM 2 and incorporated in the generation of the clocks T1, T2, T3.
- FIG. 5 is one according to the procedure described above corrected line print of the faulty nozzle field according to FIG. 2 shown.
- the nozzle 121 is for printing electronically locked.
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf, insbesondere bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf.The invention relates to an arrangement for tolerance compensation in a Ink printhead, especially for one of several modules the "non-interlaced" principle composite ink printhead.
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. 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.
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 fehlerfreis Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck.
Drei Module 11, 12, 13 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
Bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Bedingungen ist der zugehörige
Abdruck 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.It is known, see "Third Annual European Ink Jet Printing Workshop October 16-18, 1995 Maastricht / Netherlands" to assemble an ink print head from three modules according to the "non-interlaced" principle, which is usually controlled by a microprocessor.
Equal-length, mutually aligned, sloping parallel slots are made in a front plate, into which the modules with their nozzle area are inserted, see also FIG. 1.
The record carrier is moved past the rows of nozzles in such a way that the printed image is composed of three strips lying one above the other. In the case of a vertical full line, the upper third is therefore generated by the first module, the middle third by the second module and the lower third by the third module.
However, it is also possible, for example in the case of hand franking machines, that the recording medium is at rest and the ink print head is moved, see EP 0 750 277 A2.
Although the slots are usually made with high precision in the front plate and the modules are manufactured as precision parts, tolerance deviations of over a tenth of a millimeter - in a 200 dpi print head with 200 nozzles, this corresponds approximately to the vertical distance between two neighboring nozzles - when changing from one module to the next , not be ruled out. The errors can be distance and parallelism errors as well as deviations from the alignment within a row of nozzles as well as nozzles lying one below the other, compare the simplified example according to FIGS. 1 and 2.
Fig. 1 shows an error-free nozzle field with the associated line print. Three
In this case, the
For the printing of a
If the conditions described above are met, the associated imprint is a continuous
Fig. 2 shows a combination of all possible errors of a faulty nozzle field and the associated so-called
Corresponding deviations from a straight continuous line can then be found in the
Es ist bereits ein 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. A method for matching 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.
According to the method, a printer advance takes place, during which a defined line pattern is printed on the recording medium separately for each writing nozzle for each writing direction - counterclockwise, clockwise rotation.
Anschließend findet ein Abtastlauf statt, während dem das Strichmuster
durch einen am Druckkopf angeordneten optischen Sensor abgetastet
wird, der auf das Drucktaktraster aufsynchronisiert 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
Tröpfchenversats 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 dieser Lösung werden demzufolge pro Tintenschreibeinrichtung
benötigt:
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.A scanning run then takes place during which the line pattern is scanned by an optical sensor which is arranged on the printhead and is synchronized with the printing key raster. 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.
In the central control system, 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.
For each writing nozzle, 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.
Each time a writing nozzle is activated in normal printing operation, the value of the droplet offset determined for the respective writing nozzle is taken into account depending on the writing direction. For this purpose, pre-distortion is carried out in accordance with the printing direction and the determined droplet offset when preparing the characters.
This solution therefore requires the following for each ink writing device:
In addition, 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.
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
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.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 staggered along and across 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.
Schließlich ist noch eine computergesteuerte Tintenstrahldruckvorrichtung
bekannt, 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 Druckträger 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.Finally, a computer-controlled ink jet printing device is known, see DE 32 36 297 C2, which consists of several ink printheads.
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. In this way, the print image is generated according to the "non-interlaced" principle, see also previous explanations. 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. In this way, the image line generated by each ink print head can be shifted 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.
Although this allows a tolerance compensation of installation-related tolerances of the ink printheads analogously to the solution according to EP 0 257 570, it is also not possible within an ink printhead from nozzle to nozzle. It is also not possible to correct distance errors between the lines.
Zweck der Erfindung ist eine Senkung des Aufwandes für die Verbesserung der Druckqualität.The purpose of the invention is to reduce the effort for the improvement the print quality.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Toleranzausgleich für Tintendruckköpfe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der trotz gesenktem Aufwand sowohl Abweichungen innerhalb eines Moduls als auch von Modul zu Modul sowie Einbautoleranzen des Tintendruckkopfes kompensiert werden können.The invention has for its object an arrangement for tolerance compensation for ink printheads of the type mentioned at the beginning create with both deviations despite reduced effort within a module as well as from module to module as well as installation tolerances of the ink print head can be compensated.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem Hauptanspruch
gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Indem jeder Tintendruckkopf mit einem integrierten nichtflüchtigen
Schreib-Lese-Speicher versehen ist, der seine individuellen Druckdaten
enthält, ist der Tintendruckkopf bereits vor Einbau in den Drucker
elektronisch vorabgeglichen. Die individuellen Druckdaten enthalten die
Taktverzögerungswerte wahlweise modul- oder einzeldüsen-bezo-gen.
