NL8501112A

NL8501112A - Inktcontrole-inrichting.

Info

Publication number: NL8501112A
Application number: NL8501112A
Authority: NL
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1985-11-18
Also published as: IT1184441B; JPH0655513B2; CH667044A5; FR2562838B1; IT8520331A0; DE3513442C2; JPS6122959A; GB2157623B; DE3513442A1; CA1244714A; FR2562838A1; GB8509702D0; GB2157623A

Description

£- i VO 7111

Inktcontrole-inrichting.

Deze uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het gebied van inktstraalinrichtingen en betreft meer speciaal een werkwijze voor het bedienen van een inktstraalinrichting door toepassing van resonantie ter verschaffing van zeer duidelijke druk.

5 Het ontwerp van praktische inktstraalinrichtingen en appa ratuur voor het produceren van een enkel druppeltje inkt op verlangen is betrekkelijk nieuw op dit gebied. Bij reeds bestaande druppel-op-verlangen inktstraalinrichtingen is het volume van elk afzonderlijk inktdruppeltje op kenmerkende wijze afhankelijk van de geometrie van de 10 inktstraalinrichting, de soort inkt die wordt gebruikt en de grootte van een positieve druk die wordt ontwikkeld in de inktkamer van de inktstraalinrichting ter uitstoting van een inktdruppeltje vanuit een bijbehorende opening. De effectieve diameter en het ontwerp van de opening, het volume en de configuratie van de inktkamer behorende bij 15 de opening, het ontwerp van de overdrager en de werkwijze voor het koppelen van de overdrager aan de inktkamer, zijn andere factoren die bepalend zijn voor het volume van afzonderlijke inktdruppeltjes die vanuit de opening worden uitgestoten. Bij elk van zulke inktstraalinrichtingen is voor zeer duidelijke druk noodzakelijk dat betrekkelijk 20 kleine of gering volume bezittende inktdruppeltjes vanuit de inrichting worden uitgestoten. Zulke inktdruppeltjes van kleinere afmeting worden op kenmerkende wijze verkregen door de diameter van de openingen van de inktstraalinrichting te verkleinen. Het is echter moeilijk om straalopeningen van kleine diameter te vervaardigen en de bediening van 25 een inktstraalinrichting welke is uitgevoerd met zulke openingen van kleine diameter is, en dit is kenmerkend, heel gevoelig voor problemen als gevolg van het verstopt raken van de opening (door opgedroogde inkt, verontreinigingen in de inkt, papierstof, enz.), ongunstige werkingen als gevolg van een grote verhouding tussen oppervlaktespanningskrach-30 ten ten opzichte van traagheidskrachten, slechte richtinggeving enz..

Er zijn vele pogingen gedaan ter regeling van de drukdichtheid en duidelijkheid van druk met een inktstraaldrukinrichting. In het Amerikaanse octrooischrift 3 977 007 wordt beschreven hoe tinten grijs kunnen worden gereproduceerd in een inktstraaldrukinrichting door S3 CU 12 • * -2- het naar keuze één voor één instellen van het aantal inktdruppels die worden gedeponeerd op een vooraf bepaalde puntlokatie in een punt-matrijs. In het Amerikaanse octrooischrift 4 018 383 wordt een werkwijze beschreven voor het elimineren van satellietdruppeltjes in een 5 continu werkend inktstraalsysteem, waarbij bij het drukken de werkwijze tevens voorziet in het selectief elimineren of mede benutten van de satellietdruppeltjes ter regeling van de dichtheid van de druppeltjes-stroom. Bij een continu werkende inktstraalinrichting die is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4 047 183 wordt een laserstraal 10 toegepast ter aftasting van de frequentiecomponenten van een continue inktstraalstroom ter regeling van de karakteristieken van een versto-ringsaandrijfsignaal dat de inrichting bedient, ter verschaffing van de regeling wat betreft de formatie en vorm van de inktdruppeltjes die de inktdruppeltjesstroom opleveren.

