WO2012098190A1 - Verfahren und druckgerät zum drucken zeilenweise gruppierter bildinformation auf einen aufzeichnungsträger - Google Patents

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WO2012098190A1
WO2012098190A1 PCT/EP2012/050791 EP2012050791W WO2012098190A1 WO 2012098190 A1 WO2012098190 A1 WO 2012098190A1 EP 2012050791 W EP2012050791 W EP 2012050791W WO 2012098190 A1 WO2012098190 A1 WO 2012098190A1
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WO
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recording medium
printing
print
value
signals
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PCT/EP2012/050791
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Michael Mayr
Hubert Drexler
Christian Wallis
André Gerd SCHWARZKOPF
Stefan Buschmann
Martin STOCKMAR
Herbert Gibisch
Arno Best
Robert Baumgartner
Original Assignee
OCé PRINTING SYSTEMS GMBH
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Publication date
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/36—Blanking or long feeds; Feeding to a particular line, e.g. by rotation of platen or feed roller
    • B41J11/42—Controlling printing material conveyance for accurate alignment of the printing material with the printhead; Print registering
    • B41J11/46—Controlling printing material conveyance for accurate alignment of the printing material with the printhead; Print registering by marks or formations on the paper being fed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/36—Blanking or long feeds; Feeding to a particular line, e.g. by rotation of platen or feed roller
    • B41J11/42—Controlling printing material conveyance for accurate alignment of the printing material with the printhead; Print registering
    • B41J11/425—Controlling printing material conveyance for accurate alignment of the printing material with the printhead; Print registering for a variable printing material feed amount
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    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04573—Timing; Delays

Definitions

  • the invention relates to a method and a printing apparatus for printing line by line of grouped image information onto a recording medium.
  • High performance digital printing devices are capable of newspaper lenweise and particularly pixel by pixel to print in ⁇ dividual information. Such printing devices are based on ⁇ play, on electrophotographic, magneto-graphic or inkjet techniques. Thus printing equipmen ⁇ speeds, for example, are now hundreds reached up to several thousands A4 pages per minute. At such high speeds, paper webs are usually printed. In the course of a print start or print stop, however, waste may be due to the fact that due to the device no pressure is possible during the acceleration phase of the recording medium.
  • JP 2005-289012 A describes an inkjet system in which, during the acceleration phase of a print head, the effect is compensated for that ink droplets ejected from the head impinge on different locations of the recording medium at different head speeds. As a result, aberrations resulting from this effect can be avoided.
  • DE 10 2008 038 770 A1 discloses a digital high-performance printing system in which a paper web is printed several times, measures being provided in order to be able to make a subsequent printing in register with previously printed images.
  • DE 697 14 825 T2 (corresponding to EP 0 842 784 B1) describes a synchronization method for a multicolor ink-jet printing system in which marks printed on the recording medium are scanned on the basis of sensors which are each arranged on a print head become.
  • US 2007/0291060 A1 discloses an ink-jet printing method in which the ejection time of printhead nozzles is controlled on the basis of correction parameters.
  • US Pat. No. 4,721,969 A describes a method for correcting color shifts in an electrographic printing apparatus which occur due to a shrinkage of the printed paper occurring in the course of fixing the printed image. For this purpose, a synchronization of the printing process takes place on the basis of marks which are arranged ent ⁇ long of the edge of the AufZeichnungsharis.
  • DE 10 2010 016 857 A1 describes a measuring arrangement for determining the thickness of a substrate web for a printing system.
  • a method for printing row-by-row grouped image information on a record carrier is provided.
  • the record carrier is passed past a printhead at a variable speed.
  • He can in particular be web-shaped and consist of one or more materials. Such materials may be paper, plastic, metal and / or a combina ⁇ tion of these or other materials in particular.
  • the position and / or a speed variable of the drawing medium in the direction of its movement are determined by a measuring device and, in the process, measuring signals are formed cyclically.
  • the image information to be printed can be structured in a punctiform manner in the row and column direction.
  • the direction of movement of the recording medium on the print head can correspond in particular substantially to a column direction of the printed image information.
  • the speed or the acceleration of the recording medium in the direction of movement can be determined as the speed variable of the recording medium. It should be noted, however, that it is not necessary to determine both position and speed, but that it is basically sufficient to determine only one of the two sizes.
  • n is in each case a fire signal gebil- det in an electronic divider circuit from every nth measuring signal is a divisor value that is changed during the Druckbe ⁇ drifted over a plurality of image lines across dynamically.
  • the fire signals each print in the printhead for a given image line is released. Since at ⁇ can be provided in particular that the timing is controlled by the fire signal to the print head prints the image line.
  • the printhead may be an inkjet printhead. In particular, it has a plurality of nozzles from which pointwise ink is ejected in accordance with the pointwise structured image information.
  • the output can, for example thermally, according to the so-called ⁇ Bubblej et-pressure principle. It can also be done by means of piezoelectric elements according to the piezo-pressure principle.
  • the invention is based on the finding that it is advantageous for positionally accurate printing on a recording medium whose relative speed to the print head is variable to measure the position and / or speed of the recording medium in its direction of movement and the measurement corresponding to the printing operation on the print head to control.
  • the invention is further based on the finding that the control by clocking the said states of the AufZeichnungschts a simple way of control is created, which is suitable for use in high-performance printing devices.
  • the control can be carried out advantageously insbesonde ⁇ re by digital circuits. With the invention it can be achieved that the generation of the print image on the print head or the local pressure ⁇ speed adapts automatically to the web speed of the record carrier and thus a registerhalti- ger pressure even at variable speed of the carrier voltage Aufzeich- is possible.
  • the measuring signals are detected in particular at a multiple of the printing resolution of the printing process.
  • the measuring device is designed in particular such that the multiplication factor is adjustable and / or programmable, for example by adjusting the number of pulses or resolution in an optoelectronic rotary encoder.
  • the entire printing process can also be adapted to other parameters, so that the print image with desired registration accuracies within a page, between the front and back and / or in a form are met.
  • the readjustment of the resolution of the measuring device can be advantageous.
  • the multiplication factor can advantageously be set as a function of the thickness of the recording medium or printing material.
  • the thickness is automatically determined by means of a thickness measuring arrangement integrated into the printing system. This Messa North ⁇ voltage can consist krementalgeberwalze of two incremental encoders, each with a home as well as a Rechenein ⁇ unit.
  • the substrate or recording medium web is thereby advanced by a predetermined length while the first incremental encoder roller is moved without slippage by the adjacent substrate web , wherein the first incremental encoder outputs the number of revolutions achieved as the first measurement result xi. Furthermore, the second Inkre ⁇ mentalgeberwalze by the adjacent substrate web
  • the second incremental encoder emits the number of revolutions achieved as a second measurement result x 2 .
  • r W i is the radius of the respective incremental encoder roller i.
  • n-fold clock multiplication of the measuring signals generated by the measuring device for position and / or speed of the Aufolinschts can be the setting of successive printheads together by offset values to 1 / n pixels (so-called pixel) advantageously ⁇ make exactly.
  • a common start signal for controlling the start timing of the printing operations in the respective print heads.
  • a start signal can be special line by line for data of a printed page are generated.
  • individual individual start signals can be derived in each case for one or more print heads with which the respective printing process for the image line to be printed or the page to be printed is started on the respective print head.
  • the printing operations for together ⁇ associated print data for example for color separation data are synchronized in the individual printing heads each other.
  • these printing operations can be time-pressure head individually adjusted so that tikkopfspezifi ⁇ cal, are correctable by the record carrier and in particular its transport behavior and / or pressure-related device-specific influences.
  • n-times clock multiplication and division can later also a principle related measurement step deviation of the measuring device, such as a rotary encoder, are averaged with the Fre ⁇ quenzermaschineung.
  • a principle related measurement step deviation of the measuring device such as a rotary encoder
  • the divider values By dynamically changing the divider values is with color printers a Feinpositi ⁇ tioning of the printing images of different color separations (so-called. Color planes) is possible in a Submikrozeilen Siemens or below the rated resolution.
  • a targeted compression and / or stretching of the printed image in the direction of travel of the paper can thereby be made possible, which is advantageous, above all, in the subsequent printing of preprinted documents with variable printing data.
  • the writing clock for the printing head has a constant relation to the speed of the recording medium.
  • the printing resolution along the recording medium moving direction is predetermined, for example as 600 dpi resolution.
  • the clocks of the measuring signals are generated in particular in a multiple of the printing resolution.
  • the divider value can be formed at least from a basic value and a correction value, wherein the base ⁇ value corresponds to the value of the multiple of the printing resolution, is in particular identical to this.
  • the correction value may further include a proportion for correcting the printing image position to compensate for a temperature change of the printing head and / or a printing change in the length of the recording medium such as occurs in ink-jet printing when a recording medium made of paper by absorbing the ink or water the ink is swelling.
  • the correction value can furthermore comprise a proportion for adapting the printed image to a preprinted image existing on the recording medium even before the printing process.
  • Divider value, Cor ⁇ rekturwert and the proportions of the correction value are in particular ⁇ sondere integer values.
  • the print head is an inkjet print head and the divider value is changed ⁇ changed by means of a difference value with which during acceleration of the recording different flight time from the print head ejected ink drops of the carrier during the printing operation to a desired impingement point on the recording medium is taken into account.
  • the change takes place in particular by Subtraction.
  • the difference value in particular the acceleration of the recording medium in its direction of movement can be determined and the difference value can be determined proportionally to the acceleration.
  • the determination and determination can take place step by step by subtracting the respective previous value.
  • Time window ent ⁇ speaks the time of flight of the ink droplets at a predetermined speed of the record carrier, time window, the number of generated with the Messein ⁇ direction measurement signals for the feeding of the recording medium is determined.
  • the predetermined speed may be zero Ge ⁇ particular, this means that the recording medium is at rest.
  • the difference value is out of the time window as aufei ⁇ nandert numbers then each be obtained, in particular by subtraction.
  • time window signals for indicating the beginning of a new time window by means of the time window value and a synchronous clock in a first counter.
  • the time window signals as well as the
  • Measuring signals can furthermore be supplied to a second counter in which the number of measuring signals is counted for each time window.
  • successive difference values are summed to verify the accuracy and in the course of loading ⁇ admirungszyklus of the recording medium in which the ⁇ ser is accelerated from an initial speed and then back be ⁇ is accelerated to the original speed, checked, whether the sum of Accelerati ⁇ conditions zero.
  • a recording medium which is already pre-printed pages by page with a form image. He will nachträg ⁇ Lich printed with data. For a registration form teregos generating the printed image of the additional data on the recording medium, at least one form mark is scanned page by page and changed on the basis of temporal Va ⁇ ration of successive sampling intervals, the correction value to the divider value. This in particular ⁇ sondere disturbing register shifts between the preprinted images and each additional print images can be avoided, which would add up during printing on a variety of printed pages.
  • the image information can in particular additionally be structured page by page and printed and the correction value determined page by page. Within a page, different individual correction values can then be used in regions such that the mean of the individual correction values in turn yields the correction value.
  • the individual correction values can be distributed virtually dynamically over one page in order in turn to generate a register-based print between the preprinted image and the image currently to be printed.
