DE19810849A1

DE19810849A1 - Verfahren und Schaltung zum Ansteuern von Düsenköpfen in Tintendruckern, insbesondere von Düsenköpfen der PiEzo-Bauart

Info

Publication number: DE19810849A1
Application number: DE19810849A
Authority: DE
Inventors: Manfred Gruener; Berthold Loew
Original assignee: Tally Computerdrucker GmbH
Current assignee: Dascom Europe 89079 Ulm De GmbH
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: US6273548B1; DE19810849C2

Abstract

Ein Verfahren und eine Schaltung zum Ansteuern von Düsenköpfen (10a, 10b) in Tintendruckern, insbesondere von Düsenköpfen der Piezo-Bauart, mit physikalisch dicht nebeneinanderliegenden Düsen (3), die in einer oder mehreren schrägen Düsenreihen (1) angeordnet sind, streben bei hoher Düsenzahl ein ausreichen punktgenaues Abdrucken einzelner Düsen (3) an. DOLLAR A Hierzu wird vorgeschlagen, daß eine schräge Düsenreihe elektronisch in Gruppen (A, B, C) eingeteilt ist, wobei einer Gruppe (A oder B oder C) jeweils die Düsen einer anderen Gruppe (A oder B oder C) überspringende Düsen angehören, so daß innerhalb einer elektronisch ansteuerbaren Gruppe (A, B, C) die Düsen einen physikalischen Abstand aufweisen, und daß die Düsen einer Gruppe (A) verzögerungsfrei abgeschlossen werden, die Düsen einer anderen Gruppe (B) um einen Bruchteil eines Rasterpunktes verzögert abgeschlossen werden und eine dritte Gruppe (C) um ein Vielfaches dieses Bruchteils des Rasterpunktes verzögert abgeschlossen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zum Ansteuern von Düsen köpfen in Tintendruckern, insbesondere von Düsenköpfen der Piëzo-Bauart gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe in den Patentansprüchen 1 und 6.

Bei physikalisch dicht nebeneinander liegenden Düsen in Düsenreihen von z. B. 128 Düsen ist es nicht möglich, nebeneinanderliegende Düsen gleichzeitig abzuschie ßen. Dieser Nachteil von hohen Düsenzahlen wird durch eine schräge Anordnung des Düsenkopfes bzw. der Düsenreihe ausgeglichen. Eine solche Anordnung der Düsenreihen macht daher bezüglich der Schlittenbewegung und des Einbauwinkels der Düsenreihe ein verzögertes Abschießen einzelner Düsen notwendig. Eine solche Verzögerungsschaltung ist bekannt (DE 42 26 236 C1). Die bekannte Einheit dient zur Erzeugung des Drucktaktes und stellt ein einfaches Verfahren für die Verzöge rung des Punktabschusses über einen Timer dar. Das bekannte Verfahren kann je doch hier nicht verwendet werden, da die Strecke, um die z. B. die unterste Düse der Düsenreihe verzögert werden muß, der vollständigen Kopfbreite entspricht und somit Geschwindigkeitsschwankungen des Düsenkopfes sofort zu deutlich sichtbaren Druckbildverzerrungen führen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei unter einem Winkel zur Horizontalen bzw. zur Druckzeile angeordneter Düsenreihe bzw. Düsenreihen und hoher Düsen zahl ein ausreichend punktgenaues Abdrucken einzelner Düsen zu erzielen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Verfahrensmerkmalen des kennzeichnenden Teils im Patentanspruch 1 gelöst. Dadurch kann gleichzeitig z. B. nur jede dritte Düse abgeschossen werden. Über eine Düsenkopf-Steuerungselek tronik können unterschiedliche Schußfolgen eingestellt werden. Insgesamt kommt daher ein sehr genaues Druckbild zustande.

