DE4340170A1 - Verfahren zur Bestimmung der optimalen Phasenlage von Steuerimpulsen für den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruck - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der optimalen Phasenlage von Steuerimpulsen für den kontinuierlichen FlüssigkeitsstrahldruckInfo
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
- B41J2/115—Ink jet characterised by jet control synchronising the droplet separation and charging time
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer optimalen
Phase von elektrischen Steuerimpulsen bezüglich eines mit einer
Anregungsfrequenz synchronisierten Tropfenbildungsprozesses eines
kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruckverfahrens, insbesondere zur
Herstellung einer Druckform, bei dem der Strom, welcher zusammen mit
dem Flüssigkeitsstrahl fließt, überwacht wird, indem elektrische
Test-Steuerimpulse verwendet werden, deren Phase zur
Anregungsfrequenz zyklisch verschoben wird, der phasenabhängige
Strahlstrom fortschreitend gemessen wird und so die optimale
Phasenlage der Steuerimpulse bezogen auf die Phasenlage des
Strahlstroms feststellbar ist.
Ein mit einer Anregungsfrequenz synchronisierter
Tropfenbildungsprozeß ist z. B. bereits aus der EP 0 210 251 bekannt
geworden. Es wird ein kontinuierlicher leitfähiger
Flüssigkeitsstrahl unter gleichförmigem Druck aus einer Düse
ausgestoßen, der sich in einer vorgebbaren Richtung auf das
Aufzeichnungsmedium zu bis zu einem Tropfenbildungspunkt fortpflanzt,
an dem der Strahl in einen Zug von Tropfen zerfällt.
Eine periodische elektro-mechanische Anregung sorgt dabei dafür, daß
der austretende Strahl mit definierter Frequenz in einzelne Tropfen
zerfällt.
Der Tropfenabrißzeitpunkt ist im allgemeinen gegenüber dieser
Anregungsfrequenz phasenverschoben. Diese Phasenverschiebung hängt
von verschiedenen Parametern, wie der Anregungsfrequenz selbst,
Form, Amplitude, Strahlquerschnitt und -geschwindigkeit, sowie
temperaturabhängige Stoffwerte ab. Werden alle Parameter konstant
gehalten, so besteht eine feste Phasenbeziehung zwischen der
Anregungsfrequenz und dem Tropfenabriß.
Am Tropfenbildungspunkt werden die Tropfen durch Steuerimpulse, die
den Bildinformationen entsprechen, selektiv aufgeladen, indem
mittels eines elektrischen Feldes zwischen Strahlspitze und
einer Ladeelektrode eine definierte Ladung in den abreißenden
Tropfen verschoben wird.
Zur Aufzeichnung eines eine Information enthaltenden Musters lenkt
man nun die Tropfen mittels eines weiteren elektrischen Feldes, das
durch zwei beidseits des Strahlweges angeordnete Elektroden erzeugt
wird und senkrecht zur Strahlrichtung verläuft, entsprechend ihrer
Ladung ab. Auf diese Weise können Tropfen, die das
Aufzeichnungsmedium nicht erreichen sollen, in einer
Abfangvorrichtung gelenkt werden, während die übrigen Tropfen das
Aufzeichnungsmedium erreichen.
Wesentlich für den Erhalt einer befriedigenden Druckqualität ist,
die Tropfen mit einer konstanten oder fest bestimmbaren Ladung zu
beaufschlagen. Deshalb werden die sogenannten Steuerimpulse in Form
von Spannungsimpulsen zur selektiven Aufladung der Tropfen synchron
zur periodischen Anregung zur Tropfenbildung gegeben. Das heißt, daß
die Steuerimpulse idealerweise mit der Anregungsfrequenz
synchronisiert sind und in fester Phasenbeziehung zu dieser stehen.
Ihre Dauer entspricht in der Regel einem ganzzahligen Vielfachen der
Periodendauer der Tropfenabrißfrequenz, entsprechend der gewünschten
Anzahl der anzusteuernden Tropfen.
