EP1106357A1 - Procédé et imprimante avec masquage de défauts - Google Patents
Procédé et imprimante avec masquage de défauts Download PDFInfo
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- EP1106357A1 EP1106357A1 EP00403350A EP00403350A EP1106357A1 EP 1106357 A1 EP1106357 A1 EP 1106357A1 EP 00403350 A EP00403350 A EP 00403350A EP 00403350 A EP00403350 A EP 00403350A EP 1106357 A1 EP1106357 A1 EP 1106357A1
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Definitions
- the substrate After each impression of a strip or part of the strip, the substrate is advanced the space between two strips or part of a strip for printing the strip or part of the strip next. Printing can be done on the way simply or back and forth from the movement of the print head relative to the substrate.
- the data to be printed could not be in the form of binary files, but as files containing words from several bits, to translate the fact that each position of the substrate can receive several drops ink of the same color.
- the main printing faults which are generated by all printing systems known, are the defects relating to lineages in the direction of relative movement of the print head by relation to the substrate. This defect results in the appearance of light or dark lines when printing by successive scans.
- faults can be in the space between two bands which should in principle be equal to the interval between adjacent drops of a frame, or inside of the same band, in the space delimiting the zones printed by different jets, or even inside the pattern printed by a jet at the level of the space between two adjacent drops of the frame.
- These faults of lineage can come either from defects specific to some jets from the print head, these are then mechanical or electrical faults, either substrate positioning errors, or positioning error between printheads, or still between jets from the same printhead.
- Various solutions have been proposed to limit or eliminate lineage issues, but all are translate either by a limitation of the rate sometimes very high ratio vis-à-vis the nominal printing rate, either by redundancy of print heads and therefore a cost important.
- the average amplitude of this noise voltage will depend on the rank j of the drop in the frame.
- the maximum amplitude of the voltage additional noise will be equal to a fraction less than 1 of the smallest difference between the nominal voltage Vj to be applied to the drop of row j and the nominal voltage VJ + 1 or Vj-1 to be applied to one of the two drops immediately adjacent in the frame printed with a drop of row j, i.e. drops of row j + 1 and of row j-1.
- the amplitude of the tension additional noise will correspond to a value random numeric generated by an algorithm of pseudo random number generation.
- the correspondence between the random numerical value and additional noise voltage will result from applying this numeric value to digital to analog converter. The regular defect of dark or white lineage will no longer appear or will appear less.
- part B we have shown two frames. These two frames are located in all the frames forming a band immediately consecutive to the strip of frames represented in part A. Normally bands A and B are spaced one of each other by a distance equal to the equal distance between two adjacent drops of a salvo.
- the distance between the printheads according to the direction Y and possibly along direction X on the one hand sufficient drying time between deposition of different ink colors and allows on the other hand, to ensure an overlay order same colors same when printing is performed during the return and return of the head printing.
- the detector 12 is placed on the edge of the substrate 27, in the vicinity of the print head 25 located in second position in all the heads.
- the second position is understood by counting the heads in the direction Y in advance of the substrate 27.
- the first head is the one that is most upstream by relative to the direction of travel of the substrate.
- the detector detects a possible deviation of the mark 51-2 from its nominal position.
- the heads 25 are find on the side of the second edge 53.
- the substrate is advanced.
- Detector detects deviation possible of the mark 51-3 in relation to its position nominal.
- a correction taking into account this difference is applied to load the black head drops which will overlay the first strip, on the yellow head Y which will print the second strip and magenta and cyan heads which will print respectively the third strip and the mark 51-4 followed by the fourth strip.
- motor advance control of substrate may include a servo which holds account for deviations in advance of the substrate.
- This enslavement known to those skilled in the art could be "proportional integral and derivative" type, that is to say that it takes into account the actual differences, their cumulation and of their variation over time in order to avoid drifts.
- the detector 12 is mechanically coupled to the table 30 immediately downstream of the heads 25.
- the 51-1 mark is always printed at the end of scanning.
- the odd rank marks are all on the side of the second edge 53 and that the even rank marks are all on the first side edge 52.
- the algorithm will be designed to deliver in average for at least three quarters of the values generated for drops with a number of frames greater than one predetermined quantity, a value less than a third of the difference between the nominal voltage to be applied to the charge electrodes for said drop and the nominal voltage to be applied to the charging electrodes for one of the two immediately adjacent drops of the frame.
- the quotient of number of times the sign of the voltage value additional algebraic is positive the number of total additional voltages will average on a large number of additional values equal to 1 ⁇ 2. That reflects the fact that, on average, a drop of rank j will be moved away from its central position corresponding to zero additional random voltage, with the same probability towards higher ranking gout or towards drop of lower rank. For the end drops it will be a deviation outwards or towards the drop closest to the frame.
- the deviation from the nominal position will be calculated by the calculator 34, from the calculation of the projection position of the barycenter of the mark 51 on an X axis parallel to advance of the substrate.
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Abstract
Procédé de modification de la position de projection sur un substrat (27) de gouttes d'encre électriquement chargées, les gouttes étant chargées par des électrodes (20) de charge connectées à un générateur de tension, les trajectoires des gouttes étant soumises à l'action d'électrodes (23,24) de déviation déviant les gouttes selon la valeur de leur charge électrique, entre N positions définissant une trame obtenue par une salve de gouttes sous forme d'un segment de droite sensiblement parallèle à une direction X d'avance du substrat, procédé caractérisé en ce qu'on superpose à une valeur nominale de tension à appliquer au moyen de charge de chaque goutte, une tension aléatoire additionnelle dont l'amplitude maximum est une fraction inférieure à 1 de la différence entre les tensions nominales à appliquer aux électrodes de charge pour ladite goutte et pour l'une des deux gouttes immédiatement adjacentes de la trame respectivement. <IMAGE>
Description
L'invention se situe dans le domaine des
imprimantes à jet d'encre dans lesquelles des gouttes
d'encre sont formées et électriquement chargées puis
déviées pour aller frapper un substrat d'impression.
Elle concerne un procédé destiné à masquer ou réduire
des défauts de lignage et l'imprimante appliquant un
tel procédé.
Il est connu qu'un jet d'encre sous pression
éjecté par une buse d'impression peut être brisé en une
succession de gouttes individuelles chaque goutte étant
chargée de façon individuelle, de façon contrôlée. Sur
le trajet de ces gouttes ainsi individuellement
chargées, des électrodes de potentiel constant dévient
plus ou moins les gouttes selon la charge qu'elles
possèdent. Si une goutte ne doit pas atteindre le
substrat d'impression, sa charge est contrôlée de telle
sorte qu'elle est déviée vers un récupérateur d'encre.
Le principe de fonctionnement de telles imprimantes à
jet d'encre est bien connu et est décrit par exemple
dans le brevet US-A-4 160 982. Comme décrit dans ce
brevet et représenté figure 1, une telle imprimante
comporte un réservoir 11 contenant de l'encre
électriquement conductrice 10 qui est distribuée par un
canal de distribution 13 vers un générateur de gouttes
16. Le rôle du générateur de gouttes 16 est de former à
partir de l'encre sous pression contenue dans le canal
de distribution 13 un ensemble de gouttes
individuelles. Ces gouttes individuelles sont
électriquement chargées au moyen d'une électrode de
charge 20 alimentée par un générateur de tension 21.
