EP0921008A1 - Method for compensating the tolerance in an ink jet print head - Google Patents
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- EP0921008A1 EP0921008A1 EP98121717A EP98121717A EP0921008A1 EP 0921008 A1 EP0921008 A1 EP 0921008A1 EP 98121717 A EP98121717 A EP 98121717A EP 98121717 A EP98121717 A EP 98121717A EP 0921008 A1 EP0921008 A1 EP 0921008A1
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Definitions
- the invention relates to a method for tolerance compensation in a Ink printhead, especially for one of several modules the "non-interlaced" principle composite ink printhead.
- Such ink printheads are used both in office printers and in small, fast printers - as are required for franking machines and product labeling devices - and generally have a larger number of nozzles.
- One component that has a particularly large influence on the reliability of a printer is the ink print head. If the ink print head is composed of several components, the precise arrangement of the same with each other and with each other as well as the ink print head itself has a decisive influence on its safe function.
- FIG. 1 shows an error-free nozzle field with the associated line print.
- the nozzles of a nozzle row of a module are arranged equidistantly in a line.
- Nozzles of the same atomic number, for example the nozzles 111, 121, 131 of the modules 11, 12, 13 are also arranged equidistantly in a row which is orthogonal to the direction of transport of the recording medium 6.
- the direction of transport is indicated by the arrow.
- the record carrier 6 is a strip, as is usually used for bulky postal items.
- the distance ⁇ d of the nozzle with the highest atomic number, for example nozzle 117 of the module 11, to the nozzle with the lowest atomic number, for example nozzle 121, of the next module 12 in the direction orthogonal to the transport direction of the recording medium 6 is set so that it is the same Distance between adjacent nozzles of a row of nozzles in the direction mentioned. ⁇ d is the ideal or standard distance, so to speak.
- nozzles of the same atomic number are actuated at the same time. It starts with the nozzles of the highest atomic number, 117, 127, 137.
- the causes of these errors can on the one hand in production-related deviations in the length of the individual module - see module 12 - as well as in stress-related bending of the same - see module 11 - and on the other hand, there are manufacturing tolerances for the front panel and its slots - see module 13 -. There would also be errors due to the installation tolerances of the ink printhead attachment. Corresponding deviations from a straight continuous line can then be found in the imprint 5.
- a method for aligning the writing nozzles of an ink print head in ink writing devices is already known, compare EP 0 257 570 A2.
- the ink print head is moved bidirectionally in front of a recording medium by means of a drive.
- Individual droplets are ejected from its individually controllable writing nozzles in accordance with the data taken from a character generator during its movement at defined printing times.
- a scanning run then takes place during which the line pattern is scanned by an optical sensor which is arranged on the print head and is psychronized to the print key grid.
- the samples are transferred to the central control of the ink writing device in the grid of the printing columns of the character matrix as the "actual" position.
- a comparison circuit is used to compare the “actual” positions with “target” positions, which are determined by the corresponding control pulses.
- the deviations between the two positions indicate the values for the so-called droplet offset in the grid of the printing columns.
- the droplet offset values are stored separately in an additional memory of the central control for both writing directions.
- the droplet offset is forwarded separately for the writing directions as a distortion value to a pixel memory also contained in the central control.
- This method therefore requires the following for each ink writing device: an optical scanning sensor, a comparison circuit, two additional memories for droplet offset storage and two pixel memories. This is a considerable effort for a print.
- tolerances from module to module cannot be compensated for with this solution in the case of ink print heads which are composed of several modules. The reason for this is that only a compensation is possible in advance or lagging on the relative line of movement of the writing nozzle.
- a franking machine with an ink print head is also known, see EP 0 702 334 A1 and EP 0 702 335 A1, which has a large number of nozzles.
- the nozzles are arranged in at least two rows which run transversely to the direction of advance of the print carrier. These two rows are offset from one another lengthwise and transversely to the feed direction, so that some first nozzles at the end of one row of nozzles are opposite some second nozzles at the end of the other row of nozzles.
- the nozzles in the overlap area are operated alternatively. A correction of the nozzle distance is not possible.
- a computer-controlled ink jet printing device which consists of several ink printing heads.
- the ink print heads are arranged one behind the other in the print carrier transport direction and one above the other transversely to the same.
- the image signals are loaded in an external memory device assigned to each individual ink print head. When the same is placed on the ink printheads, a droplet ejection and thus a printing process is triggered.
- a timing and control system is used to apply the image signals.
- the control system applies the image signals to the laterally offset ink printheads in a time-coordinated relationship in order to print the different lines in the desired mutual alignment.
- the controller then stores a new set of image signals for printing the next image.
- the inkjet printing device is provided with a programmable microprocessor by means of which the image signals are assembled in buffer memories which are individually assigned to the ink print heads.
- the storage of the image signals in the buffers and the subsequent application to the ink print heads is carried out by means of a central timing and control device with a coarse and fine delay device. This includes the detection of the print media, such as their leading edge, at a specific location on the transport route and a subsequent time control of the start of the printing process.
- the distance of the ink printheads from this location is precisely known, so that a buffer associated with the same can be loaded with image signals by an ink printhead during the time interval between print carrier detection and the start of the printing process.
- the time interval can be varied by means of the control.
- the image line generated by each ink print head can be shifted to the left or right on the print carrier in order to set the desired location of the line.
- At least the first pressure column can thus be aligned.
- the purpose of the invention is to reduce the effort for the improvement the print quality.
- the invention has for its object a method for tolerance compensation to create for printheads of the type mentioned, with despite the reduced effort, both deviations within one Module as well as from module to module as well as installation tolerances of the Ink printhead can be compensated.
