DE60107116T2

DE60107116T2 - Verfahren und vorrichtung für tintenstrahldruck mit uv-strahlungshärtbarer tinte

Info

Publication number: DE60107116T2
Application number: DE60107116T
Authority: DE
Inventors: M. Caroline YLITALO
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: WO2002053383A3; IL156206A; KR100828052B1; AU2002231250A1; CA2431673A1; US6550906B2; EP1349733A2; JP2004516960A; WO2002053383A8; ATE281939T1; CN1484584A; ES2231568T3; DE60107116D1; EP1349733B1; WO2002053383A2; IL156206A0; US20020122106A1; CN1253318C; KR20030063491A

Description

Allgemeiner Stand der Technik
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahldruckvorrichtung und Verfahren für den Tintenstrahldruck unter Verwendung von Tinte, die bei Exposition mit aktinischer Strahlung wie etwa UV-Strahlung härtbar ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung automatisierte Verfahren und Vorrichtungen zum Optimieren der Qualität eines durch Verwendung eines Tintenstrahldruckers und strahlungshärtbarer Tinte erhaltenen Bilds.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die Popularität des Tintenstrahldrucks hat in den vergangenen Jahren aufgrund seiner relativ hohen Geschwindigkeit und ausgezeichneten Bildauflösung zugenommen. Außerdem erhält man durch eine in Verbindung mit einem Computer verwendete Tintenstrahldruckvorrichtung große Flexibilität bei Design und Layout des Endbilds. Durch die vergrößerte Popularität des Tintenstrahldrucks und die Wirtschaftlichkeit beim Gebrauch ist der Tintenstrahldruck zu einer erschwinglichen Alternative zu bisher bekannten Druckverfahren geworden.
Weit verbreitet stehen allgemein drei Arten von Tintenstrahldruckern im Einsatz: der Flachbettdrucker, der Rollendrucker und der Trommeldrucker. Beim Flachbettdrucker ruht das Medium oder das Substrat, das das gedruckte Bild empfangen soll, auf einem sich horizontal erstreckenden flachen Tisch oder Bett. Ein Tintenstrahldruckkopf ist an einem beweglichen Schlitten oder einer anderen Art von Mechanismus befestigt, die es ermöglicht, daß der Druckkopf entlang zwei zueinander senkrechten Wegen über das Bett bewegt werden kann. Der Druckkopf ist mit einem Computer verbunden, der so programmiert ist, daß er bestimmte Düsen des Druckkopfs bestromt, während der Druckkopf das Substrat überquert, wobei wahlweise Tinten mit verschiedenen Farben verwendet werden. Die Tinte auf dem Substrat wird dann gegebenenfalls gehärtet, um das gewünschte Endbild zu liefern.
Bei Rollentintenstrahldruckern wird das Substrat zum Aufnehmen des gedruckten Bilds üblicherweise in Form einer länglichen Bahn oder Folie bereitgestellt und bewegt sich von einer Vorratsrolle zu einer Aufwickelrolle vorwärts. An einer Stelle zwischen der Vorratsrolle und der Aufwickelrolle ist ein Druckkopf an einem Schlitten befestigt, der bewegt werden kann, um den Druckkopf in einer Richtung senkrecht zur Vorschubrichtung des Substrats über das Substrat zu verschieben. Zu bekannten Rollentintenstrahldruckern zählen vertikale Drucker, bei denen sich das Substrat in einer Aufwärtsrichtung am Druckkopf vorbei bewegt sowie horizontale Drucker, bei denen sich das Substrat in einer horizontalen Richtung am Druckkopf vorbei bewegt.
Trommeltintenstrahldrucker enthalten in der Regel eine zylindrische Trommel, die für eine Drehbewegung um eine horizontale Achse befestigt ist. Das Substrat wird über der Peripherie der Trommel angeordnet, und ein Tintenstrahldruckkopf kann dahingehend betätigt werden, Tintentropfen auf das Substrat auf der Trommel zu richten. In einigen Fällen ist der Druckkopf feststehend und erstreckt sich im wesentlichen entlang der ganzen Länge der Trommel in einer horizontalen Richtung. In anderen Fällen ist die Länge des Druckkopfs etwas kürzer als die Länge der Trommel und ist an einem Schlitten zur Bewegung in einer horizontalen Richtung über das Substrat befestigt.
Tinten, die üblicherweise in Tintenstrahldruckern verwendet werden, enthalten wasserbasierende Tinten, lösungsmittelbasierende Tinten und strahlungshärtbare Tinten. Wasserbasierende Tinten werden mit porösen Substraten verwendet oder mit Substraten, die eine spezielle Rezeptorbeschichtung zum Absorbieren des Wassers aufweisen. Im allgemeinen sind wasserbasierende Tinten bei Verwendung zum Drucken auf unbeschichtete unporöse Filme nicht zufriedenstellend.
In Tintenstrahldruckern verwendete lösungsmittelbasierende Tinten eignen sich zum Drucken auf nichtporöse Filme und überwinden das oben hinsichtlich wasserbasierender Tinte erwähnte Problem. Leider enthalten viele lösungsmittelbasierende Tinten etwa 90 Gew.-% organischer Lösungsmittel. Wenn lösungsmittelbasierende Tinten trocknen, verdunstet das Lösungsmittel und kann eine Umweltgefährdung darstellen. Obwohl möglicherweise Umweltschutzsysteme zur Verfügung stehen, um die Emission von Lösungsmitteln in die Atmosphäre zu reduzieren, werden derartige Systeme im allgemeinen insbesondere für den Eigentümer einer kleinen Druckerei als teuer angesehen.
Zudem müssen Tintenstrahldrucker, die entweder lösungsmittelbasierende Tinten oder wasserbasierende Tinten verwenden, relativ große Mengen an Lösungsmittel oder Wasser trocknen, bevor der Prozeß als abgeschlossen angesehen werden kann und das resultierende Druckproduckt zweckmäßig gehandhabt werden kann. Der Schritt des Trocknens der Lösungsmittel oder von Wasser durch Verdunstung ist relativ zeitraubend und kann für den ganzen Druckprozeß einen die Geschwindigkeit begrenzenden Schritt darstellen.
Angesichts der oben erwähnten Probleme sind strahlungshärtbare Tinten in den jüngsten Jahren als die Tinte der Wahl zum Drucken auf einer großen Vielzahl von unbeschichteten nichtporösen Substraten in Erwägung gezogen worden. Durch den Einsatz von Strahlungshärtung kann die Tinte schneller gehärtet werden (was im allgemeinen als „Soforttrocknung" angesehen wird), ohne daß große Wasser- oder Lösungsmittelmengen ausgetrieben werden müssen. Dadurch können strahlungshärtbare Tinten in Hochgeschwindigkeitstintenstrahldruckern verwendet werden, die Produktionsgeschwindigkeiten von über 1000 ft²/h (93 m²/h) erzielen.