In Ausgestaltung dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die mit Verzögerung abzuschießenden Düsen um 1/3 Rasterpunkt und die weiteren mit Verzögerung ab zuschießenden Düsen mit 2/3 Rasterpunkt abgeschossen werden. Diese Verzöge rungen gleichen daher die zurückgelegte Wegstrecke des Schlittens und des Ein bauwinkels der Düsenreihen sehr genau aus.

Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß verschiedene Folgen der Gruppen (A-B-C oder C-B-A) hintereinander ausgelöst werden. Der Düsenabstand des Dü senkopfes und der Einbauwinkel bestimmen hierbei eine mögliche horizontale und vertikale Auflösung.

Innerhalb dieser Überlegungen ist es weiterhin vorteilhaft, daß zum Drucken eines senkrechten Striches die Rasterpunkte entgegen der Schräglage des Düsenkopfes bzw. der Düsenreihe verzögert werden. Dafür müssen allerdings geeignete Verzö gungsmittel eingesetzt werden.

Es empfiehlt sich ferner, daß eine nicht lineare Verzögerung für das Abschießen ein zelner Düsen bei 360 dots-per-inch Einbaulage angewendet wird.

Vorrichtungstechnisch bzw. schaltungstechnisch wird die gestellte Aufgabe erfin dungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 6 gelöst. Diese hardwaremäßige Lösung wird durch den Einsatz des DSP weder kompliziert noch aufwendig oder teuer. Im Drucker können dadurch sogar verschie dene Druckmodis, z. B. 180 dpi Vorwärtsdruck, 180 dpi Rückwärtsdruck, 360 dpi Vorwärtsdruck, 360 dpi Rückwärtsdruck u. dgl. ausgeführt werden. Es ist dabei mög lich, für jeden dieser Modi die Druckpunkte geeignet zu verteilen.

Die Lösung aufgrund eines DSP ist außerdem deshalb vorteilhaft, weil die Druck punkte abhängig vom eingestellten Druckmodus entsprechend in einem Druckpuffer (RAM) verteilt werden. Da für diese Verteilung jedes Bit (entspricht einer Düse) aus einem Byte extrahiert und in ein anderes Byte durch Einbringung in ein ODER-Ele ment verändert werden muß, sind die Anforderungen an ein solches System sehr hoch. Der DSP erfüllt diese Forderungen, während die typischerweise für sog. Em peded-Controller eingesetzten, bekannten Prozessoren und Speicher diese Anforde rungen nicht erfüllen. Außerdem ergibt sich eine einfache Umkehrbarkeit zwischen Links- und Rechtsdruck. Zusätzlich ist ein umgekehrter Einbau des Düsenkopfes ohne zusätzlichen Hardware-Aufwand möglich. Schließlich wird eine Flexibilität zwi schen verschiedenen schräg eingebauten Düsenköpfen (unterschiedlicher Teilung) ermöglicht. Hierbei ist nur eine Software-Anpassung erforderlich.

Ferner ist noch vorteilhaft, daß die Datenverarbeitungseinheit aus einem Mikropro zessor mit Programm- und Datenspeicher, Schnittstellen zum Datenempfang und einem Zeichengenerator und zwei DMA-Kanälen mit direktem Speicherzugriff gebil det ist.

In den Zeichnungen sind verfahrensmäßige Zusammenhänge und eine elektroni sche Schaltung der Erfindung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den schrägen Einbau eines Düsenkopfes mit Düsenreihe bezogen auf ein Punktraster,

Fig. 2 eine Schußfolge C-B-A im Rasterfeld,

Fig. 3 ein Verzögerungsverfahren entgegen der Schräglage zur Düsenreihe und zum Drucken eines senkrechten Striches und

Fig. 4 ein zugehöriges Blockschaltbild unter Verwendung eines digitalen Sig nal-Prozessors.

