DE69305480T2

DE69305480T2 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE69305480T2
Application number: DE69305480T
Authority: DE
Inventors: Hiromu Hirabayashi; Hideo Yamazaki
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1993-12-07
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2013-12-08
Also published as: EP0601531B1; SG46763A1; US5448276A; EP0601531A1; DE69305480D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Tintenstrahldrucker vom Übertragungstyp, bei dem ein Tintenbild zunächst auf einem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildet wird, und anschließend das Tintenbild von dem Zwischenaufzeichnungsmedium auf ein Bildaufzeichnungsmedium übertragen wird.
Der Tintenstrahldrucker vom Übertragungstyp arbeitet insofern zuverlässig, als keine durch Papierstaub bedingte Düsenverstopfungsprobleme auftreten, die durch eine Berührung zwischen Druckkopf und einem Druckpapier entstehen. Ein Beispiel für diesen Druckertyp wird in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 1-226336 offenbart.
Bei der Konstruktion eines Tintenstrahldruckers vom Übertragungstyp ist ein Druckkopf mit einer Vielzahl von Düsen gegenüber einem rohr- oder trommelförmigen Zwischenaufzeichnungsmedium oder einer Übertragungstrommel angeordnet. Im Druckbetrieb des Druckers stößt der Druckkopf einen Tintentropfenstrahl in Richtung des Zwischenaufzeichnungsmediums aus, wodurch ein Bild auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium abgebildet wird. Das so auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium erzeugte Bild wird von einem Heizmittel getrocknet. Ein Bildaufzeichnungsmedium, beispielsweise ein Druckpapier wird gegen die bildtragende Oberfläche des Zwischenaufzeichnungsmediums gedrückt, so daß das Tintenbild von dem Zwischenaufzeichnungsmedium auf das Bildaufzeichnungsmedium übertragen wird. Das Tintenbild des Zwischenaufzeichnungsmediums kann so ohne jegliche Deformation übertragen werden, und das übertragene Tintenbild verschmiert nicht auf dem Druckpapier. Mittels des mit Druckanwendung arbeitenden Bildübertragungsverfahrens, das somit keine Beeinträchtigung der Druckqualität verursacht, kann das Tintenbild exakt von dem Zwischenaufzeichnungsmedium auf das Aufzeichnungsmedium übertragen werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Untersuchung durchgeführt, um die Gründe zu untersuchen, die zur Düsenverstopfung und zu einer nicht ordnungsgemäßen Abgabe von Tinte aus dem Druckkopf von Tintenstrahldruckern des Übertragungstyps führen. Die Studie ergab, daß die nach einem kontinuierlichen Betrieb des Druckers in dem Heizmittel verbleibende zur Trocknung des Tintenbildes auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium verwendete Wärme zu einer Verstopfung der Düsen und einer instabilen Tintenabgabe führt, was im folgenden näher erläutert wird: Da der Oberflächenbereich des Zwischenaufzeichnungsmediums erwärmt wird, um das darauf erzeugte Bild zu trocknen, staut sich mit zunehmender Dauer eines kontinuierlichen Druckerbetriebes bei der in der vorgenannten Patentveröffentlichung offenbarten Druckerkonstruktion Warme in dem Heizmittel an. Bei einem derartigen Wärmestau in dem Heizmittel führt dieses auch dann den Heizbetrieb fort, wenn die Stromversorgung des Heizmittels abgeschaltet ist, denn das Heizmittel ist in einem Zustand, weiter Wärme an das Zwischenaufzeichnungsmedium abzugeben. Da der Druckkopfin enger Nähe zu dem Zwischenaufzeichnungsmedium angeordnet ist, wird dieses übermäßig erwärmt, wodurch Wasser als Hauptlösungsmittel der Tinte durch die Düsenöffnungen verdunstet. Dadurch wird die Viskosität der Tinte im Druckkopf erhöht. Die klebrige Tinte verstopft die Düsen des Druckkopfes, und es kommt zu einer anortrialen bzw. nicht ordnungsgemäßen Abgabe von Tinte.
Ein herkömmlicher Drucker vom Übertragungstyp, in dem das getrocknete Tintenbild von dem Zwischenaufzeichnungsmedium auf ein Druckpapier übertragen wird, wurde in einem Test untersucht und analysiert. Die Ergebnisse der Untersuchung und Analyse waren wie folgt: 1) Der zur Ubertragung des Bildes aufgebrachte Druck ist übermäßig, was die Größe des Gerätes und die Herstellungskosten erhöht. 2) Der Versuch den Bildübertragungsdruck zu verringern, führt zu einem Tintenbild mit ungenügender Festigkeit auf dem Druckkopf. Das bedeutet, daß das auf das Druckpapier übertragene Tintenbild eine unzureichende Wasser- und Abriebfestigkeit aufweist.
Bei der in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 1-226336 offenbarten Konstruktion wird das getrocknete Tintenbild auf dem Zwischenauf zeichnungsmedium fest. Jedoch ist ein hoher Druck erforderlich, um eine feste Haftung des Tintenbildes auf dem Druckpapier zu erreichen. Der Drucker muß daher so ausgelegt sein, daß ein hoher Druck bei der Bildübertragung ausgeübt werden kann.