Les gouttes chargées passent au travers d'un espace
compris entre deux électrodes de déviation 23, 24 et
selon leur charge sont plus ou moins déviées. Les
gouttes les moins ou non déviées sont dirigées vers un
récupérateur 22 d'encre tandis que les gouttes déviées
sont dirigées vers un substrat 27. Les gouttes
successives d'une salve atteignant le substrat 27
peuvent ainsi être déviées vers une position extrême
basse, une position extrême haute et des positions
intermédiaires successives, l'ensemble des gouttes de
la salve formant un trait vertical de hauteur ΔX
sensiblement perpendiculaire à une direction d'avancée
relative de la tête d'impression et du substrat. La
tête d'impression est formée par le générateur de
gouttes 16, l'électrode de charge 20, les électrodes de
déviation 23, 24 et le récupérateur 22. Cette tête est
en général enfermée dans un capotage non représenté. Le
mouvement de déviation imprimé aux gouttes chargées par
les électrodes de déviation 23, 24 est complété par un
mouvement selon un axe Y perpendiculaire à l'axe X,
entre la tête d'impression et le substrat. Le temps
écoulé entre la première et la dernière goutte d'une
salve est très court. Il en résulte que malgré un
mouvement continu entre la tête d'impression et le
substrat, on peut considérer que le substrat n'a pas
bougé par rapport à la tête d'impression pendant le
temps d'une salve. Les salves sont tirées à intervalles
spatiaux réguliers. Si toutes les gouttes de chaque
salve étaient dirigées vers le substrat on imprimerait
une succession de traits de hauteur ΔX. En général
seules certaines gouttes d'une salve sont dirigées vers
le substrat. Dans ces conditions, la combinaison du
mouvement relatif de la tête et du substrat, et de la
sélection des gouttes de chaque salve qui sont dirigées
vers le substrat permet d'imprimer un motif quelconque
tel que celui représenté en 28 sur la figure 1. Si le
trait que l'on trace avec les gouttes d'une salve est
dans une direction X, le mouvement relatif de la tête
et du substrat est, dans le plan du substrat dans une
direction Y perpendiculaire à X. Les gouttes non
déviées sont dirigées vers le récupérateur selon une
trajectoire Z perpendiculaire au plan x, y du substrat.
Les gouttes imprimées arrivent sur le substrat en
suivant des trajectoires légèrement déviées par rapport
à la direction Z.
Si le mouvement relatif de la tête et du
substrat s'effectue en continu selon la dimension la
plus grande du substrat, il y aura en général plusieurs
têtes d'impression imprimant des bandes parallèles les
unes aux autres. Un exemple d'une telle utilisation est
représenté sur les figures 1 et 2 du brevet délivré à
IBM sous le numéro FR 2 198 410.
Si le mouvement relatif de la tête d'impression
et du substrat dans la direction Y s'effectue selon la
dimension la plus petite du substrat, l'impression est
réalisée bande par bande le substrat ayant un mouvement
d'avance intermittent dans la direction X après chaque
balayage. Le mouvement relatif de la tête d'impression
et du substrat est appelé mouvement de balayage. Le
mouvement de balayage se compose ainsi d'un mouvement
d'aller et de retour entre un premier bord du substrat
et un second bord du substrat. Le mouvement entre un
bord et l'autre bord du substrat permet d'imprimer à la
volée une bande de hauteur L ou assez souvent une
partie de la bande de hauteur ΔX, ΔX étant le plus
souvent un sous-multiple de L. L'ensemble des bandes
successivement imprimées constitue ainsi le motif à
imprimer sur le substrat. Après chaque impression d'une
bande ou de partie de bande, le substrat est avancé de
l'espace compris entre deux bandes ou partie de bande
pour impression de la bande ou partie de bande
suivante. L'impression peut se faire à l'aller
simplement ou à l'aller et au retour du mouvement de la
tête d'impression par rapport au substrat.
Lorsque le graphisme à imprimer est coloré, les
nuances multiples de couleurs sont le résultat de la
superposition et de la juxtaposition des impacts
d'encre provenant de buses alimentées par des encres de
différentes couleurs. Le système de déplacement relatif
du substrat par rapport aux têtes d'impression est
réalisé de façon telle qu'un point donné du substrat
est présenté successivement sous les jets d'encre de
chacune des couleurs. Le système d'impression présente
généralement plusieurs jets de la même encre
fonctionnant simultanément, soit par la juxtaposition
de têtes multiples, soit par l'utilisation de têtes
multijets, soit enfin par la combinaison de ces deux
types de têtes afin de parvenir à des cadences
d'impressions élevées. Dans ce cas, chaque jet d'encre
imprime une partie limitée du substrat. Les gouttes
peuvent être produites, de façon continue, comme décrit
ci-dessus en liaison avec la figure 1. Elles peuvent
aussi être produites "à la demande", c'est-à-dire
uniquement quand elles sont nécessaires pour les
besoins de l'impression. Dans ce cas, un circuit de
récupération d'encre non utilisée n'est pas nécessaire.
Les moyens connus de commande des différents jets
seront maintenant décrits en référence à la figure 2.
Le motif à imprimer est défini par un fichier
numérique. Ce fichier peut être formé à l'aide d'un
scanner, d'une palette graphique de création assistée
par ordinateur (CAO), transmis au moyen d'un réseau
informatique d'échanges de données, ou, tout
simplement, lu à partir d'un périphérique de lecture de
support de stockage de données numériques (disque
optique, CD-ROM). Le fichier numérique représentant le
motif coloré à imprimer est tout d'abord scindé en
plusieurs motifs binaires (ou bitmap) pour chacune des
encres. Il convient de noter que le cas du motif
binaire est un exemple non limitatif ; dans certaines
imprimantes, le motif à imprimer est de type "contone",
c'est-à-dire que chaque position peut être imprimée par
un nombre de gouttes variable de 1 à M. Une partie du
motif binaire est extraite du fichier pour chacun des
jets correspondants à la largeur de la bande qui va
être imprimée. Sur la figure 2 où l'on s'intéresse à
l'électronique de commande d'un jet, on a représenté en
1 une mémoire de stockage du motif numérique découpée
en bande, cette mémoire de stockage contenant les
indications relatives à une couleur. Pour l'impression
de chaque bande, une mémoire intermédiaire 2 reçoit les
données nécessaires pour l'impression de la bande par
ladite couleur. Les données descriptives de la bande à
imprimer sont ensuite introduites dans un calculateur 3
des tensions de charge des différentes gouttes qui vont
former la bande relativement à cette couleur. Ces
données sont introduites dans le calculateur sous forme
d'une succession de descriptifs des trames qui ensemble
vont constituer la bande. Le calculateur 3 des tensions
de charge des gouttes se présente souvent sous la forme
d'un circuit intégré dédié. Ce calculateur 3 calcule en
temps réel la séquence de tensions à appliquer aux
électrodes de charge 20 pour imprimer une trame donnée
définie par son descriptif de trame, tel que chargé à
partir de la mémoire intermédiaire 2. Un circuit
électronique aval 4, appelé séquenceur de charge de
gouttes, assure la synchronisation des tensions de
charge avec d'une part, les instants de formation de
gouttes et, d'autre part, l'avance relative de la tête
d'impression et du substrat. L'avance du substrat par
rapport à la tête est matérialisée par une horloge de
trame 5 dont le signal est dérivé du signal d'un codeur
incrémental de position de l'unité d'impression
relativement au substrat. Le séquenceur 4 de charge des
gouttes reçoit également un signal d'une horloge de
gouttes 6. Cette horloge de gouttes est synchrone avec
le signal de commande du générateur de gouttes 16. Elle
permet de définir les instants de transitions des
différentes tensions de charges appliquées aux gouttes
pour différencier leurs trajectoires. Les données
numériques en provenance du séquenceur 4 de charge des
gouttes sont converties en valeur analogique par un
convertisseur numérique analogique 8. Ce convertisseur
délivrant un niveau de tension bas nécessite en général
la présence d'un amplificateur haute tension 21 qui va
alimenter les électrodes de charge 20. Les
illustrations de l'art antérieur données en référence
aux figures 1 et 2, sont destinées à bien faire
comprendre le domaine et l'apport de l'invention, mais
il est évident que l'art antérieur n'est pas limité aux
descriptions faites en référence à ces figures.
D'autres arrangements des électrodes et des collecteurs
de récupération des gouttes d'encre non utilisées sont
décrits dans une littérature abondante. Un arrangement
électromécanique des buses d'impression de l'électrode
de charge et des électrodes de déviation tel que décrit
dans le brevet d'invention n° FR 2 198 410 délivré à
International Business Machine Corporation (IBM) en
référence aux figures 1 à 3 de ce brevet pourrait
parfaitement être utilisé dans la présente invention.