Tintenstrahldrucker, die auf relativ große Substrate drucken können, werden als teuer angesehen. Es wird dementsprechend gewünscht, den gleichen Drucker dazu zu verwenden, Bilder auf eine große Vielfalt von Substraten aufzubringen, wobei eine große Vielfalt von Tintenzusammensetzungen verwendet wird, sofern überhaupt möglich. Zudem wird bevorzugt, daß jedes von derartigen Druckern gedruckte Bild angesichts der Zeit und des Aufwands beim Neudrucken des Bilds in Fällen, wo das Bild eine unter der gewünschten Höhe liegende Qualität aufweist, unabhängig von der verwendeten Substratart und der verwendeten Tintenart auf einer gleichbleibend hohen Qualität ist.
Von einem praktischen Standpunkt aus verwenden viele Druckereien die gleiche Art von Tinte auf einer Vielzahl verschiedener Substrate, da ansonsten ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich sein könnte, um von einer Tintenart zu einer anderen umzuwechseln. Tinte mit einer gegebenen Formulierung kann jedoch mit verschiedenen Arten von Substraten unterschiedlich interagieren. Es ist möglich, daß die Qualität des gedruckten Endbilds erheblich beeinträchtigt wird, wenn die Zusammensetzung des Substrats von einer Art zu einer anderen geändert wird.
Der Bediener des Druckers erhält oftmals kaum eine Anleitung hinsichtlich der Auswahl von Prozeßparametern, mit denen man für eine beliebige Kombination aus Tinte und Substrat die beste Bildqualität erhält. Heute verwenden viele Bediener eine manuelle Methodologie von Versuch und Irrtum bei ihrem Bemühen, die Parameter des Druckprozesses zu optimieren. Beispielsweise kann der Bediener eine Reihe von Bildern drucken und die Härtzeit oder -temperatur der Härteinrichtung variieren. Nachdem die Bilder gehärtet worden sind, betrachtet der Bediener visuell jedes Bild auf seine Bildqualität hin, um die Auswahl einer optimalen Temperatur und/oder Härtzeit zu unterstützen.
Erfahrene Bediener von Tintenstrahldruckern erwerben sich im allgemeinen im Laufe der Zeit ein Wissen über die bevorzugten Druckparameter und verwenden dies, wenn bestimmte Kombinationen aus Tinte und Substrat ausgewählt werden. Dieser Reichtum an Wissen kann leider nicht ohne weiteres an neuere Bediener weitergegeben werden, die in der Kunst des Tintenstrahldrucks relativ unerfahren sind. Es wäre folglich wünschenswert, ein automatisiertes Verfahren und Vorrichtung für Tintenstrahldrucker bereitzustellen, die einheitlich den Druck von qualitativ hochwertigen Bildern ohne unnötigen Verlaß auf die Geschicklichkeit und das Erfahrungsniveau des Bedieners ermöglichen würden.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft automatisierte Verfahren und Vorrichtungen zum Auswählen von Prozeßparametern, die beim Tintenstrahldruck mit strahlungshärtbarer Tinte wie etwa mit Ultraviolettstrahlung „UV" härtbarer Tinte verwendet werden. Bevorzugte Verweilzeiten für bestimmte Kombinationen von ausgewählten Tinten und ausgewählten Substraten werden im Computerspeicher gespeichert und nach Bedarf abgerufen. Eine Steuereinrichtung variiert die Verweilzeit, um das gewünschte Ergebnis zu liefern.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung bei einem Aspekt eine Tintenstrahldruckvorrichtung für strahlungshärtbare Tinte, die einen Träger zum Empfangen eines Substrats und einen Druckkopf zum Richten von strahlungshärtbarer Tinte auf ein auf dem Träger empfangenes Substrat umfaßt. Die Vorrichtung enthält außerdem eine Härteinrichtung zum Richten von Strahlung auf auf dem Substrat empfangene Tinte und einen Controller mit einem Eingang zum Empfangen von einer oder mehreren Eigenschaften des Substrats und einer oder mehreren Eigenschaften der Tinte. Der Controller enthält einen Computer zum Bestimmen einer gewünschten Verweilzeit für die Tinte auf der Basis der Eigenschaften des Substrats und der Tinte. Die Vorrichtung enthält weiterhin eine mit dem Computer verbundene Steuereinrichtung zum Variieren der Verweilzeit gemäß der vom Computer bestimmten gewünschten Verweilzeit.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem bei einem anderen Aspekt ein Verfahren zum Tintenstrahldruck. Das Verfahren enthält die Vorgänge des Auswählens einer strahlungshärtbaren Tinte und des Auswählens eines Substrats. Das Verfahren enthält außerdem den Vorgang des Eingebens mindestens einer Eigenschaft der Tinte und mindestens einer Eigenschaft des Substrats in einen Computer. Das Verfahren enthält weiterhin den Vorgang des Bestimmens eines bevorzugten Tintenpunktzuwachses, wenn die ausgewählte Tinte auf das ausgewählte Substrat gedruckt wird, und des Berechnens einer Verweilzeit zum Erreichen des bevorzugten Tintenpunktzuwachses mit dem Computer.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Merkmalen der Ansprüche definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Abschnitt einer Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Vorrichtung in diesem Fall ein vertikaler Rollentintenstrahldrucker ist;
2 ist eine schematische Stirnansicht einer Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorrichtung bei dieser Ausführungsform ein Tintenstrahldrucker mit drehbarer Trommel ist;
3 ist eine graphische Darstellung, die beispielhafte Zuwächse beim Durchmesser von Tintenpunkten auf bestimmten Substraten zeigt, wenn eine bestimmte Tinte und ein bestimmter Druckkopf verwendet werden;
4 ist eine graphische Darstellung, die 3 etwas ähnelt, außer daß zum Auftragen des Tintentropfens auf das Substrat ein anderer Druckkopf verwendet wird; und
5 ist eine graphische Darstellung, die den kleinsten Zuwachs von Tintenpunkten als Funktion des Tintentropfenvolumens für drei beispielhafte Bildauflösungen darstellt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die folgenden Beispiele beschreiben verschiedene Arten von Tintenstrahldruckvorrichtungen und Druckverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Die beiliegenden Zeichnungen sind schematische Veranschaulichungen, die ausgewählt wurden, um bestimmte Aspekte der Erfindung hervorzuheben. In der Praxis können die unten beschriebenen Konzepte für den Einsatz mit einer Vielfalt von Tintenstrahldruckern angepaßt werden, einschließlich vieler im Handel erhältlicher Tintenstrahldrucker.
