DE60025582T2

DE60025582T2 - Drucker mit vereinfachtem Herstellungsverfahren und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60025582T2
Application number: DE60025582T
Authority: DE
Inventors: Alain Dunand
Original assignee: Imaje SA
Current assignee: Markem Imaje SAS
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: FR2801836B1; US20010040599A1; CN1137818C; IL139887A0; JP2001191538A; DE60025582D1; EP1106371A1; CN1305895A; US6464322B2; EP1106371B1; IL139887A; FR2801836A1; ES2257277T3

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Tintenstrahldruckern, bei denen die Tintentröpfchen gebildet und elektrisch geladen werden und dann abgelenkt werden, um auf einen Druckträger aufzutreffen.
Sie betrifft ein Verfahren, das dazu bestimmt ist, die mechanische Montage von Druckköpfen zu vereinfachen, und auf einen Drucker, der ein solches Verfahren anwendet.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, dass ein Tintenstrahl unter Druck, der von einer Druck(er)düse ausgestoßen wird, in eine Abfolge einzelner Tröpfchen aufgebrochen werden kann, wobei jedes Tröpfchen auf individuelle und gesteuerte Weise geladen wird. Auf der Flugbahn dieser Tröpfchen, die so individuell geladen sind, lenken Elektroden mit konstantem Potential die Tröpfchen mehr oder minder je nach der Ladung, die sie besitzen, ab. Wenn ein Tröpfchen den Druckträger nicht erreichen soll, wird seine Ladung derart gesteuert, dass es zu einer Tintenrückführeinrichtung hin abgelenkt wird. Das Funktionsprinzip solcher Tintenstrahldrucker ist bekannt und wird beispielsweise in dem Patent US-A-4160982 beschrieben. Wie in diesem Patent beschrieben und in 1 dargestellt ist, umfasst ein solcher Drucker einen Behälter 11, der elektrisch leitende Tinte 10 enthält, welche über einen Verteilerkanal 13 zu einem Tröpfchenerzeuger 16 verteilt wird. Die Rolle des Tröpfchenerzeugers 16 besteht darin, aus der in dem Verteilerkanal 13 enthaltenen, druckbeaufschlagten Tinte eine Gesamtheit einzelner Tröpfchen zu bilden. Diese einzelnen Tröpfchen werden mittels einer Ladeelektrode, die von einem Spannungsgenerator 21 gespeist wird, einzeln elektrisch geladen. Die geladenen Tröpfchen durchqueren eine zwischen zwei Ablenkelektroden 23, 24 vorhandenen Raum und werden je nach ihrer Ladung mehr oder minder abgelenkt. Die am wenigsten oder nicht abgelenkten Tröpfchen werden zu einer Tintenrückführeinrichtung 22 gelenkt, während die abgelenkten Tröpfchen auf einen Träger 27 gerichtet werden. Die aufeinanderfolgenden Tröpfchen einer den Träger 27 erreichenden Salve können so zu einer äußerst untersten Position, einer äußerst hohen Position sowie aufeinanderfolgenden Zwischenpositionen abgelenkt werden, wobei die Gesamtheit der Tröpfchen der Salve einen Vertikalstrich einer Höhe ΔX bilden, der im wesentlichen senkrecht zu einer Vorschubrichtung des Druckkopfs 25 in Bezug auf den Träger ist. Der Druckkopf wird durch den Tröpfchenerzeuger 16, die Ladeelektrode 20, die Ablenkelektroden 23, 24 und im allgemeinen die Rückführeinheit 22 gebildet. Dieser Kopf 25 ist im allgemeinen in eine nicht dargestellte Abdeckung bzw. Haube eingekapselt. Die Ablenkbewegung, die den von den Ablenkelektroden 23, 24 geladenen Tröpfchen vermittelt wird, wird durch eine Bewegung in einer Y-Achse senkrecht zur X-Achse zwischen dem Druckkopf und dem Träger ergänzt. Die zwischen dem ersten und dem letzten Tröpfchen einer Salve verstrichene Zeit ist sehr kurz. Daraus ergibt sich, dass trotz einer kontinuierlichen Bewegung zwischen dem Druckkopf 25 und dem Träger das Substrat sich in Bezug auf den Druckkopf während der Dauer einer Salve vermeintlich nicht bewegt hat. Die Salven werden in regelmäßigen räumlichen Intervallen abgegeben. Wenn alle Tröpfchen jeder Salve auf den Träger gerichtet würden, würde eine Aufeinanderfolge von Strichen der Höhe ΔX gedruckt. Im allgemeinen werden nur bestimmte Tröpfchen einer Salve auf den Träger gerichtet. Unter diesen Bedingungen gestattet die Kombination der Relativbewegung des Kopfs und des Trägers sowie die Auswahl der Tröpfchen jeder Salve, die auf den Träger gerichtet werden, den Druck eines beliebigen Motivs, wie z.B. des bei 28 in 1 dargestellten. Wenn der Strich, der mit den Tröpfchen einer Salve gezeichnet wird, in einer Richtung X liegt, verläuft die Relativbewegung des Kopfs und des Trägers in einer Richtung Y senkrecht zu X. Die nicht abgelenkten Tröpfchen werden zu der Rückführeinrichtung gemäß einer Flugbahn Z senkrecht zur Ebene X, Y des Trägers abgelenkt. Die gedruckten Tröpfchen kommen auf dem Träger unter Verfolgung von in Bezug auf die Z-Richtung leicht abgelenkten Flugbahnen an.
Wenn die Relativbewegung des Kopfs 25 und des Trägers kontinuierlich gemäß der größten Dimension des Trägers erfolgt, gibt es allgemein mehrere Druckköpfe, welche zueinander parallele Bänder drucken. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist in den 1 und 2 des an IBM unter der Nr. FR 2198410 erteilten Patents dargestellt.
Wenn die Relativbewegung des Druckkopfs und des Trägers in der Y-Richtung gemäß der kleinsten Dimension des Trägers erfolgt, wird der Druck Band für Band hergestellt, wobei der Träger eine intermittierende Vorschubbewegung in der X-Richtung nach jeder Abtastung ausführt. Die Relativbewegung des Druckkopfs und des Trägers wird als Abtastbewegung bezeichnet. Die Abtastbewegung setzt sich so aus einer Hin- und Herbewegung zwischen einem ersten Rand des Trägers und einem zweiten Rand des Trägers zusammen. Die Bewegung zwischen dem einen und dem anderen Rand des Trägers gestattet es, in einem Zug ein Band der Höhe L zu drucken, oder häufig ein Teil des Bandes der Höhe ΔX_b, wobei ΔX_b meistens ein Bruchteil von L ist. Die Gesamtheit der sukzessive gedruckten Bänder bildet so das auf dem Träger zu druckende Motiv. Nach jedem Druck eines Bandes oder eines Teilbandes wird der Träger um den zwischen zwei Bändern oder Teilbändern befindlichen Raum für den Druck des folgenden Bandes oder Teilbandes vorwärtsbewegt. Der Druck kann nur bei der einfachen Vorwärtsbewegung oder bei der Hin- und Herbewegung des Druckkopfs in Bezug auf den Träger erfolgen.
Wenn die zu bedruckende Grafik farbig ist, sind vielerlei Farbnuancen das Ergebnis der Übereinanderlagerung und der Nebeneinanderstellung der Auftreffstellen von Tinte, die aus durch Tinten verschiedener Farben gespeisten Düsen kommen. Das Relativbewegungssystem des Trägers in Bezug auf die Druckköpfe wird derart ausgeführt, dass ein gegebener Punkt des Trägers sukzessive unter dem Tintenstrahl jeder der Farben präsentiert wird.
Das Drucksystem weist allgemein mehrere Strahlen derselben Tinte auf, die gleichzeitig funktionieren, entweder durch Nebeneinanderstellung mehrerer Köpfe oder durch Verwendung von Mehrstrahlköpfen, oder schließlich durch Kombination dieser beiden Kopfarten, um zu erhöhten Druckraten zu gelangen. In diesem Fall bedruckt jeder Tintenstrahl einen begrenzten Teil des Trägers. Die bekannten Steuermittel der verschiedenen Strahlen werden im folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben.
Das zu druckende Motiv ist von einer digitalen Datei festgelegt. Diese Datei kann mittels eines Scanners, einer computergestützten graphischen Kreationspalette (CAO = création assistée par ordinateur) gebildet werden, mittels eines Datenaustauschnetzes übertragen werden oder einfach vom Lese-Endgerät zur Unterstützung der Speicherung digitaler Daten (Optikplatte, CD-ROM) gelesen werden. Diese digitale Datei, welche das zu druckende Farbmotiv darstellt, wird zunächst in mehrere digitale Motive (oder Bitmap) für jede der Tinten aufgeteilt. Es ist anzumerken, dass der Fall des digitalen Motivs ein nicht einschränkendes Beispiel ist; bei bestimmten Druckern ist das zu druckende Motiv vom variablen Typ ("contone"), das heißt, dass jede Position von einer Anzahl von Tröpfchen bedruckt werden kann, die für jede Tinte zwischen 1 und M variabel ist. Ein Teil des digitalen Motivs wird aus der Datei für jeden der der Breite des Bandes, das zu bedrucken ist, entsprechenden Strahl extrahiert. In 2, in der die Steuerelektronik eines Strahls behandelt ist, ist bei 1 ein Speicher des in Bänder aufgeteilten digitalen Motivs dargestellt, wobei dieser Speicher die Angaben in Bezug auf eine Farbe enthält. Für den Druck jedes Bandes empfängt ein Zwischenspeicher 2 die notwendigen Daten zum Bedrucken des Bandes mit der betreffenden Farbe. Die zuschreibenden Daten des zu druckenden Bandes werden anschließend in einen Rechner 3 der Ladespannungen der verschiedenen Tröpfchen eingegeben, welche das sich auf diese Farbe beziehende Band bilden. Diese Daten werden in den Rechner in Form einer Abfolge von Rastern bzw. Teilstücken eingegeben, welche zusammen das Band bilden. Der Rechner 3 der Ladespannungen der Tröpfchen weist oft die Form einer dedizierten integrierten Schaltung auf. Dieser Rechner 3 berechnet in Echtzeit die Sequenz der an die Ladeelektroden 20 anzulegenden Spannungen, um ein gegebenes, von seiner Rasterbeschreibung definiertes Raster bzw. Teilstück zu drucken, so wie es aus dem Zwischenspeicher 2 geladen wurde. Eine stromaufwärtige Elektronenschaltung 4, die als Sequenzschaltung der Tröpfchenladung bezeichnet wird, stellt die Synchronisation der Ladespannungen einerseits mit den Momenten der Tröpfchenbildung und andererseits mit dem relativen Vorschub des Druckkopfs gegenüber dem Träger sicher. Der Vorschub des Trägers in Bezug auf den Kopf wird durch eine Raster-Taktuhr 5 bewerkstelligt, deren Signal von dem Signal eines inkrementalen Positionscodierers der Druckeinheit in Bezug auf den Träger abgeleitet wird. Die Sequenzschaltung 4 der Tröpfchenladung empfängt auch ein Signal eines Tröpfchen-Taktgebers 6. Dieser Tröpfchen-Taktgeber ist synchron mit dem Steuersignal des Tröpfchenerzeugers 16. Dies ermöglicht es, die Momente eines Übergangs der verschiedenen an die Tröpfchen angelegten Ladespannungen festzulegen, um ihre Flugbahnen zu differenzieren. Die von der Sequenzschaltung 4 der Tröpfchenladung kommenden digitalen Daten werden durch einen D/A-Wandler 8 in einen analogen Wert umgewandelt. Dieser Wandler, der einen niedrigen Spannungspegel liefert, erfordert im allgemeinen das Vorhandensein eines Hochspannungsverstärkers 21, welcher die Ladeelektroden 20 speist. Die Darstellungen des Standes der Technik, die mit Bezug auf 1 und 2 gegeben werden, sollen das Verständnis des Gebiets und des Beitrags der Erfindung verbessern, es ist jedoch offensichtlich, dass der Stand der Technik nicht auf die mit Bezug auf diese Figuren gemachten Beschreibungen begrenzt ist. Andere Anordnungen der Elektroden und der Sammeleinheiten zur Rückführung der nicht verwendeten Tintentröpfchen sind in einer umfangreichen Literatur beschrieben. Eine elektromechanische Anordnung der Druckdüsen der Ladeelektrode und der Ablenkelektroden, wie sie in dem Patent Nr. FR 2198410 im Namen von International Business Machine Corporation (IBM) mit Bezug auf 1 bis 3 dieses Patents beschrieben sind, könnten durchaus bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Desgleichen könnte die elektronische Steuerschaltung der Ladeelektroden durch die in Bezug auf die 4 ebendieses Patents beschriebene Schaltung veranschaulicht werden. Ebenso könnten die zu druckenden Daten sich nicht in Form von digitalen Dateien präsentieren, sondern in Form von Dateien, die Wörter mehrerer Bits enthalten, um die Tatsache wiederzugeben, dass jede Position des Trägers mehrere Tintentröpfchen der gleichen Farbe aufnehmen kann.
