DE3811141A1

DE3811141A1 - Digitale druckeinrichtung

Info

Publication number: DE3811141A1
Application number: DE3811141A
Authority: DE
Inventors: Shuji Iino; Akihito Ikegawa
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1988-10-13
Also published as: JPS63246255A; US4855768A

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Druckeinrichtung zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium wie Papier durch Spritzen von Tinte auf das Aufzeichnungs medium. Insbesondere betrifft die Erfindung ein digitales Druckgerät zur Erzeugung eines Bildes auf dem voranstehend angegebenen Aufzeichnungsmedium, bei welchem die Tinte veranlaßt wird, mittels einer elektrostatischen Kraft in einem starken elektrischen Feld verspritzt zu werden.

Ein Tintenstrahldrucker umfaßt eine Düse zum Spritzen von Tinte in Richtung auf ein Aufzeichnungsmedium. Die Tinte, welche infolge der Oberflächenspannung nach Verlassen der Düse in Teilchen aufgeteilt wurde, wird in Richtung auf das voranstehend angegebene Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit einem Bildsignal bewegt. Ein Tinten strahldrucker einer derartigen Konstruktion weist jedoch insoweit einen Nachteil auf, daß erhebliche Anstrengungen für die Wartung der Düse erforderlich sind, um zu verhindern, daß Tinte die Düse verstopft. Als ein neuer Drucker zur direkten Aufzeichnung eines Bildes auf gewöhnlichem Papier ohne Verwendung irgendeiner Düse ist ein "Magnetfluid-Hoch geschwindigkeitsdrucker" vorgeschlagen worden (Verzeichnis der Manuskripte für das erste Symposium über berührungs lose Drucktechniken, gefördert von der Japanischen Gesell schaft für Elektrofotographie, am 24. und 25. Juli 1984, Seiten 113 bis 118).

Dieser Drucker umfaßt eine Mehrfachschreibspitze aus zahlreichen linear in einer Reihe angeordneten und regel mäßig beabstandeten Schreibspitzen und eine Steuerelek trode, welche in einer vorher festlegbaren Entfernung von der Mehrfachschreibspitze angeordnet ist, und ist zur Ausbildung eines elektrostatischen Feldes hoher Stärke zwischen der Steuerelektrode und der voranstehend angegebenen Mehrfachschreibspitze ausgebildet. In dem Drucker wird das Aufzeichnungsmedium zwischen der voranstehend genannten Steuerelektrode und der voranstehend genannten Schreib spitze vorwärts bewegt. Als auf das Aufzeichnungsmedium aufzubringende Tinte verwendet dieser Drucker eine Flüssig keit, welche magnetische Teilchen aufweist, also eine magnetische Tinte. Diese magnetische Tinte wird der Mehr fachschreibspitze zugeführt. Die Mehrfachschreibspitze ist mit einem Magneten versehen, um die magnetische Tinte zu magnetisieren. Durch die Magnetfeldstärke dieses Mag neten werden wellenförmige Erhöhungen magnetischer Tinte an den Vorderenden der Schreibspitzen gebildet. Wird das elektrostatische Feld hoher Stärke zwischen ausgewählten Schreibspitzen und den voranstehend angegebenen Steuer elektroden ausgebildet, so bewirkt es ein Abfliegen der Erhöhungen magnetischer Tinte von den Schreibspitzen. Der Drucker arbeitet infolge der Wirkungen des Anstiegs des magnetischen Fluids in dem magnetischen Feld und des Flugs des magnetischen Fluids in dem elektrostatischen Feld hoher Feldstärke. Die endgültigen Formen der Erhöhungen der magnetischen Tinte entsprechen den Menisken in dem voranstehend angegebenen Tintenstrahldrucker. Dann wirkt die elektrostatische Kraft auf die Anschlüsse, und die magnetische Tinte im vorderen Ende jeder der Erhöhungen wird dazu gezwungen, sich in einem Tropfen von etwa 10 µm Durchmesser zu sammeln und unter Zurücklassung eines Schwanzes hinauszufliegen. Auf der Oberfläche des Auf zeichnungsmediums wird ein Bilddaten entsprechendes Bild erzeugt durch Anlegen einer elektrischen Kraft an jede der Tintenerhöhungen an dem Vorderende der Mehrfachschreib spitze in Übereinstimmung mit den Bilddaten und dadurch, daß ausgewählte Abschnitte der Erhöhungen der Tinte zum Flug in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium hin veranlaßt werden.

Bei dem Hochgeschwindigkeitsdrucker mit magnetischem Fluid der voranstehend genannten Konstruktion führt die Wirkung der starken magnetischen Kraft auf die magnetischen Teilchen in dem Abschnitt der magnetischen Tinte in der Nähe der Mehrfachschreibspitze dazu, daß die betroffenen Magnetteilchen der magnetischen Tinte in der Tinte sedimen tieren und kondensieren und daher ein hochmagnetisierter Abschnitt hoher Dichte innerhalb der magnetischen Tinte entsteht. Dies führt dazu, daß die stetige Versorgung von magnetischer Tinte zur Mehrfachschreibspitze behindert wird. Wird die Aufzeichnung über einen langen Zeitraum fortgeführt, so wird eine Aufzeichnung mit ungenügender Dichte erzeugt. Da dieser Zustand andauert, hört der Drucker schließlich auf, die gewünschte Aufzeichnung zu erzeugen.