Beispiele für geeignete Tintenstrahldrucker vom Typ mit sich drehender Trommel enthalten die Drucker der Marke „PressJet" von der Firma Scitex (Rishon Le Zion, Israel) und der Marke „DryJet" Advanced Digital Color Proofing System von der Firma Dantex Graphics Ltd. (West Yorkshire, UK). Beispiele für Tintenstrahldrucker von Flachbetttyp enthalten Drucker der Marke „PressVu" von der Firma VUTEk Inc. (Meredith, New Hampshire, USA) und Drucker der Marke „SIAS" von der Firma Siasprint Group (Novara, Italien). Beispiele für Rollentintenstrahldrucker enthalten Drucker der Marke „Arizona" der Firma Raster Graphics, Inc. der Gretag Imaging Group (San Jose, Kalifornien, USA) und Drucker der Marke „UltraVu" der Firma VUTEk Inc.
1 zeigt bestimmte Komponenten einer Tintenstrahldruckvorrichtung 10, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert und ausgelegt worden ist. Bei der in 1 dargestellten Vorrichtung 10 handelt es sich um einen vertikalen Rollentintenstrahldrucker, und die Vorratswalze und die Aufwickelwalze sind nicht gezeigt. Jedoch funktionieren die Vorratswalze und die Aufwickelwalze als ein Transportsystem für das Substrat 12 und können betätigt werden, um ein Substrat 12 in einer Aufwärtsrichtung zu bewegen, wie in 1 durch den Pfeil „V" angedeutet.
Eine vertikale Platte ist hinter dem Substrat 12 angeordnet, während es sich in einer Aufwärtsrichtung bewegt, und fungiert als ein Träger für das Empfangen des Substrats 12. Ein Tintenstrahldruckkopf 14 erstreckt sich über die Platte hinweg und kann betätigt werden, um strahlungshärtbare Tinte wie etwa mit Ultraviolettstrahlung („UV") härtbare Tinte auf das Substrat 12 zu richten, während es sich über die Platte bewegt. Bevorzugt umfaßt der Druckkopf 14 eine Bank aus Druckköpfen, um gleichzeitig Tinte unterschiedlicher Farben zu drucken.
Beispielsweise kann der Druckkopf 14 einen ersten Satz von Düsen enthalten, die mit einer ersten Tintenquelle einer bestimmten Farbe in Fluidverbindung stehen, und einen zweiten Satz von Düsen, die mit einer zweiten Tintenquelle unterschiedlicher Farbe in Verbindung stehen. Bevorzugt weist der Druckkopf 14 mindestens vier Sätze von Düsen auf, die mit mindestens vier entsprechenden Tintenquellen in Kommunikation stehen. Dadurch kann der Druckkopf 14 betätigt werden, damit er gleichzeitig mindestens vier Tinten unterschiedlicher Farben druckt, so daß in dem gedruckten Endbild ein breites Farbspektrum erzielt werden kann.
Wahlweise enthält der Druckkopf 14 einen zusätzlichen Satz von Düsen, der mit einer Quelle klarer Tinte oder einem anderen Material, das keine Farbe aufweist, in Kommunikation steht. Die klare Tinte kann auf das Substrat 12 gedruckt werden, bevor eine etwaige gefärbte Tinte aufgetragen wird, oder kann über das ganze Bild gedruckt werden. Das Drucken von klarer Tinte über das ganze Bild kann dazu verwendet werden, die Leistung des Fertigprodukts zu verbessern, indem etwa die Lebensdauer, die Glanzsteuerung, der Widerstand gegenüber Graffiti und dergleichen verbessert werden.
Der Druckkopf 14 ist elektrisch an einen Controller 16 gekoppelt, um gegebenenfalls selektiv aktiviert zu werden. Bevorzugt steuert der Controller 16 auch die Bewegung eines nicht gezeigten Antriebsystems, um das Substrat 12 entlang seinem Weg von der Vorratswalze zur Aufwickelwalze zu bewegen. Das Antriebsystem ist Teil des Transportsystems und umfaßt wahlweise einen elektrischen Schrittmotor, um das Substrat 12 wie gewünscht inkrementell vorwärts zu bewegen.
Der Druckkopf 14 ist an einem Schlitten 18 befestigt, um während eines Druckvorgangs über das Substrat 12 bewegt zu werden. Bei dieser Ausführungsform kann der Schlitten 18 in einer horizontalen Richtung über die Breite des Substrats 12 bewegt werden, damit eine Reihe von Punkten des gewünschten Bilds gedruckt wird. Nachdem der Druckkopf 14 die ganze Breite des Substrats 12 überquert hat, schiebt das Transportsystem das Substrat 12 vor und der Schlitten 18 bewegt den Druckkopf 14 in einer entgegengesetzten Richtung über das Substrat 12, damit die nächste Reihe von Punkten des gewünschten Bilds gedruckt wird.
Der Schlitten 18 kann entlang zweier Schienen 20 bewegt werden, die in parallelen horizontalen Richtungen verlaufen. Ein Schrittmotor 22 kann betätigt werden, um den Schlitten 18 entlang der Schienen 20 zu verschieben. Der Motor 22 ist für eine zeitlich gesteuerte selektive Aktivierung des Motors 22, wie gegebenenfalls erforderlich, mit dem Controller 16 verbunden.
An dem Schlitten 18 ist auch eine Härteinrichtung 24 befestigt. Die Härteinrichtung 24 kann eine oder mehrere Strahlungsquellen enthalten, die jeweils so betätigt werden können, daß sie Licht im Ultraviolett- und/oder sichtbaren Spektrum emittieren. Geeignete Quellen für UV-Strahlung enthalten Quecksilberlampen, Xenonlampen, Kohlenstofflichtbogenlampen, Wolframfadenlampen, Laser, und dergleichen.
Wahlweise handelt es sich bei den Strahlungsquellen um Lampen von einem Typ, der üblicherweise als „sofort eingeschaltete, sofort ausgeschaltete-Lampen" bekannt ist, so daß die Zeit, während der die Strahlung das Substrat erreicht, präzise gesteuert werden kann. Bei der Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, enthält die Härteinrichtung 24 eine einzelne UV-Lampe 26. Die Lampe 26 ist bevorzugt maskiert, um Strahlung bei Aktivierung nur auf einen bestimmten Abschnitt des Substrats 12 zu richten. Beispielsweise kann die Härteinrichtung 24 eine Abschirmung enthalten, die im wesentlichen über die UV- Lampe 26 verläuft. Die Abschirmung weist eine Öffnung auf, um Strahlung nur auf einen Abschnitt des Substrats 18 zu richten, der direkt unter der Lampe 26 liegt.
Die Härteinrichtung 24 ist zur Aktivierung und Deaktivierung der Lampe 26 elektrisch mit dem Controller 16 verbunden. Außerdem ist die Härteinrichtung 24 zur Bewegung in einer vertikalen Richtung verschiebbar an dem Schlitten 18 befestigt. Eine Steuereinrichtung wie etwa ein elektrischer Schrittmotor 28 ist mit der Härteinrichtung 24 verbunden, um letztere entlang der Längsachse des Schlittens 18 in einer Richtung entweder auf den Druckkopf 14 zu oder von diesem weg zu bewegen. Der Motor 28 ist elektrisch mit dem Controller 16 verbunden, um wie erforderlich bestromt zu werden.