- the invention is based on the consideration of reducing the expensive equipment and personnel expenditure for tolerance compensation, which was previously necessary after installation of an ink print head in a printer, in that this compensation is previously carried out externally centrally and the ink print head is implemented.
- the ink print head is pre-compared before installation in the printer.
- the combination of electronic and mechanical adjustment enables tolerance compensation between the modules for the first time for ink printheads that are composed of individual modules according to the "non-interlaced" principle.
- the aids, such as scanners and central storage devices, for the adjustment are no longer an integral part of each individual printer, but are only required in the print head production or corresponding service companies. That is a significant saving.
- the effort of a non-volatile memory and an adjustment device that is required anyway is low.
- an arrangement for carrying out the method according to the invention consists of an ink print head 1, a memory 2, an axis 3, an adjusting device 4, a pressure control computer 7 and a scanner 8.
- the ink print head 1 is composed of three modules 11, 12, 13.
- the modules 11, 12, 13 are arranged one above the other in accordance with the "non-interlaced" principle.
- the ink print head 1 is rotatably supported on the axis 3 within an adjustment range.
- the bearing for the axis 3 can be formed directly on the housing of the ink print head 1 or indirectly contained in a crossmember for receiving the ink print head 1.
- the adjusting device 4 consists of a threaded bushing 41, an adjusting screw 42 and a spring 43.
- the memory 2 is an integral part of the ink print head 1 and is implemented as a non-volatile read-write memory using an EEPROM.
- the memory 2 is connected to the pressure control computer 7 - microprocessor - via an outgoing data line 75 and an incoming data line 76.
- the first module 11 is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 71 and an incoming data line 74.
- the second module 12 is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 72.
- the third module is connected to the pressure control computer 7 via a clock line 73.
- the print data D are entered serially into the modules 11, 12, 13. Therefore, the data line 74 is looped through from the pressure control computer 7 via the module 11 to the module 12 to the module 13.
- An alternative is to input the print data D directly to each module 11, 12, 13 via a parallel bus.
- the modules 11, 12, 13 are provided in a conventional manner (not shown) with a commercially available driver circuit with a shift register and latches in front of logic elements.
- the actuation circuits for the nozzles are triggered in accordance with the time and image information by means of the logic elements which are connected to the associated clock lines.
- the print control computer 7 is connected to a scanner 8 via a signal line 81 for generating the individual print data or correction data I. Furthermore, the pressure control computer 7 is connected in a manner not shown to an encoder, with which the movement of the recording medium 6 is detected and converted into encoder signals E for the pressure control computer 7, see also FIG. 4. According to the invention, before the final installation of the ink print head 1 in a printing device externally, after evaluating sample prints, existing gaps at the transitions from module 11, 12 to module 12, 13 are mechanically compensated and stored by rotating the ink print head 1. Subsequently, with the help of the print control computer 7, individual print data I are generated electronically as correction data for the ink print head 1 and are stored non-volatile within the print head.
- a first test print is generated with print data D which correspond to a virtual straight print dot line 5 which runs orthogonally to the transport direction of the recording medium 6. If the ink print head 1 is defective, the dot line 5 accordingly deviates from a straight continuous line, see FIGS. 1 and 2.
- the test impression is checked visually for gaps in the pressure point line 5 in the transition areas of the pressure points 501 to 507, 508 to 514, 515 to 521 generated by the individual modules 11, 12, 13.
- the ink print head 1 is rotated about the axis 3 by means of the adjustment direction 4, in particular the adjusting screw 42, until the gap between the two Pressure points 514, 515 is closed.
- the result is checked by means of a second test impression and, if necessary, a further correction is made.
- the twist angle see and compare in FIG. 5 dashed and continuous edges of the recording medium 6, is mechanically stored at the same time by the adjustment of the adjusting screw 42. After completion of the mechanical adjustment, the pressure line 5 is scanned by means of the scanner 8.
- the scanning result is given in the form of the scanning signals As via the signal line 81 to the pressure control computer 7, in which the scanning signals As are compared with the printing data D and clock signals T1, T2, T3 with which the pressure dot line 5 was generated, see FIG. 4 dashed pulse trains.
- the comparison result is entered in the form of individual print data I in the memory 2, which is integrated in the ink print head 1.
- the individual print data I are used in print operation in the print control computer 7 to generate corrected clock signals T1, T2, T3 for actuating the ink print head 1, which are synchronized with the encoder signals E, see full line pulse sequences in FIG. 4.
- the corrected clock signals T1, T2, T3 are input into the ink print head 1 in a serial module-related manner via the assigned clock lines 71, 72, 73.
- the print data D are entered serially into the modules 11, 12, 13 overall via the data line 74.
- the corrected clock signals T1, T2, T3 can also be given individually to the inkjet print head 1; that would require a parallel bus for the clock lines. If overlaps of pressure points 507, 508 in the pressure point line as a result of the rotation are determined in the test print after the mechanical adjustment, the relevant individual print data I contain information on excluding a nozzle 121 from the printing operation, see FIG. 4.
- nozzle 121 is electronic for printing blocked.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Toleranzausgleich bei einem Tintendruckkopf, insbesondere bei einem aus mehreren Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzten Tintendruckkopf.The invention relates to a method for tolerance compensation in a Ink printhead, especially for one of several modules the "non-interlaced" principle composite ink printhead.
Derartige Tintendruckköpfe werden sowohl in Bürodruckern als auch in
kleinen schnellen Druckern - wie sie für Frankiermaschinen und Produktbeschriftungsgeräte
benötigt werden - eingesetzt und weisen in der
Regel eine größere Anzahl von Düsen auf.