Um exzellente übertragungseigenschaften bei einem geringen Druck zu erreichen, muß das Tintenbild auf dem Übertragungsmedium beim Ubertragungsvorgang durch Trocknung in einen halbfesten Zustand versetzt werden Das auf das Druckpapier übertragene Tintenbild enthält immer noch eine geringe Wassermenge. Wird ein derartiges Bild mit den Fingern berührt, verschmiert es. Mit der herkömmlichen Technik sind also Abrieb- und Wasserfestigkeitsprobleme verbunden. Um die Festigkeit des übertragenen Bildes zu verbessern, muß Wasser vollständig aus dem übertragenen Bild entfernt werden. Zu diesem Zweck muß das mit dem Bild bedruckte Druckpapier wie in einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker vorn Nichtübertragungstyp beheizt werden. Bei einer Druckerkonstruktion mit einem ersten Heizmittel zum Trocknen des Tintenbildes auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium und einem zweiten Heizmittel zur vollständigen Entfernung von Wasser aus dem auf das Druckpapier übertragenen Bild, muß die Wärmeanstiegszeit des verwendeten Heizmittels kurz sein, was die Auswahl an Heizmitteln beschränkt. Wird ein Heizmittel mit einer langen Wärmeanstiegszeit in dieser Druckerkonstruktion verwendet und das erste und zweite Heizmittel in kontinuierlichem Betrieb betrieben, kommt es unvermeidlich zu einer Situation, in der sich beide Heizmittel in eingeschaltetem Zustand befinden. In dieser Situation steigt die Temperatur im Drucker übermäßig an, und der Druckkopf wird ebenfalls überhitzt. Wasser der Tinte im Druckkopf verdampft, die Düsen des Druckkopfes verstopfen möglicherweise und Tintentropfenstrahlen werden unregelmäßig und anormal aus den Düsen des Druckkopfes abgegeben.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Tintenstrahldrucker bereitzustellen, der Tintentropfenstrahlen gleichmäßig und stabil abgeben kann, ohne daß es zu einem übermäßigen Temperaturanstieg des Druckkopfes und zu einer Verstopfung der Düsen des Druckkopfes kommt. Diese Aufgabe wird durch den Tintenstrahldrucker gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 oder 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Tintenstrahldrucker vom Übertragungstyp bereitzustellen, der unter Verwendung beliebiger Art von Heizmitteln eine Überhitzung des Druckkopfes verhindert, wodurch eine stabile Abgabe von Tintenstrahlen mittels des Druckkopfes ermöglicht wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Tintenstrahldrucker vom Ubertragungstyp bereitgestellt, der es ermöglicht, ein Tintenbild von einem Zwischenaufzeichnungsmedium auf ein Aufzeichnungsmedium unter geringem Druck zu übertragen, wodurch ein Tintenbild von guter Festigkeit auf dem Aufzeichnungsmedium gebildet wird.
Gemäß einem speziellen Aspekt der Erfindung, wird ein Tintenstrahldrucker der Art bereitgestellt, bei der ein Tintenbild, das Eingabedaten darstellt, auf einem Zwischenaufzeichnungsmedium durch Ausstoßen von Tintentropfenstrahlen von einem Druckkopfin Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium gebildet ist, und das Tintenbild auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen ist, wobei der Tintenstrahldrucker folgendes umfaßt: ein Heizmittel in der Nähe des Zwischenaufzeichnungsmediums, wobei die Heizrichtung des Heizmittels wie gewünscht eingestellt ist; und ein Steuermittel, das so betrieben ist, daß bei Erwärmung des auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildeten Tintenbildes durch das Heizmittel die Heizrichtung des Heizmittels mindestens einmal in Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium eingestellt ist, und, wenn das Heizmittel das Zwischenaufzeichnungsmedium nicht erwärmt, die Heizrichtung des Heizmittels in die Richtung gestellt ist, in welcher das Heizmittel den Druckkopf nicht erwärmt.
In dem Tintenstrahldrucker wird auf diese Weise, wenn das Heizmittel das auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildete Tintenbild erwärmt, die Heizrichtung des Heizmittels wenigstens einmal in Richtung des Zwischenaufzeichnungsmediums gestellt. Wenn das Heizmittel das Zwischenaufzeichnungsmedium nicht erwärmt, wird die Heizrichtung des Heizmittels in die Richtung gestellt, in welcher das Heizmittel den Aufzeichnungskopf nicht erwärmt. Auf diese Weise werden die Probleme eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Aufzeichnungskopf und des Verstopfens der Düsen gelöst. Eine stabile Abgabe von Tintentropfenstrahlen ist realisiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenstrahldrucker der Art geschaffen, bei der ein Tintenbild, das Eingabedaten darstellt, auf einem Zwischenaufzeichnungsmedium durch Ausstoßen von Tintentropfenstrahlen von einem Druckkopfin Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium gebildet ist, und das Tintenbild auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen ist, wobei der Tintenstrahldrucker folgendes umfaßt: ein Heizmittel in der Nähe des Zwischenaufzeichnungsmediums, und ein Auswahl- oder Steuermittel zur Auswahl einer ersten Heizrichtung, in der die Heizrichtung des Heizmittels in Richtung auf das zwischenaufzeichnungsmedium eingestellt ist, oder einer zweiten Heizrichtung, in der die Heizrichtung des Heizmittels in Richtung auf das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene Tintenbild eingestellt ist.