Der Controller 16 weist einen Eingang zum Empfangen von einer oder mehreren Eigenschaften des Substrats 12 und einer oder mehreren Eigenschaften der dem Druckkopf 14 zugeführten Tinte auf. Der Controller 16 enthält außerdem einen Computer zum Bestimmen einer gewünschten Verweilzeit für die Tinte auf der Basis der Eigenschaften des ausgewählten Substrats und der ausgewählten Tinte. Bevorzugt ist der Computer an eine Benutzerschnittstellenausgabeeinrichtung wie etwa ein Sichtdisplay oder einen Monitor sowie eine Benutzerschnittstelleneingabeeinrichtung wie etwa eine Tastatur und/oder Maus zum Eingeben von Eigenschaften, wie dies möglicherweise gewünscht ist, angeschlossen.
Der Computer kann Software enthalten, die für eine Vielfalt von Funktionen in der Lage ist. Beispielsweise kann der Computer Software enthalten, die auf dem Monitor Drop-down-Menüs anzeigt. Bei einem Drop-down-Menü werden eine Reihe verschiedener Arten von Substraten identifiziert. Bei einem anderen Drop-down-Menü werden eine Reihe verschiedener Tinten identifiziert. Wahlweise stellt die Software standardmäßig das Substrat und die Tinte ein, die zuvor von dem Bediener ausgewählt wurden.
Der Computer bestimmt eine gewünschte Verweilzeit für die Tinte auf der Basis der Eigenschaften des Substrats 12 und der Tinte. Die Eigenschaften des Substrats 12 können beispielsweise die Zusammensetzung des Substrats 12 und/oder physikalische Eigenschaften des Substrats 12 wie etwa Oberflächenrauhheit, Temperatur, Oberflächenenergie, Porosität, Farbe und Diffusionsrate durch das Substrat von verschiedenen Lösungsmitteln und Monomeren enthalten. Eigenschaften der Tinte können beispielsweise die Zusammensetzung der Tinte und/oder physikalische Eigenschaften der Tinte wie etwa Viskosität, Elastizität, Oberflächenspannung, Temperatur und ihren Diffusionskoeffizient in verschiedenen Substraten enthalten. Bevorzugt kann die Computersoftware ausgewählte Tinten und ausgewählte Substrate nach Markennamen, Handelsnamen, Katalognummer, Inventarnummer oder dergleichen identifizieren. Alternativ kann der Bediener Eigenschaften hinsichtlich des Substrats und der Tinte als Reaktion auf eine Reihe von Aufforderungen eingeben.
Außerdem kann die Software eine Warnfunktion enthalten, die den Bediener immer dann alarmiert, wenn bekannterweise bestimmte Kombinationen aus Tinte und Substrat, die von dem Bediener ausgewählt wurden, inkompatibel sind oder auf andere Weise bekannterweise zu schlechten Ergebnissen führen. Wahlweise verwendet die Software Eigenschaften des gewünschten Bilds beim Bestimmen der gewünschten Verweilzeit und/oder beim Bestimmen, ob dem Bediener ein Alarmsignal gesendet werden sollte oder nicht. Beispiele für Bildeigenschaften enthalten Bildglanz (d. h. glänzende oder matte Oberflächenbehandlung), Vorliegen eines Überzugs und ob das Bild in einer hintergrundbeleuchteten Anwendung verwendet wird. Beispielsweise kann die Software dem Bediener eine Warnung liefern, daß auf bestimmte Substrate ein bestimmter Überzug nicht aufgetragen werden sollte oder daß die ausgewählte Kombination Tinte-Substrat nicht zu einer annehmbaren hintergrundbeleuchteten Graphikdichte führt.
Die Verweilzeit für die Tinte stellt bevorzugt das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte auf dem Substrat 12 empfangen wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte auf dem Substrat 12 Strahlung von der Härteinrichtung 24 empfängt, dar. Für UV-härtbare Tinten kann angenommen werden, daß die Tinte im wesentlichen sofort gehärtet wird, wenn sie aktinische Strahlung empfangen hat, und daß es zu einer weiteren Ausbreitung oder einem weiteren Ausgleich auf dem Substrat 12 oder einer weiteren Diffusion in das Substrat 12, wenn überhaupt, nicht kommt. In der Praxis kann davon ausgegangen werden, daß das Zeitintervall für die Verweilzeit zum Zeitpunkt der Aktivierung (oder Deaktivierung) des Druckkopfs 14 beginnt und zum Zeitpunkt der Aktivierung der UV-Lampe 26 endet.
Nachdem der Computer die gewünschte Verweilzeit ausgewählt hat, wird der Motor 28 wie erforderlich bestromt, um die Härteinrichtung 24 entweder auf den Druckkopf 14 zu oder von ihm weg zu verschieben. Wenn beispielsweise die Härteinrichtung 24 in einer Aufwärtsrichtung von dem Druckkopf 14 weg bewegt wird, wird die Verweilzeit für eine beliebige gegebene Geschwindigkeit der Bewegung des Substrats 12 erhöht. Andererseits wird die Verweilzeit für eine beliebige gegebene Geschwindigkeit der Bewegung des Substrats 12 reduziert, indem die Härteinrichtung 24 in einer Abwärtsrichtung zu dem Druckkopf 14 hin bewegt wird.
Bevorzugt hält die Computersoftware bestimmte Informationen hinsichtlich bevorzugter optimaler Verweilzeiten für gegebene Kombinationen aus Substraten und Tinten im Speicher. Wahlweise werden diese Informationen vom Hersteller der Tinte, des Substrats und/oder des Druckers geliefert. Folglich braucht die Software die Informationen nur dann aus dem Speicher abzurufen, wenn dies erforderlich ist. Die Steuereinrichtung oder der Motor 28 kann dann schnell aktiviert werden, um den Abstand zwischen dem Druckkopf 14 und der UV-Lampe 26 zu verstellen, um während eines Druckvorgangs die gewünschte Verweilzeit bereitzustellen.
Bevorzugte Verweilzeiten können beispielsweise gewählt werden, indem der größte Zuwachs der Größe des Tintenpunkts bestimmt wird, nachdem der Tropfen das Substrat 12 kontaktiert hat. Wahlweise kann die Obergrenze der gewünschten Punktgröße kleiner sein als die maximale Punktgröße, die über einen längeren Zeitraum hinweg erzielt werden könnte. Beispielsweise kann die gewünschte Verweilzeit, je nachdem, welcher Zustand zuerst auftritt, auf der Zeit basieren, die benötigt wird, damit der gedruckte Punkt seine maximale Größe oder eine Größe, die den gewünschten Punktzuwachs für die ausgewählte Druckerauflösung liefert, erreicht.