Ein Bauteil, das auf die Zuverlässigkeit eines Druckers besonders
großen Einfluß hat, ist der Tintendruckkopf. Wenn der Tintendruckkopf
aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, hat die präzise Anordnung
derselben zueinander und miteinander sowie des Tintendruckkopfes
selbst einen maßgebenden Einfluß auf dessen sichere
Funktion. Such ink printheads are used both in office printers and in small, fast printers - as are required for franking machines and product labeling devices - and generally have a larger number of nozzles.
One component that has a particularly large influence on the reliability of a printer is the ink print head. If the ink print head is composed of several components, the precise arrangement of the same with each other and with each other as well as the ink print head itself has a decisive influence on its safe function.
Es ist bekannt, siehe "Third Annual European Ink Jet Printing Workshop
October 16-18, 1995 Maastricht / Niederlande", einen Tintendruckkopf
aus drei Modulen nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip zusammenzusetzen,
der üblicherweise von einem Mikroprozessor angesteuert
wird.
In eine Frontplatte sind gleichlange, miteinander fluchtende, schrägverlaufende,
parallele Schlitze eingebracht, in die die Module mit ihrem
Düsenbereich eingesetzt sind, siehe auch Fig. 1.
Der Aufzeichnungsträger wird an den Düsenreihen so vorbeibewegt,
daß das Druckbild aus drei übereinanderliegenden Streifen zusammengesetzt
ist. Bei einem senkrechten Vollstrich wird demzufolge das obere
Drittel von dem ersten Modul, das mittlere Drittel von dem zweiten
Modul und das untere Drittel von dem dritten Modul erzeugt.
Es ist allerdings auch möglich, beispielsweise bei Handfrankiermaschinen,
daß der Aufzeichnungsträger ruht und der Tintendruckkopf
bewegt wird, siehe EP 0 750 277 A2.
Obwohl die Schlitze üblicherweise hochgenau in die Frontplatte eingebracht
werden und die Module als Präzisionsteile gefertigt werden, sind
Toleranzabweichungen über einem Zehntelmillimeter - das entspricht
bei einem 200 dpi-Druckkopf mit 200 Düsen ungefähr dem vertikalen
Abstand zweier benachbarter Düsen - beim Übergang von einem
Modul zum folgenden, nicht auszuschließen. Die Fehler können dabei
Abstands- und Parallelitätsfehler sowie Abweichungen von der Fluchtlinie
innerhalb einer Düsenreihe als auch untereinanderliegender
Düsen sein, vergleiche hierzu das vereinfachte Beispiel gemäß Fig. 1
und Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck.
Drei Module 1, 2, 3 mit je sieben Düsen 111 bis 117, 121 bis
127, 131 bis 137 bilden einen Tintendruckkopf. Die Düsen einer
Düsenreihe eines Moduls sind äquidistant in einer Linie angeordnet.
Düsen gleicher Ordnungszahl, zum Beispiel die Düsen 111, 121, 131
der Module 11, 12, 13 sind gleichfalls äquidistant in einer Reihe angeordnet,
die orthogonal zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträ-gers
6 liegt. Die Transportrichtung ist durch den Pfeil angegeben.
Der Aufzeichnungsträger 6 ist in diesem Fall ein Streifen, wie man ihn
üblicherweise für sperriges Postgut verwendet. Der Abstand Δd der
Düse mit der höchsten Ordnungszahl, beispielsweise Düse 117 des
Moduls 11, zur Düse mit der niedrigsten Ordnungszahl, beispielsweise
Düse 121, des nächstfolgenden Moduls 12 in der Richtung orthogonal
zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 ist so eingestellt,
daß derselbe gleich ist dem Abstand benachbarter Düsen einer Düsenreihe
in der genannten Richtung. Δd ist sozusagen der Ideal- beziehungsweise
Normabstand.
Für den Druck einer durchgehenden Linie 5 orthogonal zur Transportrichtung
des Druckträgers 6 werden gleichzeitig jeweils Düsen der gleichen
Ordnungszahl betätigt. Begonnen wird mit den Düsen der höchsten
Ordnungszahl, 117, 127, 137. Wenn der Aufzeichnungsträger 6
eine Strecke zurückgelegt hat, die dem Abstand Δs zu den nächstfolgenden
Düsen 116, 126, 136 in Transportrichtung entspricht, werden
dieselben betätigt. Nach einem Weg
Bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Bedingungen ist der zugehörige
Abdruck 5 eine aus einundzwanzig Druckpunkten 501 bis 521
zusammengesetzte durchgehende gerade Linie 5.
Fig. 2 zeigt eine Kombination aller möglichen Fehler eines fehlerbehafteten
Düsenfeldes und den zugehörigen sogenannten Linienabdruck 5.
Die Ursachen für diese Fehler können einerseits in fertigungsbedingten
Abweichungen der Länge des einzelnen Moduls - siehe Modul 12 - sowie
in spannungsbedingten Verbiegungen desselben - siehe Modul 11 -
und andererseits in Fertigungstoleranzen der Frontplatte und deren
Schlitze liegen - siehe Modul 13 -. Hinzu kämen noch Fehler durch Einbautoleranzen
der Tintendruckkopfbefestigung.
Entsprechende Abweichungen von einer geraden durchgängigen Linie
sind dann beim Abdruck 5 festzustellen.It is known, see "Third Annual European Ink Jet Printing Workshop October 16-18, 1995 Maastricht / Netherlands" to assemble an ink print head from three modules according to the "non-interlaced" principle, which is usually controlled by a microprocessor.
Equal-length, mutually aligned, sloping parallel slots are made in a front plate, into which the modules with their nozzle area are inserted, see also FIG. 1.
The record carrier is moved past the rows of nozzles in such a way that the printed image is composed of three strips lying one above the other. In the case of a vertical full line, the upper third is therefore generated by the first module, the middle third by the second module and the lower third by the third module.
