EP2056257A1 - Reduktion von Abstandsfehlern zwischen Punkten eines Druckbildes - Google Patents

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EP2056257A1
EP2056257A1 EP08105584A EP08105584A EP2056257A1 EP 2056257 A1 EP2056257 A1 EP 2056257A1 EP 08105584 A EP08105584 A EP 08105584A EP 08105584 A EP08105584 A EP 08105584A EP 2056257 A1 EP2056257 A1 EP 2056257A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
offset
delay
component
printing
control signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08105584A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Kieser
Olaf Turner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
Publication of EP2056257A1 publication Critical patent/EP2056257A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516—Details of printing apparatus
    • G07B2017/00556—Ensuring quality of print
    • G07B2017/00564—Ensuring correct position of print on mailpiece

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing a deviation in a printing direction between at least two points of at least one printed image deviation from a predetermined desired distance, wherein in a printing step the at least one printed image with at least one print head of a printing device on a substrate under a relative movement between the Printhead and the substrate is produced, wherein in a preceding step of the pressure step, an initial deviation from a desired distance between the two points is determined and from the determined initial deviation, a correction information for reducing the deviation is determined and in the printing step for generating the at least a print image control signals for the at least one print head in response to the correction information are generated.
  • the application relates to a corresponding printing device.
  • This design has the consequence that pixels which are adjacent to one another on the print image but are produced by different print heads must be printed in some significant time intervals. If, for example, a first pixel at the edge of the first partial image is printed by the first printing head at a first point in time, then it becomes immediately adjacent to the first pixel at the edge of the second pixel Sub-image lying second pixel by the second print head printed only when the substrate (for example, a letter that is transported by a corresponding transport device) has overcome the distance between the two used for printing areas of the two print heads in the printing direction.
  • the relative position between the printheads and the substrate and thus the reaching of the position or the time at which the second pixel is to be printed is typically detected by a corresponding measuring device.
  • This is usually an encoder connected to the drive of the transport device, which delivers at its output per path unit the relative movement (between the substrate and the print heads) a defined number of measurement signals in the form of encoder pulses.
  • Such transport devices typically use rotating elements, such as rollers and similar elements, to transport the substrate to be printed.
  • the impressions of such printing devices in the printing direction as a deviation from a predetermined target distance between points of the (total) print image may have an offset between the two adjacent print images (partial images).
  • the nominal distance (in the printing direction) between the immediately adjacent points of the two (partial) printed images is equal to zero, so that no offset of the two (partial) printed images is desired.
  • This offset typically has a static offset component and a periodic offset component.
  • Such an offset between the two adjoining (partial) printed images is undesirable in the field of the production of franking imprints, not least because of the increasing demands on the machine readability of such printed images.
  • the static offset component is usually due to diameter errors of the drive elements or based on position errors due to tolerances in the installation of the print heads.
  • a deviation of the diameter of the transport roller for the substrate from its nominal value means that, in the evaluation of the measuring signals (eg counting of the encoder pulses) of the rotary encoder (encoder) connected to the transport roller, the reaching of the printing position or the printing time point is too early (smaller diameter) or too late (larger diameter) is detected.
  • a test pattern (such as a vernier pattern) is printed by the two printheads, and the distance of the two areas used for printing (that is, the distance between the two rows of nozzles, for example, when ink jet printheads are used) is determined in the printing direction as the distance Correction information passed to the control of the printheads.
  • the distance Correction information passed to the control of the printheads.
  • static offset portions which are an integer multiple of the print resolution can be completely corrected hereby. If, for example, a print resolution of 300 dpi is available, the maximum residual error remaining is still ⁇ 1/600 in or about ⁇ 42 ⁇ m. A residual error that usually remains, which can significantly affect the quality of the impression, can not be corrected.
  • the periodic offset component which continues to occur beyond this is due to variable disturbances when printing with different printheads. Since adjacent dots from different printheads are printed at different times, interference with the first printhead when the first dot is printed may have subsided again when the second pixel immediately adjacent thereto is printed with the second printhead.
  • this periodic offset component such as an eccentric connection of the encoder, an eccentricity of the driving rollers (same period duration but different phase position), runout error of the driving rollers (different period and deviating phase position) as well as shocks due to changes in the engagement conditions of the Drive elements can occur.
  • a method and apparatus for calibrating drive signals of a printhead is known. Calibration is performed after replacing a cartridge. There are four parameters of the driver signal, the The duration of the main drive pulse, the duration of the preheat pulse, the time interval between the pre- and main drive pulse and the drive voltage, calibrated. For each of these parameters, several test prints are printed depending on different values of a parameter. Subsequently, the parameter value which leads to the best print result is selected in each case. A dynamic consideration of the printing device is just as little as a detection of a periodic offset component.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and a printing device of the type mentioned which or which does not have the disadvantages mentioned above or at least to a lesser extent, and in particular at least one reduction between at least two points at least one printed image occurring deviation from a predetermined desired distance is made possible.
  • the object is achieved on the basis of a method according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1. It is further solved starting from a printing device according to the preamble of claim 13 by the features stated in the characterizing part of claim 13.
  • the present invention is based on the technical teaching that a reduction of at least two points of at least one print image occurring deviation from a predetermined desired distance, in particular a reduction of an offset between two adjacent print images in a simple manner is possible if the deviation between The points initially detected and then at least one of the control signals is at least reduced by a correspondingly adapted, in particular temporally variable, delay.
  • a time-variable delay of the at least one control signal in particular of all control signals
  • the offset between the adjacent print images can accordingly be detected first and then at least reduced by a correspondingly adapted, in particular temporally variable, delay of at least one of the second control signals for the second print head.
  • a time-variable delay of the at least one second control signal in particular of all second control signals
  • control signal corresponding to the time which triggers the generation of the relevant pixel by the respective printhead it is understood that it may be sufficient to delay only that control signal corresponding to the time which triggers the generation of the relevant pixel by the respective printhead.
  • a plurality of the relevant control signals, in particular all relevant control signals are delayed in time in order to implement a delay algorithm that is designed to be simple and to be implemented.
  • the present invention accordingly relates to a method for reducing a deviation in a printing direction between at least two points of at least one printed image deviation from a predetermined desired distance, wherein in a printing step the at least one printed image with at least one print head of a printing device on a substrate is generated under a relative movement between the at least one print head and the substrate.
  • a correction information for reducing the deviation is determined in an ascertaining step preceding the printing step.
  • control signals for the at least one print head are then generated for generating the at least one print image in dependence on the correction information, wherein the correction information specifies a, in particular variable, time delay of at least one of the control signals.
  • the two printed images with two print heads of a printing device arranged offset to one another in the printing direction on a substrate are subjected to a relative movement between the print heads and the substrate in order to reduce an offset occurring in one printing direction between two printed images generated.
  • an initial offset between the two print images is determined in a determination step preceding the printing step and a correction information for reducing the offset is determined from the determined initial offset.
  • first control signals for the first print head are generated for generating the two print images and second control signals for the second print head are generated as a function of the correction information, wherein the correction information specifies a, in particular variable, time delay of at least one of the second control signals.
  • control signals in particular the first and second control signals
  • the control signals are generated from measurement signals that are representative of the relative movement between the two printheads and the substrate.
  • the measurement signals are pulses of an encoder, which is connected to a relative movement between the two printheads and the substrate generating drive, since hereby a particularly simple configuration can be achieved.
  • the correction information specifies a variable time delay of the at least one control signal which has a periodic delay component corresponding to the at least one periodic deviation component Periodic delay component is selected such that the time delay of the control signals counteracted the deviation of the two points of their desired distance. If the initial deviation additionally or alternatively has at least one static deviation component, it is additionally or alternatively provided that a variable time delay of the at least one control signal is provided by the correction information, which has a static delay component corresponding to the at least one static deviation component Delay component is chosen such that the time delay of the control signals counteract the deviation of the two points of their desired distance.
  • the correction information specifies a variable time delay of the at least one second control signal that corresponds to a periodic first interval corresponding to the periodic first offset component
  • Delay component has, wherein the periodic first delay component is selected such that the time delay of the second control signals counteracts the offset of the two printed images.
  • the present invention it is possible to compensate for a known or foreseeable disturbance (for example, a periodic disturbance inherent in the operation of the printing device, which would lead to a periodic offset between the two print images in conventional printing devices in that the second control signals are correspondingly delayed such that the corresponding pixel printed by the second print head is again located at the exact nominal position adjacent to the first pixel previously printed by the first print head.
  • a known or foreseeable disturbance for example, a periodic disturbance inherent in the operation of the printing device, which would lead to a periodic offset between the two print images in conventional printing devices in that the second control signals are correspondingly delayed such that the corresponding pixel printed by the second print head is again located at the exact nominal position adjacent to the first pixel previously printed by the first print head.
  • the time-variable delay can basically be generated in any suitable manner.
  • the first control signals and the second control signals are generated from measurement signals that are representative of the relative movement between the two printheads and the substrate.
  • the period and the phase position of the periodic first offset component with respect to the measurement signals are then determined in the determination step, and the amplitude of the first delay component is then selected as a function of the phase position of the first offset component. This makes it possible in a simple manner to compensate for such a periodic offset component.
  • the initial offset has at least one due to the offset of the two printheads static second offset component
  • the correction information a variable time delay of the second control signals is specified, the second, the static having second offset share counteracting delay fraction.
  • the second delay component can have an arbitrary temporal course. In particularly easy to implement variants, it runs linear.
  • the first control signals and the second control signals are generated from measurement signals representative of the relative movement between the two printheads and the substrate, and in the determining step, a print time offset corresponding to the static second offset portion is obtained as a difference of a desired time to avoid the static second offset portion and a predeterminable number N of periods of the measured signals.
  • the print time offset is not an integer multiple of the period of the measurement signals, the print time offset is subdivided into M, in particular equal, delay values.
  • at least part of the measurement signals are each delayed by one of the delay values with respect to a preceding measurement signal. This can be achieved in a simple manner a time-variable (for example, with respect to a start time continuously increasing) delay of the second control signals.
  • the number N of periods of the measuring signals is preferably selected such that the smallest possible printing time offset results, with both a positive and a negative printing time offset being possible. If there is a negative print time offset, this can also be distributed to the delay of the individual second control signals, then of course preferably all delayed second control signals a (constant) positive delay (by a full period) is impressed to always work with positive delay values , Preferably, however, it is provided that the predeterminable number N of periods of the measurement signals is selected so that a positive Print time offset results, so that is ensured in a simple manner that is always worked with a positive delay.
  • any division of the print time offset can be provided for the delay of the individual second control signals.
  • the print time offset is preferably subdivided into N equal delay values and each subsequent measurement signal is delayed by one of the delay values compared to the preceding measurement signal.
  • the initial offset may, in principle, be determined in the determination step in any suitable manner.
  • the initial offset in the determination step is determined from at least one test pattern generated by the two print heads.
  • the initial offset is determined from at least one printing device behavior determined in advance for the printing device.
  • the printing device behavior can be a behavior or properties determined based on measurements on the printing device and / or on the basis of corresponding simulation calculations, which have an influence on the initial offset. This behavior does not necessarily have to be determined on the printing device itself. Rather, it may also be possible to determine this behavior on the basis of measurements and / or simulations of a pattern printing device.
  • the correction information which represents the time delay of the second control signals, can basically be defined in any desired manner.
  • corresponding tables or data records are provided with corresponding discrete values for the time delay, since this makes a particularly simple implementation with little processing effort possible. Intermediate values can then optionally be determined by interpolation or the like. It is also possible that the correction information is given by a continuous function.
  • the present invention further relates to a printing device, in particular for a franking machine, with a control device, at least one print head and a drive device for generating a relative movement between the at least one print head and a substrate to be printed in a printing direction.
  • the control device is designed to control the at least one print head and the drive device in such a way that at least one printed image on the substrate
  • the control device generates control signals for the at least one print head for printing the at least one print image.
  • the control device uses a previously determined stored correction information for reducing a deviation from a predetermined desired distance occurring in the printing direction between at least two points of the at least one printed image, wherein at least one of the control signals is predetermined by the correction information, in particular a variable, temporal delay.
  • the printing device has two print heads arranged offset to one another in a printing direction and a drive device for generating a relative movement between the print heads and the substrate to be printed in the printing direction.
  • the control device is designed to control the two print heads and the drive device in such a way that two print images are generated on the substrate.
  • the control device generates first control signals for the first print head and second control signals for the second print head for printing the two print images.
  • the control device uses a previously determined stored correction information, wherein the correction information specifies a, in particular variable, time delay of at least one of the second control signals.
  • the control device is adapted to the initial deviation, in particular the initial offset, from at least one test pattern generated by the at least one print head, in particular by the two print heads, and / or at least one for the printing device determine previously determined printing device behavior.
  • the printing device itself a corresponding detection device for detecting the test pattern (for example, a Reading device) and / or the printing device behavior (for example, a corresponding measuring device and / or a simulation device).
  • a suitable reading device for reading is, for example, a CCD sensor device.
  • Other sensors or similar elements may, however, also be suitable for use in the device according to the invention.
  • an already existing microprocessor, microcomputer or similar device can be used for the determination of the initial offset.