15 In het Amerikaanse octrooischrift 4 281 333 wordt beschre ven hoe het volume of de grootte van de inktdruppeltjes die worden uitgestoten door een druppel-op-verlangen inktstraalinrichting worden geregeld door slechts de amplitude of krachtomhulling van de aandrijf-signaal-golfvorm die wordt gebruikt ter bediening van de inktstraal-20 inrichting te variëren. In het Amerikaanse octrooischrift 4 337 470 is beschreven hoe de puntgrootte die wordt geproduceerd door een inkt-straaldrukinrichting kan worden geregeld door het variëren van de oscillatiefrequentie van een vibrator voor het doen vibreren van inkt in de inktkop, ter aflevering van druppeltjes inkt die moeten worden 25 uitgestoten, welke druppeltjes elektrostatisch worden afgebogen op of weg van een opnemend medium ter regeling van de dichtheid van de druk. Het Amerikaanse octrooischrift 4 393 384 geeft een beschrijving van een werkwijze voor het bedienen van een druppel-op-verlangen inktstraalinrichting ter regeling van het volume en de snelheid van de inktdrup-30 peltjes die worden geproduceerd voor het uiteindelijk regelen van de kwaliteit van de druk, waarbij de regeling wordt verkregen door het regelbaar en achtereenvolgens eerst verkleinen van het volume van de bijbehorende inktkamer, dan het vergroten van het volume, daarna het onmiddellijk verkleinen van het volume in een mate die kleiner is dan 35 de eerste volumeverkleining, gevolgd door een vergroting van het volume van de inktkamer ter uitstoting van het inktdruppeltje. In het Ameri- ' 8501112 % « · -3- kaanse octrooischrift 4 493 388 wordt een werkwijze beschreven ter bediening van een inktstraalinrichting waarbij het patroon van het elektrische signaal dat wordt aangevoerd naar de overdrager is voorzien van een onderbrekingsperiode die langer is dan een vooraf bepaal-5 de tijdsperiode gevolgd door de tijdsperioden van drie opeenvolgende elektrische signalen, waarbij ten minste één van de amplitude en breedte van het tweede van de drie elektrische signalen is vergroot ten opzichte van de andere twee, ter voorkoming van een verkleining van de straal van het tweede inktdruppeltj e dat wordt uitgestoten na 10 de onderbrekingsperiode. In geen enkel van de voorafgaande kort aangegeven octrooischriften wordt iets beschreven wat betreft de bediening van een inktstraalinrichting ter opwekking van bepaalde resonanties daarvan, ter verschaffing van het regelen van de grootte en het volume van de uitgestoten inktdruppeltjes.

15 De uitvinders dezes hebben een werkwijze ontdekt ter bedie ning van een inktstraalinrichting ter regeling van de puntgrootte van inkt die wordt gedrukt op een opnemend medium, omvattende de fasen van het bedienen van een overdragermiddel voor het synchroon opwekken van hetzij één of een combinatie van fluïdum- en mechanische resonantiefre-20 quenties van de inktstraalinrichting ter verschaffing van een dominerende frequentie in de inktkamer en daarin aanwezige inkt; ervoor zorgen dat hetzij één van een één-cyclus of één onder-harmonische cyclus, van de dominerende resonantiefrequentie wordt geproduceerd, voor het in wezen voorspelbaar regelen van het volume van een inktdruppeltje dat 25 wordt uitgestoten vanuit een opening in de inrichting via de resulterende drukverstoring die wordt verschaft in de bijbehorende inktkamer; en het achtereenvolgens herhalen van de voorafgaande twee fasen over een gewenst aantal keren in synchroon verloop met de dominerende resonantiefrequentie, ter verschaffing van een aantal inktdruppeltjes bin-30 nen een bepaalde tijdsperiode waardoor het mogelijk wordt gemaakt dat de druppeltjes ineenvloeien terwijl ze door de lucht bewegen of op het opnemend medium.

In de tekening zijn overeenkomstige onderdelen met gemeenschappelijke verwijzingsnummers aangegeven.

35 De uitvinding zal thans worden beschreven onder verwijzing naar de tekening, waarin: 8501112

« V

-4- fig. 1 een verticale doorsnede is van een geïllustreerde inktstraalinrichting; fig. 2 een doorsnede is op grotere schaal van een gedeelte van de doorsnede volgens fig. 1; 5 fig. 3 een projectie- of beeldvoorstelling is met uiteen genomen delen van de inktstraalinrichting, volgens de uitvoeringsvorm die is weergegeven in fig. 1 en 2; fig. 4 de golfvorm toont voor elektrische impulsies volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm; 10 fig. 5 een afbeelding is van een sinusvormige golfvorm voor elektrische aandrijfsignalen van een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding; fig. 6 een halve-golf sinusvormige golfvorm toont voor een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding; 15 fig. 7 een afbeelding is van een kwart-golf sinusvormige golfvorm voor elektrische impulsies van een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding; fig. 8 een afbeelding is van een zaagtand-golfvorm .voor een vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding; 20 fig. 9 een driehoekige golfvorm toont voor elektrische impulsies van een zesde uitvoeringsvorm van de uitvinding; fig. 10 afdrukken (A) tot en met (F) te zien geeft welke zijn verkregen met de illustratieve inktstraalinrichting met toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding; en 25 fig. 11 een afbeelding is van schriftteken-afdrukken (A) tot en met (C) die respectievelijk te zien geven de kenmerkende afdruk-dichtheid-regeling die kan worden verkregen door bediening van de illustratieve inktstraalinrichting met toepassing van de werkwijze volgens deze uitvinding; 30 fig. 12 druppeltjes toont in de vlucht die zijn geproduceerd met gebruikmaking van de werkwijze volgens de uitvinding.

In fig. 1-3 is een inktstraalinrichting volgens het Amerikaanse octrooischrift 4 459 601 voor "Verbeterde inktstraalinrichting en werkwijze" afgebeeld (de uitvinding daarvan is overgedragen aan de 35 cessionaris van de onderhavige uitvinding) en daarnaar wordt in deze beschrijving verwezen. De onderhavige uitvinding werd gedaan tijdens 8 5 0 1 1 1 2 * * -5- het ontwikkelen van verbeterde werkwijzen voor het bedienen van de reeds genoemde inktstraalinrichting ter verkrijging van zeer duidelijke druk. De uitvinders dezes zijn echter van mening dat de verschillende uitvoeringsvormen van hun uitvinding zoals die hierin zijn afgebeeld 5 en in conclusies vastgelegd, geschikt zijn voor toepassing op een breed bereik van inktstraalinrichtingen (speciaal druppel-op-verlangen inkt-straalinrichtingen). In verband daarmee wordt de hierin beschreven inktstraalinrichting gepresenteerd voor illustratiedoeleinden wat betreft de werkwijze volgens deze uitvinding en is deze niet in beperken-10 de zin bedoeld. Ook worden alleen de basis mechanische kenmerken en de werking van deze inrichting beschreven in de nu volgende alinea's.