De même, le circuit électronique de commande des
électrodes de charge pourrait être illustré par le
circuit décrit en relation avec la figure 4 de ce même
brevet. Egalement, les données à imprimées pourraient
ne pas se présenter sous forme de fichiers binaires,
mais sous formes de fichiers contenant des mots de
plusieurs bits, pour traduire le fait que chaque
position du substrat peut recevoir plusieurs gouttes
d'encre de la même couleur. On comprend que pour une
impression, en particulier en couleur, la nécessaire
superposition des gouttes provenant des différentes
buses délivrant les différentes couleurs d'encre doit
être très précise. Les défauts principaux d'impression
qui sont générés par tous les systèmes d'impression
connus, sont les défauts relatifs aux lignages dans le
sens du mouvement relatif de la tête d'impression par
rapport au substrat. Ce défaut se traduit par
l'apparition de lignes claires ou foncées lors de
l'impression par balayages successifs. Ces défauts
peuvent se trouver dans l'espace compris entre deux
bandes qui doit en principe être égal à l'intervalle
entre gouttes adjacentes d'une trame, ou à l'intérieur
d'une même bande, dans l'espace délimitant les zones
imprimées par différents jets, voire à l'intérieur de
la trame imprimée par un jet au niveau de l'espace
entre deux gouttes adjacentes de la trame. Ces défauts
de lignage peuvent provenir soit de défauts propres à
certains jets de la tête d'impression, ce sont alors
des défauts d'origine mécanique ou électrique, soit
d'erreurs de positionnement du substrat, ou bien
d'erreur de positionnement entre têtes d'impression, ou
encore entre jets d'une même tête d'impression.
Diverses solutions ont été proposées pour limiter ou
éliminer les problèmes de lignage, mais toutes se
traduisent soit par une limitation de la cadence
d'impression, dans un rapport parfois très élevé
vis-à-vis de la cadence nominale d'impression, soit par
une redondance de têtes d'impression et donc un coût
important. Des exemples de solutions connues couramment
mises en oeuvre pour limiter le lignage vont être
exposés succinctement ci-après : un premier type de
solution repose sur des réglages mécaniques fins de la
position des têtes d'impression, grâce à des tables
micrométriques. Cette solution est à la fois onéreuse,
par le nombre de tables micrométriques qui sont
nécessaires, et souvent fastidieuse, par les
tâtonnements qu'elle nécessite.
Un autre type de solutions courantes consiste à
utiliser un taux de chevauchements très élevé entre
gouttes voisines, de manière à éviter les lignages
blancs. Ces lignages blancs correspondent à l'absence
de couverture du substrat. Les lignages foncés sont
moins visibles et on préfère avoir un défaut de lignage
de lignes foncées plutôt qu'un défaut de lignage blanc.
La solution consistant à augmenter le taux de
chevauchements entre gouttes voisines est efficace pour
compenser les défauts à l'intérieur d'une même bande et
dans une certaine mesure les défauts de lignage entre
bandes mais elle présente l'inconvénient de nécessiter
une quantité d'encre très élevée par unité de surface
du substrat et génère des difficultés de séchage ou de
déformation du substrat.
Un troisième type de solution pour effacer les
défauts de lignage sur les imprimantes fonctionnant en
balayage consiste à imprimer partiellement le substrat
lors de chaque balayage. En multipliant le nombre de
balayages de substrat on obtient la couverture totale
du substrat. Cette impression en plusieurs passages
exploite diverses stratégies d'entrelacement des
positions des gouttes provenant des différents jets. Un
exemple d'entrelacement de lignes paires et impaires
est donné dans le brevet n° US-A-4 604 631 délivré à la
Société RICOH. Un avantage de cette solution souvent
liée à un taux de chevauchements élevé est qu'elle
autorise un temps de séchage du substrat, mais elle
aboutit à la réduction de la cadence d'impression d'un
facteur pouvant aller de 2 à 16.
Les performances des systèmes d'impression de
graphiques colorés évoluant naturellement vers des
résolutions et des cadences de plus en plus élevées, il
devient critique de limiter efficacement les problèmes
de lignage sans faire de compromis pénalisant les
cadences d'impression.
Le procédé selon l'invention vise à masquer
certains problèmes de lignage sans conséquence sur la
vitesse d'impression.
La présente invention ne nécessite pas de taux
élevé de chevauchement de gouttes. Elle permet
d'atteindre des cadences d'impression élevées avec un
nombre de têtes d'impression relativement réduit.
Lorsqu'on minimise le chevauchement entre gouttes
adjacentes il peut subsister un défaut de lignage, en
particulier un défaut de lignage blanc apparaissant de
façon régulière. Ce défaut est très perceptible par
l'oeil lorsqu'il est régulier. De façon à diminuer la
perceptibilité de cet éventuel défaut, on superpose à
une tension nominale de charge des gouttes une tension
additionnelle de bruit destinée à donner par rapport à
la position nominale de chaque goutte une position
réelle présentant un caractère de dispersion aléatoire.
Grâce à cette dispersion de la position réelle de
chaque goutte autour de sa position nominale, le défaut
de lignage n'apparaít plus comme une ligne droite
continue. Il devient donc moins perceptible à l'oeil
L'invention est donc relative à un procédé de
modification de la position d'arrivée sur un substrat
de gouttes d'encre électriquement chargées de façon
réglable et séquentielle par des électrodes de charge,
les gouttes provenant d'une tête d'impression, les
trajectoires des gouttes étant modifiables, par des
électrodes de déviation, entre N positions nominales
une première position X1, une dernière position XN et
N-2 positions intermédiaires, les N positions
définissant une trame sous forme d'un segment de droite
parallèle à une direction X du substrat, procédé
caractérisé en ce qu'on applique en superposition à une
tension nominale appliquée aux électrodes de charge des
gouttes, une tension algébrique aléatoire additionnelle
masquant ainsi un éventuel défaut de lignage par
dispersion de la position réelle de chaque goutte
autour de sa position nominale.
L'amplitude moyenne de cette tension de bruit
sera fonction du rang j de la goutte dans la trame. De
préférence l'amplitude maximum de la tension
additionnelle de bruit sera égale à une fraction
inférieure à 1 de la plus petite différence entre la
tension nominale Vj à appliquer à la goutte de rang j
et la tension nominale VJ+1 ou Vj-1 à appliquer à l'une
des deux gouttes immédiatement adjacente dans la trame
imprimée à la goutte de rang j, c'est à dire les
gouttes de rang j+1 et de rang j-1.
Comme les différences de tension de charge
appliquées aux gouttes imprimées adjacentes ont des
valeurs assez voisines entre elles, on pourra prendre
pour la valeur maximum de tension additionnelle
aléatoire une fraction d'une valeur moyenne, cette
valeur moyenne étant la valeur moyenne des différences
de tensions nominales entre deux gouttes adjacentes
imprimées dans la trame.
De préférence l'amplitude minimum de la tension
additionnelle de bruit sera égale à la valeur de
l'écart de tension que l'on peut obtenir en faisant
varier la valeur du bit de moindre poids d'un
convertisseur analogique numérique dont la sortie
alimente un amplificateur haute tension couplé aux
électrodes de charge des gouttes.
De préférence l'amplitude de la tension
additionnelle de bruit correspondra à une valeur
numérique aléatoire générée par un algorithme de
génération de nombre pseudo aléatoire. La
correspondance entre la valeur numérique aléatoire et
la tension additionnelle de bruit résultera de
l'application de cette valeur numérique au
convertisseur numérique analogique. Le défaut régulier
de lignage foncé ou blanc n'apparaítra plus ou
apparaítra moins.
