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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Flüssigtintenstrahldrucker
und insbesondere die Verwendung von langsam trocknender Tinte mit
hoher Oberflächenspannung,
welche auf eine Weise getrocknet wird, um eine hohe Bildqualität zu erhalten.
Wenngleich nicht beschränkt
darauf, bietet die vorliegende Erfindung bei der Verwendung im Zusammenhang mit
akustischem Tintendrucken besondere Vorteile.
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Akustisches
Tintendrucken ist eine möglicherweise
wichtige Technologie für
die Direktmarkierung. Sie vergleicht sich vorzugsweise mit herkömmlichen
Tintenstrahlsystemen zum Drucken entweder auf leerem Papier oder
auf spezialisierten Aufzeichnungsmedien, während sie als solche erhebliche Vorteile
bereitstellt.
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Tintenstrahldrucksysteme
für Tropfen
auf Anforderung und für
kontinuierlichen Strom haben Zuverlässigkeitsprobleme gezeigt,
weil sich dieselben auf Düsen
mit kleinen Tintenauswurföffnungen verlassen,
welche sich leicht verstopfen und welche die Lebensdauer begrenzen,
wenn die Größe der Tintenstrahltropfen
verringert wird. Akustisches Drucken vermeidet die Notwendigkeit
für derartige
Düsen,
wodurch es nicht nur eine größere innere
Zuverlässigkeit
aufweist als herkömmliche
Tintenstrahldrucksysteme, sondern auch mit einer größeren Vielfalt
von Tinten kompatibel ist, eingeschlossen Tinten, welche relativ
hohe Viskositäten
aufweisen und Tinten, welche Pigmente oder andere partikelförmige Komponenten
enthalten. Es wurde weiterhin herausgefunden, dass akustisches Drucken
eine relativ präzise
Positionierung von einzelnen gedruckten Bildelementen ("Pixels") bereitstellt, während es
erlaubt, die Größe dieser
Bildelemente während
des Betriebes anzupassen, entweder durch die Steuerung der Größe von einzelnen
Tintentropfen, welche ausgestoßen
werden, oder durch Regulieren der Anzahl der Tintentropfen, welche
verwendet werden, um das individuelle Bildelement des gedruckten
Bildes auszubilden.
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Wenn
ein akustischer Strahl auf eine freie Oberfläche auftrifft (d.h. einen Übergang
Flüssigkeit/Luft)
erreicht ein Vorrat der Flüssigkeit
von unterhalb des Strahlungsdruckes, welchen der Strahl gegen die
Oberfläche
des Vorrates ausübt,
ein ausreichend hohes Niveau, um einzelne Tropfen der Flüssigkeit
aus dem Vorrat freizugeben trotz der rückhal tenden Kraft der Oberflächenspannung.
Das Fokussieren des Strahles auf oder nahe der Oberfläche des Vorrates
intensiviert den Strahlungsdruck, welchen derselbe für eine gegebene
Menge der Eingabeleistung ausübt.
Die grundlegenden Prinzipien des akustischen Tintendruckens sind
gut bekannt und Gegenstand von mehreren allgemein erteilten US-Patenten.
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Ein
besonderer Vorteil des akustischen Tintendruckens besteht in der
Fähigkeit,
Tropfen zu erzeugen, welche von viel geringerer Größe sind
als die Öffnung,
durch welche die Tropfen ausgestoßen werden. Es wurde herausgefunden,
dass akustisches Tintendrucken Tropfen erzeugen kann, welche eine
Größenordnung
in der Größe kleiner
sind als diejenige der Düsenöffnung und
erheblich kleiner als bestehende, herkömmliche Tintenstrahldrucksysteme.
Dies ermöglicht,
dass ein akustisches Tintendrucksystem bisher nicht verfügbare, hoch
aufgelöste
Bilder erzeugt, weil ein wichtiger Faktor zum Erreichen der hohen
Auflösung
in der Ablage des kleinstmöglichen
Flecks auf einem Aufzeichnungsmedium besteht.