  • the phase position, the amplitude curve or the mean value of the periodic offset component as well as the static offset component can thereby be determined in a simple manner.
  • the time delay of the or the (optionally second) control signals can basically be generated in any suitable manner.
  • the control device preferably comprises at least one delay element for generating the (possibly variable) time delay.
  • the at least one delay element is a parameterizable delay element. This can be, for example, a counter, which is preset when the encoder signal arrives at a value (previously set by the control device) and counts down at a predetermined clock rate until the value zero is reached. When zero is reached, the time-delayed encoder pulse is generated at the output of the counter and fed to further processing in the printing device.
  • the at least one delay element is implemented by a hardware filter, a microprocessor, a microcomputer, an FPGA and / or an ASIC.
  • the control pulses can be delayed directly.
  • a microprocessor or a microcomputer which may each already be implemented as an evaluation or generally in a printing device
  • a variety of ways to implement a delay element is given.
  • a time loop may be implemented.
  • a time counter can be implemented. After its expiry, a pressure signal can be generated.
  • the printing device is used in conjunction with a franking machine, in particular the already implemented FPGA can be used. It is understood that according to other variants of the invention, other implementations of a delay element can be implemented.
  • the use of elements already implemented in a printing device can reduce cost and effort.
  • the inventive method and the printing device according to the invention can be used in any devices. Any printing principles (inkjet, thermal transfer, etc.) can be used. However, the use is particularly advantageous in connection with franking machines, as these are made particularly stringent requirements in terms of print quality.
  • the present invention therefore further relates to a franking machine with a printing device according to the invention. With this franking machine, the variants and advantages described above can be realized to the same extent, so that in this regard reference is made to the above statements. In particular, the above-described inventive method can be carried out with this franking machine according to the invention.
  • FIGS. 1 to 7 a preferred embodiment of the present franking machine 101 according to the invention is described with a preferred embodiment of the printing device 102 according to the invention, with which a preferred embodiment of the method according to the invention is performed.
  • the printing device 102 comprises a first print head 102.1 and a second print head 102.2.
  • the two printheads 102.1 and 102.2 are inkjet printheads each having a nozzle row 102.3 or 102.4. It is understood, however, that in other variants of the invention, it is also possible to use print heads which work according to another printing principle.
  • the two print heads 102.1 and 102.2 are arranged offset relative to one another in a printing direction (x direction) as well as in a direction (y direction) transversely to this printing direction, so that two print images adjoining one another without gaps are provided with their nozzle rows 102.3 and 102.4 103.1 and 103.2 can be printed on a substrate 104 (for example, a letter), which yield a total print image 103.
  • a substrate 104 for example, a letter
  • the letter 104 is transported over a transport device 102.5 with a transport roller 102.6 in the printing direction x past the two print heads 102.1, 102.2. It is understood, however, that in other variants of the invention it can also be provided that the two print heads are transported past a stationary substrate or that both print heads and the substrate are moved.
  • the relative movement between that in the letter 104 and the two print heads 102.1, 102.2 is detected using a measuring device connected to the transport roller 102.6 in the form of a rotary encoder 102.7 designed as an encoder.
  • the encoder 102.7 provides per revolution of the transport roller 102.6 at its signal output a predetermined number of measurement signals in the form of encoder pulses 105 (see FIG. 3 ) which are relayed to a controller 102.8 connected to the encoder 102.7.
  • the control device 102.8 is in turn connected to the two printheads 102.1, 102.2 and controls them using the encoder pulses 105 to generate the two print images 103.1 and 103.2.
  • the first print head 102.1 is activated with first control signals
  • the first print head 102.2 is activated with second control signals 106 (see FIG FIG. 3 ) is driven.
  • the first and second print images 103.1, 103.2 are distorted in each case along the printing direction x (hence, the distance in the printing direction x of successive pixels of the respective print image 103.1, 103.2 deviates from a predetermined desired distance).
  • the FIG. 3 shows as a function of the position (x relative to the total length) in the total print image 103 by way of example the respective deviation A1 (x) (first print image 103.1) or A2 (x) (second print image 103.2) of the image points from the respective setpoint position in the overall print image 103 ( based on the printing resolution R).
  • first pixel at the edge of the first partial image 103.1 is printed by the first printhead 102.1 at a first time
  • the second pixel immediately adjacent to the first pixel at the edge of the second partial image 103.2 will not be printed by the second printhead 102.2 until the second printhead 102.2 Letter 104 (powered by the transport device 102.5) has overcome the distance D between the two rows of nozzles 102.3 and 102.4 in the printing direction x.
  • the offset V typically has a static offset component V s and a periodic offset component V p , which in the FIG. 4 are shown.
  • the periodic offset component Vp can be composed of a plurality of periodic components with different phase lengths. In the present example, however, only a single periodic offset component is to be treated as a simplification.
  • the static offset component V s is usually due to diameter errors of the drive elements of the transport device 102.5 (for example, the transport roller 102.6) or based on position errors due to tolerances in the installation of the print heads 102.1, 102.2.
  • a deviation of the diameter of the transport roller 102.6 from its nominal value means that when the encoder pulses 105 of the encoder 102.7 are reached, the reaching of the printing position or of the printing time T p is detected too early (smaller diameter) or too late (larger diameter).
  • the periodic offset component Vp which continues to occur beyond this is due to variable disturbances in the printing with the print heads 102.1, 102.2. Since adjacent dots are printed by the two printheads 102.1, 102.2 at different times, there is one existing when printing the first dot with the first printhead 102.1 Disturbance under certain circumstances already decayed when the immediately adjacent second pixel is printed with the second printhead 102.2.
  • this periodic offset component V p there are many causes for this periodic offset component V p , such as an eccentric connection of the encoder 102.7, an eccentricity of the transport roller 102.6 (same period duration but deviating phase position), runout error of the transport roller 102.6 (deviating period duration and deviating phase angle) as well as impacts due to changes the engagement conditions of the drive elements of the transport device 102.5 may occur.
  • a first test overall print image 104 is first generated, which is then detected by a detection device 102.9 (for example a CCD chip or the like) connected to the control device 102.8.
  • a detection device 102.9 for example a CCD chip or the like
  • the initial offset V in other variants of the invention can be detected in other ways, in particular it can be provided that the user of the franking machine makes a visual inspection of the test overall image, this classified accordingly and a corresponding input in the postage meter machine performs a suitable interface (eg a keyboard, etc.).
  • the initial offset V is a function V (x) of the x coordinate of the total print image 103 because of the periodical offset part Vp.
  • the initial offset V thus (as well as the FIGS. 3 and 4 can be seen) over the length of the total printing image 103 along the printing direction x no constant value.
  • the initial offset V (x) is determined from at least one printing device behavior determined in advance for the printing device 102.
  • the printing device behavior may be a behavior or properties determined based on measurements on the printing device 102 and / or on the basis of corresponding simulation calculations, which have an influence on the initial offset V (x). This behavior does not necessarily have to be determined on the printing device 102 itself. Rather, it is possibly also It is possible to determine this behavior by means of measurements and / or simulations of a pattern printer.
  • correction information in the form of a delay function F (n) is subsequently determined by the control device 102.8, as will be explained in more detail below.
  • the control device 102.8 shapes the second control signals 106 for the second print head 102.2 as a function of the number n of the respective encoder pulse 105 (starting from a starting point, for example the first generation of a pixel of the first print image 103.1) the encoder pulses 105 delivered by the encoder 102.7 have a variable time delay t v (n).
  • a periodic first delay component F pi (n) corresponding to the respective periodic first offset component V pi is first determined for this purpose.
  • the respective periodic first offset component V pi is first assigned to the individual encoder pulses 105 and from this the corresponding periodic first delay component F pi (n) is determined such that the time delay t Vgi (n) of the second control signals the offset V (x) of the two Print images 103.1 and 103.2 counteracts.
  • At least one second control signal 106 may be omitted (ie already printed after N-1 and not after N second control signals 106) in order to obtain the negative offset V rp (F pi ) (see FIG FIG. 5 ) and thus to achieve the desired printing time T p .
  • a static second delay component F s (n) corresponding to the static second offset component V s is then determined.
  • a static second delay component F s (n) corresponding to the static second offset component V s can be determined.
  • the static second offset component V s is first assigned to the individual encoder pulses 105 and from this the corresponding static second delay component F s (n) determined such that the time delay t Vs (n) of the second control signals the static offset V (x) of the two Print images 103.1 and 103.2 counteracts.
  • At least one second control signal 106 may be omitted (ie already printed after N-1 and not after N second control signals 106) in order to obtain the negative offset V Fs (F s ) (see FIG FIG. 6 ) and thus to achieve the desired printing time T p .
  • step 107.3 the static second offset component V s is first assigned to the individual encoder pulses 105 and from this the corresponding static second delay component F s (n) is determined such that the time delay t Vs (n ) of the second control signals the offset V (x) of the two printed images 103.1 and 103.2 counteracted.
  • a pressure time offset t R corresponding to the static second offset component V s (x) is determined as the difference between a setpoint time T p for avoiding the static second offset component V s (x) and a predeterminable number N of periods of the encoder pulses 105 (period ⁇ t N ).
  • the target time point T p results from a predetermined number N of desired encoder pulses 108, as they are in FIG. 7 are shown. In the present example, the number N is selected such that the smallest possible positive printing time offset results.
  • FIG. 7 to simplify the representation, only a very few encoder pulses are present between the start time T s (eg, printing time of the first pixel by the first print head 102.1) and the desired time T p (printing time of the second pixel located immediately adjacent to the first pixel by the second print head 102.2). It is understood that in reality a significantly higher number of encoder pulses (typically more than 50) may be present between the start time T s and the target time T p .
  • the static second delay component F s (n) is then selected so that during printing the encoder pulses 105 are delayed for generating the second control signals 106 inter alia by the delay value .DELTA.t R with respect to the previous encoder pulse 105, so that with respect to the start time T s a continuously linearly increasing delay t Vs (n) of the second control signals 106 relative to the encoder pulses 105 results.
  • the delay function F (n) which represents the time delay of the second control signals 106, is then determined by the control device 102.8 according to equation (2).
  • the delay function F (n) can basically be defined in any way. Corresponding tables or data records with corresponding discrete values for the time delay t V (n) are preferably stored in a memory of the control device 102.8, since this makes possible a particularly simple implementation with little processing effort. Intermediate values can then optionally be determined by interpolation or the like in the control device 102.8. However, it is also possible for the delay function F (n) to be predetermined by a continuous function.
  • a predetermined total pressure image 103 is then generated, wherein the control device 102.8 uses the delay function F (n) to delay the second control signals 106 accordingly and thus to reduce the offset V between the two print images 103.1 and 103.2.
  • F (n) the delay function
  • the control device 102.8 uses the delay function F (n) to delay the second control signals 106 accordingly and thus to reduce the offset V between the two print images 103.1 and 103.2.
  • a known or foreseeable disturbance for example, a periodic disturbance inherent in the operation of the printing device
  • the second control signals 106 are delayed accordingly, so that the corresponding printed via the second print head 102.2 pixel of the second print image 104.2 again at the exact target position next to the previously printed by the first print head 102.1 first pixel of the first print image 103.1.
  • the time delay of the second control signals 106 can basically be generated in any suitable manner by the control device 102.8.
  • the control device comprises at least one parameterizable delay element for generating the corresponding time delay.
  • This can be, for example, a counter which is preset when the encoder signal 105 arrives at a value (previously set by the control device 102.8) and counts down at a predetermined clock rate until the value zero is reached.
  • the time-delayed encoder pulse 105 is generated as the second control signal 106 at the output of the counter and supplied to the further processing in the printing device 102.
  • the at least one delay element is realized by a hardware filter, a microprocessor, a microcomputer, an FPGA and / or an ASIC.
  • control pulses can be delayed directly.
  • a time loop may be implemented.
  • a time counter can be implemented. After its expiry, a pressure signal can be generated.
  • a step 107.7 it is then checked whether a further print image 103 is to be printed. If this is not the case, the procedure ends in a step 107.9. Otherwise it will in a step 107.8 checks whether a detection of the initial offset error V and a determination of the delay function F (n) is to be performed again. If this is the case, the program returns to step 107.2. Otherwise, the program jumps back to step 107.6.
  • the re-detection of the initial offset error V and determination of the deceleration function F (n) can be done after each print of a print image 103, the print image 103 just generated then being the basis for the detection of the initial offset error V and the determination of the delay function F (n) can serve.
  • this can also be provided when an arbitrary temporal event (for example, after the expiry of a certain time, etc.) or non-temporal event (for example, after the generation of k print images, etc.) has occurred.
  • a corresponding delay is also applied to the first control signals for the first print head, in order to reduce the delay in the first print head FIG. 3 shown deviation (previously correspondingly determined or detected) A1 (x) (thus, therefore, the deviation of points of the first print image 103.1 from its desired distance in the printing direction x) to bring the value at least near zero.
  • the deviation A1 (x) is finally set as the above-described offset V (x) and subsequently compensated in an analogous manner (using the procedure described with reference to equations 2 to 8).
  • correction information in the form of a delay function FA1 (n) is subsequently determined by the control device 102.8, as will be explained in more detail below.