L'invention est également relative à une
imprimante équipée de moyens pour réaliser le procédé
selon l'invention, il s'agit d'une imprimante à jet
continu dévié projetant en salve des gouttes de rang 1
à N dans la salve, les gouttes d'une salve étant
dirigées ou non vers un substrat d'impression en
fonction de données définissant un motif à imprimer,
l'imprimante ayant au moins :
- une tête d'impression, cette tête comportant des moyens de fractionnement en gouttes d'au moins un jet d'encre et une électrode de charge des gouttes associés, des moyens de déviation d'une partie des gouttes vers le substrat d'impression,
- des moyens de contrôle de l'impression disposant d'un moyen de fixation de la charge des gouttes à diriger vers le substrat en fonction de leur rang dans la salve couplés à l'électrode de charge des gouttes,
Dans le mode préféré de réalisation de
l'invention pour une imprimante fonctionnant en
balayage, l'imprimante comporte en outre un détecteur
de la position d'une marque imprimée avant chaque
première trame d'une bande, ce détecteur fournissant
une valeur représentative d'un écart entre les
positions réelles et nominales du substrat et en ce que
les moyens de contrôle de l'impression comportent en
outre un calculateur d'une tension de correction de
translation dynamique ϕ d'avance du substrat, ce
calculateur déterminant une tension de correction de
translation dynamique ϕ d'avance substrat pour chaque
goutte d'une salve en fonction de son rang, cette
tension de correction prenant en compte une valeur
d'écart d'avance du substrat délivrée par des moyens
couplés au détecteur et calculant une valeur d'écart
par rapport à une position nominale, le calculateur de
tension de correction de translation dynamique ϕ
d'avance du substrat étant couplé aux moyens de
fixation de la charge des gouttes, le moyen de fixation
de la charge des gouttes prenant en compte la valeur de
la tension de correction d'avance substrat générée par
le calculateur de tension de correction de translation
dynamique ϕ d'avance du substrat pour modifier la
tension de charge de chaque goutte en fonction de la
tension de correction de translation dynamique ϕ
d'avance du substrat.
Une imprimante comprenant des moyens pour
réaliser le procédé selon l'invention et d'autres
détails du procédé selon l'invention seront maintenant
décrits en regard des dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 déjà décrite est une représentation schématique des moyens nécessaires à la création de gouttes d'encre et à leur déviation vers un substrat ;
- la figure 2 déjà décrite comme la figure 1 dans le cadre de la description de l'art antérieur représente l'ensemble des moyens de calcul nécessaire au fonctionnement des moyens représentés sur la figure 1 ;
- la figure 3 est un schéma destiné à expliquer les modifications de l'impression obtenues par le procédé de l'invention, elle comporte trois parties A, B et C ;
- la figure 4 donne une représentation physique
agrandie de la position des gouttes :
- dans une partie A dans leurs positions nominales,
- dans une partie B dans des positions avec erreurs systématiques,
- dans une partie C dans des positions avec erreurs systématiques masquées selon l'invention ;
- la figure 5 est un schéma destiné à expliquer le mode de correction des écarts de déplacement du substrat ;
- les figures 6 et 7 sont des schémas illustrant les éléments matériels d'une imprimante ;
- la figure 8 comporte les parties A, B et C, chaque partie correspondant à une phase de la cinématique d'impression de bandes successives ;
- la figure 9 illustre un cas où un capteur de marque est mécaniquement solidaire d'une table d'impression soutenant le substrat face aux têtes d'impression ;
- la figure 10 illustre le cas où deux capteurs sont montés de part et d'autre d'un chariot portant les têtes d'impression, l'un dans une direction amont du mouvement et l'autre dans une direction aval ;
- la figure 11 est un schéma représentant les moyens de calcul d'une imprimante fonctionnant selon le procédé de l'invention ; et
- la figure 12 est une illustration du mode de détermination d'une position exacte de la marque de repérage de l'avance du substrat à partir du calcul du barycentre de l'image de la marque sur le détecteur.
La figure 3 est destinée à expliquer ce que
sont les écarts provoqués par la tension algébrique
additionnelle de bruit. Pour cela, on a représenté dans
différentes configurations sur le plan du substrat
matérialisé par des axes XY, 9 différentes positions
nominales de gouttes d'une trame tracée par une salve
de gouttes. Dans l'exemple représenté et pour
simplifier l'explication, on a pris neuf gouttes, que
l'on a représenté de façon exagérément espacée.
En partie A de la figure 3, trois trames de
neuf gouttes numérotées de 1 à 9 sont représentées
conformément à leur position nominale par des points.
Ces trois trames font partie d'une même bande A. On
suppose que la position réelle de la goutte numéro 4
est systématiquement décalée vers la goutte numéro 5.
Cette position réelle est représentée par une croix.
L'écartement d entre les positions réelles et nominales
des gouttes de rang 4 provoque un défaut de lignage
blanc matérialisé en partie A de la figure 3 par
l'écart entre deux droites, l'une joignant les
positions nominales des gouttes, l'autre joignant les
positions réelles. Ce défaut de lignage blanc est en
général accompagné d'un défaut de lignage noir moins
visible dû au chevauchement plus accentué, dans
l'exemple ici représenté, des gouttes de rang 4 et 5
par rapport au chevauchement des autres gouttes.
Il convient de comprendre que le défaut réel
résultant d'un écart de positionnement de deux gouttes
l'une par rapport à l'autre n'est pas aussi important
que ce qui a été représenté par la distance d, figure
3. Une vision plus réaliste de défaut d'écart
systématique a été représentée figure 4. Cette figure
comporte les parties A, B et C. En partie A, on a
représenté deux successions de cinq trames comportant
chacune neuf gouttes numérotées de 1 à 9. Les gouttes
sont représentées par des cercles dont les surfaces se
chevauchent partiellement entre trames et entre gouttes
d'une même trame.
L'une des successions de cinq trames
représentées en partie A est obtenue au cours d'un
premier balayage l'autre au cours d'un second balayage
par exemple, un balayage aller et un balayage retour
comme matérialisé par des flèches sur les trois parties
de la figure 4. En parie A, les positions des neuf
gouttes sont conformes à leurs positions nominales
comme cela apparaít sur les cinq trames consécutives et
sur une trame fictive sur laquelle on a porté les
numéros des gouttes.
En partie B, on a représenté une seule bande
également sur cinq trames consécutives et une trame
fictive portant les numéros des positions des gouttes.
En partie B on a supposé que la goutte de rang 5 était
systématiquement déplacée par rapport à sa position
nominale vers la goutte de rang 4. De même on a supposé
que la goutte de rang 6 était systématiquement déplacée
par rapport à sa position nominale vers la goutte de
rang 7. Chacune des positions réelles et nominales de
chacune de ces deux gouttes 5 et 6 est représentée par
un losange en partie B.
Dans l'exemple représenté les écarts d sont
tels que les gouttes de rang 5 et 6 ne se chevauchent
plus et sont tangentes l'une à l'autre. On a là,
l'amorce d'un défaut visible qui se traduit, comme
représenté figure B par une succession de points
blancs.
En partie C de la figure 4, on a représenté une
succession de cinq trames pour lesquelles les gouttes 5
et 6 présentent le même défaut que celui commenté en
liaison avec la partie B. En partie C, la position des
gouttes de chaque trame est modifiée selon l'invention
par une tension aléatoire ajoutée aux électrodes de
charge. Il en résulte un bruitage de position. Ce
bruitage casse la régularité de la succession de points
blancs en sorte que le défaut est moins visible.
Revenant à la figure 3, en partie B, on a
représenté deux trames. Ces deux trames se situent dans
l'ensemble des trames formant une bande immédiatement
consécutive à la bande de trames représentées en partie
A. Normalement les bandes A et B sont espacées l'une de
l'autre d'une distance égale à la distance égale entre
deux gouttes adjacentes d'une salve.
Si la distance entre la goutte 1 d'une trame de
la bande B et la goutte 9 d'une trame de la bande A est
par suite d'un défaut de positionnement systématique de
la goutte 1 ou de la goutte 9, trop grande ou trop
petite, comme représenté par des croix sur les deux
trames en partie B, on a également un défaut de lignage
blanc ou noir respectivement. On voit ainsi que le
défaut de lignage entre bandes consécutives ou à
l'intérieur d'une même bande peut avoir la même origine
consistant en un décalage systématique d'une goutte par
rapport à sa position nominale, que cette goutte soit
une première ou dernière goutte d'une salve ou une
goutte intermédiaire.
