DE2401111A1

DE2401111A1 - CONTROL DEVICE FOR INK INJECTION PRESSURE

Info

Publication number: DE2401111A1
Application number: DE2401111A
Authority: DE
Inventors: Donald Alan Macilvaine
Original assignee: Moore Business Forms Inc
Current assignee: Moore Business Forms Inc
Priority date: 1973-01-10
Filing date: 1974-01-10
Publication date: 1974-07-18
Also published as: BR7400101D0; GB1448260A; AU6301573A; IT1005397B; BE809542A; FR2213171B3; ZA74160B; FR2213171A1; NL7400024A; JPS502428A

Description

Inkjet printing control device

In der Druckindustrie sind mit dem Vorgang, variable In-Γ^χ-mation in ein gedrucktes Formblatt registerhaltig mit fester Information einzusetzen, viele Schwierigkeiten verbunden. Bis vor kurzer Zeit wurde das Einsetzen üblicherweise in mehreren Schritten bewerkstelligt, und zwar wurde zuerst die feste Information gedruckt, anschließend die variable Information mittels eines Hochgesclr* ^lgkeitsdruckers entweder direkt auf das Formblatt oder -auf Etiketten gedruckt und dann^Se ¹VaISObIe Information mit der festen Information zusammengebracht. Ein solches Vorgehen ist'sehr zeitaufwendig. In jüngerer Zeit wurden Drucksysteme ltwickelt, bei denen die variable Information gleich-. zeitig i "t dem Druck der festen Information eingesetzt werden kaim_o Dadurch können die Formblätter fertig zusammengestellt von der Presse abgegeben v/erden und sind sofort für den Versand oder eine andere Verwendung fertig.In the printing industry, there are many difficulties associated with the process of inserting variable information into a printed form in register with fixed information. Until recently, the onset was typically done in several steps, namely, the fixed information is printed first, then the variable information via a Hochgesclr * ^ lgkeitsdruckers either directly printed on the form or label and then -on ^ Se ¹ VaISObIe information with the fixed information brought together. Such a procedure is very time-consuming. More recently, printing systems have been developed in which the variable information is the same. time i "t the fixed information are used to the pressure kaim _o This allows the forms ready compiled by the press issued v / ground and are immediately ready for shipping or other use.

In Zusammenhang der Zunahme der- Druckgeschwindigkeit wurde Jedoch festgestellt, daß Kontaktdruck-Vorrichtungen und die meisten ohne unmittelbaren Kontakt arbeitenden DruckarteE für den Draic& von Formb" 'ittera₉ die fertig von der Presse abgegebenIn connection with the increase in printing speed, however, it has been found that contact printing devices and most printing types working without direct contact for the Draic & von Formb "'ittera ₉ dispense the ready from the press

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werden, nicht schnell genug sind. Zu den ohne unmittelbaren Kontakt arbeitenden Druckarten, die ausreichend schnell sind,· gehört der Tintenspritz-Drucko Ein entsprechendes System umfaßt im allgemeinen einen Rechner zur Steuerung des Datenflusses von Magnetbandeinheiten zu einer Druckeinheit. Die zu druckende Information ist in mindestens zwei Magnetbandeinheiten gespeichert und wird nach Befehlen des Rechners abgegeben. Die Druckeinheit umfaßt eine ohne unmittelbare Berührung arbeitende Druckvorrichtung und ermöglicht schnelle Änderungen beim Druck. Ein logisches System bildet eine Schnittstelle zur Synchronisierung des Informationsflusses mit der Herstellung der Formblätter: es enthält Daten vom Rechner und beaufschlagt die Druckeinheit zum richtigen Zeitpunkt.are not fast enough. To those without immediate Contact printing types that are sufficiently fast include inkjet printing o A corresponding system includes generally a computer for controlling the flow of data from magnetic tape units to a printing unit. The one to be printed Information is stored in at least two magnetic tape units and is given after commands from the computer. The printing unit comprises one which operates without direct contact Printing device and allows quick changes in printing. A logical system forms an interface for synchronization the flow of information with the production of the forms: it contains data from the computer and applies to the printing unit at the right time.

