DE69828227T2

DE69828227T2 - Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number: DE69828227T2
Application number: DE69828227T
Authority: DE
Inventors: Noribumi Ohta-ku Koitabashi; Hiroshi Ohta-ku Tsuboi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1998-08-10
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: US6916092B2; EP0897800B1; US20040201656A1; EP0897800A2; DE69828227D1; EP0897800B8; EP0897800A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsverfahren und eine Aufzeichnungsvorrichtung, genauer ausgedrückt, ein Aufzeichnungsverfahren und eine Aufzeichnungsvorrichtung, nach welchem bzw. mit welcher das Aufzeichnen eines Bildes durch Ausstoßen von Tinte und einer Behandlungsflüssigkeit erfolgt.
Beim Tintenstrahlaufzeichnen ist im allgemeinen ein schnelles Fixieren der Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium erwünscht. Dieses Fixieren entspricht aber nicht dem durch Eindringen einer Flüssigkeit bewirkten Fixieren.
Im japanischen Dokument SHO-58-128862 ist ein Verfahren offenbart, bei welchem vor oder nach dem Ausstoßen einer Farbstofftinte eine ölige Behandlungsflüssigkeit auf den Bilderzeugungsbereich aufgebracht wird, um das aus der Tinte ins Aufzeichnungsmedium eingedrungene Färbungsmittel zu fixieren und dessen Wasserbeständigkeit zu verbessern.
In den japanischen Dokumenten HEI-8-204618 und HEI-10-44394 hat der Anmelder dieser Neuerung ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem auf eine langsam oder schwer eindringende Tinte (Tinte mit einer geringen Penetrationsfähigkeit) eine kationische Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wird, welche mit der Tinte umgehend eine Reaktion eingeht, um auf deren Oberfläche Reaktionsprodukte zu erzeugen. Wenn die Tinte nach der Behandlungsflüssigkeit aufgebracht wird, kann ein Farbenverlaufen im Grenzbereich zwischen unterschiedlichen Farben verhindert und die Wasserbeständigkeit verbessert werden, doch da das in der Tinte enthaltene Färbungsmittel auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers unlöslich gemacht wird, bildet dieses eine Sperrschicht, welche das Eindringen von Tinte ins Aufzeichnungspapier unterdrückt.
Dadurch bleibt das unlöslich gemachte Färbungsmittel auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers, so daß keine gute Abriebbeständigkeit zu verzeichnen ist und bei Verwendung eines Markierstiftes Farbe abgetragen wird (schlechte Überschreibbeständigkeit). Mit anderen Worten, beim Reiben am Aufzeichnungsmaterial mit einem darauf erzeugten Bild wird Farbe entfernt und dadurch die Bildqualität verschlechtert oder es kommt zum Verschmieren beim Überschreiben.
Im Dokument JP-A-6228478 ist ein Aufzeichnungsverfahren offenbart, welches das Ausstoßen von Tinte mit einem ersten Ka-Wert auf ein Aufzeichnungsmedium und das Ausstoßen einer Behandlungsflüssigkeit mit einem zweiten Ka-Wert auf die abgelagerte Tinte zum Unlöslichmachen des in der Tinte enthaltenen Färbungsmittels aufweist. Der zweite Ka-Wert ist kleiner als der erste Ka-Wert.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung des im Anspruch 1 definierten Aufzeichnungsverfahrens. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung der im Anspruch 11 definierten Aufzeichnungsvorrichtung.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Aufzeichnungsverfahrens und einer Aufzeichnungsvorrichtung, nach welchem bzw. mit welcher die Wasserbeständigkeit schwarzer Tinte Bk verbessert, ein Ver laufen der schwarzen Tinte und der Farbtinte verringert und die Qualität eines mit schwarzer Tinte erzeugten Bildes verbessert wird, wobei schon unmittelbar nach dem Drucken gute Wasserbeständigkeit, gute Abriebbeständigkeit und ein geringer Überschreibwiderstand zu verzeichnen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf die in die Fasern des Aufzeichnungsmaterials eingedrungene Tinte nach Ablauf einer Quellzeit oder Veränderung der Tinte durch Erwärmen oder auf andere Weise eine Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen, welche mit dem Färbungsmittel eine Reaktion eingeht und dieses fixiert. Dazu wird die Eigenschaft der Behandlungsflüssigkeit oder das Erwärmen nach Aufbringen der Behandlungsflüssigkeit genutzt.
Ein bevorzugter erster Schritt ist

(1) Auftragen einer äußerst schnell eindringenden Behandlungsflüssigkeit (Ka-Wert ≥ 5) auf eine Tinte mit einem Ka-Wert ≤ 3 ml·m^–2·ms^–1/2,
(2) Erwärmen einer auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßenen Tinte und anschließendes Auftragen einer moderat oder etwas schneller eindringenden Behandlungsflüssigkeit im Falle der Verwendung einer Tinte mit einem Ka-Wert ≤ 1 und temperaturabhängigem Eindringvermögen,
(3) Ausstoßen einer moderat oder etwas schneller eindringenden Tinte (Ka-Wert > 1) auf das Aufzeichnungsmaterial, Erwärmen der ausgestoßenen Tinte und Auftragen einer moderat oder etwas schneller eindringenden Behandlungsflüssigkeit. Ein zweiter bevorzugter Schritt ist ein Erwärmen nach Durchführung des ersten Schrittes. In diesem Fall kann eine moderat eindringende Behandlungsflüssigkeit verwendet werden.

Durch das Erwärmen nach dem ersten Schritt werden das Eindringen der Behandlungsflüssigkeit und das Verdampfen zum Beschleunigen des Fixierens unterstützt.
Bei Verwendung einer sehr schnell eindringenden Behandlungsflüssigkeit bewirkt das Verdampfen ein schnelleres Fixieren und somit schnelleres Erreichen der gewünschten Abriebbeständigkeit. Mit dem zweiten Schritt werden auch noch andere positive Effekte erzielt.
Eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:
Ausstoßen einer Tinte mit einem Ka-Wert nicht größer als 3 ml·m^–2·ms^–1/2 auf ein Aufzeichnungsmaterial
Auftragen einer Behandlungsflüssigkeit mit einem Ka-Wert nicht kleiner als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 auf die abgelagerte Tinte zum Unlöslichmachen des aus der Tinte ins Aufzeichnungsmaterial eingedrungenen Färbungsmittels
aufweist, wobei
wobei die Behandlungsflüssigkeit erst nach Ablauf einer Quellzeit ts auf die abgelagerte Tinte ausgestoßen wird.
Noch eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsverfahrens gemäß der vorliegenden weist die folgende Schritte auf:
Ausstoßen einer Tinte mit einem Ka-Wert nicht kleiner als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 auf ein Aufzeichnungsmaterial, Erwärmen der Tinte und
Auftragen der Behandlungsflüssigkeit mit einem Ka-Wert nicht kleiner als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 aufweist.
Noch eine weitere Ausführungsform des Aufzeichnungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgende Schritte auf:
Ausstoßen einer Tinte mit einem Ka-Wert nicht größer als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 und steigendem Eindringvermögen beim Erwärmen auf ein Aufzeichnungsmaterial und
Auftragen der Behandlungsflüssigkeit mit einem Ka-Wert nicht kleiner als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 auf die abgelagerte Tinte.
Die Polarität der Behandlungsflüssigkeit kann entgegengesetzt sein der Polarität des in der Tinte enthaltenen Färbungsmittels.
Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt im Blockschaltbild die Steuerschaltung der Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt schematisch den Aufzeichnungsvorgang gemäß der ersten Ausführungsform, ein Tintentröpfchen und einen Punkt auf und in dem Aufzeichnungsblatt.
4 zeigt schematisch den Aufzeichnungsvorgang gemäß der ersten Ausführungsform, ein Tintentröpfchen und einen Punkt auf und in dem Aufzeichnungsblatt.
5 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung eine Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt im Blockschaltbild die Steuerschaltung der Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
7 zeigt schematisch die Draufsicht des Hauptabschnitts der Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform und den Aufzeichnungsvorgang.
8 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt schematisch den Aufzeichnungsvorgang bei Verwendung der Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
10 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer modifizierten dritten Ausführungsform.
11 zeigt schematisch den Aufzeichnungsvorgang bei Verwendung der Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß der modifizierten dritten Ausführungsform.
12 zeigt schematisch die Draufsicht des Hauptabschnitts einer Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.
13 zeigt schematisch die Draufsicht des Hauptabschnitts einer Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer modifizierten vierten Ausführungsform.
14 zeigt schematisch die Draufsicht des Hauptabschnitts einer Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform.
15 zeigt das Eindringverhalten der Tinte bei und ohne Verwendung eine Heizeinheit.
16 zeigt in Diagrammform die empirisch ermittelte Beziehung zwischen dem Proportionalitätskoeffizient Ka und dem Azetylenylgehalt der Tinte.
17 zeigt in einem charakteristischen Diagramm die Tinteneindringmenge als Funktion der Zeit.
18 zeigt in Diagrammform die Abhängigkeit des Bildzustandes vom Azetylenylgehalt einer Pigmenttinte.
19 zeigt in einem charakteristischen Diagramm die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung und dem Azetylenylgehalt von Wasser.
20 zeigt den Mechanismus des Eindringens von Tinte bis zu einer bestimmten Tiefe ins Aufzeichnungsmaterial und die Reaktion der Tinte mit der auf diese ausgestoßenen Behandlungsflüssigkeit zum Unlöslichmachen des aus der Tinte ins Aufzeichnungsmaterial eingedrungenen Färbungsmittels.
21 zeigt die Tinteneindringgeschwindigkeit.
22 zeigt in Diagrammform die Beziehung zwischen dem Azetylenylgehalt der Tinte und der Zeit tw bzw. ts.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zuerst wird eine Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung gegeben.
Ein bevorzugter erster Schritt ist

