EP0257570A2 - Method to align print nozzles in an ink jet printer head of an ink jet printer and electronic circuit for carrying out this method - Google Patents

Abstract

For aligning the print nozzles of an ink jet printer head (DK), a defined line pattern (SCI) is printed on the recording carrier (P) for each print nozzle (D1 to D32) during a bidirectional printer advance, and is then scanned by a sensor (AB) during a scanning run. The scanned values (AW) which represent the "actual" position of the ink droplets are compared in the central control unit (ZS) of the ink jet printer with the "nominal" position determined by the drive pulses in the print column pattern (DSR), and a so-called droplet offset (VS) is determined. The droplet offset (VS), that is to say the difference determined, is stored for each individual print nozzle (D1 to D32) separately for both directions of printing (L,R), and in normal printing operation, a correction in accordance with the offset (VS) stored in the memory (VPS) is made for each print nozzle (D1 to D32). <IMAGE>

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich der Schreibdüsen eines Tintendruckkopfes gemäß dem Oberbe­griff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for matching the writing nozzles of an ink print head according to the preamble ofpatent claim 1.

Ein wesentlicher Bestandteil einer Tintenschreibeinrich­tung ist der Tintendruckkopf. Dieser enthält eine Viel­zahl von Schreibdüsen, denen jeweils ein individuell ansteuerbares Wandlerelement zugeordnet ist. Die Schreib­düsen stehen mit einem Tintenversorgungssystem in Ver­bindung und enden an der einem Aufzeichnungsträger zu­gewandten Seite in Austrittsöffnungen, die dort in einer oder in mehreren Reihen angeordnet sind. Zur Ansteue­rung der Wandlerelemente und damit zum Ausstoß von ein­zelnen Tintentröpfchen wird einem Zeichengenerator eine Zeicheninformation entnommen und einem Bildpunktspeicher übergeben, in dem das darzustellende Zeichen sozusagen elektronisch abgebildet wird. Über eine Druckerelektronik werden in Abhängigkeit von der Relativbewegung des Druck­kopfes gegenüber dem Aufzeichnungsträger und entsprechend den Informationen im Bildpunktspeicher die Wandlerele­mente angesteuert und die Zeichen rasterförmig auf dem Aufzeichnungsträger aufgebaut. Dabei erfolgt der Aufbau in einer Zeichenmatrix, deren horizontal verlaufende Rasterspalten als Spuren, deren vertikal verlaufende Spalten als Druckspalten bezeichnet werden. Für einen Druckkopf, der z. B. 32 Schreibdüsen aufweist, kann eine solche Zeichenmatrix 32 Spuren und 96 Druckspalten be­sitzen.An essential component of an ink writing device is the ink print head. This contains a large number of writing nozzles, each of which is assigned an individually controllable converter element. The writing nozzles are connected to an ink supply system and end on the side facing a recording medium in outlet openings which are arranged there in one or more rows. To control the transducer elements and thus to eject individual ink droplets, character information is taken from a character generator and transferred to a pixel memory, in which the character to be displayed is electronically depicted, so to speak. Depending on the relative movement of the print head relative to the recording medium and in accordance with the information in the pixel memory, the converter elements are controlled and the characters are built up in a grid pattern on the recording medium via printer electronics. It is built up in a character matrix, the horizontally running grid columns of which are referred to as traces, the vertically running columns of which are referred to as print columns. For a printhead that e.g. B. has 32 writing nozzles, such a character matrix can have 32 tracks and 96 printing columns.

Für den Einsatz derartiger Tintenschreibeinrichtungen ist es von großer Bedeutung, daß die Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsträger möglichst exakt an vorgesehenen Punk­ten der Zeichenmatrix auftreffen. Deutlich wird das am Beispiel einer durch Tintentröpfchen aus verschiedenen Schreibdüsen gebildeten vertikalen Linie, bei der also eine Vielzahl von Tintentröpfchen stets in derselben Druckspalte untereinander liegend sich teilweise über­lappend aufgebracht werden müssen. Abweichungen der Auf­treffpunkte führen zu teilweise deutlich erkennbaren Ver­schiebungen innerhalb der vertikalen Linie. Dieses Prob­lem stellt sich letztlich bei jedem Tintendruckkopf mit Einzeltröpfchenausstoß. Die Gründe dafür sind verschiede­ner Art. So wirken sich beispielsweise Bauteiltoleranzen der Antriebselemente oder Temperaturänderungen der Tinte in einer Veränderung der Ausstoßgeschwindigkeit und/oder der Tröpfchengröße aus. Weiterhin können selbst bei größter Sorgfalt geringfügige Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Schreibdüsen eine Veränderung des Auftreffpunktes ausgestoßener Tintentröpfchen verur­sachen. Im Ergebnis führen diese Einflüsse zu einer Abweichung des Auftreffzeitpunktes der Einzeltröpfchen, die man als Tröpfchenversatz bezeichnet und die zu einer Verschlechterung des dargestellten Schriftbildes führt.For the use of such ink writing devices it is of great importance that the ink droplets hit the recording medium as precisely as possible at the intended points of the character matrix. This becomes clear using the example of a vertical line formed by ink droplets from different writing nozzles, in which a large number of ink droplets always have to be applied partially overlapping one another in the same pressure column. Deviations in the points of impact lead to clearly recognizable shifts within the vertical line. This problem ultimately arises with any single-droplet ink printhead. The reasons for this are of various types. For example, component tolerances of the drive elements or changes in temperature of the ink result in a change in the ejection speed and / or the droplet size. Furthermore, even with the greatest care, minor inaccuracies in the manufacture of the writing nozzles can cause a change in the point of impact of ejected ink droplets. As a result, these influences lead to a deviation in the point of impact of the individual droplets, which is referred to as droplet offset and which leads to a deterioration in the typeface shown.