  • FIG. 1 A printing system
  • Figure 2 A printing on a paper web
  • Figure 3 A printing process with multiple printheads
  • Figure 4 A printhead
  • FIG. 5 A timing diagram
  • FIG. 7 shows another timing diagram and FIG. 8 shows another timing circuit.
  • FIG. 1 shows a pressure system 1 is shown in which in a printing apparatus la, a paper web 2 along a transport direction ⁇ A to a device-fixed print head assembly 3 is attached to leads upstream.
  • This has four pressure latch 4a ... 4d, which receives via a print data line 5 print data.
  • the print data line 5 leads to an interface 6, via which pointwise screened image data from a raster image processor (raster image processor, RIP) 8 are supplied to the printing device 1.
  • the raster image processor 8 can in turn receive on the input side via an interface 7 Druckda ⁇ th, for example encoded in a known print data language such as AFP / IPDS, PPML, PDF, PCL and so wei ⁇ ter.
  • the paper web 2 is transported by means of an on ⁇ drive system, comprising at least one drive ⁇ controller 11, an input side driven roller 9 and an output side driven roller 10th
  • the drive system is designed so that Pa is ⁇ pierbahn 2 kept at a constant tensile stress as possible. This results in that the paper web 2 in transport ⁇ direction A time and, if necessary, accelerated, that is, their speed is increased or decreased. Furthermore, the paper web 2 can be accelerated in a start mode of the printing device 1 from standstill and stopped in a stop mode from the current printing operation. During these modes, it is still possible to print on the paper web 2. Due to the acceleration, however, the timing of the
  • Printing process in the pressure latches 4a ... 4d be adapted accordingly to a positionally accurate pressure of the printing ensure pictures.
  • an opto-electronic, based on the scanning of bar marks encoder (encoder) 12 is provided on the input roller 9, with which the exact position of the paper web 2 can be detected.
  • a so-called drag-pulse circuit 13 is provided, which is described in WO already mentioned above
  • 2011/020903 AI is described. It is used to scan the web movement of the recording medium web 2 in the
  • Web movement direction A uses an incremental encoder as a measuring device.
  • the output of signals generated by the incremental encoder (up, dn) is suppressed and these are only issued again when the backward movement follows a forward movement, wherein the path of the forward movement of the path of the previously performed backward movement of the recording medium web 2 corresponds. Only then are the signals (up, dn) corresponding control signals (up *) output.
  • the signals (up, dn) corresponding control signals (up *) output.
  • the printing device has a device control 14, to which a plurality of subunits (submodule controls) are connected, for example via a line 18 a ⁇ drive controller 11 for the transport of the paper web 2, a controller for a drying device for drying or fixing the printed ink on the paper web 2, etc.
  • the encoder measurement signals are a further subunit of the device control 14, namely the circuit 15 for the printing unit supplied, via which they Druckun ⁇ gen 16a ... l6d are supplied, in which from the encoder signals fire signals are generated for the pressure bar 4a ... 4d or located in these printheads.
  • the flight times of the droplets from the respective print heads are taken into ⁇ into account on the paper web 2 according to the speed of the recording medium 2 on the basis of the encoder signals and the fire signals to the print heads so ER- shows that a register-containing pressure on the various printheads ⁇ pressure bar or 4a-4d takes place.
  • two brand sensors 17a, 17b are further provided with which pre-printed images or marks can be scanned on the paper web 2.
  • the scanning signals of the brand sensors 17a, 17b are also supplied to the circuit 15 for the printing unit for Steue ⁇ tion of the fire signals.
  • the ink drops 19 hits at the point D on the paper. Increases the Textilbahnge ⁇ speed, then the ink droplet 19 moves virtu ⁇ ell on the dashed-line path and impinges at point E on the paper.
  • This displacement of the Tintentrop ⁇ fen provides for printers with a plurality of successive color stations is a problem when you want to ie starting, ge ⁇ printed in paper zero speed from a standstill.
  • one or more inkjet printing heads are often provided for each color, which are mounted in so-called bars and arranged one behind the other.
  • Figure 3 shows schematically an arrangement of ink jet nozzles 21a ... 21d of a multi-color printer. It is Darge ⁇ is as declared in Figure 2 Effect affects, if printheads for the four colors black (black, K), magenta (M), cyan (C) and yellow (yellow, Y) are serially ⁇ assigned .
  • the nozzle 21a of the black print head at time Tl the nozzle 21b of the magenta print head at time T2
  • the nozzle 21c of the cyan print head at time T3 the nozzle 21d yellow print head Time T4. Since the paper web is accelerated in the direction A 2, the Textilge ⁇ speed at the time T2 later than the time Tl.
  • the ink drop 19b lands magenta wei ⁇ ter behind on the paper web than the ink droplets 19a of the color black.
  • the printed color scheme is no longer on top of each other ie there are in the paper direction A around the printing elements around fringing.
  • the same effect occurs when the Textilgeschwindig ⁇ speed decreases. To compensate for this deviation, and since ⁇ with printing paper at variable speed to he ⁇ possible, which controls the respective encryption same in the printer 1 depends on the printing speed thrusts S p S p ... -l -4 through appropriate measures from.
  • the printhead structure for the example of the black-printing printing bar 4a is shown in more detail. It contains 15 print heads 20a (DK1) to 20o (DK15). Each of the printheads includes a plurality of nozzles arranged in rows and columns for discharging the ink.
  • Direction B designates the row direction and direction C the Spal ⁇ tenides.
  • Each of the printheads 20a... 20o is driven by circuitry 16a to compensate for its respective drop flight time, having stored a time of flight in the time-of-flight memory 22 for each of the 15 printheads.
  • 24d represents a particular fire timing at which printing of ink from the respective printhead is released for a print line. Since a plurality of encoder clocks are provided per print line, it is possible to generate a phase shift of the printing times or the firing times of the respective print heads 27a to 27c relative to one another by dynamically changing the divider values.
  • Other components of the printing device that receive a standard line clock for example, units that forward the image information from the raster image processor to the printheads, can in a standard line clock with a fixed frequency, the basic clock of the encoder (n-fold or 1 -fold) or according to a constant web speed of the paper web 2 remain.
  • the firing cycles to these printheads 25a ... 25d and 26a ... 26c are correspondingly delayed in time for their first, second, third and fourth lines, respectively.
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of circuit components for drop flight time compensation.
  • Encoder 12 outputs 12 encoder clocks for each 600 dpi line clock.
  • This multiplication factor with the value corresponding to the twelve splitter basic value of the reference character 39 and ⁇ is variably adjustable or programmable in the encoder 12th
  • the setting or programming can be done on the printing device 1 via the device control 14.
  • the operator or service technician can change the setting For example, when changing the AufZeichnungschts (Pa ⁇ pierunci) with different thickness (paper thickness) or make the exchange of transport rollers.
  • the multiplication factor can advantageously be set as a function of the thickness of the recording medium or printing material. For this purpose, it may be provided to automatically determine this thickness with a thickness measuring arrangement integrated into the printing system.
  • the encoder signals formed in the encoder 12 are formed for example with a bar-type decoder. By means of the setting of the number of increments, the resolution of the encoder 12 or the evaluation of detected line numbers for outputting the clock signals and thus the clock frequency output by it are set.
  • the clocks or encoder signals thus generated are fed to the drag-pulse circuit 13, in which the clocks are cleaned of disturbing influences. These signals are applied to the drop flight time compensation circuit 16.
  • the circuit 16 is supplied with the time-of-flight data from the memory 22 for the respective printhead.
  • This time of flight data is used in a first counter to based on fructfre ⁇ Quartz-frequency signals (100 MHz, clock signals) to produce so-called gate signals, each representing a time window corresponding to the flight time.
  • a second counter 30 the number of incoming from the towing pulse circuit 13 clocks are measured within the respective time window and the clocks as flight time records 31, 32 output sequentially for each time window.
  • the first difference image 33 the time-of-flight clocks in time-window numbers n, n-1 consecutive count events are subtracted and a value delta is formed.
  • the value delta is a measure of the acceleration of the paper web 2.
  • the second difference image 34 the value delta is subtracted from a divider value and the result z is fed to a divider 35.
  • splitter 35 will be th encoder clock signals from the drag-pulse circuit 13 and output from the divider 35 as a fire signal 36 only every z-th signal.
  • the divider value used in the second difference image 34 is supplied thereto from a divider sum map 40, which in turn forms the divider as the sum of the divider base value 39 (in the present example the value 12) and a correction value 38, with the further corrections of the fire Signal, for example, so that Tempe ⁇ ratur effects in the printheads 21a ... 21o or source effects in the paper web 2 are compensated.
  • FIG. 7 shows how the variation of the times of the fire signals can be used by one
  • the brand sensors 17a and 17b already described in FIG. 1 are used.
  • the transmitter or the sensors are in the paper transport direction A at a distance d of at least one side length of the pre ⁇ pressure from the first printhead 27a.
  • signals to three scanned pages are shown, where ⁇ are scanned by the brand sensor 17b page by page successive pre-brands Ml to M4 from the beginning of the first page to the end of the third page.
  • the forms and their marks M1... M4 may have been pre-printed on the paper web 2 with another printing process, eg an offset process, and have been delivered wound on reels for the present additional digital print.
  • the standard page length is Si
  • the second side is compressed in contrast, and therefore has a smaller length S2
  • the third side is stretched and in accordance with a length S3> S i comprising ,
  • the Enco The signals are in turn supplied to the divider circuit 35 shown in FIG. 6, where the synchronization pulses 41 sampled by the marks M1... M4 are included in the calculation of the divider z, so that the fire signals 42 are compared with the fire signals the standard clock in a shorter sequence (higher clock rates) are given when the print image is to be compressed and extended in Abfol ⁇ ge (lower clock) when the printing image is to be stretched.
  • the respective shortening or extension of the fire signal clocks determined for the page can also be subdivided into subunits of the fire signal clocks, so that the pictures are evenly stretched or compressed over the page.
  • it can be provided via the circuit 15 for the printing unit for an extension or shortening of the printed page via a data connection 43 (FIG. 1) to insert additional print lines directly in one or more print heads of the pressure latches 4a (extension of FIG Print side) or to remove print lines at the beginning or at the end of the print page (shortening the print page).
  • FIG. 8 shows an embodiment for the divider circuit 35.
  • the controller 45 defines (dividing value), and the number of encoder pulses 49 in a time interval counts.
  • the encoder pulses 49 are supplied to a fire ⁇ counter 48 which receives, via a multiplexer 46 successively divider factors. In this case, only a selection 47a, 47b, 47c of divisor factors from all possible divisor factors is used, in the present case the factors 11, 12 and 13.
  • the selection of the divisor factors takes place in Multiplexer 46 controlled by the controller 45, wherein these are in particular ⁇ variates within a pressure side so that they are evenly distributed over the pressure side corresponding to the necessary total divisor factor.
  • the fire counter 48 represents a divider with a variable divider factor, the divider factor being supplied via the multiplexer. As soon as the fire counter overflows, the fire signal 36 is emitted, with which the printing of a print line in the print head is released. The controller 45 releases the measuring counter 44 for the duration of the measuring interval, which counts the number of encoder pulses 49 within this interval. At the end of the measuring interval, the controller 45 compares the measured value with the measured value stored in it at the preceding measuring interval.