Weiterhin besitzt bei dem voranstehend angegebenen Magnet fluid-Hochgeschwindigkeitsdrucker der magnetische Kopf, der mit der Mehrfachschreibspitze und dem Tinteninjektor zur Versorgung der magnetischen Tinte zur Mehrfachschreib spitze versehen ist, unvermeidlich einen komplizierten Aufbau. Da darüber hinaus die magnetische Tinte von einem Tintenvorratsgefäß zur voranstehend angegebenen Mehrfach schreibspitze mittels einer Pumpe befördert wird, ändert sich die Größe der Erhöhung der magnetischen Tinte durch die vertikale Entfernung von der angegebenen Mehrfach schreibspitze zum Flüssigkeitspegel innerhalb des Tintenbe hälters, und dem auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugten Bild fehlt die Stabilität.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drucker der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln und einen Drucker zur Verfügung zu stellen, bei welchem die genannten Probleme nicht mehr auftreten.

Vorteilhafterweise wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine digitale Druckeinrichtung zur Verfügung gestellt, welche mit einem Tintenrückhalteteil versehen ist, welcher eine Tintenrückhalteoberfläche aufweist, die aus einer Vielzahl kleiner Punktoberflächen besteht, die durch eine Flüssigkeit benetzbar sind und es einer Tinte gestatten, sich zu einer Vielzahl punktförmiger Erhöhungen infolge von Oberflächenspannung zu erheben, und mit flüssigkeits abstoßenden Oberflächen versehen ist, welche zum Einschlie ßen der Punktoberflächen ausgebildet sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines digitalen Druckgeräts, welches weiterhin mit einer Vielzahl von Steuerelektroden versehen ist, welche zur Ausbildung elektrostatischer Felder hoher Spannung zwischen einander und ausgewählten der Vielzahl von kleinen Punktoberflächen ausgebildet sind, wodurch ermöglicht wird, daß die an den ausgewählten Punktober flächen anhaftenden Erhöhungen aus Tinte in Richtung auf das Aufzeichnungspapier herausfliegen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß ein digitales Druckgerät bereitgestellt wird, welches weiterhin mit einem Tintenversorgungsteil versehen ist, der zur Versorgung mit Tinte für die gesamte Ober fläche des Tintenrückhalteteils ausgebildet ist und so gestattet, daß die Tinte nur auf den Punktoberflächen zurückgehalten wird, infolge der Wirkung der flüssigkeits abstoßenden Oberflächen, die dazu neigen, die hierauf landende Tinte abzustoßen, und infolge der Wirkung der Vielzahl flüssigkeitsbenetzbarer Punktoberflächen, die dazu neigen, auf sich die Tinte festzuhalten.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines digitalen Druckgeräts, welches befähigt ist, ein Bild auf einem Aufzeichnungspapier unter Verwendung von Tinte zu erzeugen, welche keine magnetischen Teilchen aufweist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereit stellung eines digitalen Druckgeräts, welches weiterhin mit einer Reihe von Steuerelektroden versehen ist, die mit festem Abstand auf solche Weise angeordnet sind, daß die Steuerelektroden präzise den Punktoberflächen gegenüberliegen, welche in irgendeine der Reihen von Punktoberflächen fallen, die in der Breitenrichtung eines Aufzeichnungspapiers mit demselben festen Abstand ange ordnet sind, wie voranstehend beschrieben ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines digitalen Druckgeräts, welches mit mehreren Reihen von Steuerelektroden versehen ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereit stellung eines digitalen Druckgeräts, welches einen Tinten rückhalteteil aufweist, der aus einer Platte gebildet wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereit stellung eines digitalen Druckgeräts, das einen Tinten rückhalteteil aufweist, der aus einer Walze gebildet ist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines digitalen Druckgerätes, welches mit mehreren Tintenrückhalteteilen versehen und zur Fix ierung eines Bildes auf ein und demselben Papier aus mehreren Tinten ausgebildet ist, die sich in der Farbe voneinander unterscheiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein digitales Druck gerät bereitgestellt, welches eine Tintenrückhalteein richtung umfaßt, die mit mehreren kleinen Oberflächen versehen ist, die eine Tintenbenetzbarkeit aufweisen und zu Punkten korrespondieren, die auf einem Aufzeich nungsmedium aufgezeichnet werden sollen, wobei die tinten benetzbaren kleinen Oberflächen jeweils durch einen tinten abstoßenden Teil umschlossen sind und zum Rückhalten von Tinte auf sich in einem erhöhten Zustand ausgebildet sind, und weiter eine Einrichtung zur Versorgung der Tintenrückhalteeinrichtung mit Tinte aufweist, eine För dereinrichtung zum Fördern des Aufzeichnungsmediums ohne Kontakt zu der Tintenrückhalteeinrichtung, so daß diese beiden einander gegenüberliegen, und eine Einrichtung, welche die auf den tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen der Tintenrückhalteeinrichtung zurückgehaltene Tinte dazu veranlaßt, daß sie selektiv auf dem Aufzeichnungs medium abgelagert wird.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein digi tales Druckgerät vorgesehen, welches einen Drehteil auf weist, der mit einer auf seinem Umfang angeordneten Viel zahl von tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen zum Rück halten von Tinte versehen ist, welche auf einem Aufzeichnungs medium abgelagert werden soll, wobei die kleinen Ober flächen durch tintenabweisende Teile getrennt und zum Rückhalten von Tinte auf sich in einem erhöhten Zustand ausgebildet sind, und weiterhin ist eine Einrichtung zur Versorgung der tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen des Drehteils mit Tinte vorgesehen, eine Einrichtung, um das Aufzeichnungsmedium gegenüberliegend der Peri pherie des Drehteils anzuordnen und das Aufzeichnungsmedi um zu befördern, ohne einen gegenseitigen Kontakt zu gestatten, und eine Einrichtung, welche der auf den tinten bentzbaren kleinen Oberflächen des Drehteils zurückge haltenen Tinte ermöglicht, selektiv auf dem Aufzeichnungs medium abgelagert zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dar gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines typischen digitalen Druckgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht von Fig. 1;

