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Dokumentenidentifikation DE19919805C2 20.03.2003
Titel Druckvorrichtung
Anmelder Mutoh Industries Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ohtani, Katsuhiko, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, Isenbruck, 81679 München
DE-Anmeldedatum 30.04.1999
DE-Aktenzeichen 19919805
Offenlegungstag 04.11.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.03.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.03.2003
IPC-Hauptklasse B41J 19/14

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung, wie z. B. einen Tintenstrahlplotter, welcher einen Linear-Kodierer aufweist, der die Druckkopfposition erkennt und die Druckposition steuert.

In einer derartigen Druckvorrichtung wird der Druckkopf längs eines Führungsstabes angetrieben. Ein Positionsinformationssignal, welches die Position eines derartigen bewegbaren Druckkopfes anzeigt, wird basierend auf Ausgabesignalen des Linear-Kodierers erzeugt. Der Druckkopf wird basierend auf dem Positionsinformationssignal und Bilddaten angetrieben. Der Linear-Kodierer weist eine Skala (Zeitzaun bzw. timing fence) und einen Sensor auf. Die Skala ist parallel zum Führungsstab angeordnet. Der Sensor ist mit dem Druckkopf gekoppelt und misst die Einteilung der Skala, während er längs der Skala angetrieben wird.

Der Linear-Kodierer gibt ein A-Phasen-Ausgabesignal und ein B-Phasen- Ausgabesignal aus, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Der Phasenunterschied zwischen der A-Phasen-Ausgabe und der B-Phasen-Ausgabe ist 90°. Ein Positionsinformationssignal zum Bestimmen der Teilung der Druckposition wird basierend auf den A- Phasen- und B-Phasen-Ausgaben vom Linear-Kodierer erzeugt. Im Falle, dass ein Plotter zum Drucken von Bildern auf ein Blatt mit relativ großer Größe, wie z. B. A1 oder A0 gestaltet ist, benötigt der Plotter eine längere Skala. Jedoch ist es schwierig, eine hohe Auflösung von einer derartig langen Skala zu erhalten. Um eine Druckauflösung zu erhalten, welche höher ist als die tatsächliche Skalenauflösung, muss ein Positionsinformationssignal mit hoher Auflösung aus den A- Phasen- oder B-Phasen-Ausgaben gebildet werden. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 10 gezeigt ist, ein Positionsinformationssignal, dessen Frequenz viermal höher ist als die der A-Phasen- und B-Phasen-Ausgaben, durch Erkennen der Anstiegs- und Abfallflanken der A-Phasen- und B-Phasen-Ausgaben gebildet werden. Mit dem Positionsinformationssignal ist die resultierende Auflösung zum Drucken 720 dpi (Punkte pro Inch), während die Skalenauflösung 180 dpi ist.

Jedoch hat ein derartiges herkömmliches Verfahren zum Steuern der Druckposition in einem Tintenstrahlplotter die Probleme, das (i) vergrößerte Impulse im Druckpositionsinformationssignal veränderlich sein können, wenn Fehler des Kodierers auftreten, wie in Fig. 11 gezeigt ist, was eine niedrige Bildqualität verursacht; und (ii) die wählbare Auflösung auf wenige Auflösungssätze beschränkt ist, und die maximale Auflösung nur viermal größer ist als die Skalenauflösung.

In Betrachtung des oben Angeführten hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Druckvorrichtung in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (kokai) JP 9-254480 A vorgeschlagen, welche willkürlich wählbare Druckauflösungen vorsieht, während der Druckkopf mit hoher Auflösung gesteuert ist. In der Druckvorrichtung werden Intervalle zwischen Flanken der Ausgaben vom Kodierer gemessen, die gemessenen Intervalldaten durch eine vorbestimmte Zahl geteilt und in jeder unterteilten Zeitperiode Impulse erzeugt. So wird die höhere Auflösung mit den erzeugten Impulsen für die Druckpositionssteuerung verwirklicht.

Aus EP 0 602 628 A2 ist eine Druckvorrichtung mit einer Wahleinrichtung/Wahlsteuereinrichtung in Form einer Geschwindigkeits- und Winkelvergleichseinrichtung bekannt. Hierbei wird je nach Verhältnis der Drehzahl des Motors zu einem vorgegebenen Wert ein Signal zur Motoransteuerung abgeleitet, und zwar entweder von einer Geschwindigkeitserfassungs- Geschwindigkeitssteuerschaltung oder von einer Winkelerfassungs-Winkelsteuerschaltung. Das Ausgangssignal der Geschwindigkeitssteuerschaltung bzw. der Winkelsteuerschaltung wird jeweils der Geschwindigkeits- und Winkelvergleichseinrichtung zugeführt. Diese Maßnahmen sollen der genauen Positionierung bei hoher Geschwindigkeit dienen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckvorrichtung der aus JP 9-254480 A bekannten Art so zu verbessern, dass eine präzise Druckpositionssteuerung selbst bei erhöhter oder verringerter Geschwindigkeit des Druckkopfes unter Beibehalt der hochauflösenden Druckqualität gewährleistet ist,

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Druckvorrichtung mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 beansprucht.