Gemäß Fig. 1 wird eine Düsenreihe 1 in einem Rasterfeld 2 unter einem Winkel von 30,96° bei 128 Düsen 3 im Düsenkopf zugrunde gelegt. Die Düsen 3 liegen physi kalisch sehr dicht nebeneinander und daher ist es konstruktionsbedingt nicht mög lich, nebeneinanderliegende Düsen 3 gleichzeitig abzuschießen. Dieser Nachteil wird durch einen schrägen Einbau des Düsenkopfes ausgeglichen, so daß die Dü senreihe 1 unter einem Einbau-Winkel 4 zur Zeilenrichtung 5 verläuft. Es können mehrere solcher Düsenreihen 1 parallel zueinander versetzt vorgesehen sein.

Die elektronische Steuerung des Düsenkopfes schießt immer nur jede dritte Düse gleichzeitig ab (Fig. 2). Die Düsen 3 sind in drei Gruppen unterteilt (Gruppe A: Düsen Nr. 1, 4, 7 usw.; Gruppe B: Düsen Nr. 2, 5, 8 usw.; Gruppe C: Düsen Nr. 3, 6, 9 usw.). Die elektronische Gruppen-Einteilung (A, B, C) sieht vor, daß eine Gruppe (A oder B oder C) jeweils die Düsen 3 einer anderen Gruppe (A oder B oder C) über springende Düsen 3 angehören, so daß innerhalb einer elektronisch ansteuerbaren Gruppe (A, B, C) die Düsen 3 einen physikalischen Abstand aufweisen und daß die Düsen der Gruppe A verzögerungsfrei abgeschossen werden, die Düsen der ande ren Gruppe B um einen Bruchteil eines Rasterpunktes 6 verzögert abgeschossen werden und die dritte Gruppe C um ein Vielfaches dieses Bruchteils des Rasterpunk tes 6 verzögert abgeschossen werden. Praktisch werden die mit Verzögerung abzu schießenden Düsen 3 um 1/3 Rasterpunkt und die weiteren mit Verzögerung abzu schießenden Düsen 3 mit 2/3 Rasterpunkte abgeschossen.

Neben der in Fig. 2 dargestellten Folge C-B-A ist auch eine Folge A-B-C der Grup pen auslösbar. Die Folge A-B-C bedeutet hierbei, daß die Düsen 3 der Gruppe A ohne Verzögerung abgeschossen werden, der Gruppe B um 1/3 Rasterpunkt verzö gert und der Gruppe C um 2/3 eines Rasterpunktes verzögert abgeschossen wer den. Bei der Schußfolge C-B-A ist, wie in Fig. 2 gezeigt wird, die Zuordnung umge kehrt. Der Düsenabstand 7 der Düsenreihe 1 und der Einbau-Winkel 4 bestimmen hierbei die mögliche horizontale und vertikale Auflösung. Die in Fig. 2 eingezeichne ten Abstände "HAE" bedeuten eine "horizontale Auflösungseinheit" und "VAE" eine vertikale Auflösungseinheit.

Zum Drucken eines senkrechten Striches 8 (Fig. 3) müssen die Druckpunkte 9 ent gegen der Schräglage der Düsenreihe 1 verzögert werden. Zu berücksichtigen ist dabei, daß eine nichtlineare Verzögerung für das Abschießen einzelner Düsen 3 bei einer 360 dpi-Einbaulage angewendet wird.

Die elektronische Schaltung (Fig. 4) ist zur Ansteuerung von Düsenköpfen bzw. Dü senreihen 1 mit jeweils 128 Düsen und einem Punktraster von 360 dpi ausgelegt. Hierbei wird jeder Düsenkopf 10a und 10b unter Zwischenschaltung eines digitalen Signal-Prozessors DSP an eine Datenverarbeitungseinheit (Data Processing Unit) 11 angeschlossen, die die Druckdaten als Abbild einer Druckzeile 12 aufbereitet. Die Datenverarbeitungseinheit 11 ist an eine Einheit 13 zur Erzeugung des Drucktaktes angeschlossen.