Bei den oben beschriebenen zwei Tintenstrahldruckerkonstruktionen der vorliegenden Erfindung stimmt bei Erwärmung des auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildeten Tintenbildes durch das Heizmittel vorzugsweise die Heizrichtung des Heizmittels mindestens einmal mit der ersten Heizrichtung überein, und bei Erwärmung des auf das Aufzeichnungsmedium übertragenen Tintenbildes durch das Heizmittel stimmt die Heizrichtung des Heizmittels mindestens einmal mit der zweiten Heizrichtung überein.
Wenn der Aufzeichnungskopf das auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildete Tintenbild erwärmt, ist das Heizmittel in die erste Heizrichtung eingestellt, um das Tintenbild auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium so lange zu trocknen, bis das Tintenbild halbfest ist. Wenn das Heizmittel das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene Tintenbild erwärmt, trocknet das Heizmittel das darauf befindliche Tintenbild vollständig, um das Tintenbild auf dem Aufzeichnungsmedium zu fixieren. Die Heizvorgänge können daher unabhängig von der Art des eingesetzten Heizmittels nacheinander erfolgen. Diese Konstruktion des Druckers verhindert einen übermäßigen Temperaturanstieg des Aufzeichnungskopfes, wodurch ein Verstopfen der Düsen verhindert und ein stabiler Ausstoß von Tintenstrahlen gewährleistet wird. Außerdem kann die Übertragung des Bildes von dem Zwischenaufzeichnungsmedium auf das Aufzeichnungsmedium unter niedrigem Druck erfolgen. Das auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte Bild ist fest und weist eine ausgezeichnete Wasser- und Abriebfestigkeit auf.
Die beigefügten Zeichnungen, die zu dieser Schrift gehören und einen Bestandteil davon bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Aufgaben, Vorteile und Prinzipien der Erfindung näher zu erläutern, wobei
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Tintenstrahldruckers gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2 eine Draufsicht der Düsenplatte eines Druckkopfes des Tintenstrahldruckers von Figur 1 ist;
Figur 3 eine Querschnittsansicht ist, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zeigt, in dem ein Tintenbild auf einer Übertragungstrommel gebildet wird;
Figur 4 eine Querschnittsansicht ist, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zu Beginn der Übertragung des Tintenbilds von der Übertragungstrommel auf ein Druckpapier zeigt;
Figur 5 eine Querschnittsansicht ist, die den Drucker in einem Zustand zeigt, in dem der Tintenstrahldrucker für den nächsten Druckvorgang bereit ist;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Tintenstrahldruckers gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 7 eine Querschnittsansicht ist, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zeigt, in dem ein Tintenbild auf einer Übertragungstrommel gebildet wird;
Figur 8 eine Querschnittsansicht ist, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zu Beginn der Übertragung des Tintenbildes von der Übertragungstrommel auf das Druckpapier zeigt; und
Figur 9 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des Tintenstrahldruckers der vorliegenden Erfindung ist.
Die Konstruktion eines Tintenstrahldruckers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungs- oder Druckkopf 2, basierend auf einem piezoelektrischen Element, umfaßt eine Anzahl von Düsen 40, die in axialer Richtung eines als Übertragungstrommel 1 ausgebildeten Zwi 5 chenaufze ichungmediums gleichmäßig beabstandet angeordnet sind (Figuren 1 und 2). Genauer ausgedrückt, sind in dieser Ausführungsform 512 Düsen 40 linear in Abständen von 40,64/600 cm (16/600 Inch) angeordnet. Der Druckkopf 2 legt bei jeder Umdrehung der- Ubertragungstrommel 1 in Richtung des Pfeils A (Figur 1) eine Strecke von 2,54/600 cm (1/600 Inch) in Richtung des Pfeils B zurück.
Die verwendete Tinte enthält vorzugsweise zumindest Wasser, wasserlösliches organisches Lösungsmittel, Pigment und Harz in kolbidaler Dispersion. Genauer gesagt, enthalten die Tintenzusammensetzunqen 3 Gew.-% Ruß als Pigment, 30 Gew.-% CD- 540 als wässriges Sol (mit einem Harzfeststoffanteil von 40% und einen Isopropylenglykolanteil von 13%) als kolbidales Dispersionsharz, 5 Gew.-% Triethanolamin als wasserlösliches organische Lösungsmittel und 5 Gew.-% Triethylenglykol als Feuchthaltemittel, sowie reines Wasser. Das CD-540 als wässriges Sol ist eine von DAI NIHON INK CORPORATION (Japan) hergestellte kolloidale Epoxyesterdispersion. Der Ruß als Pigment und das Harz in kolbidaler Dispersion machen den Feststoffanteil der Tinte aus. Der Teilchendurchmesser des Feststoffanteils beträgt zum Zeitpunkt der Tintenherstellung 1 µm oder weniger
Die Übertragunstrommel 1 weist ein Metallrohr 11 und eine elastische, aus Siliconkautschuk hergestellte Schicht 12 auf, mit der das Metallrohr beschichtet ist. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Übertragungstrommel 1 80 mm. Die elastische Schicht 12 besteht vorzugsweise aus einem Kautschukmaterial, von dem sich das Tintenbild leicht abschälen läßt, wie beispielsweise Silicon-, Fluorsilicon- und Fluorkautschuk, hydrierter Nitrilkautschuk oder oberflächenaktive Substanzen aufweisender Siliconkautschuk.