Die Auswahl einer ordnungsgemäßen Verweilzeit kann die Qualität des gedruckten Endbilds signifikant beeinflussen. Wenn beispielsweise ein Punkt aus Tinte zu schnell gehärtet wird, dann hat die Tinte möglicherweise nicht ausreichend Zeit, um sich auszubreiten, was zu Zuständen führt, die als Streifenbildung und schlechte Ausfüllung der Masse bekannt sind. Ein zu schnelles Härten kann auch ein unzureichendes Ausgleichen der Tintenschicht verursachen, was zu einem Bild mit einer körnigen Textur und schlechtem Glanz oder einem „matten" Erscheinungsbild führt. Wenn die Verweilzeit andererseits zu lang ist, dann können die Tintenpunkte möglicherweise dazu tendieren, sich auf der Oberfläche des Substrats 12 zu stark auszubreiten, was zu einer schlechten Kantendefinition des gedruckten Bilds führt. Übermäßige Verweilzeiten können aufgrund einer durch die Oberflächenspannung angetriebenen Koaleszenz der abgeschiedenen Tintentropfen auf dem Substrat 12 zu einem gesprenkelten Erscheinungsbild führen.
Als Alternative kann die Verweilzeit variiert werden, indem die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats 12 geändert wird, während es sich von der Vorratswalze zu der Aufwickelwalze bewegt. Bei dieser Alternative wird der Motor 28 zum Verschieben der Härteinrichtung 24 nicht benötigt. Statt dessen umfaßt die Steuereinrichtung zum Variieren der Verweilzeit eine elektronische oder mechanische Geschwindigkeitssteuerung oder eine zeitlich gesteuerte Verzögerung für das Transportsystem der Vorrichtung 10, so daß die Geschwindigkeit der Bewegung des Substrats relativ zu der Härteinrichtung 24 (und somit das Zeitintervall zwischen Drucken und Härten) wie benötigt geändert werden kann. Jedoch wird der Einsatz des Motors 28 wie oben beschrieben zum Ändern der Verweilzeit bevorzugt, weil die ausgegebene Druckgeschwindigkeit der Vorrichtung 10 (beispielsweise hinsichtlich Quadratfuß pro Stunde des fertiggestellten Produkts) nicht reduziert zu werden braucht.
Das Substrat 12 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, das mit der ausgewählten Tinte kompatibel ist und zufriedenstellende Eigenschaften aufweist, nachdem es bei Gebrauch an einer gewünschten Stelle angeordnet worden ist. Beispiele für geeignete Substrate 12 enthalten sowohl poröse als auch nichtporöse Materialien wie etwa Glas, Holz, Metall, Papier, Gewebe- und Vliesmaterialien und Polymerfilme. Nichteinschränkende Beispiele für derartige Filme enthalten ein- und mehrschichtige Konstruktionen aus acrylhaltigen Filmen, polyvinylchloridhaltigen Filmen, (z. B. Vinyl, plastifiziertes Vinyl, verstärktes Vinyl, Vinyl-Acryl-Mischungen), urethanhaltigen Filmen, melaminhaltigen Filmen, polyvinylbutyralhaltigen Filmen und mehrschichtige Filme mit einer Bildaufnahmeschicht, die ein mit Säure oder Säure-Acrylat-modifiziertes Ethylenvinylacetatharz umfaßt, wie aus dem US-Patent Nr. 5,721,086 (Emslander et al.) bekannt, oder mit einer Bildaufnahmeschicht, die ein Polymer umfaßt, das mindestens zwei monoethylenisch ungesättigte Monomereinheiten umfaßt, wobei eine Monomereinheit ein substituiertes Alken umfaßt, wobei jeder Zweig 0 bis etwa 8 Kohlenstoffatome umfaßt und wobei eine andere Monomereinheit einen Methacrylsäureester eines nicht-tertiären Alkylalkohols umfaßt, wobei die Alkylgruppe 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatome enthält und Heteroatome in der Alkylkette enthalten kann und wobei der Alkohol einen linearen, verzweigten oder zyklischen Charakter aufweisen kann.
Wahlweise enthält eine Seite des Films gegenüber der bedruckten Seite ein Feld aus einem druckempfindlichen Kleber. Üblicherweise wird das Feld des Klebers auf eine Hauptfläche von einer Trennschicht geschützt. Zudem können die Filme klar, durchscheinend oder undurchsichtig sein. Die Filme können farblos sein, eine massive Farbe oder ein Muster von Farben aufweisen. Die Filme können durchlässig, reflektierend oder retroreflektierend sein. Dem Fachmann bekannte, im Handel erhältliche Filme enthalten die Vielfalt von Filmen, die von der 3 M Company unter den Warenbezeichnungen PANAFLEX, NOMAD, SCOTCHCAL, SCOTCHLITE, CONTROLTAC und CONTROLTAC-PLUS erhältlich sind.
Im Handel erhältliche UV-strahlungshärtbare Tinten, die verwendet werden können, enthalten Tinten der Marke SUNJET der Firma Sun Chemicals Corp. (Fort Lee, NJ, USA), Tinten der Marke XaarJet der Firma Xaar Ltd. (Cambridge, UK) und Tinten der Marke ARROWJET der Firma Flint Ink (Flint, MI, USA). Andere strahlungshärtbare Tinten, die verwendet werden können, sind Tinten, die bei Exposition mit Strahlung in dem sichtbaren Spektrum oder bei Exposition mit einem Elektronenstrahl härten.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in 2 schematisch dargestellt, wobei eine Vorrichtung 10a einen Tintenstrahldrucker mit drehbarer Trommel umfaßt. Die Vorrichtung 10a enthält einen zylindrischen Träger oder eine zylindrische Trommel 11a, die um eine zentrale horizontale Referenzachse gedreht werden kann. Die Trommel 11a ist an ein Transportsystem wie etwa einen Elektromotor gekoppelt, um die Trommel 11a um ihre Mittelachse zu drehen, und der Motor ist zwecks gesteuerter Bewegungen der Trommel 11a an einen Controller 16a angeschlossen. Ein Substrat 12a wird über die Außenfläche der Trommel 11a empfangen.
Die Vorrichtung 10a enthält außerdem einen Druckkopf 14a zum Richten von UV-strahlungshärtbarer Tinte auf das Substrat 12a. Der Druckkopf 14a ist dem Druckkopf 14 etwas ähnlich, insofern als der Druckkopf 14a bevorzugt mit mehreren Quellen von Tinte mit verschiedenen Farben verbunden ist und eine Reihe von Düsen aufweist, die mit den Tintenquellen in Verbindung stehen. Außerdem ist der Druckkopf 14a gegebenenfalls für eine selektive Aktivierung an den Controller 16a angeschlossen.
Als eine Option kann die Länge des Druckkopfs 14a im wesentlichen der axialen Länge der Trommel 11a gleich sein. Als weitere Option kann die Länge des Druckkopfs 14a kürzer sein als die Länge der Trommel 11a. Bei der letzteren Ausführungsform ist der Druckkopf 14a an einem nichtgezeigten Schlitten zur Bewegung entlang einer horizontalen Achse befestigt. Der Schlitten ist mit einem Antriebsmittel (wie etwa beispielsweise einem Schrittmotor) verbunden, und das Antriebsmittel ist zur selektiven Bewegung an den Controller 16a angeschlossen. Die Bewegung des Druckkopfs 14a ermöglicht, daß das Substrat 12a gegebenenfalls über seine ganze Breite hinweg bedruckt werden kann.