Fig. 3a eine Aufsicht zur Erläuterung eines Teils der Oberfläche eines in Fig. 1 und Fig. 2 dargestell ten Tintenrückhalteteils;

Fig. 3b einen Querschnitt entlang der Linie IIIb-IIIb von Fig. 3a;

Fig. 4a bis Fig. 4e vergrößerte Querschnitte zur Erläu terung des Flugzustands der Tinte;

Fig. 5 eine Perspektivansicht zur Erläuterung einer typischen Steuereinrichtung zum Steuern der Betriebsablaufzeiten einer Walze und von Steuer elektroden, die in Fig. 1 und 2 dargestellt sind;

Fig. 6a einen Querschnitt zur Erläuterung eines typischen digitalen Druckgeräts gemäß einer weiteren Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6b eine Perspektivansicht zur Erläuterung der unte ren Oberfläche eines plattenartigen Tintenrück halteteils, welcher in Fig. 6a dargestellt ist;

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines typischen digitalen Druckgeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 8 eine teilweise geschnittene Vorderansicht zur Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines typischen digitalen Druckgeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung.

Fig. 1 und 2 zeigen schematisch den Aufbau eines digi talen Durckgeräts gemäß einer Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße digitale Druck einrichtung ist mit einer Walze 10 versehen, welche so ausgebildet ist, daß sie auf ihrem Umfang Tinte zurück halten kann. Diese Walze 10 wird in eine Richtung ge dreht, die durch einen Pfeil 11 in Fig. 2 angedeutet ist. Ein Tintenbehälter 2 zur Versorgung der Oberfläche der Walze 10 mit Tinte ist in der Nähe der Walze 10 ange ordnet. Dieser Tintenbehälter 12 umfaßt einen Bodenwand teil 13, einen Seitenwandteil 14, der von der Seitenkante des Bodenwandteils 13 aufsteigt und sich in den Bodenwand teil 13 fortsetzt, und ein Dichtblatt oder eine Dicht lippe 15 aus Gummi, welche zur Berührung des Umfangs der Walze 10 ausgebildet ist. Die Lippe 15 weist eine Länge auf, die gleich der Länge der Walze 10 in Richtung von deren Drehachse ist. Der Tintenbehälter 12 ist soweit mit Tinte 16 gefüllt, daß ein Pegel 17 der Tinte über die Lippe 15 steigt. Daher ist in die Tinte 16 immer ein Teil des Umfangs der Walze 10 eingetaucht. Der Tinten behälter 12 ist mit einem fest hiermit verbundenen Abdeck teil 18 versehen, welcher so ausgebildet ist, daß er verhindert, daß Tinte 16 aus dem Tintenbehälter 12 hinaus spritzt. Eine Platte 20 mit einer Länge gleich der Länge der Walze 10 ist gegenüberliegend dem Tintenbehälter 12 quer über die Walze 10 angeordnet und von der Walze 10 durch einen festgelegten Spalt getrennt. Unterhalb der Walze 10 ist ein Tintenrückgewinnungsbehälter zur Rückgewinnung überschüssiger Tinte angeordnet. Der Rück gewinnungsbehälter 21 ist mit einem Wischblatt oder einer Wischlippe 22 aus Gummi versehen, welche zur Berührung des Umfangs des Walze 10 ausgebildet ist.

Die Walze 10 umfaßt einen Kern 25, der aus einem elek trisch leitenden Material hergestellt ist, und eine Iso lierschicht 26, die in fester Stärke auf der Oberfläche des Kern 25 aufgebracht ist. Auf dem Umfang des Kerns 25 ist eine Vielzahl vorstehender Teile 27 vorgesehen. Kleine obere Oberflächen 28 der vorstehenden Teile 27 stehen aus der Isolierschicht 26 heraus. Die kleinen freiliegenden oberen Oberflächen 28 sind elektrisch lei tend und durch Tinte benetzbar. Sie sind mit festem Tei lungsabstand in der Richtung entlang der Achse der Walze 10 angeordnet und ebenso mit festem Teilungsabstand in Umfangsrichtung der Walze angeordnet. Abgesehen von den oberen Oberflächen 28 liegt am Umfang der Walze 10 die Oberfläche 29 der Isolierschicht 26. Diese Oberfläche 29 weist tintenabweisende und isolierende Eigenschaften auf. Die tintenbenetzbaren oberen Oberflächen 28 weisen jeweils die Form eines Punkts mit einer Breite von etwa 70 µm auf. In Fig. 1 sind sie zur Erläuterung übertrieben vergrößert dargestellt.

Wie aus Fig. 3a und 3b hervorgeht, sind die oberen Ober flächen 28 jeweils mit einer Oberfläche von 70 µm (D) im Quadrat versehen, und die Lücke zwischen den benach barten oberen Oberflächen 28, nämlich die Breite B der Oberfläche 29, beträgt etwa 30 µm.

Die Platte 20 ist auf ihrer Oberfläche mit einem isolie renden Film 31 versehen, welcher eine Vielzahl von Steuer elektroden 30 enthält. Die Steuerelektroden 30 sind in einer Linie und voneinander mit festem Teilungsabstand in Richtung der Achse der Walze 10 angeordnet, so daß sie exakt den punktförmigen oberen Oberflächen 28 gegen überliegen. Die Breiten dieser Steuerelektroden 30 sind in Fig. 1 übertrieben groß dargestellt, ähnlich wie die der oberen Oberflächen 28.

