DE69838897T2

DE69838897T2 - Aufzeichnungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE69838897T2
Application number: DE69838897T
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Takanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: EP0901098A3; JP3174539B2; EP0901098B1; US6347855B1; JPH1177986A; EP0901098A2; DE69838897D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, bei der ein Flüssigkeitsausstoßkopf zum Ausstoßen einer Flüssigkeit wie Tinte Verwendung findet, und bezieht sich im einzelnen auf eine Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsmaterials wie Papier, eines Tuchs oder Textilgewebes, eines nicht gewebten Vliesstoffs, einer Folie wie einer OHP-Folie oder dergleichen.
Die Erfindung eignet sich hierbei insbesondere für eine Druckvorrichtung, bei der ein kontinuierlicher Druckbetrieb über eine längere Zeitdauer erfolgt, oder für eine Druckvorrichtung zum kontinuierlichen Bedrucken eines Stoffes oder Gewebes mit einer Breite von zumindest einem Meter. Im einzelnen ist die Erfindung hierbei in Verbindung mit Bürogeräten wie einem Drucker, einem Kopiergerät, einem Tintenstrahldrucker oder einem Faksimilegerät verwendbar, oder kann bei einer größeren Fertigungsanlage wie einer Textildruckanlage eingesetzt werden.
Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen des Standes der Technik umfassen einerseits Vorrichtungen zur Erzeugung eines Bildes durch Ausstoßen von Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial und andererseits Vorrichtungen, bei denen eine Spezialflüssigkeit ausgestoßen wird. Eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung (die zu den ersteren Vorrichtungen zählt) dient zur Erzeugung eines Bildes durch Ausstoßen von Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial und ist dadurch gekennzeichnet, dass das gewünschte Druckergebnis in sehr stabiler Form erhalten werden kann, da im Vergleich zu einem elektrofotografischen Vorgang weniger Störfaktoren bei der Bilderzeugung auftreten.
Da im allgemeinen die zum Flüssigkeitsausstoß dienende Ausstoßeinheit winzige Strukturen aufweist, kann es zu nachteiligen Hafterscheinungen von in der Flüssigkeit enthaltenen Farbstoffen oder Pigmenten oder zu einem fehlerhaften Ausstoß durch haftende Schmutzpartikel kommen. Solche Erscheinungen führen dann zu einer fehlerhaften Aufzeichnung bei Flüssigkeitsausstoßvorrichtungen wie einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät. Zur Vermeidung dieser Erscheinungen sind bereits ein Zwangsausstoß von Flüssigkeit, eine Reinigung des die Ausstoßeinheit umfassenden Flüssigkeitsausstoßbereichs oder die Beaufschlagung dieses Ausstoßbereiches mit Gas oder Flüssigkeit im Rahmen von Absaug- oder Druckbeaufschlagungsvorgängen, die über eine sogenannte Regeneriereinrichtung in geeigneten Intervallen erfolgen, in Betracht gezogen worden.
Bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät erfolgt die Bilderzeugung unter Verwendung von Feindüsen, wodurch sich eine qualitativ hochwertigere Aufzeichnung mit einer höheren Auflösung erzielen lässt. Auf Grund der vorstehend beschriebenen Probleme führt die Verwendung von solchen Feindüsen jedoch zu einer instabilen Aufzeichnung und einer qualitativen Verschlechterung des Aufzeichnungsbildes. So können z. B. Verschlechterungen des Aufzeichnungsbildes durch eine Schräg- oder Schieflage der Aufzeichnung, die durch winzige Differenzen in der Auftreffposition eines Tintentröpfchens auf Grund einer instabilen Tintenausstoßrichtung hervorgerufen wird, einen misslungenen (nicht erfolgenden) Ausstoß auf Grund einer Verstopfung der Ausstoßöffnung (Düse) mit Staub oder verdickter Tinte, einen misslungenen Ausstoß auf Grund einer Unterbrechung bei einem elektrothermischen Wandlerelement (Heizelement), das bei einem Tintenstrahlverfahren zur Erzeugung einer Gas- oder Dampfblase in der Tinte zu deren Ausstoß dient, oder durch einen misslungenen Ausstoß auftreten, der auf der Ablagerung eines Tintentröpfchens auf der Oberfläche einer Ausstoßöffnung beruht, wodurch die Ausstoßöffnung durch das Tintentröpfchen verdeckt wird.
Solche misslungenen (nicht erfolgenden) Ausstoßvorgänge führen zur Bildung von Leerzeilen in der Abtastrichtung eines seriell arbeitenden Druckers, wodurch weiße Streifen in einem Aufzeichnungsbild auftreten, durch die die Qualität des Aufzeichnungsbildes in erheblichem Maße herabgesetzt wird.
Wenn hierbei zur Vergrößerung der Druckleistung eine Vergrößerung der Düsenzahl in den Bereich von hunderten oder tausenden von Düsen erfolgt, nimmt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens solcher Störungen bei den Düsen proportional zu, sodass es immer schwieriger wird, ein fehlerloses Bild zu erhalten.
Ferner wird zwar bei der Herstellung des Aufzeichnungskopfes die Fertigung eines fehlerfreien Kopfes angestrebt, bei dem sämtliche Düsen sich im Normalzustand befinden, jedoch nimmt bei der vorstehend beschriebenen Vergrößerung der Anzahl von Düsen natürlich auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Defekten im Verlauf der Herstellung in entsprechendem Umfang zu, wodurch sich die Fertigungsausbeute verschlechtert, was wiederum zu höheren Herstellungskosten und damit zu höheren Marktpreisen führt.
Weiterhin wird bei der üblichen Konfiguration auch ein fehlerfreier Aufzeichnungskopf für die Aufzeichnung unbrauchbar, wenn eine Störung oder ein Ausfall bei nur einer der vielen Düsen im Verlauf der Aufzeichnung auftritt. Aus diesem Grund treten bei einer Druckvorrichtung mit einem 6 bis 8 Düsen aufweisenden Mehrdüsen-Aufzeichnungskopf häufig Düsen-Fehlfunktionen auf, die dann jeweils zu einem fehlerhaften Drucken führen. Wenn ferner ein solcher Aufzeichnungskopf bei jedem Auftreten einer Düsen-Fehlfunktion ersetzt werden muss, sind auch die Kosten eines solchen Austausches und der Umstand zu berücksichtigen, dass in einem solchen Fall der Betrieb des Aufzeichnungsgerätes unterbrochen werden muss.
Im übrigen muss nicht nur bei einem mit dem Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren arbeitenden Aufzeichnungsgerät sondern auch bei Aufzeichnungsgeräten, die mit verschiedenen Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung unterschiedlicher Aufzeichnungselemente für die Bilderzeugung auf einem Aufzeichnungsmaterial betrieben werden, im Falle eines z. B. auf einer Beschädigung beruhenden Ausfalls eines Aufzeichnungselements für die Aufzeichnung entweder der Aufzeichnungsbetrieb in einem Zustand fortgesetzt werden, bei dem ein Teil der Aufzeichnungspunkte in dem Aufzeichnungsbild fehlt, oder der Aufzeichnungsbetrieb unterbrochen und ein korrekter Aufzeichnungszustand z. B. durch Austausch des Aufzeichnungskopfes wiederhergestellt werden.
Zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Nachteile ist seitens der Anmelderin in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 6-79 956 bereits ein Verfahren zur komplementären Aufzeichnung der Aufzeichnungsposition einer ausgefallenen Düse vorgeschlagen worden, über die kein Ausstoß mehr erfolgt. Bei diesem Verfahren wird ein Mehrdüsen-Aufzeichnungskopf zur Durchführung einer seriellen Abtastung verwendet. Ein vorgegebener Bereich wird hierbei in mehrere Abtastungen unterteilt, bei denen eine komplementäre Aufzeichnung im Rahmen einer Mehrfachabtastungs-Aufzeichnung erfolgt. Auf diese Weise wird die einer defekten Düse entsprechende Aufzeichnungsposition bei einer anderen Abtastung komplementär aufgezeichnet, wodurch eine Verschlechterung des Bildes auf Grund des misslungenen bzw. nicht erfolgten Ausstoßes verhindert wird.
Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 6-79 956 ist außerdem auch eine Konfiguration bekannt, bei der die Bilddaten einer defekten Düse von einem separat vorgesehenen Aufzeichnungskopf komplementär aufgezeichnet werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird somit in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 6-79 956 für eine defekte Düse eine komplementäre Aufzeichnung vorgeschlagen, um auf diese Weise Bildmängel (Schräg- oder Schieflage, weiße Streifen) zu reduzieren, die von einer Fehlfunktion einer Düse wie einem nicht erfolgenden Ausstoß verursacht werden. Bei dem beschriebenen Mehrfachabtastungs-Aufzeichnungsverfahren werden somit die überdeckenden Daten von einer die komplementäre Aufzeichnung durchführenden Düse ausgedruckt, wobei diese komplementäre Aufzeichnung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die die Aufzeichnung solcher überdeckender Daten ermöglicht. Bei einem Mehrfachabtastungs-Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Nebenabtastung über die Hälfte der Aufzeichnungsbreite erfolgt, wird daher die Druckgeschwindigkeit auf annähernd die Hälfte verringert. Bei einem praktischen Fall, bei dem nicht sämtliche Düsen korrekt arbeiten sondern Defekte vorliegen, sodass bei einer gewissen Anzahl von Düsen kein Ausstoß erfolgt oder ein misslungener Ausstoß vorliegt, muss somit die Druckgeschwindigkeit dieses Aufzeichnungsgerätes in erheblichem Umfang verringert werden.
Aus dieser Patent-Offenlegungsschrift ist außerdem eine Konfiguration bekannt, bei dem die Bilddaten einer defekten Düse durch einen separat vorgesehenen Aufzeichnungskopf komplementär aufgezeichnet werden. Eine solche Konfiguration ermöglicht zwar eine Aufzeichnung ohne Verringerung der Aufzeichnungsgeschwindigkeit, jedoch ist in einem solchen Falle ein gesonderter Aufzeichnungskopf für die komplementäre Aufzeichnung erforderlich, der sich bei Nichtvorliegen von Fehlfunktion oder Störungen bei einer Düse wie eines nicht erfolgenden Ausstoßes erübrigt und dann trotzdem in einem voll betriebsfähigen Ausstoßzustand gehalten werden muss. Ein solcher Aufzeichnungskopf führt insbesondere dann zu einem Kostenanstieg, wenn zur Erzielung einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung eine größere Anzahl von Düsen in dem Aufzeichnungskopf vorgesehen wird. Darüber hinaus sind bei einem Farbaufzeichnungsgerät gesonderte Komplementär-Aufzeichnungsköpfe entsprechend den vorgesehenen Farben erforderlich, was bei einem solchen Gerät nicht nur zu einem Kostenanstieg sondern auch zu einem komplexen Aufbau führt, wodurch das Gerät zwangsläufig voluminös wird.
Außerdem ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 5-301 427 der Anmelderin eine Konfiguration bekannt, bei der unmittelbar nach einer Aufzeichnung ein Zustand mit Hilfe eines Sensors erfasst, eine Ausstoß-Fehlfunktion durch Berechnung der Differenz zwischen aufzuzeichnenden Daten und dem erfassten Zustand identifiziert und eine komplementäre Aufzeichnung bei einer folgenden Abtastung oder mit Hilfe eines vorgesehenen komplementären Aufzeichnungskopfes durchgeführt werden. Auch mit dieser Konfiguration lassen sich jedoch nicht sämtliche vorstehend beschriebenen Probleme lösen.
Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 5 124 720 eine Konfiguration bekannt, bei der im Falle des Vorliegens einer defekten Düse die Aufzeichnung nur mit einem Teil eines Aufzeichnungskopfes durchgeführt wird, der die defekte Düse nicht enthält. Wenn bei dieser Konfiguration jedoch die Ausstoß-Fehlfunktion in der Mitte des Aufzeichnungskopfes auftritt, wird der Aufzeichnungsbetrieb unter Ausschluss dieses defekten Bereiches mit einem vorherigen oder anschließenden Teil des Aufzeichnungskopfes durchgeführt, sodass sich bei mehreren Fehlfunktionen der noch nutzbare Bereich des Aufzeichnungskopfes in erheblichem Umfang verringert. Wenn diese Konfiguration bei einem Farbaufzeichnungsgerät eingesetzt wird, findet eine extreme Verringerung des verwendbaren Bereichs des Aufzeichnungskopfes statt, da auch die defekten Bereiche der Aufzeichnungsköpfe für andere Farben zu berücksichtigen sind, wodurch sich die Aufzeichnungsgeschwindigkeit in erheblichem Maße verringert.
Weiterhin ist aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 8-25 700 der Anmelderin ein Aufzeichnungsgerät/Verfahren bekannt, bei denen eine defekte (keinen Ausstoß mehr herbeiführende) Düse vor einem Aufzeichnungsvorgang erfasst wird, der Aufzeichnungsvorgang in der Vorwärts-Abtastrichtung durch Löschen der dieser defekten (und einen weißen Streifen hervorrufenden) Düse entsprechenden Daten durchgeführt wird, vor einer Rückwärtsabtastung eine Nebenabtastung in einem vorgegebenen Umfang durchgeführt wird, sodass die defekten Düsen den gebildeten weißen Streifen nicht überdecken, und die gelöschten Daten in umgekehrter Reihenfolge einer zufriedenstellend arbeitenden Düse zugeführt werden, wodurch eine komplementäre Aufzeichnung auf dem gebildeten weißen Streifen erfolgt. Bei dieser Konfiguration wird jedoch die die Komplementäraufzeichnung ausführende Düse sowohl bei der Vorwärtsabtastung als auch bei der Rückwärtsabtastung verwendet, sodass sich die Häufigkeit der Ansteuervorgänge für den Tintenausstoß bei dieser Düse um die Häufigkeit der Ansteuerungen bei der Rückwärtsabtastung erhöht.