Es ist verständlich, dass für einen Druck, insbesondere in Farbe, die notwendige Überlagerung der aus den verschiedenen Düsen kommenden Tröpfchen, welche die verschiedenen Tintenfarben liefern, sehr genau sein muss. Die Hauptdruckfehler, die von allen bekannten Drucksystemen erzeugt werden, sind Fehler bezüglich der Zeilenausrichtungen in der Relativbewegungsrichtung des Druckkopfs in Bezug auf den Träger. Dieser Fehler tritt durch das Auftauchen von hellen und dunklen Linien bei dem Druck mittels sukzessiver Abtastungen in Erscheinung. Diese Fehler können in dem zwischen zwei Bändern befindlichen Raum auftreten, der im Prinzip gleich dem Intervall zwischen benachbarten Tröpfchen eines Rasters sein muss, oder innerhalb ein- und desselben Bandes in dem Raum, welcher die von verschiedenen Strahlen bedruckten Zonen begrenzt, und sogar innerhalb des von einem Strahl gedruckten Rasters auf Höhe des Raums zwischen zwei benachbarten Tröpfchen des Rasters. Diese Zeilenausrichtungsfehler können entweder von Fehlern stammen, die bestimmten Strahlen des Druckkopfs eigen sind, wobei es sich um Fehler mechanischen oder elektrischen Ursprungs handelt, oder von Positionierungsfehler des Trägers oder aber Positionierungsfehler zwischen Druckköpfen oder zwischen Strahlen ein- und desselben Druckkopfs. Es sind verschiedene Lösungswege vorgeschlagen worden, um die Zeilenausrichtungsprobleme zu begrenzen oder zu eliminieren, alle ergeben jedoch eine Begrenzung der Druckrate bzw. der Druckgeschwindigkeit in einem manchmal sehr hohen Verhältnis in Bezug auf die Nominal-Druckgeschwindigkeit, oder aber eine Redundanz der Druckköpfe und damit hohen Kosten. Die Beispiele von bekannten Lösungen, die üblicherweise eingesetzt werden, um die Zeilenausrichtung(sfehler) zu begrenzen, werden nachstehend knapp beschrieben: ein erster Lösungstyp beruht in einer mechanischen Feinregelung der Position der Druckköpfe anhand von Mikrometertabellen. Diese Lösung ist sowohl umständlich aufgrund der Anzahl von Mikrometertabellen, die notwendig sind, und oft auch aufgrund der Abtastvorgänge, die es erfordert, mühsam.
Eine weitere Art gängiger Lösungen besteht in der Anwendung einer sehr hohen Überlappungsrate zwischen benachbarten Tröpfchen, um so weiße Zeilenbildungen zu vermeiden. Diese weißen Zeilenbildungen entsprechen dem Nichtvorhandensein einer Abdeckung des Trägers. Die dunklen Zeilenbildungen sind weniger sichtbar, und es wird ein Zeilenfehler mit dunklen Zeilen einem Fehler mit weißen Zeilen bevorzugt. Die Lösung, die darin besteht, die Überlappungsrate zwischen benachbarten Tröpfchen zu erhöhen, ist wirksam zur Kompensierung von Fehler innerhalb ein- und desselben Bandes, und in gewissem Maße bei Zeilenausrichtungsfehlern zwischen Bändern, sie weist jedoch den Nachteil auf, eine sehr hohe Tintenmenge pro Flächeneinheit des Trägers zu erfordern, und führt zu Schwierigkeiten beim Trocknen oder zu Verformungen des Trägers.
Eine dritte Lösungsart zur Beseitigung von Zeilenausrichtungsfehlern bei mit Abtastung funktionierenden Druckern besteht im teilweisen Bedrucken des Trägers bei jedem Abtastvorgang. Indem die Anzahl von Abtastungen des Trägers vervielfacht wird, wird die gesamte Abdeckung der Trägers erreicht. Dieser Druck in mehreren Durchgängen nutzt verschiedenen Verschachtelungsstrategien von Positionen aus verschiedenen Strahlen stammender Tröpfchen. Ein Beispiel einer Verschachtelung von geradzahligen und ungeradzahligen Zeilen wird in dem US-Patent Nr. A 604631 in Namen der Firma RICOH gegeben. Ein Vorteil dieser Lösung, die oft mit einer erhöhten Überlappungsrate verbunden ist, besteht darin, dass sie eine Trocknungszeit des Trägers ermöglicht, aber zu einer Reduzierung der Druckgeschwindigkeit mit einem von 2 bis 16 reichenden Faktor führt.
Was die Zeilenausrichtfehler und weitere eventuelle Druckfehler betrifft, so ist die Verwendung von Testbildern und der Vergleich eines wirklichen gedruckten Testbilds mit einem Bezugs-Testbild ins Auge gefasst worden, um daraus die Auswahl der Düsen oder Modifikationen, die bei bestimmten Regelungsparametern des Druckers einzuführen sind, abzuleiten. Die Patentanmeldung EP 0589718A1 im Namen von HEWLETT PACKARD sieht die Verwendung von Testbildern vor, die aus einer Abfolge von zueinander versetzten Strichen bzw. Linien zusammengesetzt sind. Der Benutzer des Druckers prüft die verschiedenen gedruckten Modelle und wählt über ein Steuerpanel eine Ausrichtung aus, die ihm passt. Die Wahl wird anschließend für eine spätere Anwendung gespeichert.
Ein Testbildmodell zur Korrektur eventueller Druckerfehler ist in der Patentanmeldung Nr. EP 0863012A1 im Namen von HEWLETT PACKARD beschrieben. Dieses Testbildmodell ermöglicht ein einfaches Lesen, beispielsweise durch eine Kamera, so dass automatisch durch Vergleich des gedruckten Testbilds mit dem Bezugs-Testbild Korrekturen vorgenommen werden können. Schließlich ist in der Patentanmeldung WO 98/43817 im Namen von JEMTEX INK JET PRINTING LTD. vorgesehen, ein Testbild zum Ausführen verschiedener Parameterkorrekturen einzusetzen. Nach der Beschreibung dieser Anmeldung ermöglicht das Testbild die Erkennung verschiedenen Fehlertypen, das heißt von Geschwindigkeitsfehlern des Tintentröpfchens, von Phasenfehlern infolge inkorrekter Abfolgen beim Anlegen der Ladespannung, von Versetzungsfehlern in einer X-Richtung, von Versetzungsfehlern in einer Y-Richtung und von Winkelversetzungsfehlern. Die Geschwindigkeitsfehler oder Versetzungsfehler in der X-Richtung werden durch Modifikation der Ladespannung der Tröpfchen korrigiert. Die Phasenfehler infolge inkorrekter Abfolgen beim Anlegen der Ladespannung werden durch Modifikation der Abfolge des Tröpfchenladeimpulses korrigiert. Die Versetzungsfehler in der Y-Richtung, das heißt in der Abtastrichtung werden durch eine Neustrukturierung der Datenabfolge ausgeglichen. Ebenso verhält es sich für die Winkelfehler. Aus Gründen, die in der Folge erläutert werden, kann eine solche Anwendung eines Testbilds zu einer korrekten Position der Tröpfchen auf dem Träger führen, sie bringt aber andere Fehler mit sich, die im wesentlichen kolorimetrische Fehler und Schwierigkeiten bei der permanenten Regelung des Druckers sind.
Das Patent US 5482288 beschreibt einen Drucker, der Servosteuerungen für die Regelung der Viskosität der Tinte, der Geschwindigkeit des Strahls, des Abstands der Strahlaufbrechung sowie der Steuerung der Tröpfchen-Lademittel umfasst.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schwierigkeiten bei der Montage von Druckköpfen an einem Drucker verringern, und dabei eine gute Druckqualität zu gewährleisten. Eine gute Druckqualität bedeutet eine gute Reproduzierbarkeit der Farbe, eine Tröpfchenauftreffgröße, die sich aus ihrem Auftreffen und aus deren Stand der Ausbreitung auf dem Träger und aus einer Relativposition der Tröpfchen auf dem Träger, die genau festgelegt ist, ergibt. Sie zielt auch auf eine Begrenzung der Verluste bedruckter Träger bei Fehlern ab. Sie betrifft auch die Vereinfachung von Wartungsvorgängen. Schließlich betrifft sie auch die Gewährleistung einer guten Stabilität der Druckqualität, das heißt die Vermeidung einer Verschlechterung dieser Qualität.