Um ein Verdunsten von Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, aus dem Tintenbild auf der Übertragungstrommel 1 zu erleichtern und so die Trocknung des Tintenbildes zu beschleunigen, ist ein Heizmittel 23 vorgesehen, das eine Heizlampe 20 in Form einer stabartigen Halogenlampe und einen Reflektor 21 zur Festlegung der Heizrichtung aufweist. In der Heizlampe 20 wird die Temperatur auf der Oberfläche der elastischen Schicht 12 mittels eines Sensors (nicht gezeigt) gefühlt, und die Lampe wird gemäß der ermittelten Temperatur intermittierend angeschaltet. Durch das intermittierende Anschalten der Lampe wird das Verdunsten von Wasser aus dem Tintenbild auf der Übertagunstrommel 1 derart gesteuert, daß die Oberfächentemperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt. Durch die Temperatursteuerung wird das Tintenbild auf der Trommel 1 soweit getrocknet bis es sich in einem halbfesten Zustand befindet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Oberflächentemperatur bei ungefähr 50ºC gehalten. Das Endteil des Reflektors 21 ist als Zahnprofil 22 ausgebildet. Die Antriebskraft eines Motors 30 wird mittels eines Zahnrades 31 auf das Zahnprofil 22 übertragen. Durch diesen Mechanismus wird der Reflektor 21 in Richtung des Pfeils D gedreht. Genauer gesagt, der Reflektor 21 wird durch den Betrieb des Motors 30 wahlweise in gewünschte Positionen gebracht. In der vorliegenden Ausführungsform kann er in drei feste die Heizrichtung festlegende Positionen gebracht werden. In der ersten Position ist die Heizrichtung des Heizmittels 23 in Richtung auf die Welle der Übertragunstrommel 1 eingestellt, d.h., in Richtung des Pfeils 5 in Figur 3. In der zweiten Position ist die Heizrichtung des Heizmittels 23 in Richtung des auf dem als Aufzeichnungsmedium dienenden Druckpapiers 4 gedruckten Tintenbildes eingestellt, d.h. in Richtung des in Figur 4 gezeigten Pfeiles T. In der dritten Position ist die Heizrichtung in eine dem Druckkopf 2 entgegengesetzte Richtung eingestellt, d.h. in Richtung des in Figur 5 gezeigten Pfeils
Zur Übertragung eines Tintenbildes von der Übertragungstrommel 1 auf das Druckpapier 4 ist eine Stützwalze 3 vorgesehen, die dazu dient, das Druckpapier 4 gegen die Übertragunstrommel 1 zu drücken. Die Stützwalze 3 wird mittels eines Druckhebels 16 um einen Stütz- oder Drehpunkt 15 in Richtung auf die Übertragungstrommel 1 und von dieser weg geschwenkt. Die Andruckkraft wird mittels einer Feder 17 gesteuert und ist in der vorliegenden Ausführungsform auf 0,28 bis 0,6 kg/cm eingestellt.
Nachfolgend wird nun der Betrieb des Tintenstrahldruckers beschrieben:
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zeigt, in dem ein Tintenbild auf der Übertragunstrommel 1 durch selektive Abgabe von Tintentropfenstrahlen aus den Düsen 40 des Druckkopfes 2 gebildet wird. In der Abbildung von Figur 3 ist der Druckhebel 16 um den Drehpunkt 15 in Richtung des Pfeils E geschwenkt. Die Stützwalze 3 ist also von der Übertragungstrommel 1 gelöst. Außerdem wurde der Motor 30 in Richtung des Pfeils G gedreht. Die Heizrichtung des Heizmittels 23 erstreckt sich demnach in Heizrichtung 5 in Richtung auf die Welle der Übertragungstrommel 1. Dies bedeutet, daß der Reflektor 21 in die erste Position eingestellt ist.
