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(Technisches Gebiet der
Erfindung)
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsverfahren zum Durchführen eines
Druckvorgangs auf der Oberfläche
eines zu bedruckenden Materials, das aus einem nicht absorbierenden
Material wie beispielsweise Aluminium gemacht ist, das keine Tinte
absorbiert.
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(Beschreibung des Standes
der Technik)
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Ein
herkömmliches
Aufzeichnungsverfahren zum Zeichnen auf einer Aluminiumoberfläche ist
beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung mit der
Veröffentlichungsnummer 11-326548
offenbart. In dieser Veröffentlichung
wird ein Zifferblatt einer Uhr aus Aluminium gemacht, eine Aufnahmeschicht
wird auf der Oberfläche
des Zifferblatts ausgebildet, und ein Farbmaterial (Pigment) wird
auf die Aufnahmeschicht aufgebracht, um so Buchstaben und dergleichen
darauf zu drucken.
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(Durch die Erfindung zu
lösende
Probleme)
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Bei
dem obigen Aufzeichnungsverfahren wird ein Pigment als Farbmaterial
verwendet. Da Partikel des Pigments groß sind, werden sie nicht gründlich von
der Aufnahmeschicht aufgenommen und nicht so einfach fixiert.
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Bei
dem obigen Aufzeichnungsverfahren werden außerdem Tintentröpfchen aus
mehreren Farben geeignet auf der Aufnahmeschicht überlagert,
um eine spezifische Farbe zu produzieren. Wenn die Tintentröpfchen überlagert
werden, verteilen sie sich (sie verschwimmen) auf der Aluminiumoberfläche, und
daher kann ein klares Bild nicht geschaffen werden.
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8 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Fall zeigt, in welchem auf einem aus einem nicht
absorbierenden Material gemachten zu bedruckenden Gegenstand gezeichnet
wird, welches Material keine Tintentröpfchen absorbiert, und zwar
unter Verwendung eines Druckerkopfes. Wenn ein Tintentröpfchen 11a aus
einer Düse 11 eines
Druckerkopfes 10 ausgestoßen wird und ein Tintentröpfchen 12a dann
aus einer Düse 12 hin
zu dem gleichen Bereich ausgestoßen wird, werden diese beiden
Tintentröpfchen
vermischt und verteilen sich (verschwimmen) mit der Zeit.
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JP 08 156 394 A offenbart
ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die obigen Probleme
zu überwinden,
und ein Ziel der Erfindung ist es, ein Aufzeichnungsverfahren zu
schaffen, das das Verschwimmen vermindert oder das Verschwimmen
vermindert und es einfacher macht, Tintentröpfchen zu fixieren.
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In
einem Aufzeichnungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auf einer Oberfläche eines
aus einem nicht absorbierenden Material, welches ein Tintentröpfchen nicht
absorbiert, gemachten zu bedruckenden Gegenstandes ein Druckvorgang durchgeführt, während dieser
Gegenstand erhitzt wird. Da in dieser Erfindung auf der Oberfläche gedruckt
wird, während
die Oberfläche
erhitzt wird, wird beispielsweise in dem Tintentröpfchen beinhaltete Flüssigkeit
verdampft, und die Adsorption des Tintentropfens auf den nicht absorbierenden
Material wird beschleunigt, um dadurch die Zeit für den Druckvorgang
zu vermindern. Aus diesem Grund wird verhindert, dass das Tintentröpfchen sich
verteilt, ein Verschwimmen wird verhindert, und so kann ein klares Bild
geschaffen werden.
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Das
nicht absorbierende Material ist ein weiches Alumit (soft alumite).
Da in dieser Erfindung gedruckt wird, während das weiche Alumit erhitzt
wird, wird nicht nur das Trocknen des Tintentropfens, sondern auch
die Adsorption des Tintentropfens an einer auf der Oberfläche des
weichen Alumits ausgebildeten porösen Schicht beschleunigt, und
das Tintentröpfchen
wird in einer kurzen Zeit fixiert. Aus diesem Grund wird das Tintentröpfchen daran
gehindert, sich zu verteilen und ein Verschwimmen wird verhindert.