Zoals is te zien in fig. 1-3 is de illustratieve inktstraalinrichting uitgevoerd met een kamer 200 die is voorzien van een opening 202 ter uitstoting van inktdruppeltjes in reactie op de staat van 15 bekrachtiging van een overdrager 204 voor elke inktstraal in een serie van zulke stralen (zie fig. 3). De overdrager 204 zet uit en trekt samen (in richtingen die in fig. 2 door de pijlen zijn aangegeven), volgens de langsas ervan, en deze beweging wordt gekoppeld aan de kamer 200 door koppelingsmiddel 206 dat omvat een voet 207, een visco-elas-20 tisch materiaal 208 dat naast de voet 207 is aangebracht en een membraan 210 dat opnieuw wordt geladen tot de in fig. 1 en 2 weergegeven positie.

Inkt stroomt de kamer 200 in vanuit een niet onder druk staand reservoir 212 door nauwe inlaatmiddelen die worden verschaft 25 door een nauwe opening 214. De inlaat 214 omvat een opening in een vernauwingsplaat (zie fig. 3). Zoals is te zien in fig. 2 is het reservoir 212 dat is gevormd in een kamerplaat 220 uitgevoerd met een tapse rand 222 die de inlaat 214 in leidt. Zoals is aangegeven in fig. 3 is het reservoir 212 voorzien van een aanvoerbuis 223 en een afvoerbuis 30 225. Het reservoir 212 is meegevend dankzij het membraan 210, dat in verbinding staat met de inkt via een grote opening 227 welke is gevormd in de vernauwingsplaat 216 die is gelegen naast een uitsparings-gebied 229 in de plaat 226.

Het ene uiteinde van elk van de overdragers 204 wordt geleid 35 door de samenwerking van een voet 207 met een gat 224 in een plaat 226.

Zoals is afgebeeld zijn de voeten 207 schuifbaar opgenomen in de gaten 350 11 t i -6-

• V

224. De andere uiteinden van elk van de overdragers 204 zijn meegevend gemonteerd in een blok 228 door middel van een meegevend of elastisch materiaal 230 dat is aangebracht in gleuven 232 (zie fig. 3) teneinde steun te verlenen aan de andere uiteinden van de overdragers 204.

5 Elektrisch contact met de overdragers 204 wordt ook op een meegevende manier gemaakt door middel van een meegevende gedrukte schakeling 234, welke door doelmatige middelen zoals soldeer 236 elektrisch is aangesloten op een elektrode 260 van de overdragers 204. Geleidingspatronen 238 zijn aangebracht op de gedrukte schakeling 234.

10 De plaat 226 (zie fig. 1 en 3) is voorzien van gaten 224 aan de basis van een gleuf 237 waarin de voeten 207 van de overdragers 204 zijn opgenomen, zoals reeds is vermeld. De plaat 226 omvat tevens een uitsparing 239 voor een verhittertussendeel 240 dat is voorzien van een verhitterelement 242 met windingen 244, een neerdrukplaat 246, een 15 bij de plaat 246 behorende veer 248 en een steunplaat 250 die onmiddellijk onder de verhitter 240 is gelegen. De gleuf 253 dient ter opneming van een thermistor 252, waarbij deze wordt gebruikt voor het door een monitor registreren en aangeven van de temperatuur van het verhitterelement 242. De gehele verhitter 240 wordt in de uitsparing 20 in de plaat 226 vastgehouden door een dekplaat 254.

Zoals in fig. 3 is afgebeeld worden de verschillende beschreven componenten van de inktstraalinrichting bij elkaar gehouden door middel van schroeven 256 die zich opwaarts uitstrekken door ope-ningen 257 en schroeven 258 die zich neerwaarts uitstrekken door ope-25 ningen 259, waarbij de laatste dienen ter vasthouding van een gedrukte-schakelingbord 234 op de juiste plaats op de plaat 228. De punt-streep-lijnen in fig. 1 geven aansluitingen 263 aan naar de gedrukte schakelingen 238 op het gedrukte-schakelingbord 234. De aansluitingen 263 verbinden een regelinrichting 261 met de inkstraalinrichting, ter rege-30 ling van de werking hiervan.