In dieser Ausführungsform umfaßt der Druckkopf 2 512 Düsen 40, die in Abständen von 40,64/600 cm (16/600 Inch) angeordnet sind. Demgemäß werden bei jeder Umdrehung der Übertragungstrommel 1 in Richtung des Pfeils A Tintenbilder mit 512 Linien in Abständen von 40,64/600 cm (16/600 Inch) auf der Übertragungstrommel 1 gebildet. Die Heizlampe 20 des Heizmittels 23 wird intermittierend derart angeschaltet, daß sich die Oberflächentemperatur der elastischen Schicht 12 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet. Durch die Erwärmung wird das Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, aus dem Tintenbild verdampft, so daß die Tintenbilder auf der Übertragungstrommel 1 in einen halbfesten Zustand gebracht werden. Bei einer Umdrehung der Übertragungstrommel 1 wird der Druckkopf 2 um eine Entfernung von 2,54/600 cm (1/600 Inch) in Richtung B der Figur 1 bewegt. Danach beginnt die zweite Umdrehung der Übertragungstrommel 1. Wie bei der ersten Umdrehung der Ubertragungstrommel 1, werden Tintenbilder mit 512 Linien in Abständen von 40,64/600 cm (16/600 Inch) in einem halbfesten Zusand an der Stelle gebildet, die sich benachbart zu den während der ersten Umdrehung der Ubertragungstrommel 1 gebildeten Tintenbildern befindet. Um ein vollständiges einseitiges Bild im halbfesten Zustand zu bilden, bedarf es 16 Umdrehungen der Übertragungstrommel 1. Zu bemerken ist hier, daß die Stützwalze 3 während der Bildherstellung niemals mit der Oberfläche der Übertragungstrommel 1 in Berührung kommt. Die sukzessiv gebildeten Tintenbilder werden so nicht von der Walze beeinträchtigt, wodurch eine hohe Bildqualität des Bildes auf der Ubertragungstrommel 1 gewährleistet ist.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zu Beginn des Übertragungsvorgangs des halbfesten Tintenbildes von der Übertragungstrommel 1 auf das Druckpapier 4 zeigt. Wie gezeigt, ist der Durckhebel 16 um den Drehpunkt 15 in Richtung des Pfeils F geschwenkt. Die Stützwalze 3 wird gegen die Übertragungstrommel 1 mittels der Feder 17 gedrückt. Durch die Drehung des Motors 30 in Richtung des Pfeils H stimmt außerdem die Heizrichtung des Heizmittels 23 mit der Heizrichtung T überein, die in Richtung des Tintenbildes auf dem Druckpapier 4 eingestellt ist. Dies bedeutet, daß der Reflektor 21 in die zweite Position eingestellt ist.
Auf diese Weise wird das halbfeste Tintenbild auf der Übertragungstrommel 1 im halbfesten Zustand auf das Druckpapier 4 derart übertragen und aufgebracht, daß die Stützwalze 3 und die Übertragunstrommel 1 das Druckpapier 4 mit Hilfe der Feder 17 zwischen sich einklemmen. Während sich die Übertagungstrommel 1 dreht, bewegt sich das Papier 4 derart, daß das Tintenbild von der elastischen Schicht 12 der Übertragungstrommel 1 abgeschält wird. Anschließend trocknet das Heizmittel 23 das Tintenbild bis es fest wird. Die Fixierung des Tintenbilds auf dem Druckpapier 4 ist damit vollendet.
Die für die Übertragung des Bildes notwendige Druckkraft der Feder 17 wird durch den Trocknungszustand des auf der Übertragungstrommel 1 gebildeten Tintenbildes bestimmt. Wenn das Tintenbild auf der Übertragungstrommel 1 vollständig trocken ist und sich in einem festen Zustand befindet, ist die Bindekraft zwischen dem Tintenbild auf der "Übertragungstrommel 1 und der elastischen Schicht 12 sehr stark. Unter dieser Bedingung wird ein hoher Übertragungsdruck benötigt und es kommt häufig zu einer ungenauen Übertragung. In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch das Tintenbild auf der Übertragunstrommel so weit getrocknet, daß es einen halbfesten Zustand einnimmt. Die Bindekraft zwischen dem Tintenbild auf der Übertragungstrommel 1 und der elastischen Schicht 12 wird so vermindert, während die Bindekraft zwischen dem Titenbild und dem Druckpapier 4 erhöht wird. Dadurch kann das Tintenbild mit einem niedrigen Übertragungsdruck auf das Druckpapier 4 übertragen werden, wobei auf der Übertragungstrommel 1 verbleibender Tintenbildrücktand vermindert wird.
Da das auf das Druckpapier übertragene Tintenbild immer noch halbfest ist, kann es bei Berührung mit dem Finger leicht verwischen. Dies bedeutet, daß das Bild auf dem Druckpapier eine geringe Wasser- und Abriebfestigkeit aufweist. Um diesem Problem entgegenzuwirken, arbeitet diese Ausführungsform mit dem Heizmittel 23, welches das halbfeste Bild auf dem Druckpapier 4 so lange trocknet bis es fest wird.
Figur 5 ist eine Querschnittsansicht, die den Tintenstrahldrucker in einem Zustand zeigt, in dem der Tintenstrahldrucker für den nächsten Druckvorgang bereit ist nachdem das Druckpapier 4, auf das das Bild übertragen, aufgebracht und fixiert wurde, ausgegeben worden ist. Wie gezeigt, ist der Druckhebel 16 in Richtung des Pfeils E um den Drehpunkt 15 geschwenkt. Die Stützwalze 3 steht außer Eingriff mit der Ubertragungstrommel 1. Außerdem wurde der Motor 30 in Richtung des Pfeils H gedreht. Der Reflektor 21 zeigt in die dem Druckkopf 2 entgegengesetzte Richtung bzw. ist in die dritte Position eingestellt.