However, it is also possible, for example in the case of hand franking machines, that the recording medium is at rest and the ink print head is moved, see EP 0 750 277 A2.
Although the slots are usually made with high precision in the front plate and the modules are manufactured as precision parts, tolerance deviations of over a tenth of a millimeter - in a 200 dpi print head with 200 nozzles, this corresponds approximately to the vertical distance between two neighboring nozzles - when changing from one module to the next , not be ruled out. The errors can be distance and parallelism errors as well as deviations from the alignment within a row of nozzles as well as nozzles lying one below the other, compare the simplified example according to FIGS. 1 and 2.
Fig. 1 shows an error-free nozzle field with the associated line print. Three
In this case, the
For the printing of a
If the conditions described above are met, the
Fig. 2 shows a combination of all possible errors of a faulty nozzle field and the associated so-called
Corresponding deviations from a straight continuous line can then be found in the
Es ist bereits eine Verfahren zum Abgleich der Schreibdüsen eines
Tintendruckkopfes in Tintenschreibeinrichtungen bekannt, vergleiche
EP 0 257 570 A2. Der Tintendruckkopf wird mittels eines Antriebs bidirektional
vor einem Aufzeichnungsträger bewegt. Aus seinen individuell
ansteuerbaren Schreibdüsen werden entsprechend den einem Zeichengenerator
entnommenen Daten während seiner Bewegung Einzeltröpfchen
zu jeweils festgelegten Druckzeitpunkten ausgestoßen.
Verfahrensgemäß findet zunächst ein Druckervorlauf statt, während
dem für jede einzelne Schreibdüse getrennt für jede Schreibrichtung -
Linkslauf, Rechtslauf . ein definiertes Strichmuster auf den Aufzeichnungsträger
gedruckt wird. A method for aligning the writing nozzles of an ink print head in ink writing devices is already known, compare EP 0 257 570 A2. The ink print head is moved bidirectionally in front of a recording medium by means of a drive. Individual droplets are ejected from its individually controllable writing nozzles in accordance with the data taken from a character generator during its movement at defined printing times.
According to the method, there is first a printer advance, during which for each individual writing nozzle separately for each writing direction - left-hand rotation, right-hand rotation. a defined line pattern is printed on the recording medium.
Anschließend findet ein Abtastlauf statt, während dem das Strichmuster
durch einen am Druckkopf angeordneten optischen Sensor abgetastet
wird, der auf das Drucktaktraster aufsychronisiert ist. Die Abtastwerte
werden im Raster der Druckspalten der Zeichenmatrix als "Ist"-Position
einer zentralen Steuerung der Tintenschreibeinrichtung übergeben.
In der zentralen Steuerung wird mittels einer Vergleichsschaltung ein
Vergleich der "Ist"-Positionen mit "Soll"-Positionen durchgeführt, die
durch die entsprechenden Ansteuerimpulse bestimmt sind. Die Abweichungen
zwischen beiden Positionen geben die Werte für den sogenannten
Tröpfchenversatz im Raster der Druckspalten an.
Für jede Schreibdüse werden die Werte für den Tröpfchenversatz
getrennt für beide Schreibrichtungen in einem zusätzlichen Speicher
der zentralen Steuerung gespeichert. Der Tröpfchenversatz wird getrennt
für die Schreibrichtungen als Verzerrungswert an einen gleichfalls
in der zentralen Steuerung enthaltenen Bildpunktspeicher weitergegeben.
Bei jeder Ansteuerung einer Schreibdüse im normalen Druckbetrieb
wird der für die betreffende Schreibdüse ermittelte Wert des Tröpfchenversatzes
abhängig von der Schreibrichtung berücksichtigt. Zu diesem
Zweck wird bei der Aufbereitung der Zeichen eine Vorverzerrung entsprechend
der Druckrichtung und des ermittelten Tröpfchenversatzes
vorgenommen.
Bei diesem Verfahren werden demzufolge pro Tintenschreibeinrichtung
benötigt:
ein optischer Abtastsensor, eine Vergleichsschaltung, zwei zusätzliche
Speicher für die Tröpfchenversatzspeicherung und zwei Bildpunktspeicher.
Das ist ein beträchtlicher Aufwand für einen Druck.
Hinzu kommt, daß mit dieser Lösung bei Tintendruckköpfen, die aus
mehreren Modulen zusammengesetzt sind, Toleranzen von Modul zu
Modul nicht ausgeglichen werden können. Das liegt daran, daß nur ein
Ausgleich zeitlich vor- oder nacheilend auf der relativen Bewegungslinie
der Schreibdüse möglich ist.A scanning run then takes place during which the line pattern is scanned by an optical sensor which is arranged on the print head and is psychronized to the print key grid. The samples are transferred to the central control of the ink writing device in the grid of the printing columns of the character matrix as the "actual" position.
In the central control system, a comparison circuit is used to compare the “actual” positions with “target” positions, which are determined by the corresponding control pulses. The deviations between the two positions indicate the values for the so-called droplet offset in the grid of the printing columns.
For each writing nozzle, the droplet offset values are stored separately in an additional memory of the central control for both writing directions. The droplet offset is forwarded separately for the writing directions as a distortion value to a pixel memory also contained in the central control.
Each time a writing nozzle is activated in normal printing operation, the value of the droplet offset determined for the respective writing nozzle is taken into account depending on the writing direction. For this purpose, pre-distortion is carried out in accordance with the printing direction and the determined droplet offset when preparing the characters.
This method therefore requires the following for each ink writing device:
an optical scanning sensor, a comparison circuit, two additional memories for droplet offset storage and two pixel memories.
This is a considerable effort for a print.