Da die Zeitgabe der Ausgabe des ersten Positionsinformationssignals, welches von den Interpoliereinrichtungen erzeugt ist, von den Geteilt-Zeitdaten abhängt, welche durch Teilen der Impulsintervalle des Referenzimpulsignals, welches vorher gemessen wurde, erhalten wurden, ist sie nicht in der Lage, das Positionsinformationssignal in die Impulsintervalle im Referenzimpulssignal konstant hinein zu interpolieren, in einem Fall, in welchem die Kopfgeschwindigkeit (Beschleunigen oder Abbremsen) beim Messen der Intervalldaten von der Kopfgeschwindigkeit beim Erzeugen des ersten Positionsinformationssignals abweicht. Wenn darüber hinaus die Kopfgeschwindigkeit beim Messen der Intervalldaten wesentlich von der Kopfgeschwindigkeit während der Interpolation abweicht, können zu interpolierende Impulse fehlen oder zusätzliche Impulse interpoliert werden. Derartige Probleme treten in der Ausgabe des Flankendetektors nicht auf, da die Ausgabe entsprechend mit der momentan gültigen Kopfgeschwindigkeit variiert. Bei der vorliegenden Erfindung wird das erste Positionsinformationssignal, welches von den Interpoliereinrichtungen erzeugt ist, nur als das Druckpositionssignal gewählt, wenn ein Absolutwert der Kopfbeschleunigung gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, und das zweite Positionsinformationssignal, welches vom Flankendetektor erzeugt ist, wird als das Druckpositionsinformationssignal im anderen Fall gewählt. Somit wird die Position des Druckkopfes präzise gesteuert, selbst wenn der Druckkopf bei einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit angetrieben wird.

Es wird bevorzugt, dass die Wahleinrichtung gesteuert ist, das erste Positionssignal als Druckpositionssignal zu wählen, wenn jeder der Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldatensegmenten kleiner ist als die Geteilt- Zeitdaten, und das zweite Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn jeder der Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldatensegmenten gleich oder größer ist als die Geteilt-Zeitdaten. Gemäß diesem Aufbau sind die Probleme des Nichtvorhandenseins der Impulse oder der zusätzlichen Impulse während der Interpolation gelöst, selbst wenn der Druckkopf bei einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit angetrieben wird.

Im Allgemeinen variiert der Druckkopf Beschleunigung, Konstanz und Abbremsung in Reihenfolge, und der Druckkopf druckt während des Konstant- Geschwindigkeitsbereichs in der eigentlichen Druckoperation. Daher kann das erste Positionsinformationssignal mit hoher Auflösung gewählt werden, wenn der Druckkopf bei konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, und das zweite Positionsinformationssignal mit niedriger Auflösung kann gewählt werden, wenn der Druckkopf mit einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit angetrieben wird.

Während der Druckkopf bei einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit angetrieben wird, was der Fall während Perioden ist, in welchen nicht gedruckt wird, wird das Druckpositionsinformationssignal dem Zähler zugeführt, um es lediglich zu zählen. Sogar in einem derartigen beschleunigten oder abgebremsten Bereich treten keine Probleme auf, wenn die korrekte Anzahl von Impulsen in die Impulsintervalle im Referenzimpulssignal interpoliert wird. Um die Anzahl der zu interpolierenden Impulse korrekt zu halten, wird das erste Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal gewählt, wenn jeder der Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldatensegmenten kleiner ist als die Geteilt-Zeitdaten, und das zweite Positionsinformationssignal wird als das Druckpositionsinformationssignal in den anderen Fällen gewählt. Somit ist das hochauflösende Drucken während Perioden realisiert, in welchen nicht gedruckt wird.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche wesentliche Komponenten eines Tintenstrahlplotters gemäß einer Ausrührungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Kopfeinheit-Antriebsabschnittes gemäß der Ausführungsform zeigt.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Interpolierschaltung gemäß der Ausführungsform zeigt.

Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, um die Betriebsweise der Interpolierschaltung zu erklären.

Fig. 5 ist ein Graph, welcher die Geschwindigkeit einer Druckkopfeinheit gemäß der Ausführungsform zeigt.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Wahlsteuerungsschaltung gemäß der Ausführungsform zeigt.

Fig. 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die Betriebsweise der Interpolierschaltung während einer Beschleunigungsperiode der Kopfgeschwindigkeit des Druckkopfes gemäß der Ausführungsform zeigt.