Da der Tintendruckkopf drehbar gelagert ist, ist mittels der Verstelleinrichtung
eine Korrektur von Modul zu Modul durch Variation des
Einbauwinkels des Tintendruckkopfes zur Transportrichtung möglich.
Auch hier ist ein mechanischer Vorabgleich bereits vor Einbau des
Tintendruckkopfes möglich. Dabei ist die Drehung maximal so groß,
daß sich Düsen im Anschlußbereich von Modul zu Modul gerade überdecken
und dann eine davon elektronisch vom Druckbetrieb ausgeschlossen
ist. Das ist bei größeren Düsenzahlen im Druckbild nicht
feststellbar und demzufolge gerechtfertigt.
Nach Einbau des Tintendruckkopfes in den Drucker sind bedarfsweise
noch geringfügige Einbautoleranzen mittels der Verstelleinrichtung abgleichbar. According to the invention, this object is achieved according to the main claim. Further advantageous features of the invention can be found in the subclaims.
Since each ink print head is provided with an integrated non-volatile read-write memory which contains its individual print data, the ink print head is electronically pre-balanced before it is installed in the printer. The individual print data contain the cycle delay values, either module or single nozzle-related. Since the ink print head is rotatably mounted, a correction from module to module by varying the installation angle of the ink print head to the direction of transport is possible by means of the adjusting device. Here, too, mechanical pre-adjustment is possible even before the ink print head is installed. The maximum rotation is such that nozzles overlap in the connection area from module to module and then one of them is electronically excluded from printing. With larger numbers of nozzles, this cannot be determined in the printed image and is therefore justified.
After installation of the ink print head in the printer, if necessary, slight installation tolerances can still be adjusted using the adjustment device.
Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiment explained.
Es zeigen:
- Fig. 1
- Ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
- Fig. 2
- ein fehlerbehaftes Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
- Fig. 3
- ein Prinzipbild der erfindungsgemäßen Anordnung,
- Fig. 4
- ein Prinzipbild des Teils der erfindungsgemäßen Anordnung für den elektronischen Abgleich,
- Fig. 5
- ein Düsenfeld gemäß Fig. 2 mit dem korrigierten Linienabdruck.
- Fig. 1
- An error-free nozzle field with the associated line print,
- Fig. 2
- a faulty nozzle field with the associated line print,
- Fig. 3
- a schematic diagram of the arrangement according to the invention,
- Fig. 4
- 2 shows a basic diagram of the part of the arrangement according to the invention for electronic comparison,
- Fig. 5
- 2 with the corrected line print.
Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.The illustration is for simplification and easier understanding carried out schematically.
Gemäß Fig.3 besteht die erfindungsgemäße Anordnung aus einem Tintendruckkopf
1, einem Speicher 2, einer Achse 3 und einer Verstelleinrichtung
4.
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 Speicher 2 ist integraler Bestandsteil des Tintendruckkopf 1 und als
nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM reali-siert.
In dem Speicher 2 sind individuelle Druckdaten des Tintendruck-kopfes
1 gespeichert. Die individuellen Druckdaten werden extern vor Einbau
des Tintendruckkopfes in eine Druckeinrichtung mittels Auswer-tung
von Probeabdrucken erzeugt. Die individuellen Druckdaten ent-halten
entsprechende positive oder negative Verzögerungswerte für die Takte
zur Ansteuerung der Module als Ganzes beziehungsweise der Düsen
als Einzelnes. Die individuellen Daten können auch so beschaffen sein,
daß eine Düse vom Druck ausgeschlossen ist.
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.According to FIG. 3, the arrangement according to the invention consists of an
The
The
The
The adjusting
Gemäß Fig. 4 ist der Speicher 2 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 13 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 direkt.
Der Tintendruckkopf 1 beziehungsweise die Module 11, 12, 13 ist/sind
in nicht dargestellter Weise mit einem handelsüblichen Treiberschaltkreis
mit einem Shift-Register und Latches vor Verknüpfungsgliedern
versehen. Mittels der Verknüpfungsglieder, an denen die zugeordneten
Taktleitungen mit den korrigierten Takten T1 bis T3 anliegen, erfolgt die
zeit- und bildinformationsgerechte Auslösung der Aktorschaltungen für
die Düsen.