Die Druckqualität eines Farbtintenstrahldruckers hängt von einer großen Anzahl von Parametern ab, von denen bestimmte untereinander abhängen: man kann wie weiter oben erläutert wurde, drei Haupterscheinungen definieren, welche die Druckqualität konditionieren:

– die kolorimetrische Eigenschaft der Tinten,
– die Auftreffgröße von Tröpfchen, die sich aus ihrem Auftreffen und ihrer Ausbreitung auf dem Träger ergeben,
– und schließlich die Relativposition der Tröpfchen auf dem Träger.

Die kolorimetrische Eigenschaft der Tinte hängt hauptsächlich von deren Zusammensetzung ab, das heißt, für die Hauptelemente: die Konzentration von Farbstoff, die Konzentration von Lösemittel und diejenige von Harz. In dem Patent Nr. FR 2636884 im Namen der Anmelderin wird ein Mess- und Wartungssystem der Viskosität der Tinte beschrieben, um die Strahlgeschwindigkeitsbedingungen aufrechtzuerhalten, wobei der Druck festgelegt ist. Die Korrekturen der Viskosität werden durch Hinzufügen von Lösemittel oder einer Tinte mit höherer Konzentration als die Nominalkonzentration bewerkstelligt. Eine Temperaturabweichung kann zu einer Abweichung der Viskosität führen, während die Zusammensetzung der Tinte unverändert bleibt. Deshalb ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in diesem der Anmelderin zugeteilten Patent beschrieben ist, eine Regelung und Servosteuerung der Viskosität η der Tinte vorgesehen, wobei die Temperatur der Tinte berücksichtigt wird. Die Viskosität und die Temperatur T werden an einem gleichen Punkt der Tinte bestimmt, und die Zugaben von Lösemittel oder von konzentrierterer Tinte werden in Abhängigkeit von der Abweichung der Viskosität Δη in Bezug auf eine Soll-Viskosität durchgeführt, die von der gemessenen Temperatur abhängt. Bei dem in diesem Patent beschriebenen Verfahren wird die Konzentration an Farbstoff in der Tinte genau eingehalten. Wenn die Temperatur der Tinte am Druckkopf ebenfalls kontrolliert wird, beispielsweise aufgrund einer Steuerung der Umgebungstemperatur, wird automatisch die Viskosität der Tinte in der Düse gesteuert. Die Kontrolle der Viskosität und der Farbstoffkonzentration sind notwendige Bedingungen, um eine gute Kolorimetrie aufrechtzuerhalten, und auch um ein Abweichungsgesetz der Geschwindigkeit eines Tröpfchens am Ausgang einer Druckdüse in Abhängigkeit von dem Druck, der dauern auf dieses einwirkt, beizubehalten.
Die Auftreffgröße der Tröpfchen auf dem Träger hängt von der Geometrie der Düsen ab, die unter sehr engen Toleranzen hergestellt werden und bei der Herstellung kontrolliert werden, von ihrer Ausstoßgeschwindigkeit und damit von dem Auftreffen, und von lokalen Bedingungen und Ausbreitungsbedingungen der Tröpfchen auf dem Träger, nämlich der Verdampfungsgeschwindigkeit der Tinte und ihrer Oberflächenspannung auf dem Träger, die beide von der Temperatur abhängen. Für einen gegebenen Träger und eine gegebene Umgebungstemperatur hängt die Ausbreitung von physikalisch-chemischen Eigenschaften der Tinte und von der Auftreffgeschwindigkeit der Tröpfchen ab.
Die Relativposition der Tröpfchen auf dem Träger hängt von der Flugbahn der Tröpfchen jedes Strahls des Druckkopfs, von der Anordnung der Strahlen im Druckkopf sowie von der Relativposition zwischen dem Druckkopf und dem Träger ab. Wie bereits erwähnt wurde, werden die Tröpfchen elektrisch geladen und dann mehr oder minder in Abhängigkeit von ihrer Ladung durch Ablenkelektroden abgelenkt. Daraus ergibt sich, dass die Flugbahn der Tröpfchen von ihrer Geschwindigkeit und ihrer Ladung abhängt. Eine richtige Ladung der Tröpfchen bedeutet, dass sich das Tröpfchen vom Strahl an einer genau festgelegten Stelle trennt und dass im Augenblick dieser Trennung bzw. Loslösung der elektrische Impuls, welcher die Tröpfchenladung festlegt, vermittelt worden ist. Wie bereits erwähnt wurde, hängt für eine gegebene Viskosität die Geschwindigkeit von einem auf ein Fluid einwirkenden Druck ab. Es ist auch bekannt, dass der Abstand zwischen der Düse und der Stelle der Tröpfchenbildung eines Strahls von der Amplitude der Schwingungen abhängt, die beispielsweise auf einen piezoelektrischen Kristall einwirken, der Vibrationen in der Tinte unterhält. Eine ordnungsgemäße Ladung der Tröpfchen bedeutet damit eine richtige Steuerung der Phase zwischen der Tröpfchenbildung und dem Augenblick der Ladung der Tröpfchen, wobei die Phase selbst mit der Geschwindigkeit der Tröpfchen variabel ist. Mittel zum individuellen Steuern bzw. Regeln der Parameter, wie z.B. der Viskosität der Tinte in Abhängigkeit von ihrer Temperatur, der Geschwindigkeit der Tröpfchen durch Einwirken auf den Druck in dem Tintenbehälter, der Phase der Tröpfchenladung und der Länge des Strahls vor seinem Aufbrechen durch Steuerung der Spannung eines piezoelektrischen Kristalls sind im einzelnen im Stand der Technik bekannt. Jedoch weisen die Drucker nach dem Stand der Technik vielleicht durch Unkenntnis der Abhängigkeit der verschiedenen Parameter voneinander für die Druckqualität allgemein keine Steuerung bzw. Überwachung jedes dieser Parameter auf. So kann beispielsweise die Eigenschaften der Tinte, wie z.B. die Viskosität, gesteuert werden, ohne gleichzeitig die Geschwindigkeit des Strahls zu regeln, wobei die Aufrechterhaltung der Viskosität der Tinte und eines Drucks als ausreichend eingeschätzt werden, um eine konstante Geschwindigkeit der Tröpfchen zu gewährleisten. Diese Lösung wird besonders in Frage gestellt, wenn die Öffnung der Düse oder die Filter des Tintenzuführkreises verstopft sind. Wenn die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Tinte servogesteuert sind, ist es auch wichtig, die Geschwindigkeit des Tintentröpfchens und seines Auftreffens auf dem Träger unter einer vorbestimmten Toleranz sicherzustellen. Oft wird auch bei den Systemen nach dem Stand der Technik die Präzision der Positionierung der Tröpfchen als einziger Faktor betrachtet, welcher die Druckqualität beeinflusst. So wird bei der bereits zitierten Patentanmeldung WO 98/43817 die Position der Tröpfchen an einem Testbild gemessen, und die Fehler werden auf mehrere Arten und Weisen korrigiert. Insbesondere die Flugbahnfehler, die sich aus einer Tröpfchengeschwindigkeit außerhalb der Toleranzgrenzen ergeben, werden durch eine Einwirkung auf ihre elektrische Ladung korrigiert. Wie bereits erwähnt wurde, beeinflusst die Tröpfchengeschwindigkeit die Flugbahn und die Größe des Tröpfchens beim Auftreffen. Die Druckqualität wird dadurch aber nicht garantiert. Eine Korrektur der Tröpfchenladung könnte eventuell diese Tröpfchen in ihre Nominal-Flugbahn zurückführen, ihr Auftreffdurchmesser wird aber dadurch nicht korrigiert und der Farbstoff wird auf einer zu großen oder zu kleinen Oberfläche verbreitet und modifiziert so die Kolorimetrie.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine gute Druckqualität zu gewährleisten und die Montage des Druckers zu vereinfachen. Bei einem Drucker gemäß der Erfindung werden die Phase der Tröpfchen, die Länge des Strahls vor seinem Aufbrechen in Tröpfchen, die Geschwindigkeit des Tintenstrahls, die Temperatur, die Viskosität und die Zusammensetzung der Tinte permanent durch unabhängige Schleifen gesteuert. Da alle diese Parameter gesteuert sind, resultiert ein Fehler bei der Position der Tröpfchen nicht mehr nur aus mechanischen Fehlern oder aus Toleranzmargen der elektronischen Vorrichtungen. Unter diesen Bedingungen ermöglicht der Druck eines Testbilds und dessen Vergleich mit einem Referenztestbild durch eine angepasste Modifikation der Tröpfchenladung, diese Flugbahn derart zu modifizieren, dass sie auf ihren Nominalwert gebracht wird. Da die anderen Parameter gesteuert werden, gleicht diese Modifikation der Tröpfchenladung nicht außer den Toleranzgrenzen liegende Werte der Geschwindigkeit des Strahls oder der Zusammensetzung der Tinte oder der Tröpfchengröße beim Auftreffen aus, und folglich bleibt die Qualität des Drucks erhalten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist bestrebt, die Zeilenausrichtungsprobleme ohne Folgen für die Druckgeschwindigkeit zu beseitigen.
Die vorliegende Erfindung erfordert keinen erhöhten Überlappungsgrad der Tröpfchen. Sie ermöglicht es, erhöhte Druckgeschwindigkeiten mit einer relativ geringen Anzahl von Druckköpfen zu erreichen. Sie gestattet auch eine Verringerung der Anzahl von mechanischen Regelvorrichtungen. Gemäß der Erfindung wird vor der Inbetriebnahme des Druckers ein Schritt der elektrischen Regelung der Maschine vorgenommen. Diese anfängliche Regelung wird ausgeführt, wenn die Servo-Steuerschleifen der Parameter aktiv sind, und ermöglicht es, beispielsweise die Position des Rasters zu regeln, indem eine sogenannte statische Translationsbewegungsabweichung korrigiert wird, und ermöglicht auch die Regelung der Höhe des Rasters, indem eine sogenannte Dilatationsabweichung modifiziert wird. Hierfür wird mit der Maschine ein Testbild gedruckt, welches ein ganzes Motiv darstellt. Es wird mit einem Bezugstestbild verglichen, welche das gleiche Motiv derart darstellt, dass daraus Abweichungswerte zwischen der tatsächlichen Position von Punkten des gedruckten Testbilds und der Nominalposition der entsprechenden Punkte auf dem Referenztestbild abgeleitet werden. Die Abweichungen zwischen entsprechenden Punkten werden gespeichert. Anschließend werden bei sukzessiven Druckphasen von durch eine Einheit D digitaler Daten definierten Motiven anhand von gespeicherten Abweichungen die anzuwendenden Korrekturen berechnet:

– bei Nominalspannungen, die an Tröpfchenladeelektroden als Funktion des Ranges j der Nominalposition des von den Tröpfchen gedruckten Punkts anlegbar sind, oder aber
– bei Anzahl von Positionen gemäß dem Rand-Erfassungssignal, werden die für die entsprechenden Nominalwerte bestimmten Korrekturen angewandt.

