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Diese
Erfindung betrifft einen Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker
mit n verschachtelten Passagen, welcher Druckkopf eine Anzahl von
in einer Reihe angeordneten regulären Düsen aufweist, wobei die Reihe
ein erstes und ein zweites Ende hat, die jeweils durch eine zugehörige reguläre Düse gebildet werden,
und wobei benachbarte reguläre
Düsen in einem
regulären
Düsenabstand
N zueinander angeordnet sind, mit N = n·ds, wobei ds der Punktabstand ist
(der Abstand zwischen zwei Tropfen auf dem Papier), und wobei eine
Reservedüse
in einem Abstand zu wenigstens einem der Enden der Reihe und in Verlängerung
der Reihe angeordnet ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Drucken eines
Bildes, das aus einer Anzahl von Teilbildern aufgebaut ist.
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Ein
Druckkopf dieser Art ist aus EP-A-0 783 973 bekannt. Bei diesem
bekannten Druckkopf ist die Anzahl der erforderlichen verschachtelten
Passagen gleich 1, so daß n
= 1 ist und der Punktabstand ds gleich dem regulären Düsenabstand N ist. Der Abstand
zwischen der Reservedüse
und dem Ende ist ebenfalls ein Vielfaches des regulären Düsenabstands.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird der Druckkopf aus einer
Startposition über
eine "vorlaufende
Passage" bewegt,
und so wird ein Bild gedruckt, indem die regulären Düsen geeignet betätigt werden.
Die Düse,
die nicht im Betrieb ist, wird aufgezeichnet. Der Druckkopf wird
dann über
einen oder mehrere Düsenabstände in einer
Richtung senkrecht zur vorlaufenden Passage verschoben, so daß eine einwandfrei
arbeitende Düse
in die Position einer Zeile gelangt, die infolge einer schadhaften
Düse nicht gedruckt
wurde. Die nicht gedruckte Zeile aus der "vorlaufenden" Passage wird dann während der Bewegung des Druckkopfes
in der zur vorlaufenden Passage entgegengesetzten Richtung, der "rücklaufenden" Passage, mit der zugehörigen, einwandfrei arbeitenden
regulären
Düse gedruckt.
Die anderen Düsen
sind bei dieser rücklaufenden
Passage nicht aktiviert. Schließlich
wird der Druckkopf in einer Richtung senkrecht zu der vorlaufenden
Passage in die ursprüngliche
Startposition zurückbewegt
und der Druckkopf über
die Länge
eines "Bandes", d.h., über die
vollständige
Länge der
Reihe regulärer
Düsen,
in einer Richtung senkrecht zu der vorlaufenden und rücklaufenden
Passage in eine neue Startposition bewegt. Wenn dieses bekannte
Verfahren verwendet wird, hat das Drucken von Zeilen, die infolge
einer schadhaften Düse
nicht gedruckt worden sind, den Nachteil eines Verlustes an Produktivität: es ist
eine besondere Druckpassage erforderlich, um eine infolge einer
schadhaften Düse
nicht gedruckte Zeile auszufüllen.
Bei dieser Druckpassage wird nur die fehlende Zeile gedruckt.
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Es
sind auch Druckköpfe
mit n > 1 verschachtelten
Passagen bekannt, z.B aus US-A-5640183.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Druckkopf mit n > 1 verschachtelten
Passagen zu schaffen, bei dem der Verlust an Produktivität infolge des
Druckens der wegen einer schadhaften Düse fehlenden Zeile beträchtlich
verringert ist.
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Zu
diesem Zweck ist ein Druckkopf der oben beschriebenen Art gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzahl n der erforderlichen verschachtelten Passagen größer ist
als 1 (n > 1) und der
Abstand zwischen der Reservedüse
und dem zugehörigen
Ende der Reihe gleich l·ds
ist, wobei l eine ganze Zahl ungleich (p/k)·n ist, wobei p eine ganze Zahl
und k eine ganze Zahl kleiner als n ist. Da eine Verschachtelung
stattfindet, wird ein Bild aus verschiedenen Teilbildern aufgebaut,
wobei die Anzahl der Teilbilder gleich n ist. Wenn der Abstand diese Bedingung
erfüllt,
liegt die Reservedüse
zu dem Ende nicht in einem Abstand, der ein Vielfaches des regulären Düsenabstands
ist. Bei Verschiebung der Reservedüse in eine Position einer fehlenden
Zeile, um die Zeile in einer nachfolgenden Passage auszufüllen, wird
folglich vermieden, daß reguläre Düsen in einer
nachfolgenden Passage an Positionen von Zeilen liegen, die bereits
ausgefüllt
worden sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
eines Druckkopfes gemäß der Erfindung
wird der Verlust an Produktivität
dadurch weiter begrenzt, daß eine Reservedüse an beiden
Enden angeordnet ist.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
des Druckkopfes hat dieser an einem Ende mehrere Reservedüsen.