Durch das Erwärmen nach dem ersten Schritt werden das Eindringen der Behandlungsflüssigkeit und das Verdampfen zum Beschleunigen des Fixierens unterstützt.
Bei Verwendung einer sehr schnell eindringenden Behandlungsflüssigkeit bewirkt das Verdampfen ein schnelleres Fixieren und somit schnelleres Erreichen der gewünschten Abriebbeständigkeit. Mit dem zweiten Schritt werden auch noch andere positive Effekte erzielt.
Die auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßene Tinte dringt in Tiefenrichtung in dieses ein. Wenn die Tinte bis zu einer bestimmten Tiefe eingedrungen ist, wird auf diese die Be handlungsflüssigkeit ausgestoßen, welche mit der Tinte eine Reaktion eingeht und diese unlöslich macht, so daß das erzeugte Bild eine hohe Qualität und eine gute Abriebbeständigkeit hat.
Dieser Vorgang wird anhand von 20 detailliert beschrieben.
20(a) zeigt das in Richtung Aufzeichnungspapier fliegende Tintentröpfchen und 20(b) dieses Tröpfchen beim Auftreffen auf dem Papier. Beim Auftreffen wird das Tintentröpfchen zu eine Säule verformt, deren Durchmesser etwa das Doppelte des Tintentröpfchendurchmessers beträgt. 20(c) zeigt die in die Papierfasern unter der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials eingedrungene und dort gequollene Tinte. 20(d) zeigt die weiter ins Aufzeichnungspapier eingedrungene Tinte und ein auf dieses ausgestoßene Tröpfchen der Behandlungsflüssigkeit S. 20(e) zeigt die auf die abgelagerte Tinte ausgestoßene Behandlungsflüssigkeit und die Reaktion mit dieser. 20(f) zeigt das Eindringen der Behandlungsflüssigkeit in die auf dem Aufzeichnungspapier abgelagerte Tinte. In diesem Zustand wird das aus der Tinte ins Aufzeichnungspapier eingedrungene Färbungsmittel von der Behandlungsflüssigkeit unlöslich gemacht, so daß die Tinte nur unter Schwierigkeiten weiter ins Papier eindringen kann. 20(g) zeigt den Zustand, in welchem das von der Behandlungsflüssigkeit unlöslich gemachte Färbungsmittel verharrt und das Eindringen gestoppt wurde. In diesem Zustand ist nicht viel Tinte auf der Papieroberfläche verblieben, während eine große Menge des in der Tinte enthaltenen Färbungsmittels unlöslich gemacht und etwa 20 μm unterhalb der Papieroberfläche eingekapselt wurde. Wenn keine Behandlungsflüssigkeit verwendet wird, ergeben sich die in den 20(e'), 20(f') und 20(g') dargestellten Zustände, aus welchen hervor geht, daß kein Färbungsmittel unter der Papieroberfläche eingekapselt wurde und der OD-Wert nicht so hoch ist wie bei Verwendung der Behandlungsflüssigkeit. Wenn aber die Behandlungsflüssigkeit verwendet und diese nach Beendigung der Tintenpenetration ausgestoßen wird, ergeben sich die in den 20(e''), 20(f'') und 20(g'') dargestellten Zustände, aus welchen hervor geht, daß der OD-Wert nicht so hoch ist wie im erstgenannten Fall, da nicht so viel Färbungsmittel auf der Papieroberfläche verbleibt.

Nachfolgend wird auf die Zusammensetzung, die Eindringeigenschaft und die Eindringgeschwindigkeit der Tinte näher eingegangen. Bei dieser Ausführungsform wurden folgende Tinten verwendet: Farbtinte Gelb (Y)

Direktgelb, Farbzahl 86	3 Anteile
Glyzerin	5 Anteile
Diäthylenglykol	5 Anteile
Azetylenyl EH (von Kawaken chemical Kabishiki Kaisha, Japan)	1 Anteil
Wasser	Restanteile

Farbtinte Magenta (M)

Säurerot, Farbzahl 289	3 Anteile
Glyzerin	5 Anteile
Diäthylenglykol	5 Anteile
Azetylenyl EH (von Kawaken chemical Kabishiki Kaisha, Japan)	1 Anteil
Wasser	Restanteile

Farbtinte Zyan (C)

Direktblau, Farbzahl 199	3 Anteile
Glyzerin	5 Anteile
Diäthylenglykol	5 Anteile
Azetylenyl EH (von Kawaken chemical Kabishiki Kaisha, Japan)	1 Anteil
Wasser	Restanteile

Schwarze Tinte (Bk)

Direktschwarz	3 Anteile
Glyzerin	5 Anteile
Diäthylenglykol	5 Anteile
Harnstoff	5 Anteile
Azetylenyl EH (von Kawaken chemical Kabishiki Kaisha, Japan)	(später genannt)
Wasser	Restanteile.