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Das
weiche Alumit wird durch Ausbilden eines Oxidfilms auf einer Aluminiumoberfläche produziert,
und es wird auf der Oberfläche
des weichen Alumits gedruckt, während
das weiche Alumit erhitzt wird. Da in dieser Erfindung auf einer
porösen Schicht
auf der Oberfläche
des weichen Alumits gedruckt wird, kann ein Tintentropfen leicht
in winzige Öffnungen
der porösen
Schicht eindringen, und ein Verschwimmen der Tinte kann verhindert
werden. Außerdem
wird, da gedruckt wird, während
das weiche Alumit erhitzt wird, ähnlich
wie oben beschrieben, die Adsorption des Tintentröpfchens
an der porösen
Schicht beschleunigt, und das Tintentröpfchen wird in einer kurzen
Zeit fixiert. Aus diesem Grund wird das Tintentröpfchen daran gehindert, sich
zu verteilen, und ein Verschwimmen wird verhindert. Insbesondere
werden, da die Größe und die
Tiefe der Öffnungen
der porösen
Schicht in dem weichen Alumit geeignet gewählt sind, die obigen Vorteile
noch hervorgehoben.
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Es
wird mit einer Tinte auf Farbstoffbasis gedruckt. Da Partikel dieser
Tinte auf Farbstoffbasis klein sind, treten sie leicht in die winzigen Öffnungen der
porösen
Schicht ein. Da die Tinte auf Farbstoffbasis einer Ionenseparation
unterliegt, werden sie außerdem
in den Öffnungen
der porösen
Schicht durch molekulare Adsorption oder Ionenbindung fixiert. Aus diesem
Grund wird das Tintentröpfchen
fest fixiert, und der chemische Widerstand ist erhöht. Da die
Adsorption durch die molekulare Adsorption oder die Ionenbindung
durch die Wärmebehandlung
beschleunigt wird und die Fixierung in kurzer Zeit beendet ist, wird
das Tintentröpfchen
daran gehindert, sich zu verteilen. Dies verhindert auch ein Verschwimmen.
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Auf
der Oberfläche
eines nicht absorbierenden Materials, welches ein Tintentröpfchen nicht
absorbiert, wird eine poröse
Schicht ausgebildet, und der Druckvorgang wird darauf mit einer
Tinte auf Farbstoffbasis ausgeführt.
Da Partikel dieser Tinte auf Farbstoffbasis klein sind, treten sie
leicht in winzige Öffnungen
der porösen
Schicht ein, und dies verhindert ein Verschwimmen. Da das Tintentröpfchen durch
molekulare Adsorption oder Ionenbindung adsorbiert wird und fest
fixiert wird, ist außerdem
der chemische Widerstand erhöht.
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Das
weiche Alumit wird durch Ausbilden eines Oxidfilms auf einer Aluminiumoberfläche produziert,
und es wird mit einer Tinte auf Farbstoffbasis auf diesem weichen
Alumit gedruckt. Da in dieser Erfindung mit der Tinte auf Farbstoffbasis
auf einer auf der Oberfläche
des weichen Alumits ausgebildeten porösen Schicht gedruckt wird,
treten Partikel der Tinte auf Farbstoffbasis leicht in winzige Öffnungen der
porösen
Schicht ein, und daher kann ein Verschwimmen verhindert werden.
Da das Tintentröpfchen
durch molekulare Adsorption oder Ionenbindung adsorbiert wird und
fest fixiert wird, ist der chemische Widerstand erhöht.
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Es
wird mit einer Tinte auf Farbstoffbasis auf einem weichen Alumit
gedruckt. Da das weiche Alumit verwendet wird, wird ein Verschwimmen
verhindert, und der chemische Widerstand ist erhöht, wie bereits beschrieben.
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Vorzugsweise
wird nach dem Drucken eine Versiegelungsbehandlung ausgeführt. Da
eine Tintenschicht durch die Versiegelungsbehandlung beschichtet
wird, wird der Verschleißwiderstand
erhöht.