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Bei
bestehenden Druckverfahren besteht jedoch die derzeitige Praxis
sowohl für
herkömmliches Tintenstrahldrucken
und für
akustisches Tintendrucken in der Verwendung von schnell eindringenden Tinten
(ebenso bekannt als schnell trocknende Tinten oder Tinten mit geringer
Oberflächenspannung)
für wässriges
Tintenstrahldrucken. Die schnell eindringenden Tinten sind diejenigen,
welche im Allgemeinen in die Faser des leeren Papiers in weniger
als drei Sekunden eindringen, wodurch ermöglicht wird, dass die Tinte
sich schnell auf der Oberfläche
des Papiers ausbreitet und ebenso in das Papier einsickert.
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Ein
Vorteil bei der Verwendung von schnell trocknenden Tinten besteht
im Zusammenhang mit Farbdruckern, um das Vermischen zwischen den Farben
zu verringern, welches allgemein stattfinden würde, wenn langsam trocknende
Tinten verwendet werden, welche ebenso als Tinten mit hoher Oberflächenspannung
bekannt sind.
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Ein
weiterer Vorteil bei der Verwendung von schnell trocknenden Tinten
für das
Farbdrucken besteht darin, dass beim Ablegen der Tinten auf dem Druckmedium
(z.B. Papier wie etwa leeres Papier) die zuerst abgelegte Tinte
nicht dazu neigen wird, auf der Oberfläche zu sein, d.h. dieselbe
wird bereits in das Papier hinein absorbiert worden sein, wenn eine zweite
Farbtinte auf dieser Stelle oder benachbart zu derselben abgelegt
wird.
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Daher
wird die zweite abgelegte Tinte nicht über die erste Tinte laufen.
Die schnell eindringende Tinte saugt sich in das Papier, bevor die
zweite Farbtinte auf dieselbe Papieroberfläche ausgestoßen wird.
Weiterhin ist das Eindringen der ersten Tinte schnell genug, um
eine seitliche Migration in angrenzende, vorher bedruckte Stellen
zu reduzieren, wodurch eine Vermischung zwischen Farben vermindert wird,
welche normalerweise bei herkömmlichen Drucktechniken
mit langsam trocknenden Tinten auftreten würde.
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Es
gibt jedoch einige Nachteile bei der Verwendung von schnell trocknenden
Tinten. Insbesondere durch das Eindringen der Tinte in das Papier, wird
ein Anteil des Farbmittels oder Farbstoffs ebenso in das Papier
transportiert. Dies ergibt eine geringe optische Dicht des bedruckten
Materials und ebenso ein stärkeres
Durchscheinen, wenn das Papier von der nicht bedruckten Seite aus
betrachtet wird. Insbesondere verringert der größere Farbmittelanteil, welcher
in das Papier bewegt wird, die Menge des Farbmittels, welche durch
den Betrachter sichtbar ist, weil die Fasern die Betrachtung des
Farbmittels blockieren.
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Bestehende,
herkömmliche
Tintenstrahldruckmaschinen, welche schnell trocknende Tinten verwenden,
erreichen üblicherweise
eine optische Dichte von 1,2 bis 1,3, wenn leeres Papier verwendet wird.
Dies ist zu vergleichen mit hochwertiger Xerografie bei 1,8 bis
2,0 und Fotografie von 2,1 bis 2,3 optischer Dichte.
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Der
Nachteil für
das rückseitige
Durchscheinen besteht in der Unmöglichkeit
von Duplexdrucken. Da die Verwendung von schnell trocknenden Tinten
in vielen Fällen
insbesondere ein Einsaugen der Tinte durch die gegenüberliegende
Seite des Papiers verursachen wird, wäre zweiseitiges Bedrucken nicht
möglich,
da die Tinte, welche durch die gegenüberliegende Seite durchscheint
den zweiten Druck zerstören
würde.
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Die
Eigenschaft des schnellen Eindringens/Einsaugens von schnell trocknenden
Tinten in das Papier bewirkt zusätzlich
etwas seitliches Einsaugen in Abhängigkeit von der Oberflächentopologie
des Papiers. Dies bewirkt eine schlechte Kantenschärfe bei
gedruckten Linien und Text.