Die Datenverarbeitungseinheit 11 ist aus einem Mikroprozessor mit Programm- und Datenspeicher, Schnittstellen zum Datenempfang und einem Zeichengenerator und zwei DMA-Kanälen mit direktem Speicherzugriff (Direct Memory Access) gebildet. Die beiden digitalen Signal-Prozessoren DSP1 und DSP2 empfangen von der Da tenverarbeitungseinheit 11 eine gerade Druckspalte. Die digitalen Signal-Prozes soren DSP1 und DSP2 müssen die Druckdaten entsprechend dem Einbau-Winkel 4 der Düsenköpfe 10a und 10b aufbereiten und abhängig vom Drucktakt, der von der Einheit 13 (Print Control Unit) erzeugt wird, an die Düsenköpfe 10a und 10b weiter geben.

Die in Fig. 4 dargestellte Baugruppe dient ferner dazu, die Druckdaten mittels des Zeichengenerators oder durch Empfang von Graphikdruckdaten von einem Host- Rechner in einem Druckpuffer derart aufzubereiten, daß ein Abbild einer Druckzeile entspricht. Die Baugruppe ist daher vom Einbau-Winkel 4 der Düsenköpfe 10a, 10b unabhängig und bereitet die Daten auf, als ob die Düsenköpfe 10a, 10b senkrecht angeordnet wären. Die DMA-Kanäle dienen der Übertragung der aufbereiteten Da ten an den DSP1 bzw. den DSP2. Der momentan aktive Modus wird über 4 Steuer leitungen an den DSP1 bzw. den DSP2 mitgeteilt. Außerdem werden Informationen über Druckdichte und Abstand der beiden Düsenköpfe 10a, 10b an die Einheit 13 zur Erzeugung des Drucktaktes übertragen.

Der Funktionsablauf stellt sich wie folgt dar:
In der Datenverarbeitungseinheit 11 werden die vom Interface aus dem Host emp fangenen Druckdaten mittels des Zeichengenerators abhängig von der eingestellten Druckdichte zu senkrechten Druckspalten 14 aufbereitet. Die senkrecht aufbereite ten Druckdaten werden von der Datenverarbeitungseinheit 11 mittels der DMA- Kanäle zu den digitalen Signal-Prozessoren DSP1 und DSP2 übertragen. Die Über tragung erfolgt spaltenweise, wobei eine Druckspalte für den DSP1 und den DSP2 jeweils aus 16 Bytes besteht. Als Signal für die Übertragung dient ein von einem Zeilenlineal abgeleiteter und in der Einheit 13 zur Erzeugung des Drucktaktes gene rierter Drucktakt. Sobald der betreffende Düsenkopf 10a oder 10b die für die senk rechte Druckspalte 14 bestimmte Position erreicht, wird über die Einheit 13 zur Er zeugung des Drucktaktes ein Startsignal (DMA-Request) ausgelöst und das erste Byte der Spalte zu den digitalen Signal-Prozessoren DSP1 bzw. DSP2 übertragen. Nach Empfang der 16 Bytes (= 128 Düsen) ist eine vollständige gerade Druckspalte 14 von dem betreffenden digitalen Signal-Prozessor empfangen worden. Diese ge rade, senkrechte Druckspalte 14 muß vom DSP1 bzw. DSP2 entgegen dem physi kalischen Einbau-Winkel 4 des Düsenkopfes 10a bzw. 10b schräggestellt und ge speichert werden. Für die Speicherung kann das interne RAM des digitalen Signal- Prozessors DSP1 bzw. DSP2 benutzt werden. Die Größe des hierzu benötigten RAM's ist von dem Einbau-Winkel 4 des Düsenkopfes 10a bzw. 10b sowie der An zahl der Düsen 3 abhängig. Das RAM wird als Ringpuffer angelegt und muß zum in dest eine schräggestellte Druckspalte speichern können. Bei einem Empfang einer geraden, senkrechten Druckspalte 14 wird vom digitalen Signal-Prozessor DSP1 bzw. DSP2 gleichzeitig schon eine schräggestellte Spalte an den Düsenkopf 10a bzw. 10b über eine serielle Schnittstelle gesendet. Mit dem nächsten Drucktakt be ginnt der beschriebene Vorgang von neuem.

