DE4207623C2 - Verfahren zum Drucken mit einem seriellen Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

An die verwendeten Tinten - unter dem Begriff "Tinte" ist all­ gemein eine Aufzeichnungsflüssigkeit zu verstehen - werden aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften unterschiedlicher Aufzeichnungsträger entgegengesetzte Forderungen gestellt. Auf Standardpapieren (z. B. Kopiererpapieren) dürfen die Tinten nämlich nicht zum Spreiten oder zum Durchschlagen des Papieres neigen. Zur Erfüllung dieser Forderung ist ein großer Rand­ winkel (tintentropfeninnenseitig gemessener Kontaktwinkel zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers) der Tinte und damit eine verhältnismäßig hohe Oberflächenspannung notwendig. Diese Tinten weisen aber beim Bedrucken hydrophober Aufzeichnungs­ träger (z. B. Transparentfolien) ein unzureichendes Be­ netzungsverhalten auf, so daß die aufgebrachten Tintenmengen zusammenlaufen und größere, zusammengezogene Tintenansamm­ lungen (sogenannte Koaleszenz-Erscheinungen) bilden. Diese Tintenansammlungen führen nach dem Trocknen zu einer uner­ wünschten Farbstoffanhäufung, die zu einer ungleichmäßigen Einfärbung der zu bedruckenden Fläche führt. Daher sollte die Tinte andererseits zum Bedrucken hydrophober Aufzeichnungs­ träger eine möglichst niedrige Oberflächenspannung und somit nur einen kleinen Randwinkel besitzen.

Bei einem Druckverfahren nach der EP-0 300 743 wird ein Druckraster derart erzeugt, daß bei einem ersten Druckpass diagonal angrenzende Tintenspots abgedruckt und im einem zweiten Druckpass die verbleibenden nichtbedruckten Zwi­ schenräume des Druckrasters gedruckt werden. Infolge des ge­ ringen Abstandes der Tintenspots zueinander sind die bereits erwähnten Koaleszens-Erscheinungen möglich.

Zur Verhinderung der Koaleszenz-Erscheinungen wird in der EP-0 476 860 ein Druckverfahren beschrieben, bei dem die Tin­ tentropfen paarweise überlappend zu einem Cluster gedruckt werden und eine Vielzahl von sich tangential berührenden Clu­ stern ein Druckbild formen, derart, daß die Oberflächenspan­ nung des gesamten Clusters größer ist als die zwischen den tangentialen Berührungsflächen der Cluster. Große Tintenan­ haüfungen werden dadurch vermieden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckverfahren anzugeben, bei dem eine Koaleszenzbildung der auf einem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Tintenmengen verhindert bzw. stark eingeschränkt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der erheb­ lichen Vergrößerung des kleinstmöglichen Abstandes auf A = 2.a der Tintenmengen desselben Teilmusters, wobei a den Teilungsabstand der Matrix-Rasterpunkte bezeichnet. Da auch die Beab­ standung der aufgebrachten Tintenmengen bezüglich aufein­ anderfolgend aufgebrachter Teilmuster erhöht ist, ergibt sich insgesamt ohne Verwendung weiterer Maßnahmen auf hydro­ phoben Aufzeichnungsträgern ein Druckergebnis mit hervor­ ragender Qualität. Vorteilhafterweise ist so die Verwendung auch für hydrophile Materialien geeigneter Tinte möglich.

Eine weitere erhebliche Qualitätsverbesserung läßt sich gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch erreichen, daß die Teilmuster in einer der­ artigen Reihenfolge aufgebracht werden, daß der Abstand zwischen mit aufeinanderfolgenden Teilmustern aufgebrachten Tintenmengen maximal ist. Damit ist die Gefahr des Inein­ anderlaufens von Tintenmengen nacheinander aufgebrachter Teil­ muster weiter vermindert.

Eine hinsichtlich der Steuerung des Aufbringens und der Beabstandung der aufgebrachten Tintenmengen besonders vor­ teilhafte Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Teilmuster in der Reihenfolge aufgebracht werden, die der Numerierung der Teilraster entspricht.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit gegen unerwünschte gegenseitige Beeinträchtigungen aufeinanderfolgend aufgebrach­ ter Teilmuster ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß eine Pausenzeit vorgesehen wird, bevor ein Teilmuster entsprechend einem Teil­ raster aufgebracht wird, das in bezug auf das Teilraster des vorhergehend aufgebrachten Teilmusters vertikal oder horizon­ tal unmittelbar benachbarte Rasterpunkte aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet besonders vorteilhaft Anwendung bei einer Mehrfarben-Tintendruckeinrichtung, bei der die Mischfarben durch Farbmischung einzelner, überlagert aufgebrachter Grundfarben (DOD-Verfahren, dot-on-dot) gebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens geeignete Tintendruckeinrichtung,

Fig. 2 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugtes Muster,

Fig. 3A und 3B beim Stand der Technik bzw. beim erfindungs­ gemäßen Verfahren verwendete Teilmuster, sowie die

Fig. 4A und 4B die Beabstandung von aufgebrachten Tinten­ mengen beim Stand der Technik bzw. beim erfindungsgemäßen Ver­ fahren.