Bij conventionele werking van de inktstraalinrichting wordt de regelinrichting 261 geprogrammeerd voor het op een juist tijdstip via de aansluiting ervan naar de gedrukte schakelingen 238 aanvoeren van een voltage naar één of meerdere van de daartoe gekozen hete elek-35 troden 260 van de overdragers 204. Het aangevoerde voltage zorgt ervoor dat een elektrisch veld wordt verschaft dwars op de langsas van de ge- 850 1 1 1 2 * ê -7- kozen overdragers 204 met als gevolg dat de overdragers 204 worden samengetrokken langs hun langsas. Wanneer een bepaalde overdrager 204 zo samentrekt bij bekrachtiging, beweegt het gedeelte van het membraan 210 dat is gelegen onder de voet 207 van de overdrager 204 in de rich-5 ting van de samentrekkende overdrager 204, waardoor op doelmatige wijze het volume van de bijbehorende kamer 200 wordt vergroot. Doordat het volume van de bepaalde kamer 200 zo wordt vergroot, wordt aanvankelijk een negatieve druk in de kamer opgewekt, waardoor daarin aanwezige inkt de neiging heeft van de bijbehorende opening 202 vandaan 10 te bewegen, terwijl tegelijkertijd inkt vanuit het reservoir 212 door de bijbehorende nauwe opening of inlaat 214 de kamer 200 in kan stromen.

De hoeveelheid inkt die de kamer 200 in stroomt tijdens het opnieuw vullen is groter dan de hoeveelheid die door de nauwe doorgang 214 terugstroomt naar buiten tijdens het uitstoten van inkt. De tijd tussen op-15 nieuw vullen en uitstoten wordt niet gevarieerd tijdens het werken van de inktstraalinrichting waardoor dus een "vullen vóór uitstoten" cyclus wordt verschaft. Kort daarna wordt de regelinrichting 261 geprogrammeerd ter opheffing van het voltage of aandrijfsignaal vanaf die ene of meerdere gekozen overdragers 204, waardoor de overdrager 204 of 20 overdragers 204 zeer snel kan of kunnen uitzetten volgens de langsas ervan, zodat via het visco-elastisch materiaal 208 en de voeten 207 de overdragers 204 tegen de rest van het membraan 210 daaronder drukken, met gebruikmaking van een snelle samentrekking of verkleining van het volume van de bijbehorende kamer of kamers 200. Op zijn beurt veroor-25 zaakt deze snelle verkleining van het volume van de bijbehorende kamers 200 een drukimpulsie of positieve drukverstoring in de kamers 200, waardoor een inktdruppeltje wordt uitgestoten via de bijbehorende openin-gen 202. Merk op dat wanneer een gekozen overdrager 204 zo wordt bekrachtigd, deze zowel samentrekt of kleiner in lengte wordt als groter 30 in dikte wordt. De toename in dikte heeft echter geen gevolgen voor de afgebeelde inktstraalinrichting doordat de veranderingen in de lengte van de overdrager de werking van de afzonderlijke inktstralen van de serie regelen. Merk ook op, dat bij de onderhavige technologie door bekrachtiging van de overdragers ter samentrekking volgens de langsas 35 daarvan, versneld verouderen van de overdragers 204 wordt vermeden en in uitzonderlijke gevallen tevens depolarisatie wordt vermeden.

8501112

• V

-8-

Zoals hierboven reeds is vermeld wordt volgens uitvinders dezes erkend dat het bekend is dat de grootte van de druppeltjes die worden geproduceerd door een met impulsies werkende inktstraalinrich-ting nauw in verband staat met de opening-grootte van de betreffende 5 inktstraalinrichting en dat in het algemeen slechts kleine variaties in de druppeltjes-grootte kunnen worden verschaft door het variëren van, bijvoorbeeld, de aandrijfvoltage-amplitude of golfvorm. Ze stelden verder vast dat voor halftoon-druk van hoge kwaliteit, de druppelt jes-grootte moet kunnen worden geregeld over een groot bereik.

10 Ze stelden ook vast dat voor bepaalde inktsoorten, die zich op papier niet breed uitspreiden, zoals inktsoorten op wasbasis, bijvoorbeeld, het noodzakelijk is grotere inktdruppeltjes te produceren ter verkrijging van de gewenste drukpuntdiameters dan gemakkelijk kunnen worden bereikt door de tegenwoordige werkwijzen ter bediening van inkt-15 straalinrichtingen.

Bij het bedienen van de illustratieve inktstraalinrichting zoals die hierboven is beschreven, ontdekten de uitvinders dezes dat door het synchroon opwekken van elke, of een combinatie van de fluïdum-en mechanische resonantiefrequenties van de inktstraalinrichting ter 20 verschaffing van een dominerende resonantiefrequentieverstoring in de bijbehorende inktkamer en inkt, waarbij het mogelijk wordt gemaakt dat hetzij één van een één-cyclus, of één onder-harmonische cyclus van de dominerende resonantiefrequentie wordt geproduceerd, het volume van de uitgestoten inktdruppeltjes kan worden geregeld. Ze ontdekten verder 25 dat door herhaling van deze bediening in een herhalende of opeenvolgende manier, waarbij elke herhalingscyclus synchroon verloopt met de dominerende resonantiefrequentie van de inktstraalinrichting, een aantal inktdruppeltjes in een bepaalde tijdsperiode kan worden uitgestoten, waardoor het mogelijk wordt gemaakt dat de druppeltjes ineen-30 vloeien terwijl ze door de lucht bewegen of op het opnemend medium, zodat aanzienlijke mogelijkheid tot regeling wordt geboden wat betreft de resulterende puntgrootte op het opnemend medium ten opzichte van de puntgrootte die wordt verkregen uit een enkel druppeltje inkt. De resulterende puntgrootte is afhankelijk van het aantal keren in een gegeven 35 tijdsperiode dat de werkwijze volgens de uitvinding wordt herhaald.

