Drop Watching (Tropfenbeobachtung)

Drop Watching ist eine speziell für den Inkjetdruck entwickelte, videogestützte Methode zur Untersuchung der Eigenschaften und des Flugverhaltens von Tintentropfen unmittelbar nach dem Verlassen des Druckkopfs.

Relevanz für die Technologie des Inkjetdrucks

Bei der Drop-on-Demand-Technik des Inkjetdrucks erzeugt der Druckkopf die Tintentropfen mithilfe von Piezodüsen, die mit elektrischen Pulsen mit einer vorgegebenen Wellenform angesteuert werden. Volumen, Geschwindigkeit und das Flugverhalten der Tropfen werden einerseits durch die geometrischen Eigenschaften der Piezodüsen und die Wellenform bestimmt, andererseits durch die Eigenschaften der Tinten, insbesondere deren Oberflächenspannung, Viskosität und Dichte. Die Methode des Drop Watching dient dazu, die Druckparameter und das Tropfenverhalten miteinander zu korrelieren, um die Tintenrezeptur und den Druckprozess optimieren zu können.

Exakte Tropfenbildauswertung mit Doppelbelichtungstechnik

Die größte technische Herausforderung bei der Analyse gejetteter Tintentropfen besteht in der hohen Geschwindigkeit von bis zu 40 m/s. Um einen Tropfen im Bild zu erfassen und noch dazu seine Geschwindigkeit messen zu können, werden Kamerabilder mithilfe zweier kurz nacheinander folgenden Blitze doppelt belichtet, wobei die Blitze mit definierter Verzögerungszeit nach dem Piezopuls ausgelöst werden. Auf dem entsprechenden Einzelbild der Kamera wird der jeweilige Tropfen zweimal untereinander abgebildet.

Beim neuartigen Zweifarben-Double-Strobe-Verfahren wird mit einer Farbkamera und statt mit Weißlicht mit zwei verschiedenfarbigen Lichtblitzen gearbeitet. Durch Trennung der Farbkanäle werden so zwei völlig überlagerungsfreie Bilder des Tropfens gewonnen, sodass auch bei langen Ligamenten oder im Fall von Satellitentropfen eine eindeutige Zuordnung der Tropfenbilder zu den beiden Blitzzeitpunkten möglich ist.

Illustration der Zweifarben-Double-Strobe-Methode beim Drop Watching

Wenn der Abbildungsmaßstab des Videobildes bekannt ist, kann anhand der festgelegten Blitzzeitpunkte die Geschwindigkeit des Tropfens ermittelt werden. Andere Ergebnisparameter, wie das Volumen des Tropfens, die Ligamentlänge, die Anzahl von Satellitentropfen oder die Abweichung der Flugbahn von der Senkrechten, gehen ebenfalls aus der Bildanalyse hervor. All diese Daten sind für die zu erwartende Qualität des Druckergebnisses relevant.