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Eine
hohe Kantenschärfe
ist in jedem Drucker wünschenswert,
wobei das typische Ziel ein Laserqualitätsdruck ist. Farbdrucker konzentrieren
sich typischerweise auf die Qualität der Farbreproduktion und
erhalten weniger Beachtung bei der Kantendefinition.
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Schwarze
Tintenstrahldrucker, welche scharfe Kanten auf leerem Papier erreichen
können
sind inhärent
langsam trocknend. Dies bedeutet, dass eine Seite immer noch nass
und verschmierbar sein wird, wenn dieselbe ausgegeben wird, wenn
nicht erhebliche Mengen von Trocknungszeit und/oder thermisch unterstützter Trocknung
bereitgestellt werden. Das akustische Tintendrucken ist wegen seiner
Fähigkeit
zur Bereitstellung einer Kantenschärfe ohne ausgefranste Kanten
wünschenswert,
weil dasselbe derartig kleine Tropfen anwenden kann, welche einen
hohen Punkte-pro-Inch-Wert erlauben.
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Beim
Farbdrucken wird durch die Verwendung von schnell trocknenden Tinten
das Vermischen zwischen Farben vermindert. Obwohl schnell trocknende
Tinten eine geringere Kantendefinition aufweisen, werden dieselben
in bestehenden Systemen immer noch für die Farbreproduktion verwendet. Bei
bestehenden Systemen könnte
ein Farbdrucker eine langsam trocknende Tinte für monochromen schwarzen Text
und Grafik verwenden und schnell trocknende Farbtinten für die Farbreproduktion.
Bei dieser Verwendung ist es üblich,
dass das langsame Trocknen der schwarzen Tinte eine Vermischung
zwischen Farben verursacht, wenn dieselben mit Farbtinten beim normalen
Drucken verwendet werden oder dasselbe wird eine erhebliche Trocknungszeit erfordern.
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Ein
wesentlicher Aspekt beim Drucken besteht in der Entfernung der Flüssigkeit
aus den auf das Aufzeichnungsmedium abgelegten Tropfen. Beispielsweise
kann die Flüssigkeit
aus der Tinte und dem bedruckten Medium durch eine Anzahl von Verfahren
entfernt werden. Ein einfaches Verfahren ist das natürliche Lufttrocknen,
bei welchem die flüssige Komponente
der auf dem Medium abgelegten Tinte ohne mechanische Unterstützung verdampfen
kann, was eine natürliche
Trocknung zur Folge hat. Ein weiteres Verfahren besteht darin, das
bedruckte Substrat durch einen Trockner zu schicken, um die Flüssigkeit
zu verdampfen. In einigen Fällen
wird ein spezielles Papier verwendet, in welchem die Flüssigkeit durch
eine dünne
Beschichtung mit absorptivem Material absorbiert wird, welches auf
der Oberfläche
des Papiers abgelagert ist. Absaugen des bedruckten Mediums ist
ebenso bekannt.
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Im
Fall von natürlichem
Trocknen wird nahezu 100% der Flüssigkeit
in das Papier absorbiert und wird daraufhin über eine lange Zeitspanne natürlich verdampft.
Die Absorption und de-Absorption von Wasser in und aus dem Papier
weist jedoch einige unerwünschte
Nebenwirkungen auf, wie etwa eine lange Trocknungszeit, ein Durchschlagen,
Ausfasern an den Kanten des gedruckten Bildes, Papierverwellung
und Papierverwer fung. Im Falle der Papierverwerfung entspannt die
Absorption und die De-Absorption des Wassers die internen Spannungen
des Papiers, wodurch eine Papierverwerfung verursacht wird. Verwertung
ist ebenso eine Funktion der pro Flüssigkeitsgebiet abgelegten
Flüssigkeit.
Das geringere Bedrucken auf einem Papier weist ein geringeres Potenzial
für die
Entwicklung von Verwertung auf aufgrund der kleinen Flüssigkeitsmenge.
Vermehrtes Drucken auf einem Papier weist ein größeres Potenzial für Verwerfung
auf aufgrund einer höheren
Menge der Flüssigkeit
pro Flächeneinheit.