Es ist deshalb bereits bekannt (DE-AS 25 48 691), eine Einstellung der Tröpfchenparameter durch einen Abgleich der Ansteuerelektronik für die Antriebselemente durchzu­führen. Ein solcher Abgleich erfordert jedoch einen nicht unbeträchtlichen Aufwand. So muß der Abgleich individuell für jede Schreibdüse erfolgen, wobei zusätzliche Hilfs­mittel wie eine stroboskopische Messung des Tröpfchenaus­stoßes notwendig sind. Eine andere bekannte Maßnahme (DE-OS 31 29 015) für einen Abgleich der Schreibdüsen be­steht darin, die Wirksamkeit der Antriebselemente zu ver­ändern, indem der Polarisationsgrad eines Piezowandlers oder dessen wirksame Oberfläche verändert wird. Ein der­artiger Abgleich ist jedoch irreversibel. Außerdem ist auch in diesem Falle eine zusätzliche stroboskopische Messung des Ausstoßes der einzelnen Tintentröpfchen er­forderlich.It is therefore already known (DE-AS 25 48 691) to set the droplet parameters by comparing the control electronics for the drive elements. However, such a comparison requires considerable effort. For example, the adjustment must be carried out individually for each writing nozzle, with additional aids such as stroboscopic measurement of the droplet ejection being necessary. Another known measure (DE-OS 31 29 015) for an adjustment of the writing nozzles is to change the effectiveness of the drive elements by changing the degree of polarization of a piezo transducer or its effective surface. However, such a comparison is irreversible. Besides, is In this case, too, an additional stroboscopic measurement of the output of the individual ink droplets is required.

Die Anwendung dieser bekannten Maßnahmen, die jeweils auf einem individuellen Abgleich der einzelnen Schreibdüsen beruhen, für hochauflösende Tintenschreibeinrichtungen mit einer sehr großen Anzahl von Schreibdüsen führt zu einem nicht mehr tragbaren Aufwand.The use of these known measures, which are based in each case on an individual comparison of the individual writing nozzles, for high-resolution ink writing devices with a very large number of writing nozzles leads to an expense which is no longer acceptable.

In der DE-OS 34 38 675 wird ein Verfahren zur Vermeidung von Ausrichtfehlern beim Farbstrahldrucken mit mehreren Düsen vorgeschlagen. Dadurch soll verhindert werden, daß es beim Drucken einer Abbildung zu Ausrichtfehlern kommt, die auf die Lageabweichung zwischen der von den jeweili­gen Düsen ausgegebenen Farbe bzw. Tinte in bezug auf die Richtung des die Düsen tragenden Schlitten zurückzuführen sind. Dazu wird die Lagedifferenz zwischen den Farbtröpf­chen von den jeweiligen Düsen in bezug auf die Richtung der Schlittenbewegung festgestellt, um so die Zeitpunkte für den Beginn des Druckvorganges mit der Tinte von den jeweiligen Düsen, basierend auf der festgestellten Diffe­renz, festzulegen.DE-OS 34 38 675 proposes a method for avoiding alignment errors when printing with multiple nozzles. This is to prevent registration errors from occurring when printing an image, which are due to the positional deviation between the color or ink output by the respective nozzles with respect to the direction of the carriage carrying the nozzles. For this purpose, the positional difference between the color droplets from the respective nozzles with respect to the direction of the carriage movement is determined, in order to determine the times for the start of the printing process with the ink from the respective nozzles, based on the determined difference.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zum Ab­gleich der Schreibdüsen eines Tintendruckkopfes zu schaf­fen, ohne daß zusätzliche Hilfsmittel erforderlich sind, bei der die Anzahl der abzugleichenden Schreibdüsen keine entscheidende Rolle spielt und mit der nicht nur die To­leranzen der Bauteile und der Wandler bzw. die Tinten­eigenschaften verändernde Parameter sondern auch die auf die gesamte Schreibeinrichtung einwirkenden Parameter, wie etwa Wagenantrieb, Abstand zwischen Aufzeichnungs­träger und Schreibdüsen, Schräglage des Druckkopfes usw. mit erfaßt werden.The object of the invention is to provide a way of comparing the writing nozzles of an ink print head without the need for additional aids, in which the number of writing nozzles to be compared does not play a decisive role and with which not only the tolerances of the components and the transducer or the Parameters changing ink properties but also the parameters acting on the entire writing device, such as carriage drive, distance between recording medium and writing nozzles, inclined position of the printhead etc. are also recorded.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhaf­ te Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved with the measures specified in the characterizing part ofpatent claim 1. Advantageous te refinements and developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dort zeigt

• Fig. 1 ein Beispiel für die geometrische Schreibdüsenan­ordnung eines Tintendruckkopfes sowie ein Beispiel für eine dafür geeignete Zeichenmatrix,
• Fig. 2 ein Beispiel für den Aufbau einer aus vertikal un­tereinander angeordneten Tintentröpfchen bestehenden Li­nie,
• Fig. 3 ein Beispiel für die Erzeugung eines Strichmusters und dessen Abtastung gemäß der Erfindung und
• Fig. 4 eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung der Erfindung.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. There shows

• 1 shows an example of the geometric writing nozzle arrangement of an ink print head and an example of a suitable character matrix,
• 2 shows an example of the construction of a line consisting of vertically arranged ink droplets,
• Fig. 3 shows an example of the generation of a line pattern and its scanning according to the invention and
• Fig. 4 shows an advantageous arrangement for carrying out the invention.