  • the controller 45 selects one of the three divisor factors 47a, 47b, 47c, whereby the fire counter 48 divides the number of encoder pulses by either 11, 12, or 13, thereby lengthening or shortening the period between successive fire signals 36 ,
  • the rotary encoder 12 is set so as to 42 micrometers (microns) provides twelve pulses at a Be ⁇ movement of the paper web. At a print resolution of 600 dpi, 42um corresponds to exactly one print line, ie the frequency of the rotary encoder 12 corresponds to twelve times the line frequency.
  • the output of the rotary encoder 12 controls the variable divisor fire counter 48, which divides either by the value 11, by the value 12 or by the value 13.
  • the fire-counter 48 divides the normal case by twelve and generates the Feuersig ⁇ nal at its overflow 36.
  • the circuit 45 measures within a given measuring interval, the number of pulses of the rotary encoder 12. This measured value is directly proportional to VELOCITY ⁇ ness of the paper web 2.
  • the respective measured value is compared with the measured value determined immediately before. If the new measured value is above the previous measured value, ie if the printing speed has increased, then the controller 45 no longer sets the divider factor of the divider described above to 12 but to 11.
  • the ink jet head thus fires a pulse duration of the rotary encoder 12 earlier, whereby the corresponding ink droplet no longer lands on the paper in the shifted impact point E, but in the desired impact point D (see FIG. 2). He ver ⁇ shifts so that the pressure line to twelfth. Otherwise, if the new reading is below the old reading, a divider factor of 13 is set.
  • the measuring interval is dependent on the Textilgeschwindig ⁇ ness, the ink drop speed and the distance of the ink print head to the paper. In a direct comparison of the measured values, the measuring interval is to be selected so that at the maximum paper speed, the number of encoder pulses multiplied by the twelfth of the pulp ⁇ te a print line results in the value SP at maximum Textilge ⁇ speed.
  • the measured value varies by one encoder pulse each time because of the digital measurement.
  • the divider factor changes relatively frequently in this case.
  • the measuring interval is multiplied by a constant factor F D.
  • the readings are then no longer directly compared with ⁇ each other, but with the comparative value of the factor F D is added, and the comparative value of the factor F D is subtracted. Obtained in this way an upper and lower barrier. If the measured value is outside the limits, the controller 45 changes the divider factor and stores the measured value as a new comparison value.
  • t P time that a point on the paper needs for the distance from D to E.
  • N K number of encoder pulses to more fires the ink print head ⁇
  • n P Encoder pulses per second at a specific paper speed
  • N M Number of encoder pulses within the measuring interval
  • D M number of encoder pulses, in which takes place a Kompensa ⁇ tion of the fire signal (Fire Point). The following apply:
  • N K For a concrete calculation of N K , the following values are assumed by way of example:
  • n P 10ms the result is:
  • D M 25 encoder Pulses the time at which the ink jet head injected, each one encoder pulse sooner or later genzeu ⁇ gene.
  • This start signal may be generated, for example within the Ge ⁇ instrument control 14 or raster image processor. 8 In particular, it can be generated line by line for data of a printed page and later with synchronization signals of the droplet flight time compensation, for example in the droplet flight time compensation circuits 16a... 16d
  • one or more of the printheads 27a ... 27c or pressure bars 4a ... 4d for example in the controllers 16a ... 16d for the droplet flight time compensations or e.g. can be derived via the line correction line 43 directly in the respective control units of the pressure latches 4a ... 4d individual pressure bar individual start signals with which the respective printing process for the image line to be printed or the page to be printed is started in the respective pressure bar.
  • the position and / or a speed variable of the on ⁇ drawing carrier are determined in the direction of movement with a measuring device regularly and thereby cyclically measuring signals formed.
  • a measuring device regularly and thereby cyclically measuring signals formed.
  • each a fire signal is generated from every nth measuring signal, where n is a divisor value that is changed during the printing operation over a plurality of image lines across dynamically.
  • n is a divisor value that is changed during the printing operation over a plurality of image lines across dynamically.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Abstract

Zum Drucken zeilenweise gruppierter Bildinformationen auf einen Aufzeichnungsträger (2), wobei der Aufzeichnungsträger (2) mit variabler Geschwindigkeit an einem Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) vorbei geführt wird, werden mit einer Messeinrichtung (12) regelmäßig die Position und/oder eine Geschwindigkeitsgröße des Aufzeichnungsträger (2) in dessen Bewegungsrichtung (A) ermittelt und dabei taktweise Messsignale (12, 13) gebildet. In einer elektronischen Teiler-Schaltung (35) wird aus jedem n-ten Messsignal (12, 13) jeweils ein Feuersignal (36) gebildet, wobei n ein Teilerwert ist, der während dem Druckbetrieb über mehrere Bildzeilen hinweg dynamisch verändert wird. Mit den Feuersignalen (12, 13) wird jeweils das Drucken im Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) für eine vorgegebene Bildzeile freigegeben. Dadurch kann auch während entsprechender Beschleunigungsphasen des Aufzeichnungsträgers (2) hinsichtlich der Bewegungsrichtung ein positionsgenaues Druckbild erreicht werden.

Description

Verfahren und Druckgerät zum Drucken zeilenweise gruppier¬ ter Bildinformation auf einen Aufzeichnungsträger Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Druckgerät zum Drucken zeilenweise gruppierter Bildinformationen auf einen Aufzeichnungsträger.
Digitale Hochleistungs-Druckgeräte sind in der Lage, zei- lenweise und insbesondere bildpunktweise Informationen in¬ dividuell zu drucken. Derartige Druckgeräte basieren bei¬ spielsweise auf elektrografischen, magnetografischen oder auf Tintenstrahltechniken . Damit sind heutzutage Druckge¬ schwindigkeiten von beispielsweise hunderten bis hin zu mehreren tausenden A4-Seiten pro Minute erreichbar. Bei derart hohen Geschwindigkeiten werden meist Papierbahnen bedruckt. Im Zuge eines Druckstarts bzw. Druckstopps kann jedoch Makulatur dadurch entstehen, dass gerätebedingt während der Beschleunigungsphase des AufZeichnungsträgers kein Druck möglich ist.
In der erst nach dem Prioritätstag der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlichten WO 2011/020903 AI, die wiederum Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. DE 10 2009 038 480.4 der Anmelderin in Anspruch nimmt) ist ein Drucksystem beschrieben, bei dem während Beschleunigungs¬ phasen eines bahnförmigen AufZeichnungsträgers weiterhin ein Druck möglich ist. In der JP 2005-289012 A ist ein Tintenstrahl-System beschrieben, bei dem während der Beschleunigungsphase eines Druckkopfes der Effekt ausgeglichen wird, dass vom Kopf ausgestoßene Tintentropfen bei verschiedenen Kopfgeschwin- digkeiten auf verschiedenen Stellen des Aufzeichnungsträ- gers auftreffen. Dadurch können Bildfehler, die aus diesem Effekt resultieren, vermieden werden.
Aus der DE 10 2008 038 770 AI ist ein digitales Hochleis- tungs-Drucksystem bekannt, bei dem eine Papierbahn mehr- mals bedruckt wird, wobei Maßnahmen vorgesehen sind, um einen nachfolgenden Druck passergenau zu vorher bedruckten Bildern vornehmen zu können. In der DE 697 14 825 T2 (entsprechend der EP 0 842 784 Bl) ist ein Synchronisationsverfahren für ein Mehrfarben- Tintenstrahldrucksystem beschrieben, bei dem anhand von Sensoren, die jeweils an einem Druckkopf angeordnet sind, zur Synchronisierung des Druckvorgangs auf dem Aufzeichnungsträger aufgedruckte Marken abgetastet werden. Aus der US 2007/0291060 AI ist ein Tintenstrahl- Druckverfahren bekannt, bei dem die Ausstoßzeit von Druckkopf-Düsen anhand von Korrektur-Parametern gesteuert wird.
In der US 4,721,969 A ist ein Verfahren beschrieben zur Korrektur von Farbverschiebungen in einem elektrografi- schen Druckgerät, die aufgrund einer im Zuge der Fixierung des Druckbilds erfolgenden Schrumpfung des bedruckten Papiers auftreten. Dazu erfolgt anhand von Marken, die ent¬ lang des Randes des AufZeichnungsträgers angeordnet sind, eine Synchronisation des Druckprozesses.
In der DE 10 2010 016 857 AI ist eine Messanordnung zur Bestimmung der Dicke einer Substratbahn für ein Drucksystem beschrieben.
Der Inhalt der vorgenannten Veröffentlichungen und Patentanmeldungen wird hiermit durch Bezugnahme in die Beschrei¬ bung aufgenommen. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen positionsgenauen Druck auf einem Aufzeichnungsträger zu ermöglichen, während der Aufzeichnungsträger beschleunigt wird.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprü- chen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausfüh¬ rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Drucken zeilenweise gruppierter Bildinformationen auf einen Aufzeichnungsträger vorgesehen. Der Aufzeichnungsträger wird mit variabler Geschwindigkeit an einem Druckkopf vorbeigeführt. Er kann insbesondere bahnförmig sein und aus einem oder mehreren Materialien bestehen. Derartige Materialien können insbesondere Papier, Kunststoff, Metall und/oder eine Kombina¬ tion aus diesen oder anderen Materialien sein.
Die Position und/oder eine Geschwindigkeitsgröße des Auf¬ zeichnungsträgers in dessen Bewegungsrichtung werden mit einer Messeinrichtung ermittelt und dabei taktweise Mess- Signale gebildet. Die zu druckende Bildinformation kann dabei insbesondere punktförmig in Zeilen- und Spaltenrichtung strukturiert sein. Die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers am Druckkopf kann dabei insbesondere im Wesentlichen einer Spaltenrichtung der gedruckten Bildinformation entsprechen. Als Geschwindigkeitsgröße des Auf- Zeichnungsträgers kann beispielsweise die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des AufZeichnungsträgers in der Bewegungsrichtung ermittelt werden. Es sei aber darauf hingewiesen, dass es nicht erforderlich ist, sowohl Position als auch Geschwindigkeitsgröße zu ermitteln, sondern dass es grundsätzlich ausreicht, nur eine der beiden Größen zu ermitteln.
Weiterhin wird in einer elektronischen Teiler-Schaltung aus jedem n-ten Mess-Signal jeweils ein Feuersignal gebil- det, wobei n ein Teilerwert ist, der während dem Druckbe¬ trieb über mehrere Bildzeilen hinweg dynamisch verändert wird. Mit den Feuersignalen wird jeweils das Drucken im Druckkopf für eine vorgegebene Bildzeile freigegeben. Da¬ bei kann insbesondere vorgesehen sein, dass mit dem Feuer- signal der Zeitpunkt gesteuert wird, zu dem der Druckkopf die Bildzeile druckt. Die Bildinformationen werden insbe¬ sondere zeilenweise dem Druckkopf zugeführt. Der Druckkopf kann insbesondere ein Tintenstrahl-Druckkopf sein. Er weist insbesondere eine Vielzahl von Düsen auf, aus denen punktweise Tinte den punktweise strukturierten Bildinformationen entsprechend ausgestoßen wird. Der Ausstoß kann beispielsweise thermisch erfolgen, entsprechend dem soge¬ nannten Bubblej et-Druckprinzip . Er kann auch mittels piezoelektrischer Elemente entsprechend dem Piezo- Druckprinzip erfolgen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es für einen positionsgenauen Druck auf einem Aufzeichnungsträger, dessen Relativgeschwindigkeit zum Druckkopf variabel ist, vorteilhaft ist, Position und/oder eine Geschwindigkeits- große des AufZeichnungsträgers in dessen Bewegungsrichtung zu messen und der Messung entsprechend den Druckvorgang am Druckkopf zu steuern. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass die Steuerung durch taktweises Erfassen der genannten Zustände des AufZeichnungsträgers eine einfache Möglichkeit der Steuerung geschaffen wird, die sich für den Einsatz in Hochleistungs-Druckgeräten eignet. Die Steuerung kann dadurch vorteilhaft insbesonde¬ re durch digitale Schaltungen erfolgen. Mit der Erfindung lässt sich erreichen, dass sich das Erzeugen des Druckbilds am Druckkopf bzw. die dortige Druck¬ geschwindigkeit automatisch an die Bahngeschwindigkeit des AufZeichnungsträgers anpasst und damit ein registerhalti- ger Druck auch bei variabler Geschwindigkeit des Aufzeich- nungsträgers möglich ist.