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Insbesondere
werden Druckköpfe
für Tintenstrahldrucker
mit einer Verschachtelungszahl von n = 4 Passagen benutzt. Unter
diesen Bedingungen kann l somit ungeradzahlig sein, während l
klein gehalten wird, um zu vermeiden, daß der Druckkopf zu groß wird.
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Die
Erfindung findet weiterhin Anwendung bei einem Verfahren zum Drucken
eines Bildes, das aus einer Anzahl von Teilbildern aufgebaut ist,
wobei benachbarte Teilbilder um einen Punktabstand ds zueinander
beabstandet sind, bei welchen Verfahren ein Druckkopf gemäß der Erfindung
verwendet wird, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
ausführen einer
Anzahl von Druckpassagen des Druckkopfes, um die Anzahl von Teilbildern
zu erzeugen,
detektieren der Position einer schadhaften regulären Düse vor bzw.
während
einer ersten Druckpassage und
verschieben des Druckkopfes zwischen
einer vorhergehenden und einer nachfolgenden Druckpassage über eine
solche Distanz, daß die
Reservedüse
während
der nachfolgenden Druckpassage in die Position gelangt, in der sich
in der vorhergehenden Druckpassage die schadhafte Düse befunden
hat. Infolgedessen kann bei einer nachfolgenden Druckpassage nicht
nur die aufgrund der schadhaften Düse fehlende Zeile mit der Reservedüse ausgefüllt werden,
sondern es wird auch ein nachfolgendes Teilbild gedruckt, indem
die regulären
Düsen geeignet
betätigt werden;
infolge der erfindungsgemäßen Wahl
des Abstands der Reserverdüse
zum Ende der Reihe regulärer
Düsen liegen
die einwandfrei arbeitenden regulären Düsen auf Zeilen, die noch nicht
gedruckt worden sind.
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Ein
bevorzugtes Verfahren gemäß der Erfindung,
bei dem ein Gitter aus acht Teilbildern mit einer Verschachtelungszahl
n = 4 hergestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste
und eine zweite Reservedüse
verwendet werden und daß eine
zusätzliche
Passage, Teilbild Nr. 9, gemacht wird, während der beide Reservedüsen simultan
in der Weise drucken, daß keine
leeren Zeilen aufgrund einer schadhaften Düse mehr in dem Gitter verbleiben.
Bei diesem Verfahren wird zunächst
eine erste Serie von vier Teilbildern gedruckt. Der Druckkopf verschiebt sich
dann über
eine Druckkopflänge,
und eine zweite Serie aus vier Teilbildern wird gedruckt. Die beiden leeren
Zeilen, die unter diesen Bedingungen letztlich aufgrund der schadhaften
Düse verbleiben,
werden in der zusätzlichen
Passage, Teilbild Nr. 9, gedruckt. Dieses Verfahren findet Anwendung
bei Druckköpfen mit
einer beliebigen Verschachtelungszahl n, durch Ausführung der
zusätzlichen
Passage nach der n-ten Druckpassage, wobei in diesem Fall nur die
erste und zweite Reservedüse
drucken.
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Eine
Anzahl beispielhafter Ausführungsformen
der Erfindung wird nachstehend als Beispiel unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 ein
Diagramm eines Druckkopfes mit x regulären Düsen und einer Reserverdüse;
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2 ein
Diagramm eines Druckkopfes mit x regulären Düsen und einer Reservedüse an beiden Enden;
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3 ein
Diagramm eines Verfahrens, bei dem ein Gitter aus acht Teilbildern
mit einer Verschachtelungszahl n = 4 hergestellt wird, wobei zwei Reservedüsen benutzt
werden;
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4 ein
Diagramm eines Druckkopfes mit x regulären Düsen und mehreren Reservedüsen an einem
Ende.