Fig. 1 zeigt rechts den vorderen Teil eines Druckkopfes DK, an dem insgesamt 32 Schreibdüsen D1 bis D32 enden. Die Austrittsöffnungen der Schreibdüsen D1 bis D32 sind hier in vier senkrechten Spalten mit je acht Schreib­düsen angeordnet. Mit dem hier dargestellten Druckkopf DK können in der links dargestellten Zeichenmatrix ZM Zeichen und/oder Muster rasterförmig dargestellt werden. Die Zeichenmatrix ZM weist entsprechend den 32 Schreibdüsen D1 bis D32 ebenfalls 32 Zeilen oder Spuren auf. In horizontaler Richtung sind 96 Druckspalten vorgesehen. Damit ist für die Darstellung von Zeichen oder Mustern eine sehr hohe Auflösung erreichbar, so daß z. B. dargestellte Textzeichen in ihrer Qualität den mit Typendruckwerken gedruckten Zeichen durchaus entsprechen.1 shows on the right the front part of a print head DK, at which a total of 32 writing nozzles D1 to D32 end. The outlet openings of the writing nozzles D1 to D32 are arranged here in four vertical columns, each with eight writing nozzles. With the print head DK shown here, characters and / or patterns can be displayed in a grid pattern in the character matrix ZM shown on the left. The character matrix ZM also has 32 lines or tracks, corresponding to the 32 writing nozzles D1 to D32. 96 printing columns are provided in the horizontal direction. So that a very high resolution can be achieved for the representation of characters or patterns, so that, for. B. Text characters shown correspond in their quality to the characters printed with type printing units.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine in vertikaler Richtung aufgetragene Reihe von Tintentröpfchen. Die linke Dar­stellung zeigt den Idealfall, bei dem sämtliche Tinten­punkte der Reihe exakt in der Druckspalte 1 der Zeichen­ matrix ZM,, d. h. exakt untereinander liegen. Ideal ist dieser Fall deshalb, weil am Aufbau der dargestellten Punktreihe sämtliche Schreibdüsen, im Beispiel D1 bis D12 beteiligt sind und praktisch immer mehr oder weniger große Toleranzen, wie eingangs erwähnt, einen mehr oder weniger großen Versatz der Tintenpunkte verursachen. Man spricht in diesem Falle von Tröpfchenversatz. Die in Fig.2 rechts dargestellte Tröpfchenreihe zeigt ein praktisches Bei­spiel für einen solchen Tröpfchenversatz. Die Schreibdüsen D1 bis D12 werden unter Berücksichtigung der Bewegung des Druckkopfes DK relativ zu einem Aufzeichnungsträger sowie der geometrischen Anordnung der Austrittsöffnungen der Schreibdüsen D1 bis D12 im Druckkopf DK jeweils zu exakt definierten Sollzeitpunkten angesteuert und zu diesen Zeitpunkten werden auch Tintentröpfchen ausgestoßen. Aller­dings liegen nur die von den Schreibdüsen D1, D5, D9 und D11 ausgestoßenen Tintentröpfchen und damit die Tinten­punkte der Spuren 1, 5, 9 und 11 in der Druckspalte 1 der Zeichenmatrix ZM. Sämtliche Tintenpunkte der anderen Spuren weisen einen mehr oder weniger großen Tröpfchen­versatz auf. Man erkennt, daß das Schriftbild erheblich ge­stört ist.Fig. 2 shows an example of a row of ink droplets applied in the vertical direction. The illustration on the left shows the ideal case where all ink dots in the row are exactly inprint column 1 of the characters matrix ZM ,, that is, they lie exactly below each other This case is ideal because all the writing nozzles, in the example D1 to D12, are involved in the construction of the row of dots shown and practically always more or less large tolerances, as mentioned at the beginning, cause a more or less large offset of the ink dots. In this case one speaks of droplet offset. The droplet row shown on the right in FIG. 2 shows a practical example of such a droplet offset. The writing nozzles D1 to D12 are activated taking into account the movement of the print head DK relative to a recording medium and the geometrical arrangement of the outlet openings of the writing nozzles D1 to D12 in the print head DK at precisely defined desired times, and ink droplets are also expelled at these times. However, only the ink droplets ejected by the writing nozzles D1, D5, D9 and D11 and thus the ink dots of thetracks 1, 5, 9 and 11 are located in theprint column 1 of the character matrix ZM. All ink dots of the other tracks have a more or less large droplet offset. It can be seen that the typeface is considerably disturbed.