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Vorzugsweise
liegt die Heiztemperatur im Bereich von 30°C bis 80°C. In dieser Erfindung ist die untere
Grenztemperatur, bei welcher die Vorteile mit Bezug auf die Raumtemperatur
(20 bis 25°C)
vorgesehen werden, auf 30°C
festgelegt, und die obere Grenztemperatur ist auf 80°C festgelegt
unter Berücksichtigung
der Dekompositionstemperatur der Tinte auf Farbstoffbasis. Vorzugsweise
liegt die Heiztemperatur im Bereich von 30 bis 60°C. Die obere Grenztemperatur
ist auf 60°C
festgelegt, und zwar unter Berücksichtigung
der Tatsache, dass die Dekompositionstemperaturen einiger Tinten
auf Farbstoffbasis gering sind.
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Vorzugsweise
wird die Heiztemperatur in dem Bereich von 40 bis 50°C festgelegt.
In dieser Erfindung ist die untere Grenztemperatur, bei welcher verstärkte Vorteile
mit Bezug auf die Raumtemperatur (20 bis 25°C) entstehen, auf 40°C festgelegt,
und die obere Grenztemperatur liegt bei 50°C unter Berücksichtigung von Schwankungen
in den Dekompositionstemperaturen von Tinten auf Farbstoffbasis.
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Vorzugsweise
ist der Druckvorgang ein Farbdruckvorgang. Tintentropfen werden überlagert, wenn
ein Farbdruckvorgang ausgeführt
wird. In dieser Erfindung wird beispielsweise eine in den Tintentröpfchen vorhandene
Flüssigkeit
durch die Wärmebehandlung
verdampft und die Adsorption der Tintentröpfchen an dem nicht absorbierenden
Material wird beschleunigt und wird in einer kurzen zeit vervollständigt. Dies
kann ein Verschwimmen verhindern.
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Vorzugsweise
wird das Drucken mit einem Tintenstrahldrucker ausgeführt. In
dieser Erfindung wird auf dem nicht absorbierenden Material mittels
eines Tintenstrahldruckers gedruckt, welcher als Druckvorrichtung
weit verbreitet ist.
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Vorzugsweise
ist das Erhitzen ein teilweises Erhitzen in dem Laser. In dieser
Erfindung wird der Druckbereich einem teilweisen Erhitzen mit einem Laser
unterworfen. Ein solches lokales Erhitzen führt zu Energieeinsparungen.
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Vorzugsweise
ist das Erhitzen ein teilweises Erhitzen mit Infrarotstrahlen. In
dieser Erfindung wird der Druckbereich einem teilweisen Erhitzen
mit Infrarotstrahlen unterworfen. Ein solches lokales Erhitzen führt zu Energieeinsparungen.
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Vorzugsweise
wird das Erhitzen mit einem Stroboskop ausgeführt. In dieser Erfindung wird
der Druckbereich unmittelbar mit einem Stroboskop erhitzt. Ein solches
unmittelbares Erhitzen führt
zu Energieeinsparungen.
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(Kurze Beschreibung der
Zeichnungen)
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Die
vorliegende Erfindung wird genauer anhand von beispielhaften Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
erläuternde
Ansicht ist, die ein Aufzeichnungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine detaillierte Ansicht eines in 1 dargestellten
Aluminiumoxidfilms.
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3 ist
eine charakteristische Ansicht, die das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante
relativ zu 20°C
zeigt.
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Erhitzungszustand zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die die Konfiguration des hauptsächlichen Bereichs einer Aufzeichnungsvorrichtung
zum Ausführen
des in 1(c) dargestellten Druckvorgangs
zeigt.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht eines Roboters mit linearen Achsen und Umdrehungsachsen.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht, die konzeptuell die in 5 dargestellte
Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, um ihre Arbeitsweise zu erläutern.
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8 ist
eine erläuternde
Ansicht eines herkömmlichen
Aufzeichnungsverfahrens.