  • the control device 102.8 determines the further control signals for the first print head 102.1 in relation to the number n of the respective encoder pulse 105 (starting from a starting point, for example the first generation of a pixel of the first print image 103.1) encoder pulses 105 supplied by the encoder 102.7 have a variable time delay t VA1 (n).
  • the time delay t VA1 (n) is again a linear combination of static components t VA1s (n) and periodic components t VA1pi (n).
  • a periodic first delay component FA1 pi (n) corresponding to the respective periodic first deviation component A1 pi is first determined.
  • the respective periodic first deviation component A1 pi is first assigned to the individual encoder pulses 105 and from this the corresponding periodic first delay component FA1 pi (n) is determined such that the time delay t VA1pi (n) of the first control signals of the deviation A1 (x) counteracts.
  • At least one first control signal is omitted (ie already printed after N-1 and not after N first control signals) in order to obtain the negative deviation A1Fp ( Fpi ) (see FIG. 9 ) and thus to achieve the desired printing time T p .
  • a static second delay component FA1 s (n) corresponding to the static second deviation component A1 s can be determined.
  • the static second deviation component A1 s is assigned to the individual encoder pulses 105 and from this the corresponding static second delay component FA1 s (n) is determined such that the time delay t VA1s (n) counteracts the first control signals of the static deviation A1 (x).
  • At least one first control signal is omitted (ie already printed after N-1 and not after N second control signals 106) in order to obtain the negative deviation A1Fs (F s ) (see FIG FIG. 10 ) and thus to achieve the desired printing time T p .
  • the just described distortion compensation in the printing direction x can not be used only in the printing devices with a plurality of print heads described above. Rather, it can of course also be used in any printing devices with only one printhead in an advantageous manner.

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Abstract

Verfahren zum Reduzieren einer in einer Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds (103.1,103.2) auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand, wobei in einem Druckschritt (107.6) vorangehenden Ermittlungsschritt (107.2,107.3,107.4,107.5) eine anfängliche Abweichung von einem Soll-Abstand zwischen den beiden Punkten ermittelt wird sowie aus der ermittelten anfänglichen Abweichung eine Korrekturinformation zum Reduzieren der Abweichung ermittelt wird und in dem Druckschritt (107.6) zum Erzeugen des Druckbilds Steuersignale (106) für wenigstens einen Druckkopf (102.1;102.2) in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert werden, wobei durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale (106) vorgegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren einer in einer Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand, bei dem in einem Druckschritt das wenigstens eine Druckbild mit wenigstens einem Druckkopf einer Druckeinrichtung auf einem Substrat unter einer Relativbewegung zwischen den Druckköpfen und dem Substrat erzeugt wird, wobei in einem dem Druckschritt vorangehenden Ermittlungsschritt eine anfängliche Abweichung von einem Soll-Abstand zwischen den beiden Punkten ermittelt wird sowie aus der ermittelten anfänglichen Abweichung eine Korrekturinformation zum Reduzieren der Abweichung ermittelt wird und in dem Druckschritt zum Erzeugen des wenigstens einen Druckbilds Steuersignale für den wenigstens einen Druckkopf in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert werden. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine entsprechende Druckeinrichtung.
  • Bei Frankiermaschinen aber auch bei anderen Druckeinrichtungen, bei denen ein Substrat in einer einzigen Bewegung bedruckt werden soll, besteht häufig das Problem, dass das zu erzeugende Druckbild quer zur Druckrichtung eine Abmessung aufweist, die größer ist als die von dem verwendeten Druckkopftyp zur Verfügung gestellte Druckbreite. Daher ist es erforderlich, mehrere Druckköpfe zu verwenden, um die erforderliche Druckbreite zu erzielen. Da das Gehäuse der verwendeten Druckköpfe in der Regel breiter ist als der eigentlich zum Drucken verwendete Bereich ist es typischerweise nicht möglich, die druckenden Bereiche der Druckköpfe (in Druckrichtung) auf derselben Höhe anzuordnen, da in diesem Fall kein bündiger Anschluss der Teilbilder (quer zur Druckrichtung) möglich ist, mithin also kein lückenloses Druckbild erzeugt werden kann. Daher ist es erforderlich, die verwendeten Druckköpfe in Druckrichtung und quer zur Druckrichtung zueinander versetzt anzuordnen, um einen bündigen Anschluss (gegebenenfalls sogar einen leichten Überlapp) der Teilbilder zu erzielen.
  • Diese Gestaltung hat zur Folge, dass Bildpunkte, die auf dem Druckbild nebeneinander liegen, aber von unterschiedlichen Druckköpfen erzeugt werden, in teils deutlichem zeitlichen Abstand gedruckt werden müssen. Wird also beispielsweise ein erster Bildpunkt am Rand des ersten Teilbildes von dem ersten Druckkopf zu einem ersten Zeitpunkt gedruckt, so wird der unmittelbar neben dem ersten Bildpunkt am Rand des zweiten Teilbildes liegende zweite Bildpunkt durch den zweiten Druckkopf erst dann gedruckt, wenn das Substrat (beispielsweise ein Brief, der durch eine entsprechende Transporteinrichtung transportiert wird) den Abstand zwischen den beiden zum Drucken genutzten Bereichen der beiden Druckköpfe in Druckrichtung überwunden hat.
  • Die Relativposition zwischen den Druckköpfen und dem Substrat und damit das Erreichen der Position bzw. des Zeitpunkts, an der bzw. dem der zweite Bildpunkt zu drucken ist, wird typischerweise über eine entsprechende Messeinrichtung erfasst. Üblicherweise ist dies ein mit dem Antrieb der Transporteinrichtung verbundener Encoder, der an seinem Ausgang je Wegeinheit der Relativbewegung (zwischen dem Substrat und den Druckköpfen) eine definierte Anzahl von Messsignalen in Form von Encoderpulsen liefert. Bei solchen Transporteinrichtungen werden typischerweise rotierende Elemente, wie insbesondere Walzen und ähnliche Elemente, verwendet, um das zu bedruckende Substrat zu transportieren.
  • Aufgrund des geschilderten zeitlichen Versatzes des Druckens benachbarter Punkte durch unterschiedliche Druckköpfe können die Abdrücke solcher Druckeinrichtungen in der Druckrichtung als Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand zwischen Punkten des (Gesamt-)Druckbildes einen Versatz zwischen den beiden aneinander angrenzenden Druckbildern (Teilbildern) aufweisen. Hierbei versteht es sich, dass in diesem Fall der Soll-Abstand (in der Druckrichtung) zwischen den unmittelbar benachbarten Punkten der beiden (Teil-)Druckbilder gleich Null ist, also gerade kein Versatz der beiden (Teil-)Druckbilder gewünscht ist. Dieser Versatz hat typischerweise einen statischen Versatzanteil und einen periodischen Versatzanteil. Ein solcher Versatz zwischen den beiden aneinander angrenzenden (Teil-)Druckbildern ist im Bereich der Erzeugung von Frankierabdrucken nicht zuletzt wegen der steigenden Anforderungen an die Maschinenlesbarkeit solcher Druckbilder unerwünscht.
  • Der statische Versatzanteil ist üblicherweise bedingt durch Durchmesserfehler der Antriebselemente oder basiert auf Positionsfehlern aufgrund von Toleranzen beim Einbau der Druckköpfe. So bedingt beispielsweise eine Abweichung des Durchmessers der Transportrolle für das Substrat von seinem Sollwert, dass bei der Auswertung der Messsignale (z. B. Zählen der Encoderpulse) des mit der Transportrolle verbundene Drehgebers (Encoders) das Erreichen der Druckposition bzw. des Druckzeitpunkts zu früh (kleinerer Durchmesser) oder zu spät (größerer Durchmesser) erfasst wird.
  • Dieses Problem wird bei bekannten derartigen Druckeinrichtungen durch erneutes Justieren der Druckköpfe gelöst. Typischerweise wird durch die beiden Druckköpfe ein Testmuster (beispielsweise ein Noniusmuster) ausgedruckt und anhand der Position des minimalen Versatzes wird der Abstand der beiden zum Drucken genutzten Bereiche (also beispielsweise bei der Verwendung von Tintenstrahldruckköpfen der Abstand der beiden Düsenreihen) in der Druckrichtung ermittelt und als Korrekturinformation an die Steuerung der Druckköpfe übergeben. Jedoch lassen sich hiermit nur statische Versatzanteile vollständig korrigieren, die ein ganzzahliges Vielfaches der Druckauflösung sind. Steht beispielsweise eine Druckauflösung von 300 dpi zur Verfügung, beträgt der maximale verbleibende Restfehler immer noch ±1/600 in bzw. etwa ±42 µm. Ein in der Regel verbleibender Restfehler, der die Qualität des Abdrucks signifikant beeinträchtigen kann, kann hierüber nicht korrigiert werden.
  • Der darüber weiterhin auftretende periodische Versatzanteil ist bedingt durch variable Störungen beim Druck mit unterschiedlichen Druckköpfen. Da benachbarte Punkte von unterschiedlichen Druckköpfen zu unterschiedlichen Zeitpunkten gedruckt werden, ist eine beim Drucken des ersten Punktes mit dem ersten Druckkopf vorhandene Störung unter Umständen schon wieder abgeklungen, wenn der unmittelbar daneben liegende zweite Bildpunkt mit dem zweiten Druckkopf gedruckt wird.
  • Es gibt vielfältige Ursachen für diesen periodischen Versatzanteil, wie eine exzentrische Anbindung des Encoders, eine Exzentrizität der antreibenden Walzen (gleiche Periodendauer aber abweichende Phaselage), Unrundheitsfehler der antreibenden Walzen (abweichende Periodendauer und abweichende Phasenlage) sowie Stöße, die aufgrund von Änderungen der Eingriffsverhältnisse der Antriebselemente auftreten können.
  • Die soeben beschriebenen Ursachen für den statische und periodische Versatzanteile treten aber nicht nur bei der Verwendung von mehreren versetzt angeordneten Druckköpfen auf. Vielmehr wirken sie sich auch bei Druckeinrichtungen mit einem einzigen Druckkopf aus. Hier wirken sie sich auf den Abstand einander in Druckrichtung folgender Punkte auf und machen sich als in Druckrichtung konstante (statischer Anteil) oder periodisch variierende (periodischer Anteil) Dehnung und/oder Stauchung des Druckbildes bemerkbar.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 053 146 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Treibersignalen eines Druckkopfs bekannt. Die Kalibrierung wird nach Austausch einer Patrone durchgeführt. Es werden vier Parameter des Treibersignals, die Zeitdauer des Hauptantriebsimpuls, die Zeitdauer des Vorheizimpuls, das Zeitintervall zwischen Vor- und Hauptantriebsimpuls und die Treiberspannung, kalibriert. Für jeden dieser Parameter werden mehrere Testdrucke abhängig von jeweils unterschiedlichen Werten eines Parameters gedruckt. Anschließend wird jeweils der Parameterwert, der zu dem besten Druckergebnis führt, gewählt. Eine dynamische Betrachtung der Druckeinrichtung erfolgt hier ebensowenig wie eine die Detektion eines periodischen Versatzanteils.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Druckeinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere zumindest eine Reduktion einer zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand ermöglicht wird.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Sie wird weiterhin ausgehend von einer Druckeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die technische Lehre zu Grunde, dass eine Reduktion einer zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand, insbesondere eine Reduktion eines Versatzes zwischen zwei benachbarten Druckbildern auf einfache Weise möglich ist, wenn die Abweichung zwischen den Punkten zunächst erfasst und dann über eine entsprechend angepasste, insbesondere zeitlich variable, Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale zumindest reduziert wird. Durch eine zeitlich variable Verzögerung des wenigstens einen Steuersignals (insbesondere aller Steuersignale) ist es nicht nur möglich, einen statischen Abweichungsanteil gegenüber den bisher bekannten Lösungen noch weiter zu reduzieren, gegebenenfalls sogar vollständig zu kompensieren. Es ist ebenfalls möglich, die zeitliche Verzögerung der Steuersignale über einen periodischen Verzögerungsanteil so zu variieren, dass auch zeitlich variablen, insbesondere periodischen, Komponenten in der Abweichung von dem vorgegebenen Soll-Abstand entgegengewirkt werden kann. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, gegebenenfalls sogar zu einer vollständigen Kompensation der Abweichung von dem vorgegebenen Soll-Abstand der zu gelangen.
  • Bei der Kompensation von Versatzfehlern zwischen benachbarten, von unterschiedlichen Druckköpfen erzeugten Druckbildern kann demgemäß der Versatz zwischen dem benachbarten Druckbildern zunächst erfasst und dann über eine entsprechend angepasste, insbesondere zeitlich variable, Verzögerung wenigstens eines der zweiten Steuersignale für den zweiten Druckkopf zumindest reduziert werden. Durch eine zeitlich variable Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals (insbesondere aller zweiten Steuersignale) ist es nicht nur möglich, einen statischen Versatzanteil gegenüber den bisher bekannten Lösungen noch weiter zu reduzieren, gegebenenfalls sogar vollständig zu kompensieren. Es ist ebenfalls möglich, die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale über einen periodischen Verzögerungsanteil so zu variieren, dass auch zeitlich variablen, insbesondere periodischen, Komponenten im Versatz zwischen den Druckbildern der beiden Druckköpfe entgegengewirkt werden kann. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, gegebenenfalls sogar zu einer vollständigen Kompensation des Versatzes zwischen den beiden Druckbildern zu gelangen.