Eines der mit dem Tintenspritz-Druck zusammenhängenden Probleme ist die präzise Steuerung der Stelle, an welcher die Tiiitentropfen auf das Papier auftreffen sollen, damit die gewünschte Information richtig gedruckt wird. Da eine variable Geschwindigkeit der zu bedruckenden Bahn wünschenswert ist, und die Tintentropfen auf die Bahn geschleudert werden, ergibt sich das Problem, die Tintentropfen oder -spritzer zum richtigen Zeitpunkt in Anpassung an die jeweilige Stellung der Bahn abzugeben.One of the problems associated with inkjet printing is precisely controlling where the Till drops should hit the paper so that the desired Information is printed correctly. Since a variable speed of the web to be printed is desirable, and the ink droplets are thrown onto the web, the problem arises, the ink droplets or splashes at the right time to be given in adaptation to the respective position of the web.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern der Abgabe von Tintentropfen aus einer Tintenspritzdüse auf eine mit de r Tinte zu bedruckende, sich bewegende Bahn zu schaffen, welche die Abgabe nach Maßgabe der Bahngeschwindigkeit zum richtigen Zeitpunkt auslöst.The invention is based on the object of a device for controlling the delivery of ink droplets from an ink spray nozzle to create a moving web to be printed with the ink, which dispenses in accordance with the web speed triggers at the right time.

Die diese Aufgabe lösende Vorrichtung nach der Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Zweckmäßige Ausgestaltungen der neuen Vorrichtungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The device according to the invention that achieves this object is characterized in claim 1. Appropriate configurations the new devices emerge from the subclaims.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines mit einem Blockschaltbild schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with further advantageous details on the basis of an exemplary embodiment shown schematically in a block diagram.

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2Α0-11Π2Α0-11Π

Das Drucken ohne unmittelbare Berührung mit variabler Geschwindigkeit unter Verwendung rechnergesteuerter Tintenspritzdüsen zum Schreiben alpha-numerischer Zeichen auf eine sich bewegende Bahn bringt das Problem der Registerhaltigkeit beim Druck bei einer Änderung der Bahngeschwindigkeit mit sich. Beim Druck mit Tintenspritzdüsen verstreicht eine feste Zeitspanne zwischen der Abgabe der Tintentropfen aus den Spritzdüsen und dem Auftreffen der Tropfen auf die Bahn, wobei alle physikalischen Parameter als konstant angenommen sind. Die zur Wanderung der Tintentropfen von den Tintenspritzdüsen bis zur sich bewegenden Bahn erforderliche Zeitspanne ist sehr kurz und liegt in der Größenordnung von einigen Millisekunden.Non-contact printing at variable speed using computer controlled ink jet nozzles for writing alphanumeric characters on a moving web poses the problem of registration when printing with a change in the web speed. A fixed amount of time elapses when printing with an ink jet nozzle between the discharge of the ink droplets from the spray nozzles and the impact of the droplets on the web, all physical Parameters are assumed to be constant. The ones responsible for the migration of the ink droplets from the ink jet nozzles to the The time required to move the web is very short, on the order of a few milliseconds.

Aus obigem ergibt sich, daß die Auslösung der Abgabe der Tintentropfen von den Tintenspritzdüsen insofern kritisch ist, als das Auftreffen der Tropfen auf die Bahn an der richtigen Stelle unabhängig von der Bahngeschwindigkeit -hergestellt seinFrom the above it follows that the triggering of the delivery of the Ink drops from the ink jet nozzles is critical in that the drops hit the web at the correct location Position independent of the web speed