Dans le cas d'un défaut de lignage entre bande
consécutives, le défaut de lignage peut avoir une autre
origine. Si l'avance du substrat par rapport à la tête
d'impression n'est pas égale à l'avance nominale, un
défaut de lignage peut apparaítre ou être augmenté par
l'écart entre la position nominale du substrat et sa
position réelle.
Un complément possible à la présente invention
tenant compte de cette origine éventuelle d'un défaut
de lignage sera maintenant expliqué en référence à la
figure 5.
Ce complément de l'invention est relatif à un
écart de position d'une bande dû à un écart dans
l'avance du substrat. Cette correction concerne les
imprimantes dans lesquelles le substrat est avancé pas
à pas après l'impression de chaque bande. Selon cet
aspect de l'invention, on va imprimer lors de
l'impression d'une bande courante une première marque
représentée en A sur la figure 5. Cette marque pourra
être constituée d'un simple trait imprimé au moyen
d'une ou plusieurs gouttes de rang consécutif.
Après avance du substrat la marque A est
déplacée et occupe la position représentée en B sur la
figure 5. Afin de matérialiser l'erreur d'écart εx
d'avance du substrat, on a représenté également la
position en C d'une marque fictive représentant la
position nominale qu'aurait dû avoir la marque A en
l'absence d'écart entre la position nominale et la
position réelle. La marque C n'est pas présente sur le
substrat de façon réelle. L'écart entre la marque
fictive C et la marque en position B permet de
déterminer l'écart εx entre la position nominale marquée
en C et la position réelle marquée en B. Cet écart dans
l'avance du substrat sera compensé selon cet aspect de
l'invention par une modification de la charge des
gouttes imprimées au cours de la bande suivante.
L'impression de la bande suivante comportera
comme l'impression de la bande courante, l'impression
d'une marque de bande suivante imprimée en tenant
compte de l'avance réelle du substrat. Il s'ensuit que
les marques et les bandes seront toutes espacées entre
elles de leur espacement nominal.
La détection de l'écart εx entre la marque B et
la position nominale C de la bande qui va être imprimée
sera effectuée au moyen d'un capteur 12, par exemple un
capteur CCD permettant de mesurer cette distance, par
exemple en comptant l'écart de numéro entre un élément
capteur 12a qui reçoit la marque lorsqu'elle est en
position nominale et un élément capteur 12b qui la
reçoit réellement. Ce capteur sera placé de préférence
face au substrat et disposé de telle sorte que son
champ de mesure permette de détecter la marque avec des
tolérances assez larges. Ce capteur sera de préférence
capteur d'une longueur d'onde lumineuse déterminée et
sera complété par un émetteur en direction du substrat
de cette longueur d'onde déterminée.
Les figures 6 et 7 sont des schémas de principe
d'imprimantes de motifs colorés, par jet d'encre
faisant apparaítre quelques particularités nécessaires
à l'incorporation de l'invention.
Le système représenté sur les figures 6 et 7
correspond à une architecture pour impression de
formats larges choisis uniquement à titre d'exemples
non limitatifs. L'impression est réalisée par balayages
successifs dans la direction Y. Le système met en oeuvre
de façon connue un substrat 27 à partir d'une bobine 28
dont le déroulement est assuré en amont d'une unité
d'impression 29 par une paire 36 de cylindres 37, 38
d'entraínement en contact.
Un premier cylindre 37 est motorisé, un
deuxième cylindre 38 assure une contre pression au
point de contact. Les deux cylindres 37, 38 pincent le
substrat et l'entraínent sans glissement. L'avance du
substrat 27 est contrôlée par un codeur, non représenté
car en lui-même connu, de positions angulaires montées
sur l'axe d'un des cylindres. Après chaque avance
intermittente du substrat, la zone à imprimer de celui-ci
est maintenue à plat sur une table d'impression 30,
située sous le chemin de balayage de l'unité
d'impression 29. Ce maintien à plat est assuré grâce à
un deuxième système d'entraínement 39 situé en aval de
l'unité d'impression.
Ce deuxième système d'entraínement 39 maintient
une tension constante du substrat 27. Une mise en
dépression intermittente de la table d'impression est
parfois réalisée pour améliorer la planéité du substrat
27 dans la zone d'impression.
L'unité d'impression 29 par jet d'encre est
composée de plusieurs têtes d'impression 25 comme
celles représentées par exemple figure 1, chaque tête
étant alimentée par une des encres de couleurs
primaires, à partir de réservoirs 11 grâce à un ombilic
ou canal de distribution 13.
Les différentes têtes d'impression 25 impriment
simultanément le substrat alors qu'il est immobile.
L'impression d'une bande est assurée par un balayage
dans la direction Y de l'unité d'impression. Le
mouvement de balayage de l'unité d'impression par
rapport au substrat est assuré par une courroie 40
solidaire de l'unité d'impression et entraínée par une
poulie motorisée 41. Le guidage de l'unité d'impression
est assuré de façon connue par un axe mécanique non
représenté.
Chaque tête d'impression imprime une bande de
largeur constante L. Les têtes d'impression peuvent
être décalées dans la direction X d'avance du substrat
en sorte qu'une tête n'imprime pas nécessairement la
même bande au même moment qu'une autre tête
d'impression correspondant à une couleur d'encre
différente. Après chaque balayage, le substrat est
avancé d'un incrément spatial ΔX au plus égal à la
largeur de bande L mais qui est plus généralement un
sous-multiple de L pour une impression en plusieurs
passes.
L'écart des têtes d'impression selon la
direction Y et éventuellement selon la direction X
permet d'une part, un temps de séchage suffisant entre
le dépôt des différentes couleurs d'encre et permet
d'autre part, d'assurer un ordre de superposition
identique des couleurs mêmes lorsque l'impression est
réalisée lors de l'aller et du retour de la tête
d'impression.
Par rapport au système d'impression connu tel
que représenté sur les figures 6 et 7, l'invention
selon ce mode de réalisation présente la particularité
d'être équipée d'un détecteur 12 de détection de
l'avance réelle du substrat. La position de ce
détecteur 12 par rapport au substrat et aux têtes
d'impression est commentée ci-après en liaison avec les
figures 8 à 10.
La figure 8 comprend des parties A, B et C
correspondant chacune à une phase de la cinématique
d'impression d'un ensemble de bandes.
Dans le mode de positionnement décrit en
liaison avec la figure 8, le détecteur 12 est fixe, et
fixé par exemple à un dispositif de maintien de l'axe
de translation des têtes d'impression 16. Sur les
figures 8 à 10 on a représenté quatre têtes
d'impression 25, une pour chacune des couleurs, cyan
marquée C, magenta marquée M, jaune marquée Y et noire
marquée K. Le dispositif de maintien de l'axe de
translation n'a pas été représenté car sa géométrie est
spécifique à chaque imprimante. Au surplus, il s'agit
d'un exemple. L'homme du métier saura trouver ou créer
un support pour la fixation du détecteur sachant que ce
détecteur doit remplir les fonctions qui sont décrites
ci-après.
Le détecteur doit être capable de détecter une
marque 51, imprimée par l'une des têtes d'impression 25
entre le bord gauche 52 ou droit 53 du substrat 27 et
le début ou la fin respectivement du motif imprimé.
Sur la partie A de la figure 8, on a représenté
une première bande marquée 1 imprimée alors que les
têtes d'impression 25 se déplacent entre un premier
bord 52, sur la figure le bord gauche, et un second
bord 53, sur la figure le bord droit du substrat, comme
indiqué par une flèche parallèle à la direction Y de
balayage et perpendiculaire à la direction X d'avance
du substrat 27.
Comme représenté sur les parties A, B et C de
la figure 8, le détecteur 12 est placé en bordure du
substrat 27, au voisinage de la tête d'impression 25
située en seconde position dans l'ensemble des têtes.
La seconde position s'entend en comptant les têtes dans
la direction Y d'avance du substrat 27. La première
tête est celle qui se trouve le plus en amont par
rapport au sens de défilement du substrat.
Dans une direction Z perpendiculaire au plan du
substrat, le détecteur 12 est à une hauteur par rapport
au substrat inférieure à la hauteur des parties basses
de la tête d'impression de façon à leur laisser le
passage. La proximité du substrat permet une meilleure
précision de lecture.