In addition, tolerances from module to module cannot be compensated for with this solution in the case of ink print heads which are composed of several modules. The reason for this is that only a compensation is possible in advance or lagging on the relative line of movement of the writing nozzle.
Ferner ist eine Frankiermaschine mit einem Tintendruckkopf bekannt,
siehe EP 0 702 334 A1 und EP 0 702 335 A1, der über eine Vielzahl
von Düsen verfügt. Die Düsen sind in mindestens zwei Reihen angeordnet,
die quer zur Vorschubrichtung des Druckträgers verlaufen.
Diese beiden Reihen sind längs und quer zur Vorschubrichtung noch
zueinander versetzt, so daß einige erste Düsen am Ende einer
Düsenreihe einigen zweiten Düsen am Ende der anderen Düsenreihe
gegenüberliegen.
Die Düsen im Überlappungsbereich werden alternativ betätigt. Eine
Düsenabstandskorrektur ist hierbei nicht möglich.A franking machine with an ink print head is also known, see EP 0 702 334 A1 and EP 0 702 335 A1, which has a large number of nozzles. The nozzles are arranged in at least two rows which run transversely to the direction of advance of the print carrier. These two rows are offset from one another lengthwise and transversely to the feed direction, so that some first nozzles at the end of one row of nozzles are opposite some second nozzles at the end of the other row of nozzles.
The nozzles in the overlap area are operated alternatively. A correction of the nozzle distance is not possible.
Schließlich ist noch eine computergesteuerte Tintenstrahldruckvorrichtung
bekann, siehe DE 32 36 297 C2, die aus mehreren Tintendruckköpfen
besteht.
Die Tintendruckköpfe sind in Druckträgertransportrichtung hintereinander
und quer zu derselben übereinander angeordnet. Auf diese Weise
wird das Druckbild nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip erzeugt, siehe
auch vorhergehende Ausführungen. In einer jedem einzelnen Tintendruckkopf
zugeordneten externen Speichereinrichtung sind die Bildsignale
geladen. Bei Anlegung derselben an die Tintendruckköpfe wird ein
Tröpfchenausstoß und somit ein Druckvorgang ausgelöst. Für die Anlegung
der Bildsignale wird ein Zeitablauf und eine Steuerung angewendet.
Durch die Steuerung werden die Bildsignale in einem zeitlich aufeinander
abgestimmten Verhältnis an die seitlich versetzten Tintendruckköpfe
angelegt, um die verschiedenen Zeilen in der gewünschten
gegenseitigen Ausrichtung zu drucken. Anschließend wird durch die
Steuerung ein neuer Satz von Bildsignalen zum Drucken des nächsten
Bildes eingespeichert.
Die Tintenstrahldruckvorrichtung ist mit einem programmierbaren Mikroprozessor
versehen, durch den die Bildsignale in Pufferspeichern
assembliert werden, die einzeln den Tintendruckköpfen zugeordnet
sind. Die Einspeicherung der Bildsignale in die Puffer und die anschließende
Anlegung an die Tintendruckköpfe wird mittels einer zentralen
Zeitgabe- und Steuervorrichtung mit einer Grob- und Feinverzögerungsvorrichtung
ausgeführt. Dieses beinhaltet die Erfassung der
Druckträger, wie deren Vorderkante, an einem bestimmten Ort des
Transportweges und eine nachfolgende Zeitsteuerung des Beginns des
Druckvorganges. Der Abstand der Tintendruckköpfe von diesem Ort ist
genau bekannt, so daß während des Zeitintervalls zwischen Druckträgererfassung
und dem Beginn des Druckvorganges durch einen
Tintendruckkopf ein demselben zugeordneter Puffer mit Bildsignalen
geladen werden kann. Mittels der Steuerung kann das Zeitintervall
variiert werden. Auf diese Weise kann die von jedem Tintendruckkopf
erzeugte Bildzeile auf dem Drucktäger nach links oder rechts verschoben
werden, um den gewünschten Lageort der Zeile einzustellen.
Damit ist zumindest die erste Druckspalte ausrichtbar.
Hiermit ist zwar analog wie bei der Lösung gemäß EP 0 257 570 ein
Toleranzausgleich einbaubedingter Toleranzen der Tintendruckköpfe
möglich, aber innerhalb eines Tintendruckkopfes von Düse zu Düse
auch nicht. Distanzfehler zwischen den Zeilen sind hiermit gleichfalls
nicht korrigierbar.Finally, a computer-controlled ink jet printing device is known, see DE 32 36 297 C2, which consists of several ink printing heads.
The ink print heads are arranged one behind the other in the print carrier transport direction and one above the other transversely to the same. In this way, the print image is generated according to the "non-interlaced" principle, see also previous explanations. The image signals are loaded in an external memory device assigned to each individual ink print head. When the same is placed on the ink printheads, a droplet ejection and thus a printing process is triggered. A timing and control system is used to apply the image signals. The control system applies the image signals to the laterally offset ink printheads in a time-coordinated relationship in order to print the different lines in the desired mutual alignment. The controller then stores a new set of image signals for printing the next image.
The inkjet printing device is provided with a programmable microprocessor by means of which the image signals are assembled in buffer memories which are individually assigned to the ink print heads. The storage of the image signals in the buffers and the subsequent application to the ink print heads is carried out by means of a central timing and control device with a coarse and fine delay device. This includes the detection of the print media, such as their leading edge, at a specific location on the transport route and a subsequent time control of the start of the printing process. The distance of the ink printheads from this location is precisely known, so that a buffer associated with the same can be loaded with image signals by an ink printhead during the time interval between print carrier detection and the start of the printing process. The time interval can be varied by means of the control. In this way, the image line generated by each ink print head can be shifted to the left or right on the print carrier in order to set the desired location of the line. At least the first pressure column can thus be aligned.