Bei einer Ausstoßeinrichtung, bei der ein elektrothermisches Wandlerelement (Heizelement) Verwendung findet, beinhaltet die Häufigkeit der Ansteuerungen z. B. die Anzahl der zur Herbeiführung eines Tintenausstoßes zugeführten Impulssignale, wobei die Betriebslebensdauer eines solchen Heizelements im allgemeinen in einem Bereich von 10⁸ bis 10¹⁰ Impulsen liegt. Über diese Betriebslebensdauer hinaus ist das Heizelement nicht länger verwendbar, wobei auch die entsprechende Düse nicht mehr regenerierbar ist. Eine Düse, die zusätzlich auch für eine Komplementäraufzeichnung eingesetzt wird, erreicht somit das Ende ihrer Betriebslebensdauer viel früher (was sich vereinfacht dahingehend ausdrücken lässt, dass sich die Betriebslebensdauer einer solchen Düse auf die Hälfte verringert). Eine Düse, die auch für eine Komplementäraufzeichnung eingesetzt wird, fällt somit früher aus, wodurch sich die Betriebslebensdauer des gesamten Aufzeichnungskopfes verringert.
Darüber hinaus ist aus der EP 0783973 ein Druckverfahren bekannt, bei dem eine Komplementierung von Bildmängeln erfolgen kann, die durch einen fehlerhaften Ausstoß oder einen nicht erfolgenden Ausstoß bei Druckelementen eines Druckkopfes verursacht werden. Dieses Druckverfahren umfasst folgende Schritte: Erfassung einer fehlerhaften Düse des Druckkopfes, Durchführung eines Druckvorgangs unter Ausschluß der fehlerhaften Düse während einer Primärabtastung, Herbeiführung einer Verschiebung des Druckkopfes in einer zusätzlichen Abtastrichtung um zumindest den Abstand bzw. die Rasterung zwischen den Düsen, Durchführung eines komplementären Druckens mit einer normal arbeitenden Düse für den der fehlerhaften Düse entsprechenden Druckbereich und Beendigung der Verschiebung des Druckkopfes in der zusätzlichen Abtastrichtung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Druckverfahren gemäß Patentanspruch 1 angegeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Druckvorrichtung gemäß Patentanspruch 8 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In den Zeichnungen zeigen:
1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F und 1G Ansichten, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen,
2A, 2B, 2C, 2D, 2E und 2F Ansichten, die die Umschaltung einer Komplementärdüse bei dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen,
3A, 3B, 3C und 3D Ansichten, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen,
4A, 4B, 4C und 4D Ansichten, die ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen,
5A, 5B, 5C und 5D Ansichten, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen,
6 eine Ansicht, die einen Fall in Verbindung mit dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die Position einer keinen Ausstoß liefernden Düse in Bezug auf die in den 5A bis 5D dargestellte Position unterschiedlich ist,
7 eine Ansicht, die einen Fall in Verbindung mit dem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die Position einer keinen Ausstoß liefernden Düse im Vergleich zu der in 6 dargestellten Position eine Komplementäraufzeichnung in höherem Maße erschwert,
8 eine Ansicht, die die Umschaltung der Düse für die Komplementäraufzeichnung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 veranschaulicht,
9 eine schematische Querschnittsansicht einer Druckvorrichtung für Direktdruck gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
10 eine schematische perspektivische Ansicht einer Aufzeichnungseinheit der Druckvorrichtung für Direktdruck gemäß 9,
11 eine Ansicht, die eine Konfiguration zur Erfassung einer fehlerhaften Düse bei der Aufzeichnungseinheit gemäß 10 veranschaulicht,
12 eine Querschnittsansicht einer Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen bei der Aufzeichnungseinheit gemäß 10,
13 ein Beispiel für das von der Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen gemäß 12 ausgelesene Ausgangssignal,
14 und 15 Ablaufdiagramme in Form der 14A und 14B sowie der 15A und 15B, die einen Aufzeichnungsvorgang bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen,
16 eine Teilansicht des Aufbaus einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung, bei der die Erfindung verwendbar ist,
17 die Konfiguration eines Aufzeichnungskopfes der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß 16,
18 eine aus der Hauptabtastrichtung des Aufzeichnungskopfes her gesehene Querschnittsansicht einer Reinigungseinrichtung der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß 16,
19 eine Querschnittsdraufsicht der Reinigungseinrichtung und des Aufzeichnungskopfes der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß 16,
20 eine Draufsicht der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß 16, und
21 ein Ablaufdiagramm, das den grundlegenden erfindungsgemäßen Aufzeichnungsablauf bei der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß den 16 bis 20 veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Hierbei wird zunächst auf eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung näher eingegangen, bei der die Erfindung verwendbar ist. 16 zeigt den Aufbau einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung, die ein Beispiel für eine Flüssigkeitsausstoßvorrichtung darstellt, bei der die Erfindung Verwendung finden kann.
Wie in 16 dargestellt ist, ist ein Druckwagen 1 an einer Führungsachse 3 bewegbar angeordnet und trägt Farbdruckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d, die jeweils der Farbe Cyan, Magenta, Gelb bzw. Schwarz entsprechen.
Ein Endlosband 4 steht mit dem Druckwagen 1 in Wirkverbindung, wodurch der Druckwagen 1 über das Endlosband 4 entlang der Führungsachse 3 durch einen von einem Schrittmotor gebildeten und von einer Motor-Ansteuereinrichtung 23 angesteuerten Antriebsmotor 5 parallel zu der Aufzeichnungsfläche eines (nachstehend als Druckblatt bezeichneten) Aufzeichnungsmaterials 6 wie Papier, einer Folie bzw. OHP-Folie oder eines Tuchs bzw. Textilgewebes bewegt wird. Der Druckwagen 1, die Führungsachse 3, der Endlosgurt 4 und der Antriebsmotor 5 bilden hierbei eine Hauptabtasteinrichtung.
Außerdem sind eine Transportwalze 7 zum Transportieren des Druckblattes 6, Führungsrollen 8A, 8B zur Führung des Druckblattes 6 sowie ein Druckblatt-Transportmotor 9 vorgesehen. Die Transportwalze 7, die Führungsrollen 8A, 8B sowie der Druckblatt-Transportmotor 9 bilden hierbei eine Nebenabtasteinrichtung.
Die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d umfassen jeweils mehrere Düsen 10, die Aufzeichnungselemente zum Ausstoßen von Tintentröpfchen auf das Druckblatt 6 darstellen und von Tintenbehältern 11a, 11b, 11c und 11d über den Druckköpfen 2a, 2b, 2c und 2d jeweils zugeordnete Tintenzuführungsröhren bzw. -schläuche 12a, 12b, 12c und 12d mit Tinte versorgt werden. Eine das offene Ende einer jeden Düse 10 darstellende Ausstoßöffnung ist an einer dem Druckblatt 6 gegenüberliegenden Fläche des jeweiligen Druckkopfes 2a, 2b, 2c und 2d angeordnet, wobei die dem Druckblatt 6 gegenüberliegende Fläche nachstehend als Ausstoßöffnungsfläche bezeichnet wird.
Jede Düse 10 umfasst eine (nicht dargestellte) Energieerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Energie für den Tintenausstoß, wobei diesen Energieerzeugungseinrichtungen selektiv Tintenausstoßsignale von Kopf-Ansteuereinrichtungen 24a, 24b, 24c und 24d über flexible Leitungen 13A, 13B, 13C und 13D zugeführt werden.
Die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d umfassen jeweils Kopf-Heizeinrichtungen 14a, 14b, 14c und 14d (von denen die Heizeinrichtungen 14b, 14c, 14d in den 1A bis 1G nicht dargestellt sind) sowie Temperaturerfassungseinrichtungen 15a, 15b, 15c und 15d (von denen die Einrichtungen 15b, 15c, 15d in den 1A bis 1G nicht dargestellt sind), wobei die von den Temperaturerfassungseinrichtungen 15a, 15b, 15c und 15d erhaltenen Messsignale einer Steuerschaltung 16 zugeführt werden, die eine Zentraleinheit (CPU) umfasst und die über die Kopf-Heizeinrichtungen 14a, 14b, 14c und 14d erfolgende Erwärmung in Abhängigkeit von diesen Messsignalen über eine Treiberschaltung 17 und eine Stromquelle 18 steuert.
In einem Zustand, bei dem kein Drucken erfolgt, wird eine Verschluss- oder Abdeckeinrichtung 20 mit den Ausstoßöffnungsflächen der Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d in Kontakt gebracht, wobei in einem solchen Zustand die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d in eine der Verschluss- oder Abdeckeinrichtung 20 gegenüberliegende Stellung bewegt werden. In einem solchen Zustand wird die Verschluss- oder Abdeckeinrichtung 20 von einer Abdeckungs-Betätigungseinrichtung 25 vorverstellt und führt eine Abdeckung herbei, in dem ein elastisches Element 44 mit den Ausstoßöffnungsflächen in Kontakt gebracht wird.
Wenn nämlich die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d für eine längere Zeit der Luft ausgesetzt sind, verdunstet die in den Düsen 10 vorhandene Tinte und wird viskos und zähflüssig, wodurch ein instabiler Tintenausstoß erhalten wird. Zur Vermeidung dieser Erscheinung werden die Düsen 10 daher in Bezug auf die Umgebungsluft abgedichtet bzw. verschlossen, wenn kein Drucken stattfindet. Im Inneren eines Abdeckelements ist ein mit Flüssigkeit getränktes Flüssigkeitsaufnahmeelement 45 vorgesehen, wodurch das Innere des Abdeckelements in einem angefeuchteten Zustand und damit der Anstieg der Tintenviskosität minimal gehalten werden.
Ferner wird bei einem längeren Abdeckzustand ein Regeneriervorgang durch Tinten-Druckbeaufschlagung durchgeführt. Ein solcher längerer Stillstand führt nämlich trotz Abdeckung zu einem allmählichen Verdampfen der im Inneren der Ausstoßöffnung befindlichen Tinte, die somit – wenn auch langsam – allmählich viskos und zähflüssig wird. Weiterhin verbleibt auch manchmal eine Gas- oder Dampfblase in der Ausstoßöffnung, wodurch ein stabiler Tintenausstoß behindert wird. Aus diesen Gründen werden daher bei Beginn eines Druckvorgangs in den Tintenbehältern 11a, 11b, 11c und 11d vorgesehene Pumpen zur Druckbeaufschlagung der Tinte aktiviert, wodurch verdickte Tinte oder verbleibende Gas- oder Dampfblasen aus der Ausstoßöffnung ausgestoßen werden. Diese Maßnahme eignet sich auch zur Entfernung von Staubablagerungen auf der Ausstoßöffnungsfläche oder von in die Ausstoßöffnungen eingedrungenem Staub, sodass auf diese Weise ein stabiler Tintenausstoß gewährleistet ist.
Eine Verstopfungsverhinderungseinrichtung 31 dient zur Aufnahme der von den Druckköpfen 2a, 2b, 2c und 2d im Falle eines Leerausstoßes (Vorausstoßes) ausgestoßenen Tinte. Die Verstopfungsverhinderungseinrichtung 31 umfasst hierbei ein den Druckköpfen 2a, 2b, 2c und 2d gegenüberliegendes Flüssigkeitsaufnahmeelement 32, das als Flüssigkeitsaufnahmeeinheit zur Absorption der bei einem Leerausstoß austretenden Tinte dient und zwischen der Verschluss- oder Abdeckeinrichtung 20 und einer Druckstartposition angeordnet ist. Das Flüssigkeitsaufnahmeelement 32 sowie das Flüssigkeitsaufnahmeelement 45 bestehen hierbei vorzugsweise aus einem schwammartigen porösen Material oder einem gesinterten Kunststoffmaterial.
Bei dem Leerlausstoß handelt es sich um einen nicht zum Drucken dienenden Tintenausstoß, der zur Temperaturkompensation in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen durch Herbeiführung eines Flüssigkeitsausstoßes oder eines Gasdurchflusses erfolgt, wodurch Fremdstoffe aus den Ausstoßöffnungen entfernt werden. Zusätzlich können vorgegebene Treiberimpulse vor dem Beginn eines Druckvorgangs zugeführt werden, wodurch Tinte aus sämtlichen Ausstoßöffnungen z. B. in Richtung des Abdeckelements ausgestoßen wird (Alterungsbetrieb). Zur Anhebung der Feuchtigkeit in der im Bereich der Ausstoßöffnungen befindlichen Atmosphäre kann eine solche Operation auch im Abdeckzustand erfolgen.
Eine Reinigungseinrichtung 50 ist mit einem elektromagnetischen Wisch- oder Waschventil 51 und einer Saugpumpe 52 mit zugehöriger Betätigungseinrichtung verbunden, über die die Abgabe einer Reinigungsflüssigkeit von einer Wischeinrichtung 53 sowie das Absaugen der Reinigungsflüssigkeit von der Reinigungseinrichtung 50 im Rahmen einer von der Steuerschaltung 16 durchgeführten Steuerung erfolgt.
Gemäß 16 ist außerdem eine Zählereinheit 26 vorgesehen, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird.
Nachstehend werden die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d unter Bezugnahme auf 17 näher beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel für diese Druckköpfe bei der Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß 16 zeigt.