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(Beschreibung der Ausführungsformen)
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Aufzeichnungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
- (1) In der
ersten Ausführungsform
ist ein Aluminiumoxidfilm 21 auf der Oberfläche eines
Aluminiumsubstrats 20 ausgebildet (1(a) und 1(b)). Der Aluminiumoxidfilm 21 wird
beispielsweise durch Anodisieren des Substrats 20 in einer
Sulfatlösung
produziert. Der Aluminiumoxidfilm 21 beinhaltet eine poröse Aluminaschicht,
die als Aufnahmeschicht funktioniert. Eine solche Kondensation aus
dem Aluminiumsubstrat 20 und dem Aluminiumoxidfilm 21 wird
als "Alumit" 22 bezeichnet.
2 ist
eine detaillierte Ansicht des Aluminiumoxidfilms 21. Jede Öffnung 21a der
porösen
Aluminaschicht, die in dem Aluminiumoxidfilm 21 ausgebildet
ist, hat einen Durchmesser von ungefähr 0,001 μm bis 0,025 μm. In der vorliegenden Erfindung
wird das weiche Alumit 22 mit einer solchen Struktur verwendet,
weil ein hartes Alumit die Ausbildung und Verwendung von geeigneten Öffnungen
nicht ermöglicht,
d.h. es ist unmöglich, die
winzigen Öffnungen 21a mit
einer geeigneten Tiefe auszubilden, wie es in 2 dargestellt
ist.
- (2) Anschließend
wird eine Tintenschicht 23 (1(c))
durch Ausstoßen
von Tintentröpfchen 23a aus
einem Tintenstrahlkopf ausgeformt, um so das Zeichnen auszuführen (siehe 2).
Die Tinte ist eine Tinte auf Farbstoffbasis. Da Partikel dieser
Tinte auf Farbstoffbasis eine Größe von ungefähr 0,0008 μm bis 0,003 μm (bis zu
0,005 μm) haben
und einer Ionenseparation unterliegen, treten sie leicht in die Öffnungen 21a ein
und werden Ionen-absorbiert oder molekular-absorbiert. Aus diesem Grund werden
die Tintentröpfchen 23a leicht
an dem Aluminiumoxidfilm 21 fixiert, und dies verbessert
den chemischen Widerstand. Im Gegensatz dazu treten in einem Fall,
in welchem eine pigmentbasierte Tinte verwendet wird, da die Partikel
dieser Tinte eine Größe von 0,03 μm oder mehr
haben und nicht einer Ionenseparation unterliegen, die Partikel
nicht so einfach in die Öffnungen 21a ein.
Da die Partikel außerdem
nicht durch Ionen-Adsorption
oder dergleichen adsorbiert werden, ist es außerdem schwierig, sie an dem
Aluminiumoxidfilm 21 zu fixieren, und dies vermindert den
chemischen Widerstand. Während
eines Zeichenvorgangs wird eine Wärmebehandlung ausgeführt. Diese
Wärmebehandlung dient
zwei Funktionen, nämlich
(a) das Fördern der
ionischen Bindung oder der molekularen Adsorption und (b) das Trocknen
der ausgestoßenen Tintentröpfchen.
Diese beiden Funktionen werden im Detail später beschrieben.
- (3) Anschließend
wird eine Versiegelungsbehandlung ausgeführt (1(d)).
Die Versiegelungsbehandlung wird durch Produzieren eines Nickelfilms 24 durch
Eintauchen des obigen bedruckten Materials in einer Nickelsulfatlösung ausgeführt. Diese
Versiegelungsbehandlung ist nicht wesentlich, und die Öffnungen
können
natürlich
auch dadurch versiegelt werden, dass sie in der Luft belassen werden.
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Die
oben Funktionen (a) und (b) der Wärmebehandlung werden nun beschrieben.