Verwerfung kann ebenso durch Erwärmen
des Papiers hervorgerufen werden, welches in einer Spannungsfreigabe resultiert.
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DE-A-3642204
beschreibt einen Tintenstrahldrucker. Es werden Tintentropfen aus
Düsen eines
Druckkopfes auf ein Substrat hin ausgestoßen, um Punkte auf demselben
zu erzeugen. Um das Verschmieren der Tintentropfen auf verschiedenen
Substratmaterialien zu vermeiden, erhitzt eine Trocknungsvorrichtung
das Substrat derart, dass die Wärme
für eine
bestimmte Zeit nachdem die ausgestoßenen Tintentropfen auf dem
Substrat abgelegt worden sind, in dem Substrat verbleibt. Daher
werden die Tintentropfen, welche eine kugelförmig aufgeschwollene Form gemäß der Oberflächenspannung
aufweisen, in diesem Zustand getrocknet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung einen Flüssigtintendrucker insbesondere
in Bezug auf die Beibehaltung einer hohen Bildqualität bei Anwendungen
mit hohem Durchsatz zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen
eines Flüssigkeitsdruckers
gemäß Anspruch
1 und eines Verfahrens zum Drucken gemäß Anspruch 2 erreicht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Querschnittsansicht, welche eine schnell trocknende Tinte zeigt,
welche auf einer Papieroberfläche
abgelegt wurde;
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1B ist
eine Querschnittsansicht, welche eine schnell trocknende Tinte auf
der Papieroberfläche
der 1A nach einem vorbestimmten Zeitabschnitt veranschaulicht;
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2A ist
eine Querschnittsansicht, welche eine langsam trocknende Tinte veranschaulicht, nachdem
dieselbe auf einer Oberfläche
abgelegt worden ist für
eine Zeitabschnitt, welcher identisch mit der schnell trocknenden
Tinte der 1A ist;
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2B ist
eine Querschnittsansicht, welche die langsam trocknende Tinte der 2A auf
einer Oberfläche
eines Papiers veranschaulicht für
eine identische Zeit wie die schnell trocknende Tinte der 1B;
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3 stellt
eine Druckerarchitektur für
eine Ausführungsform
der Erfindung dar;
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4 veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung; und
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5 veranschaulicht
eine dritte Ausführungsform
der Erfindung.
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EINGEHENDE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Mit
nachfolgendem Bezug auf die Zeichnungen und in diesem Fall insbesondere
auf die 1A–1B, wird
ein Tropfen einer schnell trocknenden Tinte (ebenso bekannt als
Tinte mit geringer Oberflächenspannung) 10 gezeigt,
welcher auf der Oberfläche
eines Aufzeichnungsmediums wie etwa Papier 12 abgelegt
wurde, gezeigt im Querschnitt. Eine schnell trocknende Tinte weist
bestimmte Eigenschaften auf, unter welchen die Charakteristik der Ausbreitung
auf der Oberfläche
des Papiers und das schnelle Einsaugen oder Eindringen in die Fasern des
Papiers 12 derart ist, dass dieselbe durch die Oberfläche 14 des
Papiers 12 hindurchtritt. Diese Ausbreitung schließt eine
seitliche Migration ein, welche bewirkt, dass die Tinte ein unerwünscht größeres Gebiet
bedeckt, als der ursprüngliche
Umfang 16 der abgelagerten Tinte. Die 1B zeigt
das zurückgebliebene
Farbmittel 10' des
schnell trocknenden Tintentropfens 10 der 1A nachdem
dieser einen im Wesentlichen trocknen Zustand aufgrund von Entfernung
der Flüssigkeit
in dem Tropfen erreicht hat. Wie ersichtlich ist die Größe des verbliebenen
Farbmaterials 10 wesentlich größer als die Originalgröße des auf
dem Papier abgelegten Tropfens. Weiterhin ist gezeigt, dass das
Farbmittel 10' durch
die Rückseite 18 des
Papiers 12 gedrungen ist. Dies veranschaulicht das Tintendurchscheinen,
welches auftritt, wenn schnell trocknende Tinten verwendet werden,
welche sich schnell einsaugen oder in die Fasern des Papiers eindringen.