Der Betrag der elektrischen Ladung, mit der der jeweilige Tropfen
beaufschlagt wird, ist eine Funktion des Phasenwinkels zwischen der
Anregungsfrequenz und der Flanke des Steuerimpulses. Genauer gesagt,
es muß das Umschalten der Steuerspannung je nach Zeitcharakteristik
des Tropfenladevorganges eine bestimmte Zeit (Phasenlage) vor dem
Tropfenabriß erfolgen, ansonsten läßt sich das gewünschte
Ladungsniveau für den angesteuerten Tropfen nicht erreichen.
Die Flanken des Steuersignals müssen daher in einem zulässigen
Lade-Zeitfenster, in dem der elektrische Widerstand des
anzusteuernden Tropfens noch ausreichend klein ist, liegen, wobei
die Phasenlage des Lade-Zeitfensters sich am Tropfenabrißzeitpunkt
orientiert.
Jedoch läßt sich ein Driften der Phasenlage des
Tropfenabrißzeitpunktes gegenüber der Anregungsfrequenz kaum
vermeiden. Um die Synchronisation mit dem Steuervorgang
aufrechtzuerhalten, erfolgt die zeitliche Steuerung der Ladeimpulse
bisher auf folgende Weise:
Die Bestimmung der Phasenlage des Tropfenabrisses kann durch direkte stroboskopische Beobachtung der Tropfenbildung oder durch gezielte Phasenverschiebung der Steuerimpulse und Auswertung der Druckergebnisse beziehungsweise stroboskopischer Beobachtung des Ladungszustandes der Tropfen im Ablenkfeld erfolgen. Bei einem scharfen Tropfenbild ist Geschwindigkeit, Ablösefrequenz und Phasenlage des Abrisses der einzelnen Tropfen zur Anregungsfrequenz bestimmbar, so daß die Phasenlage der Steuerimpulse nachgeführt werden kann.
Die Bestimmung der Phasenlage des Tropfenabrisses kann durch direkte stroboskopische Beobachtung der Tropfenbildung oder durch gezielte Phasenverschiebung der Steuerimpulse und Auswertung der Druckergebnisse beziehungsweise stroboskopischer Beobachtung des Ladungszustandes der Tropfen im Ablenkfeld erfolgen. Bei einem scharfen Tropfenbild ist Geschwindigkeit, Ablösefrequenz und Phasenlage des Abrisses der einzelnen Tropfen zur Anregungsfrequenz bestimmbar, so daß die Phasenlage der Steuerimpulse nachgeführt werden kann.
Aus der EP 0 323 991 B1 ist es weiterhin bekannt, daß eine
gewünschte Phasenbeziehung zwischen dem Tropfenabrißzeitpunkt und
den Flanken der Steuerimpulse dadurch einstellbar ist, indem
elektrische Testsignale, die sich in Form, Dauer und Amplitude von
den eigentlichen Steuerimpulsen unterscheiden, verwendet werden. Es
wird eine zyklische Phasenverschiebung dieser Testsignale relativ
zur Anregungsfrequenz, dem sogenannten Synchronisationssignal
vorgenommen und dabei der Strom durch den Flüssigkeitsstrahl während
des Aufladevorganges in Abhängigkeit von der Phasenlage des
jeweiligen Testsignals gemessen. Wird der maximale Wert dieses
Ladestromes erreicht, hat man die optimale Phasenlage des
Testsignals zum Tropfenabrißzeitpunkt gefunden. Nun kann die
Phasenlage der Steuerimpulse eben der optimalen Lage der Testsignale
nachgeführt werden.
In einer derartigen Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens hat
ein Flüssigkeitsstrahl üblicherweise einen Durchmesser von 10
Mikrometer und eine Geschwindigkeit von circa 40 Meter/Sekunde,
wobei der Strahl bei einer Anregungsfrequenz von circa 1 Megahertz
in etwa 10⁶ Tropfen pro Sekunde zerfällt.