Aus den Elektroden 30 herausführende Elektrodenzuführungs teile 32 sind mehrfach mit einem Schalterschaltkreis 33 verbunden. Um das Anlegen einer Steuerspannung V _S an diese Elektrodenzuführungsteile 32 in Übereinstimmung mit Bildsignalen zu gestatten, ist eine Impulstreiber schaltung 34 mit dem Schalterschaltkreis 33 verbunden. Der Schalterschaltkreis 33 vereinigt in sich so viele Leistungstransistoren als Schaltelemente, wie Steuer elektroden 30 vorgesehen sind. Diese Elemente sind so ausgebildet, daß sie von Impulssignalen von der Impuls treiberschaltung 34 betrieben werden können, die voran stehend angegeben ist. Die Anordnung des Schalterschalt kreises 33 und der Impulstreiberschaltung 34 kann irgend eine der bekannten Anordnungen umfassen, wie sie vornehm lich für die EIN-AUS-Steuerung eines wärmeerzeugenden Elements auf dem technischen Gebiet von Thermodruckern verwendet werden. Mit dem elektrisch leitenden Kern 25 der Walze 10 ist elektrisch der positive Polanschluß einer Vorspannungsstromquelle 35 a verbunden. Der negative Polanschluß der Stromquelle 35 a ist elektrisch an den Schalterschaltkreis 33 über eine Vorspannungsstromquelle 35 b angeschlossen. Die Stromquelle 35 a ist so ausgebildet, daß sie ständig eine hohe Spannung Vb von mehr als 1000 V an den elektrisch leitfähigen Kern 35 anlegt.

Ein Aufzeichnungspapier 38 wird derart, wie durch einen Pfeil 36 angeordnet ist, bewegt, so daß es gegen den isolierenden Film 31 auf dem Umfang der Platte 20 gedrückt wird.

Zur Erzeugung eines gegebenen Bilds auf dem Aufzeichnungs papier in Übereinstimmung mit Bildsignalen wird das Auf zeichnungspapier 38 bewegt, wie voranstehend geschildert ist, und zur selben Zeit wird die Walze 10 im Gegenuhr zeigersinn gedreht, wie durch den Pfeil 11 in Fig. 2 angedeutet ist. In Folge der Drehung der Walze 10 benetzt die Tinte 16 in dem Tintenbehälter 12 den Umfang der Walze 10 gleichmäßig. Zum selben Zeitpunkt, in welchem die Oberfläche der Walze, die nun durch die Tinte 16 benetzt ist, dabei ist, den Flüssigkeitspegel 17 zu verlas sen, neigen die kleinen oberen Oberflächen oder Punkt oberflächen 28 dazu, die Tinte 16 fest auf sich festzuhal ten, da sie tintenbenetzbar sind, und die Oberfläche 29 der Isolierschicht 26 neigt dazu, die Tinte 16 abzuwei sen, infolge ihrer tintenabweisenden Eigenschaft. In dem Abschnitt von Kontaktpunkten 40, an welchen die Ober fläche der Walze 10 in Kontakt mit dem Flüssigkeitspegel 17 kommt (gezeigt in Form einer Linie in Fig. 1), wird die an den Punktoberflächen 28 anhaftende Tinte 16 zum Flüssigkeitspegel hingezogen, infolge der Oberflächen spannung. Da die voranstehend angegebenen Wirkungen zusam mentreffen, werden Erhöhungen 41 aus Tinte mit bogenför miger Erhebung nur durch Oberflächenspannung auf den Punktoberflächen 28 erzeugt.

Bei der Drehung der Walze 10 werden die Tintenerhebungen 41 in Richtung auf den Aufzeichnungsteil vorwärts bewegt. Wenn sie eine Lage erreichen, in welcher sie exakt gegen überliegend den Steuerelektroden 30 angeordnet sind, wird die Impulstreiberschaltung 45 in Betrieb gesetzt, um diejenigen der Schaltelemente in dem Schalterschalt kreis 33 in Übereinstimmung mit Bildaufzeichnungsdaten einzuschalten, um die Steuerspannung V _S an diejenigen der Steuerelektroden 30 anzulegen, die elektrisch mit den ausgewählten Elementen verbunden sind. Dies führt dazu, daß diejenigen der Tintenerhöhungen 41, die den in den Einschaltstatus versetzten Steuerelektroden 30 gegenüberliegen, dazu veranlaßt werden, zu den zugehörigen Steuerelektroden zu fliegen, infolge eines elektrostati schen Feldes hoher Feldstärke, welches zwischen den Steuer elektroden 30 und den korrespondierenden vorstehenden Teilen 27 erzeugt wird. Die Tintentropfen 42 werden derart auf das Aufzeichnungspapier 38 gesandt, um Aufzeichnungs punkte 42 a zu erzeugen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Abschnitt der Tintenerhöhungen 41 a, welcher nicht an dem Aufzeichnungsvorgang teilgenommen hat, wird vom Umfang der Walze 10 durch die Lippe 22 abgewischt und in dem Rückgewinnungsbehälter 21 aufgenommen.