Demzufolge wies jede dieser Tinten einen Farbstoff oder ein Pigment, Wasser, Glyzerin als Lösungsmittel, Diäthylenglykol, Harnstoff, Azetylenyl EH als nichtionisches oberflächenaktives Mittel (Handelsname eines von Kawaken Fine Chemical Kabushiki Kaischa, Japan erhältlichen Produkts), d. h. ein mit Äthylenoxid versetztes Äthylenglykol, genauer ausgedrückt Äthylenoxid-2,4,7,9-Tetramethyl-5-Dezin-4,7-Diol. Dieses Produkt wird nachfolgend nur Azetylenyl oder Azetylenyl EH genannt. Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Tinten sind ein Gemisch aus den genannten Stoffen. Die Farbtinten C, M und Y enthalten 1% Azetylenyl EH, um deren Eindringeigenschaft zu verbessern. Bei den nachfolgend beschriebenen Versuchen wurde der Azetylenylgehalt der schwarzen Tinte Bk variiert.
Wenn die Eindringeigenschaft der Tinte durch die Tintenmenge V pro m² ausgedrückt wird, ergibt sich aus der Bristow'schen Gleichung die Tinteneindringmenge V (ml/m²= μm) zum Zeitpunkt t seit dem Ausstoßen eines Tintentröpfchens zu V = Vr + Ka (t – tw)1/2 bei t > tw.
Unmittelbar nach dem Auftreffen des Tintentröpfchens auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers wird der größte Teil der Tinte von der rauhen Oberfläche des Aufzeichnungspapiers absorbiert, so daß Tinte kaum noch ins Aufzeichnungspapier eindringt. Bis zu diesem Punkt ist die Zeit tw (Benetzungszeit) verstrichen und die Tintenmenge Vr von der rauhen Oberfläche absorbiert worden. Wenn seit dem Ablagern des Tintentröpfchens eine längere Zeit als tw verstreicht, wird die Eindringmenge V proportional (t – tw)^1/2 größer.
Der Parameter Ka ist grundsätzlich ein Proportionalitätskoeffizient für die vergrößerte Tintenmenge und entspricht der Eindringgeschwindigkeit.
17 zeigt in einem charakteristischen Diagramm die Tinteneindringmenge als Funktion der Zeit, wobei die Kurven die experimentellen Ergebnisse bei Verwendung von Aufzeichnungspapier mit einem Gewicht von 64 g/m², einer Dicke von etwa 80 μm und einer Porosität von etwa 50% darstellen.
In 17(a) ist auf der Abszisse die Zeit t^1/2 (ms^1/2) und in 17(b) auf der Abszisse die Zeit t (ms) aufgetragen. In diesen beiden Figuren ist auf der Ordinate die Tinteneindringtiefe V (μm) aufgetragen, wobei die Kurven für Azetylenylgehalte von 0%, 0,35% bzw. 1% gelten.
Wie aus diesen Figuren hervor geht, wird mit zunehmender Zeit und steigendem Azetylenylgehalt die Tinteneindringtiefe größer (Verbesserung der Eindringeigenschaft). Mit anderen Worten, mit steigendem Azetylenylgehalt wird die Benetzungszeit kürzer, wobei bis zum Erreichen von tw mit steigendem Azetylenylgehalt die Eindringeigenschaft verbessert wird.
Bei Verwendung einer Tinte ohne Azetylenyl (0%) hat diese keine gute Eindringeigenschaft und ist demzufolge eine langsam eindringende Tinte, worauf später näher eingegangen wird. Bei Verwendung einer Tinte mit einem Azetylenylgehalt von 1% dringt diese schnell ins Aufzeichnungspapier 103 ein, worauf später ebenfalls näher eingegangen wird. Eine Tinte mit einem Azetylenylgehalt von 0,35% ist eine moderat eindringende Tinte.
Zur Erläuterung werden die 21 und 22 herangezogen.
Bei Verwendung einer Tinte mit relativ schlechter Eindringeigenschaft wird diese im Zeitraum bis zum Erreichen von tw, in welchem die Benetzbarkeit der Papieroberfläche steigt, von den Papierfasern aufgenommen, so daß diese zu quellen beginnen und durch die zwischen diesen sich ergebende Kapillarwirkung die Tinte einzudringen beginnt.
Glattes Papier, welches zum Kopieren verwendet wird, enthält eine Appretur, um Verlaufen zu verhindern, so daß das Eindringen von Tinte in dieses nicht sehr früh beginnt und die Benetzungszeit tw sich ergibt.
Auch nach Eindringbeginn wird durch die Appretur die Benetzbarkeit des Papiers nicht besser, so daß bei Verwendung einer relativ langsam eindringenden Tinte diese erst nach eine bestimmten Zeit in die Fasern quillt. Diese Zeit ts beträgt bei einer langsam eindringenden Tinte etwa 400–500 ms.
Wenn die Tinte ein oberflächenaktives Mittel wie Azetylenyl enthält, wird die Benetzbarkeit des Papiers verbessert, dadurch diese Zeit kürzer und die Quellgeschwindigkeit (Aufnahme der Tinte von den Fasern) größer. Da von den Fasern die Tinte schnell aufgenommen wird, ist auch eine hohe Eindringgeschwindigkeit zu verzeichnen. Mit steigendem Azetylenylgehalt werden tw und ts kürzer und bei 1% etwa Null. Ab einem Azetylenylgehalt von 0,2–0,3% nähern tw und ts sich einander, wie aus dem in 22 dargestellten Diagramm zu erkennen ist.
Die Eindringgeschwindigkeit Ka entspricht der Neigung der Kurve für die Flüssigkeitsabsorption nach Erreichen von ts.
Nach ts beginnt abruptes Quellen, so daß die auf der Oberfläche des Papiers abgelagerte Tinte schnell in dieses eindringt und fixiert wird.
Wenn bei Ablauf der Zeit ts nach dem Auftreffen eines Tintentröpfchens auf dem Papier die Behandlungsflüssigkeit aufgetragen wird, läuft zwischen dieser und der Tinte eine Reaktion ab, welche sich in Richtung Papierinneres allmählich fortsetzt, wobei der größere Teil der Tinte auch im Randbereich ins Papier eindringt und der Rest auf der Papieroberfläche verbleibt.
Wenn der Azetylenylgehalt der Bearbeitungsflüssigkeit etwa 1% beträgt, beginnt das Eindringen unmittelbar nach dem Auftragen, da tw annähernd Null ist.
Da die Eindringgeschwindigkeit der Behandlungsflüssigkeit größer ist als jene der Tinte und beim Eindringen der Behandlungsflüssigkeit in die Tinte eine Reaktion zwischen beiden abläuft, wird das Eindringen der Tinte ins Papier kurz unter dessen Oberfläche gestoppt, was ohne Behandlungsflüssigkeit nicht der Fall ist.
Auf diese Weise kann das Färbungsmittel nahe der Papieroberfläche gehalten und somit eine hohe Dichte erreicht werden. Selbst wenn vor dem Auftragen der Behandlungsflüssigkeit ein Teil der Tinte auf der Papieroberfläche verblieben ist, dringt diese auch an der Tintenpunktperipherie in die Papieroberfläche, so daß eine Federbildung in Form von Haarkristallen verhindert wird.
Da die Behandlungsflüssigkeit sehr gute Eindringeigenschaft hat, dingt der größte Teil der auf der Papieroberfläche verbliebenen Tinte ins Papier ein.
Dadurch verbleibt auch nur eine geringe Menge Färbungsmittel auf der Papieroberfläche, so daß eine hohe Abriebfestigkeit erzielt wird.
Wenn zur Verbesserung der Eindringeigenschaft der Tinte deren Azetylenylgehalt auf über 0,3% angehoben wird, tritt in Abhängigkeit vom spezifischen Papiergewicht nach Ablauf von ts abrupt Federbildung auf. Deshalb sollte der Azetylenylgehalt (Gew.-%) nicht mehr als 0,3% betragen.
Bei mehr als 0,3% ist die Eindringgeschwindigkeit so hoch, daß das Färbungsmittel nicht in Oberflächennähe des Papiers verbleibt, selbst wenn die Eindringgeschwindigkeit der Behandlungsflüssigkeit erhöht wird. Auch aus diesem Grund sollte der Azetylenylgehalt nicht mehr als 0,3 & betragen.
16 zeigt die Beziehung zwischen dem empirisch ermittelten Proportionalitätskoeffizient Ka und der Azetylenylgehalt der Tinte.
Der Ka-Wert wird nach der Bristow'schen Methode mit einem Gerät S (erhältlich bei Toyo Seiki Seisakusho, Japan) zum Testen der dynamischen Eindringeigenschaft ermittelt. Bei den durchgeführten Versuchen wurden als Aufzeichnungsmaterial PB-Blätter von Canon Kabushiki Kaisha, Japan verwendet. Diese PB-Blätter sind für elektrophotographische Kopierer oder Laserstrahldrucker und auch für Tintenstrahldrucker geeignet.
Die gleichen Ergebnisse wurden auch bei Verwendung der von Canon Kabushiki Kaisha, Japan lieferbaren PPC-Blätter für elektrophotographisches Aufzeichnen erzielt.
Wie aus 16 hervor geht, steigt der Ka-Wert (Ordinate) mit steigendem Azetylenylgehalt (Abszisse). Da der Proportionalitätskoeffizient Ka in Abhängigkeit vom Azetylenylgehalt bestimmt wird, ist auch die Eindringgeschwindigkeit vom Azetylenylgehalt abhängig. Die parallel zur Ordinate durch die Kurve gezogenen Linien stellen den Meßwertbereich dar.
Tabelle 1 zeigt typische Werte der in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung genannten Tinten, d. h. einer langsam eindringenden Tinte, einer moderat eindringenden Tinte und einer schnell eindringenden Tinte.
Tabelle 1
Aus dieser Tabelle geht hervor, daß die Eindringeigenschaft jeder dieser drei Tinten mit steigendem Ka-Wert, aber sinkender Oberflächenspannung besser wird.
Wie bereits erwähnt, wurden die in Tabelle 1 zusammengestellten Ka-Werte bei Verwendung von PB-Blättern und bei Nutzung des genannten Gerätes S ermittelt. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei Verwendung von PPC-Blättern erzielt.
Der Azetylenylgehalt der moderat eindringenden Tinte betrug 0,2–0,7%.
Wenn einer Flüssigkeit ein oberflächenaktives Mittel zugesetzt wird, ist dessen kritische Mizellarkonzentration in dieser bekannt. Die kritische Mizellarkonzentration ist die Konzentration, bei welcher mit steigendem Gehalt des oberflächenaktiven Mittels in der Flüssigkeit mehrere zehn Moleküle durch Mizellassoziation gebildet werden. Zu den oberflächenaktiven Mitteln zählt Azetylenyl, welches für die entsprechenden Flüssigkeiten die kritische Mizellarkonzentration zeigt.
19 zeigt in einem charakteristischen Diagramm die Änderung der Oberflächenspannung bei Änderung des Azetylenylgehaltes in Wasser. Bei Erzeugung der Zelle sinkt die Oberflächenspannung nicht, so daß die kritische Mizellarkonzentration von Azetylenyl in Wasser etwa 0,7% beträgt, wie aus 19 hervor geht.
Die in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete moderat eindringende Tinte hat einen Azetylenylgehalt, welcher unter der kritischen Mizellarkonzentration von Azetylenyl in Wasser liegt.
Nachfolgend wird das Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit nach dem Aufzeichnen mit Tinte beschrieben.
Zuerst wird schwarze Tinte Bk und dann die Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen, bevor das Ausstoßen der Farbtinten Zyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y) erfolgt.
Da die schwarze Tinte Bk hauptsächlich zum Drucken von Buchstaben und Zeilenbildern verwendet wird, sollte diese nur unter Schwierigkeiten in Aufzeichnungspapier eindringen. Wenn nach dem Auftreffen der schwarzen Tinte auf dem Aufzeichnungspapier die Behandlungsflüssigkeit aufgetragen wird, macht diese das in der schwarzen Tinte enthaltene Färbungsmittel unlöslich, welches deshalb auf der Papieroberfläche verbleibt und beim Überschreiben verwischt wird.
Bei einer längeren Zeitspanne zwischen den beiden Ausstoßvorgängen wird die Abriebfestigkeit erhöht. Bei Verwendung einer langsam oder schwer eindringenden schwarzen Tinte und einer leicht eindringenden Tinte als Behandlungsflüssigkeit ist kaum Federbildung zu verzeichnen, besonders dann, wenn die Zeit zwischen dem Ausstoßen der schwarzen Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als etwa 1 Sekunde beträgt.
Wenn die leicht eindringende Behandlungsflüssigkeit auf die noch nicht ins Aufzeichnungspapier eingedrungene schwarze Tinte Bk ausgestoßen wird, vermischen sich beide Flüssigkeiten; da die Behandlungsflüssigkeit ein besseres Eindringvermögen als die schwarze Tinte hat, kommt es zur Federbildung. Wenn die Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen wird, nachdem die schwarze Tinte fast vollständig ins Aufzeichnungspapier eingedrungen ist (Zeitdifferenz 1 Sekunde oder länger), kommt es kaum zum Vermischen beider Flüssigkeiten, so daß die Behandlungsflüssigkeit das in der schwarzen Tinte enthaltene Färbungsmittel ohne Federbildung unlöslich macht.
Wenn die schwarze Tinte nach dem Auftreffen auf dem Aufzeichnungspapier mittels eines Heizelementes erwärmt wird, kann durch die Temperaturerhöhung die Zeit bis zum vollständigen Eindringen der schwarzen Tinte ins Aufzeichnungspapier verkürzt werden. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, die Zeitspanne zwischen dem Ausstoßen der schwarzen Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit zu verkürzen.
Die schwarze Tinte Bk sollte z. B. 5–20% Diäthylenglykol enthalten, um deren Eindringvermögen beim Erwärmen durch das Heizelement zu verbessern.
Wenn eine schwarze Tinte Bk mit einem guten Eindringvermögen verwendet wird, kann der Zeitunterschied zwischen dem Ausstoßen der Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit verkürzt und dadurch die Bildqualität verbessert wer den. Der Grund ist darin zu suchen, daß durch Aufbringen der Behandlungsflüssigkeit vor einem zu tiefen Eindringen der schwarzen Tinte ins Aufzeichnungspapier Federbildung verhindert werden kann und das in der Tinte enthaltene Färbungsmittel nahe der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers unlöslich gemacht wird, so daß ein hoher OD-Wert sich ergibt.
Die Bildqualitätsverbesserung geht aber zu Lasten der Abriebbeständigkeit.
Es gibt jedoch einen Bereich, in welchem sowohl eine gute Bildqualität als auch eine hohe Abriebbeständigkeit zu verzeichnen ist.
Durch Erwärmen der ausgestoßenen schwarzen Tinte mittels eines Heizelements kann diese nicht sehr tief eindringen und Federbildung verhindert werden, so daß die Möglichkeit der Erweiterung des genannten Bereichs besteht.
Erste Ausführungsform
1 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Aufzeichnungsvorrichtung ist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche mit mehreren in Papierzuführrichtung (Pfeil A) angeordneten Ganzzeilenaufzeichnungsköpfen ausgerüstet ist und von der in 2 dargestellten, später detailliert beschriebenen Steuerschaltung gesteuert wird.
Die zur Aufzeichnungskopfgruppe 101g zusammengefaßten Aufzeichnungsköpfe 101Bk, 101s, 101C, 101M und 101Y sind rechtwinklig zur Papierzuführrichtung A mit Ausstoßöffnungen versehen, so daß mit diesen über die gesamte Papierbreite aufgezeichnet werden kann.
Das Aufzeichnungspapier 103 wird von paarig angeordneten Registrierwalzen 114 entlang paarig angeordneter Führungsplatten 115 auf ein Transportband 111 geschoben, wobei die Papiervorderkante entsprechend ausgerichtet ist. Das Transportband 111 ist ein über zwei Walzen 112, 113 laufendes endloses Band, welches von einer Schreibplatte 104 gestützt wird. Mindestens eine der beiden Walzen 112, 113 wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben, um das Aufzeichnungspapier 103 in Pfeilrichtung A zu transportieren. Nach dem Aufzeichnen mit den Aufzeichnungsköpfen der Gruppe 101g wird das Aufzeichnungspapier 103 auf die Ablage 116 geschoben.
Der Aufzeichnungskopf 101Bk für schwarze Tinte, der Kopf 101S für die Behandlungsflüssigkeit, der Kopf 101C für die Farbtinte Zyan, der Kopf 101M für die Farbtinte Magenta und der Kopf 101Y für die Farbtinte Gelb sind in der genannten Reihenfolge in Papierzuführrichtung A hintereinander angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht Mehrfarbenaufzeichnen.