Der Drucksteuerrechner 7 ist für die Erzeugung der Korrekturdaten
beziehungsweise der individuellen Druckdaten 1 mit einem Scanner 8
über eine Signalleitung 81 verbunden. Werden bei einem ersten Probedruck
Lücken im Abdruck 5, wie der über die Norm Δd hinausgehende
Höhenversatz v zwischen Dot 514 und 515, festgestellt, so wird
der Tintendruckkopf 1 in diesem Fall so weit linksum gedreht, bis der
Anschluß in vertikaler Richtung hergestellt ist. Der Verdrehwinkel ist
bereits mit der Verdrehung der Justierschraube 42 mechanisch gespeichert.
Der erneut erzeugte Abdruck 5 wird gescannt, und die Abtastsignale As
werden dot- beziehungsweise düsenbezogen dem Drucksteuerrechner
7 zugeführt. Die Abtastsignale As werden im Drucksteuerrechner 7 mit
in diesem bereits gespeicherten Normwerten verglichen und die Abweichungen
in vorzeichenbehaftete Korrekturdaten 1 umgewandelt und
über die Datenleitung 76 adressenbezogen in den Speicher 2 eingegeben.
Es ist allerdings auch möglich, auf den Vorzeichenteil zu
verzichten, wenn nur Verzögerungswerte in Bezug auf den am weitesten
nacheilenden Dot, beispielsweise in Fig. 2 Dot 515 beziehungsweise
521, erzeugt werden. Der Versatz v in Transportrichtung von
Modul 13 zu Modul 12 ist in diesem Fall etwas kleiner als der entsprechende
Düsenabstand Δs.
Die Korrekturdaten beziehungsweise individuellen Druckdaten I werden
über die Datenleitung 76 in den Speicher 2 geladen. Damit ist der
Tintendruckkopf 1 auch elektronisch abgeglichen.
Nach dem endgültigen Einbau des Tintendruckkopfes 1 in eine Druckeinrichtung
werden die individuellen Druckdaten 1 über die Datenleitung
75 vom Mikroprozessor 7 aus dem EEPROM 2 abgerufen und bei
der Erzeugung der Takte T1, T2, T3 eingearbeitet.4, the
In the case shown, the print data D are entered serially into the
The
The
The newly generated
The correction data or individual print data I are loaded into the
After the final installation of the
In Fig. 5 ist ein nach der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise
korrigierter Linienabdruck zu dem fehlerbehatten Düsenfeld nach Fig. 2
dargestellt. In diesem Fall ist die Düse 121 für den Druckbetrieb
elektronisch gesperrt. 5 is one according to the procedure described above
corrected line print of the faulty nozzle field according to FIG. 2
shown. In this case, the
- 11
- TintendruckkopfInk printhead
- 1111
- erster Modulfirst module
- 111 bis 117111 to 117
- Düsen des ersten ModulsNozzles of the first module
- 1212th
- zweiter Modulsecond module
- 121 bis 127121 to 127
- Düsen des zweiten ModulsSecond module nozzles
- 1313
- dritter Modulthird module
- 131 bis 137131 to 137
- Düsen des dritten ModulsThird module nozzles
- 22nd
- Speicher, EEPROM, nichtflüchtigMemory, EEPROM, non-volatile
- 33rd
- Achseaxis
- 44th
- VerstelleinrichtungAdjustment device
- 4141
- GewindebuchseThreaded bush
- 4242
- JustierschraubeAdjusting screw
- 4343
- Federfeather
- 55
- AbdruckFootprint
- 501 bis 507501 to 507
-
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom ersten Modul 11
erzeugt,Dots or pressure points from the
first module 11 generated, - 508 bis 51508 to 51
-
4 Dots beziehungsweise Druckpunkte vom zweiten
Modul 12 erzeugt,4 dots or pressure points from the
second Module 12 generated, - 515 bis 521515 to 521
-
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom dritten Modul 13
erzeugt,Dots or pressure points from the
third module 13 generated, - 66
- Aufzeichnungsträger, DruckstreifenRecord carriers, printing strips
- 77
- Drucksteuerrechner, MikroprozessorPressure control computer, microprocessor
- 7171
-
Taktleitung zum ersten Modul 11Clock line to the
first module 11 - 7272
-
Taktleitung zum zweiten Modul 12Clock line to the
second module 12 - 7373
-
Taktleitung zum dritten Modul 13Clock line to the
third module 13 - 7474
-
Datenleitung zu den Modulen 11, 12, 13Data line to
11, 12, 13modules - 7575
-
Datenleitung vom druckkopfinternen Speicher 2 zum
Mikroprozessor 7Data line from internal
print head memory 2 toMicroprocessor 7 - 7676
-
Datenleitung zum druckkopfinternen Speicher 2 Data line to the print head
internal memory 2 - 88th
- Scannerscanner
- 8181
- SignalleitungSignal line
- AsAs
-
Abtastsignale vom Scanner zum Mikroprozessor 7Scan signals from scanner to
microprocessor 7 - DD
-
Druckdaten zu den Modulen 11, 12, 13Print data for
11, 12, 13modules - ΔdΔd
- Normdüsenversatz orthogonal zur TransportrichtungStandard nozzle offset orthogonal to the direction of transport
- II.