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(a) Beschleunigen der
ionischen Bindung oder molekularen Adsorption
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Die
Tintentröpfchen 23a werden
in den Öffnungen 21a des
Aluminiumoxidfilms 21 nicht in einer Beziehung wie "in einen Eimer gegossenes
Wasser" gehalten,
sondern durch "ionische
Bindung oder molekulare Adsorption" aufgrund der Vergrößerung des Oberflächenbereichs
der Öffnungen 21a des
Aluminiumoxidfilms 21, d.h. von Gruben und Vorsprüngen. Die
folgende Gleichung von Arrhenius ist recht bekannt als Formel, die
sich auf diese Reaktion bezieht: K = Aexp(–Ea/RT),wobei
k für die
Geschwindigkeitskonstante steht, T für die absolute Temperatur,
R für die
Gaskonstante und A und Ea für
Konstanten, die in der Reaktion inhärent sind, wobei A für einen
Frequenzfaktor steht und Ea für
eine Aktivierungsenergie.
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3 ist
eine charakteristische Ansicht, die das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeitskonstante
relativ zu 20°C
zeigt. Ea/R von Tinten beträgt ungefähr 15000.
Hierbei ist das Verhältnis
k40/k20 einer Reaktionsgeschwindigkeit k gleich 20 bei 20°C, und eine
Reaktionsgeschwindigkeit k bei 40°C
ist ungefähr
gleich 26. Das zeigt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit k40 sechsundzwanzigmal
so hoch ist wie die Reaktionsgeschwindigkeit k20.
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(b) Trocknen auf ausgestoßenen Tintentröpfchen
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Der
Tintenstrahlkopf wird beispielsweise auf der Grundlage der Annahme
ausgestaltet, dass ein Tintentröpfchen
auf einem Medium (einem Material, auf welchem gezeichnet wird) fixiert wird,
so dass es Durchmesser im Bereich von 40 bis 50 μm hat, wenn das Zeichnen bei
720 dpi und mit einer normalen Punktgröße (19 pl) ausgeführt wird.
In einem Fall, in welchem das bedruckte Material Papier ist, verbreitet sich
das Tintentröpfchen,
während
es aufgrund des Aufpralls bei der Landung sich unmittelbar in der
radialen Richtung verbreitert, nicht weiter aus, weil es das Papier
durchdringt. Im Gegensatz dazu durchdringt ein Tintentröpfchen die
winzigen Oberflächenöffnungen
des Alumits in gewisser Weise und kann nicht vollständig absorbiert
werden. Da die Befeuchtbarkeit der Tinte mit Bezug auf das Alumit
relativ gering ist (50 bis 60 dyne/cm), wird ein Tintentröpfchen in
einer halbkugelförmigen
Gestalt einer geeigneten Größe gehalten
und mit einem Durchmesser von ungefähr 45 μm. Wenn ein Tintentröpfchen einer
anderen Farbe darauf für
eine Farbmischung überlagert wird,
kann diese Gestalt aber nicht beibehalten werden, die Farbbalance
des gesamten Bildes wird gestört,
und das Bild verschwimmt (siehe 8).
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In
diesem Fall kann eine solche Bildverschlechterung verhindert werden,
indem vor dem Ausstoßen
des nächsten
Tintentröpfchens überschüssige Feuchtigkeit
aus der Tinte entfernt wird. Das heißt, die Feuchtigkeit wird entfernt
durch Permeation, wenn Papier verwendet wird, und durch Verdampfen
durch Hitze in dieser Ausführungsform.
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen Erwärmungszustand
zeigt. Wenn ein Tintentröpfchen 23a aus
einer Düse 11 eines
Druckerkopfes 10 ausgestoßen wird, wird Feuchtigkeit
auf dem Tintentröpfchen 23a verdampft,
und es verbleibt nur ein festes Material von beispielsweise 20 Gew-%
oder weniger, d.h. das Tintentröpfchen 23a verbleibt
wie es ist, ohne sich auszubreiten. Wenn ein Tintentropfen 23b dann
aus einer Düse 12 hin
zum gleichen Bereich ausgestoßen
wird, wird er auf dem vorangehenden Tintentröpfchen 23a platziert
und breitet sich nicht aus (verschwimmt nicht), wie dies in 8 dargestellt
ist. Da im nächsten
Moment eine Trocknung erfolgt, wird der Druckvorgang schnell ausgeführt.