Die Vorrichtung 10a enthält außerdem eine Härteinrichtung 24a zum Richten von UV-Strahlung auf Tinte, die auf dem Substrat 12a empfangen wird. Die Härteinrichtung 24a ist der Härteinrichtung 24 etwas ähnlich und enthält eine UV-Lampe 26a, die bevorzugt von einem Typ ist, der üblicherweise als „sofort eingeschaltet, sofort ausgeschaltet"-Lampe bekannt ist. Die Lampe 26a ist zur Aktivierung und Deaktivierung, wie benötigt, an den Controller 16a angeschlossen.
Die Härteinrichtung 24a ist an ein Paar von Führungsschienen 27a gekoppelt, von denen eine in 2 gezeigt ist. Die Schienen 27a erstrecken sich in einem Bogen um die Drehachse der Trommel 11a. Ein Motor 28a, wie etwa ein elektrischer Schrittmotor, ist betätigbar mit der Härteinrichtung 24a und den Schienen 27a verbunden, um die Härteinrichtung 24a wie gewünscht entlang den Schienen 27a zu bewegen. Der Motor 28a ist zum Betrieb auch an den Controller 16a angeschlossen.
Wie unter Bezugnahme auf 2 zu verstehen ist, kann der Motor 28a betätigt werden, um die UV-Lampe 26a in Richtungen entweder auf den Druckkopf 14a zu oder von diesem weg zu bewegen. Die Verweilzeit der auf dem Substrat 12a empfangenen Tinte kann als solche durch Betätigung des Motors 28a variiert werden. Der Motor 28a fungiert folglich als eine an den Controller 16a angeschlossene Steuereinrichtung zum Variieren der Verweilzeit gemäß der gewünschten Verweilzeit, wie durch einen Computer des Controllers 16a bestimmt.
Alternativ kann die Verweilzeit variiert werden, indem die Start- und Stoppzeit der Drehbewegung der Trommel 11a geändert wird. Bei dieser Alternative fungiert der Elektromotor zum Bewegen der Trommel 11a als eine Steuereinrichtung zum Variieren der Verweilzeit. Der Controller 16a bestimmt die entsprechende Stopp- und Startzeit, so daß die frisch gedruckten Tintenpunkte zur entsprechenden Zeit UV-Strahlung ausgesetzt werden.
Es ist auch eine Reihe anderer Optionen möglich. Beispielsweise kann eine Härteinrichtung eines Tintenstrahldruckers durch die Optionen relativ zum Druckkopf verschoben werden, die in der am 1. Mai 2000 eingereichten anhängigen US-Patentanmeldung mit der laufenden Nummer 09/562,018 der Anmelderin mit dem Titel „RADIATION CURING SYSTEM AND METHOD FOR INKJET PRINTERS" beschrieben sind. Weitere Optionen zum Variieren der in Tintenstrahldruckern mit drehbarer Trommel verwendeten Verweilzeit werden in der am 15. November 2001 eingereichten, gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel „ROTATABLE DRUM INKJET PRINTING APPARATUS FOR RADIATION CURABLE INK" mit der laufenden Nummer 10/001,101 beschrieben. Verfahren und Vorrichtungen zum Variieren der Intensität der von einer UV-Strahlungsquelle emittierten Strahlung können ebenfalls bereitgestellt werden, wie etwa die Verfahren und die Vorrichtungen, die in der am 15. November 2001 eingereichten, gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR SELECTION OF INKJET PRINTING PARAMETERS" mit der laufenden Nummer 10/001144 beschrieben sind.
Die Erfindung eignet sich außerdem zum Optimieren der zeitlichen Verzögerung zwischen Drucken und Härten auf der Basis der gedruckten Bildart. Ein optimaler Punktzuwachs für ein Graphikbild ist geringer als der für ein Bild vom Typ mit massiver Ausfüllung (wie etwa ein Verkehrszeichen). Ein Graphikbild benötigt weniger Punktzuwachs für feine Details, während ein Bild mit massiver Ausfüllung von einem größeren Punktzuwachs für weniger Streifenbildung und eine gleichförmigere Ausfüllung profitieren könnte. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung von qualitativ hochwertigen Bildern sowohl für Graphikbilder- als auch Verkehrszeichenanwendungen auf einem einzigen Drucker.
Wie oben dargelegt, stellt die vorliegende Erfindung ein Mittel zum automatischen Variieren der Verweilzeit für Tintenstrahldrucker gemäß den Eigenschaften einer ausgewählten Kombination aus Tinte und Substrat bereit. Die folgenden Beispiele veranschaulichen geeignete Verweilzeiten für bestimmte Substrate unter Verwendung einer bestimmten Tinte. Jene Beispiele können zur Verwendung beim Entwickeln bevorzugter Verweilzeiten für andere Kombinationen aus bestimmten Tinten und Substraten befolgt werden.
Beispiel 1
Die Ausbreitung eines Tintenpunkts wird als Funktion der Zeit für Magenta-Tinte auf verschiedenen Substraten gemessen. Die Tinte wurde vorbereitet, indem zuerst eine Mahlbasis hergestellt wurde aus 40 Gew.-% Magenta-Pigment (Monastral Red RT-343-D von Ciba Specialty Chemicals in Tarrytown, New York, USA), 14 Gew.-% Dispergiermittel („SOLSPERSE 32000" von Zeneca Inc. in Wilmington, DE, USA") und 46 Gew.-% Tetrahydrofurfurylacrylat. Zur Herstellung der Mahlbasis wurde das Dispergiermittel Solsperse in dem Tetrahydrofurfurylacrylat gelöst. Das Pigment wurde dann der Lösung zugesetzt und eingearbeitet, indem es mit einem Rotor-Stator-Mischer gemischt wurde. Die Dispersion wurde mit einer Mini-Zata-Kugelmühle von Netszch (erhältlich von der Firma Netszch Inc. in Exton, PA, USA) gemahlen, wobei 0,5 mm Zirconiamedium verwendet wurde. Die Dispersion wurde 90 min. lang in der Mühle verarbeitet.
Ein Oligomer wurde gemäß der folgenden Prozedur hergestellt: 281,3 g TONE M-100 Polycaprolactonacrylat, erhältlich von der Firma Union Carbide Corp. in Danbury, CT, USA (0,818 Äquivalente) wurden 0,040 g 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT) und 1 Tropfen Dibutylzinndilaurat (beide von der Firma Aldrich Chemical Co. in Milwaukee, WI, USA erhältlich) zugesetzt. Dies wurde unter Rühren unter einer Atmosphäre von trockener Luft auf 90°C erhitzt. 84,2 g VESTANAT-TMDI-Mischung aus 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat (0,80 Äquivalente), erhältlich von der Firma Creanova Inc. in Somerset, NJ, USA, wurden langsam zugesetzt, wobei die Exotherme mit einem Wasserbad auf unter 100°C kontrolliert wurde. Die Reaktion wurde 8 Stunden lang bei 90°C am Laufen gehalten, wonach das IR-Spektrum kein restliches Isocyanat zeigte. Die Brookfield-Viskosität des Produkts wurde als 2500 CP 25°C bestimmt. Das berechnete Molekulargewicht dieses Materials betrug 875.