8501112 *· · -9-

Fig. 12 toont negen druppeltjes 301-309 in de vlucht ter verschaffing van een punt op een opnemend medium bij toepassing van de werkwijze volgens deze uitvinding.

De uitvinders dezes ontdekten verder dat bij de illustratie-5 ve inktstraalinrichting volgens dit voorbeeld de Helmholtz resonantiefrequentie de dominerende resonantiefrequentie is van de onderhavige inktstraalinrichting. Andere inktstraalinrichtingen, die ook kunnen worden bediend met gebruik van de werkwijze volgens deze uitvinding, kunnen een andere resonantiefrequentie bezitten welke verschilt van de 10 Helmholtz als de dominerende resonantiefrequentie. Voor de doeleinden van het verder beschrijven en illustreren van de werkwijze ter bediening van de inrichting van de onderhavige uitvinding, wordt ervan uitgegaan dat de Helmholtz resonantiefrequentie de dominerende resonantiefrequentie is, maar een dergelijke veronderstelling is niet bedoeld 15 in beperkende of restrictieve zin ten aanzien van kader en toepassing van de uitvinding.

De onderhavige werkwijze is een multi-impulsie werkwijze ter bediening van een inktstraalinrichting, met gebruik van de dominerende resonantiefrequentie van de inktstraalinrichting ter verschaf-20 fing van inktdruppeltjes van regelbaar volume door pulsatie van de overdrager 204 (in dit voorbeeld) met een herhalingssnelheid van de dominerende resonantiefrequentie met toepassing van hetzij een enkele of een aantal impulsies bij de dominerende resonantiefrequentie, afhankelijk van de vereiste puntgrootte. Ingeval de Helmholtz frequentie de 25 dominerende frequentie is, vloeit deze frequentie voort uit een wisselwerking tussen de inktkamer 200 (in dit voorbeeld) meegevendheid en de inkt- of fluldumtraagheid die wordt weergegeven door de formule:

H 2ir v 7lC

waarin C gelijk is aan de inktkamer meegevendheid, L is gelijk aan de 30 traag en I/L is gelijk aan [ I/L opening + I/L nauwe doorgang 214 (bijvoorbeeld) ].

Door laboratoriumproeven en analyse werd vastgesteld dat de illustratieve inktstraalinrichting een Helmholtz frequentie heeft van ongeveer 30 kHz. Onder verwijzing naar fig. 4 werden de daarin getoonde 35 in wezen rechthoekige of vierkante golfimpulsies gebruikt ter bediening van de illustratieve inktstraalinrichting in overeenstemming met S5011 12 -10- de werkwijze volgens de uitvinding. Bij de impulsie-karakteristieken voor deze bepaalde golfvorm, waarbij bleek dat deze een aanzienlijk goede regeling opleverde wat betreft de grootte van de uitgestoten inktdruppeltjes gedurende de verschillende tijdsperioden zoals afge-5 beeld, werd ontdekt dat deze waren: = 1,0 microsec impulsietijd, = 13,0 microsec impulsietijd, = 1,0 microsec valtijd en de dode tijd = 15,0 microsec, waardoor een impulsieherhalingsfrequentie wordt geproduceerd welke ligt dichtbij de 30 kHz Helmholtz dominerende reso-nantiefrequentie van de illustratieve inrichting. Hierbij kan worden 10 opgemerkt dat de dode tijd , in dit voorbeeld, noodzakelijk is ter blokkering van het aandrijf signaal dat wordt aangevoerd naar een overdrager 204 in fase met de natuurlijke oscillatie van het uit inkt bestaande fluïdum dat zich bevindt in de inktkamer 200. De uitvinders dezes stelden vast dat door aanvoering van twee impulsies zoals afge-15 beeld in fig. 4 naar een overdrager 204, het volume van het uiteindelijke inktdruppeltje dat werd uitgestoten ongeveer tweemaal het volume · had dat werd verkregen met toepassing van een enkele van de impulsies gedurende tijdsperiode waarin de twee impulsies werden aangevoerd.

Verder werd vastgesteld dat het druppeltje-volume lineair bleek toe te 20 nemen in rechtstreekse overeenstemming met het aantal van zulke impulsies dat werd aangevoerd naar de overdrager 204. Door aanvoering van twee of meer impulsies van de juiste amplitude welke de golfvorm hebben zoals is afgeheeld in fig. 4 en de karakteristieken zoals hierboven zijn beschreven, werd verder vastgesteld dat deze multi-impulsie 25 werkwijze resulteerde in een ineenvloeiing van de inktdruppeltjes in de vlucht, of nadat ze op het opnemend medium terecht waren gekomen, met als gevolg een vergrote puntgrootte op het opnemend medium in vergelijking met wat wordt bereikt bij toepassing van een enkele impulsie voor het produceren van een dergelijke punt op het medium.