• Gemäß der Erfindung wird der Zeitpunkt der Abgabe der Tintentropfen in folgender.Weise gesteuert. Ein erster Impulsgenerator ist der Bahnbewegung zugeordnet und erzeugt eine bekannte Anzahl von Impulsen pro Längeneinheit der Bahnbev.^regung. Mit dem Ausgang des Impulsgenerators vxlrd ein erster Zähler beaufschlagt, v/elcher Impulse mit einer der Bahngeschwindigkeit unmittelbar proportionalen Geschwindigkeit zählt. Ein zweiter digitaler Zähler wird von einem freilaufenden, stabilen Oszilla^- tor v/eitergestellt .und arbeitet als Steuereinrichtung für den ersten Zähler. Er bewirkt eine Zeitsteuerung oder Tastung des ersten Zählte derart, daß dieser während einer bestimmten Zeitspanne zählt, dann auf Null zurückgestellt wird und im Anschluß daran eine neue Zählung beginnt. Die vom ersten Zähler gezählte Anzahl von Impulsen stellt dann unmittelbar die Bahngeschwindigkeit dar und wird bei jedem Zyklus der Zählerbetätigung auf den neuesten Stand gebracht. Es wird angenommen, daß die maximale Bahngeschwindigkeit bekannt ist, ebenso die Geschwindigkeit derAccording to the invention, the timing of the discharge of the ink droplets is controlled in the following manner. A first pulse generator is assigned to the path movement and generates a known number of pulses per unit length of the path movement. ^r ath. A first counter is applied to the output of the pulse generator vxlrd and counts each pulse at a speed directly proportional to the web speed. A second digital counter is set up by a free-running, stable oscillator and works as a control device for the first counter. It causes a timing or keying of the first count in such a way that it counts during a certain period of time, is then reset to zero and then a new count begins. The number of pulses counted by the first counter then directly represents the web speed and is brought up to date with each cycle of the counter activation. It is assumed that the maximum web speed is known, as is the speed of the

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Tintentropfen während ihres Fluges auf die Oberfläche der Bahn. "Daher kann die maximale Verlagerung der Bahn während der Zeit des Tropfenfluges ohne weiteres berechnet werden.Ink drops on the surface of the web during their flight. "Therefore, the maximum shift can be made during the web the time of the drop flight can easily be calculated.

Die von den beiden ersten Zählern gelieferte Information wird dann in ein geeignetes Zeit-Steuersignal umgesetzt, welches die Abgabe der Tintentropfen auf die Bahn derart bewirkt, daß das richtige Auftreffen an den gewünschten Stellen sichergestellt ist. Für diese Umsetzung ist ein dritter Zähler vorgesehen, dessen-Ausgang einer digitalen logischen Decodierschaltung zugeführt wird, welche nur eine bestimmte Anzahl von. Impulsen kennen kann, wie z.B. das Produkt der maximalen Länge^v/elche sich die Bahn während des Fluges der Tropfen verlagern kann, mit der Zahl der dem ersten Zähler pro Längeneinheit der Bahnbewegung zugeführten Impulse ist. Sine derartige Berechnung ergibt als Ergebnis die maximale Anzahl von Impulsen, die während des Fluges der Tropfen auftreten können. Ein zweiter _ Impulsgenerator wird durch dj.e Bahnbewegung derart betätigt,' daß er einen Anfangsimpuls bei der Ausrichtung der Tintenspritzdüse auf die gewünschte Auftreffstelle des Tropfens abgibt. Eine derartige Position auf der sich bewegenden Bahn wird zur Auslösung bzw. zum Starten des dritten Zählers verwendet.The information provided by the first two counters is then converted into a suitable time control signal, which causes the ink droplets to be dispensed onto the web in such a way that the correct impact is achieved at the desired locations is ensured. A third counter is provided for this implementation, the output of which is a digital logic decoding circuit is fed, which only a certain number of. Can know impulses, such as the product of the maximum Length ^ v / which the orbit shifts during the flight of the drops can, with the number of pulses fed to the first counter per unit length of the path movement. Sine such The result of the calculation is the maximum number of pulses that can occur during the flight of the drops. A second The pulse generator is actuated by the movement of the path in such a way that it generates an initial pulse when the ink jet nozzle is aligned releases to the desired point of impact of the drop. Such a position on the moving web becomes Triggering or used to start the third counter.

Die die Bahngeschwindigkeit betreffenden Daten von den beiden ersten Zählern werden- zur Voreinstellung des dritten Zählers auf einen Wert verwendet, welcher der Bahngeschwindigkeit direkt proportional ist. Der dritte Zähler beginnt dann die Zahlung mit dem Anfangsimpuls. Ivenn der Zähler die seinem voreingestellten l.^rert entsprechende Zahl von Impulsen gezählt hat, löst er ein Steuersignal für die Abgabe von Tintentropfen aus der Txntenspritzdüse aus.The data relating to the web speed from the first two counters are used to preset the third counter to a value which is directly proportional to the web speed. The third counter then starts paying with the initial pulse. If the counter has its preset l. ^r has ert corresponding number of pulses counted, it triggers a control signal for discharging ink droplets from the Txntenspritzdüse.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist ein erster Impulsgenerator 10 vorgesehen, welcher an seinem Ausgang AG Impulse pro cm ab-C.ibt, die einem ersten Zähler 12 zugeführt werden. Ein zweiterIn the arrangement according to FIG. 1, a first pulse generator 10 is provided, which emits pulses per cm at its output AG, which are fed to a first counter 12. A second