Although this allows a tolerance compensation of installation-related tolerances of the ink printheads analogously to the solution according to EP 0 257 570, it is also not possible within an ink printhead from nozzle to nozzle. It is also not possible to correct distance errors between the lines.
Zweck der Erfindung ist eine Senkung des Aufwandes für die Verbesserung der Druckqualität.The purpose of the invention is to reduce the effort for the improvement the print quality.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Toleranzausgleich für Druckköpfe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem trotz gesenktem Aufwand sowohl Abweichungen innerhalb eines Moduls als auch von Modul zu Modul sowie Einbautoleranzen des Tintendruckkopfes kompensiert werden können.The invention has for its object a method for tolerance compensation to create for printheads of the type mentioned, with despite the reduced effort, both deviations within one Module as well as from module to module as well as installation tolerances of the Ink printhead can be compensated.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem Hauptanspruch
gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, den teuren apparativen
und personellen Aufwand zum Toleranzausgleich, der bisher nach Einbau
eines Tintendruckkopfes in einen Drucker erforderlich ist, dadurch
zu reduzieren, indem dieser Ausgleich bereits vorher extern zentral
vorgenommen wird und dem Tintendruckkopf implementiert wird.
Indem in beziehungsweise an jedem Tintendruckkopf seine individuellen
Druckdaten für einen elektronischen Abgleich und die Einbaudaten
für einen mechanischen Abgleich gespeichert sind, ist der Tintendruckkopf
bereits vor Einbau in den Drucker vorabgeglichen. Durch die
Kombination von elektronischem mit mechanischem Abgleich wird
erstmals für Tintendruckköpfe, die aus einzelnen Modulen nach dem
"Non-Interlaced"-Prinzip zusammengesetzt sind, ein Toleranzausgleich
zwischen den Modulen ermöglicht.
Die Hilfsmittel, wie Scanner und zentrale Speichereinrichtungen, für
den Abgleich sind nicht mehr integrierter Bestandteil jedes einzelnen
Druckers, sondern werden nur noch in der Druckkopffertigung oder
entsprechenden Servicebetrieben benötigt. Das ist eine wesentliche
Einsparung. Der Aufwand eines nichtflüchtigen Speichers und einer
ohnehin benötigten Verstelleinrichtung ist gering. According to the invention, this object is achieved according to the main claim. Further advantageous features of the invention can be found in the subclaims.
The invention is based on the consideration of reducing the expensive equipment and personnel expenditure for tolerance compensation, which was previously necessary after installation of an ink print head in a printer, in that this compensation is previously carried out externally centrally and the ink print head is implemented.
By storing its individual print data for electronic adjustment and the installation data for mechanical adjustment in or on each ink print head, the ink print head is pre-compared before installation in the printer. The combination of electronic and mechanical adjustment enables tolerance compensation between the modules for the first time for ink printheads that are composed of individual modules according to the "non-interlaced" principle.
The aids, such as scanners and central storage devices, for the adjustment are no longer an integral part of each individual printer, but are only required in the print head production or corresponding service companies. That is a significant saving. The effort of a non-volatile memory and an adjustment device that is required anyway is low.
Nach Einbau des Tintendruckkopfes in den Drucker sind bedarfsweise noch geringfügige Einbautoleranzen mittels der Verstelleinrichtung abgleichbar.After installing the ink print head in the printer are necessary even minor installation tolerances can be adjusted using the adjustment device.
Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiment explained.
Es zeigen:
- Fig. 1
- Ein fehlerfreies Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
- Fig. 2
- ein fehlerbehaftetes Düsenfeld mit dem zugehörigen Linienabdruck,
- Fig. 3
- ein Prinzipbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 4
- ein Impulsdiagramm zur Anordnung gemäß Fig. 4,
- Fig. 5
- ein Düsenfeld gemäß Fig. 2 mit dem korrigierten Linienabdruck.
- Fig. 1
- An error-free nozzle field with the associated line print,
- Fig. 2
- a faulty nozzle field with the associated line print,
- Fig. 3
- 2 shows a schematic diagram of an arrangement for carrying out the method according to the invention,
- Fig. 4
- 4 shows a timing diagram for the arrangement according to FIG. 4,
- Fig. 5
- 2 with the corrected line print.
Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.The illustration is for simplification and easier understanding carried out schematically.
Gemäß Fig.3 besteht eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens aus einem Tintendruckkopf 1, einem Speicher
2, einer Achse 3, einer Verstelleinrichtung 4, einem Drucksteuerrechner
7 und einem Scanner 8.
Der Tintendruckkopf 1 ist aus drei Modulen 11, 12, 13 zusammengesetzt.
Die Module 11, 12, 13 sind nach dem "Non-Interlaced"-Prinzip
übereinander fluchtend angeordnet.
Der Tintendruckkopf 1 ist auf der Achse 3 innerhalb eines Justierbereiches
drehbar gelagert. Das Lager für die Achse 3 kann unmittelbar am
Gehäuse des Tintendruckkopfes 1 angeformt sein oder mittelbar in
einer Traverse zur Aufnahme des Tintendruckkopfes 1 enthalten sein.
Die Verstelleinrichtung 4 besteht aus einer Gewindebuchse 41, einer
Justierschraube 42 und einer Feder 43. Sie dient zur Verdrehung des
Tintendruckkopfes 1 innerhalb des Justierbereiches. Der Tintendruckkopf
1 liegt unter der Wirkung der Feder 43 kraftschlüssig an der
Justierschraube 42 an. Die Verstelleinrichtung 4 kann zweckmäßigerweise
gleichfalls auf der genannten Traverse befestigt sein.