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Mit
weiterem Bezug auf die 2A wird ein Tropfen langsam
trocknender Tinte (alternativ als Tinte mit hoher Oberflächenspannung
bezeichnet) 20 dargestellt. Der Tintentropfen 20 hat
sich auf dem Papier 22 für die gleiche Zeitdauer wie
der Tintentropfen 10 der 1A auf
dem Papier 22 befunden. Wie ersichtlich bewirkt die hohe
Oberflächenspannung
dieser Tinte, dass der Tropfen größere Winkel zu der Papieroberfläche aufweist
als derjenige des Tropfens 10 der 1A. Während eine
schnell trocknende Tinte wie etwa in 1A meist
eine Eindringzeit von weniger als drei Sekunden aufweist, wird eine
langsam trocknende Tinte eine Eindringzeit von größer als
drei Sekunden aufweisen. Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung wird der Tintentropfen 20 in einem
Schnelltrocknungsprozess aktiv getrocknet, um Wasser aus dem Tropfen
zu verdampfen, wodurch das Farbmittel 20' auf der Oberfläche des Papiers 22,
wie in 2B gezeigt, zurückbleibt.
Wie in der 2B veranschaulicht, ist das
Farbmittel im Wesentlichen auf der Oberfläche des Papiers 22 angeordnet
und hat sich nicht, anders als das Farbmittel der 1B,
wesentlich über
sein Umfangsgebiet 24 hinaus ausgebreitet. Mit anderen
Worten werden die auf dem Papier abgelegten kleinen Tropfen an der Ausdehnung
gehindert, wodurch die hohe Auflösung des
Bildes erhalten bleibt.
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Weiterhin
hat sich das Farbmittel nicht in das Innere des Papiers 22 eingesaugt.
Die Vorteile davon bestehen darin, dass die optische Dichte der
Farbe für
einen Betrachter viel größer sein
wird als diejenige des Farbmittels der 1B, weil
das Farbmittel der 2B nicht dadurch abgeblockt
wird, dass es in den Fasern des Papiers gehalten wird. Da die Größe des getrockneten
Farbmittels im Wesentlichen von gleicher Umfangsgröße des Tropfens 20 ist,
ist es möglich
eine hohe Kantenschärfe
zu erzeugen, welche bei der Verwendung der in den 1A und 1B verwendeten
Druckverfahren nicht erreichbar ist. Wenn eine weitere Farbe auf
derselben oder einer anderen Stelle des Papiers abgelegt wird, wird weiterhin
das Verlaufen zwischen den Farben vermieden, da die erste Farbe
bereits getrocknet ist. Weil das Farbmittel auf der Oberfläche des
Papiers 22 gehalten wurde, besteht ebenso kein Durchscheinen
des Farbmittels auf der Rückseite
des Papiers.
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Daher
veranschaulichen die 2A und 2B die
Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, welche Konzepte anwendet
gegensätzlich
zu denen, welche bei bestehenden Abläufen beim Flüssigtintendrucken
verwendet werden. Insbesondere wird herkömmlicherweise angenommen, dass
es beim Farbdrucken das Beste ist, schnell trocknende Tinten zu
verwenden, welche durch die Papierfasern absorbiert werden, um das
Papier für
die nächste
Anwendung von Tinte schnell zu trocknen. Andererseits beinhaltet
die vorliegende Erfindung eine entgegengesetzte Vorgehensweise,
welche darin besteht, die Tintentropfen auf der Oberfläche des
Papiers zu halten und daraufhin die Tintentropfen durch die Anwendung
von Wärme
während
des Druckprozesses aktiv zu trocknen. Dies behält die Tintentropfen in einer kleinen
gleichförmigen
Art, ähnlich
in Größe und Form
zu den ursprünglich
abgelagerten Tropfen, was wiederum die hohe Bildauflösung erhält.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
weitere Verbesserungen gegenüber
bestehenden Systemen ein. Da bestehende Systeme die Tinte in die
Fasern eindringen lässt,
ist es notwendig die Feuchtigkeit aus den Fasern zu ziehen. Insbesondere
erlauben diese, dass die Feuchtigkeit auf die Vorderseitenoberfläche des
Papiers kommt, wenn sie die Feuchtigkeit aus der Rückseite
des Papiers durch Rückseitenerwärmung ziehen.