  • Hierbei versteht es sich, dass es gegebenenfalls ausreichen kann, nur dasjenige Steuersignal entsprechend zeitlich zu verzögern, welches die Generierung des betreffenden Bildpunktes durch den betreffenden Druckkopf auslöst. Bevorzugt werden jedoch mehrere der betreffenden Steuersignale, insbesondere alle betreffenden Steuersignale entsprechend zeitlich verzögert, um einen entsprechend einfach aufgebauten und zu realisierenden Verzögerungsalgorithmus zu implementieren.
  • Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung demgemäß ein Verfahren zum Reduzieren einer in einer Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand, bei dem in einem Druckschritt das wenigstens eine Druckbild mit wenigstens einem Druckkopf einer Druckeinrichtung auf einem Substrat unter einer Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Druckkopf und dem Substrat erzeugt wird. In einem dem Druckschritt vorangehenden Ermittlungsschritt wird zunächst eine anfängliche Abweichung von einem Soll-Abstand zwischen den beiden Punkten ermittelt wird sowie aus der ermittelten anfänglichen Abweichung eine Korrekturinformation zum Reduzieren der Abweichung ermittelt. In dem Druckschritt werden dann zum Erzeugen des wenigstens einen Druckbilds Steuersignale für den wenigstens einen Druckkopf in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert, wobei durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale vorgegeben wird.
  • Bei Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei Druckköpfen werden zum Reduzieren eines in einer Druckrichtung zwischen zwei Druckbildern auftretenden Versatzes, in einem Druckschritt die beiden Druckbilder mit zwei in der Druckrichtung zueinander versetzt angeordneten Druckköpfen einer Druckeinrichtung auf einem Substrat unter einer Relativbewegung zwischen den Druckköpfen und dem Substrat erzeugt. Dabei wird in einem dem Druckschritt vorangehenden Ermittlungsschritt ein anfänglicher Versatz zwischen den beiden Druckbildern ermittelt sowie aus dem ermittelten anfänglichen Versatz eine Korrekturinformation zum Reduzieren des Versatzes ermittelt. In dem Druckschritt werden zum Erzeugen der beiden Druckbilder erste Steuersignale für den ersten Druckkopf generiert und zweite Steuersignale für den zweiten Druckkopf in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert, wobei durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der zweiten Steuersignale vorgegeben wird.
  • Die betreffenden Steuersignale, insbesondere die ersten und zweiten Steuersignale, können grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise generiert werden. Vorzugsweise werden die Steuersignale, insbesondere die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale, aus Messsignalen generiert, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen und den Substrat repräsentativ sind. Bevorzugt sind die Messsignale Impulse eines Encoders, der mit einem die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen und den Substrat erzeugenden Antrieb verbunden ist, da hiermit eine besonders einfache Konfiguration erzielt werden kann.
  • Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen die anfängliche Abweichung zumindest einen periodischen Abweichungsanteil aufweist, ist vorgesehen, dass durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen Steuersignals vorgegeben wird, die einen dem wenigstens einen periodischen Abweichungsanteil entsprechenden periodischen Verzögerungsanteil aufweist, wobei der periodische Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der Steuersignale der Abweichung der beiden Punkte von ihrem Soll-Abstand entgegengewirkt. Weist die anfängliche Abweichung zusätzlich oder alternativ zumindest einen statischen Abweichungsanteil auf, so ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen Steuersignals vorgegeben wird, die einen dem wenigstens einen statischen Abweichungsanteil entsprechenden statischen Verzögerungsanteil aufweist, wobei der statische Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der Steuersignale der Abweichung der beiden Punkte von ihrem Soll-Abstand entgegengewirkt.
  • Bei Druckeinrichtungen mit zwei (oder mehr) Druckköpfen, bei denen der anfängliche Versatz zumindest einen periodischen ersten Versatzanteil aufweist, ist vorgesehen, dass durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals vorgegeben wird, die einen dem periodischen ersten Versatzanteil entsprechenden periodischen ersten Verzögerungsanteil aufweist, wobei der periodische erste Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale dem Versatz der beiden Druckbilder entgegengewirkt. Mit anderen Worten ist es mit der vorliegende Erfindung möglich, einer bekannten bzw. vorhersehbaren Störung (beispielsweise eine eingangs beschriebene, dem Betrieb der Druckeinrichtung inhärente periodische Störung), die bei herkömmlichen Druckeinrichtungen zu einem periodischen Versatz zwischen den beiden Druckbildern führen würde, dadurch zu kompensieren, dass die zweiten Steuersignale entsprechend verzögert werden, so dass der entsprechende über den zweiten Druckkopf gedruckte Bildpunkt wiederum an der exakten Sollposition neben dem zuvor durch den ersten Druckkopf gedruckten ersten Bildpunkt liegt.
  • Hierbei versteht es sich, dass für den Fall, dass sich aus dem periodischen ersten Versatzanteil rechnerisch eine negative Verzögerung ergibt, vorgesehen sein kann, dass alle zweiten Steuersignale zusätzlich um einen entsprechenden (konstanten, zumindest dem Maximalbetrag der ermittelten negativen Verzögerung entsprechenden) Verzögerungsbetrag verzögert werden können, um stets mit positiven Verzögerungswerten arbeiten zu können. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Encodern von Vorteil, welche als Messsignal einen Encoderpuls liefern, der naturgemäß nur einer positiven Verzögerung unterworfen werden kann. Ist dies der Fall, muss die Einstellung dann so vorgenommen werden, dass mit Drucken des zweiten Druckbilds schon ein oder mehrere Encoderpulse früher begonnen wird.
  • Die zeitlich variable Verzögerung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erzeugt werden. Bei vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale aus Messsignalen generiert werden, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen und dem Substrat repräsentativ sind. In dem Ermittlungsschritt werden dann die Periode und die Phasenlage des periodischen ersten Versatzanteils bezüglich der Messsignale ermittelt und es wird anschließend die Amplitude des ersten Verzögerungsanteils als Funktion der Phasenlage des ersten Versatzanteils gewählt. Hierdurch ist es in einfacher Weise möglich, einen solchen periodischen Versatzanteil zu kompensieren.
  • Bei weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen der anfängliche Versatz zumindest einen durch den Versatz der beiden Druckköpfe bedingten statischen zweiten Versatzanteil aufweist, ist vorgesehen, dass durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale vorgegeben wird, die einen zweiten, dem statischen zweiten Versatzanteil entgegenwirkenden Verzögerungsanteil aufweist. Der zweite Verzögerungsanteil kann hierbei einen beliebigen zeitlichen Verlauf aufweisen. Bei besonders einfach zu realisierenden Varianten verläuft er linear.
  • Vorzugsweise werden die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale aus Messsignalen generiert, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen und dem Substrat repräsentativ sind, und es wird in dem Ermittlungsschritt ein dem statischen zweiten Versatzanteil entsprechender Druckzeitversatz als Differenz eines Sollzeitpunkts zur Vermeidung des statischen zweiten Versatzanteils und einer vorgebbaren Anzahl N von Perioden der Messsignale ermittelt. Für den Fall, dass der Druckzeitversatz kein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Messsignale ist, wird der Druckzeitversatz in M, insbesondere gleiche, Verzögerungswerte unterteilt. Anschließend wird wenigstens ein Teil der Messsignale jeweils um einen der Verzögerungswerte bezüglich eines vorangegangenen Messsignals verzögert. Hiermit kann in einfacher Weise eine zeitlich variable (beispielsweise eine bezüglich eines Startzeitpunkts stetig ansteigende) Verzögerung der zweiten Steuersignale erzielt werden.
  • Hierbei ist grundsätzlich eine beliebige Verteilung des insgesamt zu erzielenden Druckzeitversatzes auf die einzelnen zweiten Steuersignale möglich. Mit anderen Worten kann gegebenenfalls auch vorgesehen sein, dass nur eines oder einzelne der zweiten Steuersignale entsprechend verzögert werden. Vorzugsweise erfolgt jedoch eine gleichmäßige Verteilung des Druckzeitversatz ist auf die einzelnen Steuersignale, da eine solche Konfiguration besonders einfach zu realisieren ist.
  • Die Anzahl N von Perioden der Messsignale ist vorzugsweise so gewählt, dass sich ein möglichst geringer Druckzeitversatz ergibt, wobei sowohl ein positiver als auch ein negativer Druckzeitversatz möglich ist. Ergibt sich ein negativer Druckzeitversatz, kann dieser ebenfalls auf die Verzögerung der einzelnen zweiten Steuersignale verteilt werden, wobei dann natürlich vorzugsweise allen verzögerten zweiten Steuersignalen zusätzlich eine (konstante) positive Verzögerung (um eine volle Periode) aufgeprägt wird, um stets mit positiven Verzögerungswerten zu arbeiten. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die vorgebbare Anzahl N von Perioden der Messsignale so gewählt wird, dass sich ein positiver Druckzeitversatz ergibt, sodass in einfacher Weise sichergestellt ist, dass stets mit einer positiven Verzögerung gearbeitet wird.
  • Wie bereits erwähnt, kann eine beliebige Aufteilung des Druckzeitversatzes es auf die Verzögerung der einzelnen zweiten Steuersignale vorgesehen sein. Vorzugsweise wird der Druckzeitversatz in N gleiche Verzögerungswerte unterteilt und jedes nachfolgende Messsignal wird jeweils um einen der Verzögerungswerte gegenüber dem vorangegangenen Messsignal verzögert.
  • Der anfängliche Versatz kann in dem Ermittlungsschritt grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise ermittelt werden. Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist vorgesehen, dass der anfängliche Versatz in dem Ermittlungsschritt aus zumindest einem durch die beiden Druckköpfe erzeugten Testmuster ermittelt wird. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der anfängliche Versatz aus zumindest einem für die Druckeinrichtung vorab ermittelten Druckeinrichtungsverhalten ermittelt wird. Bei dem Druckeinrichtungsverhalten kann es sich um ein anhand von Messungen an der Druckeinrichtung und/oder anhand entsprechender Simulationsrechnungen ermitteltes Verhalten bzw. ermittelte Eigenschaften handeln, welches bzw. welche einen Einfluss auf den anfänglichen Versatz haben. Dieses Verhalten muss nicht notwendigerweise an der Druckeinrichtung selbst ermittelt worden sein. Vielmehr ist es gegebenenfalls auch möglich, dieses Verhalten anhand von Messungen und/oder Simulationen einer Muster-Druckeinrichtung zu ermitteln.
  • Die Korrekturinformation, welche die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale repräsentiert, kann grundsätzlich in beliebiger Weise definiert werden. Vorzugsweise sind entsprechende Tabellen oder Datensätze mit entsprechenden diskreten Werten für die zeitliche Verzögerung vorgesehen, da hiermit eine besonders einfache Realisierung mit geringem Verarbeitungsaufwand möglich ist. Zwischenwerte können dann gegebenenfalls durch Interpolation oder dergleichen ermittelt werden. Ebenso ist es möglich, dass die Korrekturinformation durch eine kontinuierliche Funktion vorgegeben wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Druckeinrichtung, insbesondere für eine Frankiermaschine, mit einer Steuereinrichtung, wenigstens einem Druckkopf und einer Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Druckkopf und einem zu bedruckenden Substrat in einer Druckrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, den wenigstens einen Druckkopf und die Antriebseinrichtung derart anzusteuern, dass wenigstens ein Druckbild auf dem Substrat erzeugt wird, Die Steuereinrichtung generiert zum Drucken des wenigstens einen Druckbilds Steuersignale für den wenigstens einen Druckkopf. Die Steuereinrichtung verwendet dabei zum Reduzieren einer in der Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten des wenigstens einen Druckbilds auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand eine vorab ermittelte gespeicherte Korrekturinformation, wobei durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale vorgegeben ist. Mit dieser Druckeinrichtung lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Insbesondere lässt sich mit dieser erfindungsgemäßen Druckeinrichtung das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
  • Bei bestimmten Varianten der Erfindung weist die Druckeinrichtung zwei in einer Druckrichtung zueinander versetzt angeordnete Druckköpfen und eine Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen den Druckköpfen und dem zu bedruckenden Substrat in der Druckrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, die beiden Druckköpfe und die Antriebseinrichtung derart anzusteuern, dass zwei Druckbilder auf dem Substrat erzeugt werden. Die Steuereinrichtung generiert zum Drucken der beiden Druckbilder erste Steuersignale für den ersten Druckkopf und zweite Steuersignale für den zweiten Druckkopf. Weiterhin verwendet die Steuereinrichtung zum Reduzieren eines in einer Druckrichtung zwischen den beiden Druckbildern auftretenden anfänglichen Versatzes bei der Generierung der zweiten Steuersignale eine vorab ermittelte gespeicherte Korrekturinformation verwendet, wobei durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der zweiten Steuersignale vorgegeben ist. Mit dieser Druckeinrichtung lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Insbesondere lässt sich mit dieser erfindungsgemäßen Druckeinrichtung das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
  • Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die anfängliche Abweichung, insbesondere den anfänglichen Versatz, aus zumindest einem durch den wenigstens einen Druckkopf, insbesondere durch die beiden Druckköpfe, erzeugten Testmuster und/oder zumindest einem für die Druckeinrichtung vorab ermittelten Druckeinrichtungsverhalten zu ermitteln. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Druckeinrichtung selbst eine entsprechende Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Testmusters (beispielsweise eine Leseeinrichtung) und/oder des Druckeinrichtungsverhaltens (beispielsweise eine entsprechende Messeinrichtung und/oder eine Simulationseinrichtung) aufweist.