Die Mahlbasis und das Oligomer wurden mit den verbleibenden Bestandteilen in den folgenden Anteilen kombiniert: 80 g Mahlbasis, 40 g Oligomer, 28,5 g Tetrahydrofurfurylacrylat, 24,1 g 2-(2-Ethoxyethoxy)ethylacrylat, 60 g Isobornylacrylat, 40 g Isooctylacrylat, 60 g N-Vinylcaprolactam, 20 g Hexandioldiacrylat, 8 g Stabilisator (TINUVIN 292 der Firma Ciba Specialty Chemicals), 3,6 g 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenylcarbodiimid (STABAXOL I der Firma Rhein Chemie Corp. in Trenton, New Jersey, USA), 0,4 g Stabilisator (IRGANOX 1035 der Firma Ciba Specialty Chemicals), 14 g Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid (IRGACURE 819 der Firma Ciba Specialty Chemicals), 12 g 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on (IRGACURE 651 der Firma Ciba Specialty Chemicals), 8 g 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-on (IRGACURE 369 der Firma Ciba Specialty Chemicals) und 4 g Isopropylthioxanthon (SPEEDCURE ITX der Firma Aceto Corp. in New Hyde Park, New York, USA). Um die Benetzung und das Fließen der Tinte zu verbessern, wurden 0,4 Gew.-% Flußmittel (COATOSIL 3573 der Firma Witco Corp. in Greenwich, Connecticut, USA) der Mischung zugesetzt. Die Endviskosität der Formulierung bei 25°C betrug 15,2 mPas, bei Messung bei einer Scherrate von 100 s^–1 unter Verwendung der Kammer- und Meßkörper-Geometrie mit dem SR-200-Steuerstreßrheometer, erhältlich von der Firma Rheomtric Scientific Inc. (Piscataway, NJ, USA), und die Oberflächenspannung der Formulierung betrug unter Verwendung des Plattenverfahrens 23,5 mN/Meter bei 25°C, und die statische Oberflächenspannung wurde bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Kruss K-10-Tensiometers (erhältlich von Kruss GmbH in Hamburg, Deutschland) gemessen.
Die folgenden Substrate wurden verwendet:
Reihen von einzelnen Tintentropfen wurden unter Verwendung einer X-Y-positionierbaren Platte auf Substraten abgeschieden. Der Drucker wies einen Druckkopf (XAARJET XJ128-360 von der Firma XAAR Ltd. in Cambridge, UK) auf, der Tintentropfen mit einem Volumen von 30 pL drucken konnte. Die Größe des Tintentropfens zum Zeitpunkt, wenn die Tinte auf das Substrat auftrifft, wurde als der Durchmesser einer perfekten Halbkugel mit einem Volumen von 30 pL berechnet. Die Verweilzeit für die erste Reihe von Punkten betrug 0,5 Sekunden. Die Verweilzeit für die folgenden 15 Reihen von Punkten nahm um Intervalle von 8 Sekunden für jede Reihe zu. Der Durchmesser der gehärteten Tintenpunkte auf jedem Substrat für jedes Zeitintervall wurde mit einem Stereomikroskop gemessen. Die unten in Tabelle I aufgeführten Werte stellen den Durchschnitt von sechs Messungen unter Verwendung des Stereomikroskops dar und sind in 3 graphisch gezeigt.
Tabelle I Durchmesser des Tintenpunkts in Mikrometern
Wie in 3 gezeigt, erreichte die Größe des Tintenpunkts im wesentlichen eine Maximalgröße für die Proben C und D bei einer Verweilzeit von etwa acht Sekunden. Für die Proben A und E erreichte der Tintenpunkt im wesentlichen eine Maximalgröße bei einer Verweilzeit von etwa 30 Sekunden. Bei den Proben B und F erreichte der Tintenpunkt im wesentlichen eine Maximalgröße bei einer Verweilzeit von etwa 90 Sekunden.
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die gleiche Druckertinte und Substrate verwendet wurden, aber mit einem 70 pL-Druckkopf (XAARJET XJ 128-200 von XAAR). Die Ergebnisse sind unten in Tabelle II dargelegt und in 4 graphisch dargestellt.
Tabelle II Durchmesser des Tintenpunkts in Mikrometern
Die Daten zeigen, daß die Größe des Tintenpunkts im wesentlichen einen Maximalwert für die Proben C und D bei einer Verweilzeit von etwa 8 Sekunden erreichte. Der Tintenpunkt erreicht im wesentlichen einen Maximalwert für die Substrate A und E, wenn eine Verweilzeit von etwa 20 Sekunden verwendet wird. Der auf das Substrat F gedruckte Tintenpunkt erreichte im wesentlichen eine Maximalgröße bei einer Verweilzeit von etwa 30 Sekunden, und der auf Substrat B gedruckte Tintenpunkt scheint eine Größenzunahme bis zu einer Verweilzeit von etwa 60 Sekunden zu erfahren.
Beispiel 3
Dann wurde ein theoretisch kleinster erforderlicher Punktzuwachs für eine gute massive Ausfüllung als Funktion des Tintentropfenvolumens und der Druckauflösung berechnet. Der Punktzuwachs ist definiert als das Verhältnis des Punktenddurchmessers auf dem Substrat („D") dividiert durch den Durchmesser des Tintentropfens vor dem Auftreffen auf dem Substrat („d"). Die Druckauflösung ist definiert als die Anzahl der Punkte pro linearem Inch. Der Punktgrößenenddurchmesser auf dem Substrat bzw. „D" steht zu der Auflösung des Druckers (dpi) in Beziehung und sollte bei einer vollständigen massiven Ausfüllung gleich der Quadratwurzel von 2 dividiert durch die Druckerauflösung sein, bzw. D = (2)^0,5/dpi. Der Durchmesser des Tropfens vor dem Auftreffen auf dem Substrat bzw. d sowie der theoretische kleinste erforderliche Punktzuwachs für drei verschiedene Druckerauflösungen sind in Tabelle III gezeigt.
Tabelle III
Es wird bevorzugt, den theoretischen Wert des Punktzuwachses mit 1,25 zu multiplizieren, um einen praktischen Punktzuwachs zu erhalten, um kleine Fehler bei der Druckkopfleistung zu berücksichtigen, wie etwa Nebensprechen, ungleichförmige Tintentropfengröße und fehlgerichtete Tintentropfen. Der praktische Punktzuwachs kann als solcher für die oben dargelegten Beispiele 1 und 2 berechnet werden.
Beispiel 4
Bei einer gewünschten Bildauflösung von 300 × 300 dpi und unter Verwendung des Druckers wie in Beispiel 1 beschrieben, beträgt der theoretische kleinste Punktzuwachs, wie in 5 gezeigt, etwa 3,1. Folglich beträgt der praktische erforderliche Punktzuwachs 3,9. Die erforderliche Punktgröße der Tinte auf dem Substrat kann dann berechnet werden, indem der Durchmesser des Punkts mit dem Punktzuwachs multipliziert wird, bzw. 148 Mikrometer.
Dementsprechend beträgt eine optimale Verweilzeit für jede der jeweiligen Kombinationen aus Tinte und Substraten (in Beispiel 1 beschrieben):