Dies ist eine unwirksame Weise die Feuchtigkeit zu entfernen. Die
vorliegende Erfindung erhitzt die Tintentropfen durch Vorderseitenerwärmung bevor
die Flüssigkeit
im Wesentlichen in die Fasern des Papiers gelangt. In der vorliegenden Erfindung
wird weniger Energie benötigt,
weil es nicht notwendig ist die Fasern zu entfeuchten, d.h. die
Fasern auszutrocknen und neue Fasern von freier Energie wiederum
zu erzeugen. Daher wird die nachfolgend beschriebene Vorderseitenerwärmung als
vorzuziehen erachtet, wenn eine Vergrößerung des Durchsatzes der
Druckmaschine gewünscht
wird.
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Wenn
beispielsweise zehn Seiten pro Minute zu drucken sind, hat die Maschine
nur sechs Sekunden Zeit zu drucken, bevor das nächstfolgende Blatt durchläuft, so
dass nur sechs Sekunden zur Verfügung
stehen, bevor es notwendig wird, das Blatt herauszuführen und
ein weiteres Papierblatt auf der Oberseite desselben abzulegen.
Dies erlaubt keine passive Trocknung sondern erfordert statt dessen eine
aktive Trockenlösung.
Das Trocknen der Tinte auf derselben Seite, auf welche dieselbe
abgelegt wurde, erfordert weniger Energie, wenn eine Tinte von hoher
Oberflächenspannung
verwendet wird, weil die Tinte noch nicht wesentlich in die Papierfasern
gelangt ist. Wenngleich die vorliegende Erfindung mit einer Rückseitentrocknung
durchgeführt werden
könnte,
würde eine
derartige Konfiguration den Druckprozess verlangsamen.
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Mit
Bezug auf die 3 wird eine erste Ausführungsform
eines Drucksystems veranschaulicht, welches die Konzepte der vorliegenden
Erfindung implementiert. Das Drucksystem 30 schließt eine Eingabeschale 32 ein,
welche einen Vorrat von Papier 34 ent hält. Das Papier wird aus der
Eingabeschale 32 in Eingriff mit der Trommel 36 bewegt.
Das Papier von der Eingabe 32 kann durch ein Vorheizelement 38 vor
dem Eingriff mit der Trommel 36 vorgeheizt werden. In dieser
Ausführungsform
hat die Trommel 36 von vier Inch Durchmesser 60°C. Es ist anzumerken,
dass Trommel mit anderen Eigenschaften ebenso verwendet werden können.
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Die
Druckköpfe 40, 42, 44 und 46 sind
außerhalb
der Trommel 36 auf eine Art angeordnet, wobei die von den
Druckköpfen
ausgestoßenen
Tropfen auf dem Papier 34 abgelegt werden. Tintenversorgungsleitungen 48 fördern Tinte
von einer Vorratsquelle (nicht gezeigt) zu den Druckköpfen 40–46.
Es wird ein durchgebogener Wagen 50 zum Tragen der Druckköpfe 40–46 verwendet.
In Betriebsabstand zu der Trommel 36 sind die Trockner
(Heizer) 52 und 54 angeordnet. In dieser Ausführung ist
der Druckkopf 44 ein Magentadruckkopf, der Druckkopf 42 ein schwarzer
Druckkopf, der Druckkopf 44 ein gelber Druckkopf und der
Druckkopf 46 ein Cyandruckkopf. Es ist jedoch zu würdigen,
dass die vorliegende Erfindung mit einem Einfarbensystem wie etwa
einem Schwarzsystem oder einem System mit anderen Farben als CMYK
arbeiten würde.