Fig. 4a bis Fig. 4e stellen vergrößerte Diagramme zur Erläuterung des Flugzustands der Tintenerhöhungen 41 im Verlauf der Zeit dar. Wenn sich die lmpulstreiber schaltung 34 im AUS-Zustand befindet, so ist die Steuer spannung V _S null, und die Oberfläche der Tintenerhöhung 41 ist positiv geladen durch Polarisation von Flüssig keitsmolekülen, die durch die Vorspannung V _b bewirkt wird, wie in Fig. 4a dargestellt ist. Wenn die Impuls treiberschaltung 34 ein Bildsignal empfängt und ein Impuls signal in Reaktion ausgibt, um beispielsweise ein Schalt element 33 a einzuschalten in dem Schalterschaltkreis 33, so wird die Steuerspannung V _S an die Steuerelektrode 30 a angelegt, welche dem Schaltelement 33 a entspricht, wie in Fig. 4b dargestellt ist. Demzufolge wird ein elektrisches Feld hoher Feldstärke zwischen der Elektrode 30 a und der zugehörigen Punktoberfläche 28 a erzeugt, und die Tintenerhöhung 41 als geladenes Teilchen wird infolge der Coulombkraft an die Steuerelektrode 30 a auf der negativen Seite angezogen. Da sich die Punktober fläche 28 a in einem tintenbenetzbaren Zustand befindet, neigt die Tintenerhöhung 41 dazu, fest hieran zu verbleiben. Das im Flug befindliche Tintenteilchen 42, welches zunächst die in Fig. 4b gezeigte Form aufweist, wird über die in Fig. 4c dargestellte Form weiter deformiert in die Form, welche in Fig. 4d gezeigt ist. Die Entfernung zwischen der Walze 10 und der Steuerelektrode 30, nämlich die Lücke für den Flug der Tinte, wird in der Nähe von 130 µm festgesetzt.

Die Breite des Tintenteilchens 42 im Flug ist etwa gleich der Breite der Punktoberfläche 28 oder geringer. Daher erzeugt der erfindungsgemäße Drucker ein Bild mit weit höherer Auflösung. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Vorspannung V _b auf 1100 Volt und die Impulssignal spannung V _S auf -600 Volt gelegt. Wenn der Drucker zur Erzeugung einer Aufzeichnung mit einer Geschwindigkeit von 10 ms pro Linie betrieben wurde, so wurde eine Auf lösung mit klarem Bild von 10 Punkten pro mm erhalten. Der elektrische Strom, der während des Flugs des Tinten teilchens fließt, ist nur in der Größenordnung von einigen nA, und die Menge des für die Aufzeichnung verbrauchten elektrischen Stroms ist daher sehr gering.

Die Menge der Tinte 20, die von der Tintenerhöhung 41 zum Aufzeichnungspapier 38 im Fluge gesandt werden soll, kann durch Einstellung der Breite der Spannung V _S, welche an die Steuerelektrode 30 angelegt wird, durch das Signal von der Impulstreiberschaltung 34 eingestellt werden. Daher kann die Erzeugung eines Bildes mit einer Vielzahl von Abstufungen ermöglicht werden.

Die Impulstreiberschaltung 34 wird zu dem Zeitpunkt einge schaltet, in welchem eine Linie von Punktoberflächen 28, die in axialer Richtung der Walze 10 oder der Richtung der Breite des Aufzeichnungspapier 38 angeordnet sind, eine Lage erreicht, in welcher die Linie exakt der Linie der Steuerelektroden 30 gegenüber liegt. Ein Beispiel für die Zeitablaufsteuerung zum Anlegen der Steuerspannung V _S ist in Fig. 5 dargestellt.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist eine Scheibe 46 mit mehreren Lagenachweislöchern 45, die dort gebohrt sind, koaxial an der Walze 10 auf solche Weise befestigt, daß die Linien der Punktoberflächen 28, welche über die Axialrichtung der Walze 10 verlaufen, mit den Lagenachweislöchern zusam menfallen. Wenn eines der Lagenachweislöcher 45 einen Fotokoppler 47 erreicht, so stellt der Fotokoppler 47 die Ankunft des Loches 45 fest und gibt in Reaktion hierauf ein Signal für die Zeitvorgabe der Erzeugung der Steuer spannung V _S ab.

Das digitale Druckgerät wurde so beschrieben, daß es hierbei erforderlich ist, daß die Punktoberflächen 28 und die tintenabweisenden Oberflächen 29 miteinander koinzidieren. Wahlweise können diese beiden Gruppen von Oberflächen in einem versetzten Muster angeordnet sein. Die koinzidierende Anordnung bietet insoweit einen Vorteil, daß der Gesamtumfang der Walze 10 eine überall glatte Oberfläche aufweist und daher die Rückgewinnung daran anhaftender überschüssiger Tinte auf vollständige Weise durch die Lippe 22 gestattet. Diese Anordnung weist den weiteren Vorteil auf, daß die Tinte nicht zum Spritzen in dem Tintenversorgungsteil neigt, selbst wenn die Walze 10 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird.

Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der Walze 10 nachstehend beschrieben. Auf der Oberfläche eines Zylinders aus Edelstahl, welcher den Kern 25 bilden soll, werden Nuten mit einem in Fig. 3b dargestellten Querschnitt eingeschnitten in einem Gittermuster durch ein fotolitho grafisches Ätzverfahren. Diese Nuten 4 B weisen eine Breite von 30 µm auf. Der Abstand zwischen den Mittenlinien zweier benachbarter Nuten 48 beträgt 100 µm. Dann wird Styrenmonomer auf den gesamten Umfang des Edelstahlzy linders aufgebracht, der nun die eingeschnittenen Nuten 48 enthält. Die Styrenmonomer-Beschichtung auf dem Zylinder wird ausgehärtet durch Polymerisieren des Monomers durch Anwendung von Hitze oder Beleuchtung mit Licht. Nach Aushärten des Styrenpolymers wird die Oberfläche der Styrenpolymer-Beschichtung abgetragen, um die oberen Oberflächen der vorstehenden Teile 27 freizulegen, nämlich die Punktoberflächen 28. Demzufolge wird eine Isolier schicht 26 erzeugt, und das Styrenpolymer bleibt innerhalb der Nuten 48. Es wird eine Walze 10 erhalten, die mit Punktoberflächen 28 in einer Dichte von 10 Punkten pro mm versehen ist.