In einer Ausführungsform wird einerseits der Wert der Abweichung der statischen Translation korrigiert und andererseits der Wert der Abweichung der Dilatation. Um den Wert der Abweichung der statischen Translation zu korrigieren, wird jedem der aus den Düsen des Druckers hervortretenden Tröpfchen eine algebraische elektrische Ladung hinzugefügt, die es gestattet, diesen Translationsbewegungsfehler auszugleichen. Der Dilatationsfehler rührt von einer zu großen oder zu kleinen Abweichung der verteilten Ladung zwischen den am stärksten abgelenkten Tröpfchen und den am wenigsten abgelenkten Tröpfchen her, welche das einer Salve entsprechende Raster bilden. Das Raster ist zu groß, wenn die Abweichung zwischen dem höchsten Punkt des Rasters und dem niedrigsten Punkt des Rasters zu groß ist. Dies bedeutet, dass das dem höchsten Punkt entsprechende Tröpfchen nicht genügend abgelenkt ist, während das dem niedrigsten Punkt entsprechende zu weit abgelenkt ist. Zur Korrektur muss also die Ladung des entsprechenden Tröpfchens am höchsten Punkt verstärkt und die Ladung des dem niedrigsten Punkt entsprechenden Tröpfchens verringert werden. Ein auf die Zwischentröpfchen der Salve angewandter Ausgleich gestattet es, die an die Zwischentröpfchen angelegte Ladung in Abhängigkeit von den den Ladungen der äußersten Tröpfchen des Rasters vermittelten Korrekturen zu korrigieren. Wenn hingegen das Raster zu eng ist, was bedeutet, dass die Abweichung zwischen dem höchsten Punkt und dem niedrigsten Punkt einer Salve zu eng ist, wird die Ladung des dem höchsten Punkt entsprechenden Tröpfchens so verringert, dass dieses Tröpfchen weniger abgelenkt wird, und es wird die Ladung des dem niedrigsten Punkt entsprechenden Tröpfchens so verstärkt, dass dieses Tröpfchen noch mehr abgelenkt wird. Ein Ausgleich der Korrekturwerte der an die Zwischentröpfchen angelegten Ladungen zwischen dem letzten und dem ersten Tröpfchen gestattet wie im Fall des breiten Rasters, die Regelung des Raster zu verfeinern.
Es ist auch möglich, die tatsächliche Abweichung jedes Tröpfchens in Bezug auf seine Nominalposition zu berücksichtigen, um die auf jedes Tröpfchen angewandte Positionskorrektur zu berechnen.
Insgesamt gesehen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Ausgleichen von mechanischen Fehlern eines Druckers durch Regeln bzw. Einstellen der Auftreffposition von Tintentröpfchen, die auf regelbare Weise von Ladeelektroden elektrisch geladen sind, auf einem Träger, wobei die Tröpfchen von einem Druckkopf kommen, die Flugbahnen der Tröpfchen von Ablenkelektroden zwischen n Positionen, einer ersten Position X₁, einer letzten Position X_N und N – 2 Zwischenpositionen modifizierbar sind, wobei die N Positionen eine Wegstrecke in Form eines Geradensegments parallel zu einer Richtung X des Trägers festlegen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass permanent im Funktionsverlauf des Druckers geliefert wird:

– eine Viskosität der Tinte, damit sie einen vorbestimmten Wert in Abhängigkeit von der Temperatur bewahrt, durch Hinzufügen von Lösemittel oder von mit Farbstoffen konzentrierterer Tinte,
– eine Strahlgeschwindigkeit durch Beeinflussen einer Druckgröße der Tintenzufuhr,
– einen Abstand des Aufbrechens des Strahls in Tröpfchen durch Beeinflussen eines einstellbaren Parameters, der die Beibehaltung eines vorbestimmten Aufbrechabstandes gestattet,
– einen Phasenunterschied zwischen den Momenten des Anlegens elektrischer Ladeimpulse der Tröpfchen und den Momenten des Anlegens von Tröpfchen-Bildungsimpulsen durch Beeinflussen einer Zeitschaltung, und dadurch, dass in einer den Druckphasen vorangehenden Phase
a) ein Testbild gedruckt wird,
b) das gedruckte Testbild mit einem Bezugs-Testbild verglichen wird, um daraus für den Druckkopf sowie für eine ganze Zahl a von Positionen, wobei a ≥ 2 und ≤ N ist, eine rechnerische Abweichung ΔX_i zwischen einer beobachteten tatsächlichen Position und einer entsprechenden Nominalposition jeweils für jede der gewählten a Positionen abzuleiten, wobei i von 1 bis a reicht,
c) es wird eine statische Translationsbewegungsabweichung θ als Abweichung zwischen dem Baryzentrum zwischen den a beobachteten tatsächlichen Positionen und dem Baryzentrum der entsprechenden a Nominalpositionen bestimmt,
d) es wird für jede der beobachteten a Tröpfchen-Positionen eine Positionsabweichung δ_i zwischen der tatsächlichen Position jedes Tröpfchen, korrigiert um die Translationsbewegungsabweichung, und der Nominalposition des Tröpfchens bestimmt,
e) der Wert θ der statischen Translationsbewegungsabweichung und die Werte δ_i der Tröpfchen-Positionsabweichungen in Bezug auf ihre betreffenden Nominalpositionen gespeichert,
– anschließend wird in jeder Druckphase eines von einer Gesamtheit D digitaler Daten definierten Motivs für jedes Tröpfchen ein Korrekturwert der Nominalspannung bestimmt, der eine Korrekturgröße ergibt, die auf die Mittel zum Laden der auf das Substrat gerichteten Tröpfchen anzuwenden ist, wobei diese Berechnung die gespeicherten Größen der statischen Translationsbewegungsabweichung und der Position der aus der Gesamtheit D der das zu druckende Motiv und den Rang j definierenden digitalen Daten extrahierten Daten, wobei j den zwischen 1 und N der angestrebten nominalen Druckposition liegt.

Vorzugsweise, und wie weiter oben beschrieben wurde, ist die ganze Zahl a von tatsächlichen beobachteten Positionen gleich 2, wobei die Positionen die erste und die letzte Position sind. Wenn eine feinere Korrektur erzielt werden soll, kann auch die Abweichung jeder der N tatsächlichen Positionen von Tröpfchen in Bezug auf ihre Nominalposition gemessen werden. Wenn der Drucker mehrere, auf einen oder mehrere Kopf/Köpfe verteilte Düsen umfasst, wird natürlich der gleiche Vorgang auf jede der Düsen angewandt. Dies bedeutet nicht, dass ein Testbild pro Düse gedruckt werden muss, sondern es kann ein Testbild für die Auswertung der Strahlen jeder der Düsen genügen. Insbesondere wenn die verschiedenen Düsen den Strahlen unterschiedlicher Farben entsprechen, ist zu ersehen, dass es einfach ist, ein einziges Testbild herzustellen, das die Regelung der Gesamtheit der Strahlen von allen Düsen ermöglicht.
Wegen der Tatsache, dass gemäß der Erfindung die Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Tröpfchen minimiert wird, kann ein Zeilenausrichtungsfehler bestehen bleiben, insbesondere ein weißer Zeilenausrichtungsfehler, der auf regelmäßige Weise auftaucht. Dieser Fehler ist von dem Auge leicht wahrnehmbar, da er regelmäßig ist. Um die Wahrnehmbarkeit dieses eventuellen Fehlers zu verringern, wird in Überlagerung zu der an die Tröpfchenladeelektroden angelegten Spannung eine Rauschspannung angelegt. Die mittlere Amplitude dieser Rauschspannung hängt von dem Rang j des Tröpfchens in der Salve ab. Vorzugsweise ist die maximale Amplitude der Zusatz-Rauschspannung gleiche einer Fraktionen unter 1 des Unterschieds zwischen der an das Tröpfchen vom Rang j anzulegenden Nominalspannung und der an das Tröpfchen vom Rang j + 1 oder an das Tröpfchen vom Rang j – 1 anzulegenden Nominalspannung, das heißt, an eines der beiden räumlich zu dem Tröpfchen des Rangs j benachbarten Tröpfchen. Vorzugsweise ist die Minimalamplitude der Zusatz-Rauschspannung gleich dem Wert der Spannungsabweichung, die man erreichen kann, indem der Wert des Bits geringster Gewichtung eines A/D-Wandlers variiert wird, dessen Ausgang einen Hochspannungsverstärker versorgt, der mit den Tröpfchenladeelektroden gekoppelt ist.
Auf diese Weise wird die Position der Tröpfchen mit einem leichten Rauschen versehen, und der regelmäßige schwarze oder weiße Zeilenausrichtungsfehler erscheint nicht mehr oder erscheint nicht mehr so stark.
Die Aspekte der Erfindung, die bisher beschrieben wurden, ermöglichen die Korrektur von Zeilenausrichtungsfehlern, das heißt, von Fehlern der Positionen verschiedener Raster in sukzessiven Bändern oder von benachbarten Strahlen von Breitenfehlern der verschiedenen Rastern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, der im folgenden behandelt wird, können auch die Positionsfehler der Raster in einer Richtung Y senkrecht zu der Druckrichtung der Raster korrigiert werden.
Die meisten aktuellen Drucker sind mit einem Detektor zur Erfassung des linken Randes oder des rechten Randes des Trägers ausgestattet. Der Druckbeginn wird in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen dem auf einem Zähler der Position des Kopfs in Bezug auf den Träger vorhandenen augenblicklichen numerischen Wert und dem Wert ebendieses Zählers im Moment der Erfassung eines Randes des Trägers ausgelöst, und auch in Abhängigkeit von Daten D bezüglich des Drucks auf den Träger, die in dem Druckdatenspeicher enthalten sind. Der Unterschied in der Anzahl der Position ist derart, dass diese Positionszahl nach der Erfassung eines Trägerrandes gezählt worden ist, und der Druckkopf sich an der von den Daten D programmierten Stelle befindet, um den Anfang des Bandes zu drucken. Es ist möglich, dass eine Versetzung in der Y-Richtung zwischen der Nominalposition eines Bandes und seiner reellen Position beobachtet wird. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann dieser Fehler, der als dynamische Versatzabweichung bezeichnet wird, auf folgende Weise korrigiert werden. Ein Vergleich der Position des ersten Rasters in Bezug auf die Nominalposition dieses ersten Rasters ermöglicht die Definition einer rechnerischen Abweichung des ersten Rasters in Bezug auf seine Nominalposition. Eine Korrektur des dynamischen Versatzes α wird als Anzahl von Positionen definiert, die diese Abweichung repräsentieren. Eine entsprechende Korrektur wird gespeichert und anschließend bei Druckvorgängen der darauf folgenden Raster verwendet, um jedes Raster des Bandes um diese Positionszahl zu versetzen, wobei die Positionen ausgehend von dem Rand dem Träger gezählt werden, der bei jedem Abtastvorgang erfasst wird. Der Druck der Raster wird versetzt, wenn der Kopf von links nach rechts in Bezug auf den Träger läuft, um die Positionszahl zwischen der Erfassung des linken Randes und dem Anfang des Bandes zu modifizieren. Der Druck wird versetzt, wenn der Kopf von rechts nach links bezüglich des Substrats läuft, um den Wert eines Zählers, welcher den Wert der Position darstellt, an der jeder Raster des Bandes gedruckt wird, zu modifizieren. Die Position des letzten Rasters wird im einzelnen um die gleiche Positionszahl versetzt wie das erste Raster, und dies muss bei der Rückkehr des Druckkopfs berücksichtigt werden. Die Korrektur berücksichtigt somit die Tatsache, dass das Band durch eine Hin- und Herbewegung von links nach rechts und/oder eine Rückkehrbewegung des Kopfs von rechts nach links gedruckt wird.