Der Drucker 30 ist so ausgelegt, dass 10 Seiten pro Minute
hergestellt werden. Die Druckköpfe 40–46 sind
in zwei Banken 40–42 und 44–46 um
die Trommel 36 herum angeordnet. In dieser Ausführung werden
die Trockner 52, 54 als Strahlungsheizer angesehen,
es können
jedoch andere Typen von Trocknungseinrichtungen wie etwa Mikrowelle,
Luft, Gas, reflektierend, leitend oder andere Trocknungsquellen
verwendet werden, welche ein schnelles Trocknen der Tinte erlauben könnten.
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Wenn
das Papier 34 durch die umlaufende Trommel 36 bewegt
wird, stößt der erste
Farbdruckkopf 40 Tinte auf das Papier 34 aus,
welche sich daraufhin an dem Trockner 32 vorbeibewegt.
Daraufhin druckt der Druckkopf 44 auf derselben, der benachbarten
oder einer weiteren Papierstelle. Daraufhin wird das Papier 34 mit
der zweiten Farbe an einem zweiten Trockner 54 vorbeibewegt
und im Wesentlichen während
der ersten Trommelrotation getrocknet. Während der zweiten Trommelrotation
kann der dritte Farbdruckkopf 42 auf das Papier 34 drucken und
daraufhin der Trockner 52 diese neu aufgebrachte Tinte
im Wesentlichen trocknen. Dieser Prozess wird wiederholt, wenn der
vierte Druckkopf 46 Farbe druckt, welche durch den zweiten
Trockner 54 getrocknet wird.
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Die
auf die Tintentropfen angewandte Wärme ermöglicht das Drucken mit einer
Farbe, im Wesentlichen unmittelbar gefolgt von einem aktiven Verdampfungs/Trocknungsschritt.
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Weiterhin
wird in dieser Architektur die dem Trockner zugeführte Energiemenge
gemäß der Tintenmenge,
welche gerade durch einen der Druckköpfe 40 bis 46 abgelagert
wurde, durch Berechnung von Bilddaten für diesen Druckkopf angepasst.
Die Steuerung der Ausgabe der Trockner 52 und 54 wird durch
die Steuerung 56 durchgeführt. Dieses Verfahren optimiert
die Trocknung/Verdampfung der Tinte auf dem Papier und vermeidet
Untertrocknung (Papierverwerfung) oder Übertrocknung (Papieransengen).
Das Anpassen der Menge der Wärmeenergie, welche
auf eine Oberfläche
eines Druckmediums übertragen
wird, ist im Stand der Technik bekannt. Sobald der Drucker seine
zweite Umdrehung vervollständigt
hat, wird das bedruckte Papier in der Ausgabeschale 57 abgelegt.
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4 ist
eine Draufsicht und veranschaulicht eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche aufgebaut ist, im Zusammenhang mit
einem Flachdrucksystem 58 zu arbeiten, welches eine Druckkopfbaugruppe 60 einschließt, welche
als ein seitenbreites Feld aufgebaut ist, welches sich im Wesentlichen über die
volle Breite des Aufzeichnungsmediums wie etwa Papier 62 erstreckt.
Das Papier wird in einer stationären
Lage gehalten, während
die Druckkopfbaugruppe 60 bewegt wird. Die Druckkopfbaugruppe 60 schließt die Druckköpfe 64–70 ein.
Auf der Druckkopfbaugruppe 60 werden ebenso die Heizer 72 und 74 getragen.
Während
eines ersten Durchlaufes in der Richtung 76 legt einer der
ausgewählten
Druckköpfe 64–70 Tintentropfen ab.
Die Tinte ist ein langsam trocknender (hohe Oberflächenspannung)
Tintentyp. Während
diese Tinte auf die Papieroberfläche
aufgespritzt wird, trocknet der nachlaufende Trockner 72 die
abgelegte Tinte. Beim Durchlauf in der Richtung 78 wird
der Prozess mit einem weiteren Druckkopf und Verwendung des Trockners 74 wiederholt.
Die Trockner 72 und 74 können die Strahlungsheizer oder
andere Trocknungseinrichtungen die im Zusammenhang mit 3 erörtert wurden,
sein.