Fig. 8 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären der Betriebsweise der Interpolierschaltung während einer Abbremsperiode der Kopfgeschwindigkeit des Druckkopfes gemäß der Ausführungsform.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Interpolierschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 10 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären eines herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen eines Druckpositionsinformationssignals, um hochauflösendes Drucken zu verwirklichen.

Fig. 11 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären der Probleme des herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen eines Druckpositionsinformationssignals.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt wesentliche Komponenten eines Tintenstrahlplotters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Wagen 1 wird seitwärts längs einem Führungsstab 3 angetrieben. Eine Druckkopfeinheit 2 weist Tintenstrahldüsen auf, welche mit einer vorbestimmten Anordnung zum Rasterscannen angeordnet sind, und ist am Wagen 1 befestigt, so dass die Düsen einem Druckblatt 6 zugewandt sind. Eine Skala 4 ist parallel zum Führungsstab 3 angeordnet. Ein Sensor 5, welcher am Wagen 1 befestigt ist, bewegt sich zusammen mit dem Wagen 1 und liest die Skala 4. Eine Verbindung der Skala 4 und des Sensors 5 fungiert als ein Linear-Kodierer 7. Der Linear-Kodierer 7 kann magnetisches Abtasten, optisches Abtasten oder elektrostatisches Abtasten durchführen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau von Komponenten zum Antreiben der Druckkopfeinheit 2, unter Benutzung von Ausgängen des Kodierers 7. Man bemerke, dass eine Scan-Steuerschaltung für die Druckkopfeinheit 2 nicht gezeigt ist. Ein Positionsinformationssignal-Generator 9 erzeugt ein Positionsinformationssignal basierend auf einem A-Phasen-Ausgabesignal und einem B-Phasen-Ausgabesignal vom Kodierer 7 und führt das erzeugte Positionsinformationssignal einem Kopftreiber 10 zu. Das Positionsinformationssignal ist zum Bestimmen von Druckpositionen mit einer Präzision, die feiner ist als eine Unterteilung der Skala 4. Der Kopftreiber 10 empfängt das Positionsinformationssignal zusammen mit Bilddaten und steuert den Tintenausstoß an einer durch das Positionsinformationssignal festgelegten Position.

Der Positionssignalgenerator 9 weist auf: eine Interpolierschaltung 12 zum Erzeugen eines ersten Positionsinformationssignals, basierend auf der A-Phasen- Ausgabe vom Sensor 5; einen Flankendetektor 13 zum Erzeugen eines zweiten Positionsinformationssignals, basierend auf sowohl der A-Phasen- als auch der B- Phasen-Ausgabe, deren Impulsfrequenz viermal größer ist als die der A-Phasen- und B-Phasen-Ausgaben; einen Selektor 14 zum Wählen einer von den Ausgaben von der Interpolierschaltung 12 und dem Flankendetektor 13; und eine Wahlsteuerschaltung 15 zum Steuern des Selektors 14. Die Interpolierschaltung 12 empfängt nur die A-Phasen-Ausgabe der A-Phasen- und B-Phasen-Ausgaben, erkennt die Flanken der zugeführten A-Phasen-Ausgabe und erzeugt auf die Erkennung hin Impulse. Des weiteren misst die Interpolierschaltung 12 Intervalle zwischen den erkannten Flanken, teilt die gemessenen Intervalle, basierend auf der Auflösung, welche über einen Auflösungsanzeigeanschluß 11 angewiesen wurde, und interpoliert (addiert) Impulse bei Zeitgaben gemäß den geteilten Intervallen, dann wird das resultierende Signal als das erste Positionsinformationssignal, dessen Impulszyklus der angewiesenen Auflösung entspricht, ausgegeben. Der Flankendetektor 13 erkennt Anstiegs-(Vorder-)-Kanten und Abfall-(Hinter-)-Kanten in den A-Phasen- und B-Phasen-Ausgaben und erzeugt Impulse auf die Erkennung der Flanken hin, erzeugt dann das zweite Positionsinformationssignal durch Synthetisieren der Impulse gemäß den erkannten Flanken. Die Wahlsteuerschaltung 15 erkennt die Kopfgeschwindigkeit oder Beschleunigung des Druckkopfes 2, basierend auf Informationen von der Interpolierschaltung 12 und schaltet den Selektor 14 entsprechend einem Ergebnis der Erkennung.