Die Mess-Signale werden insbesondere in einem Vielfachen der Druckauflösung des Druckprozesses erfasst. Dazu ist die Messeinrichtung insbesondere so ausgestaltet, dass der Vervielfachungsfaktor einstellbar und/oder programmierbar ist, beispielsweise durch Einstellung der Strichzahl bzw. Auflösung in einem optoelektronischen Drehgeber. Durch eine derartige Einstellbarkeit kann der gesamte Druckprozess auch an weitere Parameter angepasst werden, damit das Druckbild mit gewünschten Passergenauigkeiten innerhalb einer Seite, zwischen Vorder- und Rückseite und/oder in einen Vordruck eingehalten werden. Auch wenn die Druckgeschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeit des Aufzeichnungs- trägers beeinflussende Maschinen- und Verbrauchsstoffe ge- tauscht werden wie z.B. Bedruckstoffe mit anderem Material oder anderer Dicke oder Transportwalzen mit anderen Durchmessern für den Transport des AufZeichnungsträgers, oder wenn sich Prozess- bzw. Umgebungsparameter (wie Temperatur oder Luftfeuchte) ändern, kann die Neueinstellung der Auf- lösung der Messeinrichtung vorteilhaft sein. Der Vervielfachungsfaktor kann vorteilhaft in Abhängigkeit von der Dicke des AufZeichnungsträgers bzw. Bedruckstoffs eingestellt werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Dicke mit einer in das Drucksystem integrierten Dicken- Messanordnung automatisch bestimmt wird. Diese Messanord¬ nung kann aus zwei Inkrementalgebern mit jeweils einer In- krementalgeberwalze bestehen sowie aus einer Rechenein¬ heit. Die Substrat- bzw. Aufzeichnungsträgerbahn wird dabei um eine vorgegebene Länge vorgeschoben und dabei die erste Inkrementalgeberwalze durch die anliegende Substrat¬ bahn schlupflos mitbewegt, wobei der erste Inkrementalge- ber die dabei erreichte Anzahl von Umdrehungen als erstes Messergebnis xi abgibt. Weiterhin wird die zweite Inkre¬ mentalgeberwalze durch die anliegende Substratbahn
schlupflos mitbewegt, wobei der zweite Inkrementalgeber die dabei erreichte Anzahl von Umdrehungen als zweites Messergebnis x2 abgibt. Aus den Messergebnissen und der Formel d= 2 ( xi*rwi-x2*rw2) / (x2-xi ) wird die Dicke d der Substratbahn berechnet. Dabei ist rWi der Radius der jeweiligen Inkrementalgeberwalze i.
Weitere Details einer solchen Dicken-Messanordnung sind z.B. in der DE 10 2010 016 857 AI beschrieben.
Durch eine n-fache Taktvervielfachung der von der Messeinrichtung für Position und/oder Geschwindigkeitsgröße des AufZeichnungsträgers erzeugten Mess-Signale lässt sich die Einstellung aufeinanderfolgender Druckköpfe untereinander durch Offsetwerte auf 1/n Bildpunkte (sog. Pixel) vorteil¬ haft genau vornehmen. Dadurch können insbesondere hohe Passergenauigkeiten bei von den unterschiedlichen Druckköpfen gedruckten Bildern bzw. Farbauszügen erreicht werden .
Zum Erreichen einer hohen Passergenauigkeit kann es insbesondere auch vorteilhaft sein, für mehrere aufeinanderfol¬ gende Druckköpfe ein gemeinsames Start-Signal zum Steuern des StartZeitpunktes der Druckvorgänge in den jeweiligen Druckköpfen vorzusehen. Ein solches Startsignal kann ins- besondere zeilenweise für Daten einer Druckseite erzeugt werden. Von dem gemeinsamen Start-Signal können jeweils für einen oder mehrere Druckköpfe individuelle Einzel- Startsignale abgeleitet werden, mit denen der jeweilige Druckvorgang für die zu druckende Bildzeile bzw. die zu druckende Seite am jeweiligen Druckkopf gestartet wird. Dadurch können einerseits die Druckvorgänge für zusammen¬ gehörende Druckdaten, z.B. für Farbauszugsdaten, in den einzelnen Druckköpfen zueinander synchronisiert werden. Andererseits können diese Druckvorgänge zeitlich druck- kopfindividuell so justiert werden, dass druckkopfspezifi¬ sche, durch den Aufzeichnungsträger und insbesondere seinem Transportverhalten und/oder druckgerätespezifische bedingte Einflüsse korrigierbar sind.
Durch die n-fache Taktvervielfachung und spätere Teilung kann zudem eine prinzipbedingte Messschrittabweichung der Messeinrichtung, z.B. eines Drehgebers, bei der Fre¬ quenzerzeugung gemittelt werden. Durch ein dynamisches Ändern der Teilerwerte ist bei Farbdruckern eine Feinpositi¬ onierung der Druckbilder verschiedener Farbauszüge (sog. Farb-Planes) in einem Submikrozeilenbereich bzw. unterhalb der Nenn-Auflösung möglich. Weiterhin kann dadurch eine gezielte Stauchung und/oder Streckung des Druckbildes in Papierlaufrichtung ermöglicht werden, die v.a. beim nachträglichen Bedrucken von Vordrucken mit variablen Druckdaten von Vorteil ist.
Durch die Anpassung der Taktfrequenz , die mit der Messeinrichtung aus dem Transportweg abgeleitet wird, bei z.B. einer anderen Dicke des AufZeichnungsträgers oder anderen, dessen Geschwindigkeit ändernden Maschinen- und Ver- brauchsstoffparametern, kann erreicht werden, dass der Schreibtakt für den Druckkopf ein konstantes Verhältnis zur Geschwindigkeit des AufZeichnungsträgers hat.
Mit der Erfindung wird es weiterhin vorteilhaft möglich, die vom Transport des AufZeichnungsträgers direkt abgelei¬ teten Mess-Signale bzw. deren Taktfrequenz an eine neue Transportgeschwindigkeit anzupassen. Daher muss keine Ge¬ schwindigkeitsregelung für den Transport des Aufzeichnungsträgers erfolgen, wodurch dessen Steuerung verein- facht wird. Durch die Unabhängigkeit der erzielten Passer genauigkeit des Druckbildes von der Geschwindigkeit des AufZeichnungsträgers haben Geschwindigkeitsschwankungen, die z.B. durch eine Zugsspannungsregelung für einen bahn- förmigen Aufzeichnungsträger erzeugt werden, keinen Ein- fluss. Es wird damit möglich, innerhalb von Beschleuni¬ gungs-Rampen des AufZeichnungsträgers zu drucken ohne wei tere Umstellungen vornehmen zu müssen. Ein weiterer Vorteil ist z.B., dass Transportwalzen für den Aufzeichnungs träger-Transport mit gröberen Toleranzen bezüglich ihres Durchmessers verwendet werden können.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Druckauflösung entlang der Aufzeichnungsträ- ger-Bewegungsrichtung vorgegeben, beispielsweise als 600 dpi Auflösung. Die Takte der Mess-Signale werden dabei insbesondere in einem Vielfachen der Druckauflösung erzeugt. Der Teilerwert kann zumindest aus einem Grundwert und einem Korrekturwert gebildet werden, wobei der Grund¬ wert dem Wert des Vielfachen der Druckauflösung entspricht, insbesondere identisch zu diesem ist. Der Korrek turwert kann weiterhin einen Anteil enthalten für eine Korrektur der Druckbildposition zum Ausgleich einer Tempe raturveränderung des Druckkopfes und/oder einer druckbedingten Längenveränderung des AufZeichnungsträgers, wie sie zum Beispiel im Tintenstrahldruck auftritt, wenn ein Aufzeichnungsträger aus Papier durch Aufnahme der Tinte bzw. von Wasser der Tinte quillt. Der Korrekturwert kann des Weiteren einen Anteil zur Anpassung des Druckbilds an ein auf dem Aufzeichnungsträger bereits vor dem Druckvorgang bestehendes Vordruckbild umfassen. Teilerwert, Kor¬ rekturwert und die Anteile des Korrekturwerts sind insbe¬ sondere ganzzahlige Werte.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Druckkopf ein Tintenstrahldruckkopf und der Teilerwert wird mittels eines Differenzwertes verän¬ dert, mit dem bei einer Beschleunigung des Aufzeichnungs- trägers während dem Druckvorgang die unterschiedliche Flugzeit vom Druckkopf ausgestoßener Tintentropfen zu einem Soll-Auftreffpunkt auf dem Aufzeichnungsträger berück sichtigt wird. Die Veränderung erfolgt insbesondere per Subtraktion. Zur Bildung des Differenzwerts kann insbesondere die Beschleunigung des AufZeichnungsträgers in dessen Bewegungsrichtung ermittelt werden und der Differenzwert proportional zur Beschleunigung festgelegt werden. Die Er- mittlung und Festlegung kann insbesondere schrittweise durch Differenzbildung zum jeweiligen vorherigen Wert erfolgen .
Zum Ermitteln der Beschleunigung des AufZeichnungsträgers kann insbesondere vorgesehen sein, dass mittels eines
Zeitfensters , das der Flugzeit der Tintentropfen bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit des AufZeichnungsträgers ent¬ spricht, zeitfensterweise die Anzahl der mit der Messein¬ richtung generierten Mess-Signale für den Vorschub des AufZeichnungsträgers ermittelt wird. Die vorgegebene Ge¬ schwindigkeit kann insbesondere Null sein, das heißt, dass Aufzeichnungsträger ruht. Aus dem zeitfensterweise aufei¬ nanderfolgenden Anzahlen kann dann jeweils der Differenzwert gewonnen werden, insbesondere per Subtraktion.