Es ist festzustellen, dass die Korrekturen der Zeilenausrichtung, die bisher gemäß den ersten Aspekten der Erfindung angewandt wurden, nur dann wirksam sind, wenn der Träger korrekt angeordnet ist. Dies ist nicht immer der Fall. Die Absorption von Tinte durch den Träger, Reibungen und andere Faktoren können zu Abweichungen des tatsächlichen Vorschubs des Trägers in Bezug auf den Nominalvorschub und damit auf die Zeilenausrichtungen führen. Gemäß einer Variante des Verfahrens der Erfindung wird für jedes Band auf dem Träger mittels eines der Druckköpfe eine Markierung gedruckt. Diese Markierung kann eine einfache Linie sein, die in der Y-Richtung ausgerichtet ist. Nach dem Vorschub des Trägers, aber vor dem Bedrucken des folgenden Bandes, befindet sich die erste Markierung gegenüber einem Vorschub-Messfühler des Trägers positioniert. Der optische Messfühler ermöglicht die Messung eines Abstands zwischen der ersten gedruckten Markierung und einer Nominalposition, welche diese Markierung aufweisen müsste, wenn der Träger sich um seinen Nominalvorschub vorwärts bewegen würde. Diese tatsächliche Distanz bzw. Strecke gestattet die Definition eines tatsächlichen Vorschubs des Substrats ΔX_reell, der mit dem Nominalwert ΔX_nom verglichen werden kann. Eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Vorschub und dem Nominalvorschub wird automatisch durch eine Ladespannungsvariation korrigiert, die auf die Tröpfchenlademittel einwirkt. Diese Korrektur wird für alle an dem Beschreiben des laufenden Bandes teilnehmenden Köpfe angewandt. Wie bereits erwähnt wurde, können die verschiedenen Korrekturen gemäß der Erfindung, die soeben definiert wurden, unabhängig voneinander auf isolierte Weise angewandt werden. Insbesondere wenn eine der Korrekturen wegen der festgestellten Qualität des Druckers nicht notwendig ist, wird sie nicht angewandt. Sie können auch in Kombination miteinander gemäß den unterschiedlichen Kombinationsarten angewandt werden, die sich aus ihrer Anzahl ergeben. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen kontinuierlich Tintenstrahldrucker, mit kontinuierlichem, abgelenktem Strahl, der in einer Salve Tröpfchen vom Rang 1 bis N in der Salve ausstößt, wobei die Tröpfchen einer Salve auf einen Druckträger in Abhängigkeit von Daten, die ein zu druckendes Motiv definieren, richtet oder nicht richtet, wobei der Drucker mindestens aufweist:

– einen Druckkopf, wobei dieser Kopf Fraktionierungsmittel mindestens eines Tintenstrahls in Tröpfchen sowie eine zugeordnete Tröpfchen-Ladeelektrode der Ablenkmittel eines Teils der Tröpfchen zu dem Druckträger hin aufweist,
– Mittel zur Bereitstellung der Viskosität der Tinte,
– Mittel zur Bereitstellung der Geschwindigkeit der aus dem Druckkopf kommenden Tintenstrahlen,
– Mittel zur Bereitstellung des Aufbrechungsabstands des Strahls in Tröpfchen,
– Mittel zur Bereitstellung der Phase zwischen den Momenten des Anlegens von Tröpfchen-Ladeimpulsen und den Momenten des Anlegens von Tröpfchen-Bildungsimpulsen,
– Mittel zur Steuerung des Druckvorgangs, die über Mittel zur Festlegung der Ladung der auf den Träger zu richtenden Tröpfchen in Abhängigkeit von ihren Rängen in der Salve, gekoppelt mit der Tröpfchen-Ladeelektrode, verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuermittel umfassen:
– Mittel zur Speicherung von Abweichungen zwischen einer Nominalposition von durch den Druckkopf gedruckten Punkten und einer tatsächlichen Position dieser Punkte,
– Mittel zur Korrektur der statischen Translationsbewegung θ,
– Mittel zur Korrektur der dynamischen Dilatation, wobei die Korrekturmittel Daten empfangen, die von den Abweichungs-Speichermitteln kommen und mit den Mitteln zur Berechnung der Tröpfchen-Ladespannungen gekoppelt sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Drucker mit den Mitteln zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und weitere Details des Verfahrens gemäß der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 die bereits beschrieben wurde, eine schematische Darstellung der Mittel, die zur Erzeugung von Tintentröpfchen und zu deren Ablenkung einen Träger notwendig sind,
2 die, wie 1, bereits im Rahmen der Beschreibung des Standes der Technik beschrieben wurde, die Gesamtheit der Rechenmittel, die zur Funktionsweise der in 1 dargestellten Mittel notwendig sind,
3 ein Schema, das zur Erläuterung der Translations- und Dilatationsfehler und ihrer Korrekturen dient,
4 ein Schema, das zur Erläuterung der dynamischen Versatzfehler in der Abtastrichtung und ihrer Korrekturen dient,
5 ein Schema, das zur Erläuterung des Korrekturmodus der Trägervorschub-Abweichungen dient,
6 und 7 Schemata zur Darstellung von materiellen Elementen eines Druckers,
8 ein Schema zur Darstellung der Rechenmittel gemäß einem nach dem Verfahren der Erfindung funktionierenden Drucker, und
9 eine sehr schematische Darstellung der Servosteuerungen eines Druckkopfs.
3 dient zur Erläuterung der Translations- und Dilatationsabweichungen. Hierfür sind in verschiedenen Konfigurationen auf der von den Achsen X, Y verkörperten Trägerebene neun verschiedene Positionen und Formen eines von einer Tröpfchensalve hinterlassenen Rasters dargestellt. In dem dargestellten Beispiel und zur Vereinfachung der Erläuterung sind neun Tröpfchen genommen worden, die auf sehr übertriebene Weise beabstandet dargestellt sind.
Im Abschnitt A der 3 ist das Raster aus neun Tröpfchen gemäß seiner von einem Achsensymmetriestrich MM' definierten Nominalposition dargestellt. Dieser Achsstrich verläuft senkrecht in der Mitte des bei A dargestellten Rasters, also in der Nominalposition. Im Abschnitt B ist das Raster so, wie es gedruckt wird dargestellt. Bei diesem Raster ist einerseits zu erkennen, dass es versetzt ist, was durch die Position seiner Mittelachse NN' dargestellt ist, die im Verhältnis zur Position der Achse MM' versetzt ist, und andererseits ist sie ausgedehnt, dass heißt, dass der Abstand zwischen den Tröpfchen 1 und den Tröpfchen 9, wie er bei B dargestellt ist, größer ist als der Abstand zwischen dem Tröpfchen 1 und dem Tröpfchen 9, wie er bei A dargestellt ist.
In 3 und aus Vereinfachungsgründen sind die N Tröpfchen 1 bis 9 des Abschnitts B als gleich beabstandet dargestellt. Offensichtlich könnte es sich in der Realität anders verhalten und die Tröpfchen könnten unterschiedliche Abstände zueinander haben. Daraus folgt, dass die Position des zentralen Tröpfchens, dargestellt von der Achse NN', nicht immer für die Translationsbewegungsabweichung repräsentativ ist.
Im allgemeinsten Fall wird die beste Einschätzung bzw. Bewertung, die man von dem Translationsbewegungsversatz haben kann, durch die Distanz zwischen dem Baryzentrum der Tröpfchen in Nominalpositionen dargestellt, wie bei A veranschaulicht ist, und dem Baryzentrum der Tröpfchen in wirklichen Positionen, wie sie bei B dargestellt sind. Die Berechnung der Position dieser Baryzentren wird vorgenommen, indem den Tröpfchen ein gleicher Koeffizient, beispielsweise der Koeffizient 1, gegeben wird.
Aus Vereinfachungsgründen könnte man sich auch damit begnügen, die Baryzentren einer ganzen Zahl a von Tröpfchen des bei A dargestellten Rasters einerseits und des bei B dargestellten Rasters andererseits zu vergleichen, wobei diese Tröpfchen sich in den entsprechenden Nominalpositionen befinden. Wenn beispielsweise bei A die Tröpfchen 4, 5 und 7 genommen werden, werden für die Berechnung des Baryzentrums bei B die gleichen Tröpfchen 4, 5 und 7 genommen.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass man sich allgemein damit begnügen kann, die Positionen der ersten und letzten Tröpfchen zu nehmen, im Fall der 3 die der Tröpfchen 1 und 9. Der Versatz bei der Translationsbewegung ist dabei gleich dem Versatz zwischen den Punkten mit gleichem Abstand der Tröpfchen 1 und 9, wie sie bei A dargestellt sind, und der Tröpfchen 1 und 8, wie sie bei B dargestellt sind. Die statische Translationsbewegungskorrektur bewirkt, die Achse NN' des Rasters darauf zurückzuführen, wie sie in der Position MM' gedruckt ist. In dieser Position fallen die Achsen MM' und NN' zusammen.
Diese Korrektur der statischen Translationsbewegung wird durch eine Modifikation der an jedes der Tröpfchen 1 bis 9 angelegten Ladung erhalten. Die Berechnung der Größe dieser Modifikation der an die Tröpfchen 1 bis 9 angelegten Ladung wird unter Berücksichtigung der an Maschinen gleichen Typs ermittelten Daten durchgeführt. Diese Daten könnten Tabellen umfassen, welche den Versatz des Tröpfchens vom Rang j in Abhängigkeit von der der Nominalladung dieses Tröpfchens vermittelten Korrektur umfassen.