Fig. 3 zeigt den Aufbau der Interpolierschaltung 12 im Detail. Wie veranschaulicht weist die Interpolierschaltung 12 auf: Einen Anstiegsflankendetektor 21; einen ersten Zähler 22; einen Geteilt-Zeitdaten-Generator 23; und eine Druckpositions-Korrekturschaltung 24. Der Anstiegsflankendetektor 21 erkennt Anstiegsflanken sich wiederholender Impulse, welche in der A-Phasen-Ausgabe vom Linear-Kodierer 7 beinhaltet sind und gibt ein Referenzimpulssignal aus, welches Impulse bei Zeitgaben der erkannten Anstiegsflanken beinhaltet. Der erste Zähler 22 misst sequenziell Impulsintervalle der Referenzimpulssignal-Ausgabe vom Anstiegsflankendetektor 21 und gibt die Intervalldaten aus, welche die gemessenen Intervalle darstellen. Der Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 tastet sequenziell (empfängt) die Intervalldatenausgabe vom ersten Zähler 22 in Antwort auf das Referenzimpulssignal ab und erzeugt Geteilt-Zeitdaten durch Teilen der Intervalldaten durch 2n (wobei n eine willkürliche ganze Zahl ist), angezeigt durch ein Signal, welches über den Auflösungsanzeigeanschluß 11 zugeführt ist. Die Druckpositions-Korrekturschaltung 24 empfängt die Geteilt-Zeitdaten, welche vom Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 erzeugt sind und misst wiederholt Zeitperioden, welche durch jeweilige Geteilt-Zeitdaten in jedem Impulszyklus des Referenzimpulssignals dargestellt sind. Jedes Mal, wenn die Messung abgeschlossen ist, erzeugt die Druckpositions-Korrekturschaltung 24 ein Korrektursignal und erzeugt ein Druckpositionsinformationssignal durch Synthetisieren (Verbinden) des Korrektursignals und des Referenzimpulssignals vom Anstiegsflankendetektor 21 auf einer Zeitachse und gibt dann das Druckpositionsinformationssignal aus.

Der erste Zähler 22 wird ein durch Referenzimpulssignal vom Anstiegsflankendetektor 21 zurückgesetzt und zählt Taktsignale CLK, und diese Zurücksetzen- und Zähloperationen werden wiederholt durchgeführt. Der erste Zähler 22 gibt sequenziell die gezählten Scheitelwerte in jedem Zyklus als Daten aus, welche eine gemessene Zeitperiode zwischen den Anstiegsflanken und der A-Phasen- Ausgabe anzeigen. Der Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 legt auch die Auflösung der Druckposition mit hoher Auflösung fest. Um hohe Auflösung zu erhalten, interpoliert (addiert) der Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 Impulse zum Referenzimpulssignal vom Anstiegsflankendetektor 21, so dass die resultierenden Intervalle zwischen benachbarten Impulsen konstant sind. Das heißt, der Geteilt- Zeitdaten-Generator 23 tastet die digitalen Intervalldaten vom ersten Zähler 22 in Antwort auf die Ausgabe des Anstiegsflankendetektors 21 ab und verschiebt die abgetasteten Daten n Bits zur LSB-(Least Significant Bit)-Seite, um die Geteilt- Zeitdaten zu erhalten, welche einen Wert der Intervalldaten darstellen, welche durch 2n geteilt sind. Mit anderen Worten erzeugt der Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 die Geteilt-Zeitdaten entsprechend mit n, welches durch den Befehl über den Auflösungsanweisungsanschluss 11 zur Bitverschiebung festgelegt ist, so dass die erzeugten Geteilt-Zeitdaten Segmente enthalten, von welchen jedes eine Geteilt- Zeitperiode darstellt. Das zu teilende Intervall wurde während des vorhergehenden Zyklus des Referenzimpulssignals gemessen, und die gemessene Zeitperiode wird durch 4, 8, 16 oder dergleichen entsprechend der festgelegten Bitverschiebung n geteilt.

Die Druckpositionskorrekturschaltung 24 weist einen zweiten Zähler 25 auf, zum Messen von Zeitperioden, welche durch die Geteilt-Zeitdaten dargestellt sind, welche vom Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 erzeugt wurden. Beispielsweise empfängt der Zähler 25 die Geteilt-Zeitdaten vom Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 und gibt sich selbst die empfangenen Daten als Anfangszählwert vor und erniedrigt den Zählwert entsprechend dem Taktsignal CLK. Wenn der gezählte Wert 0 wird, gibt der Zähler 25 ein Übertrag-(Leih)-Signal aus, welches das Ende des Zählens anzeigt. Dann setzt der Zähler 25 sich selbst die nächsten Geteilt-Zeitdaten, welche vom Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 zugeführt sind in Antwort auf das Übertragssignal und beginnt erneut das Zählen. Somit wird die Zeitmessoperation wiederholt durchgeführt.