Die Behandlungsflüssigkeit hat folgende Zusammensetzung:

Glyzerin	7 Anteile
Diäthylenglykol	5 Anteile
Azetylenyl EH (von KcKK, Japan)	Details später
Polyallylamin	4 Anteile
Benzalchlorid	0,5 Anteile
Triäthylenglykolmonobutyläther	3 Anteile
Wasser	Rest

Bei den durchgeführten Versuchen wurde der Azetylenylgehalt der Behandlungsflüssigkeit geändert.
Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Kopf 101S für die Behandlungsflüssigkeit und dem Kopf 101C für die Farbtinte Zyan ein Heizelement 102 angeordnet, welches entsprechend angesteuert wird, um während des Aufzeichnens Wärme zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform ist das Heizelement 102 eine Halogenlampe, welche die auf das Aufzeichnungspapier 103 ausgestoßene schwarze Tinte Bk von oben erwärmt. Je nach Leistung und Wärmebedarf können auch mehrere solche Heizelemente verwendet werden. Mit diesem Heizelement soll das Tintenfixieren verbessert werden.
Der Aufzeichnungskopf 101Bk und der Ausstoßkopf 101S für die Behandlungsflüssigkeit sind im Abstand Di hintereinander angeordnet; die Zeitspanne zwischen dem Ausstoßen der schwarzen Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit wird aus diesem Abstand und der Papierzuführgeschwindigkeit bestimmt. Da die Konstruktion der Aufzeichnungsvorrichtung den Abstand Di zwischen den beiden Köpfen 101Bk und 101S vorgibt, wird die Zuführgeschwindigkeit des Aufzeichnungspapiers 103 der Zeitspanne von etwa 1 Sekunde zwischen dem Ausstoßen schwarzer Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit angepaßt. Wenn die Zuführgeschwindigkeit vorgegeben ist, muß der Abstand zwischen den beiden Köpfen dieser angepaßt werden.
2 zeigt im Blockschaltbild die Steuerschaltung für die in 1 dargestellte Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung 1.
Die Systemsteuereinheit 201 ist aus einem Mikroprozessor, einem ROM zum Speichern des Steuerprogramms und einem RAM für den Mikroprozessor zusammengesetzt und steuert die gesamte Aufzeichnungsvorrichtung. Über einen Treiber 202 wird der Transportmotor entsprechend angesteuert, um das Auf zeichnungsmaterial in Form von Blättern in Pfeilrichtung A zu transportieren.
Ein Hauptcomputer 206 überträgt die zum Aufzeichnungsinformationen an die Aufzeichnungsvorrichtung 1. In einem Empfangspuffer 207 werden die vom Hauptcomputer 206 gesendeten Daten so lange gespeichert, bis diese von der Systemsteuereinheit 201 empfangen worden sind. Ein Bildspeicher 208 der erforderlichen Größe wandelt die Bilddaten in Druckdaten um. Bei dieser Ausführungsform speichert der Bildspeicher 208 Daten für eine Druckseite, obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf diese Speichergröße beschränkt ist.
Von Puffern 209S und 209P werden die Druckdaten vorübergehend gespeichert, wobei deren Speicherkapazität von der Anzahl der Ausstoßdüsen abhängig ist. Ein Drucksteuerelement 210 steuert in Übereinstimmung mit den Befehlen von der Systemsteuereinheit 201 den Aufzeichnungskopf, die Druckgeschwindigkeit, die Druckdatenanzahl usw. und erzeugt die zum Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit erforderlichen Daten. Ein vom Steuerelement 210 durch ein entsprechendes Signal angesteuerter Treiber 211 steuert den Kopf 212S für die Behandlungsflüssigkeit und den Aufzeichnungskopf 212P für Tinte.
Die vom Hauptcomputer 206 gelieferten Bilddaten werden vorübergehend im Empfangspuffer 207 gespeichert. Die gespeicherten Bilddaten werden von der Systemsteuereinheit 201 gelesen und in die Puffer 209S, 209P übertragen. Die Systemsteuereinheit 201 steuert auch das Heizelement 102 zur Erzeugung der erforderlichen Wärme. Störungen wie Papierstau, Tintenmangel usw. werden von einem Anomalitätssensor 222 erfaßt.
Das Drucksteuerelement 210 erzeugt auf der Grundlage der in den Puffern 209S, 209P gespeicherten Daten die zum Ausstoßen von Behandlungsflüssigkeit erforderlichen Daten. Auf der Grundlage dieser Daten und der in den Puffern 209S, 209P gespeicherten Bilddaten werden die Aufzeichnungsköpfe gesteuert.
Nachfolgend wird anhand der 3 und 4 das Aufzeichnen gemäß dieser Ausführungsform detailliert beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird die langsam eindringende Tinte gemäß Tabelle 1 verwendet. Die Behandlungsflüssigkeit hat ein bestimmtes Eindringvermögen und einen Azetylenylgehalt von etwa 0,4–1,0%.
In 30(a) kennzeichnet das Bezugszeichen 30 ein aus dem Kopf 101 Bk ausgestoßenes schwarzes Tintentröpfchen. Das auf die Oberfläche des Aufzeichnungspapiers treffende Tröpfchen 30 wird zum Tröpfchen 30a verformt und dringt in Pfeilrichtung ins Aufzeichnungspapier ein, in 3(b) durch die gestrichelte Linie angedeutet, bevor aus dem Kopf 101S Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen wird.
Bei dieser Ausführungsform beträgt die Zeitspanne zwischen dem Ausstoßen schwarzer Tinte und dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit etwa 1 Sekunde. In dieser Zeit dringt die meiste der im schwarzen Tintentröpfchen 30a enthaltenen Tinte ins Aufzeichnungspapier 103 ein. Etwa 1 Sekunde nach dem Ausstoßen des schwarzen Tintentröpfchens 30 auf das Aufzeichnungspapier 103 wird ein Tröpfchen 35 der Behandlungsflüssigkeit mit einem bestimmten Eindringvermögen (Aufzeichnungsverbesserungsflüssigkeit) auf den Punkt 30b ausgestoßen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Quellzeit ts überschritten. Die Behandlungsflüssigkeit geht mit der schwarzen Tinte eine Reaktion ein, durch welche das ins Aufzeichnungspapier 103 eingedrungene Färbungsmittel unlöslich gemacht wird.
Der vom schwarzen Tintentröpfchen erzeugte Punkt 30b und das auf diesen ausgestoßene Behandlungsflüssigkeitströpfchen 35a werden vom Heizelement 102 erwärmt (3(e), so daß das in der schwarzen Tinte enthaltene Wasser und das in der Behandlungsflüssigkeit enthaltene Lösungsmittel verdampfen, dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und die Fixiereigenschaft verbessert wird. Wenn der Azetylenylgehalt der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 0,7% beträgt, ist ein Erwärmen nicht erforderlich, obwohl dieses die Festigkeit des durch die Reaktion erzeugten Überzugs erhöht.
Aber auch bei einem Azetylenylgehalt von nicht mehr als 0,7% werden fast ähnliche Ergebnisse wie mit der schnell eindringenden Tinte erzielt.
Wie bereits beschrieben, wird erst das schwarze Tintentröpfchen 30 und dann mit einer Verzögerung von nicht weniger als ts (etwa 1 s) auf dieses das Behandlungsflüssigkeitströpfchen 35 ausgestoßen, damit die schwarze Tinte bis zu einer bestimmten Tiefe ins Aufzeichnungspapier eindringen und unlöslich gemacht werden kann.
Auf diese Weise kann die Abriebbeständigkeit und die Überschreibbeständigkeit des Aufzeichnungspapiers 103 verbessert werden.
4 zeigt den Zustand, welcher beim Ausstoßen eines Farbtintentröpfchen 40 neben den in 3(d) dargestellten schwarzen Punkt 30b erreicht wird.
4(a) zeigt das ausgestoßene Farbtintentröpfchen 40 vor dem Landen auf dem Aufzeichnungspapier 103, 4(b) das auf dem Aufzeichnungspapier 103 gelandete und dabei verformte Farbtintentröpfchen 40a und 4(c) den neben dem schwarzen Punkt 30b erzeugten Farbpunkt 40b.
Die aus den Köpfen 101C, 101M und 101Y ausgestoßenen Tinten sind schnell eindringende Tinten, so daß aufgrund der hohen Eindringgeschwindigkeit kaum Verlaufen auftritt, selbst wenn auf eine Stelle neben einer Farbtinte eine andere Farbtinte ausgestoßen wird. Die schwarze Tinte dringt langsamer ein als die Farbtinten, so daß im Falle des Ausstoßens einer Farbtinte auf eine Stelle neben einem mit schwarzer Tinte erzeugten Punkt Farbenverlaufen zu verzeichnen ist. Da aber dem aus dem schwarzen Tröpfchen erzeugten Punkt 30b ein Behandlungsflüssigkeitströpfchen 35 überlagert und, falls erforderlich, das Heizelement 102 zugeschaltet wird, wird die Tinte innerhalb des Aufzeichnungspapiers unlöslich gemacht.
Wie aus 4(b) hervor geht, wurde auf eine Stelle neben dem vom schwarzen Tröpfchen 30 erzeugten Punkt 30b ein Farbtintentröpfchen 40a ausgestoßen, ohne daß im Grenzbereich zwischen der schwarzen Tinte und der Farbtinte ein Farbenverlaufen eingetreten ist und deshalb ein scharfes Bild entstand.
Wenn vor dem Ausstoßen einer Farbtinte eine Behandlungsflüssigkeit aufgetragen wird, besteht die Möglichkeit einer Verbesserung der Wasserbeständigkeit in bezug auf die Farbtinte.
Modifizierte erste Ausführungsform
Wie aus 1 hervor geht, ist zwischen dem Kopf 101Bk für schwarze Tinte und dem Kopf 101S für die Behandlungsflüssig keit ein Heizelement mit geringem Heizvermögen angeordnet, welches das Eindringen der schwarzen Tinte fördert.
Wenn der Azetylenylgehalt der schwarzen Tinte 0,3% beträgt, hat diese ein etwas besseres Eindringvermögen als die genannte langsam eindringende Tinte.
Bei Durchführung eines Erwärmungsvorgangs oder bei Verwendung einer Tinte mit relativ gutem Eindringvermögen kann die Zeit ts bis auf weniger als 1 Sekunde verkürzt werden, ohne die Bildqualität zu beeinträchtigen. Durch diese Zeitverkürzung kann der Abstand zwischen dem Kopf 101Bk und dem Kopf 101S verkürzt und dadurch die Vorrichtung kompakter ausgeführt werden. Eine Verringerung dieses Abstandes ermöglicht eine Erhöhung der Zuführgeschwindigkeit des Aufzeichnungspapiers 103. Die Zuführgeschwindigkeit sollte jedoch der Geschwindigkeit angepaßt werden, mit welcher aus dem Aufzeichnungskopf Tinte zuverlässig ausgestoßen und somit problemlos aufgezeichnet werden kann.