Anhand von Fig. 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren be­schrieben, mit dem dieses Problem gelöst wird. Der Über­sichtlichkeit wegen ist hier lediglich ein Ausschnitt ei­ner Schreibzeile dargestellt. Fig. 3 zeigt in der ersten Zeile das Druckspaltenraster DSR, wobei hier angenommen wird, daß die Zeichenmatrix ZM 96 Druckspalten umfaßt, deren Abstand jeweils 1/960 ʺ beträgt. Damit ergibt sich eine Zeichenbreite von 1/10 ʺ. In der zweiten Zeile ist das Drucktaktraster DRM dargestellt. Unter der Annahme, daß ein und dieselbe Schreibdüse jeweils in einem Abstand von 1/120 ʺ ein Tintentröpfchen ausstoßen kann, haben die Druckimpulse einen Abstand von 1/120 ʺ. In der dritten Zeile sind die zu bestimmten, ausgewählten Druckzeitpunkten auf einem Aufzeichnungsträger aufge­ brachten vertikalen Linien DRSC dargestellt, wie sie im Idealfall auftreten würden. Es ist hier angenommen worden, daß ein Tröpfchenausstoß aus ein und derselben Düse nicht mit jedem Druckimpuls sondern beispielsweise mit dem ersten, mit dem achten, mit dem sechzehnten usw. Druck­impuls stattfindet. In der fünften Zeile schließlich sind die Strichmuster in ihrer tatsächlichen Position SCI auf dem Aufzeichnungsträger dargestellt.The method according to the invention with which this problem is solved is described with reference to FIG. 3. For the sake of clarity, only a section of a writing line is shown here. 3 shows the print column grid DSR in the first line, it being assumed here that the character matrix ZM comprises 96 print columns, the spacing of which is 1/960 ʺ in each case. This results in a character width of 1/10 ʺ. The DRM pressure pulse pattern is shown in the second line. Assuming that one and the same writing nozzle can eject a droplet of ink at a distance of 1/120 jeweils, the pressure pulses are at a distance of 1/120 ʺ. The third line shows the selected print times on a record carrier brought vertical lines of DRSC, as they would ideally occur. It has been assumed here that droplets are ejected from one and the same nozzle not with every pressure pulse but, for example, with the first, eighth, sixteenth, etc. pressure pulse. Finally, in the fifth line, the line patterns are shown in their actual position SCI on the recording medium.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschrieben. Es be­steht aus folgenden Schritten. Zunächst wird in einem Druckervorlauf für jede einzelne Düse D1 bis D32 das Strich­muster SCI gemäß Zeile 5 der Fig.3 abgedruckt. Dieses Strichmuster SCI besteht aus einer Folge von vertikalen Punktreihen, die durch Tintentröpfchen aus ein und dersel­ben Schreibdüse gebildet sind. Die betreffende Schreibdüse wird für einen Tröpfchenausstoß in einem Drucktaktraster DRM angesteuert, das von einer mit dem Antriebsmotor M für die Bewegung des Druckkopfes DK verbundenen Taktscheibe T zur Verfügung gestellt wird. Mit dem Drucktaktraster DRM ist auch das Druckspaltenraster DSR synchronisiert. Geht man, wie im dargestellten Beispiel angenommen wurde, da­von aus, daß das Druckspaltenraster DSR eine Teilung von 1/960 ʺ hat und daß eine Schreibdüse in einem Rasterab­stand von 1/120 ʺ mit einem Druckimpuls beaufschlagt wer­den kann, so werden in dem dargestellten Ausschnitt inner­halb einer 96 Druckrastenspalten umfassenden Zeichenmatrix ZM die Druckimpulse jeweils in der in Zeile 2 der Fig. 3 dargestellten Weise abgegeben. Zur Darstellung des Strich­musters braucht jedoch nicht mit jedem Druckimpuls ein Tröpfchenausstoß erfolgen. Im Beispiel wird, wie Zeile 3 der Fig. 3 zeigt, ein Tröpfchenausstoß mit dem ersten, dem achten, dem sechzehnten usw. Druckimpuls bewirkt. Durch ein mehrfaches Überfahren des Aufzeichnungsträgers P und entsprechend fein unterteiltem Vorschub des Aufzeichnungs­trägers wird auf diesen das Strichmuster abgedruckt.The method according to the invention is described below with reference to FIGS. 3 and 4. It consists of the following steps. First, the line pattern SCI according toline 5 of FIG. 3 is printed out in a printer run for each individual nozzle D1 to D32. This line pattern SCI consists of a series of vertical rows of dots formed by ink droplets from one and the same writing nozzle. The writing nozzle in question is controlled for droplet ejection in a printing pulse raster DRM, which is made available by a clock disk T connected to the drive motor M for the movement of the printing head DK. The pressure column grid DSR is also synchronized with the pressure key grid DRM. If, as was assumed in the example shown, it is assumed that the pressure column grid DSR has a division of 1/960 ʺ and that a writing nozzle can be acted upon with a pressure pulse at a grid spacing of 1/120 ʺ, so in the section shown the pressure pulses are each delivered in the manner shown inline 2 of FIG. 3 within a character matrix ZM comprising 96 printing raster columns. However, droplets are not ejected with every pressure pulse in order to display the line pattern. In the example, asline 3 of FIG. 3 shows, droplet ejection is effected with the first, the eighth, the sixteenth, etc. pressure pulse. The line pattern is printed on the record carrier P by multiple passes and correspondingly finely divided feed of the record carrier.

Zeile 4 zeigt das Strichmuster SCS ohne Berücksichtigung eines Tröpfchenversatzes VS. Bedingt durch die eingangs beschriebenen Toleranzen von Bauteilen, von mechanischen Teilen der Schreibeinrichtung usw. entstehen jedoch Ab­weichungen zwischen den durch das Drucktaktraster DRM festgelegten Positionen und den tatsächlichen Auftreff­punkten der Tintentröpfchen. Zeile 5 zeigt die tatsäch­lich abgedruckten Strichmuster SCI. Die Abstände können als Differenz zwischen einer Soll- und einer Istposition bezeichnet werden. Diese Abstände können bereits für ein und dieselbe Schreibdüse für Vorwärts- und Rückwärtslauf (beim sogenannten bidirektionalem Druck) verschiedene Werte aufweisen. Die Werte sind weiterhin von Schreibdüse zu Schreibdüse verschieden. Wird der anhand von Fig. 3 beschriebene Druckervorlauf für jede Düse in Vor- und Rück­wärtsrichtung vorgenommen, so steht für jede Düse auch ein derartiges Strichmuster jeweils für beide Schreibrich­tungen zur Verfügung.Line 4 shows the line pattern SCS without considering a droplet offset VS. Due to the tolerances described at the beginning of components, of mechanical parts of the writing device, etc., however, there are deviations between the positions determined by the pressure key pattern DRM and the actual impact points of the ink droplets.Line 5 shows the actually printed line patterns SCI. The distances can be called the difference between a target and an actual position. These distances can already have different values for one and the same writing nozzle for forward and backward running (in so-called bidirectional printing). The values continue to differ from writing nozzle to writing nozzle. If the printer advance described with reference to FIG. 3 is carried out for each nozzle in the forward and backward direction, such a line pattern is also available for each nozzle for both writing directions.