  • Eine geeignete Leseeinrichtung zum Einlesen ist zum Beispiel eine CCD-Sensorvorrichtung. Andere Sensoren oder ähnliche Elemente können für eine Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung aber ebenso geeignet sein. Weiterhin kann für die Ermittlung des anfänglichen Versatzes beispielsweise ein bereits vorhandener Mikroprozessor, Mikrocomputer oder eine ähnliche Einrichtung eingesetzt werden. Insbesondere die Phasenlage, der Amplitudenverlauf oder der Mittelwert des periodischen Versatzanteils sowie der statische Versatzanteil können hierdurch in einfacher Weise bestimmt werden.
  • Die zeitliche Verzögerung des bzw. der (gegebenenfalls zweiten) Steuersignale kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erzeugt werden. Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung zumindest ein Verzögerungselement zum Erzeugen der (gegebenenfalls variablen) zeitlichen Verzögerung. Vorzugsweise ist das zumindest eine Verzögerungselement ein parametrisierbares Verzögerungselement. Dies kann beispielsweise ein Zähler sein, der bei Eintreffen des Encodersignals auf einen (zuvor von der Steuereinrichtung) gesetzten Wert vorgesetzt ist und mit vorgegebener Taktrate herunterzählt bis der Wert Null erreicht ist. Bei Erreichen von Null wird der zeitverzögerte Encoderpuls am Ausgang des Zählers generiert und der weiteren Verarbeitung in der Druckeinrichtung zugeführt. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Verzögerungselement durch ein Hardware-Filter, einen Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein FPGA und/oder ein ASIC realisiert ist.
  • Bei einem Einsatz eines Hardware-Filters können die Steuerungsimpulse direkt verzögert werden. Bei der Verwendung eines Mikroprozessors oder eines Mikrocomputers, die jeweils bereits als Auswerteinrichtung oder generell in einer Druckeinrichtung implementiert sein können, ist eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Realisierung eines Verzögerungselements gegeben. Zum Beispiel kann eine Zeitschleife implementiert werden. Ebenso kann ein Zeitzähler implementiert werden. Nach dessen Ablauf kann ein Drucksignal erzeugt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Zeitfunktion eines Betriebssystems zu nutzen. Wenn die Druckeinrichtung in Verbindung mit einer Frankiermaschine verwendet wird, kann insbesondere der bereits implementierte FPGA verwendet werden. Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten der Erfindung auch andere Realisierungen eines Verzögerungselements implementiert werden können. Die Verwendung von bereits in einer Druckeinrichtung implementierten Elementen kann Aufwand und Kosten reduzieren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Druckeinrichtung können in beliebigen Geräten, eingesetzt werden. Dabei können beliebige Druckprinzipien (Tintenstrahl, Thermotransfer etc.) zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz jedoch im Zusammenhang mit Frankiermaschinen, da an diese besonders strenge Anforderungen hinsichtlich der Druckqualität gestellt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft daher weiterhin eine Frankiermaschine mit einer erfindungsgemäßen Druckeinrichtung. Mit dieser Frankiermaschine lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Insbesondere lässt sich mit dieser erfindungsgemäßen Frankiermaschine das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchführen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiel, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfndungsgemäßen Frankiermaschine mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung, mit der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden kann;
    Fig. 2
    einen Ablaufplan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit der Frankiermaschine aus Figur 1 durchgeführt wird;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung von Abweichungen der Position von durch die Frankiermaschine aus Figur 1 erzeugten Bildpunkten von ihrer Soll-Position ;
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der Abweichung des Abstands von durch die Frankiermaschine aus Figur 1 erzeugten Bildpunkten des ersten und zweiten Druckbilds von ihrem Soll-Abstand;
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung des periodischen Verzögerungsanteils zur Kompensation des periodischen Abweichungsanteils bei der Frankiermaschine aus Figur 1;
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung des statischen Verzögerungsanteils zur Kompensation des statischen Abweichungsanteils bei der Frankiermaschine aus Figur 1;
    Fig. 7
    eine schematische Darstellung des zeitlichen Ablaufs einzelner Signale während des Durchführung des Verfahrens aus Figur 2;
    Fig. 8
    eine schematische Darstellung der Abweichung des Abstands von durch die Frankiermaschine aus Figur 1 erzeugten Bildpunkten des ersten Druckbilds von ihrem Soll-Abstand;
    Fig. 9
    eine schematische Darstellung des periodischen Verzögerungsanteils zur Kompensation des periodischen Abweichungsanteils bei der Frankiermaschine aus Figur 1;
    Fig. 10
    eine schematische Darstellung des statischen Verzögerungsanteils zur Kompensation des statischen Abweichungsanteils bei der Frankiermaschine aus Figur 1;
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden erfindungsgemäßen Frankiermaschine 101 mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung 102 beschrieben, mit der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird.
  • Die Druckeinrichtung 102 umfasst einen ersten Druckkopf 102.1 und einen zweiten Druckkopf 102.2. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei den beiden Druckköpfen 102.1 und 102.2 um Tintenstrahldruckköpfe mit jeweils einer Düsenreihe 102.3 bzw. 102.4. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch Druckköpfen verwendet werden können, die nach einem anderen Druckprinzip arbeiten.
  • Die beiden Druckköpfe 102.1 und 102.2 sind sowohl in einer Druckrichtung (x-Richtung) als auch in einer Richtung (y-Richtung) quer zu dieser Druckrichtung derart zueinander versetzt angeordnet, dass mit ihren Düsenreihen 102.3 und 102.4 zwei quer zur Druckrichtung aneinander lückenlos anschließende Druckbilder 103.1 und 103.2 auf ein Substrat 104 (beispielsweise einen Brief) gedruckt werden können, die ein Gesamtdruckbild 103 ergeben.
  • Zum Drucken des Gesamtdruckbilds 103 wird der Brief 104 über eine Transporteinrichtung 102.5 mit einer Transportwalze 102.6 in der Druckrichtung x an den beiden Druckköpfen 102.1, 102.2 vorbei transportiert. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die beiden Druckköpfe an einem feststehenden Substrat vorbei transportiert werden oder dass sowohl Druckköpfe als auch das Substrat bewegt werden.
  • Die Relativbewegung zwischen dem im Brief 104 und den beiden Druckköpfen 102.1, 102.2 wird unter Verwendung eines mit der Transportwalze 102.6 verbundene Messeinrichtung in Form eines als Encoder ausgebildeten Drehgebers 102.7 erfasst. Der Encoder 102.7 liefert pro Umdrehung der Transportwalze 102.6 an seinem Signalausgang eine vorgegebene Anzahl von Messsignalen in Form von Encoderpulsen 105 (siehe Figur 3), die an eine mit dem Encoder 102.7 verbundene Steuereinrichtung 102.8 weitergegeben werden.
  • Die Steuereinrichtung 102.8 ist wiederum mit den beiden Druckköpfen 102.1, 102.2 verbunden und steuert diese unter Verwendung der Encoderpulse 105 an, um die beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 zu erzeugen. Dabei wird der erste Druckkopf 102.1 mit ersten Steuersignalen angesteuert, während der erste Druckkopf 102.2 mit zweiten Steuersignalen 106 (siehe Figur 3) angesteuert wird. Hierbei besteht allerdings zum einen das Problem, dass erste und zweite Druckbild 103.1, 103.2 jeweils in sich entlang der Druckrichtung x verzerrt ist (mithin also der Abstand in Druckrichtung x aufeinanderfolgender Bildpunkte des jeweiligen Druckbildes 103.1, 103.2 von einem vorgegebenen Soll-Abstand abweicht).
  • Die Figur 3 zeigt in Abhängigkeit von der (auf die Gesamtlänge bezogenen) Position x im Gesamtdruckbild 103 beispielhaft die jeweilige Abweichung A1(x) (erstes Druckbild 103.1) bzw. A2(x) (zweites Druckbild 103.2) der Bildpunkte von der jeweiligen Sollposition im Gesamtdruckbild 103 (bezogen auf die Druckauflösung R).
  • Zum anderen besteht das Problem, dass wegen des Versatzes der beiden Druckköpfe 102.1, 102.2 in der Druckrichtung x Bildpunkte des ersten und zweiten Druckbilds 103.1, 103.2, die unmittelbar nebeneinander liegen, zu unterschiedlichen Zeitpunkten gedruckt werden.
  • Wird beispielsweise ein erster Bildpunkt am Rand des ersten Teilbildes 103.1 von dem ersten Druckkopf 102.1 zu einem ersten Zeitpunkt gedruckt, so wird der unmittelbar neben dem ersten Bildpunkt am Rand des zweiten Teilbildes 103.2 liegende zweite Bildpunkt durch den zweiten Druckkopf 102.2 erst dann gedruckt, wenn der Brief 104 (angetrieben durch die Transporteinrichtung 102.5) den Abstand D zwischen den beiden Düsenreihen 102.3 und 102.4 in Druckrichtung x überwunden hat.
  • Die Steuereinrichtung 102.8 überwacht hierzu unter Verwendung der Encoderpulse 105 die Relativposition zwischen den Druckköpfen 102.1, 102.2 und dem Brief 104 und damit das Erreichen der Position bzw. des Zeitpunkts, an der bzw. dem der zweite Bildpunkt zu drucken ist. Aufgrund des zeitlichen Versatzes ΔtP des Druckens benachbarter Punkte durch unterschiedliche Druckköpfe 102.1, 102.2 können die beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 in der Druckrichtung x einen Versatz V aufweisen. Dieser Versatz V ist in Figur 3 ebenfalls dargestellt. Er berechnet sich zu: V x = A ⁢ 1 x - A ⁢ 2 x .
    Figure imgb0001
  • Der Versatz V hat typischerweise einen statischen Versatzanteil Vs und einen periodischen Versatzanteil Vp, die in der Figur 4 dargestellt sind. Der periodische Versatzanteil Vp kann sich dabei natürlich aus einer Mehrzahl periodischer Anteile mit unterschiedlicher Phasenlänge zusammensetzen. Im vorliegenden Beispiel soll vereinfachend jedoch nur ein einziger periodischer Versatzanteil behandelt werden.
  • Ein solcher Versatz V zwischen den beiden aneinander angrenzenden (Teil-)Druckbildern 103.1 und 103.2 ist im Bereich der Erzeugung von Frankierabdrucken nicht zuletzt wegen der steigenden Anforderungen an die Maschinenlesbarkeit der Druckbilder 103 unerwünscht und kann mit der vorliegenden Erfindung, wie nachfolgend erläutert wird, in vorteilhafter Weise zumindest deutlich reduziert werden.
  • Der statische Versatzanteil Vs ist üblicherweise bedingt durch Durchmesserfehler der Antriebselemente der Transporteinrichtung 102.5 (beispielsweise der Transportrolle 102.6) oder basiert auf Positionsfehlern aufgrund von Toleranzen beim Einbau der Druckköpfe 102.1, 102.2. So bedingt beispielsweise eine Abweichung des Durchmessers der Transportrolle 102.6 von seinem Sollwert, dass bei der Auswertung der Encoderpulse 105 des Encoders 102.7 das Erreichen der Druckposition bzw. des Druckzeitpunkts Tp zu früh (kleinerer Durchmesser) oder zu spät (größerer Durchmesser) erfasst wird.
  • Der darüber weiterhin auftretende periodische Versatzanteil Vp ist bedingt durch variable Störungen beim Druck mit den Druckköpfen 102.1, 102.2. Da benachbarte Punkte von den beiden Druckköpfen 102.1, 102.2 zu unterschiedlichen Zeitpunkten gedruckt werden, ist eine beim Drucken des ersten Punktes mit dem ersten Druckkopf 102.1 vorhandene Störung unter Umständen schon wieder abgeklungen, wenn der unmittelbar daneben liegende zweite Bildpunkt mit dem zweiten Druckkopf 102.2 gedruckt wird.