Nach der Korrektur der statischen Translationsbewegung befindet sich das aus neun Tröpfchen bestehende Raster, wie bei C dargestellt ist, in einer korrekten Position in Bezug auf die Achse MM', seine Höhe in dem in 3 bei C dargestellten Fall ist jedoch zu groß in Bezug auf die nominale Höhe, wie sie bei a in 3 dargestellt ist. Dieses Raster könnte auch zu klein sein. Die Ausbreitungskorrektur besteht darin, die Modifikation der Ladung zu berechnen, welche der bereits um den statischen Translationsbewegungsfehler korrigierten Nominalladung zu vermitteln ist, um diese Tröpfchen zu ihrer Nominalposition zurück führen.
Bei dem in 3 dargestellten Fall, bei dem eine gleichmäßige Dilatation der Gesamtheit der das Raster bildenden Tröpfchen dargestellt ist, ist zu erkennen, dass die Positionskorrektur des äußersten Tröpfchens 9 eine größere Lademodifikation erfordert als beispielsweise die Korrektur des Tröpfchens 6. Bei dem in 3 dargestellten Fall, bei dem eine gleichmäßige Dilatation der das Raster bildenden Tröpfcheneinheit dargestellt wurde, ist zu erkennen, dass die Korrektur der Position des äußersten Tröpfchens 9 eine größere Modifikation der Ladung erfordert als beispielsweise die Korrektur des Tröpfchens 6. Bei dem in 3 dargestellten Fall braucht die Position des zentralen Tröpfchens 5 keine Dilatationskorrekturen erfahren. Im allgemeinsten Fall ist es angebracht, eine Berechnung der Modifikation der Ladung vorzunehmen, welche jedem der Tröpfchen zu vermitteln ist, um dieses von seiner bereits durch die Anwendung der statischen Translationsbewegungskorrektur korrigierten Position in seine Nominalposition zurückzuführen.
Wie im Fall der Korrektur des statischen Translationsbewegungsfehlers wird diese Berechnung der Korrektur der Dilatationsabweichung unter Berücksichtigung der an vorangehenden Maschinen erfassten Daten ausgeführt.
Die 4 ist dazu vorgesehen, den dynamischen Versatzfehler und dessen Korrektur zu erläutern. Im Abschnitt A der 4 ist in durchgezogenen Linien die Nominalposition eines Bandes dargestellt. Dieses Band ist in Form eines Rechtecks dargestellt, das als Höhe die Höhe eines von einer die N Tröpfchen enthaltenden Salve erzeugten Rasters darstellt, wobei seine Breite gleich der Distanz zwischen dem ersten und dem letzten Raster des Bandes ist. In der Abtastrichtung wird die Druckposition eines Rasters von der Markierung der Position des Druckkopfs bestimmt, beispielsweise in Bezug auf ein Lineal zur Positionsbestimmung.
Dieses Lineal weist Gradeinteilungen auf, beispielsweise magnetische oder optische, die mit den Mitteln des Druckkopfs oder eines Trägers dieses Kopfs zusammenwirken, damit die Position des Druckkopfs der Steuereinheit des Druckers permanent bekannt ist. Bei Kenntnis der Position eines Randes des Druckträgers und des Kopfs in Bezug auf dieses Lineal ist es also möglich, die Position des Kopfs in Bezug auf den Träger zu bestimmen. Die Nominalposition des ersten Rasters wird erhalten, indem die Position des Kopfs in Bezug auf den Träger an der vorbestimmten Position dieses ersten Rasters in Bezug auf den Rand des Trägers in Abhängigkeit von das Motiv definierenden Daten verglichen wird. Diese Daten bestimmten beispielsweise, dass sich das erste Raster um 2000 am Lineal markierte Positionen vom Rand des Trägers entfernt befinden muss. Wenn ein Positionszähler um 2000 fortgezählt worden ist, wird der Druck des ersten Rasters ausgelöst. Angenommen, die Abweichung ΔY zwischen der wirklichen des Position des Bandes, punktiert dargestellt, und seiner Nominalposition wird, wie bei A dargestellt ist, beispielsweise um 20 Positionen nach rechts versetzt.
Gemäß der Erfindung wird der Druck jedes Rasters um eine Anzahl α von notwendigen Positionen modifiziert, um die Raster von ihren tatsächlichen Positionen zu ihren Nominalpositionen zurückzuführen. Insbesondere das erste Raster, welche den Anfang des Bandes darstellt, wird von seiner tatsächlichen Position zu seiner Nominalposition zurückgeführt. In dem weiter oben gewählten numerischen Beispiel beginnt der Druck des ersten Rasters, wenn der Positionszähler (2000–20), das heißt 1980 Positionen nach Erfassung des linken Randes gezählt hat. Alle Raster des Bandes werden um diese Positionszahl versetzt. Wenn der Druck auch während der Rückführbewegung des Druckkopfs erfolgt, muss der Druck dieses letzten Rasters beispielsweise in Abhängigkeit von numerischen Daten bei der Position 100000 beginnen, wobei der Wert 100000 von dem Wert 99980 ersetzt wird, um die Abweichung der Versetzung um 20 Positionen von dem tatsächlichen Band zu berücksichtigen. Diese Korrektur führt zu einer Bandposition, wie sie in 4 im Abschnitt B dargestellt ist. Es ist zu erkennen, dass die auf jedes der Raster angewandte dynamische Versetzungskorrektur die Position des tatsächlichen Bandes zur Position des Nominalbandes zurückführt.
Ein weiterer möglicher Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf 5 erläutert.
Diese Ergänzung der Erfindung bezieht sich auf eine Positionsabweichung eines Bandes infolge einer Abweichung im Vorschub des Trägers. Diese Korrektur betrifft die Drucker, bei denen der Träger Schritt für Schritt nach dem Druck jedes Bandes vorwärtsbewegt wird. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird beim Druck eines aktuellen Bandes eine Markierung gedruckt, die bei A in 5 dargestellt ist. Diese Markierung kann aus einem einfachen Strich gebildet sein, der mittels eines oder mehrerer Tröpfchen konsekutiven Ranges gedruckt wird.
Nach dem Vorschub des Trägers, aber vor dem Druck des folgenden Bandes erscheint diese Markierung in der Position B in 5. Um den Abweichungsfehler ε_x beim Vorschub des Trägers darzustellen, ist auch die Position einer fiktiven Markierung bei C dargestellt, welche die bei B vorhandene Markierung bei Nicht-Vorhandensein einer Abweichung zwischen der Nominalposition und der tatsächlichen Position hätte aufweisen müssen. Die Markierung C ist auf dem Träger nicht wirklich vorhanden. Die Abweichung zwischen der fiktiven Markierung C und der Markierung B ermöglicht die Bestimmung der Abweichung ε_x zwischen der bei C markierten Nominalposition und der bei B markierten tatsächlichen Position. Diese Abweichung beim Vorschub des Trägers wird gemäß diesem Aspekt der Erfindung durch eine Modifikation der Ladung der im Verlauf dieses Bandes gedruckten Tröpfchen ausgeglichen.
Die Erfassung der Abweichung ε_x zwischen der Markierung B und der Nominalposition C des Bandes, das gedruckt wird, wird mittels eines Messfühlers 12 durchgeführt, beispielsweise eines CCD-Messfühlers, der die Messung dieser Strecke beispielsweise durch Zählen der Abweichung der Nummer zwischen einem Messfühlerelement 12a, welche die Markierung aufnimmt, wenn sie sich in der Nominalposition befindet, und einem Messfühlerelement 12b, das sie wirklich empfängt, gestattet. Dieser Messfühler wird vorzugsweise gegenüber dem Träger angeordnet und zwar derart, dass sein Messfeld die Erfassung der Markierung mit ziemlich breiten Toleranzen gestattet. Dieser Messfühler ist vorzugsweise ein Messfühler einer bestimmten Lichtwellenlänge und wird von einem Sender in der Richtung auf dieser bestimmten Lichtwellenlänge ergänzt.
Die 6 und 7 sind Prinzipschemata von Druckern von Farbmotiven durch Tintenstrahlen, die einige für die Verkörperung der Erfindung notwendigen Besonderheiten in Erscheinung treten lassen.
Das in den 6 und 7 dargestellte System entspricht einer Architektur für den Druck von breiten Formaten, die lediglich als nicht-einschränkende Beispiele gewählt wurden. Der Druck wird durch sukzessive Abtastvorgänge in der Y-Richtung realisiert. Das System setzt auf bekannte Weise einen Träger 27 über eine Spule 28 ein, deren Abwicklung stromauf einer Druckeinheit 29 durch ein Paar 36 von in Kontakt befindlichen Antriebszylindern 37, 38 sichergestellt wird.
Ein erster Zylinder 37 ist mit einem Motor versehen, und ein zweiter Zylinder 38 stellt einen Gegendruck am Kontaktpunkt sicher. Die beiden Zylinder 37, 38 klemmen den Träger ein und führen ihn ohne Gleitbewegung mit. Die Vorwärtsbewegung des Trägers 27 ist durch einen nicht dargestellten, da an sich bekannten Codierer von Winkelpositionen, die an der Achse eines der Zylinder angebracht sind, gesteuert. Nach jedem Zwischenvorschub des Trägers wird die zu bedruckende Zone desselben flach auf einem Drucktisch 30 gehalten, der sich unter dem Abtastweg der Druckeinheit 29 befindet. Dieses Flachhalten wird aufgrund eines zweiten Antriebssystems 39 gewährleistet, dass sich stromab der Druckeinheit befindet.
Dieses zweite Antriebssystem 39 hält eine konstante Spannung des Trägers 27. Manchmal wird ein intermittierender Unterdruck des Drucktisches hergestellt, um die Flachheit des Trägers 27 in der Druckzone zu verbessern.
Die Druckeinheit 29 durch Tintenstrahl ist aus mehreren Druckköpfen 25 gebildet, wie die beispielsweise in 1 dargestellten, wobei jeder Kopf durch eine der Tinten von Primärfarben aus Behältern 11 dank einer Nabelschnur oder eines Verteilerkanals 13 gespeist wird.
Die verschiedenen Druckköpfe 25 bedrucken gleichzeitig den Träger, wenn sich dieser nicht bewegt. Der Druck eines Bandes wird durch Abtasten in der Y-Richtung der Druckeinheit durchgeführt. Die Abtastbewegung der Druckeinheit in Bezug auf den Träger wird durch einen mit der Druckeinheit fest verbundenen und durch eine motorbetriebene Riemenschiebe 41 angetriebenen Riemen 40 ausgeführt. Die Führung der Druckeinheit wird auf bekannte Weise durch eine nicht dargestellte mechanische Achse bewerkstelligt.
Jeder Druckkopf druckt ein Band einer konstanten Breite L. Die Druckköpfe können in der X-Richtung des Vorschubs des Trägers derart versetzt sein, dass ein Kopf nicht notwendigerweise das gleiche Band im selben Augenblick wie ein anderer Druckkopf, der einer unterschiedlichen Tintenfarbe entspricht, bedruckt. Nach jedem Abtastvorgang wird der Träger um einen räumlichen Schritt δX vorwärts bewegt, der höchstenfalls gleich der Breite des Bandes L ist, der aber allgemeiner ein Bruchteil von L für einen Druck in mehreren Durchgängen ist.