In 17 sind ein Druckkopf 2 und dessen Ausstoßöffnungsfläche 22 mit den Ausstoßöffnungen dargestellt, die die offenen Enden der in parallelen vertikalen Reihen angeordneten mehreren Düsen 10 bilden. Jede Düse 10 ist mit einem Ausstoßenergie-Erzeugungselement wie einem elektrothermischen Wandlerelement versehen. Eine Tintenkammer 101C dient zur gemeinsamen Versorgung der Düsen 10 mit Tinte und ist mit einem Tintenbehälter 11 über Zuführungsröhren 103, 104 verbunden. Die Zuführungsröhre 104 enthält hierbei eine Zahnradpumpe 105 zur Druckbeaufschlagung der Tinte in Richtung des Tintenzuführungssystems des Druckkopfes 2 bei der Entfernung von Gas- oder Dampfblasen und Staubansammlungen im Zuführungsweg oder in den Düsen 10 oder bei einem Regeneriervorgang zur Entfernung von verdickter Tinte, wodurch die Tinte aus den Ausstoßöffnungen ausgestoßen wird, oder zur Durchführung eines Tinten-Auffrischungsvorgangs durch Umwälzen bzw. Zirkulieren der Tinte in den Zuführungsröhren 103, 104 und in der Tintenkammer 101C (was nachstehend als Druckzirkulation bezeichnet wird).
Nachstehend wird die Reinigungseinrichtung 50 gemäß 16 in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben, die jeweils eine Querschnittsansicht der Reinigungseinrichtung 50 aus der Hauptabtastrichtung des Druckkopfes 2 bzw. eine Querschnitts-Draufsicht der Reinigungseinrichtung 50 und des Druckkopfes 2 zeigen.
Wie in den 18 und 19 dargestellt ist, umfasst die Reinigungseinrichtung 50 ein Reinigungselement 70, das eine Wischeinrichtung zum Wischen der Ausstoßöffnungsfläche (siehe 17) des Druckkopfes 2 bildet, mit Hilfe einer Halterung 71 an einer Befestigungsplatte 72 angebracht ist und aus einem flexiblen porösen Element besteht. Dieses poröse Element kann aus einem porösen Polymerelement bestehen, bei dem es sich vorzugsweise jedoch nicht um ein Element wie ein Schaumpolymerelement handelt, das bei der Absorption von Tintenfeuchtigkeit größere Volumenänderungen zeigt, sondern um ein Element, dessen Volumen sich bei der Absorption von Tintenfeuchtigkeit nicht verändert. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein solches Element umfasst ein aus einem Formaldehydharz-Schaumstoff bestehendes Element.
Das Tintenabsorptionselement kann auch von einem thermisch gesinterten porösen Polymerelement gebildet werden, das z. B. aus Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen mit einem hohen Molekulargewicht, Composit-Polyethylen, Polypropylen, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Acrylnitril-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, fluoriertem Kunstharz oder Phenolharz besteht. Unter Berücksichtigung des Absorptionsvermögens in Bezug auf Tintenfeuchtigkeit sowie der Beständigkeit in Bezug auf Tinte werden hierbei insbesondere Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen mit einem hohen Molekulargewicht und Polypropylen bevorzugt.
Das Reinigungselement 70 ist mit Hilfe von Befestigungsschrauben 73 zwischen der Halterung 71 und der Befestigungsplatte 72 angebracht. In einer mit dem Reinigungselement 70 in Berührung stehenden Fläche 71A der Halterung 71 ist eine Öffnung 71B vorgesehen, die über einen Verbindungsweg 71C mit einer Saugröhre 74 in Verbindung steht, wodurch die Waschflüssigkeit und die in dem Reinigungselement 70 enthaltene Tinte in der Richtung A durch eine von einer Pumpe gebildete Saugeinrichtung 82 abgeführt werden. Die Saugeinrichtung 82 kann auch dahingehend ausgestaltet sein, dass ein Flüssigkeitabführweg durch Herbeiführung eines Kontaktes eines porösen Teils eines Faserelements mit dem Reinigungselement 70 gebildet und auf diese Weise die Waschflüssigkeit abgeführt wird.
Durch geeignete Verringerung der in dem Reinigungselement 70 nach einem Waschvorgang verbleibenden Waschflüssigkeit durch entsprechendes Absaugen der Waschflüssigkeit kann das Absorptionsvermögen in Bezug auf Tinte und andere Stoffe wieder hergestellt und auf diese Weise die Reinigungswirkung in Bezug auf die Ausstoßöffnungsfläche 22 des Druckkopfes 2 erhöht werden. Da der vordere Endteil 70A des Reinigungselements 70 die Ausstoßöffnungsfläche 22 des Druckkopfes 2 um eine Länge L überdeckt, wird die Ausstoßöffnungsfläche 22 durch diesen Überdeckungsabschnitt in der Abtastrichtung des Druckkopfes 2 abgewischt.
Die Wisch-Wascheinrichtung 53 umfasst ihrerseits einen Behälter 80 mit Waschflüssigkeit 81, eine mit dem Behälter 80 verbundene Waschflüssigkeits-Zuführungsröhre 76 und eine mit dem Ende der Waschflüssigkeits-Zuführungsröhre 76 verbundene und über dem Reinigungselement 70 angeordnete Waschflüssigkeits-Zuführungsdüse 75, die eine auf das Reinigungselement 70 gerichtete Ausstoßöffnung 75A aufweist. Die Waschflüssigkeits-Zuführungsröhre 76 ist mit einem Magnetventil 79 versehen, in dessen geöffnetem Zustand die Waschflüssigkeit 81 von dem Behälter 80 in der Richtung B zugeführt wird. Die zugeführte Waschflüssigkeit 81 wird dann über die Ausstoßöffnung 75A der Zuführungsdüse 75 in Richtung des Reinigungselements 70 ausgestoßen, wodurch das Reinigungselement 70 einem Waschvorgang unterzogen wird.
Unter dem Reinigungselement 70 ist eine Aufnahmeschale 77 angeordnet, die die von der Düse 75 ausgestoßene und von dem Reinigungselement 70 nicht absorbierte Waschflüssigkeit 81 sowie die an dem Reinigungselement 70 abgelagerte und zusammen mit der Reinigungsflüssigkeit in Verbindung mit anderen Substanzen abgeführte Tinte aufnimmt und mit einer Abführungsröhre 78 verbunden ist, über die die von der Aufnahmeschale 77 aufgenommene Waschflüssigkeit in der Richtung C zu einer (nicht dargestellten) Ableitungseinheit abgeführt wird.
Nachstehend wird auf die entsprechenden Funktionen der Tintenstrahl-Druckvorrichtung näher eingegangen. Wie in 20 veranschaulicht ist, wird über einen Druckstartsensor 34 und einem Abdeckeinrichtungssensor 36 jeweils erfasst, dass sich die Druckköpfe 2a, 2b, 2c und 2d in einer vorgegebenen Abdeckposition befinden. Ein Leerausstoßpositionssensor 35 erfasst eine Bezugsposition für den von den Druckköpfen 2a, 2b, 2c und 2d im Verlauf des Abtastbetriebs durchzuführenden Leerlausstoßvorgang.
21 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betriebsablauf im Rahmen der auf der vorstehend beschriebenen Konfiguration. basierenden grundlegenden erfindungsgemäßen Vorgänge veranschaulicht. In einem Bereitschafts- oder Wartezustand sind die Ausstoßöffnungsflächen 22a, 22b, 22c, 22d (die nachstehend gemeinsam mit der Bezugszahl 22 bezeichnet sind) der Druckköpfe 2a, 2b, 2c, 2d (die nachstehend gemeinsam mit der Bezugszahl 2 bezeichnet sind) von der Abdeckeinrichtung 20 abgedeckt. Wenn der Steuerschaltung 16 ein Drucksignal zugeführt wird, wird zunächst eine Tinten-Druckzirkulation eingeleitet (Schritt S1), woraufhin das Abdeckelement freigegeben wird (Schritt S2).
In Verbindung mit dem durch die Tinten-Druckzirkulation erfolgenden Regeneriervorgang erfolgt auch der Waschvorgang des Reinigungselements 70 (Schritt S3), wodurch an dem Reinigungselement 70 haftende verdickte Tinte und andere Substanzen mit Hilfe der Waschflüssigkeit abgewaschen werden.
In einem Schritt S4 erfolgt sodann ein Absaugen der Waschflüssigkeit zur Verringerung der an dem Reinigungselement 70 verbliebenen Waschflüssigkeit, wodurch das Aufnahmevermögen für die Tinte und andere Substanzen erhöht und die Reinigungswirkung des Reinigungselements 70 verbessert werden. Durch das Absaugen der Waschflüssigkeit wird auch ein Unterdruck durch Kapillarwirkung in dem das Reinigungselement 70 bildenden porösen Material erzeugt, wobei dieser Unterdruck größer als der in den Düsen 10 des Druckkopfes 2 wirkende Unterdruck gehalten wird, damit bei dem Reinigungsvorgang ein Absaugzustand der Tinte aus den Düsen 10 herbeigeführt und auf diese Weise ein Eindringen der Waschflüssigkeit in die Flüssigkeitskammer verhindert wird. Da auf diese Weise auch Tinte aus dem Inneren der Düsen abgeführt und absorbiert werden kann, wird hierdurch gleichzeitig auch die verdickte Tinte aus den Düsen entfernt.
Sodann wird von der Motor-Ansteuereinrichtung 23 ein Antriebssignal erzeugt, wodurch die Antriebsbewegung des Antriebsmotors 5 über den Endlosgurt 4 auf den Druckwagen 1 übertragen wird und auf diese Weise die Druckköpfe 2 zur Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben werden. Wenn der Druckwagen 1 hierbei die Reinigungseinrichtung 50 passiert, erfolgt über das Reinigungselement 70 ein Reinigungsvorgang durch aufeinanderfolgendes Abwischen der Ausstoßöffnungsflächen 22 (Schritt S5). Bei diesem Ausführungsbeispiel beseitigt somit die Wischeinrichtung die Waschflüssigkeit, Tinte und andere Substanzen von den Ausstoßöffnungsflächen durch einen Wischvorgang.
Ausgehend von einer von dem Druckstartsensor 34 erfassten Druckstartposition PO erfolgt der Antrieb der Druckköpfe 2 sodann in einer Bewegungsrichtung D, wobei Tintentröpfchen zum Ausdrucken eines Bildes in einem Druckbereich P des Druckblattes 6 ausgestoßen werden (Schritt S6). Dieser Vorgang wird als Hauptabtastvorgang bezeichnet.
Gleichzeitig wird das Reinigungselement 70 abgewaschen (Schritt S7), woraufhin das Absaugen der Waschflüssigkeit zur Wiederherstellung des Reinigungsvermögens des Reinigungselements 70 erfolgt (Schritt S8). Anschließend wird der Druckwagen 1 in der umgekehrten Richtung E angetrieben, wobei beim Passieren einer Vorausstoßposition ein Vorausstoßvorgang durchgeführt wird (Schritt S9). Dieser Vorausstoß erfolgt in Richtung des Flüssigkeitsaufnahmeelements 32. Sodann wird das Druckblatt 6 um einen vorgegebenen Betrag in einer Richtung F weitertransportiert (siehe 16), was als Nebenabtastvorgang bezeichnet wird.
Wenn sodann der Druckbetrieb fortzusetzen ist (negatives Ergebnis in einem Schritt S10) und das Ausdrucken von n Linien bzw. Zeilen nicht abgeschlossen ist (negatives Ergebnis in einem Schritt S11), kehrt der Ablauf zum Schritt S5 zurück, woraufhin der Druckwagen 1 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, in deren Verlauf mit Hilfe des Reinigungselements 70 ein Reinigungsvorgang erfolgt (Schritt S5). Da der Wischvorgang bei der Vorwärts- und der Rückwärtsbewegung jeweils mit unterschiedlichen Flächen des Reinigungselements 70 erfolgt, wird die Reinigung hierdurch nicht beeinträchtigt, sondern die Reinigungswirkung verdoppelt.
Wenn der Bilddruckvorgang dagegen abgeschlossen ist (positives Ergebnis im Schritt S10) oder das Ausdrucken von n Zeilen bzw. Linien erfolgt ist (positives Ergebnis im Schritt S11), werden die Ausstoßöffnungsflächen 22 der Druckköpfe 2 durch Abdeckung mit Hilfe der Abdeckeinrichtung 20 abgedichtet (Schritte S12, S13).
Der Hauptabtastvorgang, die Aktivierung der Energieerzeugungselemente und der Nebenabtastvorgang werden in der vorstehend beschriebenen Weise durch entsprechende Instruktionen von der Steuerschaltung 16 gesteuert. Außerdem führt die Steuerschaltung 16 der Zählereinheit 26 den Zahlenwert der den Kopf-Ansteuereinrichtungen 24a, 24b, 24c und 24d zugeführten Tintenausstoßsignale für die Umschaltung der komplementären Aufzeichnungsdüse bei der Komplementäraufzeichnung zu, was in Verbindung mit den folgenden Ausführungsbeispielen noch näher beschrieben wird. Die Zählereinheit 26 berechnet dann die Anzahl der Tintenausstoßsignale bzw. der Anzahl der Ansteuervorgänge für jeden Druckkopf 2 und führt der Steuerschaltung 16 die Gesamtsumme der Anzahl von Ansteuervorgängen für jeden Druckkopf 2 zu. Die Steuerschaltung 16 schaltet dann die komplementäre Aufzeichnungsdüse auf der Basis dieser Gesamtzahl von Ansteuervorgängen um.