Die zum Abgleich der einzelnen Schreibdüsen vorgesehenen Maßnahmen sehen einen Abtastlauf vor. Dabei wird das Strichmuster mit einem am Druckkopf DK angeordneten opti­schen Sensor AB während eines Durchlaufes des Druckkopfes DK abgetastet und zwar wiederum getrennt für beide Schreib­richtungen R,L. Zu Beginn eines Abtastlaufes wird der Ab­taster AB, der im Druckspaltenraster DSR arbeitet, auf das Drucktaktraster DRM aufsynchronisiert, um einen gemeinsamen Fixpunkt für die Ermittlung des Tröpfchenversatzes VS zu erhalten. Die vom Abtaster AB während eines Abtastlaufes ermittelten Abtastwerte AW stellen die Istposition, die durch das Drucktaktraster DRM festgelegten Werte stellen die Sollposition dar. Die durch den Abtaster ermittelten Werte AW stellen sich praktisch als eine Folge von "o"-­und "1"-Werten dar. Diese Werte ermöglichen einer zentralen Steuerung ZS den Versatz VS zwischen der Soll- ­und der Istposition für jede einzelne Schreibdüse D1 bis D32 exakt bis zur Unterteilung des Druckspaltenrasters DSR zu errechnen.The measures provided for the adjustment of the individual writing nozzles provide for a scanning run. The line pattern is scanned with an optical sensor AB arranged on the print head DK during a pass through the print head DK, again separately for both writing directions R, L. At the start of a scanning run, the scanner AB, which works in the print column grid DSR, is synchronized with the print cycle grid DRM in order to obtain a common fixed point for determining the droplet offset VS. The sampled values AW determined by the scanner AB during a scan run represent the actual position, the values determined by the push-button matrix DRM represent the desired position. The values AW determined by the scanner are practically a sequence of "o" and "1" values These values enable a central control ZS to offset VS between the target and the actual position for each individual writing nozzle D1 to D32 exactly up to the subdivision of the printing column grid To calculate DSR.

In Zeile 5 der Fig. 3 ist die tatsächliche Druckposition SCI jeder während des Druckervorlaufes abgedruckten vertikalen Linie eingetragen. Zur Ermittlung eines aus­sagekräftigen Wertes über den Tröpfchenversatz VS wird je weils vom Mittelpunkt der die vertikale Linie bildenden Tintenpunkte ausgegangen. Dieser ist im Beispiel nach Fig. 3 mit Druckposition P1 (Zeile 4) und Druckposition P2 (Zeile 5) bezeichnet. Im Beispiel ist angenommen worden, daß sich ein derartiger Tintenpunkt über acht Druckrasterspalten erstreckt, d. h., daß zur Errechnung des exakten Tröpfchenversatzes VS in diesem Beispiel der vom Abtaster AB als Strich erkannten vertikalen Linie noch der Wert von vier Druckrasterspalten hinzugefügt werden muß. Der somit errechnete Wert VS stellt den exakten Tröpfchenversatz dar, der anschließend z. B. in Tabellenform für jede Schreibdüse getrennt nach Vorwärts- ­und Rückwärtsrichtung in einen Speicher der zentralen Steuerung ZS der Tintenschreibeinrichtung eingetragen wird. Die Aufteilung der durch das Zusammenspiel zwischen Druckspaltenraster DSR und Abtaster AB stetig in die zentrale Steuerung ZS einlaufenden Informationen, die aus einer Folge von "0" oder "1" besteht, wird dort in Blöcke aufgeteilt und den einzelnen Schreibdüsen D1 bis D32 zugeordnet.Line 5 of FIG. 3 shows the actual printing position SCI of each vertical line printed during the printer advance. To determine a meaningful value via the droplet offset VS, the center of the ink dots forming the vertical line is assumed. In the example according to FIG. 3, this is designated with print position P1 (line 4) and print position P2 (line 5). In the example, it has been assumed that such an ink dot extends over eight printing raster columns, i. that is, in order to calculate the exact droplet offset VS in this example, the vertical line recognized as a dash by the scanner AB must be added to the value of four printing grid columns. The value VS thus calculated represents the exact droplet offset, which then z. B. is entered in tabular form for each writing nozzle separately in the forward and backward directions in a memory of the central control ZS of the ink writing device. The division of the information that continuously flows into the central control ZS due to the interaction between the pressure column grid DSR and scanner AB, which consists of a sequence of "0" or "1", is divided into blocks there and assigned to the individual writing nozzles D1 to D32.

Die gespeicherten Werte des Tröpfchenversatzes VS für jede einzelne Schreibdüse D1 bis D32 getrennt nach Vorwärts- und Rückwärtsschreibrichtung stehen nun für einen während des normalen Betriebs der Tintenschreib­einrichtung durchgeführten Druck- oder Aufzeichnungs­vorgang dem Bildpunktspeicher BS der Tintenschreibeinrich­tung zur Verfügung. Dort erfolgt beim Eintrag der Bild­punkte in die Zeichenmatrix ZM für jede Schreibdüse D1 bis D32 eine Korrektur entsprechend des in dem Speicher VSP abgelegten Wertes für den Tröpfchenversatz VS. Bei der Aufbereitung der Zeichen findet somit eine Vorver­zerrung entsprechend der Druckrichtung R,L und des gemessenen Tröpfchenversatzes VS statt.The stored values of the droplet offset VS for each individual writing nozzle D1 to D32 separately in the forward and reverse writing directions are now available to the pixel memory BS of the ink writing device for a printing or recording operation carried out during normal operation of the ink writing device. When the pixels are entered in the character matrix ZM, a correction is made for each writing nozzle D1 to D32 in accordance with that in the memory VSP stored value for the droplet offset VS. When the characters are processed, predistortion takes place in accordance with the printing direction R, L and the measured droplet offset VS.