30 Merk op dat de golfvorm volgens fig. 4 en de golfvormen vol gens fig. 5-9, welke verderop zullen worden beschreven, kunnen worden verkregen onder omstandigheden zoals die heersen bij het doen van laboratoriumproeven, met gebruikmaking van een commerciële golfvormgenera-tor. In een praktische inrichting moet echter de regelinrichting 261, 35 bijvoorbeeld, speciaal worden ontworpen of geprogrammeerd ter verschaffing van de gewenste golfvormen en het aantal impulsies dat is vereist 85011 12 ^ -11- voor het produceren van een punt van gegeven grootte op het medium.

Proefnemingen die door de uitvinders dezes werden uitgevoerd toonden aan dat de illustratieve inrichting, met een Helmholtz frequentie van 30 kHz, zoals hierboven is vermeld, kan worden bediend 5 met toepassing van elke combinatie van impulsies waarbij en de dode tijd variëren in het bereik van 8,0 microsec tot 16,0 microsec, terwijl de stijg- en valtijden, respectievelijk en , zijn ingesteld op, bijvoorbeeld, 1,0 microsec. De onderste grens van dit bereik wordt bepaald door de reactietijd van de overdrager(s) 204, terwijl de boven-10 ste grens van dit bereik wordt bepaald door de configuratie van de inktstraalinrichting welke beperkingen oplevert ten aanzien van de doelmatigheid van de aandrijving of bediening van de inrichting op of nabij de Helmholtz frequentie ervan. De complexiteit van het elektronische ontwerp van de regelinrichting 261 wordt verminderd wanneer de 15 golfvorm van de aandrijfimpulsies zoals in fig. 4 in wezen zijn zoals is afgebeeld waarbij de totale impulsiebreedte (T, + T„ + T_) en de dode tijd in wezen van gelijke duur zijn. Tevens werd optimale bediening van de illustratieve inktstraalinrichting verkregen wanneer de totale periodiciteit van de impulsiereeks (T^ + + T^) ongeveer 20 gelijk wordt gemaakt aan het omgekeerde van de dominerende resonantie- frequentie, in dit voorbeeld 1/F . Verder werd vastgesteld dat ondanks £1 de beperkingen ten aanzien van de reactietijd van de overdrager 204, in combinatie met de relatief hoge frequentie van de met de dominerende resonantiefrequentie werkende manier van aandrijving of bediening van 25 de inktstraalinrichting met gebruikmaking van de multi-impulsie werkwijze volgens deze uitvinding, vele andere verschillende golfvormen, verschillend van die volgens fig. 4, maar die dezelfde periodiciteit bezitten, kunnen worden gebruikt. Het is bijvoorbeeld gebleken dat andere golfvormen een bevredigende regeling mogelijk maken wat betreft 30 de puntgrootte met toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding, omvattende een sinusgolf, een halve-sinusgolf, een kwart-sinusgolf, een zaagtand-golfvorm en een driehoekige golfvorm, zoals respectievelijk zijn afgebeeld in fig. 5-9. Bij gebruik van zulke alternatieve golfvormen ter bediening van de illustratieve inrichting, zoals hier-35 boven is beschreven, werd vastgesteld dat de 30 kHz Helmholtz frequentie van de inrichting de dominerende frequentie was. In overeenstemming 5: ξ 1 1 ·; ' ** **? ‘Jr ï 2 Λ -12- daarmee kan voor de sinusvormige golfvorm volgens fig. 5, 1/2 T_ in 5 wezen gelijk worden gemaakt aan 30 kHz. In overeenstemming daarmee dienen voor de halve-golf sinusvormige golfvorm volgens fig. 6, de impulsietijd Tg en de dode tijd T^ gelijk te zijn aan ongeveer 15 micro-5 sec. Overeenkomstige opmerkingen kunnen worden gemaakt ten aanzien van de impulsietijden Tg, T^, T^» volgens respectievelijk de fig. 7-9 en wat betreft de dode tijden Tg, T^ en T^ volgens respectievelijk fig. 7-9.

Bij de proefnemingen met de verschillende impuls ie vormen of 10 golfvormen werd ontdekt dat de rechthoekige of vierkante golfvorm, blijkbaar dankzij het feit dat deze een snelle stijg- en valtijd bezit, kan worden toegepast bij een veel lagere impulsievoltage-amplitude dan elke andere golfvorm die werd beproefd zoals die volgens fig. 5-9 bijvoorbeeld. In feite werd vastgesteld dat de kwart-golf sinusvormige 15 golfvorm volgens fig. 7 impulsies vereiste van 20% grotere amplitude dan de in wezen vierkante of rechthoekige 'impulsies volgens fig. 4 ter verkrijging van gelijkwaardige werking bij het drukken met de geïllustreerde inktstraalinrichting. Tevens kan, zoals reeds is vermeld, de golfvorm volgens fig. 4 in het algemeen veel gemakkelijker elektro-20 nisch worden verschaft ten opzichte van de andere golfvormen volgens fig. 5-9 en nog andere verschillende golfvormen.