Eine solche bekannte, auf der Auswertung des Ladestroms basierende
Meßmethode ist allerdings nur vor Druckbeginn, das heißt vor der
Ansteuerung der Tropfen oder bei einer Unterbrechung der Ansteuerung
der Tropfen, aber nicht während des Druckvorganges vornehmbar, so
daß eine kontinuierliche Phasennachführung der Steuersignale nicht
möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsbildendes
Verfahren derart weiterzubilden, daß eine fortlaufende
Strahlstrommessung, das heißt Phasenmessung während der Bebilderung
möglich ist.
Erfindungsgemäß wird eine fortlaufende Nachführung beziehungsweise
Einstellung der optimalen Phase der Steuerimpulse während der
Bebilderung dadurch ermöglicht, indem zwischen den Steuerimpulsen
zur Erzeugung von aus mindestens einem Tropfen bestehenden diskreten
Bildpunkten in regelmäßigen Zeitabständen jeweils eine Testzeit
geschaltet wird, die mindestens eine Periode der Anregungsfrequenz
dauert, um bei den grundsätzlich nicht zum Drucken vorgesehenen
Tropfen während dieser Testzeit elektrische Test-Steuerimpulse zu
verwenden, während dieser Testzeiten den elektrischen Meßimpulsen
ein Ladungsoffset auferlegt wird, der so gewählt wird, daß alle
getesteten, nicht zum Drucken vorgesehene Tropfen vor dem
Aufzeichnungsmedium abgefangen werden können, und indem zur
Auswertung des phasenabhängigen Strahlstromverlaufs der
bilddatenabhängige Strahlstrom der Tropfenansteuerung aus dem
gemessenen Strahlstromverlauf ausgeblendet wird.
Die einzige Figur soll das Ausblenden des bilddatenabhängigen
Strahlstroms aus dem gemessenen Strahlstromverlauf anhand eines
Beispiels verdeutlichen.
Durch den Ladungsoffset auf die elektrischen Test-Steuerimpulse
während dieser Testzeiten werden also alle getesteten, nicht zum
Druck vorgesehenen Tropfen vor dem Aufzeichnungsmedium abgefangen.
Zur Auswertung des phasenabhängigen Strahlstromverlaufes muß der
bilddatenabhängige Anteil des Strahlstromes ausgeblendet werden.
Der zeitliche Verlauf des Strahlstroms enthält also Stromanteile,
die sowohl durch bilddatenbedingte Steuersignale 1, als auch durch
die Test-Steuersignale 2 hervorgerufen wurden. Durch eine
Modellierung 3 des Übertragungsverhaltens von Steuersignal zu
Strahlstrom läßt sich der bilddatenabhängige Strahlstromanteil
3 ermitteln. Durch Subtraktion des modellierten bilddatenabhängigen
Strahlstromanteils 3 (-) von dem gemessenen Strahlstrom 5 (+) erhält
man den test-steuersignalabhängigen Stromanteil 4.
Ein Ausblenden des bilddatenabhängigen Strahlstroms aus dem
Frequenzgang der Tropfenansteuerung kann auch dadurch erfolgen, daß
nur während der Testzeit auf die Auswerteeinheit geschaltet wird.
Selbstverständlich setzt das Verfahren in bekannter Weise eine
Anordnung voraus, die eine Einrichtung zum Erzeugen von elektrischen
Impulsen und zum Anlegen dieser Impulse, eine Einrichtung zum
Modulieren der Meßimpulse, eine Einrichtung zum Feststellen der
Größe eines elektrischen Stromes, der während der Ansteuerung der
Tropfen in den Strahl fließt, eine Auswerteeinheit für den
Strahlstrom, eine Einrichtung, die auf die Werte des Strahlstroms
anspricht, um Folgeoperationen zu erzeugen, umfaßt, in der Art wie
sie in der EP 0 323 991 B1 gezeigt ist.
Gute Meßergebnisse liefert z. B. eine typische Anregungsfrequenz,
also das Synchronisationssignal von 1 Megahertz, bei der der
Flüssigkeitsstrahl in 10⁶ Tropfen/Sekunde zerfällt, ein 200
Nanosekunden dauernder Testimpuls mit einer Amplitude von ca.
50 Volt, dessen Phase mit einer Frequenz von 1 Kilohertz zyklisch
über die gesamte Schwingungsdauer des Synchronisationssignals
verschoben wird.