Die Isolierschicht 26 kann auch anders aus einem plasma polymerisierten Kohlenstoffilm hergestellt werden, welcher erhalten wird durch Plasmapolymerisation eines Kohlenwasser stoffs oder einer Kohlenwasserstoffverbindung anstelle des voranstehend angegebenen Styrenpolymerfilms. Vorzugs weise enthält dieser plasmapolymerisierte Kohlenstoff film Wasserstoff und/oder ein Halogen. Eine aus diesem plasmapolymerisierten Film erzeugte Isolierschicht 26 weist eine größere Tintenabstoßung auf als der Styrenpo lymerfilm. Weiterhin wird, wenn der Film durch Plasma polymerisation erzeugt wird, ein festes Isoliermaterial von höchst wünschenswerter Haftfähigkeit gleichförmig innerhalb der Nuten 48 erzeugt.

Die Tinte 16 ist eine infrarotabsorbierende schwarze Tinte, welche aus einem Lösungsmittel besteht, einem Benetzungsmittel, einem Farbgebungsmittel, und Zusätzen in den Verhältnissen (Prozent) von 87,3, 5,6, 5,0 und 2,1. Die Komponenten, die diese Mittel bilden, sind wie nachstehend angegeben:

(Lösungsmittel)
Entionisiertes destilliertes Wasser84,2 Butylcarbinol 3,1

(Benetzungsmittel)
N-methyl-2-Pyrrolidon 0,1 Triethylenglycol 5,5

(Farbgebungsmittel)
CI-solubilisiertes Schwefelschwarz 1 5,0

(Zusatzstoffe)
Polyethylenimin PEI-6 (wasser festes Mittel) 1,5 Surfinol 104 (Schaumerzeuger) 0,1 8-Quinolylcitrat (Bacterizid) 0,2 Natriumcarbonat (pH-Puffermittel) 0,3

Fig. 6a und 6b sind Diagramme zur Erläuterung eines typischen digitalen Druckgeräts gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird eine Platte 50 als Gegenstück zur Walze 10 als Tintenrückhalteteil bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendet. Die Platte 50 ist auf nicht dargestellten Schienen angebracht, um sich frei im oberen Teil des Inneren eines Gehäuses 51 hin- und herzubewegen. Um eine Hin- und Herbewegung auf die Platte 50 auszuüben, sind obere Antriebsrollen 52 und untere Antriebsrollen (nicht dargestellt) innerhalb des Gehäuses 51 angeord net. Die Platte 50 wird durch Einquetschen zwischen den unteren und oberen Antriebsrollen hin- und herbewegt. Diese Antriebsrollen 52 können durch Bänder oder Zahnstangen ersetzt werden. Auf der unteren Oberfläche dieser Platte 50 sind tintenbenetzbare Punktoberflächen 28 mit festem Teilungsabstand in der Längsrichtung und der Querrichtung angeordnet, ähnlich denen auf der voranstehend angege benen Walze 10. Eine Oberfläche 29 einer Isolierschicht 26 mit tintenabweisenden Eigenschaften nimmt den verblei benden Teil der unteren Oberfläche der Platte 50 ein.

Ein Tintenbehälter 53 ist unterhalb der Platte 50 ange ordnet. Für eine Versorgung von Tinte 16 in dem Tintenbe hälter 53 zur unteren Oberfläche der Platte 50 ist eine Tintenaufbringungswalze 54 vorgesehen, die zum Kontakt mit der unteren Oberfläche der Platte 50 ausgebildet und drehbar innerhalb des Tintenbehälters 53 angeordnet ist. Wenn sich die Platte 50 in der durch einen Pfeil 55 angedeuteten Richtung vorwärts bewegt, bringt die Tintenaufbringungswalze 54 die Tinte nacheinander auf die Punktoberflächen 28 auf der unteren Oberfläche der Platte auf. Innerhalb des Gehäuses 51 ist ebenfalls eine Platte 56 angeordnet, auf deren oberer Oberfläche Steuer elektroden 30 mit festem Teilungsabstand in Richtung der Breite der Platte 50 angeordnet sind.

Ein Aufzeichnungspapier 38 wird synchron zur Vorschub geschwindigkeit der Platte 50 befördert, wobei dessen untere Oberfläche fest auf den Steuerelektroden 30 gehalten wird. Wenn die Platte 50 ihre Vorschubgrenze erreicht, so ist eine Aufzeichnungsseite fertiggestellt. Dann wird die Platte 50 schnell zum Ausgangspunkt der Bewegung zurückbefördert und für die nächste Aufzeichnungsseite wieder fertig gemacht. Während der Rückkehr der Platte 50 wird die Tintenauftragwalze 54 auf einem niedrigeren Pegel in einem Abstand von der unteren Oberfläche der Platte 50 gehalten. Um den Abschnitt der Tintenerhebungen, welcher nicht an dem Aufzeichnungsvorgang teilgenommen hat, von der unteren Oberfläche der Platte 50 während der Rückkehr der Platte entfernen zu können, ist ein Rückgewinnungsbehälter 21 vorgesehen, der mit einer Wisch lippe 22 versehen ist. Wenn die Lippe 22 an dem Tinten behälter 53 angebracht ist, so arbeitet dieser Tinten behälter 53 gleichzeitig als Tintenrückgewinnungsbehälter 22. Diese Anordnung dient dem Zweck, eine Verschwendung von Tinte zu verhindern.