Zum zeitfensterweisen Ermitteln der Anzahl der Mess- Signale kann vorgesehen sein, mittels des Zeitfensterwertes und einer Synchron-Uhr in einem ersten Zähler Zeitfenster-Signale zum Anzeigen des Beginns eines neuen Zeit- fensters zu bilden. Die Zeitfenster-Signale sowie die
Mess-Signale können weiterhin einem zweiten Zähler zugeführt werden, in dem für jedes Zeitfenster die Anzahl der Mess-Signale gezählt wird. In einer weiteren vorteilhaften Aus führungs form der Erfindung werden zur Überprüfung der Messgenauigkeit aufeinanderfolgende Differenzwerte summiert und im Zuge eines Be¬ schleunigungszyklus des AufZeichnungsträgers, bei dem die¬ ser aus einer Ausgangsgeschwindigkeit beschleunigt wird und dann wieder zur Ausgangsgeschwindigkeit zurück be¬ schleunigt wird, überprüft, ob die Summe der Beschleuni¬ gungen Null ergibt.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird ein Aufzeichnungsträger verwendet, der seitenweise bereits mit einem Vordruck-Bild vorbedruckt ist. Er wird nachträg¬ lich mit Daten bedruckt. Für ein zum Vordruck-Bild regis- terhaltiges Erzeugen des Druckbilds der zusätzlichen Daten auf dem Aufzeichnungsträger wird mindestens eine Vordruck- Marke seitenweise abgetastet und anhand von zeitlichen Va¬ riationen aufeinanderfolgender Abtastintervalle der Korrekturwert zum Teilerwert verändert. Dadurch können insbe¬ sondere störende Registerverschiebungen zwischen den Vordruck-Bildern und den jeweiligen zusätzlichen Druckbildern vermieden werden, die sich im laufenden Druckbetrieb über eine Vielzahl von Druckseiten aufsummieren würden.
Bei der Erfindung kann die Bildinformation insbesondere zusätzlich seitenweise strukturiert und gedruckt und der Korrekturwert seitenweise bestimmt werden. Innerhalb einer Seite können dann bereichsweise verschiedenen Einzelkorrekturwerte derart verwendet werden, dass das Mittel der Einzelkorrekturwerte wiederum den Korrekturwert ergibt. Die Einzelkorrekturwerte können quasi dynamisch über eine Seite verteilt werden, um insgesamt wiederum einen regis- terhaltigen Druck zwischen Vordruckbild und aktuell zu druckendem Bild zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der gemeinsam mit oder unabhängig von den zuvor beschriebenen Aspekten der Erfindung ausgeführt werden kann, werden zum seitenweisen Drucken mittels einer Schaltung für die Druckeinheit, insbesondere jeweils für einen Druckkopf, direkt am Druckkopf Daten mit zusätzlichen Druckzeilen eingefügt o- der Druckzeilen am Anfang oder am Ende der Druckseite entfernt. Dadurch kann insbesondere eine Verlängerung (Dehnung) oder Verkürzung (Stauchung) der gedruckten Seite erfolgen .
Weitere Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 : Ein Drucksystem
Figur 2 : Einen Druckvorgang auf eine Papierbahn
Figur 3: Einen Druckvorgang mit mehreren Druckköpfen Figur 4 : Einen Druckkopf
Figur 5: Ein Taktdiagramm
Figur 6: Eine Taktschaltung
Figur 7 : Ein weiteres Taktdiagramm und Figur 8: Eine weitere Taktschaltung.
In Figur 1 ist ein Drucksystem 1 gezeigt, bei dem in einem Druckgerät la eine Papierbahn 2 entlang einer Transport¬ richtung A an einer gerätefesten Druckkopfanordnung 3 vor- beigeführt wird. Diese weist vier Druckriegel 4a...4d auf, welche über eine Druckdaten-Leitung 5 Druckdaten empfängt. Die Druckdatenleitung 5 führt zu einer Schnittstelle 6, über die punktweise gerasterte Bilddaten von einem Rasterbildprozessor (Raster Image Processor, RIP) 8 dem Druckge- rät 1 zugeführt werden. Der Rasterbildprozessor 8 kann wiederum eingangsseitig über eine Schnittstelle 7 Druckda¬ ten empfangen, beispielsweise codiert in einer bekannten Druckdatensprache wie AFP/IPDS, PPML, PDF, PCL und so wei¬ ter .
Im Druckgerät la wird die Papierbahn 2 mittels eines An¬ triebssystems transportiert, das wenigstens eine Antriebs¬ steuerung 11, eine eingangsseitig angetriebenen Rolle 9 und eine ausgangsseitig angetriebene Rolle 10 umfasst. Das Antriebssystem ist dabei derart ausgelegt, dass die Pa¬ pierbahn 2 auf möglichst konstanter Zugspannung gehalten wird. Dies führt dazu, dass die Papierbahn 2 in Transport¬ richtung A zeit- und bedarfsweise beschleunigt, das heißt ihre Geschwindigkeit erhöht oder erniedrigt wird. Weiter- hin kann die Papierbahn 2 in einer Start-Betriebsart des Druckgeräts 1 aus dem Stillstand beschleunigt werden und in einem Stopp-Betriebsart aus dem laufenden Druckbetrieb angehalten werden. Während dieser Betriebsarten kann weiterhin auf die Papierbahn 2 gedruckt werden. Aufgrund der Beschleunigungsvorgänge muss jedoch der Zeitpunkt des
Druckvorgangs in den Druckriegeln 4a...4d entsprechend an- gepasst werden, um einen positionsgenauen Druck der Druck- bilder sicherzustellen. Dazu ist auf der Eingangsrolle 9 ein optoelektronischer, auf dem Abtasten von Strichmarkierungen beruhender Drehgeber (Encoder) 12 vorgesehen, mit dem die genaue Position der Papierbahn 2 erfasst werden kann. Um sicherzustellen, dass die Encoder-Messsignale auch nahe am Ruhezustand der Papierbahn 2 korrekt erfasst werden, ist eine sogenannte Schlepp-Puls-Schaltung 13 vorgesehen, die in der bereits eingangs genannten WO
2011/020903 AI beschrieben ist. Dabei wird zum Abtasten der Bahnbewegung der Aufzeichnungsträgerbahn 2 in der
Bahn-Bewegungsrichtung A ein Inkrementalgeber als Messeinrichtung verwendet. Bei einer nicht vorgesehenen Rückwärtsbewegung der Aufzeichnungsträgerbahn 2 wird die Ausgabe von mittels des Inkrementalgebers erzeugten Signalen (up, dn) unterdrückt und diese erst wieder ausgegeben, wenn auf die Rückwärtsbewegung eine Vorwärtsbewegung folgt, wobei der Weg der Vorwärtsbewegung dem Weg der zuvor ausgeführten Rückwärtsbewegung der Aufzeichnungsträgerbahn 2 entspricht. Erst danach werden den Signalen (up, dn) entsprechende Steuersignale (up*) ausgegeben. Für wei¬ tere Details dieser Schlepp-Puls-Schaltung 13 wird auf den Inhalt dieser älteren Patentanmeldung verweisen. Sie wird deshalb an dieser Stelle nochmals in Bezug genommen. Das Druckgerät weist eine Gerätesteuerung 14 auf, an die mehrere Untereinheiten ( Submodul-Steuerungen) angeschlossen sind, beispielsweise über eine Leitung 18 eine An¬ triebssteuerung 11 für den Transport der Papierbahn 2, eine Steuerung für eine Trocknungseinrichtung zum Trocknen bzw. Fixieren der gedruckten Tinte auf der Papierbahn 2 usw. Die Encoder-Messsignale werden einer weiteren Untereinheit der Gerätesteuerung 14, nämlich der Schaltung 15 für die Druckeinheit, zugeführt, über die sie Schaltun¬ gen 16a...l6d zugeführt werden, in denen aus den Encoder- Signalen Feuersignale für die Druckriegel 4a...4d bzw. von in diesen befindlichen Druckköpfen erzeugt werden. In den Tropfenflugzeitkompensations-Schaltungen 16a...16d werden die Flugzeiten der Tropfen von den jeweiligen Druckköpfen auf die Papierbahn 2 entsprechend der Geschwindigkeit des AufZeichnungsträgers 2 anhand der Encoder-Signale berück¬ sichtigt und die Feuersignale an die Druckköpfe so er- zeugt, dass ein registerhaltiger Druck über die verschie¬ denen Druckköpfe bzw. Druckriegel 4a...4d hinweg erfolgt.
Im Druckgerät 1 sind weiterhin zwei Markensensoren 17a, 17b vorgesehen, mit denen auf der Papierbahn 2 vorbedruckte Bilder bzw. Marken abgetastet werden können. Die Abtast-Signale der Markensensoren 17a, 17b werden ebenfalls der Schaltung 15 für die Druckeinheit zugeführt zur Steue¬ rung der Feuersignale.
In Figur 2 ist der geometrische Zusammenhang beschrieben, der der Verschiebung eines Druckbilds auf der in Richtung A bewegten Papierbahn 2 zugrunde liegt. Dabei bezeichnen: ST : den Abstand des Tintendruckkopfs 20 bzw. der Tinten¬ düse 21 zur Papierbahn 2,
D : den Ort, an dem ein von der Tintendüse 21 ausgestoße¬ ner der Tintentropfen 19 bei stehender Papierbahn 2 auf diese auftrifft (Soll-Auftreffpunkt) ,
E : den Ort, an dem der Tintentropfen 19 bei bewegter Papierbahn 2 auf dieser auftrifft (verschobener Auftreffpunkt) und
SP : den Wert des Abstands D - E für die Verschiebung des Tintentropfens 21 auf der Papierbahn 2.
Steht die Papierbahn 2, so trifft der Tintentropfen 19 bei dem Punkt D auf das Papier. Erhöht sich die Papierbahnge¬ schwindigkeit, so bewegt sich der Tintentropfen 19 virtu¬ ell auf der gestrichelt gezeichneten Bahn und trifft am Punkt E auf das Papier. Diese Verschiebung der Tintentrop¬ fen stellt bei Druckern mit mehreren aufeinanderfolgenden Farbstationen ein Problem dar, wenn vom Stillstand aus d.h. beginnend bei der Papiergeschwindigkeit Null, ge¬ druckt werden soll. Bei derartigen Tintenstrahldruckern sind oft für jede Farbe ein oder mehrere Tintendruckköpfe vorgesehen, die in sogenannten Bars (Riegeln) montiert und hintereinander angeordnet sind.
Figur 3 zeigt schematisch eine Anordnung von Tintendruckdüsen 21a...21d eines Mehrfarbdruckers. Dabei ist darge¬ stellt, wie sich der in Figur 2 erklärte Effekt auswirkt, wenn Druckköpfe für die vier Farben Schwarz (black, K) , Magenta (M) , Cyan (C) und Gelb (yellow, Y) seriell ange¬ ordnet sind. Bei dem Anfahren der Papierbahn 2 aus dem Stillstand druckt die Düse 21a des Schwarz-Druckkopf zum Zeitpunkt Tl, die Düse 21b des Magenta-Druckkopfs zum Zeitpunkt T2, die Düse 21c des Cyan-Druckkopfs zum Zeitpunkt T3 und die Düse 21d Gelb-Druckkopfs zum Zeitpunkt T4. Da die Papier- bahn 2 in Richtung A beschleunigt wird, ist die Papierge¬ schwindigkeit zum Zeitpunkt T2 höher als zum Zeitpunkt Tl. Daher landet der Tintentropfen 19b der Farbe Magenta wei¬ ter hinten auf der Papierbahn als der Tintentropfen 19a der Farbe Schwarz. Das gleiche gilt für die Tintentropfen Cyan und Gelb. Damit liegen bei Buchstaben oder graphischen Elementen, die sich aus mehreren Farben bzw. Farbauszügen (Farbplanes) zusammensetzen, die gedruckten Farbplanes nicht mehr übereinander d.h. es entstehen in Papierlaufrichtung A um die Druckelemente herum Farbsäume. Der gleiche Effekt tritt auf, wenn die Papiergeschwindig¬ keit abnimmt. Um diese Abweichung zu kompensieren und da¬ mit ein Drucken bei variabler Papiergeschwindigkeit zu er¬ möglichen, gleichen die Steuerungselemente im Drucker 1 abhängig von der Druckgeschwindigkeit die jeweiligen Ver- Schiebungen Sp-l...Sp-4 durch geeignete Maßnahmen aus.