L'usage des marques 51 et du détecteur 12, en
relation avec la cinématique d'impression sera
maintenant explicité.
Avant l'impression d'une première bande marquée
1, la marque 51-1 est imprimée par la tête 25 cyan.
Cette même tête cyan imprime ensuite la bande 1 dans le
sens du balayage indiqué par une flèche dans la
direction Y. Avant le balayage, les têtes 25 se
trouvent dans la position représentée en pointillés en
partie gauche de la figure 8 partie A. En fin de
balayage, les têtes 25 se trouvent dans la position
représentée en traits pleins à droite du substrat 27.
Ensuite, chronologiquement, le substrat 27 est
avancé de un pas. La marque 51-1 se trouve dans le
champ du détecteur 12. Le détecteur 12 détecte un écart
éventuel de l'avance du substrat par rapport à l'avance
nominale, et les moyens de calcul 34, 35 calculent des
corrections à apporter aux tensions de charge des
gouttes de la tête cyan et de la tête magenta, pour que
la modification de trajectoire des gouttes compense
l'écart d'avance du substrat.
Dans le mouvement de retour des têtes, la tête
25 magenta, imprime la seconde couleur sur la bande 1
et la tête 25 cyan imprime la seconde bande puis la
marque 51-2. En fin de balayage retour, les têtes 16 se
retrouvent du côté du premier bord tel que représenté
en partie B.
Le substrat est à nouveau avancé en sorte que
la marque 51-2 arrive dans le champ du détecteur 12,
comme représenté en partie C figure 8.
Le détecteur détecte un écart éventuel de la
marque 51-2 par rapport à sa position nominale.
Ensuite, au cours d'un balayage du premier bord
52 vers le second bord 53, la marque 51-3 et la
troisième bande sont imprimées par la tête amont cyan.
La tête 25 magenta imprime la seconde bande avec des
corrections de tension de charge des gouttes pour tenir
compte de la valeur du dernier écart εx, la tête Y jaune
imprime la première bande.
A la fin du troisième balayage, les têtes 25 se
trouvent du côté du second bord 53. Le cycle continu.
Le substrat est avancé. Le détecteur détecte un écart
éventuel de la marque 51-3 par rapport à sa position
nominale. Une correction tenant compte de cet écart est
appliquée pour charger les gouttes de la tête noire qui
va imprimer par superposition la première bande, à la
tête Y jaune qui va imprimer la deuxième bande et aux
têtes magenta et cyan qui vont imprimer respectivement
la troisième bande et la marque 51-4 suivi de la
quatrième bande.
Le cycle continue ainsi modulo le nombre de
têtes d'impression juxtaposé, par exemple quatre dans
le cas représenté en liaison avec la figure 8.
La cinématique qui vient d'être décrite
concerne une impression dans laquelle les têtes
impriment dans le mouvement de balayage aller et dans
le mouvement de balayage retour.
La cinématique serait la même en cas
d'impression uniquement par balayage aller, l'avance du
substrat se faisant en même temps que le mouvement de
retour des têtes vers le premier bord 52.
On remarque que le fonctionnement qui vient
d'être décrit, suppose implicitement que la somme
algébrique cumulée des écarts d'avance du substrat,
reste faible.
Pour pallier à des dérives importantes de
l'avance du substrat, la commande moteur d'avance du
substrat pourra comporter un asservissement qui tient
compte des écarts d'avance du substrat. Cet
asservissement connu de l'homme de l'art pourra être du
type "proportionnel intégral et dérivé" c'est-à-dire
qu'il tient compte des écarts réels, de leur cumul et
de leur variation dans le temps afin d'éviter les
dérives.
La lecture des marques, la détermination de
l'écart d'avance du substrat et la correction des
trames permet à tout instant d'assurer la bonne
superposition des bandes.
Selon une amélioration de logiciel, on cherche
à se prémunir contre un blocage inopiné de l'avance du
substrat qui ne serait pas dû à un non fonctionnement
des systèmes de déroulement et de traction du substrat
détectés par ailleurs.
En cas de blocage du substrat, la marque
imprimée lors de l'impression d'une bande courante et
qui sert de référence de position pour l'impression de
la bande suivante, n'arrive pas dans le champ du
détecteur 12. Le détecteur 12 va donc réutiliser la
marque ayant servi pour l'impression de la bande
courante avec les mêmes corrections, en sorte que si
l'on ne détecte pas le blocage ou le quasi blocage du
substrat la bande suivante va s'imprimer en
chevauchement sur la bande précédente.
Pour éviter cet éventuel chevauchement, le
motif imprimé des marques de rang pair est différent de
celui des marques de rang impair. Un autre cas où la
reconnaissance de la marque courante par rapport à la
marque suivante est intéressante est le cas où ces deux
marques seraient apparentes simultanément sur le
détecteur 12, par exemple l'une sur une partie extrême
amont du détecteur et l'autre sur une partie extrême
aval par rapport au sens de déplacement du substrat.
Cette situation peut se présenter en cas de cumul
d'écart d'avance atteignant une valeur positive ou
négative d'une demi-avance nominale. Dans ce cas, le
programme permettra de choisir la marque de référence
pour l'impression de la bande suivante.
Le programme en cas de détection d'un blocage
ou quasi blocage pourra comprendre un déclenchement
d'une autre avance substrat puis le déclenchement d'une
alerte si un blocage est détecté à nouveau, ou au
contraire le déclenchement immédiat d'une alarme.
Le motif des marques de bande de rang pair et
impair sera une fonction du détecteur.
Si par exemple, le détecteur ne comporte qu'une
barrette d'éléments détecteurs, les motifs pair et
impair se distingueront l'un de l'autre par le nombre
de lignes de l'un comparé au nombre de lignes de
l'autre, l'écart entre lignes étant tel que chaque
ligne soit détectée par un élément capteur différent.
Il pourra s'agir aussi du même nombre de lignes mais
avec des écartements différents entre lignes
correspondant à des numéros différents des éléments
capteurs détectant ces lignes. Si le capteur 12
comporte des éléments capteurs disposés de façon
matricielle, ou si le capteur 12 est, comme il sera
décrit plus loin, mobile dans la direction X du
balayage, les motifs pairs ou impairs pourront se
distinguer, en outre, par des variations dans le sens
du balayage par exemple des points pour l'un et des
traits pour l'autre ou des écarts différents du même
motif.
La figure 8 a été utilisée pour décrire dans le
détail le principe de la mesure et du contrôle de
l'avance du substrat. En pratique, le détecteur de
marque du substrat doit être placé en aval de la tête
d'impression qui imprime les marques, mais dans un lieu
compatible avec son encombrement. Ainsi, le
positionnement du capteur dans une zone balayée par les
têtes d'impression comme à la figure 8 nécessiterait un
ajustement mécanique très fin de telle sorte que la
tête d'impression puisse passer au-dessus du capteur
lors des balayages sans risque de le heurter. Par
ailleurs, ce positionnement peut créer des difficultés
au niveau de la répétitivité des conditions de
l'éclairage de la marque au niveau du capteur, selon
que la tête est située au niveau du bord droit ou du
bord gauche du substrat lors de la détection/mesure de
la marque. En pratique, l'imprimante comporte sous le
substrat au niveau de la zone balayée par les têtes
d'impression une table d'impression qui assure un bon
maintien du substrat. Le capteur pourra donc être
positionné de manière fixe, en aval de la dernière tête
d'impression, mais dans un lieu où le substrat est
solidement maintenu par la table d'impression. Ceci
permet un fonctionnement adéquat sans contrainte
exigeante sur l'encombrement du capteur et son
éclairage.
C'est cette position qui est représentée figure
9. Le détecteur 12 est mécaniquement couplé à la table
d'impression 30 immédiatement en aval des têtes
d'impression 25.
Au lieu d'être imprimée par la tête amont, la
marque est imprimée, dans l'exemple représenté, par la
tête aval K noire.