Nachstehend wird auf Ausführungsbeispiele für eine bei der vorstehend beschriebenen Druckvorrichtung erfolgende Komplementäraufzeichnung bei Vorliegen einer fehlerhaften Düse und Umschaltung der Düse für eine solche Komplementäraufzeichnung näher eingegangen.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
In den 1A bis 1G ist dieses erste Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Bei dem in 1A dargestellten Zustand wird vor einem Druckvorgang festgestellt, ob bei einem eine Anordnung aus mehreren Düsen aufweisenden Mehrdüsen-Druckkopf 201 bei einer oder mehreren dieser Düsen ein Störzustand vorliegt. Düsen, bei denen ein solcher Störzustand vorliegt, umfassen eine Düse, bei der kein Tintenausstoß erfolgt (d. h. eine ausstoßblockierte Düse), eine Düse, bei der ein Tintenausstoß mit einer Schräg- oder Schieflage erfolgt, sowie eine Düse, über die eine Aufzeichnung mit einer übermäßig großen oder kleinen Punktbildung erfolgt, wobei eine solche Düse nachstehend kollektiv als "ausstoßgestörte Düse oder defekte Düse 202" bezeichnet wird. Diese defekte Düse 202 kann in Form einer einzelnen Düse oder in Form einer aus mehreren benachbarten Düsen bestehenden Gruppe vorliegen. In 1A bezeichnet die Bezugszahl 200 einen Druckbereich.
Wie in 1B veranschaulicht ist, führt der Druckkopf 201 sodann eine Hauptabtastung zum Ausdrucken einer Zeile durch, wobei die der im Rahmen des vorstehend beschriebenen Detektionsvorgangs erfassten defekten Düse 202 entsprechenden Bilddaten ausgeschlossen werden. Als Ergebnis dieses Druckens zeigt der Druckbereich 200 einen der defekten Düse 202 entsprechenden weißen Streifen 200a, wie dies in 1C veranschaulicht ist.
Sodann erfolgt in der in 1D dargestellten Weise eine Nebenabtastung zur komplementären Aufzeichnung der Breite des weißen Streifens 200a, d. h. gemäß der der defekten Düse 202 entsprechenden Breite, wodurch eine Düse (oder eine Gruppe von Düsen) mit zufriedenstellendem Ausstoßvermögen entsprechend dem weißen Streifen 200a positioniert und als komplementäre Aufzeichnungsdüse (oder Düsen) 203 eingesetzt wird. Der Betrag dieser Nebenabtastung ist nicht auf den vorstehend beschriebenen Betrag beschränkt, sondern kann beliebig gewählt werden, solange der Druckkopf 201 derart positioniert wird, dass der bei der vorhergehenden Hauptabtastung nicht aufgezeichnete Bereich mit Hilfe einer zufriedenstellend arbeitenden Düse ausgedruckt wird.
Sodann werden in der in 1E dargestellten Weise die Bilddaten des bei der vorhergehenden Hauptabtastung nicht ausgedruckten Bereiches mit der komplementären Druckdüse 203 bei der Rückwärtsabtastung des Druckkopfes 201 ausgedruckt, wodurch der weiße Streifen 200a komplementiert bzw. ergänzt und ein fehlerfreies Bild in der in 1F dargestellten Weise erhalten werden. Sodann wird in der in 1G dargestellten Weise eine Nebenabtastung zur Ermöglichung des Bedruckens eines nächsten Druckbereichs ausgeführt, woraufhin die vorstehend beschriebenen Schritte wiederholt werden.
Nachstehend wird die Anzahl der Ansteuervorgänge der Komplementärdüse 203 einer näheren Betrachtung unterzogen. Wenn die Anzahl von Ansteuervorgängen nach dem Drucken gemäß 1B durch P₁ und die Anzahl von Ansteuervorgängen nach dem Komplementärdrucken gemäß 1E durch P₂ gegeben sind, ergibt sich als Gesamtwert von P₁ und P₂ ein Wert P₃ (= P₁ + P₂). Außerdem wird ein Bezugswert P* für die Auswertung der Anzahl von Ansteuervorgängen für eine umgeschaltete Komplementärdüse festgelegt. Dieser Bezugswert P* wird unter Berücksichtigung der Anzahl von Ansteuervorgängen in Bezug auf die Betriebslebensdauer der Düse voreingestellt und üblicherweise derart gewählt, dass er in einem Bereich von (50% der Betriebslebensdauer) < P* < (100% der Betriebslebensdauer) liegt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2F näher auf ein Verfahren zur Komplementierung des weißen Streifens 200a für den Fall eingegangen, dass die Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen der Komplementärdüse 203 den Bezugswert P* überschreitet.
Zunächst führt der Druckkopf 201 in der in 2A dargestellten Weise entsprechend 1A eine Hauptabtastung zum Ausdrucken des Druckbereiches 200 durch. Wie in 2B dargestellt ist, zeigt dann der Druckbereich 200 einen der defekten Düse 202 entsprechenden weißen Streifen 200a.
Sodann erfolgt die Nebenabtastung zur Komplementäraufzeichnung der der defekten Düse 202 entsprechenden Breite in Form eines ganzzahligen Vielfachen der Breite der vorstehend beschriebenen Nebenabtastung. Dies hat zur Folge, dass in der in 2C dargestellten Weise eine andere neue, zufriedenstellend arbeitende Düse als die als Komplementärdüse 203 verwendete Düse entsprechend dem weißen Streifen 200a positioniert und als neue Komplementärdüse 303 verwendet wird.
Sodann wird in der in den 2D bis 2F dargestellten Weise der weiße Streifen 200a mit Hilfe der neuen Komplementärdüse 303 bei der Rückwärtsabtastung des Druckkopfes 201 komplementiert, woraufhin eine Nebenabtastung zur Ermöglichung des Bedruckens eines nächsten Druckbereiches in der gleichen Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Komplementärdrucken erfolgt und anschließend die vorstehend beschriebenen Schritte wiederholt werden. Der Betrag der in 2C dargestellten Nebenabtastung wird zwar in Form eines ganzzahligen Vielfachen des vorher beschriebenen Nebenabtastbetrags gewählt, jedoch ist der Nebenabtastbetrag nicht darauf beschränkt, sondern kann beliebig gewählt werden, solange eine andere zufriedenstellend arbeitende Düse als die vorher verwendete Komplementärdüse 203 entsprechend dem weißen Streifen 200a neu positioniert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, kann somit ein fehlerfreies zufriedenstellendes Bild auch mit einem Druckkopf erhalten werden, der eine Düse mit einem Störzustand wie einer Tintenausstoßstörung aufweist, indem die Aufzeichnung bei einer Hauptabtastung mit zufriedenstellend arbeitenden Düsen außer der defekten Düse 202 durchgeführt, sodann eine Nebenabtastung zur Ermöglichung einer Aufzeichnung des aufzeichnungslosen Bereiches mit einer anderen zufriedenstellend arbeitenden Düse durchgeführt und schließlich eine Komplementäraufzeichnung bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes 201 durchgeführt werden.
Hierbei ist kein gesonderter Aufzeichnungskopf für die Komplementäraufzeichnung erforderlich, sodass die Konfiguration eines Aufzeichnungsgerätes nicht komplexer wird. Außerdem kann ein zufriedenstellendes Bild ohne Zugeständnisse bei der Aufzeichnungsgeschwindigkeit durch eine einfache Nebenabtastung um einen bestimmten Betrag vor der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes erhalten werden.
Da außerdem keine feste Düse für die Komplementäraufzeichnung verwendet wird, sondern eine Umschaltung auf andere Düsen in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Anzahl von Ansteuervorgängen erfolgt, findet eine Verteilung der Häufigkeit von Ansteuervorgängen zwischen den Düsen statt, sodass die Betriebslebensdauer des Druckkopfes nicht verkürzt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
In den 3A bis 3D ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, das sich auf eine Situation bezieht, bei der eine defekte Düse 202 bei den mehreren Düsen des Druckkopfes 201 an der stromabwärtigen Seite in der Nebenabtastrichtung auftritt.
Falls die defekte Düse 202 auf der stromabwärtigen Seite auftritt, wird zunächst eine Zeile ohne die der defekten Düse 202 entsprechenden Bilddaten ausgedruckt, wie dies in 3A dargestellt ist. Sodann erfolgt in der in 3B dargestellten Weise eine Nebenabtastung in der entgegengesetzten Richtung, um den auf Grund der defekten Düse 202 nicht bedruckten Bereich auszudrucken, wobei eine zufriedenstellend arbeitende Düse gegenüber dem unbedruckten Bereich als Komplementärdüse 203 angeordnet ist. Sodann erfolgt mit der Komplementärdüse 203 bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes 201 ein Komplementärdrucken der Bilddaten, die bei der vorherigen Hauptabtastung nicht ausgedruckt worden sind, wodurch ein fehlerfreies Bild erhalten werden kann.
Falls die Anzahl 23 von Ansteuervorgängen der Komplementärdüse 203 den Bezugswert P* überschreitet, wird zunächst eine Zeile in der in 3C dargestellten Weise entsprechend 3A ausgedruckt. Sodann erfolgt die Nebenabtastung in der entgegengesetzten Richtung zum komplementären Drucken bei der Rückwärts-Abtastbewegung des Druckkopfes 201 in Form eines einem ganzzahligen Vielfachen der vorher beschriebenen Nebenabtastung entsprechenden Betrags, wie dies in 3D dargestellt ist. Auf diese Weise wird eine andere neue, zufriedenstellend arbeitende Düse als die als Komplementärdüse 203 verwendete Düse entsprechend dem bei der vorherigen Hauptabtastung nicht ausgedruckten Bereich positioniert und als neue Komplementärdüse 303 eingesetzt. Der Betrag der Nebenabtastung wird hierbei zwar in Form eines ganzzahligen Vielfachen des vorherigen Nebenabtastbetrages gewählt, jedoch kann dieser Nebenabtastbetrag beliebig gewählt werden, solange eine andere, zufriedenstellend arbeitende Düse als die vorher verwendete Komplementärdüse 203 Verwendung finden kann. Die Wirkung und Vorteile dieses Ausführungsbeispiels entsprechen hierbei weitgehend denjenigen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels.
Drittes Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
In den 4A bis 4D ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, das sich auf eine Situation bezieht, bei der bei den mehreren Düsen des Druckkopfes 201 in beiden Endbereichen defekte Düsen 202a und 202b auftreten.
Im Falle der defekten Düsen 202a, 202b an den beiden Enden des Druckkopfes 201 wird zunächst eine Zeile unter Verringerung der Druckbreite durch Ausschließen nur der defekten Düse 202a an der stromabwärtigen Seite in der Nebenabtastrichtung ausgedruckt. Sodann wird in der in 4B dargestellten Weise eine Nebenabtastung zur Komplementäraufzeichnung ausgeführt, woraufhin bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes 201 mit Hilfe der Komplementärdüse 203 ein komplementäres Bedrucken des bei der vorhergehenden Hauptabtastung nicht bedruckten Grenzbereiches an der stromaufwärtigen Seite erfolgt.
Falls die Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen der Komplementärdüse 203 den Bezugswert P* überschreitet, wird zunächst eine Zeile in der in 4C dargestellten Weise entsprechend 4A ausgedruckt. Sodann wird der Betrag der Nebenabtastung zum Komplementärdrucken verändert und das Komplementärdrucken bei der Rückwärts-Abtastbewegung des Druckkopfes 201 mit einer anderen neuen Komplementärdüse 303 als die als Komplementärdüse 203 verwendete Düse durchgeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zwar die Nebenabtastung zum Komplementärdrucken in der Vorwärtsrichtung durchgeführt, kann jedoch wie im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels auch in der Gegenrichtung derart durchgeführt werden, dass der von der defekten Düse nicht ausgedruckte Bereich von einer zufriedenstellend arbeitenden Düse bedruckt wird. In Bezug auf den Betrag der Nebenabtastung nach dem Komplementärdrucken ermöglicht eine Nebenabtastung in der Vorwärtsrichtung vor der Rückwärts-Hauptabtastbewegung eine Verringerung des Betrages der Nebenabtastung vor der nächsten Vorwärts-Hauptabtastbewegung, wodurch sich die Druckleistung erhöhen lässt. Außerdem kann auch die Richtung der Nebenabtastung vor dem Komplementärdrucken in Abhängigkeit von der Anzahl der defekten Düsen verändert werden. Darüber hinaus kann auch ein Wechsel der Richtung der Nebenabtastung vor dem Komplementärdrucken in Betracht gezogen werden, wodurch die Häufigkeit der Verwendung der Düsen des Druckkopfes gemittelt und auf diese Weise dessen Betriebslebensdauer verlängert wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann somit ein fehlerfreies, zufriedenstellendes Bild auch mit einem Druckkopf erhalten werden, der eine Düse mit einer Fehlfunktion wie einem gestörten Tintenausstoß aufweist.
Außerdem ist kein gesonderter Aufzeichnungskopf für die Komplementäraufzeichnung erforderlich, wobei auch die Konfiguration des Aufzeichnungsgerätes nicht komplexer wird. Darüber hinaus kann ein zufriedenstellendes Bild ohne Zugeständnisse an die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhalten werden, indem lediglich eine Nebenabtastung in einem bestimmten Ausmaß vor der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes durchgeführt wird.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D näher beschrieben.
In den 5A bis 5D ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, das sich auf eine Situation bezieht, bei der bei den mehreren Düsen des Druckkopfes 201 defekte Düsen 202a und 202b im mittleren Bereich auftreten.