Der Abstand der Druckköpfe in der Y-Richtung und eventuell in der X-Richtung ermöglicht einerseits eine ausreichende Trockenzeit zwischen der Aufbringung der verschiedenen Farbtinten und andererseits die Herstellung einer identischen Überlagerungs-Reihenfolge der Farben, auch wenn der Druck während der Hin- und Herbewegung des Druckkopfs durchgeführt wird.
Die Synchronisation zwischen dem Strahl von Tintentröpfchen und der Abtastposition der Druckköpfe 25 in Bezug auf den Träger 27 wird mittels eines nichtdargestellten optischen Detektors des Breitenrandes erreicht. Der Detektor des Breitenrandes ist am Druckkopf oder an einem Träger dieses Kopfs angebracht, um jeden der beiden Ränder zu erfassen. Dieser Detektor sendet ein Erfassungssignal jedes Breitenrandes. Das Erfassungssignal eines Bezugs-Breitenrandes, beispielsweise des linken Randes, wird anschließend zum Auslösen eines Positionszählers genutzt, der die Synchronisierung der Position jedes Druckkopfs mit den Druckdaten für diese Position ermöglicht, die in dem Druckspeicher enthalten sind. Der Positionscodierer kann auf bekannte Weise ein optisches oder magnetisches Lineal sein, welches auf der mechanischen Führungsachse der Abtastung angebracht ist.
Im Verhältnis zu den bekannten Drucksystemen, wie sie in den 6 und 7 dargestellt ist, kann die Erfindung die Besonderheit aufweisen, mit einem oder mehreren Detektoren 12 (8) zur Erfassung des tatsächlichen Vorschubs des Trägers ausgestattet zu sein. Es gibt einen linken Trägervorschubdetektor, wenn der Druck von links nach rechts ausgeführt wird, und einen zweiten rechten Trägervorschubdetektor, wenn der Druck auch von rechts nach links durchgeführt wird. Ebenfalls, und auf bekannte Weise, kann ein einzelner bzw. einziger Trägervorschubdetektor am Druckkopf oder an einem Träger dieses Kopfs angebracht sein, um den Trägervorschub zu erfassen, wenn der Druck von links nach rechts oder von rechts nach links stattfindet.
Ein weiterer wichtiger Unterschied eines Druckers gemäß der Erfindung im Vergleich zu einem bekannten Drucker rührt von den Steuermitteln der Spannung der Tröpfchenladeelektrode her. Eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben worden.
Die 8 stellt Steuermittel 31 gemäß der Erfindung dar. Bei diesen Steuermitteln 31 weisen die Elemente, welche die gleiche Funktion erfüllen wie die in 2 dargestellten, die gleiche Bezugsnummer. Im Verhältnis zu den in 2 dargestellten Steuermitteln 26 kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung eines oder mehrere der nachstehenden Mittel aufweisen.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann den Detektor 12 einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen Vorschub des Trägers und seinem Nominalvorschub aufweisen, einen Rechner 34 der Positionsabweichung des Trägers und ein dynamisches Korrekturmittel 35 der Translationsbewegung zum Korrigieren der Ladung der Tröpfchen derart, dass die von dem Rechner 34 festgestellte Abweichung ausgeglichen wird. Die Elemente, die Detektoren 12, der Rechner 34 einer Positionsabweichung und das dynamische Korrekturmittel 35 der Translationsbewegung sind in Reihe miteinander verbunden, und die dynamischen Korrekturen der Translationsbewegung φ, die von dem Korrekturmittel 35 berechnet werden, werden auf den Rechner 3' der Tröpfchenladespannungen angewandt.
Die Mittel zur Steuerung der Position und der Abweichung der Strahlen können ebenfalls einen Detektor 14 der Abweichung der tatsächlichen Position der pro Strahl gedruckten Punkte im Verhältnis zu der Nominalposition der von dem Strahl gedruckten Punkte umfassen. Die Abweichungen der Position der pro Strahl gedruckten Punkte werden einerseits in ein Korrekturmittel 17 der statischen Translationsbewegung, in ein Korrekturmittel 18 der Dilatation und schließlich in ein Korrekturmittel 19 der dynamischen Versetzung eingegeben.
Schließlich können die Mittel zur Steuerung der Tintentröpfchenladung einen Generator 32 eines beliebigen Rauschens umfassen, von dem der Ausgang auf einen Rechner 3' der Tröpfchenladespannungen angewandt wird, um auf zufällige Weise die Ladung jedes Tröpfchens zu modifizieren. Die Funktionsweise ist die folgende.
Der Detektor 12 erfasst die Abweichung zwischen einer Markierung bezüglich des aktuellen Bandes, das gerade gedruckt wird, und der Nominalposition dieses Bandes. Diese Abweichung wird in den Rechner 34 zur Berechnung der Abweichung eingegeben. Dieser Rechner berechnet in Abhängigkeit von dem von dem Messfühler 12 übertragenen Signal den Wert bzw. die Größe ε_x der Abweichung des Vorschubs des Trägers 27. Diese Abweichung wird in das Korrekturmittel 35 der dynamischen Translationsbewegung eingegeben, welches die an dem Rechner 3' der Tröpfchenladespannung anzuwendenden Korrekturwerte berechnet, um diese dynamische Translationsbewegung φ zu korrigieren. Der Rechner 14 der Abweichung der Position der gedruckten Punkte für jeden Strahl vergleicht die Position der gedruckten Punkte an einem Testbild in Bezug auf die Position der entsprechenden Punkte auf einem Bezugs-Testbild. Diese Berechnung der Abweichungen kann auf automatische Weise ausgeführt werden, beispielsweise indem das gedruckte Testbild abgetastet wird und mit Hilfe des gespeicherten Bezugs-Testbilds. Mittels der berechneten Abweichungen berechnet die Korrektureinheit der statischen Translationsbewegung 17 auf eine der oben angegebenen Weisen die Verschiebung des Baryzentrums der a Punkte, für die die Positionsabweichung gemessen wurde. Desgleichen berechnet die Korrektureinheit der Dilatation 18 die Abweichung zwischen einem gedruckten Punkt und dem entsprechenden Nominalpunkt.
In Abhängigkeit von dieser Abweichung wird ein Korrekturwert der an jedes der Tintentröpfchen angelegten Ladung berechnet. Die von der Recheneinheit 17 zur Korrektur der statischen Translation berechneten Korrekturwerte θ_j sowie der von dem Korrekturmittel 18 der Dilatation berechnete Korrekturwert δ_ij werden beide am Rechner 3' der Tröpfchenladespannungen angewandt. Der Rechner 3' der Tröpfchenladespannung berechnet die algebraische Summe der an die Tröpfchenladeelektrode anzulegenden Spannungen in Abhängigkeit einerseits von der Nominalspannung, die aus der von dem Speicher 2 kommenden Beschreibung des Rasters resultiert und andererseits von dem Korrekturwert θ_j der statischen Translationsbewegung, die von der Korrektureinheit 17 der statischen Translationsbewegung kommt, von dem Korrekturwert θ_ij der Dilatation, der von der Korrektureinheit 18 der Dilatationskorrektur kommt, von dem Korrekturwert der dynamischen Translation φ, die von dem Rechner 35 berechnet wird und schließlich in Abhängigkeit von dem Wert, der von dem Generator eines Zufallsrauschens 32 ausgegeben wurde. Der Korrekturwert α der dynamischen Versetzung, der von der Korrektureinheit der dynamischen Versetzung 19 berechnet wurde, wird seinerseits an die Folgeschaltung der Tröpfchenladung angelegt. Auf diese Weise wird die Ladung der Tröpfchen, so wie sie von dem Rechner der Tröpfchenladespannungen 3' vorgesehen ist, koinzidierend mit einer Positionsnummer des Positionszählers, die kleiner oder größer ist als die Nominalnummer, in Abhängigkeit von dem Rechenwert α der dynamischen Versetzung angewandt, wobei die Positionen von dem Rand des Trägers aus gezählt werden.
9 ist dazu vorgesehen, sehr genau einen Druckkopf 25 und die verschiedenen Servosteuerungen, die ihm zugeordnet sind, darzustellen. Jede der Servosteuerungen, die im einzelnen nachstehend kommentiert werden, ist an sich bekannt. Die Erfinder kennen jedoch keine Drucker, die gleichzeitig die Gesamtheit dieser Servosteuerungen an ein- und demselben Drucker aufweisen. Die Erfinder sind der Meinung, dass dieses Fehlen auf eine schlechte Einschätzung der Interferenz der verschiedenen, zu steuernden Parameter zurückzuführen ist, um zu einer guten Druckqualität nach obiger Beschreibung zu gelangen. Der Drucker gemäß der Erfindung weist eine Servosteuerung der Viskosität 61 in Abhängigkeit von der Temperatur auf, die wie die anderen Servosteuerungen durch eine Rückführschleife am Ausgang des Kopfs 25 dargestellt ist, welche einen Fehlerwert an den Eingang zurückführt. Die eventuell notwendige Korrektur der Viskosität wird durch Hinzufügen von Lösemittel oder durch Hinzufügen von an Farbstoffen konzentrierterer Tinte realisiert, um eine konstante Farbstoffrate beizubehalten. Eine Servosteuerung der Strahlgeschwindigkeit 62 wird durch Einwirkung auf einen Wert des Tintenzuführdrucks bewerkstelligt. Der Aufbrechabstand des Strahls wird von einer Servosteuerung 63 aufrechterhalten, welche auf einen einstellbaren Parameter einwirkt, der die Bewahrung einer vorbestimmten Aufbrechdistanz ermöglicht. Es könnte sich beispielsweise um die Speisespannung eines piezoelektrischen Kristalls handeln, der Vibrationen in der Tinte hervorruft. Schließlich ist der Drucker gemäß der Erfindung mit einer Servoschaltung 64 der Phase zwischen den Augenblicken des Anlegens elektrischer Tröpfchenladeimpulse und den Augenblicken des Anlegens der Tröpfchenbildungsimpulse ausgestattet. Diese Phase kann durch Einwirkung auf eine Zeitschaltung geregelt werden.