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Der
Druckkopf 60 bewegt sich wiederum in der Richtung 76 und
daraufhin in der Richtung 78 wodurch der Prozess der Ablagerung
von Tintentropfen von den übrigen
Druckköpfen 68 und 70,
wenn notwendig, und die Trocknung der Tintentropfen mit den zugeordneten
nachlaufenden Heizern 72 und 74 geeignet erfolgt.
Es ist anzumerken, dass ein wesentlicher Aspekt dieser Ausführung darin
besteht, dass vor dem Ablegen einer nachfolgenden Tinte von hoher
Oberflächenspannung
von einem der Druckköpfe 64 bis 70 die
Heizerelemente 72 oder 74 die gerade abgelegte
Tinte im Wesentlichen getrocknet haben. Auf diese Weise werden die
gleichen Vorteile, die in der vorstehenden Aus führung vorhanden sind, erreicht.
Wenngleich in dieser Ausführung
die Trockner 72, 74 als an die Druckkopfbaugruppe 60 angebracht gezeigt
werden, ist zu würdigen,
dass sich diese auf einer getrennten Folgebaugruppe befinden können, welche
denselben ermöglicht,
die Tintentropfen in der vorstehend beschriebenen Art zu trocknen.
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Weiterhin
wird die Druckkopfbaugruppe 60 durch Übertragungsleitungen 80 von
einer Tintenversorgungsquelle (nicht gezeigt) mit Tinte versorgt. Weiterhin
ist eine Steuerung 82 so ausgelegt, dass dieselbe die Druckkopfbaugruppe 60 mit
den gewünschten,
zu druckenden Bilddaten versorgt und ebenso (oder als eine getrennte
Steuerung, nicht gezeigt) eine Möglichkeit
einschließen
kann, um die Tintenmenge, die ein Tintenkopf auf einem Bild ablagern
wird zu bestimmen und dadurch das für die Heizer 72 und 74 geeignete
Energieniveau anzupassen. Dieses Konzept ist in gleicher Weise für die Ausführungen
in den 3 und 5 anwendbar.
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Mit
Bezug auf die 5 wird eine dritte Ausführung der
vorliegenden Erfindung für
die Anwendung mit einer Druckeinrichtung vom Typ mit einem Feld
von teilweiser Breite veranschaulicht, welche in einer Seitenansicht
gezeigt ist. In dieser Ausführung wird
das Aufzeichnungsmedium 92 durch die Druckkopfbaugruppe 94 mit
einem Feld von teilweiser Breite bedruckt, welche die Druckköpfe 96–102 einschließt. Auf
der Druckkopfbaugruppe 94 mit einem Feld von teilweiser
Breite werden die Heizer 104 und 106 ebenso getragen.
Das Druckkopffeld 94 bewegt sich in einer Pendelbewegung
quer in den Richtungen 108 (in das Zeichnungsblatt weisend)
und 110 (aus dem Zeichnungsblatt weisend). Ein Beispiel
für den
Betrieb dieser Ausführung
schließt
die Anwendung von Tinte von dem Druckkopf 102 und Trocknen dieser
Tinte im Wesentlichen unmittelbar danach durch den Heizer 104 ein,
während
sich der Druckkopf quer in der Richtung 108 bewegt. Bei
der Querbewegung in der Richtung 110, bei welcher Tinte
von dem Druckkopf 96 abgelegt wird, wird diese Tinte daraufhin
im Wesentlichen durch den Heizer 106 getrocknet. Die weiteren
Querbewegungen entlang der Wege 108 und 110 werden
durch Ablegen der Tinte von dem Druckkopf 100, getrocknet
durch Trockner 104 und Ablegen von Tinte durch den Druckkopf 98, welche
durch den Trockner 106 getrocknet wird in geeigneter Weise
vervollständigt.
Daraufhin wird das Aufzeichnungsmedium um einen vorbestimmten Abstand
in der Richtung 112 bewegt, um den Druckprozess bis zum
Ende des Aufzeichnungsmediums 92 fortzuführen. Durch
die Übertragungsleitungen 114 werden
die Druckköpfe
mit RF-Energie versorgt und das anzuzeigende Bild und die Steuerung
der Wärmemenge
in Abhängigkeit
von dem Bild wird durch die Signale von der Steuerung 116 bereitgestellt.