In Transportrichtung A gesehen kann auch hinter den Farbtintenköpfen 101C, 101M, 101Y ein Kopf 101S für die Behandlungsflüssigkeit angeordnet werden, um durch Ausstoßen von Behandlungsflüssigkeit auf die erzeugten Farbpunkte die Wasserbeständigkeit von Farbbildern zu erhöhen.
Zweite Ausführungsform
5 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer Serienaufzeichnungsvorrichtung 5.
Das Aufzeichnungspapier 103 (Aufzeichnungsmaterial) wird einer Blattzuführeinheit 105 entnommen und durch den Druckabschnitt 126 transportiert. Bei dieser Ausführungsform wird preiswertes glattes Papier verwendet. Der Aufzeichnungsab schnitt 126 ist mit einem Schlitten 107 mit daran befestigtem Aufzeichnungskopf 101 ausgerüstet, welcher von einem Motor 604 (6) entlang einer Führungsschiene 109 hin und her bewegt wird. Der Aufzeichnungskopf 101 ist in einen Abschnitt 108Bk zum Ausstoßen schwarzer Tinte, einen Abschnitt 108S zum Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit, einen Abschnitt 108C zum Ausstoßen der Farbtinte Zyan, einen Abschnitt 108M zum Ausstoßen der Farbtinte Magenta und einen Abschnitt 101Y zum Ausstoßen der Farbtinte Gelb unterteilt. Jeder dieser Abschnitte wird von einem Behälter mit der entsprechenden Tinte versorgt. In in jeder der zahlreichen Düsen ist ein elektrothermischer Wandler (Heizelement) angeordnet, welcher, durch ein Signal angesteuert, Wärme erzeugt, um ein Bläschen zu bilden und durch dessen Druck Tinte auszustoßen. Mit anderen Worten, es wird das sogenannte Bläschenstrahlausstoßverfahren angewendet. Rechtwinkel zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 101, d. h. in Zuführrichtung y des Aufzeichnungspapiers 103 sind in den Ausstoßabschnitten Ausstoßöffnungen vorhanden.
Jedem Ausstoßabschnitt gegenüber ist ein Heizelement 102 angeordnet, welches den gesamten Bewegungsbereich des Schlittens 107 überdeckt. Bei dieser Ausführungsform berührt das keramische Heizelement 102 die Rückseite des Aufzeichnungspapiers 103 und erwärmt dessen Oberfläche.
Mit dem Aufzeichnungskopf 101 wird eine Auflösung von 14 Punkten/mm (360 dpi) erreicht. Der elektrothermische Wandler wird mit einer Frequenz von 7,2 kHz angesteuert. Der Schlitten 107 wird in 1,5 Sekunden hin und her bewegt.
6 zeigt im Blockschaltbild die Steuerschaltung der in 5 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung 5. In den 2 und 6 sind gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugs zeichen gekennzeichnet, und da diese die gleiche Funktion haben, wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Der 6 mit dem Bezugszeichen 604 gekennzeichnete Motor erhält vom Treiber 602 Informationen zum Bewegungsweg und zur Geschwindigkeit und bewegt auf der Grundlage dieser Informationen den Aufzeichnungskopf in Abtasthauptrichtung. Der mit dem Bezugszeichen 605 gekennzeichnete Motor erhält vom Treiber 602 Informationen zum Bewegungsweg und zur Geschwindigkeit und führt auf der Grundlage dieser Informationen den Papiervorschub in Abtastnebenrichtung durch.
7 zeigt schematisch den mit der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß 5 in Verbindung mit der Steuerschaltung gemäß 6 durchgeführten Aufzeichnungsvorgang.
Wie aus 7 hervor geht, wird der Schlitten 107 in X-Richtung, d. h. rechtwinklig zur Transportrichtung Y des das Heizelement 102 berührenden Aufzeichnungspapiers 103 hin und her bewegt. Die als Punkte angedeuteten Ausstoßöffnungen im Abschnitt 108Bk für schwarze Tinte, im Abschnitt 108S für die Behandlungsflüssigkeit und in den Abschnitten 108C, 108M und 108Y für die Farbtinten Zyan, Magenta bzw. Gelb sind auf das Aufzeichnungspapier 103 gerichtet. Das im Bewegungsbereich der Abschnitte 108S, 108C, 108M und 108Y angeordnete Heizelement 102 erzeugt während des Aufzeichnens Wärme.
Die Ausstoßöffnungen bestreichen beim Bewegen des Schlittens 107 in Abtasthauptrichtung den Bereich d in Transportrichtung des Aufzeichnungspapiers 103. In Papiertransportrichtung gesehen ist der Abschnitt 108Bk für die schwarze Tinte um die Breite d zum Abschnitt 108S für die Behandlungsflüssigkeit versetzt angeordnet, um zwischen dem Ausstoßen der beiden Flüssigkeiten eine bestimmte Zeit zu gewährleisten. Diese Zeit entspricht im wesentlichen der Zeit, in welcher die schwarze Tinte bis zu einer bestimmten Tiefe ins Aufzeichnungspapier eindringt, und beträgt etwa 1,5 Sekunden, welche der Schlitten 107 für einen Abtastvorgang benötigt. Bei dieser Ausführungsform läuft das Aufzeichnen auf ähnliche Weise ab wie bei der Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Beim ersten Abtastvorgang wird aus dem Abschnitt 108Bk schwarze Tinte ausgestoßen. Der dabei bestrichene Abschnitt des Aufzeichnungspapiers liegt vor dem Heizelement 102 und wird somit nicht erwärmt. Danach wird das Aufzeichnungspapier 103 um die Länge d weiter transportiert, bevor im zweiten Abtastvorgang aus dem Abschnitt 108S ein Behandlungsflüssigkeitströpfchen auf den jetzt über dem Heizelement 102 liegenden schwarzen Punkt ausgestoßen wird. Durch die vom Heizelement 102 erzeugte Wärme wird das Verdampfen des in der schwarzen Tinte enthaltenen Wassers und des in der Behandlungsflüssigkeit enthaltenen Lösungsmittels beschleunigt, die Fixiereigenschaft verbessert und das Färbungsmittel in der ins Aufzeichnungspapier 103 eingedrungen Tinte unlöslich gemacht.
Durch diesen Ablauf werden die Abriebbeständigkeit, der Überschreibwiderstand und die Wasserbeständigkeit verbessert.
Bei dieser Ausführungsform ist das Heizelement 102 unter der Rückseite des Aufzeichnungspapiers 103 im Bereich der Ausstoßöffnungen in den Abschnitten 108C, 108M, 108Y für die Farbtinten Zyan, Magenta bzw. Gelb angeordnet, wodurch die Fixiereigenschaft der Farbtinten verbessert werden kann.
Dritte Ausführungsform
8 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur sind die Elemente, welchen jenen der 1 funktionell entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so daß auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
Die in 8 dargestellte Aufzeichnungsvorrichtung hat einen ähnlichen Aufbau wie in 1 dargestellte Aufzeichnungsvorrichtung und unterscheidet sich von dieser nur durch zusätzliche Heizelemente 80a, 80b, welche zwischen dem Kopf 101Bk für schwarze Tinte und dem Kopf 108S für die Behandlungsflüssigkeit angeordnet sind, und durch die Verwendung einer moderat eindringenden Tinte. Die Behandlungsflüssigkeit hat ein besseres Eindringvermögen als die schwarze Tinte. Die Heizelemente 80a, 80b erwärmen das Aufzeichnungspapier nach dem Eindringen der schwarzen Tinte in einen begrenzten Bereich unter dessen Oberfläche, so daß eine hohe Aufzeichnungsdichte zu verzeichnen ist. In diesem Zustand wird aus dem Kopf 108S Behandlungsflüssigkeit auf die ins Aufzeichnungspapier eingedrungene schwarze Tinte ausgestoßen, um diese unlöslich zu machen.
Nachfolgend wird anhand von 9 das Aufzeichnen mit der in 8 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben.
Wie aus 8(a) hervor geht, wird zuerst aus dem Kopf 108Bk ein schwarzes Tintentröpfchen 30 ausgestoßen. Dieses Tröpfchen wird auf dem Aufzeichnungspapier 103 zu einer Säule 30a verformt und dringt so ins Aufzeichnungspapier ein, dargestellt in 9(b).
Im Zeitraum vom Ausstoßen des schwarzen Tintentröpfchens bis zum Transportieren des Aufzeichnungspapiers 103 in den Bereich des Kopfes 108S wird der auf dem Aufzeichnungspapier 103 erzeugte Punkt 30b von den Heizelementen 80a, 80b erwärmt, wodurch das in der Tinte enthaltene Wasser verdampft, somit die Fixiereigenschaft verbessert und weiteres Eindringen der Tinte ins Aufzeichnungspapier 103 verhindert wird. Dadurch bleibt kaum Tinte auf der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 103. In diesem Zustand, dargestellt in 9(c), wird auf das inzwischen weiter transportierte Aufzeichnungspapier 103 aus dem Kopf 108S ein Behandlungsflüssigkeitströpfchen 35 ausgestoßen und dieses der kurz unter Papieroberfläche eingedrungene Tinte überlagert.
Dieses Tröpfchen dringt in der in 9(e) gezeigten Form 35b in die schwarze Tinte ein, so daß durch Reaktion mit dem Farbstoff in der schwarzen Tinte dieser im Aufzeichnungspapier 103 unlöslich gemacht wird, dargestellt in 9(f).
Da die Reaktion unter der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 103 abläuft, bleiben fast keine der unlöslich gemachten Produkte auf der Papieroberfläche.
Durch diese Reaktion kann weiteres Eindringen der schwarzen Tinte ins Aufzeichnungspapier 103 verhindert und somit die Dichte des schwarzen Bildes verbessert werden.
Wie bereits erwähnt, kann durch das bei dieser Ausführungsform durchgeführte Erwärmen das Eindringen der schwarzen Tinte der genannten Qualität verhindert werden. Da in diesem Zustand auf die abgelagerte schwarze Tinte Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen wird, kann diese im Aufzeichnungsmedium 103 unlöslich gemacht werden. Durch dieses Unlöslichmachen werden die Abriebbeständigkeit, die Überschreibbeständigkeit und die Wasserbeständigkeit verbessert. Da tieferes Eindringen der schwarzen Tinte ins Aufzeichnungspapier 103 verhindert werden kann, wird die Dichte des erzeugten schwarzen Bildes erhöht, so daß Buchstaben und Zeilenbilder mit scharfen Kanten aufgezeichnet werden können.