Verder werd bij het beproeven van de werkwijze volgens deze uitvinding en de bediening van de illustratieve inktstraalinrichting ontdekt, dat dankzij het domineren van de Helmholtz frequentie bij de 25 onderzochte inrichting, de multi-impulsie werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ook kan worden verschaft door de periodiciteit van de aandrijfimpulsies te baseren op onder-harmonische cycli van de Helmholtz frequentie. Er wordt aangenomen dat hetzelfde resultaat zou worden verkregen voor de dominerende resonantiefrequentie van de één 30 of andere verschillende inktstraalinrichting, indien deze was beproefd met toepassing van de werkwijze volgens deze uitvinding. Wanneer echter gebruik wordt gemaakt van het voorbeeld van een 30 kHz Helmholtz dominerende frequentie bij een bepaalde inktstraalinrichting, dan zou een onder-harmonische frequentie resulteren in aandrijfimpulsiebreedten 35 die heel groot zouden zijn, met als gevolg een ongewenste vermindering van de gebruikelijke drukfrequentie van de bepaalde inrichting of inkt- 85 0 1 1 1 2 -13- straalinrichting. In overeenstemming daarmee beproefden de uitvinders dezes een inktstraalinrichting welke overeenkomt met de illustratieve inrichting maar die een kleinere inktkamer 200 heeft (relatief lagere meegevendheid) ter verschaffing van een Helmholtz resonantiefrequentie 5 van ongeveer 100 kHz. De werkwijze volgens deze uitvinding maakte bediening van deze inrichting mogelijk met bevredigende druk, bij gebruik van multi-impulsies met een periodiciteit van 30 microsec, overeenkomende met de derde onder-harmonische waarde van de 100 kHz Helmholtz dominerende resonantiefrequentie. Multi-impulsies die een periodici-10 teit hebben welke onder-harmonisch is gemaakt aan 100 kHz, bijvoorbeeld van 20 kHz werden beproefd, maar het resultaat bij dit onder-harmonisch niveau bleek betrekkelijk slecht te zijn.

De in fig. 10 afgebeelde banden van opeenvolgende punten werden gedrukt met toepassing van een achtereenvolgens groter aantal 15 multi-impulsies voor het drukken van elke punt in de banden zoals die respectievelijk zijn afgebeeld in de weergave (A) tot en met druk (F). De multi-impulsies die werden toegepast voor het produceren van de banden van punten volgens fig. 10 waren kwart-golf sinusvormige golf-vormen zoals afgebeeld in fig. 7, met impulsietijden Tg en dode tijden 20 TQ elk van 15 microsec. De voltage-amplitude van de impulsies werd constant gehouden op ongeveer 33 V. Bij de band van punten volgens afbeelding (A) werd slechts één dergelijke impulsie gebruikt ter verkrijging van de afgebeelde punten. De punten van de band die is weergegeven in afbeelding (B) werden geproduceerd gedurende dezelfde cyclustijd als 25 die volgens afbeelding (A), maar hierbij werden twee multi-impulsies toegepast voor het produceren van elke punt van de eerstgenoemde in plaats van één. Op overeenkomstige wijze werden de punten van de banden die zijn getoond in de afbeeldingen (C) tot en met (F) geproduceerd met gebruik van respectievelijk 3, 4, 5 en 6 multi-impulsies, gedurende 30 een gelijkwaardige tijdcyclus, voor het drukken van elke punt. In overeenstemming daarmee zijn, zoals kon worden verwacht, de banden volgens afbeelding (A) tot en met (F) achtereenvolgens duidelijker zichtbaar als gevolg van de achtereenvolgens grotere puntgrootte die wordt verkregen door middel van de multi-impulsie-werkwijze volgens deze uit-35 vinding.

S» fl 1 1 1 9 ' J «j- *? i i I i, -14-

Overeenkomstige multi-impulsies werden toegepast bij het produceren van de series schrifttekens van achtereenvolgende grotere duidelijkheid zoals die zijn weergegeven in de afbeeldingen (A) tot en met (C) in fig. 11. De in afbeelding (A) afgedrukte schrifttekens ver-5 eisten één aandrijf impuls ie voor het produceren van elke punt die een gegeven schriftteken vormt, terwijl twee impulsies werden gebruikt voor het produceren van elke van de afzonderlijke punten van de schrifttekens volgens afbeelding (B) en drie impulsies werden toegepast voor het produceren van elke afzonderlijke punt welke de schrifttekens vol-10 gens afbeelding (C) vormen.

Wanneer de bediening van de inrichting volgens de uitvinding wordt samengevat kan worden gezegd dat bij het bedienen van een inktstraalinrichting voor het produceren.van een gedrukte punt op een opnemend medium, een gegeven tijdsperiode afhankelijk van het inkt-15 straaldruksysteem wordt gerealiseerd ter verschaffing van het inkt-druppeltje of de druppeltjes voor het drukken van de punt op het opnemend medium. De duidelijkheid van een gegeven punt kan worden geregeld door het regelen van het volume aan inkt of het aantal inktdrup-peltjes dat wordt uigestoten vanuit de inktstraalinrichting in de be-20 paalde tijd die voor het produceren van die punt is bestemd. De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het bedienen van een inktstraalinrichting met toepassing van één of een meervoudig aantal aandrijfimpulsies ter bediening van de inrichting in een gegeven punt-productietijd voor het produceren van inktdruppeltjes, elk van een 25 bekend volume aan inkt, door het nauwkeurig regelen van de vorm en de periodiciteit van de toegepaste aandrijfimpulsies, waarbij de periodiciteit van de toegepaste aandrijfimpulsies in wezen gelijkwaardig wordt gemaakt aan de dominerende resonantiefrequentie van de inktstraalinrichting.