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Zähler 14 wird von einem stabilen Oszillator 16 weitergestellt und bildet eine Steuereinrichtung" für den ersten Zähler 12. Er bewirkt, daß der erste Zähler 12 während einer festen Zeitspanne zählt, dann auf Null zurückgestellt wird und danach eine neue Zählung beginnt. Ss. sei z.B. angenommen, daß der erste Zähler jeweils während einer Zeitspanne von 125 Millisekunden zählen kann, daß 48 Impulse pro cm erzeugt werden und daß die Bahngeschwindigkeit 350 cm/sek. beträgt. Dann zählt der erste Zähler 12 2100 Impulse während der 125 Millisekunden betragenden * Zeitspanne oder Zählperiode. Dies ergibt sich aus folgender Formel: 350 cm/sec χ 43 Impulse/cm χ 0,125 sec = 2100 Impulse.Counter 14 is advanced by a stable oscillator 16 and forms a control device ″ for the first counter 12. It causes the first counter 12 to count for a fixed period of time, then reset to zero and then one new counting begins. Ss. For example, assume that the first counter is in each case during a period of 125 milliseconds can count that 48 pulses per cm are generated and that the web speed 350 cm / sec. amounts to. Then the first counts Counter 12 2100 pulses during the 125 millisecond * time span or counting period. This is evident from the following Formula: 350 cm / sec 43 pulses / cm χ 0.125 sec = 2100 pulses.

Der Ausgang des ersten Zählers 12 wird dann einem Speicher 18 für die Ueschwindigkeitsdaten zugeführt und in diesem gespeichert. Durch die Speicherung dieser Daten aus dem ersten Zähler und die Möglichkeit einer neuen Zählung in diesem steht eine die Bahngeschwindigkeit unmittelbar' angebende und ständig alle 125 Millisekunden auf den neuesten Stand gebrachte Zählung zur Verfügung.The output of the first counter 12 is then fed to a memory 18 for the speed data and stored therein. By storing this data from the first counter and the possibility of a new count in this one stands a count which immediately indicates the path speed and is constantly updated every 125 milliseconds to disposal.

Die im Speicher 18 gespeicherte Babngeschwindigkeits--Information wird einem dritten Zähler 20 zugeführt. Aus der obigen Formel ergibt sich für das gebrachte Beispiel, daß die maximale ' Anzahl von Impulsen, die während des Tropfenfluges auftreten können, 70 ist. Bei einer Bahngeschwindigkeit von 350 cm/sec. müssen die Tintentropfen 70 Impulse (70 χ 1 cm/48 Impulse = 14,5 mm), bevor die gewünschte Druckstelle auf der Bahn auf die Tintenspritzdüsen ausgerichtet ist, abgegeben werden. Bei einer Bahngeschwindigkeit von 50 cm/sec. müssen die Tintentropfen 10 Impulse.vor der Ausrichtung der Druckstelle auf der Bahn mit den Tintenspritzdüsen abgegeben werden. Gleichartige Berechnungen können für alle anderen Bahngeschwindigkeiten angestellt werden.The speed information stored in memory 18 is fed to a third counter 20. From the above formula it follows for the example given that the maximum ' The number of impulses that can occur during the drop flight is 70. At a web speed of 350 cm / sec. the ink drops must have 70 pulses (70 χ 1 cm / 48 pulses = 14.5 mm), before the desired print point on the web is aligned with the ink jet nozzles. At a web speed of 50 cm / sec. the ink droplets must 10 pulses before the Alignment of the print point on the web with the ink jet nozzles be delivered. Similar calculations can be made for all other web speeds.