  • Es gibt vielfältige Ursachen für diesen periodischen Versatzanteil Vp, wie eine exzentrische Anbindung des Encoders 102.7, eine Exzentrizität der Transportwalze 102.6 (gleiche Periodendauer aber abweichende Phaselage), Unrundheitsfehler der Transportwalze 102.6 (abweichende Periodendauer und abweichende Phasenlage) sowie Stöße, die aufgrund von Änderungen der Eingriffsverhältnisse der Antriebselemente der Transporteinrichtung 102.5 auftreten können.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach dem Starten des Verfahrensablaufs, das in einem Schritt 107.1 erfolgt, in einem Schritt 107.2 zunächst eine Ermittlung eines anfänglichen Versatzes V zwischen den beiden Druckbildern erfolgt. Hierzu wird zunächst ein erstes Test-Gesamtdruckbild 104 erzeugt, welches dann durch eine mit der Steuereinrichtung 102.8 verbundene Erfassungseinrichtung 102.9 (beispielsweise einen CCD-Chip oder dergleichen) erfasst wird. Es versteht sich jedoch, dass der anfängliche Versatz V bei anderen Varianten der Erfindung auch auf andere Weise erfasst werden kann, insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Nutzer der Frankiermaschine eine visuelle Kontrolle des Test-Gesamtdruckbilds vornimmt, dieses entsprechend klassifiziert und eine entsprechende Eingabe in die Frankiermaschine über eine geeignete Schnittstelle (z. B. eine Tastatur etc.) vornimmt.
  • Hierbei versteht es sich, dass der anfängliche Versatz V wegen des periodischen Versatzanteils Vp eine Funktion V(x) der x-Koordinate des Gesamtdruckbildes 103 ist. Mithin weist der anfängliche Versatz V also (wie auch den Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist) über die Länge des Gesamtdruckbildes 103 entlang der Druckrichtung x keinen konstanten Wert auf.
  • Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein kann, dass der anfängliche Versatz V(x) aus zumindest einem für die Druckeinrichtung 102 vorab ermittelten Druckeinrichtungsverhalten ermittelt wird. Bei dem Druckeinrichtungsverhalten kann es sich um ein anhand von Messungen an der Druckeinrichtung 102 und/oder anhand entsprechender Simulationsrechnungen ermitteltes Verhalten bzw. ermittelte Eigenschaften handeln, welches bzw. welche einen Einfluss auf den anfänglichen Versatz V(x) haben. Dieses Verhalten muss nicht notwendigerweise an der Druckeinrichtung 102 selbst ermittelt worden sein. Vielmehr ist es gegebenenfalls auch möglich, dieses Verhalten anhand von Messungen und/oder Simulationen einer Muster-Druckeinrichtung zu ermitteln.
  • In dem Schritt 107.2 wird der anfängliche Versatz V(x) durch geeignete, hinlänglich bekannte Methoden in den statischen Versatzanteil Vs und einen oder mehrere periodische Versatzanteile Vpi zerlegt. Es gilt also: V x = V s x + V p x = V s x + ∑ i V pl x .
    Figure imgb0002
  • Aus dieser Analyse des erfassten anfänglichen Versatzes V(x) wird anschließend, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, durch die Steuereinrichtung 102.8 eine Korrekturinformation in Form einer Verzögerungsfunktion F(n) ermittelt. Auch die Verzögerungsfunktion F(n) ist eine Linearkombination aus statischen und periodischen Anteilen. Es gilt also: F n = F s n + F p n = F s n + ∑ i F pi n .
    Figure imgb0003
  • Unter Verwendung der Verzögerungsfunktion F(n) prägt die Steuereinrichtung 102.8 in Abhängigkeit von der (ausgehend von einem Startpunkt, beispielsweise dem ersten Erzeugen eines Bildpunktes des ersten Druckbildes 103.1) fortlaufenden Nummer n des jeweiligen Encoderpulses 105 den zweiten Steuersignalen 106 für den zweiten Druckkopf 102.2 gegenüber den durch den Encoder 102.7 gelieferten Encoderpulsen 105 eine variable zeitliche Verzögerung tv(n) auf. Auch die zeitliche Verzögerung tv(n) ist wiederum eine Linearkombination aus statischen Anteilen tVs(n) und periodischen Anteilen tVpi(n). Es gilt also: t V n = t V s n + t V p n = t V s n + ∑ i t V pi n .
    Figure imgb0004
  • In einem Schritt 107.3 wird hierzu zunächst ein dem jeweiligen periodischen ersten Versatzanteil Vpi entsprechender periodischer erster Verzögerungsanteil Fpi(n) ermittelt. Hierzu wird der jeweilige periodische erste Versatzanteil Vpi zunächst den einzelnen Encoderpulsen 105 zugeordnet und hieraus der entsprechende periodische erste Verzögerungsanteil Fpi(n) derart ermittelt, dass die zeitliche Verzögerung tVgi(n) der zweiten Steuersignale dem Versatz V(x) der beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 entgegenwirkt.
  • Hierbei versteht es sich, dass für den Fall, dass sich aus dem periodischen ersten Versatzanteil Vp rechnerisch (wie in Figur 5 dargestellt) eine negative Verzögerung ergibt, vorgesehen sein kann, dass alle zweiten Steuersignale 106 zusätzlich um einen entsprechenden (konstanten, zumindest dem Maximalbetrag |Vp|max der ermittelten negativen Verzögerung entsprechenden) Verzögerungsbetrag Vcp verzögert werden, um stets mit positiven Verzögerungswerten arbeiten zu können, da die Encoderpulse 105 naturgemäß nur einer positiven Verzögerung unterworfen werden können. Mithin wird also der periodische Versatzanteil Vp(n) auf einen tatsächlichen periodischen Versatzanteil Vpt(n) angepasst (siehe Figur 5), wobei gilt: V pt n = V p n + V cp .
    Figure imgb0005
  • Anhand des tatsächlichen Versatzanteils Vpt kann dann der periodische erste Verzögerungsanteil Fpi(n) ermittelt werden, für den sich ein Versatz VFp(Fpi) ergibt, für den wiederum gilt: V pt n + V F p n = 0.
    Figure imgb0006
  • Weiterhin versteht es sich hierbei, dass hierzu natürlich gegebenenfalls zumindest ein zweites Steuersignal 106 wegfällt (d. h. bereits nach N-1 und nicht erst nach N zweiten Steuersignalen 106 gedruckt wird), um den zur Kompensation gewünschten negativen Versatz Vrp(Fpi) (siehe Figur 5) und damit den gewünschten Druckzeitpunkt Tp zu erreichen.
  • In einem Schritt 107.3 wird dann ein dem statischen zweiten Versatzanteil Vs entsprechender statischer zweiter Verzögerungsanteil Fs(n) ermittelt.
  • Hierzu kann in analoger Weise wie beim periodischen Versatzanteil vorgegangen werden, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist. Es kann also ein dem statischen zweiten Versatzanteil Vs entsprechender statischer zweiter Verzögerungsanteil Fs(n) ermittelt werden. Hierzu wird der statische zweite Versatzanteil Vs zunächst den einzelnen Encoderpulsen 105 zugeordnet und hieraus der entsprechende statische zweite Verzögerungsanteil Fs(n) derart ermittelt, dass die zeitliche Verzögerung tVs(n) der zweiten Steuersignale dem statischen Versatz V(x) der beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 entgegenwirkt.
  • Hierbei versteht es sich, dass für den Fall, dass sich aus dem statischen zweiten Versatzanteil Vs rechnerisch (wie in Figur 6 dargestellt) eine negative Verzögerung ergibt, vorgesehen sein kann, dass alle zweiten Steuersignale 106 zusätzlich um einen entsprechenden (konstanten, zumindest dem Maximalbetrag |Vs|max der ermittelten negativen Verzögerung entsprechenden) Verzögerungsbetrag Vcs verzögert werden, um stets mit positiven Verzögerungswerten arbeiten zu können, da die Encoderpulse 105 naturgemäß nur einer positiven Verzögerung unterworfen werden können. Mithin wird also der statische Versatzanteil Vs(n) auf einen tatsächlichen statischen Versatzanteil Vst(n) erhöht (siehe Figur 6), wobei gilt: V st n + V s n + V cs .
    Figure imgb0007
  • Anhand des tatsächlichen Versatzanteils Vst kann dann der statische erste Verzögerungsanteil Fs(n) ermittelt werden, für den sich ein Versatz VFs(Fs) ergibt, für den wiederum gilt: V st n + V Fs n = 0.
    Figure imgb0008
  • Weiterhin versteht es sich hierbei, dass hierzu natürlich gegebenenfalls zumindest ein zweites Steuersignal 106 wegfällt (d. h. bereits nach N-1 und nicht erst nach N zweiten Steuersignalen 106 gedruckt wird), um den zur Kompensation gewünschten negativen Versatz VFs(Fs) (siehe Figur 6) und damit den gewünschten Druckzeitpunkt Tp zu erreichen.
  • Bei anderen Varianten der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Schritt 107.3 der statische zweite Versatzanteil Vs zunächst den einzelnen Encoderpulsen 105 zugeordnet und hieraus der entsprechende statische zweite Verzögerungsanteil Fs(n) derart ermittelt wird, dass die zeitliche Verzögerung tVs(n) der zweiten Steuersignale dem Versatz V(x) der beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 entgegengewirkt.
  • Dabei wird ein dem statischen zweiten Versatzanteil Vs(x) entsprechender Druckzeitversatz tR als Differenz eines Sollzeitpunkts Tp zur Vermeidung des statischen zweiten Versatzanteils Vs(x) und einer vorgebbaren Anzahl N von Perioden der Encoderpulse 105 (Periodendauer ΔtN) ermittelt. Der Sollzeitpunkt Tp ergibt sich dabei aus einer vorgegebenen Anzahl N von Soll-Encoderpulsen 108, wie sie in Figur 7 dargestellt sind. Die Anzahl N ist im vorliegenden Beispiel so gewählt, dass sich ein möglichst geringer, positiver Druckzeitversatz ergibt.
  • Hierbei ist anzumerken, dass die Figur 7 zur Vereinfachung der Darstellung nur sehr wenige Encoderpulse zwischen dem Startzeitpunkt Ts (z. B. Druckzeitpunkt des ersten Bildpunkts durch den ersten Druckkopf 102.1) und dem Sollzeitpunkt Tp (Druckzeitpunkt des unmittelbar neben dem ersten Bildpunkt liegenden zweiten Bildpunkts durch den zweiten Druckkopf 102.2) zeigt. Es versteht sich, dass in der Realität eine deutlich höhere Anzahl von Encoderpulsen (typischerweise mehr als 50) zwischen dem Startzeitpunkt Ts und dem Sollzeitpunkt Tp liegen können.
  • Für den Fall, dass der Druckzeitversatz tR kein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer ΔtN der Encoderpulse 105 ist, wird der Druckzeitversatz tR in N gleiche Verzögerungswerte unterteilt ΔtR, für die somit gilt: Δ ⁢ t R = t R N .
    Figure imgb0009
  • Der statische zweite Verzögerungsanteil Fs(n) wird dann so gewählt, dass beim Drucken die Encoderpulse 105 zur Generierung der zweiten Steuersignale 106 unter anderem jeweils um den Verzögerungswert ΔtR bezüglich des vorangegangenen Encoderpulses 105 verzögert werden, sodass sich eine bezüglich des Startzeitpunkts Ts eine stetig linear ansteigende Verzögerung tVs(n) der zweiten Steuersignale 106 gegenüber den Encoderpulsen 105 ergibt.
  • Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten der Erfindung grundsätzlich eine beliebige Verteilung des insgesamt zu erzielenden Druckzeitversatzes tR auf die einzelnen zweiten Steuersignale 106 möglich ist. Mit anderen Worten kann gegebenenfalls auch vorgesehen sein, dass nur eines oder einzelne der zweiten Steuersignale 106 entsprechend verzögert werden.
  • In einem Schritt 107.5 wird dann durch die Steuereinrichtung 102.8 gemäß Gleichung (2) die Verzögerungsfunktion F(n) bestimmt, welche die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale 106 repräsentiert. Die Verzögerungsfunktion F(n) kann grundsätzlich in beliebiger Weise definiert werden. Vorzugsweise sind in einem Speicher der Steuereinrichtung 102.8 entsprechende Tabellen oder Datensätze mit entsprechenden diskreten Werten für die zeitliche Verzögerung tV(n) abgelegt, da hiermit eine besonders einfache Realisierung mit geringem Verarbeitungsaufwand möglich ist. Zwischenwerte können dann gegebenenfalls durch Interpolation oder dergleichen in der Steuereinrichtung 102.8 ermittelt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, dass die Verzögerungsfunktion F(n) durch eine kontinuierliche Funktion vorgegeben wird.
  • In einem Schritt 107.6 wird dann ein vorgegebenes Gesamtdruckbild 103 erzeugt, wobei die Steuereinrichtung 102.8 die Verzögerungsfunktion F(n) nutzt, um die zweiten Steuersignale 106 entsprechend zu verzögern und so den Versatz V zwischen den beiden Druckbildern 103.1 und 103.2 zu reduzieren. Mit anderen Worten ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, einer bekannten bzw. vorhersehbaren Störung (beispielsweise einer dem Betrieb der Druckeinrichtung inhärenten periodische Störung), die bei herkömmlichen Druckeinrichtungen zu einem periodischen Versatz zwischen den beiden Druckbildern führen würde, dadurch zu kompensieren, dass die zweiten Steuersignale 106 entsprechend verzögert werden, sodass der entsprechende über den zweiten Druckkopf 102.2 gedruckte Bildpunkt des zweiten Druckbilds 104.2 wiederum an der exakten Sollposition neben dem zuvor durch den ersten Druckkopf 102.1 gedruckten ersten Bildpunkt des ersten Druckbilds 103.1 liegt.