Bei einem kontinuierlichen Druckbetrieb sammelt sich Wärme in dem Heizmittel 23 an und staut sich dort nachdem es das auf der Übertragungstrommel 1 gebildete Tintenbild oder das auf das Druckpapier übertragene Tintenbild beheizt hat. Unter dieser Bedingung strahlt das Heizmittel 23 weiter Wärme ab, d.h. nämlich die Wärme, die selbst wenn die Stromversorgung des Heizmittels 23 abgeschalatet ist, in dem Heizmittel verbleibt. Ist in diesem Fall die Heizrichtung in die auf den Druckkopf 2 gerichtete Heizrichtung eingestellt, d.h., weist der Reflektor 21 in Richtung der Welle der Übertragungstrommel 1, erwärmt die in dem Heizmittel 23 verbleibende Restwärme kontinuierlich die Oberfläche der Übertragungstrommel 1. Da sich nur ein schmaler Spalt (ungefähr 0,5 mm bis 1 mm in dieser Ausführungsform) zwischen der Übertragungstrommel 1 und dem Druckkopf 2 befindet, steigt so die Temperatur des Druckkopfes 2 ständig an. Unter dieser Bedingung kommt es zu einer ständigen Verdampftung von z.B. Wasser als Hauptlösungsmittel der im Druckkopf 2 befindlichen Tinte. Die Viskosität der Tinte erhöht sich im Druckkopf 2. Dies führt häufig zu einer Verstopfung der Düsen des Druckkopfes 2 und zu einer nicht ordnungsgemäßen Abgabe von Tintenstrahlen aus den Düsen. Hier ist zu bemerken, daß in dieser Ausführungsform die Heizrichtung sich in Richtung des Pfeils U erstreckt, d.h., in eine dem Druckkopf 2 entgegengesetzte Richtung (Figur 5). Dadurch wird die Übertagungstrommel 1 und der Druckkopf 2 nicht ständig durch die Restwärme des Heizmittels 23 erwärmt. Die Probleme der Düsenverstopfung und einer nicht ordnungsgemäßen Tintenabgabe werden so erfolgreich gelöst.
Die Konstruktion eines Tintenstrahldruckers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 8 beschrieben.
Gemäß der zweiten Auführungsform der Erfindung wird der Reflektor 21 in zwei Positionen fixiert, einer ersten Heizposition und einer zweiten Heizposition. In der ersten Heizposition ist die Heizrichtung des Heizmittels 23 in Richtung der Welle der Übertragungstrommel 1 eingestellt, d.h., in Richtung des Pfeils 5 von Figur 7. In der zweiten Heizposition ist die Heizrichtung in Richtung des auf das Druckblatt 4 als Aufzeichungsmedium übertragenen Tintenbildes eingestellt, d.h. in Richtung des Pfeils T in Figur 8.
Bei der Erwärmung des auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium bzw. der Übertragungstrommel 1 gebildeten Tintenbildes wird in dieser Konstruktion die Übertagungstrommel 1 wenigsten einmal von dem Heizmittel 23 beheizt. Bei der Erwärmung des auf das Auf zeichungsmedium oder das Druckpapier 4 übertragenen Tintenbildes wird das Druckpapier 4 von dem Heizmitel 23 wenigstens einmal beheizt.
Die übrige Konstruktion und der Betrieb des Druckers entsprechen im wesentlichen denen des Tintenstrahldruckers gemäß der ersten Ausführungsform, so daß keine weitere Beschreibung hier erfolgt.
Zur Beschleunigung des Bedruckens eines Druckpapierblattes müssen ein Tintenbilderzeugungsschritt und ein Übertragungsund Fixierschritt sukzessive erfolgen. In dem Tintenbilderzeugungsschritt wird ein Tintenbild auf der Übertragungstrommel 1 mittels des Druckkopfes 2 erzeugt und das Tintenbild wird so lange getrocknet bis es halbfest ist. In dem Übertragungs und Fixierschritt wird das Tintenbild von der Übertragungstrommel 1 auf das Druckpapier 4 übertragen und das Tintenbild durch vollständiges Trocknen auf dem Druckpapier 4 fixiert. Bei einer Druckerkonstruktion mit zwei Heizmitteln, nämlich einem zum Erwärmen des Tintenbildes auf der Übertragungstrommel 1 bis es halbfest wird und einem anderen zum Erwärmen des auf das Druckpapier 4 übertragenen Tintenbildes bis es fest wird, müssen Heizmittel mit schneller Temperaturanstiegszeit verwendet werden. Demgemäß ist die Auswahl an Heizmitteln beschränkt. Werden Heizmittel mit langsamer Temperaturanstiegszeit eingesetzt und wird ein Heizmittel für den Tintenbilderzeugungsschritt und ein weiteres Heizmittel für den Übertragungs und Fixierschritt sukzessive betrieben, ist ein Parallelbetrieb beider Heizmittel unausweichlich, um den Verlust an Temperaturanstiegsszeit auszugleichen. Werden beide Heizmittel gleichzeitig betrieben, steigt die Temperatur innerhalb des Druckers übermäßig an und der Druckkopf wird ebenfalls überheizt. Unter dieser Bedingung verdampft das Lösungsmittel oder Wasser der Tinte in dem Druckkopf, was zu einer Verstopfung der Düsen und einer nicht ordnungsgemäßen Abgabe von Tinte führt.