Das Übertragungssignal des Zählers 25 wird über ein UND-Gatter 26 das Korrektursignal. Ein Gatter-Signal wird auch dem UND-Gatter 26 eingegeben. Das Gattersignal ist vorgesehen, um die letzte Signalkomponente (Übertragssignal) in jedem Zyklus des Referenzimpulssignals auszuschalten, d. h., um Signalkomponenten, welche mit den Impulsen im Referenzimpulssignal überlappen, auszuschalten, wenn der Druckkopf bei konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Eine Umkehrverzögerungsschaltung 29 weist Inverter in ungeradzahliger Anzahl auf, um die A-Phasen-Ausgabe vom Kodierer 7 für die Periode τ umzukehren und zu verzögern. Die A-Phasen-Ausgabe vom Kodierer 7 und das umgekehrte und verzögerte A-Phasen-Signal von der Umkehrverzögerungsschaltung 29 werden in ein NAND-Gatter 28 eingegeben, und das NAND-Gatter 28 gibt das Gatter- Signal aus.

Und ein ODER-Gatter 27 ist vorgesehen, um das erste Positionsinformationssignal durch Synthetisieren (ODER-Verknüpfen) des Korrektursignals vom UND- Gatter 26 und des Referenzimpulssignals vom Anstiegsflankendetektor 21 zu bilden.

Fig. 4 zeigt eine Operationszeitgabe des Positionsinformationssignal-Generators 9, welcher den oben genannten Aufbau hat. Der Anstiegsflankendetektor 21 erkennt Anstiegsflanken der A-Phasen-Ausgabe und gibt das Referenzimpulssignal gemäß den erkannten Flanken bei jedem Zyklus der A-Phasen-Ausgabe aus, wie in Fig. 4 gezeigt. Der erste Zähler 22 misst Intervalle zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen des Referenzimpulssignals und gibt die Intervalldaten, welche die gemessenen Zeitperioden T1, T2, . . . darstellen, aus. Wenn der Druckkopf 2 bei konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, haben die Intervalle T1, T2, . . ., welche durch die Intervalldaten dargestellt sind, dieselbe Länge. Der Geteilt- Zeitdaten-Generator 23 tastet die Intervalldaten in Antwort auf die Ausgabe (Referenzimpulssignal) des Anstiegsflankendetektors 21 ab. Der Geteilt-Zeitdaten- Generator 23 benutzt die abgetasteten Intervalldaten, um die Geteilt-Zeitdaten des nächsten Zyklus des Referenzimpulssignals zu erzeugen. Wenn ein gegebener Befehl, welcher über den Auflösungsanweisungsanschluss 11 zugeführt ist, anzeigt, dass die Zahl der Teilung 4 ist (n = 2), werden durch 4 geteilte Zeitdaten, welche T1/4, T2/4, . . . . darstellen, vorbereitet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die beispielhafte Zahl für die Teilung in der Interpolierschaltung 12 ist für erklärende Zwecke 4, jedoch kann die Zahl für die Teilung z. B. 8, 16, 32, . . . sein, wobei jede dieser Zahlen größer ist als die Zahl für die Teilung im Flankendetektor 13.

Nach Durchführung derartiger wiederholter Messabfolgen durch den zweiten Zähler 25 wird ein Übertragssignal, dessen Frequenz viermal höher ist als das des Referenzimpulssignals erreicht, wie in Fig. 4 gezeigt. Das NAND-Gatter 28 erzeugt ein Gatter-Signal, welches negative Impulse aufweist, deren Impulsbreite T ist, bei Zeitgaben der Anstiegsflanken der A-Phasen-Ausgabe, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Das UND-Gatter 26 wird durch das Gatter-Signal geschlossen und schaltet Impulse im Übertragssignal aus, welche mit den Impulsen im Referenzimpulssignal überlappen. Im Ergebnis wird das Korrektursignal erhalten, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Wenn die Kopfgeschwindigkeit des Druckkopfes 2 nicht variiert, ist die ausschaltende Operation vom NAND-Gatter 28 nicht notwendig, d. h., das gesamte Übertragssignal kann als das Korrektursignal benutzt werden, weil der letzte Übertragsimpuls in jedem Zyklus mit dem Impuls im Referenzimpulssignal überlappt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Jedoch mögen die letzten Übertragsimpulse nicht mit den Impulsen des Referenzimpulssignals übereinstimmen, wenn die Kopfgeschwindigkeit variiert, da die Intervalldaten, welche in einem Zyklus erhalten werden, benutzt werden, um die Geteilt-Zeitdaten für den nächsten Zyklus der sequenziellen Impulsausgabe (A-Phasen-Signal) vom Kodierer 7 in dieser Ausführungsform zu erhalten. Dadurch können Zeitlücken zwischen den letzten Übertragsimpulsen und den Impulsen im Referenzimpulssignal auftreten. Ein Vorbereiten des Korrektursignals durch das NAND-Gatter 28 ist notwendig, um die Zeitlücken zwischen den letzten Übertragsimpulsen und den Impulsen im Referenzimpulssignal zu kompensieren. Das ODER-Gatter 27 synthetisiert (ODER- verknüpft) das in Fig. 4 gezeigte Korrektursignal und das in Fig. 4 gezeigte Referenzimpulssignal auf einer Zeitachse, und somit wird ein in Fig. 4 korrigiertes Positionsinformationssignal erzeugt.