In Figur 4 ist die Druckkopf-Struktur für das Beispiel des schwarz druckenden Druckriegels 4a genauer gezeigt. Er enthält 15 Druckköpfe 20a (DK1) bis 20o (DK15) . Jeder der Druckköpfe enthält eine Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Düsen zum Ausstoß der Tinte. Richtung B bezeichnet dabei die Zeilenrichtung und Richtung C die Spal¬ tenrichtung. Jeder der Druckköpfe 20a...20o wird zur Kompensation seiner jeweiligen Tropfenflugzeit mit Schaltung 16a angesteuert, wobei diese für jeden der 15 Druckköpfe eine Flugzeit im Flugzeit-Speicher 22 gespeichert hat.
In Figur 5 sind Zeitdiagramme für Feuertakte zu Druckköp¬ fen 27a, 27b und 27c für drei verschiedene Farben darge- stellt. Der geometrischen Anordnung der Druckköpfe
27a...27c bezüglich der Papierbahn 2 entsprechend, müssen die Feuertakte in einer Beschleunigungsphase der Papier- bahn 2 entsprechend unterschiedlich verzögert werden gegenüber einem Zeilentakt bei konstanter Bahngeschwindig¬ keit. Von dem an der Antriebswalze 9 angeschlossenen Encoder 12 werden Encoder-Signale 23 (bzw. Encoder-Takte) ge- neriert, wobei pro Druckzeile mehrere Encoder-Takte vorge¬ sehen sind, beispielsweise 12 Encoder-Takte. In Figur 5 sind schematisch jedoch nur weniger Encoder-Takte pro Druckzeile gezeigt. Für Druckkopf 27a wird für die erste Druckzeile das Feuersignal 24a vorgesehen, für die zweite Druckzeile das Feuersignal 24b, für die dritte Druckzeile das Feuerzeitsignal 24c und für die vierte Zeile das Fei¬ ersignal 24d. Jedes Feuersignal 24a...24d repräsentiert einen bestimmten Feuer-Zeitpunkt, zu dem das Drucken bzw. Ausstoßen von Tinte aus dem jeweiligen Druckkopf für eine Druckzeile freigegeben wird. Dadurch, dass pro Druckzeile mehrere Encodertakte vorgesehen sind, ist es möglich, eine Phasenverschiebung der Druckzeitpunkte bzw. der Feuerzeitpunkte der jeweiligen Druckköpfe 27a bis 27c zueinander durch ein dynamisches Ändern der Teilerwerte zu erzeugen. Andere Komponenten des Druckgeräts, die einen Standard- Zeilentakt erhalten, beispielsweise Einheiten, die die Bildinformationen vom Rasterbildprozessor an die Druckköpfe weiterleiten, können dabei bei einem Standard- Zeilentakt mit fester Frequenz, dem Grund-Takt des En- coders (n-fach oder 1-fach) oder entsprechend einer konstanten Bahngeschwindigkeit der Papierbahn 2 verbleiben.
Aufgrund des örtlichen Versatzes der Druckköpfe 27b, 27c gegenüber dem Druckkopf 27a werden die Feuer-Takte zu die- sen Druckköpfen 25a...25d und 26a...26c für deren erste, zweite, dritte bzw. vierte Zeile entsprechend zeitlich verzögert .
In Figur 6 ist ein Schaltbild von Schaltungskomponenten zur Tropfenflugzeitkompensation dargestellt. Mit dem Encoder 12 werden für den jeden 600 dpi-Zeilentakt jeweils 12 Encoder-Takte ausgegeben. Dieser Vervielfachungsfaktor mit dem Wert zwölf entspricht dem Teilergrundwert des Bezugs¬ zeichens 39 und ist im Encoder 12 variabel einstellbar bzw. programmierbar. Die Einstellung bzw. Programmierung kann am Druckgerät 1 über dessen Gerätesteuerung 14 erfolgen. Der Bediener oder Servicetechniker kann die Einstel- lung z.B. bei einem Wechsel des AufZeichnungsträgers (Pa¬ pierwechsel) mit anderer Dicke (Papierdicke) oder beim Tausch von Transportwalzen vornehmen. Der Vervielfachungsfaktor kann vorteilhaft in Abhängigkeit von der Dicke des AufZeichnungsträgers bzw. Bedruckstoffs eingestellt werden. Dazu kann vorgesehen sein, diese Dicke mit einer in das Drucksystem integrierten Dicken- Messanordnung automatisch zu bestimmen. Sie kann so ausge- bildet sein wie die in der DE 10 2010 016 857 AI beschriebene Messanordnung. Diese Veröffentlichung wird deshalb hiermit an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschrei¬ bung aufgenommen. Die im Encoder 12 gebildeten Encoder-Signale werden beispielsweise mit einem Strich-Decoder gebildet. Mittels der Einstellung der Strichzahl wird die Auflösung des Encoders 12 bzw. die Auswertung detektierter Strichzahlen zur Ausgabe der Takt-Signale und damit die von ihm ausgegebene Taktfrequenz eingestellt. Die so erzeugten Takte bzw. Encoder-Signale werden der Schlepp-Puls-Schaltung 13 zugeführt, in der die Takte von störenden Einflüssen bereinigt werden. Diese Signale werden der Schaltung 16 zur Tropfenflugzeitkompensation zugeführt. Außerdem werden der Schal- tung 16 die Flugzeit-Daten aus dem Speicher 22 für den jeweiligen Druckkopf zugeführt. Diese Flugzeit-Daten werden in einem ersten Zähler dazu verwendet, anhand von hochfre¬ quenten Quartz-Signalen (100 MHz, Clock-Signale ) sogenannte Gate-Signale zu erzeugen, die jeweils ein Zeitfenster entsprechend der Flugzeit darstellen. In einem zweiten Zähler 30 werden die Anzahl der von der Schlepp-Puls- Schaltung 13 eingehenden Takte innerhalb des jeweiligen Zeitfensters gemessen und die Takte als Flugzeittakte 31, 32 nacheinander für jedes Zeitfenster ausgegeben. Im ers- ten Differenzbilder 33 werden die Flugzeittakte in Zeitfensternummern n, n-1 aufeinanderfolgenden Zählereignissen subtrahiert und ein Wert Delta gebildet. Der Wert Delta ist ein Maß für die Beschleunigung der Papierbahn 2. Im zweiten Differenzbilder 34 wird der Wert Delta von einem Teilerwert subtrahiert und das Ergebnis z einem Teiler 35 zugeführt. Außerdem werden dem Teiler 35 die bereinig- ten Encoder-Taktsignale aus der Schlepp-Puls-Schaltung 13 zugeführt und vom Teiler 35 als Feuer-Signal 36 nur jedes z-te Signal ausgegeben. Der im zweiten Differenzbilder 34 verwendete Teilerwert wird diesem von einem Teiler-Summenbilder 40 zugeführt, der wiederum den Teiler als Summe aus dem Teiler-Grundwert 39 (im vorliegenden Beispiel der Wert 12) sowie aus einem Korrekturwert 38 bildet, mit dem weitere Korrekturen des Feuer-Signals erfolgen können, beispielsweise damit Tempe¬ ratur-Effekte in den Druckköpfen 21a...21o oder Quell- Effekte in der Papierbahn 2 ausgeglichen werden.
In Figur 7 ist dargestellt, wie die Variation der Zeit- punkte der Feuersignale verwendet werden kann um eine
Stauchung bzw. Streckung des Druckbildes zu erreichen, damit Druckbilder in vorbedruckte Seiten eingepasst werden können. Dazu werden die in Figur 1 bereits beschriebenen Marken-Sensoren 17a bzw. 17b verwendet. Der bzw. die Sen- soren sind dabei in Papiertransportrichtung A in einer Entfernung d von mindestens einer Seitenlänge des Vor¬ drucks vom ersten Druckkopf 27a entfernt. In der Figur 7 sind Signale zu drei abgetasteten Seiten dargestellt, wo¬ bei hier vom Markensensor 17b seitenweise sukzessive Vor- druck-Marken Ml bis M4 vom Anfang der ersten Seite bis zum Ende der dritten Seite abgetastet werden. Die Vordrucke und deren Marken M1...M4 können auf der Papierbahn 2 mit einem anderen Druckverfahren, z.B. einem Offset-Verfahren, vorgedruckt worden sein und auf Rollen gewickelt für den vorliegenden zusätzlichen Digitaldruck angeliefert worden sein. Sie können aber genauso gut unmittelbar vorher auf einem Digitaldruckgerät aufgebracht worden sein, das mit dem beschriebenen Druckgerät 1 als Twin-Drucksystem zusammenwirkt, wobei die Papierbahn 2 vom ersten Druckgerät zum zweiten Druckgerät 1 ggf. unter Zwischenschaltung einer Puffervorrichtung übergeben wird.
Im Beispiel der Figur 7 haben die Seiten jeweils verschie¬ dene Längen, wobei die Standard-Seitenlänge s i ist, die zweite Seite demgegenüber gestaucht ist und deshalb eine kleinere Länge S2 aufweist und die dritte Seite gestreckt ist und entsprechend eine Länge S3 > S i aufweist. Die Enco- der-Signale werden wiederum der in Figur 6 gezeigten Teiler-Schaltung 35 zugeführt, wobei dort die von den Marken M1...M4 abgetasteten Synchronisations-Impulse 41 in die Berechnung des Teilers z eingehen, so dass die Feuersigna- le 42 gegenüber den Feuersignalen des Standard-Takts in kürzerer Abfolge (höherem Takt) abgegeben werden, wenn das Druckbild gestaucht werden soll und in verlängerter Abfol¬ ge (niedrigerem Takt) , wenn das Druckbild gestreckt werden soll. Innerhalb einer Druckseite kann die jeweilige, für die Seite ermittelte Verkürzung bzw. Verlängerung der Feuersignal-Takte auch auf Untereinheiten der Feuersignal- Takte aufgeteilt werden, so dass die Bilder über die Seite gleichmäßig gestreckt bzw. gestaucht werden. Außerdem kann vorgesehen sein, über die Schaltung 15 für die Druckein- heit für eine Verlängerung oder Verkürzung der Druckseite über eine Datenverbindung 43 (Figur 1) direkt in einem o- der mehreren Druckköpfen der Druckriegel 4a...4d zusätzliche Druckzeilen einzufügen (Verlängerung der Druckseite) oder Druckzeilen am Anfang oder am Ende der Druckseite zu entfernen (Verkürzung der Druckseite) . Mit diesem Verfahren ist es vorteilhaft möglich, die Länge der Druckseiten individuell je nach aktueller Anforderung des Druckbe¬ triebs einzustellen, ohne aufwendig in vorgelagerten Verfahren zur Aufbereitung der Druckdaten, insbesondere in Prozesse des Rasterbildprozessors 8, eingreifen zu müssen. Damit können auch über mehrere Seiten hinweg zusammenhängende Druckdaten, die z.B. Bilder und/oder Text eines einzigen Dokuments umfassen, ohne Daten- und Qualitätsverlust gedruckt werden.