In der zweiten Ausführungsform ist das Endteil des Reflektors 21 mit einem Zahnprofil 12 ausgebildet. Eine Antriebskraft eines Motors 30 wird über ein Zahnrad 31 auf das Zahnprofil 22 übertragen. Durch diesen Mechanismus wird der Reflektor 21 in Richtung des in Figur 6 gezeigten Pfeils D gedreht. Genauer gesagt, kann die Heizrichtung des Heizmittels 23 selektiv in eine der zwei Heizrichtungen eingestellt werden, wobei sich die erste Heizrichtung 5 in Richtung der Welle der Übertragungstrommel 1 erstreckt (Figur 7) und die zweite Heizrichtung T sich in Richtung des auf das Druckpapier 4 übertragenen Tintenbildes (Figur 8) erstreckt. Dadurch kann die Trocknung des Tintenbildes auf der Übertragungstrommel 1 und die Trocknung des Tintenbildes auf dem Druckpapier 4 durch das Heizmittel 23 sukzessiv erfolgen. Dieses Merkmal erlaubt es, ein Heizmittel mit langsamem Temperaturanstieg des Heizmittels 23 einzusetzen. Für das Heizmittel 23 des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers steht so eine größere Auswahl an Heizmitteln zur Verfügung. Darüber hinaus ist ein einziges Heizmittel 23 für den Titenbilderzeugungsschritt und den Übertragungs und Fixierschritt einsetzbar, wobei das Problem eines Temperaturanstiegs innerhalb des Druckers nicht auftritt.
Darüber hinaus wird durch die Verwendung einer Halogenlampe als Heizlampe 20 als Wärmequelle nur das Tintenbild wirksam erwärmt, ohne daß es zu einem übermäßigen Temperaturanstieg der Übertragungtrommel 1 und des Druckpapiers 4 kommt.
Figur 9 ist eine Querschnitssansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers.
Ein Heizmittel 50 besteht aus einem Heißluftventilator 52, der ein elektrisches Heizelement 51, einen eine in Richtung auf die Welle der Übertragungstrommel 1 gerichtete Ausblasöffnung aufweisenden Kanal 53 sowie einen eine in Richtung auf das auf das Druckpapier 4 übertragene Tintenbild gerichtete Ausblasöffnung aufweisenden Kanal 54 aufweist. Die Bezugszeichen 55 und 56 bezeichnen Ventile zur Steuerung des Öffnens und Schließens der Kanäle 53 und 54.
Zur Erwärmung des auf der Ubertragungstrommel 1 mittels des Druckkopfes 2 erzeugten Tintenbildes wird das Ventil 55 geöffnet und das Ventil 56 geschlossen. Heiße Luft wird aus dem Kanal 53 des Heizmittels 50 in Richtung des Pfeils 0 geblasen. Die ausgeblasene warme Luft erwärmt die Oberfläche der Übertragungstrommel 1 zwecks Trocknung des Tintenbildes auf der Übertragungstrommel 1 bis dieses halbfest wird. Zur Erwärmung des auf das Druckpapier 4 übertragenen Tintenbildes wird das Ventil 55 geschlossen und das Ventil 56 geöffnet. Heiße Luft wird aus dem Kanal 54 des Heizmittels 50 in Richtung des Pfeiles P geblasen. Diese erwärmt die Oberfläche des Tintenbildes auf dem Druckpapier 4 bis es fest wird. Durch den Auslaß heißer Luft durch die Kanäle 53 und 54 außerhalb des Tintenstrahldruckers kann die Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb des Druckers konstant gehalten, das Verstopfen der Düsen verhindert und ein stabiler Tintenaustrag aus den Düsen erreicht werden.
Die übrige Konstruktion und der Betrieb der dritten Ausführungsform entsprechen im wesentlichen denen der ersten und zweiten Ausführungsform, so daß auf die diesbezüglichen Beschreibungen Bezug genommen wird.
Bei dem in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwendeten Heizmittel wird die Heizrichtung des Reflektors 21 oder die Auswahl von Kanal 53 oder 54 gesteuert, ohne daß die Wärmequelle als solche zur Erwärmung des Tintenbildes auf der Übertragungstrommel 1 und des auf das Druckpapier 4 übertragenen Tintenbildes bewegt wird. Diese Ausbildung führt zu einer Konstruktionsvereinfachtung und Kostenreduzierung. Ferner ist zu bemerken, daß die Wärmequelle mit dem Druckpapier 4 nicht in Berührung steht. Durch diese Konstruktion findet kein Papierstau statt, wodurch die Sicherheit des Druckers gewährleistet ist
Wie oben beschrieben, ist in dem Tintenstrahldrucker der Erfindung das Heizmittel in der Nähe des Zwischenübertragungsmediums positioniert. Die Heizrichtung des Heizmittels wird je nach Wunsch eingestellt. Ein des weiteren vorgesehenes Steuermittel arbeitet derart, daß, wenn das Heizmittel das auf dem Zwischenaufzeichungsmedium erzeugte Tintenbild erwärmt, die Heizrichtung des Heizmittels wenigstens einmal in Richtung des Zwischenaufzeichungsmediums eingestellt ist und, wenn das Heizmittel das Zwischenaufzeichnungmedium nicht erwärmt, die Heizrichtung des Heizmittels in die Richtung eingestellt ist, in welcher das Heizmittel den Aufzeichnungskopf nicht beheizt. Die Probleme eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Auf zeichnungskopf und der Düsenverstopfung sind somit gelöst. Ein stabiler Ausstoß von Tintentropfenstrahlen wird realisiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers ist ein Heizmittel in der Nähe des Zwischenaufzeichnungsmediums angeordnet. Ein weiterhin vorgesehenes Auswahlmittel dient dazu, eine erste Heizrichtung, in der die Heizrichtung des Heizmittels in Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium eingestellt ist, oder eine zweite Heizrichtung, in der die Heizrichtung des Heizmittels in Richtung auf das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene Bild eingestellt ist, auszuwählen. Diese Druckerkonstruktion verhindert so unabhängig von der Art des eingesetzten Heizmittels einen übermäßigen Temperaturanstieg des Aufzeichungskopfes, so daß ein Verstopfen der Düsen verhindert und eine stabile Abgabe von Tintenstrahlen gewährleistet ist. Außerdem wird das auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte Tintenbild durch das Heizmittel so lange getrocknet bis es halbfest geworden ist, und anschließend wird es auf das Aufzeichnungsmedium mittels der Stützwalze übertragen. Die Bildübertragung von dem Zwischenauf zeichungsmedium auf das Auf zeichnungsmedium kann so mit geringem Druck ausgeführt werden. Das auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte Bild ist fest und zeichnet sich durch exzellente Wasser- und Abriebfestigkeit aus.