Fig. 1 zeigt eine Tintendruckeinrichtung mit mehreren Druck­ köpfen 12, die parallel in Schreibzeilenrichtung nebeneinander auf einem Tintendruckwerkunterteil 18 auswechselbar angeordnet sind. Jeder Tintendruckkopf 12 beinhaltet jeweils ein. Spritzmodul 20 mit Düsen, die bedarfsweise Tintenmengen in Richtung auf einen Aufzeichnungsträger 21 abgeben können. Vor­ zugsweise sind vier solcher Tintendruckköpfe 12 jeweils für die Druckfarben Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz vorgesehen, von denen in Fig. 1 lediglich der vorderste Druckkopf 12 gezeigt ist. Der Aufzeichnungsträger 21 wird von einer Schreibwalze 22 schrittweise weitertransportiert. Die Druckwerke 12 sind in nicht näher dargestellter Weise in Schreibzeilenrichtung vor dem Aufzeichnungsträger 21 auf Führungsstangen 23 und 24 hin- und herwegbar gelagert. Im Druckwerkunterteil 18 sind Tinten­ vorratsbehälter 25 und 26 untergebracht, von denen einer mit schwarzer Tinte gefüllt ist und der andere drei Tintengrund­ farben Gelb, Magenta und Cyan Y, M, C in getrennten Behältern enthält. Eine mit 29 bezeichnete Achse markiert annähernd die Mitte einer von den Druckköpfen 12 während des Druckvorgangs überstrichenen Druckzeile 30.

Die in Fig. 1 gezeigten Druckköpfe 12 erzeugen - wie nachfolgend anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert wird - jeweils nacheinander Teilmuster gemäß vier Teilrastern.

Gemäß Fig. 2 können auf dem Aufzeichnungsträger 21 bedarfs­ weise an Matrix-Rasterpunkten RP Tintenmengen TI aufgebracht werden, die jeweils als Kreise angedeutet sind. Jede aufge­ brachte Tintenmenge TI erzeugt einen Druckpunkt (Pixel) in der entsprechenden Tintenfarbe und an dem gewünschten Matrix- Rasterpunkt RP. Die Rasterpunkte RP sind in nachstehend erläuterter Weise auf vier Teilraster TR1, TR2, TR3 und TR4 verteilt. Die Bildung der Teilraster TR1 bis TR4 erfolgt, indem ein betrachteter Rasterpunkt - beispielsweise ein erster be­ trachteter Rasterpunkt RP' - einem ersten Teilraster TR1, die dem betrachteten Rasterpunkt RP' diagonal benachbarten Raster­ punkte RP einem zweiten Teilraster TR2, die dem betrachteten Rasterpunkt RP' horizontal benachbarten Rasterpunkte RP einem dritten Teilraster TR3 und die dem betrachteten Rasterpunkt RP' vertikal benachbarten Rasterpunkte RP einem vierten Teil­ raster TR4 zugeordnet werden. Damit sind insgesamt neun Rasterpunkte RP (einschließlich des betrachteten Raster­ punktes RP') den Teillrastern TR1 bis TR4 zugeordnet; zur weiteren Zuordnung kann mit dem dem betrachteten Rasterpunkt RP' horizontal nächstgelegenen, noch nicht zugeordneten Rasterpunkt RP'' oder mit dem vertikal nächstgelegenen, noch nicht zugeordneten Rasterpunkt RP''' entsprechend Verfahren werden, bis sämtliche Matrix-Rasterpunkte RP - zyklisch alternierend wie in Fig. 2 ausschnittsweise gezeigt - den Teilrastern TR1 bis TR4 zugeordnet sind.