In Figur 8 ist eine Aus führungs form für die Teiler- Schaltung 35 dargestellt. Die vom Drehgeber 12 ausgegebe¬ nen n-fach Drehgeber-Impulse 49 werden dabei einem Mess¬ zähler 44 zugeführt, der innerhalb eines Mess-Intervalls, das die Steuerung 45 vorgibt (Teiler-Wert z), die Anzahl der Drehgeber-Impulse 49 in einem Zeitintervall zählt. Gleichzeitig werden die Drehgeber-Impulse 49 einem Feuer¬ zähler 48 zugeführt, der über einen Multiplexer 46 sukzessive Teilerfaktoren erhält. Dabei wird nur eine Auswahl 47a, 47b, 47c von Teilerfaktoren aus allen möglichen Teilerfaktoren verwendet, im vorliegenden Fall die Faktoren 11, 12 und 13. Die Auswahl der Teilerfaktoren erfolgt im Multiplexer 46 gesteuert durch die Steuerung 45, wobei diese insbesondere innerhalb einer Druckseite derart vari¬ iert werden, dass sie über die Druckseite entsprechend dem notwendigen Gesamt-Teiler-Faktor gleichmäßig verteilt sind. Der Feuerzähler 48 stellt einen Teiler mit einem variablen Teiler-Faktor dar, wobei der Teiler-Faktor über den Multiplexer zugeführt wird. Sobald der Feuerzähler überläuft, wird das Feuersignal 36 ausgesandt, mit dem das Drucken einer Druckzeile im Druckkopf freigegeben wird. Die Steuerung 45 gibt für die Dauer des Mess-Intervalls den Messzähler 44 frei, der innerhalb dieses Intervalls die Anzahl der Drehgeber-Impulse 49 zählt. Am Ende des Mess-Intervalls vergleicht die Steuerung 45 den Messwert mit dem in ihr zum vorhergehenden Mess-Intervall abgespei- cherten Messwert. Abhängig von diesem Vergleich wählt die Steuerung 45 einen der drei Teilerfaktoren 47a, 47b, 47c aus, wodurch der Feuerzähler 48 die Anzahl der Drehgeber- Impulse entweder durch 11, 12 oder 13 teilt und damit die Periode zwischen aufeinanderfolgende Feuersignalen 36 ver- längert oder verkürzt.
Die Wirkungsweise der in Figur 8 gezeigten Kompensations¬ schaltung 50 kann im Detail folgendermaßen beschrieben werden :
Der Drehgeber 12 ist so eingestellt, dass er bei einer Be¬ wegung der Papierbahn um 42 Mikrometer (um) zwölf Impulse liefert. 42um entsprechen bei einer Druckauflösung von 600 dpi genau einer Druckzeile, d.h. die Frequenz des Drehge- bers 12 entspricht dem zwölffachen der Zeilenfrequenz. Der Ausgang des Drehgebers 12 steuert unter anderem den als variabler Teiler wirkenden Feuer-Zähler 48 an, der entweder durch den Wert 11, durch den Wert 12 oder durch den Wert 13 teilt. Der Feuer-Zähler 48 teilt im Normalfall durch zwölf und erzeugt bei seinem Überlauf das Feuersig¬ nal 36. Die Schaltung 45 misst innerhalb eines bestimmten Mess-Intervalls die Anzahl der Impulse des Drehgebers 12. Dieser Messwert ist direkt proportional zur Geschwindig¬ keit der Papierbahn 2. Der jeweilige Messwert wird mit dem unmittelbar zuvor ermittelten Messwert verglichen. Liegt der neue Messwert über dem vorhergehenden Messwert, d.h. wenn die Druckgeschwindigkeit zugenommen hat, so stellt die Steuerung 45 den Teilerfaktor des oben beschriebenen Teilers nicht mehr auf 12 sondern auf 11 ein. Der Tintendruckkopf feuert damit eine Impulsdauer des Drehgebers 12 früher, wodurch der entsprechende Tintentropfen nicht mehr im verschobenen Auftreffpunkt E auf dem Papier landet, sondern im Soll-Auftreffpunkt D (siehe Figur 2) . Er ver¬ schiebt damit die Druckzeile um ein zwölftel. Im anderen Fall, wenn der neue Messwert unter dem alten Messwert liegt, wird ein Teilerfaktor von 13 eingestellt. Der Tin- tendruckkopf feuert damit eine Impulsdauer des Drehgebers 12 später und hebt damit die zuvor erfolgte Änderung wie¬ der auf. Stimmen alter und neuer Messwert überein, bleibt der Teilerfaktor auf 12 eingestellt. Das Mess-Intervall ist abhängig von der Papiergeschwindig¬ keit, der Tintentropfengeschwindigkeit und dem Abstand des Tintendruckkopfs zum Papier. Bei einem direkten Vergleich der Messwerte ist das Mess-Intervall so zu wählen, dass bei der maximalen Papiergeschwindigkeit die Anzahl der Drehgeber-Impulse multipliziert mit dem zwölftel der Brei¬ te einer Druckzeile den Wert SP bei maximaler Papierge¬ schwindigkeit ergibt.
Bei einer konstanten Papiergeschwindigkeit schwankt der Messwert wegen der digitalen Messung um jeweils einen Drehgeber-Impuls. Dies führt dazu, dass sich in diesem Fall der Teilerfaktor relativ häufig ändert. Um dies zu umgehen wird in einer Variante des Ausführungsbeispiels das Mess-Intervall mit einem konstanten Faktor FD multi- pliziert. Die Messwerte werden dann nicht mehr direkt mit¬ einander verglichen, sondern zu dem Vergleichswert wird der Faktor FD hinzuaddiert, bzw. vom Vergleichswert wird der Faktor FD abgezogen. Man erhält auf diese Weise eine obere und untere Schranke. Liegt der Messwert außerhalb der Schranken, so ändert die Steuerung 45 den Teilerfaktor und speichert den Messwert als neuen Vergleichswert ab.
Das nachfolgende Beispiel veranschaulicht eine Berechnung der notwendigen Anzahl von Kompensationsschritten. Es wird davon ausgegangen, dass die Tintendruckköpfe eine Auflö¬ sung von 600 dpi besitzen. Dabei bedeuten (bezogen auf Figur 2 ) : vT : Tropfengeschwindigkeit
vP : Papiergeschwindigkeit
sT : Abstand des Tintendruckkopfs vom Papier
sP : Abstand zwischen den Punkten D und E
tT : Zeit, die der Tintentropfen für den Weg von der Tintendüse zum Papier benötigt
tP : Zeit, die ein Punkt auf dem Papier für die Strecke von D nach E benötigt
sD : Größe eines Dots auf dem Papier bei 600 dpi (42 um) LK : Anzahl der Zeilentakte, um die der Tintendruckkopf früher feuert
NK : Anzahl der Drehgeber-Impulse, um die der Tintendruck¬ kopf eher feuert
lp : Zeilentakte pro Sekunde bei einer bestimmten Papiergeschwindigkeit
nP : Drehgeber-Impulse pro Sekunde bei einer bestimmten Papiergeschwindigkeit
tM : Größe des Mess-Intervalls
NM : Anzahl der Drehgeber-Impulse innerhalb des Mess- Intervalls, und
DM : Anzahl der Drehgeber-Impulse, bei der eine Kompensa¬ tion des Feuersignals (Firepoint) erfolgt. Es gelten:
tT = tP (Gleichung 1) sP = s / vT * vP (Gleichung 2) LK = sP / sD (Gleichung 3)
Wie zuvor beschrieben, liefert der Drehgeber 12 zwölf Impulse pro Druckzeile, d.h. der Zeilentakt entspricht einem zwölftel der Drehgeber-Impulse:
LK = NK / 12 (Gleichung 4)
Für eine konkrete Berechnung von NK wird beispielhaft von folgenden Werten ausgegangen:
Papiergeschwindigkeit = 2,5 m/s
Tropfengeschwindigkeit = 5 m/s Abstand Tintendruckkopf zu Papier = 2 mm. Daraus folgt: sP = sT / vT * vP = 2,5m/s / 5m/s * 2mm = 1mm (Gleichung 5)
NK = LK * 12 = sP / s D * 12 = 288 (Gleichung 6) Bei einer Auflösung von 600 dpi oder 42um/p (42um pro Zei- lentakt-Impuls ) entspricht eine Papiergeschwindigkeit von 2,5 m/s circa 58524 Zeilentakten oder 714286 Drehgeber- Impulsen : lp = vP / sD = 2,5m/s / 42 um/p = 58524 p/s (Gleichung 7)
714286 p/s (Gleichung 7a)
Teilt man nP durch nK so ergibt sich, dass der Tintendruck- köpf bei einer Beschleunigung der Papiergeschwindigkeit von 0 auf 2,5 m/s alle 2480 Drehgeber Impulse einen Drehgeber-Impuls früher feuern muss und umgekehrt bei einer Abbremsung von 2,5 m/s auf Null alle 2480 Drehgeber- Impulse einen Drehgeber-Impulse später feuern muss. Um dieses Verhalten zu erreichen, zählt die in Figur 8 gezeigte Kompensationsschaltung 50 die Anzahl der Drehgeber- Impulse innerhalb eines über Register einzustellenden Mess-Intervalls . Der so ermittelte Wert ist direkt propor¬ tional zur Papiergeschwindigkeit. Multipliziert man die Zeit tM des Messintervalls mit nP, so erhält man die Anzahl der Impulse pro Messintervall NM, die der Papiergeschwin¬ digkeit vP entsprechen. Für tM = 10ms ergibt sich dann:
NM = nP * tM = 714286 p/s * 0,01s = 7142 p (Gleichung 8)
Dies entspricht einer Papiergeschwindigkeit von 2,5 m/s. Weiter gilt dann:
DM = NM / N; 7142 / 288 (Gleichung 9)
Bezogen auf NK = 288 muss bei dem obigen Mess-Intervall die Kompensationsschaltung 50 alle DM = 25 Drehgeber- Impulse den Zeitpunkt, zu dem der Tintendruckkopf spritzt, jeweils einen Drehgeber-Impuls früher oder später erzeu¬ gen . Durch eine n-fache Taktvervielfachung der von der Messeinrichtung erzeugten Mess-Signale lässt sich die Einstellung aufeinanderfolgender Druckköpfe untereinander durch Offsetwerte auf 1/n Bildpunkte (sog. Pixel) vorteilhaft genau vornehmen .
Zum Erreichen einer hohen Passergenauigkeit kann es insbesondere auch vorteilhaft sein, für mehrere in der Papier¬ transportrichtung (A) aufeinanderfolgende Druckköpfe wie z.B. für die Druckköpfe 27a...27 c (Figur 1) ein gemeinsa- mes Start-Signal zum Steuern des StartZeitpunktes der
Druckvorgänge in den jeweiligen Druckköpfen vorzusehen. Dieses Start-Signal kann beispielsweise innerhalb der Ge¬ rätesteuerung 14 oder im Rasterbildprozessor 8 erzeugt werden. Es kann insbesondere zeilenweise für Daten einer Druckseite erzeugt werden und später mit Synchronisie- rungs-Signalen der Tropfenflugzeitkompensation z.B. in den Tropfenflugzeitkompensations-Schaltungen 16a...16d
und/oder mit weiteren Takt- bzw. Steuerungssignalen der Gerätesteuerung 14, insbesondere mit Signalen der Schal- tung 15 für die Druck-Einheit zur Steuerung des Druckpro¬ zesses zusammengeführt werden.