In Zeile 6 der Fig. 3 sind die Abtastbereiche ABB und die Übergangsbereiche UEB zwischen zwei "Ist"-Positionen der Tintentröpfchen eingezeichnet, wobei die Abtastung beim Zeitpunkt TA beginnt und zum Zeitpunkt TE endet. Der Übergangsbereich UEB, der zwischen den Abtastbe­reichen zweier Schreibdüsen liegt, geht nicht in die Berechnung der Düsenvorgabe/Tröpfchenversatz ein.Line 6 of FIG. 3 shows the scanning areas ABB and the transition areas UEB between two “actual” positions of the ink droplets, the scanning beginning at the time TA and ending at the time TE. The transition area UEB, which lies between the scanning areas of two writing nozzles, is not included in the calculation of the nozzle specification / droplet offset.

Ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungs­gemäßen Verfahrens ist in Fig. 4 dargestellt. Das Ausfüh­rungsbeispiel enthält die wesentlichen für das Verständ­nis der Erfindung erforderlichen Teile einer Tinten­schreibeinrichtung. Im einzelnen handelt es sich um den Druckkopf DK, der auf einem hier nicht näher dargestell­ten Schreibwagen befestigt ist, der seinerseits mittels eines Antriebsmotors M vor einem Aufzeichnungsträger P in Zeilenrichtung hin und herbewegt wird. Der Abdruck von Zeichen oder die Darstellung von Mustern erfolgt bidirek­tional, d.h. während der Bewegung des Druckkopfes DK nach rechts R und nach links L. Die Tintenschreibeinrichtung weist weiterhin eine zentrale Steuerung ZS, einen Zeichen­generator ZG, einen Bildpunktspeicher BS sowie eine Druck­erelektronik DE auf. Über eine dem Antriebsmotor M zugeord­nete Taktscheibe T steht der zentralen Steuerung ZS das Drucktaktraster DRM zur Verfügung. Der Zeichengenerator ZG enthält beispielsweise 256 verschiedene Zeichen, die entsprechend den Eingabedaten ED adressierbar sind. Die Zeicheninformation für ein bestimmtes abzudruckendes Zeichen gelangt dann in den Bildpunktspeicher BS, wo das Zeichen sozusagen elektronisch abgebildet wird. Von dort werden die Zeicheninformationen der Druckerelektronik DE übergeben. Das geschieht unter Steuerung des Druck­ spaltenrasters DSR. Der Druckerelektronik DE wird von der zentralen Steuerung ZS auch das Drucktaktraster DRM zu­geführt, so daß die Ansteuerung der einzelnen Schreibdüsen abhängig von der Lage des Druckkopfes DK zum richtigen Zeitpunkt erfolgt. In der beschriebenen Weise erfolgt auch der Abdruck eines Strichcodes. Dazu kann im Zeichengenerator ZG eine entsprechende Zeicheninformation enthalten sein, wobei sichergestellt ist, daß der Abdruck dieser Zeichen­information jeweils durch eine einzige Schreibdüse er­folgt.An exemplary embodiment for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 4. The exemplary embodiment contains the essential parts of an ink writing device necessary for understanding the invention. Specifically, it is a matter of the print head DK, which is attached to a writing carriage (not shown here), which in turn is moved back and forth in the line direction in front of a recording medium P by means of a drive motor M. The printing of characters or the representation of patterns takes place bidirectionally, ie during the movement of the print head DK to the right R and to the left L. The ink writing device also has a central control ZS, a character generator ZG, a pixel memory BS and printer electronics DE. The central control ZS is provided with the push-button raster DRM via a clock disk T assigned to the drive motor M. The character generator ZG contains, for example, 256 different characters which can be addressed in accordance with the input data ED. The character information for a specific character to be printed then arrives in the pixel memory BS, where the character is electronically mapped, so to speak. From there, the character information is transferred to the printer electronics DE. This is done under the control of the pressure column grid DSR. The printer control unit DE is also supplied with the print key raster DRM by the central control ZS, so that the control of the individual writing nozzles takes place at the right time depending on the position of the print head DK. A barcode is also printed in the manner described. For this purpose, corresponding character information can be contained in the character generator ZG, it being ensured that the printing of this character information takes place in each case through a single writing nozzle.

Dem Druckkopf DK ist ein optischer Sensor AB, im folgen­den Abtaster genannt, zugeordnet. Dieser wird gemeinsam mit dem Druckkopf DK bidirektional bewegt. Dabei wird der während des Druckervorlaufs aufgezeichnete Strichcode abgetastet und die Abtastwerte AW werden als "Ist"-Posi­tion SCI in die zentrale Steuerung ZS übertragen. Dort steht auch das von der Taktscheibe T abgegebene Drucktakt­raster DRM als "Soll"-Position SCS zur Verfügung. In einer Vergleichsschaltung V wird daraus der Wert für den Tröpfchenversatz VS ermittelt. Dieser Wert wird für jede einzelne Schreibdüse in einen, vorzugsweise als RAM ausgebildeten Speicher VSP eingetragen. Bei jedem nun folgenden Druckvorgang, sei es bei der Erstellung von Texten oder bei der Aufzeichnung von grafischen Mustern wird der für die einzelnen Schreib-düsen in dem Speicher VSP enthaltene Wert für den Tröpfchenversatz VS als Verzerrungswert VW dem Bildpunktspeicher BS zugeführt. Dort findet bei der Aufbereitung der Zeichen eine Vorverzerrung entsprechend der Druckrichtung und des gemessenen Tröpfchenversatzes VS statt.An optical sensor AB, hereinafter called a scanner, is assigned to the print head DK. This is moved bidirectionally together with the print head DK. The bar code recorded during the printer run is scanned and the scanning values AW are transmitted to the central control ZS as the "actual" position SCI. There, the pressure cycle raster DRM emitted by the clock disk T is also available as the “target” position SCS. The value for the droplet offset VS is determined therefrom in a comparison circuit V. This value is entered for each individual writing nozzle in a memory VSP, which is preferably designed as RAM. With each subsequent printing process, be it in the creation of texts or in the recording of graphic patterns, the value for the droplet offset VS contained in the memory VSP for the individual writing nozzles is fed to the pixel memory BS as the distortion value VW. There, during the preparation of the characters, predistortion takes place in accordance with the printing direction and the measured droplet offset VS.