Da die Interpolierschaltung 12 ein hochaufgelöstes Positionsinformationssignal unter Benutzung ausschließlich der A-Phasen-Ausgabe vom Kodierer 7 erzeugt, wird eine hohe Druckqualität mit einer Auflösung, welche höher ist als die der Skala, verwirklicht, selbst wenn der Kodierer 7 Scan-Fehler hat. In der obigen Erklärung werden die Geteilt-Zeitdaten durch Teilen der Intervalldaten des vorhergehenden Zyklus erhalten. Jedoch können die Geteilt-Zeitdaten mit den Intervalldaten von zwei Zyklen zuvor aufbereitet werden. Dieses Verfahren wird gut funktionieren, ohne wesentliche Probleme, wenn der Zeitunterschied zwischen den Zyklen nicht zu lange ist. Darüber hinaus ist eine willkürliche Auflösung wählbar. Beispielsweise ist Drucken mit hoher Qualität mit erhöhter Auflösung wie etwa 720 dpi, 1440 dpi oder 2880 dpi verfügbar, während die Auflösung der Skala 180 dpi ist. Das heißt, die Druckauflösung ist viermal höher als die Skalenauflösung oder mehr. Darüber hinaus wird das Drucken mit einer derartig hohen Auflösung ohne ein Erhöhen der Skalenauflösung verwirklicht. Somit wird Drucken mit hoher Qualität ohne zusätzliche Kosten verwirklicht, selbst wenn eine Druckvorrichtung eine längere Skala erfordert.

Wie in Fig. 5 gezeigt, variiert die Kopfgeschwindigkeit der Druckkopfeinheit 2 in der Reihenfolge von Beschleunigung, Konstanz und Abbremsung. Da der Impulszyklus des Referenzimpulssignals während der Beschleunigungsperiode und der Abbremsperiode stark variiert, treten in der Interpolierschaltung 12 mit hoher Wahrscheinlichkeit Interpolierfehler auf. Darüber hinaus können Zählwerte des ersten Zählers 22 überlaufen, wenn die Kopfgeschwindigkeit der Druckkopfeinheit 2 niedrig ist. Als ein Ergebnis können Intervalldaten falsch gemessen werden. Um sichere Daten zu erhalten, sollte eine Druckoperation, welche auf dem Positionsinformationssignal von der Interpolierschaltung basiert, durchgerührt werden, während des konstanten Kopfgeschwindigkeitsbereichs. Während einer Nicht- Druck-Periode wird der Druckkopf 2 basierend auf dem Positionsinformationssignal vom Flankendetektor 13 gesteuert, da der Zähler lediglich das Druckpositionsinformationssignal zählt. Wenn er die korrekte Anzahl von Impulsen in die Impulsintervalle des Referenzimpulssignals interpolieren kann, ist der Druckkopf 2 steuerbar, basierend auf dem Positionsinformationssignal von der Interpolierschaltung 12, selbst wenn der Druckkopf 2 bei beschleunigter oder abgebremster Geschwindigkeit angetrieben wird.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel des Aufbaus der Wahlsteuerschaltung 15, welche die oben beschriebenen Operationen zulässt. Die Register 31 und 32 speichern sequenziell die vom ersten Zähler 22 zugeführten Intervalldaten. Die Register 31 und 32 geben Intervalldaten, welche in einem Zyklus Ti, und entsprechend Intervalldaten, welche in einem Zyklus Ti-1 gemessen wurden, aus. Der Zyklus Ti ist ein Zyklus gerade vor dem gegenwärtigen Zyklus, und der Zyklus Ti-1 ist ein Zyklus unmittelbar vor dem Zyklus Ti. Eine Differenzschaltung 33 berechnet einen Absolutwert der Differenz zwischen den Ausgabeintervalldaten. Ein Komparator 34 vergleicht die erhaltenen Differenzen mit einem vorbestimmten Wert. In diesem Beispiel ist der vorbestimmte Wert der Wert, welcher durch die Geteilt- Zeitdaten von dem Geteilt-Daten-Generator 23 angegeben ist. Fig. 7 zeigt einen Fall, bei welchem die Differenz der Längen zwischen dem Zyklus Ti-1 und dem Zyklus Ti größer ist als die Geteilt-Zeitdaten von Ti-1/4 (wenn n = 2), welche durch Teilen der Intervalldaten des Zyklus Ti-1 erhalten werden. In diesem Fall fehlen einer oder mehrere Impulse im Zyklus Ti, wie durch P in Fig. 7 angezeigt ist. Wenn die Differenzen in den sequenziell zugeführten Intervalldaten kleiner werden (das bedeutet, dass die Druckkopfeinheit 2 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird oder die Beschleunigung oder die Abbremsung klein ist), setzt ein ODER-Gatter 35 ein Wahlsignal SEL auf einen Tiefpegel-(L)-Zustand. Dann wählt der Selektor 14, wie in Fig. 2 gezeigt, das erste Positionsinformationssignal, welches von der Interpolierschaltung 12 zugeführt ist. Wenn im Gegensatz die Kopfgeschwindigkeit nicht konstant ist, wird das Wahlsignal SEL in einen Hochpegel-(H)-Zustand gesetzt, und der in Fig. 2 gezeigte Selektor 14 wählt das zweite Positionsinformationssignal, welches vom Flankendetektor 13 zugeführt ist.