Da die Behandlungsflüssigkeit ein besseres Eindringvermögen hat als die schwarze Tinte, dringt diese auch schneller als die schwarze Tinte ins Aufzeichnungspapier 103 ein und verhindert durch die Reaktion mit dieser tieferes Eindringen. Da bei dieser Reaktion das Lösungsmittel in der Behandlungsflüssigkeit verdampft, wird die Fixiereigenschaft verbessert.
Modifizierte dritte Ausführungsform
10 zeigt die Seitenansicht einer Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung in einer modifizierten dritten Ausführungsform. In 10 und 8 sind funktionell gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wird.
Die in 10 dargestellte Aufzeichnungsvorrichtung unterscheidet sich von der in 8 dargestellten nur darin, daß zwischen dem Kopf 108S für die Behandlungsflüssigkeit und dem Kopf 108C für die Farbtinte Zyan ein Heizelement 80c angeordnet ist. Dieses Heizelement 80c dient zum Erwärmen des Aufzeichnungspapiers 103 nach dem Ausstoßen der Behandlungsflüssigkeit.
11 zeigt den Aufzeichnungsvorgang bei Verwendung der in 10 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung. Da die Aufzeichnungsvorgänge 11(a)–(d) und 9(a)–(d) ähnlich sind, wird auch hier auf eine erneute Beschreibung verzichtet.
Nach dem Ausstoßen eines schwarzen Tintentröpfchens 30 wird das Aufzeichnungsmaterial erwärmt und anschließend auf den erzeugten schwarzen Punkt 30b ein Behandlungsflüssigkeitströpfchen 35 ausgestoßen, dargestellt in den 11(a) und 11(b). Nach dem Auftreffen des Behandlungsflüssigkeitströpfchens auf dem schwarzen Punkt wird das Aufzeichnungspapier 103 weiter transportiert und dabei vom Heizelement 80c erwärmt, dargestellt in 11(e). Durch das Erwärmen verdampfen das in der schwarzen Tinte enthaltene Wasser und das in der Behandlungsflüssigkeit enthaltene Lösungsmittel, 11(f), so daß das Eindringen von unlöslich gemachtem Färbungsmittel zusammen mit dem Lösungsmittel und somit Federbildung verhindert und die Bildqualität der aufgezeichneten schwarzen Buchstaben und Zeilenbilder verbessert werden kann.
Auch wenn neben dem schwarzen Punkt 30b ein Farbpunkt (nicht dargestellt) erzeugt wird, ist wie bei der ersten Ausführungsform aufgrund des unlöslich gemachten Färbungsmittels in der ins Aufzeichnungspapier 103 eingedrungenen schwarzen Tinte im Grenzbereich zwischen dieser und der Farbtinte keine Farbenverlaufen zu verzeichnen.
Vierte Ausführungsform
Die Aufzeichnungsvorrichtung dieser Ausführungsform entspricht der in 5 dargestellten. 12 zeigt schematisch die Draufsicht der Aufzeichnungsstation 126 dieser Aufzeichnungsvorrichtung. Das mit dieser Aufzeichnungsvorrichtung durchgeführte Aufzeichnen entspricht dem mit der Ganzzeilenaufzeichnungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform praktizierten.
Bei der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ist in Papiertransportrichtung Y der Ausstoßab schnitt 108Bk für schwarze Tinte zum Abschnitt 108S für die Behandlungsflüssigkeit um die Aufzeichnungsbreite d versetzt angeordnet.
Bei der Serienaufzeichnungsvorrichtung gemäß 12 wird zuerst schwarze Tinte ausgestoßen und diese dann vom Heizelement 102 in einem bestimmten Grad erwärmt, bevor Behandlungsflüssigkeit und Farbtinte auf diese ausgestoßen werden. In dem vom Schlitten 107 mit den daran befestigten Aufzeichnungsköpfen bestrichenen Bereich ist ein Heizelement 102 angeordnet, welches die Rückseite des Aufzeichnungspapiers 103 berührt; der Ausstoßabschnitt 108Bk und der Ausstoßabschnitt 108S sind nicht versetzt zueinander angeordnet. Das Abtasten mit allen Köpfen erfolgt während zweier Abtastbewegungen zeitlich verzögert, so daß ein Unlöslichmachen des in der schwarzen Tinte enthaltenen Färbungsmittels an der Papieroberfläche verhindert wird.
Genauer ausgedrückt, beim ersten Abtastvorgang wird aus dem Ausstoßabschnitt 108Bk schwarze Tinte ausgestoßen. Nach einer bestimmten Zeit werden im zweiten Abtastvorgang aus den entsprechenden Abschnitten 108Bk, 108C, 108M bzw. 108Y Behandlungsflüssigkeit und die Farbtinten Zyan, Magenta und Gelb ausgestoßen. Erst nach diesen beiden Abtastvorgängen wird das Aufzeichnungspapier 103 um die Länge d weiter transportiert, bevor die Abtastvorgänge separat wiederholt werden. Während des Aufzeichnens bleibt das Heizelement 102 zugeschaltet, doch da das Aufzeichnen in zwei Abtastvorgängen erfolgt, werden die gleichen Effekte wie bei der dritten Ausführungsform erzielt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Reihenfolge der Ausstoßabschnitte in Bewegungsrichtung X des Schlittens 107 nicht auf die Anordnung 108Bk, 108S, 108C, 108M, 108Y beschränkt.
Wie aus 13 hervor geht, kann von links nach rechts in Richtung X auch die Reihenfolge 108Y, 108M, 108C, 108Bk und 1085 gewählt werden, wobei im ersten Abtastvorgang schwarze Tinte ausgestoßen wird und im zweiten Abtastvorgang Behandlungsflüssigkeit und Farbtinten ausgestoßen werden.
Fünfte Ausführungsform
Die Aufzeichnungsvorrichtung dieser Ausführungsform entspricht der in 5 dargestellten, in welcher die Ausstoßabschnitte der Aufzeichnungsstation 126 gemäß 14 angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform wird sowohl im ersten als auch im zweiten Abtastvorgang schwarze Tinte ausgestoßen, um ein schwarzes Bild gesplittet aufzuzeichnen. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird der zweite Abtastvorgang zeitverzögert durchgeführt. Die anderen Farbbilder werden in einem Abtastvorgang erzeugt. Die verwendeten Bezugszeichen sind die gleichen wie in 7, so daß auf eine Beschreibung der durch diese gekennzeichneten Elemente verzichtet wird. Wie aus 14 hervor geht, wird mit dem Ausstoßabschnitt 18Bk die Papiervorschublänge 2d bestrichen, welche bei den anderen Abschnitten nur d beträgt.
Wie aus 14 ebenfalls hervor geht, sind in Vorschubrichtung des Aufzeichnungspapiers 103 gesehen die Ausstoßöffnungen in jedem Abschnitt auf einer Linie angeordnet. In Y-Richtung sind in den Ausstoßabschnitten 108S für die Behandlungsflüssigkeit und den Ausstoßabschnitten 108C, 108M und 108Y für die Farbtinten Zyan, Magenta bzw. Gelb die Ausstoßöffnungen der Lage des Heizelements 102 angepaßt und bestreichen die Breite d, während die Ausstoßöffnungen im Ausstoßabschnitt 108Bk über die Breite 2d angeordnet sind. Der im ersten Abtastvorgang vom Ausstoßabschnitt 108Bk be strichene Bereich hat die Breite d und liegt um die Breite d vor dem von den anderen Abschnitten bestrichenen Bereich.
Nach jeder Abtastbewegung des Schlittens 107 in X-Richtung wird das Aufzeichnungspapier 103 um die Aufzeichnungsbreite d in Y-Richtung weiter transportiert, und das wird so oft wiederholt, bis nahezu die gesamte Fläche des Aufzeichnungspapiers 103 gedruckt ist.
Wie bereits beschrieben, beträgt die Aufzeichnungsbreite des Ausstoßabschnitts 108Bk für schwarze Tinte 2d, so daß diese doppelt so groß ist wie die der anderen Ausstoßabschnitte und demzufolge der Ausstoßabschnitt 108Bk zwei Abtastbewegungen zum Bestreichen dieser Breite durchführen muß.
Mit anderen Worten, von oben auf 14 gesehen werden bei der ersten Abtastbewegung des Schlittens 107 die oberen Ausstoßöffnungen des Ausstoßabschnitts 108Bk verwendet. Danach wird das Aufzeichnungspapier 103 um die Aufzeichnungsbreite d weiter transportiert. Bei der zweiten Abtastbewegung werden die unteren Ausstoßöffnungen dieses Ausstoßabschnitts verwendet, ohne Erwärmen zwischen diesen beiden Abtastvorgängen. Das heißt, das schwarze Bild wird durch unterteiltes Ausstoßen schwarzer Tinte aus den Ausstoßöffnungen des Ausstoßabschnitts 108Bk erzeugt. Das Ausstoßen schwarzer Tinte zur Erzeugung des schwarzen Bildes erfolgt komplementär, um die Ausstoßmenge pro Abtastvorgang zu verringern. Das Aufzeichnungsmuster pro Abtastvorgang kann ein stufenförmig versetztes oder ein umgekehrt stufenförmig versetztes Muster (Karomuster) sein. Im Bereich, in welchem zunächst bei Verwendung der oberen Ausstoßdüsen des Ausstoßabschnitts 108Bk aufgezeichnet wurde, wird im nächsten Abtastvorgang mit den unteren Ausstoßöffnungen des Ausstoßabschnitts 108Bk, mit dem Ausstoßabschnitt 108S und den Ausstoßabschnitten 108C, 108M, 108Y aufgezeichnet und dabei das Aufzeichnungsmaterial durch das Heizelement 102 erwärmt.
Gemäß dieser Ausführungsform kann gegenüber nur einem Abtastvorgang die Menge der pro Abtastvorgang auszustoßenden schwarzen Tinte verringert und auch die Menge der neben einer anderen Tinte auszustoßenden Tinte minimiert werden. Besonders bei einem stufenförmig versetzten oder umgekehrt stufenförmig versetzten Muster wird in X- und Y-Richtung nicht auf benachbarte Bereiche ausgestoßen. Dadurch ist selbst beim Ausstoßen vieler Tintentröpfchen auf benachbarte Bereiche kein Farbenverlaufen zu verzeichnen, so daß das schwarze Bild eine scharfe Kontur erhält.