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1 zeigt
den Druckkopf für
einen Tintenstrahldrucker gemäß der Erfindung.
Der Abstand zwischen benachbarten regulären Düsen, d.h. der Düsenabstand,
ist mit N bezeichnet. Der Abstand, über den der Druckkopf beim
Drucken von aufeinanderfolgenden Teilbildern verschoben wird, d.h.
der Punktabstand, ist mit ds bezeichnet. Die Anzahl von Teilbildern,
aus denen ein Bild aufgebaut ist, wird als Verschachtelungszahl
bezeichnet, und gemäß der Erfindung
ist dies eine ganze Zahl größer als
1. Zwischen dem Düsenabstand,
dem Punktabstand und der Verschachtelungszahl besteht die folgende
Beziehung: n = N/ds. Ein Druckkopf hat x reguläre Düsen. Das Drucken erfolgt durch
diese regulären
Düsen.
In der Praxis ist die Anzahl x der regulären Düsen z.B. 128, 256 oder 512.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels mit vier verschachtelten
Passagen beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung
auch bei irgendeiner anderen Verschachtelungszahl größer als
1 angewandt werden kann. Durch Verwendung der Verschachtelung erfolgt
das Drucken, indem das Bild aus einer Anzahl von Teilbildern aufgebaut
wird, wobei benachbarte Teilbilder um den Punktabstand ds zueinander
beabstandet sind. Dies geschieht wie folgt: zunächst wird das gesamte erste
Teilbild mit den regulären
Düsen gedruckt.
Der Druckkopf wird dann senkrecht zur Druckrichtung über einen
Punktabstand ds weiterbewegt, und ein zweites Teilbild wird mit
den regulären Düsen gedruckt.
Der Druckkopf wird dann wieder um einen Punktabstand ds weiterbewegt,
und das dritte Teilbild wird gedruckt. Bei diesem Beispiel findet
das Drucken von Teilbildern insgesamt viermal statt. Der Druckkopf
wird dann über
eine Druckkopflänge
senkrecht zur Druckrichtung verschoben und wiederholt das Drucken
der vier Teilbilder, gefolgt von einer Bewegung des Druckkopfes über eine
Druckkopflänge. In
der Praxis können
die Werte für
den Düsenabstand
N und den Punktabstand ds extrem klein sein, z.B.:
N = 40 μm, ds = 10 μm (Verschachtelungszahl
n = 4: ds = N/n).
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Indem
in dieser Weise gedruckt wird, ist es möglich, ein deutliches Bild
mit einer akzeptablen Qualität
zu erhalten. Der Ausfall einer regulären Düse in einem Drucker der oben
beschriebenen Art, bei Verwendung des beschriebenen Verfahrens,
führt zu weißen Streifen
im Druck, so daß die
Druckqualität abnimmt.
Dies wird mit der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß eine zusätzliche
Düse, eine Reservedüse E, an
dem Ende der Reihe der regulären
Düsen hinzugefügt wird,
das durch die reguläre Düse 1 gebildet,
wie in 1 gezeigt ist. Der Abstand der Reservedüse E zum
Ende 1 der Reihe regulärer Düsen ist
l·ds,
wobei l eine ganze Zahl ungleich (p/k)·n ist, wobei p eine ganze
Zahl ist und k eine ganze Zahl kleiner als n ist. In dem hier beschriebenen Fall,
mit n = 4, hat diese Formel das Resultat, daß l ungeradzahlig ist. Infolge
dieser erfindungsgemäßen Wahl
des Abstands von einer Reservedüse
E zum Ende 1 der Reihe regulärer
Düsen wird
beim Drucken eine Zunahme der Effizienz erreicht, wie nachstehend
erläutert
werden wird. Zum Beispiel sei angenommen, daß die in 1 gezeigte
Düse 3
schadhaft ist, ein Umstand, der in an sich bekannter Weise detektierbar
ist, was hier nicht im einzelnen beschrieben wird. Das erste Teilbild
wird durch die einwandfrei arbeitenden regulären Düsen gedruckt. Die Reservedüse E druckt
bei diesem ersten Teilbild nicht. In diesem ersten Teilbild ist
deshalb nun eine weiße Zeile
an der Stelle der Düse
3 vorhanden. Der Druckkopf wird dann nicht über einen Punktabstand weiterbewegt,
sondern über
einen solchen Abstand, daß die
Reservedüse
E in die Position der weißen
Zeile gelangt. Dann wird das zweite Teilbild gedruckt, wobei sowohl
die einwandfrei arbeitenden regulären Düsen als auch die Reservedüse E drucken.