Um das darzustellende Muster auf dem Aufzeichnungsträger 21 durch entsprechend aufgebrachte Tintenmengen TI auszubilden, werden die Druckköpfe 12 (Fig. 1) viermal - beim Mehrfarben­ druck im Hinblick auf Farbmischungseffekte vorzugsweise nur im unidirektionalen Druckmodus druckend - entlang der Druckzeile 30 relativ zu dem Aufzeichnungsträger 21 bewegt. Bei der ersten Druckkopfbewegung werden an den dem ersten Teilraster TR1 zugeordneten Matrix-Rasterpunkten RP bedarfsweise Tin­ tenmengen TI unter Bildung eines ersten Teilmusters TM1 aus­ gebracht; anschließend wird entsprechend mit den übrigen Teil­ rastern TR2 bis TR4 verfahren. Gemäß den vorliegenden Druck­ daten werden so mit jedem Teilraster TR1 bis TR4 entsprechende Teilmuster TM1 bis TM4 (Fig. 4B) erzeugt, die sich zu dem darzustellenden Muster auf dem Aufzeichnungsträger 21 ergänzen.

Fig. 3A zeigt ein aus dem eingangs genannten Stand der Tech­ nik bekanntes Teilmuster TM1', das gemäß einem entsprechenden Teilraster TR1' gebildet wird. Das Teilraster TR1' ist in Form der Felder derselben Farbe eines Schachbrettmusters aufgebaut. Fig. 3A zeigt einen Ausschnitt aus einem vollständig mit Tin­ te (d. h. an jedem möglichen Matrix-Rasterpunkt mit Tinten­ mengen TI) zu versehenen Aufzeichnungsträger. Das so gebildete Teilmuster TM1' weist entsprechend dem ersten Teilraster TR1' eine schachbrettartige Form auf. Die Zentren der aufgebrachten Tintenmengen TI sind in horizontaler und vertikaler Richtung um die Strecke 2a beabstandet, wobei a dem Abstand der Rasterpunkte RP bei maximaler Auflösung (Teilungsabstand) ent­ spricht. Bei einer Tintendruckeinrichtung mit einer Auflösung von z. B. 300 dpi (Dots per Inch) beträgt a damit 1/300 Inch. Die Tintenmengen TI sind in vertikaler und horizontaler Richtung ausreichend beabstandet, so daß hier Gefahren der Koaleszenz nicht bestehen. Allerdings müssen sich diagonal benachbarte Tintenmengen TI an ihren peripheren Randbereichen tangieren, um im Vollflächendruck eine vollständige Deckung des Aufzeichnungsträgers mit Tinte zu gewährleisten. In ihrem Peripherbereich besteht damit eine erhöhte Gefahr der Koales­ zenz, wenn gemäß Fig. 3A ein annähernd vollflächiges Muster erzeugt werden soll. Bei einem annähernd vollflächigen Muster tangiert jede Tintenmege TI in einem Teilmuster TM1' vier diagonal benachbarte Tintenmengen TI, wobei jede Berührung die Gefahr der Koaleszenz birgt.

Demgegenüber ist gemäß Fig. 3B bei dem erfindungsgenmäßen Verfahren zwischen den Zentren jeder Tihtenmenge TI und der nächstbenachbarten Tintenmenge TI desselben Teilmusters TM1 ein Mindestabstand von 2a gewährleistet. Auch bei einem Voll­ flächendruck tangieren sich die einzelnen Tintenmengen TI des­ selben Teilmusters TM1 an keiner Stelle, so daß die Gefahr der Koaleszenz innerhalb eines Teilmusters jedenfalls zuverlässig vermieden ist.

Fig. 4A verdeutlicht die Verhältnisse bei dem bekannten Ver­ fahren nach Aufbringen eines zweiten Teilmusters TM2', das jeweils die in Fig. 4A mit 2 bezeichneten, annähernd kreis­ förmigen Tintenmengen TI enthält. Der kleinstmögliche Abstand zwischen den Zentren der Tintenmengen TI des zweiten Teil- Musters TM2' beträgt a√2, während der kleinstmögliche Abstand zwischen den Zentren der Tintenmengen TI des ersten Teil­ musters TM1' (mit 1 bezeichnet) und den Zentren der Tinten­ mengen TI des zweiten Teilmusters TM2' lediglich a beträgt.

Demgegegenüber beträgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (Fig. 4B) der kleinstmögliche Abstand einer Tintenmenge TI des Teilmusters TM1 zu einer Tintenmenge TI des Teilmusters TM2 a√2, während die Tintenmengen TI des zweiten Teilmusters TM2 zueinander jeweils einen Mindestabstand von 2a aufweisen.