Ein zweiter Impulsgeneratur 22 wird durch die Bahnbewegung in der IJeise gesteuert, daß er einen Anfangsimpuls genau 70/48 entsprechend 14,5 mm vor der Ausrichtung der TintenspritzdüseA second pulse generator 22 is controlled by the path movement in such a way that it has an initial pulse exactly 70/48 corresponding to 14.5 mm in front of the alignment of the ink jet nozzle

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genau auf die gewünschte Auftreffstelle auf dem sich bewegenden Band abgibt. Dieser Impuls setzt den dritten Zähler 20 in folgender ^,Veise in Gang. Es ist lediglich notwendig, die Bahngeschwindigkeitsdaten im Speicher 18, die von den beiden ersten Zählern erhalten wurden, zur Voreinstellung des dritten Zählers 20 auf einen der Bahngeschwindigkeit direkt proportionalen Wert zu benutzen und dann die Zählung des Zählers mit den vom zweiten Impulsgeneratur 22 erzeugten Anfangsimpuls in Gang zu setzen. Wenn beispielsweise die Bahngeschwindigkeit 50 cm/sec. beträgt, wird der dritte Zähler 20 auf 10 voreingestellt. Nach dem in Gang-§etzen oder Starten beginnt er seine Zählung bei 10 Impulsen und mui3 bis 70 weitergestellt werden, so daß insgesamt 60 Impulse vergehen, bevor ein geschwindigkeitskorric'ierter Impuls erzeugt wird, welcher zur Ab-gabe der Tintentropfen auf das sich bewegende Band dient. Die gewünschte Verzögerung wird also durch die Formel 70 - χ angegeben, wobei χ die voreingestellte Geschwindigkeit ist.delivers exactly to the desired point of impact on the moving belt. This pulse sets the third counter 20 in the following ^, Veise in progress. It is only necessary to have the web speed data in memory 18, which were received from the first two counters, for presetting the third counter 20 to use a value directly proportional to the web speed and then the count of the counter with that of the second pulse generator 22 generated initial impulse to set in motion. For example, if the web speed is 50 cm / sec. amounts to, the third counter 20 is preset to 10. After it has been started or started, it starts counting at 10 pulses and must be advanced to 70, so that a total of 60 Pulses pass before a speed-corrected pulse is generated, which is used to deliver the ink droplets onto the moving belt. So the desired delay is through the formula 70 - χ is given, where χ is the preset speed is.

Bei sehr niedrigen, sich Null annähernden Bahngeschwindigkeiten wird der dritte Zähler 20 auf Null voreingestellt und muß daher vor der Tintenabgabe die gesamten 70 Impulse zählen. Dadurch wird die Tinte auf die richtige Stelle auf der Bahn abgegeben. Bei einer Bahngeschwindigkeit von 350 m/sec. wird der dritte Zähler 20 auf 70 voreingestellt, wodurch der richtige Impuls unmittelbar 70 Impulse vor der Ausrichtung der Bahn auf die Düse ausgelöst wird. Da sich die Bahn bei dieser Geschwindigkeit während des Fluges des Tropfens 70/48 cm bewegt, trifft die Tinte auf die richtige Stelle auf. Alle dazwischenliegenden Geschwindigkeiten werden durch die Vorrichtung nach der Erfindung in gleicher Weise kompensiert.At very low web speeds approaching zero, the third counter 20 is preset to zero and must therefore count the entire 70 pulses before the ink is dispensed. This will deliver the ink to the right place on the web. At a web speed of 350 m / sec. the third counter 20 is preset to 70, creating the correct pulse 70 pulses immediately before the web is aligned the nozzle is triggered. Since the train is at this speed moved 70/48 cm during the flight of the drop, the ink hits the right place. All in between Speeds are compensated for in the same way by the device according to the invention.

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Patentansprüche 69IVClaims 69IV

Claims

Device for controlling the delivery of ink droplets from an ink spray nozzle onto one to be printed with the ink, moving web according to the web speed, characterized by a first pulse generator (10) for generating a certain number of first pulses, a first counter (12) for counting of the first pulses, a control device (14-, 16) which is assigned to the first counter and which periodically repeats one Counting of a fixed duration is effected by a further counter (20) for counting the pulses stored in the first counter and by a second pulse generator (22), which generates second pulses including an initial pulse for actuating the further counter, so that the further counter with the first counter counted Pulses is preset, and the further counter a the delivery of a drop of ink starting signal after counting the preset pulses equal pulses from second pulse generator generated.

Device according to Claim 1, characterized by a memory (18) for counting the first counter (12) and to act on the second counter (20) with the preceding pulses.

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the control device is a stable one Oscillator (16) for generating pulses of a fixed frequency and a further counter which is incremented by these pulses (I'i) for switching the first counter (12) on and off.

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ORIGINAL INSPECTED

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