Der Speicher 2 ist integraler Bestandteil des Tintendruckkopfes 1 und
als nichtflüchtiger Schreib-Lese-Speicher mittels eines EEPROM realisiert.
Der Speicher 2 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 - Mikroprozessor
- über eine gehende Datenleitung 75 und eine kommende
Datenleitung 76 verbunden.
Der erste Modul 11 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung
71 und eine kommende Datenleitung 74 verbunden.
Der zweite Modul 12 ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung
72 verbunden.
Der dritte Modul ist mit dem Drucksteuerrechner 7 über eine Taktleitung
73 verbunden.
Im dargestellten Fall werden die Druckdaten D seriell in die Module 11,
12, 13 eingegeben. Deshalb ist die Datenleitung 74 vom Drucksteuerrechner
7 über den Modul 11 zum Modul 12 bis zum Modul 13
durchgeschleift. Eine Alternative ist die Eingabe der Druckdaten D über
einen Parallelbus an jeden Modul 11, 12, 13 direkt.
Die Module 11, 12, 13 sind in nicht dargestellter üblicher Weise mit
einem handelsüblichen Treiberschaltkreis mit einem Shiftregister und
Latches vor Verknüpfungsgliedern versehen. Mittels der Verknüpfungsglieder,
die mit den zugeordneten Taktleitungen verbunden sind, erfolgt
die zeit- und bildinformationsgerechte Auslösung der Aktorschaltungen
für die Düsen.
Der Drucksteuerrechner 7 ist für die Erzeugung der individuellen
Druckdaten beziehungsweise Korrekturdaten I über eine Signalleitung
81 mit einem Scanner 8 verbunden.
Weiterhin ist der Drucksteuerrechner 7 in nicht dargestellter Weise mit
einem Encoder verbunden, mit dem die Bewegung des Aufzeichnungsträgers
6 erfaßt und in Encodersignale E für den Drucksteuerrechner 7
umgewandelt wird, siehe auch Fig. 4.
Erfindungsgemäß werden bereits vor dem endgültigen Einbau des
Tintendruckkopfes 1 in eine Druckeinrichtung extern nach Auswertung
von Probeabdrucken zunächst vorhandene Lücken an den Übergängen
von Modul 11, 12 zu Modul 12, 13 mechanisch durch Drehung des
Tintendruckkopfes 1 ausgeglichen und gespeichert. Anschließend
werden mit Hilfe des Drucksteuerrechners 7 elektronisch individuelle
Druckdaten I als Korrekturdaten für den Tintendruckkopf 1 erzeugt und
druckkopfintern nichtflüchtig gespeichert. According to FIG. 3, an arrangement for carrying out the method according to the invention consists of an ink print head 1, a
The ink print head 1 is composed of three
The ink print head 1 is rotatably supported on the axis 3 within an adjustment range. The bearing for the axis 3 can be formed directly on the housing of the ink print head 1 or indirectly contained in a crossmember for receiving the ink print head 1. The adjusting device 4 consists of a threaded
The
The
The
The third module is connected to the pressure control computer 7 via a
In the case shown, the print data D are entered serially into the
The
The print control computer 7 is connected to a
Furthermore, the pressure control computer 7 is connected in a manner not shown to an encoder, with which the movement of the
According to the invention, before the final installation of the ink print head 1 in a printing device externally, after evaluating sample prints, existing gaps at the transitions from
Im einzelnen wird wie nachfolgend beschrieben verfahren.
Zunächst wird ein erster Probeabdruck mit Druckdaten D erzeugt, die
einer virtuellen geraden Druckpunktlinie 5 entsprechen, die orthogonal
zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 verläuft. Bei fehlerhaftem
Tintendruckkopf 1 weicht die Druckpunktlinie 5 entsprechend
von einer geraden durchgehenden Linie ab, vergleiche Fig. 1 und 2.
Der Probeabdruck wird visuell auf Lücken in der Druckpunktlinie 5 in
den Übergangsbereichen der von den einzelnen Modulen 11, 12, 13
erzeugten Druckpunkte 501 bis 507, 508 bis 514, 515 bis 521
kontrolliert.
Bei Vorliegen von Lücken zwischen zutreffenden Druckpunkten, wie
der über die Norm Δd hinausgehende Höhenversatz v zwischen Druckpunkt
514 und 515, wird der Tintendruckkopf 1 mittels der Verstellenrichtung
4, insbesonders der Justierschraube 42 um die Achse 3 so
lange gedreht, bis die Lücke zwischen den beiden Druckpunkten 514,
515 geschlossen ist.
Das Ergebnis wird mittels eines zweiten Probeabdruckes kontolliert und
erforderlichenfalls eine nochmalige Korrektur vorgenommen.
Der Verdrehwinkel, siehe und vergleiche in Fig. 5 gestrichelte und
durchgehende Kanten des Aufzeichnungsträgers 6, wird gleichzeitig
durch die Einstellung der Justierschraube 42 mechanisch gespeichert.
Nach Abschluß des mechanischen Abgleichs wird mittels des Scanners
8 die Druckpunktlinie 5 abgetastet. Das Abtastergebnis wird in Form
der Abtastsignale As über die Signalleitung 81 an den Drucksteuerrechner
7 gegeben, in dem die Abtastsignale As mit den Druckdaten D
und Taktsignalen T1, T2, T3 verglichen werden, mit denen die Druckpunktlinie
5 erzeugt worden ist, siehe Fig. 4 gestrichelte Impulsfolgen.
Das Vergleichsergebnis wird in Form von individuellen Druckdaten I in
den Speicher 2 eingegeben, der in den Tintendruckkopf 1 integriert ist.