Als Flüssigkeit wird vorzugsweise elektrisch leitfähiges,
wasserbasiertes oder lösemittelbasiertes Material verwendet, aber
auch ein oleophiles, wasserresistentes Medium ist denkbar.
Claims (2)
1. Verfahren zur Bestimmung einer optimalen Phase von elektrischen
Steuerimpulsen zur Erzeugung von Bildpunkten bezüglich eines mit
einer Anregungsfrequenz synchronisierten Tropfenbildungsprozesses
eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruckverfahrens,
insbesondere zur Herstellung einer Druckform, bei dem der Strom,
welcher zusammen mit dem Flüssigkeitsstrahl fließt, überwacht
wird, indem elektrische Test-Steuerimpulse verwendet werden,
deren Phase zur Anregungsfrequenz zyklisch verschoben wird,
dabei der phasenabhängige Strahlstrom fortschreitend gemessen
wird und so die optimale Phase in Form eines maximalen
Strahlstroms feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Steuerimpulsen zur Erzeugung von aus mindestens
einem Tropfen bestehenden diskreten Bildpunkten in regelmäßigen
Zeitabständen jeweils eine Testzeit geschaltet wird, die
mindestens eine Periode der Anregungsfrequenz dauert, um bei den
nicht zum Drucken vorgesehenen Tropfen während dieser Testzeit
elektrische Test-Steuerimpulse zu verwenden, daß während dieser
Testzeiten den elektrischen Test-Steuerimpulsen ein
Ladungsoffset auferlegt wird, der so gewählt wird, daß alle
getesteten, nicht zum Drucken vorgesehenen Tropfen vor dem
Aufzeichnungsmedium abgefangen werden können, und daß zur
Auswertung des phasenabhängigen Strahlstromverlaufs der
bilddatenabhängige Strahlstrom (1) der Tropfenansteuerung aus
dem gemessenen Strahlstromverlauf (5) ausgeblendet wird, so daß
eine Bestimmung der optimalen Phasenlage ohne Unterbrechung der
Bebilderung durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Strahlstrom nur während der Testzeit auf die Auswerteeinheit
geschaltet wird und so der bilddatenabhängige Strahlstrom
ausgeblendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340170 DE4340170A1 (de) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Phasenlage von Steuerimpulsen für den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruck |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934340170 DE4340170A1 (de) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Phasenlage von Steuerimpulsen für den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruck |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4340170A1 true DE4340170A1 (de) | 1995-06-01 |
Family
ID=6503416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934340170 Ceased DE4340170A1 (de) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Phasenlage von Steuerimpulsen für den kontinuierlichen Flüssigkeitsstrahldruck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4340170A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2402216B2 (de) * | 1973-01-17 | 1980-11-27 | Nippon Telegraph And Telephone Public Corp., Tokio | Verfahren zur Phasensynchronisation der Tröpfchenfolge eines Tintenstrahlschreiber |
EP0210251B1 (de) * | 1985-01-31 | 1990-05-09 | Hertz, Hans Martin | Verfahren und vorrichtung zum tintenspritzdrucken hoher auflösefähigkeit |
EP0323991B1 (de) * | 1987-07-20 | 1993-05-12 | Hertz, Hans Martin | Verfahren und vorrichtung zum tintenstrahldrucken |
-
1993
- 1993-11-25 DE DE19934340170 patent/DE4340170A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2402216B2 (de) * | 1973-01-17 | 1980-11-27 | Nippon Telegraph And Telephone Public Corp., Tokio | Verfahren zur Phasensynchronisation der Tröpfchenfolge eines Tintenstrahlschreiber |
EP0210251B1 (de) * | 1985-01-31 | 1990-05-09 | Hertz, Hans Martin | Verfahren und vorrichtung zum tintenspritzdrucken hoher auflösefähigkeit |
EP0323991B1 (de) * | 1987-07-20 | 1993-05-12 | Hertz, Hans Martin | Verfahren und vorrichtung zum tintenstrahldrucken |
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