30 De regelinrichting 261 kan worden verschaft door apparatuur volgens logica-schema, of door een microprocessor die is geprogrammeerd ter verschaffing van de noodzakelijke regelfuncties, of bijvoorbeeld door de een of andere combinatie van die twee. Merk op dat een Wavetek Model 175 golfvorm-generator, vervaardigd door Wavetek, San Diego, 35 Californië, door de uitvinders dezes werd gebruikt ter verkrijging van de golfvormen die in fig. 1-9 zijn afgebeeld. In een praktisch bruik 850 1 1 1 2 -15- baar systeem zou een regelinrichting 261 op kenmerkende wijze worden ontworpen ter verschaffing van de noodzakelijke golfvormen en functies, zoals hierboven is beschreven, voor elke bepaalde toepassing.

Hoewel bepaalde uitvoeringsvormen vein de werkwijze volgens 5 de onderhavige uitvinding ter bediening van een inktstraalinrichting zijn beschreven, kunnen ook andere uitvoeringsvormen welke vallen binnen de feitelijke strekking en het kader van de toegevoegde conclusies worden ontworpen door degenen die normale deskundigheid op dit gebied bezitten.

85011 12

Claims

1. Werkwijze voor het bedienen van een inktstraalinrichting ter regeling van de puntgrootte van inkt die op een opnemend medium wordt gedrukt, waarbij de inktstraalinrichting is voorzien van over-dragermiddelen die kunnen worden bediend ter verschaffing van een posi-5 tieve drukverstoring in een bijbehorende inktkamer welke is gevuld met inkt, ter uitstoting van een inktdruppeltje vanuit een bijbehorende opening, waarbij de werkwijze wordt gekenmerkt doordat deze de volgende, fasen omvat: (1) het bedienen van de overdragermiddelen voor het syn-10 chroon opwekken van hetzij één of een combinatie van fluïdum- of mechanische · resonantiefrequenties van de inktstraalinrichting voor het produceren van een dominerende resonantiefrequentie in de inktkamer en de bijbehorende inkt; en (2) de mogelijkheid bieden dat hetzij één van een één-cyclus, 15 of één onder-harmonische cyclus van de dominerende resonantiefrequentie wordt geproduceerd, voor het in wezen voorspelbaar regelen van het volume van een inktdruppeltje dat wordt uitgestoten vanuit de opening door middel van de resulterende drukverstoring die wordt opgewekt in de inktkamer.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat deze verder omvat de fasen van het achtereenvolgens herhalen van de fasen (1) en (2) gedurende een gewenst aantal keren, in synchroon verloop met de dominerende resonantiefrequentie, voor het produceren van een aantal inktdruppeltjes in een bepaalde tijdsperiode, waarbij het moge-25 lijk wordt gemaakt dat de druppeltjes ineenvloeien terwijl ze door de lucht bewegen of nadat ze op het opnemend medium terecht zijn gekomen, voor het regelbaar vergroten van de resulterende puntgrootte op het opnemend medium ten opzichte van de puntgrootte die wordt verkregen bij toepassing van een enkel inktdruppeltje.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de overdragermiddelen reageren op een elektrisch signaal ter verschaffing van de drukverstoring, waarbij fase (1) verder omvat de fasen van: het in wezen gelijk maken van de periode van het elektrische signaal aan hetzij de periode van de Helmholtz resonantiefrequen- 8501112 -17- tie, of de periode van een onder-hannonische waarde van de Helmholtz frequentie; en het aanvoeren van het elketrische signaal naar de overdrager.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, gekenmerkt doordat deze ver der omvat de fase van het zodanig vorm geven aan het elektrische signaal dat dit in wezen een impulsie is omvattende een exponentiële voorgaande rand en een trapvormige achtergaande rand.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij de overdragermidde-10 len kunnen reageren op een elektrisch signaal ter opwekking van de drukverstoring, gekenmerkt doordat fase (1) verder omvat de fasen van: het zodanig vorm geven aan het elektrische signaal dat dit in wezen de vorm heeft van hetzij een rechthoekige golf, een vierkante golf, een driehoekige golf vorm, een halve-golf sinusvormige golf-15 vorm, een volle-golf sinusvormige golfvorm, een kwart-golf sinusvormige golf vorm, minder dan een kwart-golf sinusvormige golfvorm of een impulsie omvattende een exponentiële voorgaande rand en een trapvormige achtergaande rand; en het aanvoeren van het elektrische signaal naar de over- 20 drager.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat deze verder omvat de fase van het in wezen gelijk maken van de periode van het elektrische signaal aan hetzij één of een combinatie van de periode(n) van gekozen fluïdum- en mechanische resonantiefrequenties van de inkt- 25 straalinrichting.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, gekenmerkt doordat deze verder omvat de fase van het selectief aanvoeren van het elektrische signaal door toepassing van "aan" en "uit" ter regeling van de puntgrootte van elk afzonderlijk inktdruppeltje.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de periode van het elektrische signaal in wezen gelijk wordt gemaakt aan hetzij de periode van de Helmholtz resonantiefrequentie van de inktstraal-inrichting, of de periode van een onder-harmonische waarde van de Helmholtz frequentie.

3. Q11 12