Auch im Falle von mehreren defekten Düsen 202a, 202b lässt sich jedoch das Komplementärdrucken in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielen. Zunächst wird in der in 5A dargestellten Weise eine Zeile unter Ausschluß der den defekten Düsen 202a, 202b entsprechenden Bilddaten ausgedruckt. Sodann wird in der in 5B dargestellten Weise eine Nebenabtastung derart ausgeführt, dass die unbedruckten Bereiche mit Hilfe von zufriedenstellend arbeitenden Komplementärdüsen 203a, 203b ausgedruckt werden können und ein Komplementärdrucken bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes 201 mit Hilfe der Komplementärdüsen 203a und 203b durchführbar ist.
Falls hierbei die Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen der Komplementärdüsen 203a, 203b den Bezugswert P* überschreitet, wird zunächst eine Zeile in der in 5C dargestellten Weise entsprechend 5A ausgedruckt. Sodann wird der Betrag der Nebenabtastung zum Komplementärdrucken derart verändert, dass die unbedruckten Bereiche mit Hilfe von neuen Komplementärdüsen 303a, 303b ausgedruckt werden können und das Komplementärdrucken bei der Rückwärts-Abtastbewegung des Druckkopfes 201 mit den neuen Komplementärdüsen 303a, 303b erfolgt.
Bei der Komplementierung des durch die in mehreren Positionen angeordneten defekten Düsen 202a, 202b hervorgerufenen fehlerhaften Drucks durch die in jeweils entsprechenden mehreren Positionen angeordneten Komplementärdüsen 203a, 203b wird die höchste Anzahl von Ansteuervorgängen der Komplementärdüsen 203a, 203b als Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen festgelegt.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Position einer defekten Düse kann jedoch die Erzeugung eines vollständig fehlerlosen Bildes mit Hilfe des in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen veranschaulichten Komplementärdruckens mit Schwierigkeiten verbunden sein.
6 zeigt als diesbezügliches Beispiel einen Fall, bei dem der Druckkopf defekte Düsen 202a, 202b, 202c in drei Positionen aufweist, wobei zwei defekte Düsen 202b, 202c dicht beieinander angeordnet sind. Hierbei sind in 6 mit A bis D verschiedene Relativpositionen des Druckkopfes 201 in der Nebenabtastrichtung in Bezug auf den Aufzeichnungsträger 205 bezeichnet.
Zunächst werden bei einem Drucken in der Position A auf dem Aufzeichnungsträger 205 weiße Streifen 200a, 200b und 200c erzeugt, die den Positionen der defekten Düsen 202a, 202b und 202c entsprechen. Wenn die Nebenabtastung gemäß der Breite des größten weißen Streifens 200a wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt und das Komplementärdrucken in der Relativpositon B durchgeführt wird, lässt sich kein vollständiger Komplementärdruck erhalten, da die defekte Düse 202b den weißen Streifen 200c überdeckt. Ein fehlerloses Bild kann somit nur erhalten werden, indem eine weitere Nebenabtastung zur Vermeidung dieser Überdeckung durchgeführt wird und der Komplementärdruck mit den Komplementärdüsen 203a, 203b, 203c in der Relativposition C erfolgt.
Falls hierbei die Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen der Komplementärdüsen 203a, 203b, 203c den Bezugswert P* überschreitet, werden der Betrag der Nebenabtastung verändert und der Komplementärdruck mit neuen Komplementärdüsen 303a, 303b, 303c in der Relativposition D durchgeführt.
In der vorstehend beschriebenen Weise lässt sich somit ein fehlerfreies Bild auch bei Vorliegen von mehreren defekten Düsen erhalten, indem nach der Hauptdruckabtastung eine Nebenabtastung bis zu einer Position durchgeführt wird, bei der das Komplementärdrucken mit zufriedenstellend arbeitenden Düsen erfolgen kann.
7 zeigt einen Fall, bei dem defekte Düsen in Positionen vorliegen, bei denen ein Komplementärdrucken noch schwieriger als bei dem in 6 dargestellten Fall ist. Hierbei sind die defekten Düsen 202a, 202b, 202c im Vergleich zu dem Beispiel gemäß 6 generell auf der stromabwärtigen Seite in der Nebenabtastrichtung angeordnet.
Wenn hierbei die Nebenabtastung gemäß der größten Breite der von den defekten Düsen 202a, 202b, 202c erzeugten weißen Streifen 200a, 200b, 200c bis zu der Relativposition B in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel gemäß 6 erfolgt, überdeckt sich der von der defekten Düse 202b nicht bedruckte Bereich teilweise mit dem weißen Streifen 200c. Wenn sodann eine weitere Nebenabtastung um einen entsprechenden Betrag bis zu der Relativposition C durchgeführt wird, ragt ein Teil des weißen Streifens 200a an der stromabwärtigen Seite über den Bereich der Düsen hinaus und kann daher nicht bedruckt werden. In einem solchen Fall kann somit kein Komplementärdruck für die defekten Düsen 202a, 202b, 202c erhalten werden, sodass eine entsprechende Warnung abgegeben und der Betrieb des Gerätes beendet werden.
Wenn jedoch der Betrieb des Gerätes im Verlauf des Druckens nicht unterbrochen bzw. beendet werden kann, lässt sich der unbedruckte Bereich auch durch Wiederholung von mehreren Nebenabtastungen und Hauptabtastungen komplementieren. Hierduch sinkt zwar die Druckleistung, jedoch lässt sich auf diese Weise ein fehlerfreies, zufriedenstellendes Bild ohne Unterbrechung des Druckablaufs erhalten.
8 zeigt eine ähnliche Situation, bei der zwar die von den defekten Düsen 202a, 202b, 202c erzeugten weißen Streifen 200a, 200b und 200c in der Relativposition C komplementiert werden können, jedoch ein Teil des weißen Streifens 200a an der stromabwärtigen Seite in der Relativposition D nicht komplementiert werden kann, die für neue Komplementärdüsen herangezogen wird, wenn die Anzahl 23 der Ansteuervorgänge der Komplementärdüsen den Bezugswert P* überschreitet. Auch in diesem Fall kann kein Komplementärdruck für die defekten Düsen 202a, 202b und 202c erzielt werden, sodass eine entsprechende Warnung abgegeben und der Betrieb des Gerätes unterbrochen bzw. beendet werden. Wenn jedoch eine Unterbrechung bzw. Beendigung des Druckablaufs bei dem Gerät mit Schwierigkeiten verbunden ist, kann der unbedruckte Bereich auch durch Wiederholung mehrerer Nebenabtastungen und Hauptabtastungen komplementiert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispiel erfolgt die Umschaltung der Komplementärdüsen in Abhängigkeit von der der Häufigkeit von Ansteuervorgängen der jeweiligen Düse entsprechenden. Anzahl von Impulsen, jedoch kann eine solche Umschaltung auch in Abhängigkeit von der Anzahl von Hauptabtastungen erfolgen. Im einzelnen werden hierbei die Anzahl N₁ der Hauptabtastungen, die Anzahl N₂ der Hauptabtastungen für einen Komplementärdruck, die Gesamtzahl N₃ der Hauptabtastungen (= N₁ + N₂) sowie ein Bezugszahlenwert N* von Abtastungen berechnet und die Komplementärdüsen umgeschaltet, wenn für eine beliebige Komplementärdüse die Beziehung N₃ > N* vorliegt.
Zwischen dem Bezugszahlenwert N* von Abtastungen und dem Bezugswert P* der Anzahl von Ansteuervorgängen besteht eine Korrelation, d. h., bei einer auszudruckenden Hauptabtastbreite D (mm) und einer Druckdichte A (dpi) des Bildes gilt die Beziehung: N* = P* × {25,4/(A × D)}
Im Falle eines Beispiels, bei dem die Bezugs-Ansteuerungshäufigkeit P* = 10⁹, die Druckdichte A = 360 dpi und die Hauptabtastbreite D = 1200 mm betragen, ergibt sich somit N* = 109 × (25,4/(360 × 1200)) = 59000
Es wird somit festgestellt, ob die Anzahl N₃ von Abtastungen diesen Bezugswert N* überschreitet. Im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei dem die Anzahl von Ansteuervorgängen einer Düse bei jedem Hauptabtastbetrieb genau gezählt wird, ergibt sich bei diesem Verfahren zwar nur ein annähernder Zahlenwert für die Ansteuervorgänge, jedoch lässt sich auf diese Weise die Zählschaltung vereinfachen, da eine erheblich geringere Speicherkapazität erforderlich ist.
Fünftes Ausführungsbeispiel
9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Druckvorrichtung für Direktdruck, bei der die Erfindung anwendbar ist, während 10 eine schematische perspektivische Darstellung einer Druckeinheit dieser Druckvorrichtung zeigt.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren werden nachstehend nun eine in Verbindung mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendbare Aufzeichnungsvorrichtung, eine Detektionseinrichtung zur Erfassung einer defekten Düse sowie ein Steuerablauf von der Erfassung der defekten Düse bis zu der entsprechenden Komplementäraufzeichnung im einzelnen beschrieben.
Eine in den unteren Bereich des Gehäuses der Druckvorrichtung gemäß 9 eingelegte, aufgerollte Druckbahn 211 wird über eine Führungswalze 212 und Transportwalzen 213 einer Druckeinheit 215 zugeführt, wobei mit Hilfe einer Schneide- oder Trennvorrichtung 214 eine geeignete Länge abgeschnitten wird. Nach dem in der Druckeinheit 215 erfolgenden Bedrucken der Druckbahn 211 erfolgt deren Ausgabe über eine Ausgabeöffnung 216.
Nachstehend wird auf die Druckeinheit 215 unter Bezugnahme auf 10 näher eingegangen.
Eine Druckkopfanordnung 217 besteht aus mehreren Tintenstrahl-Druckköpfen, über die jeweils unterschiedliche Farben ausgedruckt werden. Hierbei werden sieben Farben ausgedruckt, nämlich Schwarz Bk, Cyan C1, eine Cyan- Spezialfarbe C2, Magenta M1, eine Magenta-Spezialfarbe M2, eine Orange-Spezialfarbe O und Gelb Y. Die Spezialfarben werden durch eine komplizierte Mischung der üblichen vier Farben (Bk, Y, M, C) erhalten und dienen zur genauen Wiedergabe von solchen schwierigen Farbtönen in dem aufgezeichneten Bild sowie zur Erweiterung des Farbwiedergabebereichs. Die Druckkopfanordnung 217 ist hierbei in einen Abtastschlitten 218 integriert, der mit Hilfe einer Führungsschiene 231 (siehe 9) linear geführt wird.
Die Druckkopfanordnung 217 führt eine Vorwärtsbewegung (Hauptabtastung) mit einem Druckvorgang vom linken zum rechten Ende in der Richtung D gemäß 10 (der Hauptabtastrichtung) sowie eine Rückwärtsbewegung vom rechten zum linken Ende durch. Nach dem Ausdrucken einer Zeile wird die Druckbahn 211 zur Vorbereitung des Ausdruckens einer nächsten Zeile in der Richtung F (der Nebenabtastrichtung) um die Druckbreite (Nebenabtastung) weiterbewegt.
An einer Seite der Druckbahn 211 ist eine Störungsdetektionsbahn 219 vorgesehen, die Störungsdetektionsmuster 220 trägt. Diese Störungsdetektionsbahn 219 wird unabhängig von der Druckbahn 211 von einer in 9 dargestellten Zuführungswalze 225 intermittierend durch die Druckeinheit 215 bewegt und von einer Walze 226 zur Durchführung eines Lesevorgangs zur Erfassung defekter Düsen aufgenommen, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird. Das Störungsdetektionsmuster 220 wird von den Druckköpfen ausgedruckt, wenn die Druckkopfanordnung 217 in eine der Störungserfassungsbahn 219 entsprechende Position bewegt wird, wobei jede Farbe mit einer einem Einschaltverhältnis von etwa 100% entsprechenden Dichte ausgedruckt wird, um die Erfassung eines Störzustands zu erleichtern.
Die Druckbahn 211 wird ihrerseits in der Nebenabtastrichtung F um den genauen Betrag der in 11 dargestellten Druckbreite W' weitertransportiert und derart bedruckt, dass sich kontinuierliche aufeinanderfolgende Zeilen ergeben.
Die Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen kann z. B. von einer von der Anmelderin in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 6-79 956 bereits vorgeschlagenen Detektionseinrichtung gebildet werden.
Die aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 6-79 956 bekannte Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen besitzt ein ausreichendes Erfassungsvermögen in Bezug auf das Erkennen fehlerhafter Düsen und ist in der Lage, jeden ausgestoßenen Punkt zu detektieren und einen Ausstoßmangel, einen schräg oder schief verlaufenden Ausstoß oder das Ausstoßen eines übermäßig großen oder übermäßig kleinen Punktes bei jeder Düse zu erkennen, sodass auch bei Vorhandensein von mehreren Störzuständen bzw. Fehlfunktionen bei den Düsen die Wahrscheinlichkeit einer Überdeckung zwischen dem bei der Hauptabtastung erzeugten weißen Streifen und einer fehlerhaften Düse bei der Komplementäraufzeichnung relativ gering ist und die Komplementärfunktion für eine längere Zeitdauer gewährleistet werden kann.
Erfindungsgemäß wird jedoch ein Verfahren zur Erfassung einer fehlerhaften Düse mit einer einfacheren Konfiguration angegeben, worauf nachstehend unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 näher eingegangen wird.