  • Die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale 106 kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise durch die Steuereinrichtung 102.8 erzeugt werden. Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung zumindest ein parametrisierbares Verzögerungselement zum Erzeugen der entsprechenden zeitlichen Verzögerung. Dies kann beispielsweise ein Zähler sein, der bei Eintreffen des Encodersignals 105 auf einen (zuvor von der Steuereinrichtung 102.8) gesetzten Wert vorgesetzt ist und mit vorgegebener Taktrate herunterzählt bis der Wert Null erreicht ist. Bei Erreichen von Null wird der zeitverzögerte Encoderpuls 105 als zweites Steuersignal 106 am Ausgang des Zählers generiert und der weiteren Verarbeitung in der Druckeinrichtung 102 zugeführt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein kann, dass das wenigstens eine Verzögerungselement durch einen Hardware-Filter, einen Mikroprozessor, einen Mikrocomputer, ein FPGA und/oder ein ASIC realisiert ist.
  • Bei einem Einsatz eines Hardware-Filters können die Steuerungsimpulse direkt verzögert werden. Bei der Verwendung eines Mikroprozessors oder eines Mikrocomputers ist eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Realisierung eines Verzögerungselements gegeben. Zum Beispiel kann eine Zeitschleife implementiert werden. Ebenso kann ein Zeitzähler implementiert werden. Nach dessen Ablauf kann ein Drucksignal erzeugt werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Zeitfunktion eines Betriebssystems zu nutzen. In der Frankiermaschine 101 kann insbesondere das bereits implementierte FPGA verwendet werden.
  • In einem Schritt 107.7 wird dann überprüft, ob ein weiteres Druckbild 103 zu drucken ist. Ist dies der nicht der Fall, endet der Verfahrensablauf in einem Schritt 107.9. Andernfalls wird in einem Schritt 107.8 überprüft, ob erneut eine Erfassung des anfänglichen Versatzfehlers V und eine Ermittlung der Verzögerungsfunktion F(n) durchgeführt werden soll. Ist dies der Fall, wird zu dem Schritt 107.2 zurückgesprungen. Andernfalls wird zu dem Schritt 107.6 zurückgesprungen.
  • Hierbei ist anzumerken, dass die erneute Erfassung des anfänglichen Versatzfehlers V und Ermittlung der Verzögerungsfunktion F(n) nach jedem Drucken eines Druckbilds 103 erfolgen kann, wobei das soeben erzeugte Druckbild 103 dann als Basis für die Erfassung des anfänglichen Versatzfehlers V und die Ermittlung der Verzögerungsfunktion F(n) dienen kann. Ebenso kann dies aber auch beim Eintreten eines beliebigen zeitlichen Ereignisses (z. B. nach Ablauf einer bestimmten Zeit etc.) oder nicht-zeitlichen Ereignisses (z. B. nach dem Erzeugen von k Druckbildern etc.) vorgesehen sein.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Beispielen beschrieben, bei denen das zweite Druckbild 103.2 letztlich mit dem ersten Druckbild 103.1 synchronisiert wurde, sodass sich in der Druckrichtung x kein Versatz V(x) zwischen den (quer zur Druckrichtung x) unmittelbar benachbarten Punkten der beiden Druckbilder 103.1 und 103.2 ergibt. Hierdurch wird allerdings noch keine Verzerrung (lokale Dehnung und/oder Stauchung) des Gesamtdruckbilds 103 kompensiert, welche auf dieselben Ursachen wie der Versatz zwischen den beiden Druckbildern 103.1 und 103.2 zurückzuführen ist. Vielmehr folgt letztlich nur die Verzerrung des zweiten Druckbilds 103.2 der Verzerrung des ersten Druckbilds (wie sie sich in der in Figur 3 dargestellten Abweichung A1 (x) manifestiert).
  • Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist daher vorgesehen, dass auch auf die ersten Steuersignale für den ersten Druckkopf eine entsprechende Verzögerung angewendet wird, um die in Figur 3 dargestellte (zuvor entsprechend ermittelte bzw. erfasste) Abweichung A1 (x) (mithin also die Abweichung von Punkten des ersten Druckbildes 103.1 von ihrem Soll-Abstand in der Druckrichtung x) auf den Wert zumindest nahe Null zu bringen. Hierbei kann analog wie bei der oben beschriebenen Verzögerung der zweiten Steuersignale vorgegangen werden. Hierbei wird letztlich die Abweichung A1(x) als der oben beschriebene Versatz V(x) angesetzt und nachfolgend auf analoge Weise (unter Verwendung der anhand der Gleichungen 2 bis 8 beschriebenen Vorgehensweise) kompensiert.
  • Dabei wird die anfängliche Abweichung A1 (x) durch geeignete, hinlänglich bekannte Methoden in den statischen Abweichungsanteil A1s und einen oder mehrere periodische Abweichungsanteile A1pi zerlegt, wie dies in Figur 8 (beispielhaft für eine von der Abweichung A1 aus Figur 3 abweichende Abweichung A1) dargestellt ist. Es gilt also: A ⁢ 1 x = A ⁢ 1 s x + A ⁢ 1 p x = A ⁢ 1 s x + ∑ i A ⁢ 1 pi x .
    Figure imgb0010
  • Aus dieser Analyse der erfassten anfänglichen Abweichung A1(x) wird anschließend, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, durch die Steuereinrichtung 102.8 eine Korrekturinformation in Form einer Verzögerungsfunktion FA1(n) ermittelt. Auch die Verzögerungsfunktion FA1 (n) ist eine Linearkombination aus statischen und periodischen Anteilen. Es gilt also: FA ⁢ 1 n = FA ⁢ 1 s n + FA ⁢ 1 p n = FA ⁢ 1 s n + ∑ i FA ⁢ 1 pi n .
    Figure imgb0011
  • Unter Verwendung der Verzögerungsfunktion FA1 (n) prägt die Steuereinrichtung 102.8 in Abhängigkeit von der (ausgehend von einem Startpunkt, beispielsweise dem ersten Erzeugen eines Bildpunktes des ersten Druckbildes 103.1) fortlaufenden Nummer n des jeweiligen Encoderpulses 105 den weiteren Steuersignalen für den ersten Druckkopf 102.1 gegenüber den durch den Encoder 102.7 gelieferten Encoderpulsen 105 eine variable zeitliche Verzögerung tVA1(n) auf. Auch die zeitliche Verzögerung tVA1(n) ist wiederum eine Linearkombination aus statischen Anteilen tVA1s(n) und periodischen Anteilen tVA1pi(n). Es gilt also: t VA ⁢ 1 n = t VA ⁢ 1 ⁢ s n + t VA ⁢ 1 ⁢ p n = t VA ⁢ 1 ⁢ s n + ∑ i t VA ⁢ 1 ⁢ pi n .
    Figure imgb0012
  • Hierzu wird zunächst ein dem jeweiligen periodischen ersten Abweichungsanteil A1pi entsprechender periodischer erster Verzögerungsanteil FA1pi(n) ermittelt. Hierzu wird der jeweilige periodische erste Abweichungsanteil A1pi zunächst den einzelnen Encoderpulsen 105 zugeordnet und hieraus der entsprechende periodische erste Verzögerungsanteil FA1pi(n) derart ermittelt, dass die zeitliche Verzögerung tVA1pi(n) der ersten Steuersignale der Abweichung A1(x) entgegengewirkt.
  • Hierbei versteht es sich, dass für den Fall, dass sich aus dem periodischen ersten Versatzanteil Vp rechnerisch (wie in Figur 9 dargestellt) eine negative Verzögerung ergibt, vorgesehen sein kann, dass alle ersten Steuersignale zusätzlich um einen entsprechenden (konstanten, zumindest dem Maximalbetrag |A1p|max der ermittelten negativen Abweichung entsprechenden) Verzögerungsbetrag VA1cp verzögert werden, um stets mit positiven Verzögerungswerten arbeiten zu können, da die Encoderpulse 105 naturgemäß nur einer positiven Verzögerung unterworfen werden können. Mithin wird also der periodische Abweichungsanteil A1pi(n) auf einen tatsächlichen periodischen Abweichungsanteil A1pti(n) erhöht (siehe Figur 9), wobei gilt: A ⁢ 1 pt x = A ⁢ 1 p n + A ⁢ 1 cp .
    Figure imgb0013
  • Anhand des tatsächlichen Abweichungsanteils A1pti(n) kann dann der periodische erste Verzögerungsanteil FA1pi(n) ermittelt werden, für den sich ein Abweichungsanteil A1Fp(Fpi) ergibt, für den wiederum gilt: A ⁢ 1 pt n + A ⁢ 1 F p n = 0.
    Figure imgb0014
  • Weiterhin versteht es sich hierbei, dass dann hierzu natürlich gegebenenfalls zumindest ein erstes Steuersignal wegfällt (d. h. bereits nach N-1 und nicht erst nach N ersten Steuersignalen gedruckt wird), um die zur Kompensation gewünschte negative Abweichung A1Fp(Fpi) (siehe Figur 9) und damit den gewünschten Druckzeitpunkt Tp zu erreichen.
  • Anschließend wird ein dem statischen zweiten Abweichungsanteil A1s entsprechender statischer zweiter Verzögerungsanteil FA1s(n) ermittelt.
  • Hierzu kann in analoger Weise wie beim periodischen Abweichungsanteil vorgegangen werden, wie dies in der Figur 10 dargestellt ist. Es kann also ein dem statischen zweiten Abweichungsanteil A1s entsprechender statischer zweiter Verzögerungsanteil FA1s(n) ermittelt werden. Hierzu wird der statische zweite Abweichungsanteil A1s den einzelnen Encoderpulsen 105 zugeordnet und hieraus der entsprechende statische zweite Verzögerungsanteil FA1s(n) derart ermittelt, dass die zeitliche Verzögerung tVA1s(n) der ersten Steuersignale der statischen Abweichung A1(x) entgegenwirkt.
  • Hierbei versteht es sich, dass für den Fall, dass sich aus dem statischen zweiten Abweichungsanteil A1s rechnerisch (wie in Figur 10 dargestellt) eine negative Verzögerung ergibt, vorgesehen sein kann, dass alle ersten Steuersignale zusätzlich um einen entsprechenden (konstanten, zumindest dem Maximalbetrag |A1s|max der ermittelten negativen Abweichung entsprechenden) Verzögerungsbetrag A1cs verzögert werden, um stets mit positiven Verzögerungswerten arbeiten zu können, da die Encoderpulse 105 naturgemäß nur einer positiven Verzögerung unterworfen werden können. Mithin wird also der statische Abweichungsanteil A1s(n) auf einen tatsächlichen statischen Abweichungsanteil A1st(n) erhöht (siehe Figur 10), wobei gilt: A ⁢ 1 st n = A ⁢ 1 s n + A ⁢ 1 cs .
    Figure imgb0015
  • Anhand des tatsächlichen Abweichungsanteils A1st kann dann der statische erste Verzögerungsanteil FA1s(n) ermittelt werden, für den sich eine Abweichung A1Fs(Fs) ergibt, für die wiederum gilt: A ⁢ 1 st n + A ⁢ 1 Fs n = 0.
    Figure imgb0016
  • Weiterhin versteht es sich hierbei, dass hierzu natürlich gegebenenfalls zumindest ein erstes Steuersignal wegfällt (d. h. bereits nach N-1 und nicht erst nach N zweiten Steuersignalen 106 gedruckt wird), um die zur Kompensation gewünschte negative Abweichung A1Fs(Fs) (siehe Figur 10) und damit den gewünschten Druckzeitpunkt Tp zu erreichen.
  • In diesem Fall der (eine Verzerrung des ersten Druckbildes 103.1 in der Druckrichtung x kompensierenden) Verzögerung der ersten Steuersignale ergibt sich dann in Figur 3 eine Gerade A1 (x) = 0, welche dann in den Schritten 107.3 bis 107.6 als Grundlage zur Kompensation des Versatzes V(x) zwischen den beiden Druckbildern 103.1 und 103.2 verwendet werden kann, um so letztlich ein in der Druckrichtung x unverzerrtes Gesamtdruckbild 103 ohne Versatz zwischen den beiden (Teil-)Druckbildern 103.1 und 102.2 zu erhalten.
  • Es versteht sich hierbei, dass die soeben beschriebene Verzerrungskompensation in der Druckrichtung x nicht nur bei den oben beschriebenen Druckeinrichtungen mit mehreren Druckköpfen zum Einsatz kommen kann. Vielmehr kann sie in vorteilhafter Weise natürlich auch bei beliebigen Druckeinrichtungen mit nur einem Druckkopf zum Einsatz kommen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand von Beispielen mit Frankiermaschinen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass sie auch in Verbindung mit beliebigen anderen Einrichtungen mit einer entsprechenden Druckeinrichtung zum Einsatz kommen kann.