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Die
Bedingungen der obigen Wärmebehandlung
sind auf die folgenden Werte für
einen gängigen Typen
von Drucker festgelegt:
- dpi: 720 dpi
- Tintenaustoßfrequenz:
20 kHz
- Laufwagenbewegungsgeschwindigkeit: 700 mm/s
- Farbdüsenabstand:
3 mm
- Tintenmenge pro Tröpfchen:
19 pl
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In
dieser Ausführungsform
muss Tinte innerhalb von 3 mm/700 mm/s verdampft werden, d.h. innerhalb
von 4 ms. Da die latente Wärme
von Wasser, welches die Hauptkomponente von Tinte ist, ungefähr 80 cal
beträgt,
beträgt
die erforderliche Wärmemenge
19 × 10–9 × 80 = 2 × 10–6 cal.
Daher ist es nur notwendig, auf jede Düse 2 × 10–6/4 × 10–3 =
5 × 10–4 cal/sec
Wärme aufzubringen.
Während
die Wärmemenge
recht gering ist, ist experimentell festgestellt worden, dass es
tatsächlich
notwendig ist, eine viel größere als
die oben angegebene Wärmemenge
aufzubringen, und zwar aufgrund der Koeffizienten der thermischen
Leitfähigkeit
und dergleichen. Experimentell ist festgestellt worden, dass die
gewünschte Funktion
erfüllt
werden kann, indem eine Aluminiumplatte der Größe A4 und der Dicke von 3 mm,
die als zu bedruckendes Material dient, auf einer Aluminiumplatte
der Größe A4 mit
der Dicke t von 5 mm platziert wird, die auf 40°C erwärmt wird, und darauf gedruckt wird.
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Während bevorzugt
wird, dass die Erwärmungstemperatur
höher ist,
ist gemäß der in 3 dargestellten
Kennlinie die Wärmetemperatur
auf 30 bis 80°C
oder 30 bis 60°C
oder noch besser auf 40 bis 50°C
festgelegt, und zwar unter Berücksichtigung der
Dekompositionstemperatur der pigmentbasierten Tinte.
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In
der vorliegenden Erfindung kann das oben beschriebenen Erhitzungsverfahren,
in welchem ein zu bedruckendes Material auf einer Wärmeplatte (Aluminiumplatte)
platziert wird, beispielsweise durch partielles Erhitzen mit einem
Laser ersetzt werden, partielles Erhitzen mit Infrarotstrahlen,
Erhitzen mit Licht und warmer Luft oder Erhitzen mit einem Stroboskop
(einschließlich
eines Strobe-Lichts).
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Zweite Ausführungsform
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5 ist
eine Ansicht, die die Konfiguration des hauptsächlichen Bereichs einer Aufzeichnungsvorrichtung
zum Ausführen
des in 1(c) dargestellten Druckvorgangs
zeigt. Eine Robotersystemsteuerung (im Folgenden einfach als Steuerung
bezeichnet) 100 ist durch einen FA-Personalcomputer strukturiert
und mit einer Anzeige 101, einer Tastatur 102 und
einer Maus 103 verbunden.
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Die
Steuerung 100 steuert ein Drucksubstrat 104, einen
SCARA-Roboterantrieb 120 sowie
einen Mehrachsenimpulsmotorantrieb 130, die später beschrieben
werden. Die Steuerung 100 wandelt auch Bitmapdaten jeder
Farbe in Daten gemäß der Düsenanordnung
um und speichert die umgewandelten Daten als Druckdaten in einer
Datei (im Folgenden als "N-Datei" bezeichnet). Die
Anzeige 101 ist eine GUI mittels der Steuerung (FA-Personalcomputer) 100 und
bildet eine Mensch-Maschine-Schnittstelle,
welche die folgenden Vorgänge
ausführt,
und zwar zusammen mit der Tastatur 12 und der Maus 103.
- (1) Anweisen, dass Druckdaten (Zeichnungsdaten)
aus Bitmapdaten umgewandelt werden und in der N-Datei gespeichert
werden (das Speichern wird nur angewiesen, wenn eine N-Datei durch
einen anderen Personalcomputer erzeugt worden ist).