Substrat Verweilzeit

A 30 Sekunden

B 24 Sekunden

C 8 Sekunden

D 8 Sekunden

E 30 Sekunden

F 16 Sekunden
Es sei angemerkt, daß die Tintenpunkte auf den Substraten A, C, D und E nicht die optimale Punktgröße von 148 Mikrometern erreichten. Die empfohlene Verweilzeit oben für diese Substrate entspricht der Zeit, bei der der Tintenpunkt seine Maximalgröße erreicht. Härten bei dieser Zeit verhindert, daß sich die Tintenpunkte vereinigen, und sorgt für eine optimierte Bildqualität für die verwendete Kombination Tinte-Substrat-Druckkopf.
Beispiel 5
Bei einer gewünschten Bildauflösung von 300 × 300 dpi und unter Verwendung des Druckers wie in Beispiel 2 beschrieben, beträgt der theoretische kleinste Punktzuwachs, wie in 5 gezeigt, etwa 2,3. Folglich beträgt der praktische erforderliche Punktzuwachs 2,9.
Die erforderliche Punktgröße der Tinte auf dem Substrat kann dann berechnet werden, indem der Durchmesser des Punkts mit dem Punktzuwachs multipliziert wird, bzw. 148 Mikrometer.
Dementsprechend beträgt eine optimale Verweilzeit für jede der jeweiligen Kombinationen aus Tinte und Substraten (in Beispiel 2 beschrieben):

Substrat Verweilzeit

A 16 Sekunden

B 1 Sekunden

C 8 Sekunden

D 8 Sekunden

E 0,5 Sekunden

F 6 Sekunden
Es wird wieder darauf hingewiesen, daß die Tintenpunkte auf den Substraten C und D nicht die optimale Punktgröße von 148 Mikrometern erreichten. Die empfohlene Verweilzeit oben für diese Substrate entspricht der Zeit, bei der der Tintenpunkt seine Maximalgröße erreicht. Härten bei dieser Zeit verhindert, daß sich die Tintenpunkte vereinigen, und sorgt für eine optimierte Bildqualität für die verwendete Kombination Tinte-Substrat-Druckkopf.
Zusätzlich zu den verschiedenen, oben beschriebenen Ausführungsformen ist auch eine Reihe weiterer Ausführungsformen möglich. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht so angesehen werden, daß sie auf die oben beschriebenen spezifischen Beispiele für Drucker und Druckverfahren beschränkt ist, sondern nur durch einen fairen Schutzbereich der Ansprüche, die folgen, zusammen mit ihren Äquivalenten.

Claims

Tintenstrahldruckvorrichtung für strahlungshärtbare Tinte, umfassend: einen Träger zum Empfangen eines Substrats; einen Druckkopf zum Richten von strahlungshärtbarer Tinte auf ein auf dem Träger empfangenes Substrat; eine Härteinrichtung zum Richten von Strahlung zu auf dem Substrat empfangener Tinte; einen Controller mit einem Eingang zum Empfangen von einer oder mehreren Eigenschaften des Substrats und einer oder mehreren Eigenschaften der Tinte, wobei der Controller einen Computer zum Bestimmen einer gewünschten Verweilzeit für die Tinte auf der Basis der Eigenschaften des Substrats und der Tinte enthält; und eine mit dem Controller verbundene Steuereinrichtung zum Variieren der Verweilzeit gemäß der vom Computer bestimmten gewünschten Verweilzeit.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Trommel umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung einen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit zum Bewegen der Trommel umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger ein Bett mit einer im allgemeinen flachen Konfiguration aufweist.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung einen Antrieb zum Bewegen der Härteinrichtung relativ zum Bett umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung einen Antrieb zum Bewegen der Härteinrichtung relativ zum Druckkopf umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Antrieb auch die Härteinrichtung relativ zu dem Bett bewegt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Härteinrichtung in Richtungen auf den Druckkopf zu und von diesem weg bewegbar ist, um die Verweilzeit zu variieren.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ein Transportsystem zum relativen Bewegen des Substrats und der Härteinrichtung umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung eine Rollendruckmaschine ist.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung eine mit dem Druckkopf verbundene Steuerung mit variabler Geschwindigkeit zum Variieren der Druckgeschwindigkeit umfaßt.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller eine Benutzerschnittstelle zum Empfangen von Eigenschaften eines gewünschten Bilds enthält.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 12, wobei zu den Eigenschaften eine oder mehrere der folgenden zählen: Tintentropfengröße, Bildauflösung, Bildglanz, Bildfarbdichte.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller einen Speicher enthält, der eine oder mehrere Eigenschaften bestimmter Substrate hält.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller einen Speicher enthält, der eine oder mehrere Eigenschaften bestimmter Tinten hält.
Tintenstrahldruckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller einen Speicher enthält, der eine bevorzugte Verweilzeit hält, wenn eine Kombination aus einer bestimmten Tinte und einem bestimmten Substrat verwendet wird.
Verfahren zum Tintenstrahldruck, umfassend: Auswählen einer strahlungshärtbaren Tinte; Auswählen eines Substrats; Eingeben mindestens einer Eigenschaft der Tinte und mindestens einer Eigenschaft des Substrats in einen Computer; Bestimmen eines bevorzugten Tintenpunktzuwachses, wenn die ausgewählte Tinte auf das ausgewählte Substrat gedruckt wird; und Berechnen einer Verweilzeit zum Erreichen des bevorzugten Tintenpunktzuwachses mit dem Computer.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Eingebens mindestens einer Eigenschaft einer gewünschten Bildauflösung in den Computer.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Haltens mindestens einer Eigenschaft bestimmter Substrate im Computerspeicher.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Haltens mindestens einer Eigenschaft bestimmter Tinten im Computerspeicher.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Haltens einer bevorzugten Verweilzeit im Computer, wenn eine bestimmte Tinte und ein bestimmtes Substrat verwendet werden.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Auswählens einer Geschwindigkeit der relativen Bewegung zwischen dem Substrat und einem Druckkopf.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des relativen Bewegens eines Druckkopfs und einer Härteinrichtung gemäß der berechneten Verweilzeit.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Auswählens einer Geschwindigkeit des Substrats gemäß der berechneten Verweilzeit.
Verfahren zum Tintenstrahldruck nach Anspruch 17, und enthaltend den Vorgang des Auswählens einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem Substrat und einem Druckkopf gemäß der berechneten Verweilzeit.