Hierbei ist eine Detektionseinrichtung 221 zur Erfassung fehlerhafter Düsen gegenüber der Störungsdetektionsbahn 219 angeordnet und zum optischen Auslesen der Störungsdetektionsmuster 220 mit Leseeinheiten versehen, die jeweils den verschiedenen Farben der Störungsdetektionsmuster 220 gegenüberliegen und Lesezentren 222 aufweisen, die jeweils auf den sich bewegenden Linien der verschiedenen Farbmuster positioniert sind. Wie in 12 dargestellt ist, umfasst jede Leseeinheit eine Lampe 223 und ein optisches Lichtempfangselement 224 und besitzt eine geringe Vertikalbreite zur Erfassung einer fehlerhaften Düse sowie eine größere Lesebreite in der Hauptabtastrichtung, um eine Mittelung von Schwankungen der von der gleichen Düse erzeugten Punkte zu erzielen. Die Vertikalbreite muss hierbei jedoch nicht zwangsläufig derart gering sein, dass der Druck von einzelnen Düsen unterschieden werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, verläuft das Störungsdetektionsmuster 220 somit in der in den 11 und 12 dargestellten Richtung F vor der fest angeordneten Detektionseinrichtung 221 zur Erfassung fehlerhafter Düsen, wobei eine fehlerhafte Düse durch Auslesen der Dichte eines solchen Musters erfasst wird.
13 zeigt ein Beispiel für das von dem Lichtempfangselement abgegebene Lesesignal. Wenn eine Düse vorliegt, bei der kein Ausstoß stattfindet, wird in dem Störungsdetektionsmuster 220 ein defekter Bereich 231 erzeugt, der im Vergleich zu dem ausgelesenen Bereich 225 nur sehr klein ist und zur Erzeugung eines entsprechenden Anteils 233 in dem Ausgangssignal 232 führt. Hierbei wird ein Pegel 234 zur Beurteilung eines Ausstoßmangels gewählt, wobei ein Bereich, der zu einem stärkeren Ausgangssignal führt (bei dem von dem Detektionsmuster stärkeres Reflexionslicht erhalten wird) als Bereich beurteilt wird, in dem sich die defekte Düse befindet. Mit Hilfe des Ergebnisses dieser Detektion lässt sich die konkrete Einzeldüse, bei der kein Ausstoß stattfindet, zwar nicht identifizieren, jedoch können mehrere Düsen einschließlich der defekten Düse erkannt werden.
Das Störungsdetektionsmuster 220 wird zwar mit sämtlichen Düsen gedruckt (Breite W), jedoch besitzt die tatsächlich ausgedruckte Zeile nur eine Breite W', bei der die Düsen an den beiden Enden der Düsenanordnung ausgeschlossen sind, sodass die Ausgangssignale bei der Störungsdetektion abfallende bzw. "hängende" Flanken zeigen, ein Ausstoßdefekt jedoch immer noch erfasst werden kann, auch wenn er am Ende dieser tatsächlichen Druckbreite W' auftritt. Obwohl somit die Störungsdetektion für mehrere Düsen an den Enden nicht exakt verlaufen kann, lässt sich die vorstehend beschriebene Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen auf sehr einfache Weise realisieren und ist in der Lage, defekte Düsen im Rahmen einer einzigen optischen Abtastung mit dem optischen Sensor zu erfassen. Auf diese Weise lässt sich die zur Defektbeurteilung erforderliche Zeit zum Auslesen des Musters verringern, sodass die Druckgeschwindigkeit nicht herabgesetzt wird und eine Kostenoptimierung bei der Vorrichtung erzielbar ist.
Außerdem besteht auch bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Detektionseinrichtung zur Erfassung fehlerhafter Düsen die Möglichkeit, das Vorhandensein von defekten Düsen in den Endbereichen der Düsenanordnung des Druckkopfes durch Bildung eines kontinuierlichen Detektionsmusters in der Nebenabtastrichtung im Rahmen von zwei Aufzeichnungsvorgängen zu erfassen, indem der Aufzeichnungsvorgang und der Nebenabtastvorgang miteinander kombiniert und die Verbindungsstelle dieser Detektionsmuster ausgewertet werden.
Die 14A, 14B, 15A und 15B zeigen Ablaufdiagramme, die den Steuerablauf von der Erfassung einer defekten Düse bis zu dem Komplementärdrucken bei diesem Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Die Ablaufdiagramme gemäß den 14A, 14B, 15A und 15B sind hierbei bei (A), (B), (C) und (D) miteinander verbunden.
Zunächst wird ein Druckvorgang eingeleitet (Schritt S101), um das Störungsdetektionsmuster 220 auf der Störungsdetektionsbahn 219 auszudrucken (Schritt S102). Wie in 10 dargestellt ist, bewegt sich der Abtastschlitten 218 hierbei einmal von der Ruhestellung HP zu einer Stellung HP', wobei das Störungsdetektionsmuster 220 auf der Bahn 219 im Verlauf der Rückkehrbewegung zu der Ruhestellung HP ausgedruckt wird.
Nach dem Ausdrucken des Störungsdetektionsmusters 220 wird die Störungsdetektionsbahn 219 in der Richtung F bewegt, wobei die Detektionseinrichtung 221 zur Erfassung fehlerhafter Düsen das Störungsdetektionsmuster 220 ausliest, um das in 13 dargestellte Ausgangssignal zu erhalten (Schritt S103). Auf der Basis des erhaltenen Ausgangssignals werden dann die Position und die Breite der defekten Düse für jede Farbe bestimmt (Schritt S104). Wenn hierbei festgestellt wird, dass keine defekte Düse vorliegt, erfolgt ein normaler Druckvorgang im Rahmen einer Hauptabtastung des Schlittens 218 (Schritt S118). Hierbei wird die Anzahl P₁ von Ansteuervorgängen für sämtliche Düsen gezählt. Nach dem Drucken werden das Störungsdetektionsmuster 220 für die nächste Zeile ausgedruckt (Schritt S119) und eine Nebenabtastung durchgeführt (Schritt S120). Sodann wird für jede Düse die Anzahl P₃ von Ansteuervorgängen durch Addition der Summe der Anzahl P₁ von Ansteuervorgängen der Düsen beim normalen Drucken und der Summe der Anzahl P₂ von Ansteuervorgängen beim komplementären Drucken bestimmt (Schritt S121). Sodann wird festgestellt, ob eine nächste Zeile auszudrucken ist (Schritt S105), wobei der Ablauf endet, wenn dies nicht der Fall ist, während das Störungsdetektionsmuster 220 erneut ausgelesen wird (Schritt S103), wenn eine nächste Zeile auszudrucken ist.
Wenn im Schritt S104 eine defekte Düse erfasst wird, wird festgestellt, ob sich die defekte Düse am stromabwärtigen Ende des Druckkopfes befindet (Schritt S106). Wenn dies nicht der Fall ist, wird eine Nebenabtastung zum komplementären Drucken über die größte Breite L₁ der erfassten defekten Düsen angenommen (Schritt S107) und ermittelt, ob der bei dem bei der Hauptabtastung aufgezeichneten Bild erzeugte weiße Streifen sich mit der defekten Düse beim Komplementärdrucken während der Rückwärtsbewegung überdeckt (Schritt S108).
Wenn hierbei festgestellt wird, dass keine Überdeckung vorliegt, werden der Anteil der Druckdaten, die bei der Düsenanordnung im Rahmen der Vorwärts-Hauptabtastung zu unterdrücken sind, sowie der Betrag der Nebenabtastung für den Komplementärdruck gleich der größten Breite der erfassten defekten Düse oder Düsen festgelegt. Sodann werden die Aufzeichnungs-Hauptabtastung, die Nebenabtastung und der Komplementärdruck bei der Rückwärts-Hauptabtastung ausgeführt.
Nach dem Komplementärdrucken wird die Druckbahn 211 zur Vorbereitung des Ausdruckens der nächsten Zeile in der Nebenabtastrichtung um einen Betrag weitertransportiert, der dem Transportbetrag einer Zeile abzüglich des Betrages der Nebenabtastung vor dem Komplementärdruck entspricht. Im Schritt S105 wird sodann festgestellt, ob die nächste Zeile auszudrucken ist.
Wenn dagegen im Schritt S108 erkannt wird, dass der Bereich des weißen Streifens sich mit der defekten Düse überdeckt, wird eine Nebenabtastung zum Komplementärdrucken über einen Betrag L2 angenommen, der gleich der Summe des im Schritt S107 angenommenen Nebenabtastbetrags L1 und des Betrags dieser Überdeckung ist (Schritt S109). Sodann wird beurteilt, ob der bei dem vorherigen Aufzeichnungsvorgang erhaltene aufzeichnungslose weiße Streifen sich mit der defekten Düse überdeckt (Schritt S110), wobei im Falle des Nichtvorliegens einer solchen Überdeckung eine Beurteilung in Bezug auf das stromabwärtige Ende der Düsen getroffen wird (Schritt S111). Wenn sich hierbei ergibt, dass die derzeitige Relativposition zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsbereich annehmbar ist, wird die Nebenabtastung für den Komplementärdruck in der angenommenen Weise festgelegt, woraufhin das Drucken und der Komplementärdruck in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt werden.
Wenn dagegen im Schritt S110 oder S111 erkannt wird, dass ein genauer Komplementärdruck nicht möglich ist, wird eine Warnung abgegeben und der Betrieb des Gerätes unterbrochen bzw. beendet (Schritt S112).
In einem Schritt S141 wird in Abhängigkeit von einem im Schritt S108 erhaltenen negativen oder positiven Ergebnis als Nebenabtastbetrag L für das komplementäre Drucken entweder der Wert L1 oder der Wert L2 eingegeben. Sodann wird in Bezug auf die für den Komplementärdruck verwendete Düse beurteilt, ob die Gesamtzahl P₃ von Ansteuerungen bis zu diesem Punkt den Bezugswert P* überschreitet (Schritt S142). Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein Druckvorgang für eine Zeile mit Ausnahme der der defekten Düse entsprechenden Daten durchgeführt (Schritt S113), wobei die Anzahl P₁ von Ansteuerungen der Düse gezählt wird.
Wenn dagegen die Gesamtzahl P₃ von Ansteuerungen den Bezugswert P* überschreitet, wird der Betrag der Nebenabtastung für den Komplementärdruck als ganzzahliges Vielfaches des im Schritt S141 bestimmten Wertes L zurückgestellt (Schritt S143). Sodann wird der Betrag L einer Nebenabtastung für den Komplementärdruck im Rahmen eines den Schritten S107 bis S112 (den Schritten S144 bis S150) entsprechenden Vorgangs eingestellt, wodurch die Komplementärdüse auf eine neue Düse umgeschaltet wird. Nach der Einstellung des Betrages der Nebenabtastung für den Komplementärdruck wird sodann der Druckvorgang einer Zeile unter Ausschluss der der defekten Düse entsprechenden Daten durchgeführt (Schritt S113), wobei die Anzahl P₁ von Ansteuerungen der Düse gezählt wird.
Sodann wird die Nebenabtastung gemäß dem Betrag L zum komplementären Drucken in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt (Schritt S114), woraufhin das komplementäre Drucken der nicht aufgezeichneten Daten bei der Rückwärts-Hauptabtastbewegung erfolgt (Schritt S115). Bei diesem Vorgang wird die Anzahl P₂ von Ansteuerungen der Düse während des komplementären Druckens gezählt (Schritt S116). Nach dem komplementären Drucken werden das Störungsdetektionsmuster 220 für die nächste Zeile ausgedruckt (Schritt S116) und die Nebenabtastung ausgeführt (Schritt S117), woraufhin der Ablauf auf einen Schritt S121 übergeht.
Wenn dagegen im Schritt S106 erkannt wird, dass sich die defekte Düse am stromabwärtigen Ende der Düsenanordnung des Druckkopfes befindet, wird eine solche defekte Düse als nicht vorhanden betrachtet und der Druckvorgang unter entsprechender Verringerung der Druckbreite einer Zeile durchgeführt. Nach dem Schritt S122 werden dann das Drucken und der Komplementärdruck in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführt.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich zwar auf die Durchführung einer Nebenabtastung zum komplementären Drucken in der Vorwärtsrichtung, wobei beurteilt wird, ob sich der von der defekten Düse in dem Bild erzeugte weiße Streifen mit dem Bereich der defekten Düse beim komplementären Drucken überdeckt, jedoch besteht auch die Möglichkeit, die Nebenabtastung in der entgegengesetzten Richtung vorzunehmen und hierbei den geeigneten Betrag der Nebenabtastung zu berechnen oder diese beiden Verfahren miteinander zu kombinieren.
Die vorstehende Beschreibung des Steuerablaufs bezieht sich nur auf den Druckkopf einer einzigen Farbe. Bei einer Vollfarben-Druckvorrichtung mit Druckköpfen für mehrere Farben ist jedoch eine dahingehende Beurteilung erforderlich, ob die größte Breite eines Defektes als Betrag für die Nebenabtastung zum komplementären Drucken in Bezug auf das Detektionsmuster von sämtlichen Farben ausgewählt werden kann und ob das Komplementärdrucken in geeigneter Weise erfolgen kann, wobei der Betrag der Nebenabtastung für das komplementäre Drucken dahingehend festzulegen ist, dass er für sämtliche Druckköpfe zutrifft.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration zur Erfassung einer defekten Düse kann bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen Verwendung finden und ermöglicht eine angemessene Komplementierung einer auf Düsendefekten beruhenden Verschlechterung eines aufgezeichneten Bildes mit Hilfe einer einfach aufgebauten Detektionseinrichtung.