Der beschriebene Funktionsablauf ist vom Prinzip auch auf einen oder mehrere Dü senköpfe 10a, 10b mit anderen Einbau-Winkeln anwendbar.

Bezugszeichenliste

1

Düsenreihe

2

Rasterfeld

3

Düsen

4

Einbau-Winkel

5

Zeilenrichtung

6

Rasterpunkt

7

Düsenabstand

8

senkrechter Strich

9

Druckpunkte

10

a Düsenkopf

10

b Düsenkopf

11

Datenverarbeitungseinheit

12

Druckzeile

13

Einheit zur Erzeugung des Drucktaktes

14

senkrechte Druckspalte
DSP1 erster digitaler Signal-Prozessor
DSP2 zweiter digitaler Signal-Prozessor
HAE horizontale Auflösungseinheit
VAE vertikale Auflösungseinheit

Claims

1. Verfahren zum Ansteuern von Düsenköpfen in Tintendruckern, insbesondere von Düsenköpfen der Piëzo-Bauart, mit physikalisch dicht nebeneinander lie genden Düsen, die in einer oder mehreren schrägen Düsenreihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine schräge Düsenreihe elektronisch in Gruppen (A, B, C) eingeteilt ist, wobei einer Gruppe (A oder B oder C) jeweils die Düsen einer anderen Grup pe (A oder B oder C) überspringende Düsen angehören, so daß innerhalb ei ner elektronisch ansteuerbaren Gruppe (A, B, C) die Düsen einen physikali schen Abstand aufweisen, und daß die Düsen einer Gruppe (A) verzöge rungsfrei abgeschossen werden, die Düsen einer anderen Gruppe (B) um ei nen Bruchteil eines Rasterpunktes verzögert abgeschossen werden und eine dritte Gruppe (C) um ein Vielfaches dieses Bruchteils des Rasterpunktes ver zögert abgeschossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Verzögerung abzuschießenden Düsen um 1/3 Rasterpunkt und die weiteren mit Verzögerung abzuschießenden Düsen mit 2/3 Rasterpunkt abgeschossen werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Folgen der Gruppen (A-B-C oder C-B-A) hintereinander ausgelöst werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Drucken eines senkrechten Striches die Rasterpunkte entgegen der Schräglage des Düsenkopfes bzw. der Düsenreihe verzögert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtlineare Verzögerung für das Abschießen einzelner Düsen bei 360 dots-per-inch Einbaulage angewendet wird.

6. Schaltung zum Ansteuern von Düsenköpfen in Tintendruckern, insbesondere von Düsenköpfen der Piezo-Bauart, mit physikalisch dicht nebeneinander lie genden Düsen, die in einer Reihe unter einem Winkel zur Horizontalen bzw. zur Zeilenrichtung verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung von Düsenköpfen (10a; 10b) mit jeweils 128 Düsen und einem Punktraster von 360 dots-per-inch die Düsenreihe (1) jeweils unter Zwischenschaltung eines digitalen Signal-Prozessors (DSP) an eine Daten verarbeitungseinheit (11) angeschlossen ist, die die Druckdaten als Abbild ei ner Druckzeile (12) aufbereitet und daß die Datenverarbeitungseinheit (11) an eine Einheit (13) zur Erzeugung des Drucktaktes angeschlossen ist.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Datenverarbeitungseinheit (11) aus einem Mikroprozessor mit Pro gramm- und Datenspeicher, Schnittstellen zum Datenempfang und einem Zeichengenerator und zwei DMA-Kanälen mit direktem Speicherzugriff gebil det ist.