Wenn die Zählwerte des ersten Zählers 22 überlaufen, sendet der erste Zähler 22 ein Überlaufsignal an einen Setzen-Eingabe-Anschluss S eines RS-Flip-Flops 36, welches wiederum das H-Zustand-Signal, wie in Fig. 8 gezeigt, ausgibt. Ein D- Flip-Flop 37 hält die ansteigende Ausgabe des RS-Flip-Flops in Antwort auf den nächsten Impuls in dem Referenzimpulssignal. Die Ausgabe des D-Flip-Flops 37 wird dem ODER-Gatter 35 zusätzlich zur Ausgabe vom Komparator 34 zugeführt. Als ein Ergebnis wird das Wahlsignal SEL auf einen H-Zustand gesetzt, wenn die Druckkopfeinheit 2 ruht oder bei niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird, weil die Zählwerte des ersten Zählers 22 überlaufen. Dann wählt der Selektor 14, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das zweite Positionsinformationssignal, welches vom Flankendetektor 13 zugeführt ist.

Der Kopftreiber 10 treibt die Druckkopfeinheit 2 basierend auf dem Druckpositionsinformationssignal, welches vom Selektor 14 zum Drucken von Bilddaten zugeführt wird, an. Im obigen Beispiel haben die ersten und zweiten Positionsinformationssignale zum Zweck der Erklärung dieselbe Auflösung, jedoch kann das erste Positionsinformationssignal eine höhere Auflösung als das zweite Positionsinformationssignal bei praktischem Gebrauch haben. In einem derartigen Fall muss das Wahlsignal SEL vom Selektor-Controller 5 dem Kopftreiber 10 zugeführt werden, um die Kopfantriebsoperation so auszuführen, dass die resultierende Auflösung dem zugeführten Wahlsignal SEL entspricht. Die Auflösungsdaten müssen über den Auflösungsanzeigeanschluss 11 dem Kopftreiber 10 (dieser Aufbau ist nicht gezeigt) zugeführt werden.

Gemäß der oben erläuterten Ausführungsform kann die Interpolierschaltung 12 die Druckposition nicht nur erkennen, wenn die Kopfgeschwindigkeit konstant ist (Druck-Periode), sondern auch wenn der Druckkopf mit einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit (Nicht-Druck-Periode) angetrieben wird, wenn die vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel können die Geteilt-Zeitdaten auf eine andere Weise erzeugt werden. Das heißt, ein variabler Dividierer 41 kann anstelle des Geteilt- Zeit-Generators 23, wie in Fig. 9 gezeigt, vorgesehen werden. In diesem Fall teilt der variable Dividierer 41 das Taktgebersignal CLK bezüglich der Frequenz in einem willkürlichen Teilungsverhältnis, basierend auf der Auflösungsinformation, um die Geteilt-Zeitdaten zu erzeugen, anders als bei der oben genannten Ausführungsform, wo der Geteilt-Zeitdaten-Generator 23 dem zweiten Zähler 25 zuzuführende Geteilt-Zeitdaten durch Teilen der Intervalldaten, welche vom ersten Zähler 22 der Interpolierschaltung 12 gemessen wurden, erzeugt. Dieses Verfahren hat den Vorteil eines größeren Auflösungsbereiches. Beispielsweise hat der variable Dividierer 41 eine Schaltung, welche zulässt, vier Impulse von fünf Impulsen im Taktgebersignal CLK durchgehen zu lassen, und dann wird ein Ausgabesignal der Schaltung dividiert, um doppelt so viele Impulse wie ursprüngliche Impulse zu haben. Als ein Ergebnis hat ein resultierendes Signal fünf Mal so viele Impulse wie ursprüngliche Impulse.

Ein Verfahren zum Erkennen der Kopfgeschwindigkeit oder Beschleunigung der Druckkopfeinheit 2 ist nicht auf die oben genannte Ausführungsform begrenzt, wo die Kopfgeschwindigkeit basierend auf den Ausgaben der Interpolierschaltung 12 erkannt wird. Das Erkennen kann durch ein willkürliches Verfahren ausgeführt werden. In der oben gezeigten Ausführungsform hat die Wahlsteuerschaltung zum Steuern des Selektors einen Aufbau in Form von Hardware, jedoch kann eine derartige Wahlfunktion auch durch Software ausgeführt werden.