So führt bei einem Drucker gemäß der Erfindung, bei dem die Viskosität für eine Bezugstemperatur konstant gehalten wird, die Einwirkung auf den Druck zur Geschwindigkeitsänderung zu tatsächlich bekannten Resultaten, so dass diese Geschwindigkeit auf einem vorbestimmten Wert konstant gehalten werden kann. So ist die Auftreffgröße der Tröpfchen sehr konstant. Da die Konzentration an Farbstoff ebenfalls konstant gehalten wird, ist die Farbe jedes Tröpfchens auch eine Konstante. Da der Aufbrechabstand der Strahlen und die Phase gesteuert werden, kann man schließlich sicher gehen, dass jedes der Tröpfchen eine elektrische Ladung aufnimmt, die von der Speisespannung der Ladeelektroden 20 abhängt. Bei einem Drucker, bei dem nach obiger Beschreibung alle Druckparameter gesteuert werden, rühren die Positionierungsfehler der Tintentröpfchen in Bezug auf ihre Nominalposition nicht mehr nur von mechanischen Toleranzen bei der Position der Druckköpfe und eventuell von dem Durchmesser der Tintenausstoßdüsen her. Das ist der Grund, weshalb bei einem solchen Drucker die Positionierung durch Einwirkung auf die Steuerelektronik des Druckers korrigiert werden kann, wie vorstehend beschrieben wurde. Um über eine gute Reproduktion der Druckqualität zu verfügen, ist es angebracht, dass die Tintenausstoßgeschwindigkeit in den Grenzen um einen Bezugswert bzw. Sollwert gehalten wird. Die Erzielung dieses Sollwerts könnte einem Tintenspeisedruck entsprechen, der in Abhängigkeit von dem Druckkopf variabel ist, und zwar wegen der Toleranzen an den Tintenaustrittsdüsen oder wegen der Umgebung der Druckmaschine. Deshalb umfasst ein Druckkopf eines Druckers gemäß der Erfindung vorzugsweise einen Speicher, in dem der Bezugs- bzw. Sollwert der Geschwindigkeit für jeden Strahl gespeichert wird, der einem Standard-Speisedruck entspricht, um die Sollgeschwindigkeit zu erhalten. Dieser Speicher ist symbolisch bei 65 in 9 dargestellt. Das Servosteuerprogramm der Geschwindigkeit sieht also ein Ablesen dieser Soll-Strahlgeschwindigkeit in dem Speicher des Druckkopfs vor. Auf diese Weise können während der Funktion des Druckers, bei dem der Druck in einem Wertintervall nahe dem Standarddruck geregelt ist, die signifikanten Strahlgeschwindigkeitsfehler, das heißt diejenigen außerhalb der mechanischen Toleranzgrenze der Düsen, und die nur einem einzigen Strahl eigen sind, erfasst werden.
Ebenso werden die Sollwerte des Steuersignals des piezoelektrischen Wandlers bei der Herstellung vorbestimmt und im Speicher gespeichert. Die Funktionsfehler, die einem einzigen Wandler eigen sind, können so erfasst werden.
Auch bei dem Austausch eines Druckkopfs durch einen anderen Druckkopf muss das Programm im allgemeinen nicht geändert werden, da die Nominal-Funktionsparameter im Speicher abgespeichert sind.

Claims

Verfahren zum Ausgleichen von mechanischen Fehlern eines Druckers durch Regelung der Auftreffposition von auf regelbare Weise von Ladeelektroden (20) elektrisch geladenen Tintentröpfchen auf einem Träger (27), wobei die Tröpfchen von einem Druckkopf kommen, die Flugbahnen der Tröpfchen von Ablenkelektroden (23, 24) zwischen N Positionen, einer ersten Position X₁, einer letzten Position X_N und N – 2 Zwischenpositionen modifizierbar sind, wobei die N Positionen ein Raster in Form eines Geradensegments parallel zu einer Richtung X des Trägers festlegen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass permanent während der Funktion des Druckers folgendes geliefert wird: – eine Viskosität der Tinte, damit sie einen vorbestimmten Wert in Abhängigkeit von der Temperatur bewahrt, durch Hinzufügen von Lösemittel oder von Tinte mit höhrerer Farbstoffkonzentration, – eine Strahlgeschwindigkeit durch Beeinflussen einer Zuführdruckgröße der Tinte, – ein Abstand des Aufbrechens des Strahls in Tröpfchen durch Beeinflussen eines einstellbaren Parameters, der die Beibehaltung eines vorbestimmten Aufbrechabstandes gestattet, – ein Phasenunterschied zwischen den Momenten des Anlegens elektrischer Ladeimpulse der Tröpfchen und den Momenten des Anlegens von Tröpfchenbildungsimpulsen durch Beeinflussen einer Zeitschaltung, und dadurch, dass in einer den Druckphasen vorangehenden Phase a) ein Testbild gedruckt wird, b) das gedruckte Testbild mit einem Bezugs-Testbild verglichen wird, um daraus für den Druckkopf sowie für eine ganze Zahl a von Positionen, wobei a größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich N ist, eine rechnerische Abweichung ΔX_i zwischen einer beobachteten tatsächlichen Position und einer entsprechenden Nominalposition jeweils für jede der gewählten a Positionen abzuleiten, wobei i von 1 bis a reicht, c) es wird eine statische Translationsbewegungsabweichung θ als Abweichung zwischen dem Baryzentrum zwischen den beobachteten tatsächlichen Positionen a und dem Baryzentrum der entsprechenden a Nominalpositionen bestimmt, d) es wird für jede der beobachteten a Tröpfchen-Positionen eine Positionsabweichung δ_i zwischen der tatsächlichen Position jedes Tröpfchens, korrigiert um die Translationsbewegungsabweichung, und der Nominalposition des Tröpfchens bestimmt, e) es werden die Größe θ der statischen Translationsbewegungsabweichung und die Größen δ_i der Tröpfchen-Positionsabweichungen in Bezug auf ihre betreffenden Nominalpositionen gespeichert, – anschließend wird in jeder Druckphase eines von einer Gesamtheit D digitaler Daten definierten Motivs für jedes Tröpfchen vom Rang j ein Korrekturwert der Nominalspannung bestimmt, woraus sich eine Korrekturgröße ergibt, die auf die Mittel zum Laden der auf den Träger gerichteten Tröpfchen anzuwenden ist, wobei diese Berechnung die gespeicherten Größen der statischen Translationsbewegungsabweichung und der Position der aus der Gesamtheit D der das zu druckende Motiv definierenden digitalen Daten extrahierten Daten und dem Rang j berücksichtigt, wobei j zwischen 1 und N der angestrebten nominalen Druckposition liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ganze Zahl a von beobachteten tatsächlichen Positionen gleich 2 ist, und diese Positionen die erste und die letzte Position sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ganze Zahl a gleich N ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, anwendbar auf einen mit Erfassungsmitteln der Position des Druckkopfs in einer Bewegungsrichtung dieses Kopfs in Bezug auf den Träger sowie mit Erfassungsmitteln des Trägerrandes versehenen Drucker, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem im Verlauf der den Druckphasen vorhergehenden Phase ein dynamischer Versatz ΔY zwischen der Nominalposition eines Druckbandes und seiner tatsächlichen Position gemessen wird, dieser Versatz gespeichert wird, und im Verlauf der Druckphasen die Druckpositionen des Druckkopfes versetzt werden, um den gemessenen dynamischen Versatz auszugleichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, anwendbar auf einen Drucker, bei dem der Träger schrittgeschaltet wird und pro Band gedruckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass: – ein Druckband und eine erste Marke auf dem Träger gedruckt werden, – der Träger für den Druck des folgenden Bandes vorwärtsbewegt wird, – die rechnerische Abweichung zwischen einer theoretischen Nominalposition der Marke und der tatsächlichen Position bestimmt wird, – für jedes Tröpfchen einer Salve eine Trägervorschubkorrektur als Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ der Ladespannungsgröße, die an jedes aus dem Kopf (25) kommenden Tröpfchen anzulegen ist, bestimmt wird, um die Ablenkung der Tröpfchen zu korrigieren und die rechnerische Abweichung der Trägerposition in Bezug auf deren Nominalposition auszugleichen, – auf jedes der Tröpfchen der auf den Träger gerichteten Salve die Korrekturspannung der dynamischen Translationsbewegung φ der berechneten Trägerposition angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer nominalen Spannungsgröße, die an das Lademittel jedes auf den Träger zu richtenden Tröpfchens anzulegen ist, eine zusätzliche willkürliche rechnerische Spannung hinzugefügt wird, deren Maximalamplitude eine unter 1 liegende Fraktion der Differenz zwischen der an die Ladeelektroden anzulegenden Nominalspannung für das Tröpfchen und der Nominalspannung ist, die an die Ladeelektroden (20) für eines der beiden unmittelbar angrenzenden Tröpfchen des Rasters anzulegen ist.
Drucker mit kontinuierlichem, abgelenktem Strahl, der in einer Salve Tröpfchen vom Rang 1 bis N in der Salve ausstößt, wobei die Tröpfchen einer Salve auf einen Druckträger (27) in Abhängigkeit von Daten, die ein zu druckendes Motiv definieren, gerichtet oder nicht gerichtet werden, wobei der Drucker mindestens aufweist: – einen Druckkopf (25), wobei dieser Kopf Fraktionierungsmittel mindestens eines Tintenstrahls in Tröpfchen sowie eine zugeordnete Tröpfchen-Ladeelektrode (20) der Ablenkmittel (23, 24) eines Teils der Tröpfchen zu dem Druckträger hin aufweist, – Mittel (61) zur Bereitstellung der Viskosität der Tinte, – Mittel (62) zur Bereitstellung der Geschwindigkeit der aus dem Druckkopf kommenden Tintenstrahlen, – Mittel (63) zur Bereitstellung des Aufbrechungsabstands des Strahls in Tröpfchen, – Mittel (64) zur Bereitstellung der Phase zwischen den Momenten des Anlegens von Tröpfchenladeimpulsen und den Momenten des Anlegens von Tröpfchenbildungsimpulsen, – Mittel zur Steuerung des Druckvorgangs, die über Mittel zur Festlegung der Ladung der auf den Träger zu richtenden Tröpfchen in Abhängigkeit von ihren Rängen in der Salve, gekoppelt mit der Tröpfchen-Ladeelektrode, verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuermittel (31) umfassen: – Mittel (14) zur Speicherung von Abweichungen zwischen einer Nominalposition von durch den Druckkopf gedruckten Punkten und einer tatsächlichen Position dieser Punkte, – Mittel (17) zur Korrektur der statischen Translationsbewegung θ, – Mittel (18) zur Korrektur der dynamischen Dilatation, wobei die Korrekturmittel (17, 18) Daten empfangen, die von den Abweichungsspeichermitteln (14) kommen und mit Mitteln (3') zur Berechnung der Tröpfchen-Ladespannungen gekoppelt sind.
Drucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksteuermittel (31) außerdem Mittel (19) zur Korrektur eines dynamischen Versatzes umfassen, wobei diese Mittel Daten empfangen, die von Mitteln (14) zur Abweichungsspeicherung kommen und mit Mitteln (3') zur Berechnung der Tröpfchenladung gekoppelt sind.
Drucker nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (25) einen Speicher (65) aufweist.