- individuelle Druckdaten, Korrekturdatenindividual print data, correction data
- ΔsΔs
- Normdüsenversatz in TransportrichtungStandard nozzle offset in the direction of transport
- ss
- Düsenreihenlänge in TransportrichtungRow length of nozzle in transport direction
- T1T1
-
Takt für Modul 11Clock for
module 11 - T2T2
-
Takt für Modul 12Clock for
module 12 - T3T3
-
Takt für Modul 13Clock for
module 13 - vv
- Modulversatz in TranportrichtungModule offset in the direction of transport
Claims (5)
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Tintendruckkopf (1) ein Speicher (2) integriert ist, in dem individuelle Druckdaten (I) zur Lagekorrektur der Druckpunkte gespeichert sind, die mittels Auswertung von Probeabdrucken extern, bereits vor dem endgültigen Einbau des Tintendruckkopfes (1) in eine Druckeinrichtung, erzeugt werden und
daß der Tintendruckkopf (1) um eine Achse (3) innerhalb eines Justierbereiches drehbar gelagert ist und zur mechanischen Justierung des Tintendruckkopfes (2) eine Verstelleinrichtung (4) vorgesehen ist.Arrangement for tolerance compensation in an ink print head, in particular in an ink print head composed of several modules according to the "non-interlaced" principle, which is controlled by a pressure control computer and wherein the modules are arranged obliquely equidistant from one another and their first effective nozzles in relation to the relative Print carrier transport direction should lie on a line orthogonal to this,
characterized,
that a memory (2) is integrated in the ink print head (1), in which individual print data (I) for correcting the position of the print dots are stored, which are evaluated externally by means of evaluation of sample prints, before the final installation of the ink print head (1) in a printing device, are generated and
that the ink print head (1) is rotatably mounted about an axis (3) within an adjustment range and an adjustment device (4) is provided for mechanical adjustment of the ink print head (2).
daß in dem Speicher (2) die individuellen Druckdaten (I) für jede einzelne Düse (111 bis 117, 121 bis 127, 131 bis 137) gespeichert sind.Arrangement according to claim 1, characterized in
that the individual print data (I) for each individual nozzle (111 to 117, 121 to 127, 131 to 137) are stored in the memory (2).
daß in dem Speicher (2) die individuellen Druckdaten (I) für jedes einzelne Modul (11, 12, 13) gespeichert sind.Arrangement according to claim 1, characterized in
that the individual print data (I) for each individual module (11, 12, 13) are stored in the memory (2).
daß der Speicher (2) als nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM ausgeführt ist.Arrangement according to claim 1, characterized in
that the memory (2) is designed as a non-volatile read-write memory by means of an EEPROM.
daß die Verstelleinrichtung (4) aus einer Gewindebuchse (41), einer in derselben geführten Justierschraube (42) sowie einer Feder (43) besteht, wobei die Gewindebuchse (41) im Drucker befestigt ist und der Tintendruckkopf (1) unter der Wirkung der Feder (43) kraftschlüssig an der Justierschraube (42) anliegt.Arrangement according to claim 1, characterized in
that the adjusting device (4) consists of a threaded bushing (41), an adjusting screw (42) guided in the same and a spring (43), the threaded bushing (41) being fastened in the printer and the ink print head (1) under the action of the spring (43) rests non-positively on the adjusting screw (42).
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