Fig. 7 zeigt ein typisches digitales Druckgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird eine Platte 50 als Tinten rückhalteteil verwendet, ähnlich der Platte bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform. Diese Platte kann sich frei hin- und herbewegen, da ihre gegenüberliegenden Querenden auf Schienen 61, 62 gehaltert sind. Bei dieser Ausführungsform ist eine Elektrodenplatte 60 unterhalb der Platte 50 befestigt. Diese Elektrodenplatte weist eine Oberfläche auf, die beispielsweise gleich der Ober fläche einer Seite von Aufzeichnungspapier ist. Auf der Oberfläche dieser Elektrodenplatte 60 sind Elektroden 30 mit einer Breite gleich der der Punktoberflächen 28 auf der unteren Oberfläche der voranstehend angegebenen Platte 50 mit demselben Teilungsabstand in der Längs richtung und der Querrichtung angeordnet. Der neben diesen Elektroden 30 verbleibende Bereich der Oberfläche der Elektrodenplatte 60 bildet eine Oberfläche 60 a, die ein lsoliermaterial als Substrat für die Elektrodenplatte 60 freilegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine volle Bildseite auf dem Aufzeichnungspapier 38 zu einem Zeitpunkt aufgezeichnet. Gleichzeitige Aufzeichnung mehrerer Bildlinien kann durch Verringerung der Länge der Elektrodenplatte 60 ermöglicht werden.

Bei dem digitalen Druckgerät gemäß der vorliegenden Erfin dung kann wahlweise die Kombination einer Elektroden platte mit einer Länge entsprechend mehreren Linien und eines walzenförmigen Tintenrückhalteteils gemäß in den Fig. 1 und 2 dargestellter Ausführungsform verwendet werden. In diesem Fall wird der Elektrodenplatte eine konkave Oberfläche gegeben, welche an den Umfang des walzenförmigen Tintenrückhalteteils angepaßt ist.

Bei einer weiteren modifizierten Ausführungsform des digitalen Druckgeräts kann die Notwendigkeit entfallen, die in Fig. 6a dargestellte Tintenauftragsrolle 54 zu verwenden, indem nämlich der Tintenrückhalteteil in der Form einer Platte oder Walze auf solche Weise angepaßt wird, daß das Aufbringen von Tinte auf die Oberfläche des Tintenrückhalteteils durch Eintauchen des Tintenrück halteteils in einen Tintenvorrat und nachfolgendes Heraus ziehen aus dem Tintenvorrat bewerkstelligt wird.

Fig. 8 stellt ein typisches digitales Druckgerät als weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Durchführung einer Aufzeichnung eines Farbbilds dar. Dieses digitale Druckgerät weist denselben Grundaufbau auf wie die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung. Drei Walzen 10 a, 10 b und 10 c, die jeweils als Tintenrück halteteil ausgebildet sind und die Rolle eines Druckkopfs spielen, sind in einer im allgemeinen vertikalen Linie angeordnet. Ein Tintenbehälter 12 a zur Versorgung des Umfangs der Walze 10 a mit Tinte enthält gelbe Tinte 16 a, so daß die Walze 10 a ein gelbes Bild auf einem Aufzeich nungspapier 38 aufzeichnen kann. Ein Tintenbehälter 12 b zur Versorgung des Umfangs der Walze 10 b mit Tinte enthält Magenta-Tinte 16 b, so daß die Walze 10 b ein Bild in Magenta auf dem Aufzeichnungspapier 38 aufzeichnen kann. Weiterhin enthält ein Tintenbehälter 12 c zur Versorgung des Umfangs der Walze 10 c mit Tinte zyanfarbene Tinte 16 c, so daß die Walze 10 c ein zyanfarbenes Bild auf dem Aufzeichnungs papier 38 aufzeichnen kann. Platten 20 a, 20 b und 20 c sind jeweils eng nebeneinanderliegend zu den Walzen 10 a, 10 b und 10 c angeordnet. Diese Platten sind jeweils mit Isolierfilmen 31 a, 31 b und 31 c versehen, die jeweils von derselben Art sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Zusätzlich kann ein Kopfteil zum Aufzeichnen des Bildes mit schwarzer Tinte neben den drei Druckkopfteilen, die in Fig. 8 dargestellt sind, vorgesehen werden. Das digi tale Druckgerät gemäß dieser Ausführungsform kann modifi ziert werden, um zwei Druckkopfteile anstelle von dreien zu verwenden.

Das digitale Druckgerät gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht die Erzeugung von Tintenerhebungen, die jeweils die Form eines Punkts aufweisen, mittels der Differenz der Tintenbenetzbarkeit zwischen der Vielzahl von tinten benetzbaren Punktoberflächen und den tintenabweisenden Oberflächen, welche die Punktoberflächen umfassen, und des Effekts der Oberflächenspannung von Tinte, und befreit so von der Notwendigkeit, eine spezielle Tinte zu verwenden, beispielsweise eine magnetische Teilchen enthaltende Tinte, und gestattet die Verwendung einer Vielzahl von Tintenarten. Wenn die gesamte Oberfläche des Tintenrück halteteils in Kontakt mit der Tinte gebracht wird, so wird die Tinte nur an den Punktoberflächen aufgesammelt. Daher kann die Tintenversorgung stabil bewirkt und das Gerät selbst einfach betrieben werden. Selbst wenn das Gerät dauernd über einen langen Zeitraum verwendet wird, so fehlt vollständig die Möglichkeit, daß die Tinte an einer Dichteverringerung leidet oder der glatte Tintenfluß unterbrochen wird.