- (2) Erzeugen von Bestimmungsdaten, bezüglich dessen welche von mehreren
gespeicherten Daten gedruckt werden sollen und wo die Daten gedruckt
werden sollen.
- (3) Erzeugen eines automatischen Roboterbetriebsprogramms unter
Verwendung einer Roboterprogrammiersprache auf der Grundlage der obigen
Bestimmungsdaten.
- (4) Betätigen
des Druckers, beispielsweise Starten und Stoppen des Druckvorgangs.
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Das
Drucksubstrat 104 wird als ein optionales Substrat in die
Steuerung (den FA-Personalcomputer) 100 eingesetzt. Das
Drucksubstrat 104 holt sequentiell Daten für eine Zeile
aus der in der Steuerung 100 gespeicherten N-Datei und
schickt die Daten an einen Kopfantrieb 110 als Antwort
auf den Betrieb eines SCARA-Roboters 121 (relative Bewegung zwischen
dem Druckerkopf und dem zu bedruckenden Material).
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Der
Kopfantrieb 110 betätigt
piezoelektrische Einrichtungen entsprechend den Tintendüsen in dem Druckerkopf 111 auf
der Grundlage von Signalen, die von dem Drucksubstrat 104 ausgesandt
werden, so dass Tintentröpfchen
zum Drucken ausgestoßen werden.
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Der
SCARA-Roboterantrieb (vier Achsen) 120 treibt den SCARA-Roboter 121 auf
vierachsige Art und Weise auf der Grundlage von Signalen von der
Steuerung 100 an. Der Kopfantrieb 110 und der Druckerkopf 111 sind
an dem SCARA-Roboter 121 angebracht. Insbesondere ist der
Druckerkopf 111 am vorderen Ende eines Armes des SCARA-Roboters 121 angebracht,
und seine dreidimensionale Position wird beliebig gesteuert, so
dass der Abstand zwischen dem Druckerkopf 111 und der Druckposition
konstant gehalten wird. Der Mehrachsenimpulsmotorantrieb 130 steuert
einen Roboter mit linearen Achsen und Umdrehungsachsen 131 gemäß Signalen
von der Steuerung 100.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Beispiel einer Struktur des Roboters mit linearen
und Umdrehungsachsen 131 zeigt. In 6 ist eine
Anbringplatte 134 an einem Substrat 133 angebracht, so
dass sie im Wesentlichen rechtwinklig dazu steht. Eine Seite der
Anbringplatte 134 ist mit einem Impulsmotor 135 zum
Drehantreiben versehen und einen Anbringspannfutter 136 zum
Anbringen eines zu bedruckenden Festkörpermaterials. In dieser Ausführungsform
wird ein Fall beschrieben, in welchem beispielsweise eine Aluminiumdose 140 bedruckt wird,
die als das zu bedruckende Feststoffmaterial dient, welche der in 1(b) dargestellten Behandlung unterzogen
worden ist. Das Spannfutter 136 hat eine zylindrische äußere Gestalt,
die sich an die innere Oberfläche
der Aluminiumdose 140 anpasst.
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Die
andere Seite der Anbringplatte 134 ist mit einer Zahnriemenscheibe 137 versehen,
die mit dem Impulsmotor 135 verbunden ist, und mit einer mit
dem Spannfutter 136 verbundenen Zahnriemenscheibe 138.
Diese Zahnriemenscheiben 137 und 138 sind durch
einen Synchronriemen 139 verbunden. Die Drehkraft des Impulsmotors 135 wird über die
Zahnriemenscheibe 137, den Synchronriemen 139 und
die Zahnriemenscheibe 138 auf das Spannfutter 136 übertragen,
um dadurch das Spannfutter 136 zu drehen. Die Anbringplatte 134 ist
an dem Substrat 133 so angebracht, dass der Anbringwinkel θ mit Bezug
auf das Substrat 133 geeignet eingestellt werden kann.