Von dem gemeinsamen Start-Signal können jeweils für einen oder mehrere der Druckköpfe 27a...27 c bzw. Druckriegel 4a...4d, beispielsweise in den Steuerungen 16a...16d für die Tropfenflugzeitkompensationen oder z.B. über die Zeilen-Korrekturleitung 43 direkt in den jeweiligen Steuereinheiten der Druckriegel 4a...4d druckriegelindividuelle Einzel-Startsignale abgeleitet werden, mit denen der je- weilige Druckvorgang für die zu druckende Bildzeile bzw. die zu druckende Seite im jeweiligen Druckriegel gestartet wird .
Zusammenfassend kann festgehalten werden:
Zum Drucken zeilenweise gruppierter Bildinformationen auf einen Aufzeichnungsträger, wobei der Aufzeichnungsträger mit variabler Geschwindigkeit an einem Druckkopf vorbei geführt wird, werden mit einer Messeinrichtung regelmäßig die Position und/oder eine Geschwindigkeitsgröße des Auf¬ zeichnungsträgers in dessen Bewegungsrichtung ermittelt und dabei taktweise Messsignale gebildet. In einer elekt¬ ronischen Teiler-Schaltung wird aus jedem n-ten Messsignal jeweils ein Feuersignal gebildet, wobei n ein Teilerwert ist, der während dem Druckbetrieb über mehrere Bildzeilen hinweg dynamisch verändert wird. Mit den Feuersignalen wird jeweils das Drucken im Druckkopf für eine vorgegebene Bildzeile freigegeben. Dadurch kann auch während entsprechender Beschleunigungsphasen des AufZeichnungsträgers hinsichtlich der Bewegungsrichtung ein positionsgenaues Druckbild erreicht werden. Zudem kann ein genaues Drucken von Daten in vorbedruckte Bilder bzw. in Formulare erreicht werden.
„ a
Bezugs zeichenliste
1 Drucksystem
la Druckgerät
2 Papierbahn
3 Druckkopfanordnung
4a...4d Druckriegel
5 Druckdatenleitung
6 Schnittstelle
7 Schnittstelle
8 Rasterbildprozessor
9 Eingangsrolle
10 Ausgangsrolle
11 Antriebssteuerung
12 Encoder
13 Schlepp-Puls-Schaltung
14 Gerätesteuerung
15 Schaltung für Druck-Einheit
16a...16d Tropfenflugzeitkompensation
17a, 17b Markensensor
18 Leitung
19 Tintentropfen
19a...19d Tintentropfen
20 Druckkopf
20a...20o Druckköpfe
21 Düse
21a..21d Düsen für verschiedene Druckfarben 22 Flugzeit-Speicher
23 Encoder-Takte
24a...24d Feuertakte
25a...25d Feuertakte
26a...26c Feuertakte
27a...27c Druckköpfe
28 erster Zähler
29 Quartz
30 zweiter Zähler
31 Flugzeittakte
32 Flugzeittakte
33 Erster Differenzbilder
34 Zweiter Differenzbilder 35 Teiler
36 Feuersignal
37 Summenbilder
38 Korrekturgröße
39 Teiler-Grundwert
40 Teiler-Summenbilder
41 Synchronisations-Impuls
42 Feuersignale
43 Zeilen-Korrektur-Leitung
44 Messzähler
45 Steuerung
46 Multiplexer
47a...47c Teilerfaktoren
48 Feuerzähler
49 Drehgeber-Impulse
50 Kompensationsschaltung
A: Papier-Transportrichtung
B: Zeilenrichtung
C: Spaltenrichtung
D: Auftreffpunkt
E: Auftreffpunkt
Ml ...M4 Druckmarken
D Mindestabstand
Si Länge der i-ten Seite (i=1...3)
Sp Verschiebung
Sp-1.. Sp-4 Verschiebungen

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Drucken zeilenweise gruppierter Bildinformationen auf einen Aufzeichnungsträger (2), wobei
- der Aufzeichnungsträger (2) mit variabler Geschwindigkeit an einem Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) vorbei geführt wird,
- mit einer Messeinrichtung (12) regelmäßig die Position und/oder eine Geschwindigkeitsgröße des Auf¬ zeichnungsträgers (2) in dessen Bewegungsrichtung (A) ermittelt wird und dabei taktweise Messsignale (12, 13) gebildet werden,
- in einer elektronischen Teiler-Schaltung (35) aus jedem n-ten Messsignal (12, 13) jeweils ein Feuersig¬ nal (36) gebildet wird, wobei n ein Teilerwert ist, der während dem Druckbetrieb über mehrere Bildzeilen hinweg dynamisch verändert wird und
- mit den Feuersignalen (12, 13) jeweils das Drucken im Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) für eine vor¬ gegebene Bildzeile freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei
- die Druckauflösung entlang der AufZeichnungsträger- Bewegungsrichtung vorgegeben ist und die Takte der Messsignale (12, 13) der Messeinrichtung (12) in einem Vielfachen der Druckauflösung erzeugt werden, wobei
- der Teilerwert zumindest aus einem Grundwert und einem Korrekturwert gebildet wird, wobei der Grund¬ wert dem Wert des Vielfachen der Druckauflösung entspricht und
- wobei der Korrekturwert für eine Korrektur der Druckbildposition zum Ausgleich einer Temperaturveränderung des Druckkopfs (20, 20a...20o, 27a...27c) und/oder einer druckbedingten Längenveränderung des AufZeichnungsträgers (2) und/oder zur Einpassung des Druckbilds an ein auf dem Aufzeichnungsträger (2) bereits bestehendes Vordruckbild vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei - der Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) ein Tin- tenstrahldruckkopf ist und
- der Teilerwert mittels eines Differenzwerts (Delta) verändert wird, mit dem bei einer Beschleunigung des AufZeichnungsträgers (2) während dem Druckvorgang die unterschiedliche Flugzeit vom Druckkopf (20,
20a...20o, 27a...27c) ausgestoßener Tintentropfen (19, 19a, 19b, 19c, 19d) zu einem Soll-Auftreffpunkt (C) auf dem Aufzeichnungsträger (2) berücksichtigt wird .
Verfahren nach Anspruch 3, wobei zur Bildung des Differenzwerts (Delta) die Beschleunigung des Aufzeich¬ nungsträgers (2) ermittelt wird und der Differenzwert (Delta) proportional zur Beschleunigung festgelegt wird .
Verfahren nach Anspruch 4, wobei zur Ermittlung der Beschleunigung mittels eines Zeitfensterwerts (T) , der der Flugzeit der Tintentropfen (19, 19a, 19b, 19c, 19d) bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit des AufZeichnungsträgers (2) entspricht, zeitfensterwei¬ se die Anzahl der mit der Messeinrichtung (12) generierten Messsignale (12, 13) für den Vorschub des AufZeichnungsträgers (2) ermittelt wird und aus den zeitfensterweise aufeinanderfolgenden Anzahlen jeweils der Differenzwert gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei zum zeitfensterweisen Ermitteln der Anzahl der Messsignale mittels des Zeitfensterwertes (T) und einer Synchron-Uhr (29) in einem ersten Zähler (28) Zeitfenster-Signale zum Anzeigen des Beginns eines neuen Zeitfensters gebildet werden und die Zeitfenster-Signale sowie die Messsig¬ nale einem zweiten Zähler (30) zugeführt werden, in dem für jedes Zeitfenster die Anzahl der Messsignale gezählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei zur Überprüfung der Messgenauigkeit aufeinanderfolgende Differenzwerte (Delta) summiert werden und im Zuge eines Beschleunigungszyklus des AufZeichnungsträgers (2), bei dem dieser aus einer Ausgangsgeschwindigkeit beschleunigt wird und dann wieder zur Ausgangsge¬ schwindigkeit zurück beschleunigt wird überprüft wird, ob die Summe der Beschleunigungen Null ergibt.
Verfahren nach Anspruch 2 und insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der Aufzeichnungsträger
(2) seitenweise mit einem Vordruck-Bild vorbedruckt ist und für ein zum Vordruck-Bild registerhaltiges Erzeugen des Druckbilds auf dem Aufzeichnungsträger
(2) seitenweise eine Vordruck-Marke (Ml, M2, M3, M4 ) abgetastet wird und anhand von zeitlichen Variationen aufeinanderfolgender Abtastintervalle der Korrekturwert zum Teilerwert verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei
- die Bildinformation zusätzlich seitenweise strukturiert und gedruckt wird,
- der Korrekturwert seitenweise bestimmt wird und
- innerhalb einer Seite bereichsweise verschiedene Einzel-Korrekturwerte derart verwendet werden, dass das Mittel der Einzelkorrektur-Werte wiederum den Korrekturwert ergibt.
Verfahren zum seitenweisen Drucken von Daten auf einen Aufzeichnungsträger (2) in einem Druckgerät (1) mit mindestens einem Druckkopf (20, 20a...20o,
27a...27c), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels einer Schaltung (14, 50) des Druckgeräts (1), insbesondere jeweils für einen Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c), direkt am
Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) Daten mit zu¬ sätzlichen Druckzeilen eingefügt oder Druckzeilen am Anfang oder am Ende der Druckseite entfernt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für mehrere Druckköpfe (20, 20a...20o,
27a...27c) ein gemeinsames Start-Signal zum Steuern des StartZeitpunktes der Druckvorgänge in den jewei¬ ligen Druckköpfen (20, 20a...20o, 27a...27c) vorgese¬ hen wird. Verfahren nach Anspruch 11, wobei von dem gemeinsamen Start-Signal für mindestens einen der Druckköpfe (20, 20a...20o, 27a...27c) ein druckkopfindividuelles Ein¬ zel-Startsignal abgeleitet wird, mit dem der Druck¬ vorgang an dem Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) gestartet wird.
Druckgerät zum Drucken zeilenweise gruppierter Bild¬ informationen auf einen Aufzeichnungsträger (2), bei dem der Aufzeichnungsträger (2) mit variabler Geschwindigkeit an einem Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) vorbei geführt wird, umfassend
- eine Messeinrichtung (12), die regelmäßig die Posi¬ tion und/oder eine Geschwindigkeitsgröße des Auf¬ zeichnungsträgers (2) in dessen Bewegungsrichtung (A) ermittelt und dabei taktweise Messsignale (12, 13) bildet,
- eine elektronische Teiler-Schaltung (35), die aus jedem n-ten Messsignal (12, 13) jeweils ein Feuersig¬ nal (36) bildet, wobei n ein Teilerwert ist, der wäh¬ rend dem Druckbetrieb über mehrere Bildzeilen hinweg dynamisch verändert wird und
- bei dem mit den Feuersignalen (36) jeweils das Drucken im Druckkopf (20, 20a...20o, 27a...27c) für eine vorgegebene Bildzeile freigegeben wird.
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