Lediglich beim Auftrag des dritten Teilmusters TM3 (dessen Tintenmengen TI sind mit 3 bezeichnet) besteht die Möglich­ keit, daß der kleinste mögliche Abstand zwischen einer Tin­ tenmenge TI(3) des dritten Teilmusters TM3 zu einer Tinten­ menge TI(1) des ersten bzw. zweiten (2) Teilmusters TM1 bzw. TM2 a beträgt. Die Tintenmenge TI(1) des ersten Teilmusters TM1 hat zu diesem Zeitpunkt schon eine verhältnismäßig lange Trocknungszeit, so daß sie auch bei Kontakt mit der Tinten­ menge TI(3) des Teilmusters TM3 nicht mehr verläuft. Die Ge­ fahr der Koaleszenz über größere Bereiche ist damit in jedem Fall vermieden. Bedarfsweise kann eine Pausenzeit vorgesehen werden, bevor, das Teilmuster TM3 entsprechend dem Teilraster TR3 aufgebracht wird, weil dieses in bezug auf das Teilraster TR2 des vorhergehend aufgebrachten Teilmusters TM2 vertikal oder horizontal unmittelbar benachbarte Rasterpunkte RP auf­ weist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in jedem Fall eine Koaleszenz höchst zuverlässig vermieden, wobei es keiner spe­ ziellen Tinte oder speziell auf die Tinte abgestimmter Auf­ zeichnungsträger bedarf. Vorzugsweise werden die Teilmuster TM1 bis TM4 in einer derartigen Reihenfolge 1 bis 4 (Fig. 4B) aufgebracht, daß der Abstand zwischen mit aufeinanderfolgenden Teilmustern TM1 und TM2 aufgebrachten Tintenmengen TI maximal ist. Die Teilmuster TM1 bis TM4 werden in der Reihenfolge auf­ gebracht, die der Numerierung der Teilraster TR1 bis TR4 entspricht.

Statistisch gesehen besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren eine wesentlich geringere Wahrscheinlichkeit, daß Tin­ tenmengen eines folgenden Teilmusters mit Tintenmengen des vorhergehenden Teilmusters in Kontakt kommen; diese Gefahr besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur bei den Teilmustern TM2 und TM3, während die Gefahr bei dem bekannten Verfahren (Fig. 4A) jeweils alternierend mit jeder zweiten Aufbringung eines Teilmusters besteht.

Claims (3)

1. Verfahren zum Drucken mit einem seriellen Tintenstrahldruc­ ker, wobei

• 1. - Tintenmengen (TI) bedarfsweise auf einen zu bedruckenden Aufzeichnungsträger (21) an Matrix-Rasterpunkten (RP) auf­ gebracht werden, die einen vorgegebenen Teilungsab­ stand (a) aufweisen,
• 2. - jeder Rasterpunkt (RP) einem von sich ergänzenden Teilra­ stern (TR) zugeordnet ist,
• 3. - die aufzubringenden Tintenmengen (TI) in Form von zeitlich nacheinander gemäß den Teilrastern (TR) auf dem Aufzeich­ nungsträger (21) gebildeten Teilmustern (TM) aufgebracht werden, die sich zu einem darzustellenden Muster ergänzen,

dadurch gekennzeichnet,

• 1. - daß vier sich ergänzende Teilraster (TR1, TR2, TR3, TR4) vor­ gesehen sind,
• 2. - daß der Mindestabstand zwischen zwei aufgebrachten Tinten­ mengen (TI) desselben Teilmusters (TM1, TM2, TM3, TM4) der zweifache Teilungsabstand (a) ist,
• 3. - daß der Mindestabstand zwischen zwei aufgebrachten Tinten­ mengen (TI) aufeinanderfolgender Teilmuster (TM1, TM2, TM3, TM4) bei zwei der vier aufeinanderfolgenden Teilmuster (TM2/TM3) der Teilungsabstand (a) und bei den übrigen der aufeinanderfolgenden Teilmuster (TM1/TM2, TM3/TM4) der √2fache Teilungsabstand (a) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Aufbringen der zwei der vier aufeinanderfolgenden Teilmuster (TM1, TM2, TM3, TM4), bei denen der Mindestabstand zwischen zwei aufgebrachten Tintenmengen (TI) der Teilungs­ abstand (a) ist, eine Pausenzeit vorgesehen ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Tintenstrahldrucker ein Mehrfar­ ben-Tintenstrahldrucker verwendet wird, bei dem Mischfarben durch Farbmischung einzelner, überlagert aufgebrachter Grundfarben (Y, M, C) gebildet werden.