An der Stelle der durch die schadhafte Düse 3 entstandenen weißen Zeile
im ersten Teilbild wird nun mit der Reservedüse E gedruckt, während die
regulären
Düsen Zeilen
an Positio nen drucken, die noch nicht bedruckt worden sind. Auf
diese Weise wird ein zweites Teilbild gedruckt. Auch in diesem zweiten
Teilbild entsteht aufgrund der schadhaften Düse 3 eine weiße Zeile.
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Diese
Zeile kann wiederum gedruckt werden, indem der Druckkopf über einen
solchen Abstand bewegt wird, daß die
Reservedüse
E in die Position der weißen
Zeile gelangt, die aufgrund der schadhaften Düse 3 im zweiten Teilbild entstanden ist.
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So
werden vier Teilbilder gedruckt, und aufgrund der schadhaften Düse 3 verbleibt
nur im letzten Teilbild eine weiße Zeile. Die Tatsache, daß, wenn eine
aufgrund einer schadhaften Düse
3 fehlende Zeile gedruckt wird, die regulären Düsen nicht in Zeilenpositionen
gelangen, die bereits gedruckt worden sind, ist die Folge der erfindungsgemäßen Wahl
des Abstands zwischen der Reservedüse E und dem Ende 1 der Reihe
regulärer
Düsen.
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Das
erfindungsgemäßen Verfahren
sollte unabhängig
von der Position der schadhaften regulären Düse verwendet werden. Wenn die
schadhafte Düse weit
von der Reservedüse
entfernt liegt, entstand im ersten Zuge ein unscharfes Bild, weil
der Druckkopf zwischen zwei Teilbildern über eine relativ große Distanz
bewegt wird. Wenn z.B. eine schadhafte Düse am anderen Ende ausfällt, das
dem Ende entgegengesetzt ist, an dem die Reservedüse angeordnet
ist, so wird der Druckkopf beim Drucken der aufeinanderfolgenden
Teilbilder über
im wesentlichen eine Druckkopflänge
bewegt werden. Dies führt
zu einem unscharfen Bild. Dieses Phänomen kann jedoch beseitigt
werden, indem das Druckkopf so programmiert wird, daß die infolge
der Bewegung des Druckkopfes fehlenden Zeilen vor oder nach dem
Drucken der Teilbilder aufgefüllt
werden. Auf diese Weise und mit diesem Druckkopf wird in effizienter
Weise ein Druck mit akzeptabler Qualität erhalten.
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In
der Praxis kann in dem Beispiel nach 1 (n = 4)
z.B. 3·ds
für den
Abstand zwischen der Reservedüse
und dem Ende der Reihe regulärer
Düsen gewählt werden.
Gemäß der Gleichung
zur Bestimmung dieses Abstands wäre
1·ds
ebenfalls zulässig,
doch dieser Abstand kann im Hinblick auf den kleinen Abstand von
10 μm bei
diesem Ausführungsbeispiel
nur mit beträchtlichen
Schwierigkeiten realisiert werden. Ein Abstand von 3·ds (30 μm) ist in
der Praxis leichter zu verwirklichen.
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2 zeigt
einen Druckkopf gemäß der Erfindung
mit einer Reservedüse
E1, E2 an beiden Enden der Reihe regulärer Düsen, welche Enden durch die
reguläre
Düse 1
bzw. x gebildet werden. Durch die Verwendung einer Reservedüse E1, E2
an beiden Enden 1, x wird gegenüber
der Verwendung nur einer Reservedüse ein zusätzlicher Gewinn an Effizienz
erreicht, wenn eine reguläre
Düse ausfällt. Dies wird
anhand der Beschreibung zu 3 erläutert werden.