Weitere Ausführungsbeispiele
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird zwar eine Düse mit einer Funktionsstörung wie einem Ausstoßmangel durch optische Inspektion eines gedruckten Musters erfasst, jedoch ist die Erfindung nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern gleichermaßen auch in Verbindung mit einer Konfiguration zur Erfassung einer Unterbrechung von Ausstoß-Heizelementen verwendbar. Eine solche Unterbrechung eines Ausstoß-Heizelements kann durch Vornahme einer Widerstandsprüfung eines solchen Heizelements in einem Intervall zwischen der bilddatenabhängigen Zuführung von Ausstoßimpulsen im Verlauf des Druckvorgangs erfasst werden.
Wenn eine solche Erfassung einer Heizelement-Unterbrechung zusätzlich vorgenommen wird, wird hierdurch nicht nur die Erfassung der exakten Position einer defekten Düse sondern auch die Erfassung der Position einer solchen Unterbrechung ermöglicht, wenn diese Unterbrechung im Verlauf des Ausdruckens einer Zeile erfolgt, wodurch eine geeignete Komplementierung ermöglicht wird und ein fehlerfreies Bild erhalten werden kann.
Ferner erfolgt bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen das komplementäre Drucken bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfes, jedoch besteht auch die Möglichkeit, den Druckkopf zunächst in die Ausgangsstellung zurückzuführen und sodann das komplementäre Drucken im Verlauf einer zu diesem Zweck vorgesehenen weiteren Hauptabtastung durchzuführen. Obwohl eine solche Konfiguration zu einer geringeren Druckgeschwindigkeit führt, kann auf diese Weise der Vorgang des Auslesens der Druckdaten in umgekehrter Reihenfolge in Synchronisation mit der Rückwärtsabtastung entfallen. Außerdem entspricht auf diese Weise bei einem Farbdruck die Druckreihenfolge der verschiedenen Farben bei dem Komplementärdruck der Reihenfolge beim Normaldruck, sodass der Farbton der beim komplementären Druck erhaltenen Punkte dem Farbton der beim Normaldruck erhaltenen Punkte entspricht und demzufolge das Ergebnis des komplementären Druckens zufriedenstellender ausfällt. Außerdem kann auch eine Konfiguration in Betracht gezogen werden, bei der eine Bedienungsperson unter Berücksichtigung des Druckgeschwindigkeitsverlustes entweder ein komplementäres Drucken bei der Rückwärtsabtastung oder bei der Vorwärtsabtastung auswählt.
Bei Verwendung des Tintenstrahl-Druckverfahrens erweist sich die Erfindung bei den verschiedenen Tintenstrahl-Drucktechnologien insbesondere bei einem Druckkopf oder einer Druckvorrichtung derjenigen Art als äußerst vorteilhaft, die eine Einrichtung zur Erzeugung von Wärmeenergie für einen Tintenausstoß aufweist und zur Herbeiführung einer Zustandsänderung der Tinte mit Hilfe dieser Wärmeenergie ausgestaltet ist, d. h., bei einem Druckkopf oder einer Druckvorrichtung des sogenannten Bubblejet-Systems der Firma Canon K. K., da sich durch ein solches System eine höhere Druckdichte und eine höhere Druckauflösung bzw. Druckqualität erzielen lässt.
Als repräsentative Konfiguration und repräsentatives Prinzip eines solchen Tintenstrahl-Drucksystems ist hierbei vorzugsweise ein System einzusetzen, dessen grundlegendes Prinzip z. B. aus den US-Patentschriften 4 723 129 und 4 740 796 bekannt ist. Dieses System ist sowohl im Rahmen eines bedarfsabhängigen Bereitschaftsbetriebs als auch im Rahmen eines kontinuierlichen Betriebs verwendbar. Das System ist jedoch insbesondere im Falle des bedarfsabhängigen Bereitschaftsbetriebs sehr wirksam, da durch Anlegen zumindest eines einer Aufzeichnungsinformation entsprechenden und zu einem den Siedepunkt überschreitenden schnellen Temperaturanstieg führenden Treiber-oder Ansteuersignals an ein entsprechend von Flüssigkeit (Tinte) enthaltenden Flüssigkeitskanälen oder Blättern angeordnetes elektrothermisches Wandlerelement dann von diesem elektrothermischen Wandlerelement Wärmeenergie zur Erzielung eines Siedeeffektes bzw. Schichtsiedens an der Heizfläche des Druckkopfes erzeugt wird, sodass in der Flüssigkeit (Tinte) in jeweiliger Abhängigkeit von dem Treiber- bzw. Ansteuersignal eine Dampf- oder Gasblase ausgebildet werden kann. Durch den auf Grund der Ausdehnung und Schrumpfung dieser Dampf- oder Gasblase hervorgerufenen Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte) über eine Ausstoßöffnung wird zumindest ein Tröpfchen gebildet. Wenn das Treiber- bzw. Ansteuersignal in Form eines Impulssignals angelegt wird, lässt sich ein sofortiger und gleichmäßiger Ausdehnungs- und Schrumpfvorgang der Dampf- oder Gasblase und damit ein Flüssigkeitsausstoß (Tintenausstoß) mit besonders hoher Ansprechempfindlichkeit erzielen. In Bezug auf solche Ansteuersignale mit Impulsform sind Signale geeignet, wie sie aus den US-Patentschriften 4 463 359 und 4 345 262 bekannt sind. Ausgezeichnete Druckergebnisse lassen sich auch unter Verwendung der aus der US-Patentschrift 4 313 124 bekannten Bedingungen erzielen, die sich auf die Temperaturanstiegsrate der wärmewirksamen Heizoberfläche beziehen.
In Bezug auf den Aufbau des Druckkopfes kann außer der in den vorstehend genannten Druckschriften beschriebenen Anordnung in Form einer Kombination von Ausstoßdüsen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Wandlern (linearen Flüssigkeitskanälen oder rechtwinkligen Flüssigkeitskanälen) auch eine aus den US-Patentschriften 4 558 333 und 4 459 600 bekannte Anordnung im Rahmen der Erfindung Verwendung finden, bei der der wärmewirksame Heizabschnitt in einem gewundenen Bereich angeordnet ist. Weiterhin kann die Erfindung auch bei einer aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 59-123 670 bekannten Anordnung sehr effektiv Verwendung finden, bei der ein gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnung für mehrere elektrothermische Wandler dient, sowie bei einer aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 59-138 461 bekannten Anordnung, bei der eine Öffnung zur Absorbierung einer Druckwelle der Wärmeenergie entsprechend dem Ausstoßbereich ausgebildet ist. Mit Hilfe der Erfindung lässt sich nämlich unabhängig von der Konfiguration des Druckkopfes eine zuverlässige und effiziente Aufzeichnung erzielen.
Der Druckkopf kann natürlich entsprechend der Form der Druckvorrichtung ausgestaltet sein, wobei bei einem sogenannten Zeilendrucker die Ausstoßöffnungen über einen Bereich hinweg angeordnet werden können, der der Breite des Druckmaterials bzw. Aufzeichnungsträgers entspricht. Im übrigen ist die Erfindung in Verbindung mit einer Druckvorrichtung des vorstehend beschriebenen seriellen Typs bei einem Druckkopf, der an der Haupteinheit einer Druckvorrichtung angebracht ist, bei einem Druckkopf in Form eines austauschbaren Chips, der mit der Haupteinheit der Druckvorrichtung elektrisch verbunden und bei Anbringung an der Haupteinheit mit Tinte versorgt werden kann, oder bei einem Druckkopf in Form eines Patronentyps mit einem in den Druckkopf selbst integrierten Tintenbehälter effektiv verwendbar.
Bei der Konfiguration der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung sollten vorzugsweise eine Ausstoß-Regeneriereinrichtung für den Druckkopf sowie weitere Zusatzeinrichtungen und dergleichen vorgesehen sein, da sich hierdurch eine weitere Ergänzung der erfindungsgemäßen Vorteile erzielen lässt. Ausführungsbeispiele für solche Einrichtungen umfassen eine Abdeckeinrichtung, eine Reinigungseinrichtung, eine Druckbeaufschlagungs- oder Absaugeinrichtung, eine Vorheizeinrichtung zur Herbeiführung einer Erwärmung durch ein elektrothermisches Wandlerelement, ein weiteres Heizelement oder deren Kombination sowie eine Vorausstoßeinrichtung zur Durchführung eines von dem Druckvorgang unabhängigen Leerausstoßes.
Ferner ist bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen davon ausgegangen worden, dass die Tinte in Form einer Flüssigkeit vorliegt. Erfindungsgemäß kann jedoch auch die Verwendung einer Tinte in Betracht gezogen werden, die bei Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur fest ist, sich jedoch bei Raumtemperaturen erweicht oder verflüssigt. Da bei der Tintenstrahlaufzeichnung die Tinte üblicherweise durch eine entsprechende Temperatursteuerung in einem zwischen 30°C und 70°C liegenden Temperaturbereich gehalten wird, um eine in einem stabilen Ausstoßbereich liegende Tintenviskosität zu gewährleisten, kann auch eine Tinte Verwendung finden, die sich durch die beim Anlegen der Drucksignale erzeugte Wärmeenergie verflüssigt. Außerdem kann auch eine Tinte Verwendung finden, bei der die durch die Wärmeenergie aufgrund des Aufzeichnungssignals hervorgerufene Verflüssigung derart erfolgt, dass der von der Wärmeenergie hervorgerufene Temperaturanstieg durch die Zustandsänderung vom festen in den flüssigen Zustand bewusst absorbiert wird, oder eine Tinte, die sich im unbenutzten Zustand verfestigt, wodurch eine Verdampfung der Tinte verhindert wird. Die Erfindung ist somit auch verwendbar, wenn die Tinte von der in Abhängigkeit vom Aufzeichnungssignal zugeführten Wärmeenergie verflüssigt und sodann im flüssigen Zustand ausgestoßen wird, oder wenn die Tinte sich erst beim Erreichen des Aufzeichnungsmaterials bzw. Aufzeichnungsträgers zu verfestigen beginnt. In diesen Fällen kann die Tinte in Form einer Flüssigkeit oder eines festen Materials in Ausnehmungen oder Löchern eines gegenüber dem elektrothermischen Wandlerelement angeordneten porösen Blattes festgehalten werden, wie dies aus den japanischen Patent-Offenlegungsschriften 54-56 847 und 60-71 260 bekannt ist. In Bezug auf die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten ermöglicht jedoch die Herbeiführung eines Schichtsiedens in der Tinte die effektivste Verwendung der Erfindung.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung auch in Form einer Bildausgabeeinheit eines Informationsverarbeitungsgerätes wie eines Computers oder in Form eines Kopiergerätes mit einem Lesegerät oder dergleichen Verwendung finden.
Weiterhin ist die Erfindung generell bei einem Tintenstrahl-Gewebedruckgerät zum Bedrucken von Tüchern bzw. Textilgeweben mit Hilfe des Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens geeignet. Im Vergleich zu dem üblichen Siebdruckgerät ermöglicht eine solche Tintenstrahl-Textilgewebedruckvorrichtung ein Hochgeschwindigkeitsdrucken auf Textilgewebe in Abhängigkeit von Druckdaten (Bildern, Zeichen, Farben usw.), wodurch sich die Vorteile des Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahrens effektiv nutzen lassen.
Bei dieser speziellen Verwendung zum Bedrucken von Textilgeweben muss ein solches Gerät industrielle Verwendungseigenschaften wie eine hohe Druckgeschwindigkeit, niedrige Kosten, eine lange Betriebslebensdauer und eine einfache Wartung aufweisen. Die erfindungsgemäße komplementäre Drucktechnologie, die ein kontinuierliches Ausdrucken von fehlerfreien Bildern ermöglicht, bietet daher wesentliche Vorteile in Bezug auf die Druckgeschwindigkeit und ein kostengünstiges Drucken.
Ferner muss auch das Textilgewebe für den Tintenstrahldruck bestimmte Eigenschaften aufweisen, wie z. B.:

(1) Die Fähigkeit, eine ausreichende Tintenaufnahmedichte zu entwickeln,
(2) die Fähigkeit, eine hohe Fixiergeschwindigkeit bei der Tinte zu erzielen,
(3) die Fähigkeit, ein schnelles Trocknen der Tinte auf dem Textilgewebe zu ermöglichen,
(4) eine geringe unregelmäßige Auslauf- oder Durchschlagsneigung der Tinte auf dem Textilgewebe und
(5) eine exzellente Transportfähigkeit in der Druckvorrichtung.

Zur Erfüllung dieser Anforderungen kann das Textilgewebe erfindungsgemäß einer Vorbehandlung unterzogen werden, falls dies erforderlich ist. Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 62-53 492 ist z. B. in diesem Zusammenhang ein Textilgewebe mit einer Tintenaufnahmeschicht bekannt, während aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 3-46 589 die Imprägnierung eines Textilgewebes mit einem Reduktionsverhinderungsmittel oder einer Lauge bekannt ist. Beispiele für eine solche Vorbehandlung umfassen die Imprägnierung des Textilgewebes mit Stoffen wie Alkalistoffen, wasserlöslichen Polymeren, synthetischen Polymeren, wasserlöslichen Metallsalzen, Harnstoff und Thioharnstoff.
Beispiele für die Alkalistoffe umfassen Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxide oder Kaliumhydroxide, Amine wie Mono-, Di- oder Triethanolamine, Alkalimetallcarbonate oder -bicarbonate wie Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat oder Natriumbicarbonat, Metallsalze von organischen Säuren wie Calciumacetat oder Bariumacetat, Ammoniak sowie dessen Verbindungen. Außerdem kann Natriumtrichloracetat Verwendung finden, das unter Dampfbehandlung oder Heissluftbehandlung alkalisch wird. Besonders bevorzugte Alkalistoffe stellen hierbei Natriumcarbonat und Kaliumbicarbonat dar, die zur Einfärbung mit Reaktivfarbstoffen Verwendung finden.