Der Tintenstrahlplotter ist beispielhaft in der oben gezeigten Ausführungsform veranschaulicht. Diese Erfindung kann in einer Druckvorrichtung, welche andere Druckverfahren, wie z. B. thermisches Drucken verwendet, eingesetzt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Druckvorrichtung mit

    einem Druckkopf (2), welcher längs einer Führung (3) angetrieben wird,

    einem Linear-Kodierer (7), welcher eine Skala (4), welche parallel zur Führung (3) ist, und einen Sensor (5) aufweist, welcher längs der Skala (4) zusammen mit dem Druckkopf (2) angetrieben wird, um die Skala (4) zu lesen, und welcher eine Vielzahl von Kodierer- Ausgabesignalen, welche unterschiedle Phasen haben, ausgibt,

    Positionsinformationssignal-Erzeugeeinrichtungen (9) zum Erzeugen eines Druckpositionsinformationssignals, welches die Position des Druckkopfes (2) durch Bearbeiten der Kodierer- Ausgabesignale anzeigt,

    Kopfantriebseinrichtungen (10) zum Antreiben des Druckkopfes (2) basierend auf der Positionsinformationssignal-Ausgabe von den Positionsinformationssignal-Erzeugeeinrichtungen (9) und Bilddaten, wobei die Positionsinformationssignal-Erzeugeeinrichtungen (9) aufweisen:

    Interpoliereinrichtungen (12) zum Erzeugen eines Referenzimpulssignals durch Erkennen von Impulsflanken in mindestens einem der Kodierer-Ausgabesignale, ausgegeben vom Linear-Kodierer (7), um Intervalldaten durch Messen von Zeitperioden zwischen Impulsen im Referenzimpulssignal zu erhalten und um Geteilt-Zeitdaten durch Teilen der Intervalldaten durch eine vorbestimmte Zahl (n) zu erhalten, zum Erzeugen eines Korrektursignals an jedem Ende der Zeitperioden, dargestellt durch die Geteilt-Zeitdaten, und zum Ausgeben eines ersten Positionsinformationssignals, basierend auf dem Korrektursignal und dem Referenzimpulssignal,

    einem Flankendetektor (13), um ein zweites Positionsinformationssignal auszugeben, welches durch Erkennen von Impulsflanken in der Vielzahl von Kodierer-Ausgabesignalen erhalten wird, zum Erzeugen von Impulsen als Antwort auf die Flankenerkennung und zum Synthetisieren der Erkennungsimpulse,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass Wahleinrichtungen (14) vorgesehen sind zum Wählen entweder des ersten Positionsinformationssignals von den Interpoliereinrichtungen (12) oder des zweiten Positionsinformationssignals vom Flankendetektor (13),

    dass Wahlsteuereinrichtungen (15) vorgesehen sind zum Steuern der Wahleinrichtungen (14) zum Wählen des ersten Positionsinformationssignals von den Interpoliereinrichtungen (12) als das Druckpositionsinformationssignal, wenn ein Absolutwert der Beschleunigung des Druckkopfes (2) gleich oder kleiner ist als eine vorbestimmte Beschleunigung, und zum Wählen des zweiten Positionsinformationssignals vom Flankendetektor (13) als das Druckpositionsinformationssignal, wenn der Absolutwert der Beschleunigung des Druckkopfes (2) größer ist als eine vorbestimmte Beschleunigung.
  2. 2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahlsteuereinrichtungen (15) die Wahleinrichtungen (14) steuern, um das erste Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn jede der Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldatensegmenten kleiner ist als die Geteilt-Zeitdaten, und das zweite Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn jede der Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldatensegmenten gleich oder größer ist als die Geteilt-Zeitdaten.
  3. 3. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahlsteuereinrichtungen (15) die Wahleinrichtungen (14) steuern, um das erste Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn der Druckkopf (2) bei einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, und das zweite Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn der Druckkopf (2) bei einer beschleunigten oder abgebremsten Geschwindigkeit angetrieben wird.
  4. 4. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahlsteuereinrichtungen (15) die Wahleinrichtungen (14) steuern, um das erste Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn der Druckkopf (2) bei einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, während der Druckkopf (2) in einer Druck-Periode ist, um das erste Positionsinformationssignal als Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn jede der Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldaten kleiner ist als die Geteilt-Zeitdaten, während der Druckkopf (2) in einer Nicht-Druck-Periode ist, und um das zweite Positionsinformationssignal als das Druckpositionsinformationssignal zu wählen, wenn jede der Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Intervalldaten gleich oder größer ist als die Geteilt-Zeitdaten, während der Druckkopf in einer Nicht-Druck-Periode ist.






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