Die Zeitspanne zwischen dem Ausstoßen schwarzer Tinte aus den unteren Ausstoßöffnungen des Abschnitts 108Bk und dem Ausstoßen von Behandlungsflüssigkeit aus dem Ausstoßabschnitt 108S ist kürzer als bei der zweiten Ausführungsform. Jedoch ist zum Zeitpunkt der zweiten Abtastbewegung die aus den oberen Ausstoßöffnungen ausgestoßene schwarze Tinte bereits ins Ausstoßpapier 103 eingedrungen, so daß die auf eine Stelle neben dem schwarzen Punkt ausgestoßene Tinte leichter eindringen kann. Wenn kontinuierlich Behandlungsflüssigkeit ausgestoßen wird, kann das in der Tinte enthaltene Färbungsmittel dicht unter der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 103 unlöslich gemacht werden.
Wenn ein Anomalitätssensor 222 eine Anomalität wie zum Beispiel einen Papierstau erfaßt, wird von der Systemsteuereinheit 201 (2, 6) die elektrische Verbindung zum Heizelement 102 und damit die Wärmeerzeugung unterbrochen.
Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für eine mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf ausgerüstete Auf zeichnungsvorrichtung, bei welcher von einem elektrothermischen Wandler, einem Laserstrahl oder einem anderen Element Wärme erzeugt wird, um eine Zustandsänderung der Tinte zu bewirken und dadurch Tinte auszustoßen. Das ermöglicht die Erzeugung hochdichter Bildelemente das Aufzeichnen bei starker Auflösung.
Aufbau und Wirkprinzip einer solchen Aufzeichnungsvorrichtung sind in den US-Dokumenten 4,723,129 und 4,740,796 offenbart, und betreffen Nachbedarf-Systeme sowie kontinuierlich arbeitende Systeme. Besonders geeignet sind Nachbedarf-Systeme, bei welchen ein neben einem mit Tinte getränkten Blatt oder in einem Tintenkanal angeordneter elektrothermischer Wandler mit mindestens einem Steuersignal gespeist wird, welches eine schnelle Temperaturerhöhung über den Kernsiedepunkt im Heizabschnitt des Kopfes auslöst, so daß in Übereinstimmung mit jedem gesendeten Steuersignal ein Bläschen in der Tinte erzeugt werden kann. Durch Erzeugung, Wachsen und Zusammenfallen des Bläschens wird mindestens ein Tröpfchen aus der Ausstoßöffnung ausgestoßen. Als Steuersignal wird ein Signal in Impulsform bevorzugt, weil dieses spontanes Wachsen und Zusammenfallen des Bläschens bewirken kann, so daß Tinte bei hoher Ansprechgeschwindigkeit ausgestoßen wird. Bevorzugte impulsförmige Steuersignale sind in den US-Dokumenten 4,463,359 und 4,345,262 offenbart. Als Temperaturerhöhungsrate der Heizfläche ist die im US-Dokument 4,313,124 offenbarte besonders geeignet.
Als Kopfaufbau kann der in den US-Dokumenten 4,558,333 und 4,459,600 offenbarte gewählt werden, bei welchem der elektrothermische Wandler in einem gekrümmten Abschnitt des zur Ausstoßöffnung führenden Flüssigkeitskanals angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist auch übertragbar auf den im japanischen Dokument 123670/1984 offenbarten Kopf, bei wel chem ein gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnung für mehrere elektrothermische Wandler dient, und auf den im japanischen Dokument 138461/1984 offenbarten Kopf, bei welchem in jedem Flüssigkeitskanal eine Öffnung zum Absorbieren der durch die Wärme erzeugten Druckwelle vorhanden ist. Die vorliegende Erfindung ist deshalb so effektiv, weil diese effektives und zuverlässiges Aufzeichnen mit Köpfen jeder Art ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für einen Ganzzeileaufzeichnungskopf, dessen Länge der maximalen Aufzeichnungsbreite entspricht. Ein solcher Kopf kann einstückig gefertigt werden oder aus mehreren Köpfen zusammengesetzt sein.
Die vorliegende Erfindung eignet sich auch für einen Serienkopf, welcher an die Gerätehauptbaugruppe montiert wird, einen Kopf in Chipform, welcher im eingebauten Zustand mit der Hauptbaugruppe elektrisch gekoppelt ist und von dieser mit Tinte versorgt wird, und einen Kopf in Kartuschenform mit integriertem Tintenbehälter.
Bevorzugt wird auch eine Regeneriereinheit und/oder Hilfseinheit zum Vorausstoßen, weil diese zur Erhöhung der Effekte dieser Erfindung beitragen. Zu diesen Einheiten zählen eine Abdeckeinheit für den Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinheit, eine Druck- oder Saugeinheit, eine Vorheizeinheit in Form des elektrothermischen Wandlers und ein zusätzliches Heizelement, welche auch kombiniert verwendet werden können. Auch eine Einheit zum Vorausstoßen (nicht für das Aufzeichnen) trägt zum stabilen Aufzeichnen bei.
Der austauschbare Kopf kann ein Einzelkopf entsprechend der verwendeten Farbtinte oder aus mehreren Einzelköpfen für verschiedene Farben und Dichten der verwendeten Tinten zu sammengesetzt sein. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Aufzeichnungsvorrichtung zur Herstellung monochromatischer Bilder, eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Mehrfarbenaufzeichnen und eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Vollfarbenaufzeichnen mit einem Einzelkopf oder einem aus mehreren Einzelköpfen zusammengesetzten Kopf übertragen werden.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung kann als Ausgabeterminal eines Informationsverarbeitungsgerätes in Form eines Computers, als Kopiervorrichtung, welche mit einem Bildlesegerät gekoppelt ist, oder als Faxgerät mit Sende- und Empfangsfunktion verwendet werden.
Das bei dieser Erfindung verwendete Gemisch aus einer Behandlungsflüssigkeit und einer Tinte bleibt auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials oder dringt in dieses ein, wobei im ersten Stadium der zwischen beiden stattfindenden Reaktion die Komponente mit geringem Molekulargewicht in den kationischen Materialien oder im kationischen Oligomer in der Behandlungsflüssigkeit und die anionische chemische Verbindung in der Pigmenttinte oder der wasserlösliche Farbstoff auf anionischer Basis eine Verbindung eingehen, so daß ein sofortiges Trennung aus der flüssigen Phase eintritt. Die daraus resultierende Pigmenttinte zeigt Dispersionsmangelerscheinungen, durch welche koaguliertes Pigmentmaterial erzeugt wird.
Im zweiten Stadium der Reaktion wird das Verbindungsprodukt aus dem Farbstoff und dem kationischen Material mit geringem Molekulargewicht, dem kationischen Oligomer oder dem koagulierten Pigmentmaterial von der in der Behandlungsflüssigkeit enthaltenen Polymerkomponente angezogen, so daß das koagulierte Farbstoff- oder Pigmentmaterial wächst und nicht mehr so leicht in die Spalten zwischen den Fasern gelangen kann und demzufolge nur der aus dem Trennen der Festsstoffe von der Flüssigkeit resultierende Flüssigkeitsanteil ins Aufzeichnungspapier eindringt, was zu einer Verbesserung der Druckqualität und der Fixiereigenschaft beiträgt. Das aus dem kationischen Material und dem anionischen Farbstoff und dem kationischen Oligomer oder der Komponente mit geringem Molekulargewicht in der kationischen Substanz erzeugte koagulierte Material oder das koagulierte Pigmentmaterial hat eine hohe Viskosität und bewegt sich nicht mit der Flüssigkeit, so daß Tinten unterschiedlicher Farbe an benachbarten Stellen sich nicht miteinander vermischen und somit kein Farbenverlaufen eintritt. Das koagulierte Material ist im wesentlichen wasserunlöslich, so daß das fertige Bild eine hohe Wasserbeständigkeit aufweist. Der Schutzeffekt des Polymers verbessert die Lichtbeständigkeit des Bildes.
Bei diesem Beispiel findet das Unlöslichmachen und das Koagulieren nur im ersten Stadium statt, kann bei anderen Beispielen aber auch im ersten und im zweiten Stadium stattfinden.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es gemäß der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich, kationische Polymersubstanzen mit hohem Molekulargewicht oder polyatomische Metallsalze zu verwenden; sollten solche aber als Hilfssubstanzen verwendet werden, dann nur in Minimalmengen. Dadurch kann eine Verschlechterung der Färbungseigenschaften des Farbstoffs, welche sich aus der Verwendung einer kationischen Polymersubstanz oder eines polyatomischen Metallsalzes zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit ergibt, verhindert werden.
Das in Verbindung mit dieser Erfindung verwendete Aufzeichnungsmaterial ist nicht auf ein spezielles beschränkt, denn es kann auch herkömmliches Kopierpapier, Bankpostpapier, ein anderes glattes Papier verwendet werden. Es besteht auch die Möglichkeit der Verwendung von beschichtetem Druckpapier und von transparenten OHP-Filmen als hochwertiges Papier und von Glanzpapier.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist für Systeme, welche mehrere Geräte aufweist, und auch für ein Einzelgerät geeignet. Dieses Verfahren kann durch Bereitstellung eines entsprechenden Programms für das System oder das Gerät realisiert werden. In einem solchen Fall wird ein Programmspeicher (Software) verwendet, welches das System oder das Gerät liest.
Gemäß dieser Erfindung werden die Bildqualität, die Wasserbeständigkeit unmittelbar nach dem Drucken, die Abriebbeständigkeit und die Überschreibbeständigkeit verbessert.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Strukturen beschrieben wurde, ist diese nicht auf die dargelegten Details beschränkt, so daß mögliche Modifikationen oder Änderungen zum Schutzbereich der beiliegenden Ansprüche gehörend anzusehen sind.