A cette différence près la cinématique
d'impression est la même que celle décrite en relation
avec la figure 8.
Lorsque l'avance du substrat est délicate, ou
lorsque la table d'impression n'est pas de taille
suffisante, on aura intérêt à utiliser deux capteurs,
montés de part et d'autre de la tête d'impression.
Chaque capteur, respectivement noté "gauche" et
"droite" détectera la marque imprimée sur le bord
gauche (respectivement droit) du substrat, lors de
l'impression de la marque de balayage d'indice pair qui
s'effectue du bord droit vers le bord gauche
(respectivement impair pour le balayage du bord gauche
vers le bord droit).
Ce cas est celui représenté en figure 10. Le
détecteur 12 est porté par l'ensemble mécanique mobile
comportant les têtes d'impression qui sera appelé
chariot par la suite.
Sur cette figure on a représenté le cas d'une
imprimante imprimant en balayage aller et en balayage
retour. Le chariot comporte dans ce cas deux
détecteurs, un détecteur 12-1 qui se trouve en amont
des têtes d'impression lors d'un balayage aller et un
détecteur 12-2 qui se trouve en amont des têtes
d'impression lors d'un balayage retour. A cette fin les
détecteurs 12-1, 12-2 sont situés de part et d'autre
des têtes d'impression 25.
Par rapport à un détecteur fixe situé à
proximité de l'un des bords du substrat le
fonctionnement est légèrement différent.
La marque 51-1 est toujours imprimée en fin de
balayage. Il en résulte que les marques de rang impair
sont toutes du côté du second bord 53 et que les
marques de rang pair sont toutes du côté du premier
bord 52.
Ainsi, par exemple la marque 51-1 imprimée à la
fin du premier balayage sur le second bord 53 du
substrat 27 est détectée par le détecteur 12-2 qui est
en amont des têtes d'impression 25 lors du balayage
retour. Les corrections de charges des gouttes sont
effectuées et la bande numéro 2 est imprimée puis la
marque 51-2 à proximité du premier bord. Après avance
du substrat 27, cette marque 51-2 est détectée par le
détecteur 12-1. L'écart constaté est utilisé pour la
correction de l'impression de la bande 3 et de la
marque 51-3 imprimée en fin de balayage. Cette solution
présente l'avantage d'un positionnement plus aisé des
détecteurs, d'une distinction de position des marques
paires et impaires. L'inconvénient est qu'il faut un
détecteur 12 supplémentaire. La commutation pour
commuter l'entrée des moyens 34, 35 sur le détecteur
12-1 ou 12-2 est nécessaire, et peut être effectuée au
niveau du logiciel par un changement de l'adresse de
lecture de l'information d'écart substrat εx.
Une autre différence importante d'une
imprimante selon l'invention par rapport à une
imprimante connue provient des moyens de commande de la
tension de l'électrode de charge des gouttes. Un
dispositif selon l'art antérieur a été décrit
précédemment en relation avec la figure 2.
La figure 11 représente des moyens de commande
31 selon l'invention. Dans ces moyens 31 de contrôle de
l'impression, les éléments ayant même fonction que ceux
représentés sur la figure 2 portent le même numéro de
référence. Par rapport aux moyens de contrôle de
l'impression 26 représentés sur la figure 2, le
dispositif selon l'invention comprend un générateur 32
de bruit aléatoire dont la sortie est appliquée au
calculateur 3' de fixation des tensions de charge des
gouttes en fonction de leur rang de façon à modifier de
façon aléatoire la charge de chaque goutte. Ce
générateur délivre une valeur numérique aléatoire selon
un algorithme de délivrance pseudo aléatoire de nombre.
L'homme du métier sait fabriquer de tels algorithmes.
De préférence, l'algorithme sera conçu pour délivrer en
moyenne pour au moins trois quarts des valeurs générées
pour les gouttes d'un nombre de trames supérieur à une
quantité prédéterminée, une valeur inférieure au tiers
de la différence entre la tension nominale à appliquer
aux électrodes de charge pour ladite goutte et la
tension nominale à appliquer aux électrodes de charge
pour l'une des deux gouttes immédiatement adjacentes de
la trame. De préférence également, le quotient du
nombre de fois où le signe de la valeur de la tension
algébrique additionnelle est positif, au nombre de
tensions additionnelles total sera en moyenne sur un
grand nombre de valeurs additionnelles égal à ½. Cela
reflète le fait que, en moyenne, une goutte de rang j
sera écartée de sa position centrale correspondant à
une tension aléatoire additionnelle nulle, avec la même
probabilité vers la goutte de rang supérieur ou vers la
goutte de rang inférieur. Pour les gouttes d'extrémité
il s'agira d'un écart vers l'extérieur ou vers la
goutte la plus proche de la trame.
De cette façon, la position des gouttes sera
légèrement bruitée. Les trois quarts des gouttes seront
à une distance de leur position nominale sans variation
aléatoire de tension, inférieur au 1/3 de la distance
nominale séparant deux gouttes avec une probabilité
égale que cette distance soit vers la goutte de rang
supérieur ou inférieur. la quantité prédéterminée de
trames sur laquelle sera calculée la moyenne des écarts
des gouttes par rapport à la position réelle qu'elles
occupent lorsqu'on leur applique la tension nominale
qui correspond à leur rang pourra par exemple être
égale au nombre de trames contenues dans trois bandes.
Naturellement, il est possible de choisir des
algorithmes de génération de façon différente ou même
de disposer de plusieurs algorithmes aux choix par
exemple en fonction d'une densité locale de points
imprimés par la buse.
En raison de la dispersion des gouttes autour
de la position réelle qu'elles occupent lorsqu'on leur
applique la tension nominale de charge qui correspond à
leur rang un éventuel défaut de lignage tel que celui
matérialisé, figure 3, par les deux droites séparées de
la distance d, n'apparaít plus ou apparaít moins car
des gouttes vont se trouver dans l'espace entre ces
deux droites, rompant la linéarité du défaut et rendant
donc sa perception plus difficile.
Dans le mode préféré de réalisation
l'imprimante comporte le détecteur 12 d'écart entre
l'avance réelle du substrat et son avance nominale. Les
moyens de contrôle 31 de l'impression comportent donc
de plus, un calculateur 34 d'écart de position du
substrat. Les éléments, détecteurs 12, calculateur 34
d'écart de position sont connectés en série l'un à
l'autre et à un calculateur 35 de tension de correction
de translation dynamique ϕ d'avance du substrat. Les
corrections de translation dynamique ϕ déterminées par
le calculateur 35 en fonction de la valeur de l'erreur
d'écart εx de la position réelle du substrat par rapport
à sa position nominale et en fonction du rang j de la
goutte, sont appliquées au calculateur 3' des tensions
de charge des gouttes. Le calcul de tension de charge
additionnelle à appliquer à chaque goutte de la salve
en fonction de son rang peut utiliser des valeurs
mémorisées de tension additionnelle à appliquer pour
corriger des écarts εx figurant dans une table d'écarts.
Ces valeurs seront interpolées en fonction de l'écart
réel. Le calcul peut aussi utiliser un algorithme
faisant intervenir outre l'écart εx, des données connues
du constructeur de l'imprimante telle que la masse
unitaire des gouttes, la valeur du champ électrique
créé par la tension des électrodes de déviation, des
lois de variation de la position des gouttes en
fonction de la tension appliquée aux électrodes de
charge 20.
Le fonctionnement est le suivant.
Le détecteur 12 détecte l'écart entre une
marque relative à la bande courant qui va être imprimée
et la position nominale de cette bande. Cet écart est
introduit dans le calculateur 34 de calcul d'écart. ce
calculateur calcule en fonction du signal transmis par
le capteur 12, la valeur εx d'écart d'avance du substrat
27. Cet écart est introduit dans le calculateur 35 de
translation dynamique qui va calculer des corrections à
appliquer au calculateur 3' des tensions de charge des
gouttes pour corriger cette translation dynamique. Le
calculateur 3' de la tension de charge des gouttes va
calculer la somme algébrique des tensions à appliquer à
l'électrode de charge des gouttes en additionnant la
tension nominale résultant du descriptif de la trame
provenant de la mémoire 2, la valeur sortie par le
générateur de bruit aléatoire 32, et enfin la valeur de
correction résultant de la correction d'écart effectué
par le calculateur 35 de correction de translation
dynamique ϕ.