Die Erfindung wurde anhand eines Beispieles erläutert, bei dem für die einzelnen Schreibdüsen jeweils eine Schreibzeile in Vorwärts- und eine Schreibzeile in Rück­wärtsrichtung mit einem definierten Strichcode bedeckt und anschließend abgetastet wird. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, mehrere Schreibdüsen während eines einzigen Durchlaufes am Abdruck des Strichcodes zu betei­ligen. So ist es z. B. möglich, innerhalb einer Zeichen­breite drei vertikale Linien abzudrucken, so daß z. B. für einen Druckkopf mit 32 Schreibdüsen in einer Schreib­zeile der Strichcode für sämtliche 32 Schreibdüsen aufge­zeichnet und anschließend in einem einzigen Abtastlauf die entsprechenden Werte für den Tröpfchenversatz jeder der einzelnen Schreibdüsen ermittelt und abgespeichert werden kann.The invention was explained on the basis of an example in which a writing line in the forward direction and a writing line in the backward direction are covered with a defined bar code and then scanned for the individual writing nozzles. Within the scope of the invention it is also possible to involve several writing nozzles in the printing of the bar code during a single pass. So it is z. B. possible to print three vertical lines within a character width, so that z. B. for a printhead with 32 writing nozzles, the bar code for all 32 writing nozzles is recorded in a writing line and the corresponding values for the droplet offset of each of the individual writing nozzles can then be determined and stored in a single scan.

Claims (11)