Claims

1. Digitale Druckeinrichtung mit einer Tintenrückhalte vorrichtung (10, 10 a-10 c, 50) mit einer Vielzahl kleiner Oberflächen (28), welche tintenbenetzbar sind und Punkten entsprechen, welche auf einem Aufzeichnungsmedium (38) aufgezeichnet werden sollen, wobei die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) jeweils durch einen tintenab weisenden Teil (29) umschlossen und zum Rückhalten von Tinte (16, 16 a-16 c) auf sich in einem erhobenen Zustand angepaßt sind, einer Einrichtung (12, 12 a-12 c, 53) zur Versorgung der Tintenrückhalteeinrichtung mit Tinte, einer Fördereinrichtung zum Befördern des Aufzeichnungs mediums auf berührungslose Weise zur Tintenrückhalteein richtung in gegenseitig gegenüberliegender Anordnung, und einer Einrichtung (30), welche die auf den tinten benetzbaren kleinen Oberflächen der Tintenrückhalteein richtung zurückgehaltene Tinte zur selektiven Ablagerung auf dem Aufzeichnungsmedium veranlaßt.

2. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30) zur Ablage von Tinte die Ablage von Tinte auf dem Auf zeichnungsmedium auf elektrostatische Weise durch Ausbil dung eines elektrischen Feldes vornimmt.

3. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ablage von Tinte einen ersten Elektrodenteil (27) umfaßt, welcher zur Berührung der auf der Tintenrückhalteeinrichtung zurückgehaltenen Tinte ausgebildet ist, einen dem ersten Elektrodenteil über das Aufzeichnungsmedium gegenüber liegend angeordneten zweiten Elektrodenteil (30), und eine Einrichtung zur selektiven Ausbildung eines elektri schen Feldes zwischen dem ersten und dem zweiten Elektro denteil.

4. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Elektrodenteil (27) gleichförmig mit der Tinte auf den tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) angeordnet ist.

5. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Elektroden teil (30) so viele Elektroden umfaßt wie Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium (38) aufgezeichnet werden sollen, wobei die Elektroden zumindest in der Breitenrichtung des Aufzeichnungsmediums angeordnet sind.

6. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung das Aufzeichnungsmedium zur Bewegung veranlaßt, und daß die Tintenrückhalteeinrichtung in synchroner Bewegung mit der Bewegung des Aufzeichnungsmediums bewegt wird.

7. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenrückhalte einrichtung mit einem drehbaren Teil (10) gebildet wird und daß die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen auf dem Umfang des drehbaren Teils ausgebildet werden.

8. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) glatt fluchtend mit den tintenab stoßenden Teilen ausgerichtet sind.

9. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung (21, 21 a-21 c) zur Rückgewinnung der an den tintenbenetz baren kleinen Oberflächen anhaftenden Tinte vorgesehen ist.

10. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungsein richtung (21) mit einer Klinge (22) versehen ist, welche zur Berührung der tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen ausgebildet ist.

11. Digitale Druckeinrichtung, gekennzeich net durch einen Drehteil (10), welcher auf seinem Umfang mit einer Vielzahl von tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) zum Rückhalten von Tinte (16, 16 a-16 c) versehen ist, welche auf einem Aufzeichnungsmedium (38) abgelagert werden soll, wobei die kleinen Oberflächen (28) durch tintenabstoßende Teile voneinander getrennt und zum Rückhalten von Tinte in einem erhobenen Zustand ausgebildet sind, eine Einrichtung zur Versorgung der tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen des Drehteils mit Tinte (12), eine Einrichtung, um das Aufzeichnungsmedium in eine Lage gegenüberliegend dem Umfang des Drehteils zu bringen und das Aufzeichnungsmedium ohne gegenseitigen Kontakt zu befördern, und eine Einrichtung (30), welche eine selektive Ablagerung auf dem Aufzeichnungsmedium der auf den tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen des Drehteils zurückgehaltenen Tinte gestattet.

12. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ablage von Tinte eine Ablage von Tinte auf dem Aufzeich nungsmedium auf elektrostatische Weise mittels Ausbildung eines elektrischen Feldes durchführt.

13. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteil ein elek trisch leitfähiges Substrat (25) aufweist und mit den tintenabstoßenden Teilen auf dem Substrat versehen ist, und daß die freiliegenden Oberflächen des Substrats mit Ausnahme der Oberflächen, welche die tintenabstoßenden Teile ausbilden, zu den tintenbenetzbaren kleinen Ober flächen korrespondierend ausgebildet sind.

14. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ablagerung Elektroden (30) aufweist, welche über das Aufzeichnungsmedium dem Drehteil gegenüberliegend ange ordnet sind, und eine Einrichtung zur Ausbildung eines elektrischen Feldes zwischen den Elektroden und dem Substrat des Drehteils aufweist.

15. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30) in korrespondierender Anordnung zu den aufzuzeichnenden Punkten auf dem Aufzeichnungsmedium zumindest in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung des Aufzeichnungs mediums angeordnet sind.

16. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ablagerung ein elektrisches Feld in Synchronisation mit der Drehung des Drehteils erzeugt.

17. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen in korrespondierender Anordnung zu den auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnenden Punkten ausgebildet sind.

18. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) von tintenabstoßenden Teilen (29) umschlossen sind.

19. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen (28) jeweils in der Axialrichtung des Drehteils geteilt sind.

20. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung (21) zur Rückgewinnung der auf den tintenbenetzbaren kleinen Oberflächen verbleibende Tinte vorgesehen ist.

21. Digitale Druckeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungsein richtung mit einer Klinge (22) versehen ist, welche zur Berührung des Umfangs des Drehteils ausgebildet ist.