Une autre fonction du calculateur 34 est
relative à la reconnaissance de la marque et au
traitement des informations transmises par le capteur
12 pour en déduire un écart de la marque par rapport à
sa position nominale. Il a été signalé rapidement plus
haut qu'un traitement simple pour déterminer la valeur
de l'écart d'avance du substrat consistait à compter le
nombre d'éléments de capteurs entre l'élément de
capteur correspondant à la position nominale numérotée
0 et l'élément de capteur recevant la marque. Cette
façon de faire suppose implicitement que l'épaisseur de
la marque est du même ordre de grandeur que la
résolution du capteur. Dans ces conditions, l'écart est
déterminé par le numéro de l'élément capteur détectant
la marque, si cet élément est unique. Si la détection
de la marque se trouve à cheval sur deux éléments
capteurs l'écart est calculé comme étant une fonction
du numéro de l'élément capteur le plus proche qui
perçoit la marque, augmenté d'un incrément faisant
intervenir la distance entre deux éléments capteurs et
les proportions par exemple de courant en provenance de
chacun des deux éléments capteurs concernés.
On a représenté en figure 12, sur un exemple de
réalisation, différents cas susceptibles de se
présenter et leur mode de traitement lorsque la
résolution du capteur est plus importante que le
diamètre des gouttes. Dans l'exemple représenté figure
12, la marque est composée de plusieurs traits, trois
dans l'exemple commenté, tracés par différentes gouttes
d'une salve par exemple les gouttes correspondant aux
positions 2, 4 et 6 d'une salve de neuf gouttes.
Dans les différents cas l'écart, par rapport à
la position nominale, sera calculé par le calculateur
34, à partir du calcul de la position de la projection
du barycentre de la marque 51 sur un axe X parallèle à
l'avance du substrat.
Ce barycentre est déterminé en fonction des
éléments capteurs qui voient la marque. Si comme
représenté en figure 12 partie A, les gouttes sont
normalement positionnées, la mesure sera exacte. Si
comme représenté en partie B, les gouttes de rang 5 et
6 sont déplacées par rapport à leur position nominale,
l'erreur sera amoindrie. Il en ira de même si le
générateur de tension aléatoire 32, n'est pas inhibé au
moment de l'impression de la marque comme représenté en
partie C. Il va de soi qu'il est préférable d'inhiber
ce générateur 32 afin de minimiser l'erreur.
Dans le cas de détecteurs de position mobiles
comme commenté en liaison avec la figure 10, la mesure
de position des marques pourra résulter
d'échantillonnages effectués pendant le balayage de la
tête d'impression, la précision de la mesure sera
accrue, et l'influence du bruit minimisée.
Claims (7)
- Procédé de modification de la position d'arrivée sur un substrat (27) de gouttes d'encre électriquement chargées de façon réglable et séquentielle, les gouttes provenant d'une tête d'impression (25) étant chargées par des électrodes (20) de charge connectées à un générateur de tension, les trajectoires des gouttes étant soumises à l'action d'électrodes (23, 24) de déviation déviant les gouttes selon la valeur de leur charge électrique entre N positions définies par leur rang j (1≤j≤N), une première position X1, une dernière position XN et N-2 positions intermédiaires, les N positions définissant une trame obtenue par une salve de gouttes sous forme d'un segment de droite sensiblement perpendiculaire à une direction d'un mouvement relatif de la tête (25) et du substrat (27), procédé caractérisé en ce que on superpose à une valeur nominale de tension à appliquer au moyen de charge de chaque goutte à diriger vers le substrat une tension algébrique aléatoire additionnelle dont l'amplitude maximum est une fraction inférieure à 1 de la différence entre la tension nominale à appliquer aux électrodes de charge pour ladite goutte et la tension nominale à appliquer aux électrodes (20) de charge pour l'une des deux gouttes immédiatement adjacentes de la trame.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de la tension additionnelle aléatoire est générée par un algorithme de génération pseudo aléatoire, cet algorithme générant en moyenne pour au moins trois quarts des valeurs générées pour les gouttes d'un nombre de trames supérieur à une quantité prédéterminée, une valeur inférieure au tiers de la différence entre la tension nominale à appliquer aux électrodes de charge pour ladite goutte et la tension nominale à appliquer aux électrodes (20) de charge pour l'une des deux gouttes immédiatement adjacentes de la trame.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de la tension additionnelle aléatoire est générée par un algorithme de génération pseudo aléatoire, cet algorithme générant en moyenne pour au moins trois quarts des valeurs générées pour les gouttes d'un nombre de trames supérieur à une quantité prédéterminée, une valeur inférieure au tiers de la moyenne de la différence entre les tensions nominales à appliquer aux électrodes de charge pour deux gouttes immédiatement adjacentes de la trame
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 applicable à une imprimante dans laquelle le substrat est avancé pas à pas et imprimé par bande, caractérisé en ce que :on imprime une bande courante et une première marque sur le substrat,on avance le substrat pour l'impression de la bande suivante,on détermine un écart algébrique entre une position théorique nominale de la marque et la position réelle,on détermine pour chaque goutte d'une salve, une correction d'avance substrat comme étant une tension de correction de translation dynamique ϕ de la valeur de la tension de charge à appliquer à chacune des gouttes issues de la tête (25) pour corriger la déviation des gouttes et compenser l'écart algébrique de la position du substrat par rapport à sa position nominale,on applique à chacune des gouttes de la salve dirigées vers le substrat, en addition à la tension aléatoire, la tension de correction de translation dynamique ϕ de position substrat calculée.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tension aléatoire additionnelle n'est pas appliquée aux électrodes (20) de charge des gouttes pendant que la marque (51) est imprimée.
- Imprimante à jet continu dévié projetant en salve des gouttes de rang 1 à N dans la salve, les gouttes d'une salve étant dirigées ou non vers un substrat (27) d'impression en fonction de données définissant un motif à imprimer, l'imprimante ayant au moins :caractérisée en ce que les moyens (31) de contrôle de l'impression comportent un générateur (32) d'une tension aléatoire additionnelle, couplé aux moyens (3') de fixation de la charge des gouttes, le moyen (3') de fixation de la charge des gouttes prenant en compte la valeur de la tension aléatoire générée par le générateur (32) de tension aléatoire additionnelle pour modifier la tension de charge de chaque goutte en fonction de la valeur aléatoire générée, les gouttes de chaque rang étant ainsi dispersées autour d'une position centrale correspondant à leur position en l'absence de tension additionnelle.une tête (25) d'impression, cette tête comportant des moyens de fractionnement en gouttes d'au moins un jet d'encre et une électrode (20) associée de charge des gouttes, des moyens de déviation (23,24) d'une partie des gouttes vers le substrat d'impression,des moyens de contrôle de l'impression disposant d'un moyen de fixation de la charge des gouttes à diriger vers le substrat en fonction de leurs rangs dans la salve couplés à l'électrode de charge des gouttes,
- Imprimante a jet continu dévié selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un détecteur (12) de la position d'une marque (51), ce détecteur fournissant une valeur représentative d'un écart entre une avance nominale et une avance réelle du substrat (27) et en ce que les moyens (31) de contrôle de l'impression comportent en outre un calculateur (35) de tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat, ce calculateur (35) déterminant pour chaque goutte d'une salve en fonction de son rang, une tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat cette tension de correction prenant en compte une valeur d'écart d'avance du substrat délivrée par des moyens (34) couplés au détecteur (12) et calculant des valeurs d'écart par rapport à une position nominale, le calculateur (35) de tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat étant couplé aux moyens (3') de fixation de la charge des gouttes, le moyen de fixation de la charge des gouttes prenant en compte la valeur de la tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat générée par le calculateur (35) de tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat pour modifier la tension de charge de chaque goutte en fonction de la tension de correction de translation dynamique ϕ d'avance du substrat.
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