Das Substrat 133 ist so gelagert, dass es linear durch
Antreiben eines weiteren Impulsmotors (nicht dargestellt) bewegt
wird. Das Spannfutter 136 wird zur Drehung und linear auf
diese Art und Weise angetrieben.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht, die konzeptuell die in 5 dargestellte
Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, um ihre Arbeitsweise zu erläutern. Es wird
der Mechanismus der Vorrichtung beschrieben, mit besonderer Betonung
des Druckerkopfes 111 und des Spannfutters 136.
Der Druckerkopf 111 ist an dem vorderen Ende des Armes
des SCARA-Roboters 121 angebracht und kann in einer horizontalen Richtung 1 durch
einen Servomotor mit Positionsrückführung (nicht
dargestellt) bewegt werden, der in dem SCARA-Roboter 121 vorgesehen
ist. Die Aluminiumdose 140 ist angebracht, indem sie an
dem Spannfutter 136 angepasst wird. Das Spannfutter 136 wird
mittels des Impulsmotors 135 so angetrieben, dass es sich
an einer Mittellinie 2 in einer Richtung eines Pfeils 3 dreht.
Die Rotationsmittellinie 2 des Spannfutters 136 und
eine Rotationsmittellinie 4 des Impulsmotors 135 sind
parallel zueinander und rechtwinklig zu einem Lagerungsmechanismus
(nicht dargestellt) des Spannfutters 136 und der Anbringoberfläche der
Anbringplatte 135. Die Anbringplatte 134 kann
so fixiert werden, dass sie an einer Schwenkmittellinie 5 schwenkt,
rechtwinklig zu der Mittellinie 4, in einer Richtung eines
Pfeils 6, wie bereits oben beschrieben (siehe θ in 6).
Während in
dem in 7 dargestellten Beispiel das Spannfutter 136 zylindrisch
ist, ist, wenn es beispielsweise konisch ist, die Anbringplatte 134 unter
einem solchen Winkel fixiert, dass die horizontale untere Oberfläche des
Druckerkopfs 111, die als Tintenausstoßoberfläche dient, und die Drucktangentenebene
der (sich verjüngenden)
Aluminiumdose 140 parallel zueinander sind.
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In
dem in 7 dargestellten Mechanismus wird der Impulsmotor 135 kontinuierlich
gedreht, und das Spannfutter 136 wird ebenfalls gedreht.
Wenn die Aluminiumdose 140 dadurch gedreht wird, wird der
Druckerkopf 111 nach links oder rechts bewegt, wie durch
den Pfeil 1 dargestellt, und Tintentröpfchen werden in einem geeigneten
Zeitablauf mit der Drehung und der Bewegung ausgestoßen. Dadurch kann
in einem Druckflächenbereich 7 auf
der Oberfläche
der Aluminiumdose 140, die als das zu bedruckende Festkörpermaterial
dient, ein Druckvorgang ausgeführt
werden. Obwohl dies nicht dargestellt ist, wird der bedruckte Bereich
durch teilweises Erhitzen mit einem Laser erhitzt, teilweises Erhitzen
mit Infrarotstrahlen, Erhitzen mit Licht und warmer Luft oder Erhitzen
mit einem Stroboskop (einschließlich
eines Strobe-Lichtes),
um dadurch die Ionenbindung oder molekulare Adsorption der Tintentröpfchen zu
beschleunigen.
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Dritte Ausführungsform
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Während in
der Beschreibung der obigen Ausführungsform
auf der Oberfläche
eines weichen Alumits gedruckt wird, welches Tintentröpfchen nicht absorbiert,
während
das weiche Alumit erhitzt wird, ist es nicht immer notwendig, eine
poröse
Schicht auszubilden, wenn die Wärmebehandlung
ausgeführt
wird. Außerdem
kann in der vorliegenden Erfindung die Wärmebehandlung weggelassen werden und
das Drucken kann mit einer Tinte auf Farbstoffbasis auf einer porösen Schicht
(Aufnahmeschicht) ausgeführt
werden, die auf der Oberfläche
eines nicht absorbierenden Materials ausgeformt ist.
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- 20
- Aluminiumsubstrat
- 21
- Aluminiumoxidfilm
- 22
- Weiches
Alumit
- 23
- Tintenfilm
- 24
- Nickelfilm