Beispiele für die wasserlöslichen Polymere umfassen stärkehaltige Stoffe wie Mais oder Weizen, Zellstoffe wie Carboxymethylcellulose, Methylcellulose oder Hydroxyethylcellulose, Polysaccharide wie Natriumalginat, Gummiarabicum, Johannisbrotgummi, Tragacanthgummi, Guajakharz oder Tamarindensamen, proteinhaltige Stoffe wie Gelatine oder Kasein sowie wasserlösliche natürliche Polymere wie Tannin oder Lignin.
Beispiele für die synthetischen Polymere umfassen Polyvinylalkohole, Polyethylenoxide, wasserlösliche Acrylpolymere und wasserlösliche Maleinanhydride. Von diesen Stoffen werden insbesondere Polysaccharidpolymere und Zellstoffpolymere bevorzugt.
Das wasserlösliche Metallsalz kann aus einer Verbindung bestehen, die eine typische Ionenkristallbildung und einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 10 zeigt, wie z. B. aus Halogeniden von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen. Typische Beispiele für eine solche Verbindung umfassen in Bezug auf Alkalimetalle NaCl, Na₂SO₄, KCl und CH₃COONa sowie in Bezug auf Erdalkalimetalle CaCl₂ und MgCl₂. Von diesen Stoffen werden insbesondere Salze von Na, K und Ca bevorzugt.
Bei der Vorbehandlung kann das Textilgewebe mit den vorstehend beschriebenen Stoffen in Form eines beliebigen Verfahrens imprägniert werden, was z. B. durch ein Tauchbad bzw. eine Tränkung, eine Appretierung, eine Beschichtung oder ein Einsprühen erfolgen kann.
Da sich die beim Tintenstrahldrucken auf das Textilgewebe aufgebrachte Drucktinte nach der Aufbringung im wesentlichen nur auf dem Textilgewebe ablagert, wird vorzugsweise eine Fixierung des Farbmaterials der Tinte wie der Farbstoffe an den Fasern des Textgewebes durchgeführt. Eine solche Fixierung kann durch ein bekanntes Verfahren wie eine Dampfbehandlung, eine Vergütungs-Dampfbehandlung oder eine Thermofixierbehandlung bzw. im Falle eines Textilgewebes, das keiner alkalischen Vorbehandlung unterzogen worden ist, mit Hilfe einer alkalischen Appretierungs-Dampfbehandlung, einer alkalischen Flecken-Ausgleichsbehandlung, einer alkalischen Schockbehandlung oder einer alkalischen Kaltfixierbehandlung erfolgen. Eine solche Fixierbehandlung kann je nach Art des verwendeten Farbstoffs einen Reaktionsschritt enthalten oder auch ohne einen solchen Reaktionsschritt erfolgen, wobei Beispiele für die letztere Behandlung ein physisches Tränken bzw. Imprägnieren der Fasern umfassen. Außerdem kann die Tinte eine beliebige Zusammensetzung aufweisen, solange die gewünschten Färbemittel darin enthalten sind, wobei die Färbemittel nicht auf Farbstoffe beschränkt sind, sondern auch Farbkörper bzw. Pigmente umfassen können.
Weiterhin können bei der Vorbehandlung verwendete reaktionsträge Farbstoffe und Substanzen in bekannter Weise durch Auswaschen bzw. Spülen nach dem vorstehend beschriebenen Reaktionsfixierschritt entfernt werden. Nach einem solchen Auswaschen bzw. Spülen wird vorzugsweise zusätzlich ein üblicher Fixiervorgang durchgeführt.
Das der vorstehend beschriebenen Nachbehandlung unterzogene bedruckte Textilgewebe wird sodann in gewünschte Größen geschnitten, wobei diese geschnittenen Stücke sodann den Behandlungsschritten eines Vernähens, Verklebens oder einer Verschmelzung unterzogen werden, um die endgültigen Produkte in Form von einteiligen Kleidungsstücken, Krawatten, Badehosen, Badeanzügen, Matratzenbezügen, Sitzbezügen, Taschentüchern oder Vorhängen und dergleichen zu erhalten. Verfahren zur Herstellung von Kleidungsstücken und anderen Gegenständen des täglichen Gebrauchs durch Vernähen oder eine andere Verarbeitung eines Textilgewebes sind bereits in vielen Veröffentlichungen beschrieben worden, wie z. B. in "Latest knitting-sewing manual" (verlegt von Seni Journal Co.) oder in dem monatlichen Magazin "So-en" (herausgegeben von Bunka-Shuppan Kyoku).
In Bezug auf das Druckmaterial können hierbei Tuche bzw. Textilgewebe, Tapeten, Stickgarn, Papier oder Folien wie OHP-Folien in Betracht gezogen werden, wobei in diesem Falle der Begriff Textilgewebe sämtliche gewebten und ungewebten sowie andere Textilstoffe unabhängig vom jeweiligen Material und verwendeten Web- oder Strickverfahren umfasst.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben worden ist, ermöglicht die Erfindung eine fehlerfreie Aufzeichnung, indem bei Vorliegen eines Störzustands bei einem Aufzeichnungselement eine Komplementäraufzeichnung mit einem fehlerfreien Aufzeichnungselement nach dem im Rahmen der Hauptabtastung erfolgenden Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird. Hierbei wird das bei dieser komplementären Aufzeichnung verwendete Aufzeichnungselement in Abhängigkeit von der Gesamtsumme der Häufigkeit der von diesem Aufzeichnungselement ausgeführten Aufzeichnungsvorgänge umgeschaltet, wodurch sich eine Verringerung der Betriebslebensdauer des bei der Komplementäraufzeichnung verwendeten Aufzeichnungselements verhindern lässt und eine erhebliche Verlängerung der Betriebslebensdauer des gesamten Aufzeichnungskopfes erzielt werden kann. Ferner ist außer dem üblichen Aufzeichnungskopf kein gesonderter Aufzeichnungskopf nur für die Komplementäraufzeichnung erforderlich, sodass sich die Komplementäraufzeichnung ohne eine kompliziertere Konfiguration des Gerätes selbst und ohne Vergrößerung seiner Abmessungen erzielen lässt.
Außerdem kann die Komplementäraufzeichnung bei der Rückwärts-Hauptabtastung nach der für die Komplementäraufzeichnung durchgeführten Nebenabtastung erfolgen, wodurch eine Komplimentierung des von dem fehlerhaften Aufzeichnungselement hervorgerufenen Aufzeichnungsfehlers ohne Herabsetzung der Druckleistung erfolgen kann.

Claims

Verfahren zum Drucken von Bilddaten auf ein Druckmaterial (6; 211), mit den Schritten: Bedrucken des Druckmaterials mit Bilddaten durch Herbeiführung einer Bewegung eines eine Anordnung von Druckelementen (10) aufweisenden Druckkopfs (2; 217) in einer Hauptabtastrichtung (D), die sich in Relation zu dem Druckmaterial (6; 211) von der Druckelement-Anordnungsrichtung unterscheidet, und Herbeiführung einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf (2; 217) und dem Druckmaterial (6; 211) in einer senkrecht zu der Hauptabtastrichtung (D) verlaufenden Nebenabtastrichtung (F) zwischen Hauptabtastungen, im Falle einer Funktionsstörung eines Druckelements erfolgende Herbeiführung einer derartigen Relativbewegung in der Nebenabtastrichtung zwischen dem Druckmaterial (6; 211) und dem Druckkopf (2; 217), dass ein vorher dem fehlerhaften Druckelement (202) gegenüberliegender Bereich des Druckmaterials (6; 211) einem anderen Druckelement (203) gegenüberliegt, und Durchführung eines komplementären Druckens unter Verwendung des anderen Druckelements (203) während einer Bewegung des Druckkopfs in der Hauptabtastrichtung, gekennzeichnet durch den Schritt: Wechseln des für das komplementäre Drucken zu verwendenden Druckelements (303) in Abhängigkeit von der Anzahl von Betätigungen des anderen Druckelements oder in Abhängigkeit von der Anzahl von Hauptabtastungen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Wechsel des für das komplementäre Drucken verwendeten Druckelements (203, 303) erfolgt, wenn die Anzahl der Betätigungen einen Referenzwert überschreitet, der auf der Basis eines Wertes der Betriebslebensdauer für die Anzahl der Betätigungen der Druckelemente vorher eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein komplementäres Drucken bei einer in Rückwärtsrichtung erfolgenden Hauptabtastung nach der Nebenabtastung zum komplementären Drucken durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein komplementäres Drucken bei einer Hauptabtastung nach der Nebenabtastung zum komplementären Drucken durchgeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt einer Erfassung des fehlerhaften Druckelements (202) vor der zum Bedrucken des Druckmaterials erfolgenden Hauptabtastung vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das komplementäre Drucken ohne das fehlerhafte Druckelement (202) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Schritt der Erfassung des fehlerhaften Druckelements (202) die Schritte Bildung eines vorgegebenen Detektionsmusters (220) auf einem anderen Detektionsmaterial (219) als dem Druckmaterial (6; 211) durch Betätigung sämtlicher Druckelemente, und Erfassung des fehlerhaften Druckelements (202) durch optisches Auslesen des gebildeten Detektionsmusters (220) umfasst.
Druckvorrichtung zum Drucken von Bilddaten auf ein Druckmaterial (6; 211) unter Verwendung eines Druckkopfes (2; 217) mit einer Anordnung von Druckelementen (10), mit einer Hauptabtasteinrichtung (1, 3, 4, 5) zur Herbeiführung einer Hauptabtastung durch den Druckkopf in einer Hauptabtastrichtung (D), die sich in Relation zu dem Druckmaterial (6; 211) von der Druckelement-Anordnungsrichtung unterscheidet, einer Druckkopf-Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der Druckelemente zum Bedrucken des Druckmaterials (6; 211) , einer Nebenabtasteinrichtung (7, 8A, 8B, 9) zur Herbeiführung einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf (2; 217) und dem Druckmaterial (6; 211) in einer senkrecht zu der Hauptabtastrichtung (D) verlaufenden Nebenabtastrichtung (F) zwischen Hauptabtastungen, und einer Steuereinrichtung (16), die die Nebenabtasteinrichtung im Falle einer Funktionsstörung bei einem Druckelement zur Herbeiführung einer Relativbewegung in der Nebenabtastrichtung zwischen dem Druckmaterial (6; 211) und dem Druckkopf (2; 217) derart steuert, dass ein vorher dem fehlerhaften Druckelement (202) gegenüberliegender Bereich des Druckmaterials (6; 211) einem anderen Druckelement (203) gegenüberliegt, und den Druckkopf zur Durchführung eines komplementären Druckens unter Verwendung des anderen Druckelements (203) während seiner Bewegung in der Hauptabtastrichtung veranlasst, gekennzeichnet durch eine Zählereinrichtung (26) zur Zählung der Anzahl von Betätigungen der Druckelemente oder der Anzahl von Hauptabtastungen, wobei die Steuereinrichtung (16) zum Wechseln des für das komplementäre Drucken zu verwendenden Druckelements (303) in Abhängigkeit von der Anzahl von Betätigungen des anderen Druckelements oder in Abhängigkeit von der Anzahl von Hauptabtastungen ausgestaltet ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Steuereinrichtung (16) dahingehend ausgestaltet ist, einen Wechsel des für das komplementäre Drucken verwendeten Druckelements (203, 303) vorzunehmen, wenn die Anzahl der Betätigungen einen Referenzwert überschreitet, der auf der Basis eines Wertes der Betriebslebensdauer für die Anzahl der Betätigungen der Druckelemente vorher eingestellt wird.
Druckvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Steuereinrichtung (16) zur Durchführung eines komplementären Druckens bei einer in Rückwärtsrichtung erfolgenden Hauptabtastung nach der Nebenabtastung zum komplementären Drucken ausgestaltet ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Steuereinrichtung (16) zur Durchführung eines komplementären Druckens bei einer Hauptabtastung nach der Nebenabtastung zum komplementären Drucken ausgestaltet ist.
Druckvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der eine Detektionseinrichtung (221) zur Erfassung des fehlerhaften Druckelements (202) vor der zum Bedrucken des Druckmaterials erfolgenden Hauptabtastung vorgesehen ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Steuereinrichtung (16) zur Durchführung des komplementären Druckens ohne das fehlerhafte Druckelement (202) ausgestaltet ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Detektionseinrichtung (221) zur Erfassung des fehlerhaften Druckelements (202) durch optisches Auslesen eines vorgegebenen, durch Betätigung sämtlicher Druckelemente erhaltenen Detektionsmusters (220) ausgestaltet ist.
Druckvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 14, bei der die Druckelemente jeweils eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen von Tinte und eine Ausstoßeinrichtung zur Herbeiführung eines Tintenausstoßes über jede der Ausstoßöffnungen umfassen.
Druckvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Ausstoßeinrichtung ein Wärmeenergie erzeugendes Element zur Beaufschlagung der Tinte mit Wärmeenergie darstellt und in der Tinte durch die von dem Wärmeenergie-Erzeugungselement erzeugte Wärme eine Zustandsänderung herbeigeführt wird, durch die Tinte über die Ausstoßöffnung ausgestoßen wird.
Druckvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 16, bei der Textilgewebe als Druckmaterial Verwendung findet.