Die individuellen Druckdaten I werden bei Druckbetrieb im Drucksteuerrechner
7 zur Erzeugung korrigierter Taktsignale T1, T2, T3 zur Ansteuerung
des Tintendruckkopfes 1 verwendet, die mit den Encodersignalen
E synchronisiert sind, siehe Vollstrichimpulsfolgen in Fig.4.
Die korrigierten Taktsignale T1, T2, T3 werden in diesem Fall seriell
modulbezogen über die zugeordneten Taktleitungen 71, 72, 73 in den
Tintendruckkopf 1 eingegeben. Die Druckdaten D werden über die
Datenleitung 74 insgesamt seriell in die Module 11, 12, 13 eingegeben. The procedure is as follows.
First of all, a first test print is generated with print data D which correspond to a virtual straight
The test impression is checked visually for gaps in the
If there are gaps between appropriate pressure points, such as the height offset v between
The result is checked by means of a second test impression and, if necessary, a further correction is made.
The twist angle, see and compare in FIG. 5 dashed and continuous edges of the
After completion of the mechanical adjustment, the
The comparison result is entered in the form of individual print data I in the
In this case, the corrected clock signals T1, T2, T3 are input into the ink print head 1 in a serial module-related manner via the assigned
Die korrigierten Taktsignale T1, T2, T3 können auch einzeln
düsenbezogen an den Tintendruckkopf 1 gegeben werden; das würde
für die Taktleitungen einen Parallelbus erfordern.
Werden bei dem Probeabdruck nach dem mechanischen Abgleich
Überlappungen von Druckpunkten 507, 508 in der Druckpunktlinie
infolge der Verdrehung festgestellt, so enthalten die zutreffenden
individuellen Druckdaten I eine Information zum Ausschluß einer Düse
121 vom Druckbetrieb, siehe Fig. 4.The corrected clock signals T1, T2, T3 can also be given individually to the inkjet print head 1; that would require a parallel bus for the clock lines.
If overlaps of
In Fig. 5 ist ein nach der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise
korrigierter Linienabdruck zu dem fehlerhaften Düsenfeld gemäß Fig. 2
dargestellt. In diesem Fall ist die Düse 121 für den Druckbetrieb elektronisch
gesperrt. 5 is one according to the procedure described above
corrected line print for the faulty nozzle field according to FIG. 2
shown. In this case,
- 11
- TintendruckkopfInk printhead
- 1111
- erster Modulfirst module
- 111 bis 117111 to 117
- Düsen des ersten ModulsNozzles of the first module
- 1212th
- zweiter Modulsecond module
- 121 bis 127121 to 127
- Düsen des zweiten ModulsSecond module nozzles
- 1313
- dritter Modulthird module
- 131 bis 137131 to 137
- Düsen des dritten ModulsThird module nozzles
- 22nd
- Speicher, EEPROM, nichtflüchtigMemory, EEPROM, non-volatile
- 33rd
- Achseaxis
- 44th
- VerstelleinrichtungAdjustment device
- 4141
- GewindebuchseThreaded bush
- 4242
- JustierschraubeAdjusting screw
- 4343
- Federfeather
- 55
-
Abdruck, virtuelle Druckpunktlinie orthogonal zur Transportrichtung
des Aufzeichnungsträgers 6Imprint, virtual pressure point line orthogonal to the direction of transport
of the
recording medium 6 - 501 bis 507501 to 507
-
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom ersten Modul 11
erzeugt,Dots or pressure points from the
first module 11 generated, - 508 bis 514508 to 514
-
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom zweiten
Modul 12 erzeugt,Dots or pressure points from the
second Module 12 generated, - 515 bis 521515 to 521
-
Dots beziehungsweise Druckpunkte vom dritten Modul 13
erzeugt,Dots or pressure points from the
third module 13 generated, - 66
- Aufzeichnungsträger, DruckstreifenRecord carriers, printing strips
- 77
- Drucksteuerrechner, MikroprozessorPressure control computer, microprocessor
- 7171
-
Taktleitung zum ersten Modul 11Clock line to the
first module 11 - 7272
- Taktleitung zum zweiten ModulClock line to the second module
- 7373
- Taktleitung zum dritten ModulClock line to the third module
- 7474
-
Datenleitung zu den Modulen 11, 12, 13Data line to
11, 12, 13modules - 7575
-
Datenleitung vom druckkopfinternen Speicher 2 zum
Mikroprozessor 7Data line from internal
print head memory 2 to Microprocessor 7 - 7676
-
Datenleitung zum druckkopfinternen Speicher 2 Data line to the print head
internal memory 2 - 88th
- Scannerscanner
- 8181
- SignalleitungSignal line
- AsAs
- Abtastsignale vom Scanner zum Mikroprozessor 7Scan signals from scanner to microprocessor 7
- DD
-
Druckdaten zu den Modulen 11, 12, 13Print data for
11, 12, 13modules - ΔdΔd
- Normdüsenversatz orthogonal zur TransportrichtungStandard nozzle offset orthogonal to the direction of transport
- EE
- Encodersignal/eEncoder signal / s
- II.
- individuelle Druckdaten, Korrekturdatenindividual print data, correction data
- ΔsΔs
- Normdüsenversatz in TransportrichtungStandard nozzle offset in the direction of transport
- ss
- Düsenreihenlänge in TransportrichtungRow length of nozzle in transport direction
- T1T1
-
Taktsignal/e, Takt für Modul 11Clock signal / s, clock for
module 11 - T2T2
-
Taktsignal/e, Takt für Modul 12Clock signal / s, clock for
module 12 - T3T3
-
Taktsignal/e, Takt für Modul 13Clock signal / s, clock for
module 13 - vv
- Modulversatz in TransportrichtungModule offset in the direction of transport
Claims (5)
dadurch gekennzeichnet,
characterized by
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