Claims (21)

  1. Verfahren zum Reduzieren einer in einer Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten wenigstens eines Druckbilds (103.1, 103.2) auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand, bei dem
    - in einem Druckschritt (107.6) das wenigstens eine Druckbild (103.1, 103.2) mit wenigstens einem Druckkopf (102.1, 102.2) einer Druckeinrichtung (102) auf einem Substrat (104) unter einer Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) erzeugt wird, wobei
    - in einem dem Druckschritt (107.6) vorangehenden Ermittlungsschritt (107.2, 107.3, 107.4, 107.5) eine anfängliche Abweichung von einem Soll-Abstand zwischen den beiden Punkten ermittelt wird sowie aus der ermittelten anfänglichen Abweichung eine Korrekturinformation zum Reduzieren der Abweichung ermittelt wird und
    - in dem Druckschritt (107.6) zum Erzeugen des wenigstens einen Druckbilds Steuersignale (106) für den wenigstens einen Druckkopf (102.1; 102.2) in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale (106) vorgegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die anfängliche Abweichung zumindest einen periodischen Abweichungsanteil und/oder einen statischen Abweichungsanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen Steuersignals (106) vorgegeben wird, die einen dem wenigstens einen periodischen Abweichungsanteil entsprechenden periodischen Verzögerungsanteil und/oder einen dem wenigstens einen statischen Abweichungsanteil entsprechenden statischen Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der periodische Verzögerungsanteil und der statische Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der Steuersignale (106) der Abweichung der beiden Punkte von ihrem Soll-Abstand entgegengewirkt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Reduzieren eines in einer Druckrichtung zwischen zwei Druckbildern (103.1, 103.2) auftretenden Versatzes, der die Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand bildet,
    - in dem Druckschritt (107.6) die beiden Druckbilder (103.1, 103.2) mit zwei in der Druckrichtung zueinander versetzt angeordneten Druckköpfen (102.1, 102.2) einer Druckeinrichtung (102) auf einem Substrat (104) unter einer Relativbewegung zwischen den Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) erzeugt werden, wobei
    - in dem dem Druckschritt (107.6) vorangehenden Ermittlungsschritt (107.2, 107.3, 107.4, 107.5) ein anfänglicher Versatz zwischen den beiden Druckbildern (103.1, 103.2) ermittelt wird sowie aus dem ermittelten anfänglichen Versatz eine Korrekturinformation zum Reduzieren des Versatzes ermittelt wird und
    - in dem Druckschritt (107.6) zum Erzeugen der beiden Druckbilder erste Steuersignale für den ersten Druckkopf (102.1) generiert werden und zweite Steuersignale (106) für den zweiten Druckkopf (102.2) in Abhängigkeit von der Korrekturinformation generiert werden,
    - durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der zweiten Steuersignale (106) vorgegeben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale aus Messsignalen (105) generiert werden, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) repräsentativ sind,
    - wobei die Messsignale (105) insbesondere Impulse eines Encoders (102.7) sind, der mit einem die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) erzeugenden Antrieb verbunden ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der anfängliche Versatz zumindest einen periodischen ersten Versatzanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals (106) vorgegeben wird, die einen dem periodischen ersten Versatzanteil entsprechenden periodischen ersten Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der periodische erste Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale (106) dem Versatz der beiden Druckbilder (103.1, 103.2) entgegengewirkt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale (106) aus Messsignalen (105) generiert werden, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) repräsentativ sind,
    - in dem Ermittlungsschritt (107.2, 107.3, 107.4, 107.5) die Periode und die Phasenlage des periodischen ersten Versatzanteils bezüglich der Messsignale (105) ermittelt wird und
    - die Amplitude des ersten Verzögerungsanteils als Funktion der Phasenlage des ersten Versatzanteils gewählt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der anfängliche Versatz zumindest einen durch den Versatz der beiden Druckköpfe (102.1, 102.2) bedingten statischen zweiten Versatzanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung der zweiten Steuersignale (106) vorgegeben wird, die einen zweiten Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der zweite Verzögerungsanteil insbesondere linear verläuft.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale (106) aus Messsignalen generiert werden, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) repräsentativ sind,
    - in dem Ermittlungsschritt (107.2, 107.3, 107.4, 107.5) ein dem statischen zweiten Versatzanteil entsprechender Druckzeitversatz als Differenz eines Sollzeitpunkts zur Vermeidung des statischen zweiten Versatzanteils und einer vorgebbaren Anzahl N von Perioden der Messsignale (105) ermittelt wird,
    - für den Fall, dass der Druckzeitversatz kein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Messsignale (105) ist, der Druckzeitversatz in M, insbesondere gleiche, Verzögerungswerte unterteilt wird und
    - wenigstens ein Teil der Messsignale (105) zur Bildung der zweiten Steuersignale (106) jeweils um einen der Verzögerungswerte bezüglich eines vorangegangenen Messsignals verzögert wird, wobei
    - die vorgebbare Anzahl N von Perioden der Messsignale (105) insbesondere so gewählt wird, dass sich ein positiver Druckzeitversatz ergibt und/oder
    - der Druckzeitversatz insbesondere in N gleiche Verzögerungswerte unterteilt wird und jedes nachfolgende Messsignal (105) jeweils um einen der Verzögerungswerte gegenüber dem vorangegangenen Messsignal (105) verzögert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anfängliche Abweichung in dem Ermittlungsschritt (107.2, 107.3, 107.4, 107.5) aus
    - zumindest einem durch den wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) erzeugten Testmuster
    und/oder
    - zumindest einem für die Druckeinrichtung (102) vorab ermittelten Druckeinrichtungsverhalten
    ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturinformation durch einen Datensatz mit entsprechenden diskreten Werten für die zeitliche Verzögerung vorgegeben wird.
  11. Druckeinrichtung, insbesondere für eine Frankiermaschine, mit
    - einer Steuereinrichtung (102.8), wenigstens einem Druckkopf (102.1, 102.2) und einer Antriebseinrichtung (102.5) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) und einem zu bedruckenden Substrat (104) in einer Druckrichtung, wobei
    - die Steuereinrichtung (102.8) dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) und die Antriebseinrichtung (102.5) derart anzusteuern, dass wenigstens ein Druckbild (103.1, 103.2) auf dem Substrat (104) erzeugt wird,
    - die Steuereinrichtung (102.8) zum Drucken des wenigstens einen Druckbilds (103.1, 103.2) Steuersignale für den wenigstens einen Druckkopf (102.1; 102.2) generiert und
    - die Steuereinrichtung (102.8) zum Reduzieren einer in einer Druckrichtung zwischen wenigstens zwei Punkten des wenigstens einen Druckbilds (103.1, 103.2) auftretenden Abweichung von einem vorgegebenen Soll-Abstand eine vorab ermittelte gespeicherte Korrekturinformation verwendet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der Steuersignale (106) vorgegeben ist.
  12. Druckeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die anfängliche Abweichung zumindest einen periodischen Abweichungsanteil und/oder einen statischen Abweichungsanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen Steuersignals (106) vorgegeben ist, die einen dem wenigstens einen periodischen Abweichungsanteil entsprechenden periodischen Verzögerungsanteil und/oder einen dem wenigstens einen statischen Abweichungsanteil entsprechenden statischen Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der periodische Verzögerungsanteil und der statische Verzögerungsanteil jeweils derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung der Steuersignale (106) der Abweichung der beiden Punkte von ihrem Soll-Abstand entgegengewirkt.
  13. Druckeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    - zwei in der Druckrichtung zueinander versetzt angeordnete Druckköpfen (102.1, 102.2) und eine Antriebseinrichtung (102.5) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen den Druckköpfen (102.1, 102.2) und einem zu bedruckenden Substrat (104) in der Druckrichtung vorgesehen ist, wobei
    - die Steuereinrichtung (102.8) dazu ausgebildet ist, die beiden Druckköpfe (102.1, 102.2) und die Antriebseinrichtung (102.5) derart anzusteuern, dass zwei Druckbilder (103.1, 103.2) auf dem Substrat (104) erzeugt werden,
    - die Steuereinrichtung (102.8) zum Drucken der beiden Druckbilder (103.1, 103.2) erste Steuersignale für den ersten Druckkopf (102.1) und zweite Steuersignale (106) für den zweiten Druckkopf (102.2) generiert und
    - die Steuereinrichtung (102.8) zum Reduzieren eines in einer Druckrichtung zwischen den beiden Druckbildern (103.1, 103.2) auftretenden anfänglichen Versatzes bei der Generierung der zweiten Steuersignale (106) eine vorab ermittelte gespeicherte Korrekturinformation verwendet,
    - durch die Korrekturinformation eine, insbesondere variable, zeitliche Verzögerung wenigstens eines der zweiten Steuersignale (106) vorgegeben ist.
  14. Druckeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Messeinrichtung (102.7) zum Generieren von für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und den Substrat (104) repräsentativen Messsignalen (105) vorgesehen ist und
    - die Steuereinrichtung (102.8) die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale (106) aus den Messsignalen (105) generiert,
    - wobei die Messeinrichtung (102.7) insbesondere ein Encoder ist, der mit der Antriebseinrichtung verbunden ist, und die Messsignale Encoderpulse (105) des Encoders sind.
  15. Druckeinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der anfängliche Versatz zumindest einen periodischen ersten Versatzanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals (106) vorgegeben ist, die einen dem periodischen ersten Versatzanteil entsprechenden periodischen ersten Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der periodische erste Verzögerungsanteil derart gewählt ist, dass die zeitliche Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals (106) dem Versatz der beiden Druckbilder (103.1, 103.2) entgegengewirkt wobei
    - die Steuereinrichtung (102.8) insbesondere die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale (106) aus Messsignalen (105) einer Messeinrichtung (102.7) generiert, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen (102.1, 102.2) und dem Substrat (104) repräsentativ sind, undinsbesondere dazu ausgebildet ist, aus einer vorab ermittelten, gespeicherten Information über die Periode und die Phasenlage des periodischen ersten Versatzanteils bezüglich der Messsignale (105) die Amplitude des ersten Verzögerungsanteils als Funktion der Phasenlage des ersten Versatzanteils vorzugeben.
  16. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der anfängliche Versatz zumindest einen durch den Versatz der beiden Druckköpfe (102.1, 102.2) bedingten statischen zweiten Versatzanteil aufweist und
    - durch die Korrekturinformation eine variable zeitliche Verzögerung des wenigstens einen zweiten Steuersignals (106) vorgegeben ist, die einen zweiten Verzögerungsanteil aufweist, wobei
    - der zweite Verzögerungsanteil insbesondere linear verläuft.
  17. Druckeinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (102.8) dazu ausgebildet ist,
    - die ersten Steuersignale und die zweiten Steuersignale (106) aus Messsignalen (105) zu generieren, die für die Relativbewegung zwischen den beiden Druckköpfen und dem Substrat repräsentativ sind,
    - einen dem statischen zweiten Versatzanteil entsprechenden gespeicherten Druckzeitversatz zu verwenden, der vorab als Differenz eines Sollzeitpunkts zur Vermeidung des statischen zweiten Versatzanteils und einer vorgebbaren Anzahl N von Perioden der Messsignale (105) ermittelt wurde,
    - für den Fall, dass der Druckzeitversatz kein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der Messsignale (105) ist, den Druckzeitversatz in M, insbesondere gleiche, Verzögerungswerte zu unterteilen und
    - wenigstens einen Teil der Messsignale (105) zur Bildung der zweiten Steuersignale (106) jeweils um einen der Verzögerungswerte bezüglich eines vorangegangenen Messsignals (105) zu verzögern, wobei
    - die Steuereinrichtung (102.8) insbesondere die vorgebbare Anzahl N von Perioden der Messsignale (105) so wählt, dass sich ein positiver Druckzeitversatz ergibt, und/oder
    - die Steuereinrichtung (102.8) insbesondere dazu ausgebildet ist, den Druckzeitversatz in N gleiche Verzögerungswerte zu unterteilen und jedes nachfolgende Messsignal (105) jeweils um einen der Verzögerungswerte gegenüber dem vorangegangenen Messsignal (105) zu verzögern.
  18. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (102.8) dazu ausgebildet ist, die anfängliche Abweichung aus
    - zumindest einem durch den wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) erzeugten Testmuster
    und/oder
    - zumindest einem für die Druckeinrichtung (102) vorab ermittelten Druckeinrichtungsverhalten
    zu ermitteln.
  19. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Korrekturinformation durch wenigstens einen Datensatz mit entsprechenden diskreten Werten für die zeitliche Verzögerung vorgegeben ist
    und/oder
    - die Steuereinrichtung (102.8) zumindest ein Verzögerungselement zum Erzeugen der variablen zeitlichen Verzögerung umfasst, wobei das zumindest eine Verzögerungselement insbesondere ein parametrisierbares Verzögerungselement ist, insbesondere das Verzögerungselement zumindest durch ein Hardware-Filter, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein FPGA und/oder ein ASIC realisiert ist.
  20. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Leseeinrichtung (102.9) zum Einlesen von zumindest einem durch den wenigstens einen Druckkopf (102.1, 102.2) erzeugten Testmuster
    und/oder
    - eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln zumindest eines für die Druckeinrichtung (102) charakteristischen Druckeinrichtungsverhaltens
    vorgesehen ist.
  21. Frankiermaschine mit einer Druckeinrichtung (102) nach einem der Ansprüche 11 bis 20.
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