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3 ist
ein Diagramm für
ein Verfahren, bei dem ein Gitter aus acht Teilbildern mit einer
Verschachtelungszahl n = 4 hergestellt wird, wobei eine erste Reservedüse E1 und
eine zweite Reservedüse E2
verwendet werden, wie in 2 gezeigt ist. Der Abstand zwischen
den Reservedüsen
E1, E2 ist so gewählt,
daß die
beiden fehlenden Zeilen, die nach dem Drucken der acht Teilbilder übrig bleiben
und von einer schadhaften Düse
herrühren,
in einer zusätzlichen
Passage aufgefüllt
werden können,
wie nachstehend erläutert
werden wird.
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Das
erste Teilbild wird mit einwandfrei arbeitenden regulären Düsen gedruckt
(Passage 1). In 3 ist die durch die schadhafte
Düse verursachte weiße Zeile
als eine durchgehende schwarze Linie im ersten Teilbild dargestellt.
Der Druckkopf wird dann über
eine solche Distanz bewegt, daß die
erste Reservedüse
E1 die durch die schadhafte Düse
verursachte fehlende Zeile ausfüllt;
in diesem Fall drucken die einwandfrei arbeitenden regulären Düsen gleichzeitig
das zweite Teilbild (Passage 2). In 3 ist die weiße Zeile,
die infolge der schadhaften Düse
in diesem zweiten Teilbild entsteht, wiederum als durchgehende schwarze
Linie eingezeichnet. Es ist auch zu sehen, daß die erste Reservedüse E1 nun
an der Stelle der durch die schadhafte Düse verursachten weißen Zeile
gedruckt hat, die beim Drucken des ersten Teilbildes entstanden
ist; die durchgehende schwarze Linie in 3, die im
ersten Teilbild entstanden war, ist nun verschwunden. Dann werden zwei
weitere Teilbilder gedruckt, wobei der Druckkopf stets so bewegt
wird, daß die
erste Reservedüse
E1 die fehlende Zeile aus der vorherigen Druckpassage druckt (Passagen
3 und 4), wie in 3 gezeigt ist. Die einwandfrei
arbeitenden regulären
Düsen drucken
auch während
der Passagen 3 und 4 neue Teilbilder.
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Im
Fall des Teilbildes, das zur Passage 4 gehört, ist nun infolge der schadhaften
Düse eine
weiße Zeile
vorhanden.
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Der
Druckkopf wird dann über
eine Druckkopflänge
weiterbewegt, und es werden wiederum vier Teilbilder (Passagen 5
bis einschließlich
8) nach dem oben beschriebenen Verfahren gedruckt. Auch hier hat
wieder das achte Teilbild, das zur Passage 8 gehört, noch eine weiße Zeile.
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Indem
nun eine zusätzliche
Passage 9 ausgeführt
wird, bei der sowohl die erste Reservedüse E1 als auch die zweite Reservedüse E2 drucken, während die
einwandfrei arbeitenden regulären
Düsen nicht
drucken, werden die beiden noch fehlenden Zeilen, eine im vierten
Teilbild und die andere im achten Teilbild, in einer Passage gedruckt.
In der Praxis könnte
die Passage 9 auch nach der Passage 4 und vor der Passage 5 ausgeführt werden.
Auf diese Weise erhält
man ein vollständiges
Bild von akzeptabler Qualität,
ohne fehlende Zeilen, mit einem Zeitverlust von nur 12,5%.
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4 zeigt
eine alternative Ausführungsform
eines Druckkopfes gemäß der Erfindung,
mit einer Anzahl von Reservedüsen
an einem Ende. Infolge dieser Konstruktion kann die Passage 9 z.B.
mit der Reservedüse
E2 und der regulären
Düse x – 1 aufgefüllt werden.
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Die
Erfindung ist unabhängig
von der Anzahl der Düsen
des Druckkopfes und der Stelle der schadhaften Düse wirksam. Der Abstand von
der Reservedüse
zum zugehörigen
Ende sollte die erfindungsgemäße Beziehung
erfüllen,
und es versteht sich, daß dieser
Abstand in der Praxis vorzugsweise so klein wie möglich gemacht
wird, um den Druckkopf kompakt zu halten. Es sollte auch erwähnt werden,
daß die
Erfindung nicht auf einen Druckkopf mit einer Reihe regulärer Düsen beschränkt ist,
sondern auch bei einem Druckkopf angewandt werden kann, der mehrere
Reihen regulärer
Düsen aufweist.