Claims

1. Tintenstrahldrucker der Art, bei der ein Tintenbild, das Eingabedaten darstellt, auf einem

Zwischenaufzeichnungsmedium (12) durch Ausstoßen von Tintentropfenstrahlen von einem Druckkopf (2) in Richtung auf das zwischenaufzeichnungsmedium (12) gebildet ist, und das Tintenbild auf ein Aufzeichnungsmedium (4) übertragen ist, wobei der Tintenstrahldrucker folgendes umfaßt:

ein Heizinittel (23; 50) in der Nähe des zwischenaufzeichnungsmediums (12)1 wobei die Heizrichtung des Heizmittels (23; 50) wie gewünscht eingestellt ist; und

ein Steuermittel (21, 22, 30, 31; 55, 56), das so betrieben ist, daß bei Erwärmung des auf dem Zwischenauf zeichnungsmedium (12) gebildeten Tintenbilds durch das Heizmittel die Heizrichtung des Heizmittels (23; 50) mindestens einmal in Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium eingestellt ist, und, wenn das Heizmittel das Zwischenaufzeichnungsmedium (12) nicht erwärmt, die Heizrichtung des Heizmittels (23; 50) in die Richtung gestellt ist, in welcher das Heizmittel den Druckkopf (2) nicht erwärmt.

2. Tintenstrahldrucker der Art, bei der ein Tintenbild, das Eingabedaten darstellt, auf einem Zwischenaufzeichnungsmedium (12) durch Ausstoßen von Tintentropfenstrahlen von einem Druckkopf (2) in Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium (12) gebildet ist, und das Tintenbild auf ein Aufzeichnungsmedium (4) übertragen ist, wobei der Tintenstrahldrucker folgendes umfaßt:

ein Heizmittel (23; 50) in der Nähe des Zwischenaufzeichnungsmediums (12); und

ein Auswahl- oder Steuermittel (21, 22, 30, 31; 53, 54) zur Auswahl einer ersten Heizrichtung (5), wobei die Heizrichtung des Heizmittels (23; 50) in Richtung auf das Zwischenaufzeichnungsmedium (12) eingestellt ist, oder einer zweiten Heizrichtung (T), wobei die Heizrichtung des Heizmittels (23; 50) in Richtung auf das auf das Aufzeichnungsmedium (4) übertragene Tintenbild eingestellt ist.

3. Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 2, bei dem bei Erwärmung des auf dem Zwischenaufzeichnungsmedium gebildeten Tintenbildes durch das Heizmittel die Heizrichtung des Heizmittels mindestens einmal mit der ersten Heizrichtung übereinstimmt, und bei Erwärmung des auf das Aufzeichnungsmedium übertragenen Tintenbilds durch das Heizmittel die Heizrichtung des Heizmittels mindestens einmal mit der zweiten Heizrichtung übereinstimmt.

4. Tintenstrahldrucker gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Heizmittel (23) So zur Verfügung gestellt ist, daß ein derartiges Schalten der Heizrichtung, daß diese mindestens einmal auf eine Richtung (U), wo sie nicht auf das Zwischenaufzeichnungsmedium (12) oder den Druckkopf (2) oder auf das Aufzeichnungsmedium (4) einwirkt, möglich ist.

5. Tintenstrahldrucker gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Heizmittel (23; 50) eine Heizlampe (20) und einen drehbaren, um die Achse der Heizlampe (20) gedrehten Reflektor (21) aufweist, und das Auswahl- oder Steuermittel ein Zahnprofil (22) des Endteils des Reflektors (21) und ein mit dem Zahnprofil (22) in Eingriff stehendes Zahnrad (31) aufweist.

6. Tintenstrahldrucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Heizmittel (50) einen Heißluftventilator (52) zum Blasen von heißer Luft, einen ersten Kanal (53) zum Leiten der heißen Luft hin zum Zwischenaufzeichnungsmedium (12) und einen zweiten Kanal (54) zum Leiten der heißen Luft hin zum Aufzeichnungsmedium (4) aufweist, und das Auswahlmittel Ventile (55; 56) aufweist, welche dem ersten bzw. dem zweiten Kanal (53; 54) zugeordnet sind.