Translated fromGerman

1. Verfahren zum Abgleich der Schreibdüsen (D1 bis D32) eines Tintendruckkopfes (DK) in Tintenschreibeinrichtun­gen, der mittels eines Antriebs bidirektional vor einem Aufzeichnungsträger (P) bewegt wird und aus dessen in­dividuell ansteuerbaren Schreibdüsen (D1 bis D32) ent­sprechend den einem Zeichengenerator (ZG) entnommenen Daten jeweils zu festgelegten Druckzeitpunkten während seiner Bewegung Einzeltröpfchen ausgestoßen werden, die in einem für die Zeichen- oder Musterdarstellung vor­gesehenen Zeichenmatrix (ZM) auf dem Aufzeichnungsträger (P) mosaikartig die Zeichen oder Muster aufbauen,
dadurch gekennzeichnet,a) daß ein bidirektionaler Druckervorlauf stattfindet, während dem für jede einzelne Schreibdüse (D1 bis D32) getrennt für jede Schreibrichtung (L, R) ein defi­niertes Strichmuster (SCI)auf den Aufzeichnungsträger (P) abgedruckt wird,b) daß daran anschließend ein Abtastdurchlauf statt­findet, während dem das Strichmuster (SCI) durch einen am Druckkopf (DK) angeordneten optischen Sensor (AB) abgetastet wird und die Abtastwerte (AW) im Raster der Druckspalten des Zeichenmatrix (ZM) als "Ist"-Posi­tion (SCI) einer zentralen Steuerung (ZS) der Tinten­schreibeinrichtung übergeben werden,c) daß in der zentralen Steuerung (ZS) ein Vergleich der "Ist"-Positionen (SCI) mit den durch die ent­sprechenden Ansteuerimpulsen bestimmten "Soll"-Posi­tionen (SCS) durchgeführt wird, wobei die Abweichungen zwischen den beiden Positionen (SCI, SCS) die Werte für den sogenannten Tröpfchenversatz (VS) im Raster der Druckspalten angeben,d) daß die Werte für den Tröpfchenversatz (VS) für jede Schreibdüse (D1 bis D32) getrennt für beide Schreibrich­tungen (L,R) gespeichert werden,e) und daß bei jeder Ansteuerung einer Schreibdüse (D1 bis D32) im normalen Schreib- oder Druckbetrieb der für die betreffende Schreibdüse (D1 bis D32) er­mittelte Wert des Tröpfchenversatzes (VS) abhängig von der Schreibrichtung (L,R) berücksichtigt wird.1. Method for comparing the writing nozzles (D1 to D32) of an ink print head (DK) in ink writing devices, which is moved bidirectionally in front of a recording medium (P) by means of a drive and from the individually controllable writing nozzles (D1 to D32) corresponding to that of a character generator (ZG ) individual droplets are ejected from the data taken at defined printing times during its movement, which build up the characters or patterns in a mosaic-like manner on the recording medium (P) in a character matrix provided for the character or pattern representation,
characterized, a) that a bidirectional printer advance takes place, during which a defined line pattern (SCI) is printed onto the recording medium (P) for each writing nozzle (D1 to D32) separately for each writing direction, b) that a scanning run then takes place during which the line pattern (SCI) is scanned by an optical sensor (AB) arranged on the print head (DK) and the scanning values (AW) in the grid of the printing columns of the character matrix (ZM) as "actual" Position (SCI) is transferred to a central control (ZS) of the ink writing device, c) that in the central control (ZS) a comparison of the "actual" positions (SCI) with the "target" positions (SCS) determined by the corresponding control pulses is carried out, the deviations between the two positions (SCI, SCS ) indicate the values for the so-called droplet offset (VS) in the grid of the printing columns, d) that the values for the droplet offset (VS) for each writing nozzle (D1 to D32) are stored separately for both writing directions (L, R), e) and that each time a writing nozzle (D1 to D32) is activated in normal writing or printing operation, the value of the droplet offset (VS) determined for the writing nozzle in question (D1 to D32) is taken into account depending on the writing direction (L, R).2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansteuerung der einzelnen Schreibdüsen (D1 bis D32) während des Druckervorlaufs für jeweils eine Schreibzeile durch Ansteuerimpulse entsprechend einer fest vorgegebenen Information erfolgt und daß auf dem Aufzeichnungsträger (P) das aus vertikalen Balken be­stehende Strichmuster (SCI) abgedruckt wird.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the control of the individual writing nozzles (D1 to D32) takes place during the printer advance for one writing line by control pulses according to a predetermined information and that the line pattern (SCI) consisting of vertical bars is printed on the recording medium (P).3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor (AB) zu Beginn des Abtastlaufes auf das Drucktaktraster (DRM) aufsynchronisiert wird.3. The method according to claim 1 or 2,
characterized,
that the sensor (AB) is synchronized to the pressure cycle grid (DRM) at the start of the scanning run.4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Abtastlauf aus je einem Bereich (ABB) für die Auswertung des Rechts(R)- und Linkslaufs (L), sowie einem Übergangsbereich (UEB), der zwischen den Abtast­bereichen (ABB) zweier Düsen (D1 bis D32) liegt und der nicht in die Berechnung des Tröpfchenversatzes (VS) ein­fließt, zusammensetzt.4. The method according to claim 1 or claim 3,
characterized,
that the scanning run consists of an area (ABB) for evaluating the right (R) and left rotation (L), as well as a transition area (UEB), which lies between the scanning areas (ABB) of two nozzles (D1 to D32) and the not included in the calculation of the droplet offset (VS).5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Sensor (AB) während des Abtastlaufes ermittelten Werte (AW) eine Folge von logischen Signalen "0" und "1" darstellen und daß diese Signale ("0", "1") zum Ermitteln des Tröpfchenversatzes (VS) herangezogen werden.5. The method according to claim 1,
characterized,
that the values (AW) determined by the sensor (AB) during the scanning run represent a sequence of logical signals "0" and "1" and that these signals ("0", "1") are used to determine the droplet offset (VS) .6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus den Signalen ("0", "1") bestehende In­formation des Sensors (AB) in der zentralen Steuerung (ZS) in Blöcke aufgeteilt wird und daß durch Zählen der Nullen bzw. Einsen der Blöcke und Addition des Tröpfchenschwerpunktes der Tröpfchenversatz (VS) ge­trennt für die Schreibrichtungen (L,R) errechnet wird.6. The method according to claim 5,
characterized,
that the information from the sensor (AB) consisting of the signals ("0", "1") is divided into blocks in the central controller (ZS) and that by counting the zeros or ones of the blocks and adding the droplet center of gravity, the droplet offset ( VS) is calculated separately for the writing directions (L, R).7. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Auswertung der Abtastung des Linkslaufs (L) von Start (TA) bzw. vom Ende des Übergangsbereichs (UEB) an, die erste eintreffende "1" erwartet und die nachfolgenden "1" gezählt werden, bis wieder eine "0" auftritt und daß aus der erhaltenen Anzahl ein Viertel ermittelt und abgespeichert wird und daß dieses Ergebnis zum aktuellen Zählerstand addiert wird.7. The method according to claim 4,
characterized,
that for evaluating the scanning of the left-hand rotation (L) from the start (TA) or from the end of the transition area (UEB), the first arriving "1" is expected and the subsequent "1" are counted until a "0" occurs and that a quarter of the number obtained is determined and stored and that this result is added to the current meter reading.8. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung der Abtastung des Rechtslaufs (R) vom Ende des vorausgegangenen Abtastbereiches (ABB) bis zum Auftreten der ersten "1" die Anzahl der einlaufenden "0" gezählt und abgespeichert werden, anschließend die einlaufenden "1" gezählt und davon ein Viertel ermittelt und abgespeichert wird und dieses Ergebnis zum vorher abgelegten Wert addiert wird.8. The method according to claim 4,characterized in that for evaluating the scanning of the clockwise rotation (R) from the end of the previous scanning range (ABB) until the occurrence of the first "1" the number of incoming "0" are counted and stored, then the incoming "1" is counted and a quarter of it is determined and saved and this result is added to the previously stored value.9. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenschreibeinrichtung in der zentralen Steuerung (ZS) eine Vergleichsschaltung (VS) aufweist, die aus der "Ist"-Position (SCI) und der "Soll"-Postion (SCS) der Tintentröpfchen den Wert für den Tröpfchenversatz (VS), getrennt für die Schreib­richtungen (L,R), ermittelt.9. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1,characterized in that the ink writing device in the central control (ZS) has a comparison circuit (VS), which consists of the "actual" position (SCI) and the "target" position ( SCS) of the ink droplets the value for the droplet offset (VS), determined separately for the writing directions (L, R).10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zentrale Steuerung (ZS) einen zusätzlichen Speicher (VSP) zur Aufnahme der Werte für den Tröpfchen­versatz (VS) aufweist, und daß dieser Tröpfchenversatz (VS), getrennt für die Schreibrichtungen (L,R), als Verzerrungswert (VW) einem Bildpunktspeicher (BS) weiter­gegeben wird, in dem bei der Aufbereitung der Zeichen eine Vorverzerrung entsprechend der Druckrichtung (R,L) und des ermittelten Tröpfchenversatzes (VS) stattfindet.10. Circuit arrangement according to claim 9,
characterized,
that the central control (ZS) has an additional memory (VSP) for recording the values for the droplet offset (VS), and that this droplet offset (VS), separately for the writing directions (L, R), as a distortion value (VW) a pixel memory (BS) is passed on, in which a pre-distortion takes place in accordance with the printing direction (R, L) and the determined droplet offset (VS) during the preparation of the characters.11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher (VPS) als Speicher mit wahlfreiem Zu­griff (RAM) ausgebildet ist.11. Circuit arrangement according to claim 10,
characterized,
that the memory (VPS) is designed as a random access memory (RAM).

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