Claims

Aufzeichnungsverfahren, welches die Schritte Ausstoßen von Tinte mit einem nach der Bristow'sche Methode definierten ersten Ka-Wert in ml·m^–2·ms^–1/2 auf ein Aufzeichnungsmedium und Überlagern der auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßenen Tinte durch eine Behandlungsflüssigkeit mit einem zweiten Ka-Wert größer als der erste Ka-Wert zum Unlöslichmachen des aus der Tinte ins Aufzeichnungsmedium eingedrungenen Färbungsmittels aufweist, wobei die Behandlungsflüssigkeit der Tinte überlagert wird, wenn nach dem Eindringen der Tinte ins Aufzeichnungsmedium eine Quellzeit ts verstrichen ist.
Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Ka-Wert der Tinte nicht mehr als 3 ml·m^–2·ms^–1/2 und der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Ka-Wert der Tinte weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 und der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 1, 2, 3 oder 4, welches außerdem das Erwärmen des von der Tinte und der Behandlungsflüssigkeit erzeugten Reaktionsproduktes aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tinte ein Pigment enthält.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zuerst schwarze Tinte, dann die Behandlungsflüssigkeit und schließlich Farbtinte auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Tinte eine erste Polarität und die Behandlungsflüssigkeit eine der ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität hat.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tinte und die Behandlungsflüssigkeit durch Erzeugung von Bläschen beim Aufbringen von Wärmeenergie ausgestoßen werden.
Aufzeichnungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Konzentration einer oberflächenaktiven Substanz in der Tinte geringer ist als die kritische Mizellarkonzentration der oberflächenaktiven Substanz in reinem Wasser.
Aufzeichnungsvorrichtung, welche aufweist: Zuführen von Tinte mit einem nach der Bristow'schen Methode definierten ersten Ka-Wert in ml·m^–2·ms^–1/2, eine Tintenausstoßeinheit zum Ausstoßen von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium, Zuführen einer Behandlungsflüssigkeit mit einem zweiten Ka-Wert größer als der erste Ka-Wert zum Unlöslichmachen des aus der Tinte ins Aufzeichnungsmedium eingedrungenen Färbungsmittels, eine Behandlungsflüssigkeitsausstoßeinheit zum Ausstoßen von Behandlungsflüssigkeit auf das Aufzeichnungsmedium und eine Steuereinheit zum Steuern der Tintenausstoßeinheit und der Behandlungsflüssigkeitsausstoßeinheit zwecks Ausstoßens von Behandlungsflüssigkeit auf die ausgestoßene Tinte bei Ablauf einer Quellzeit nach dem Eindringen der ausgestoßenen Tinte in das Aufzeichnungsmedium zum Unlöslichmachen des aus der Tinte ins Aufzeichnungsmedium eingedrungenen Färbungsmittels.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Ka-Wert der Tinte nicht mehr als 3 ml·m^–2·ms^–1/2 und der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 1 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Ka-Wert der Tinte weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 und der Ka-Wert der Behandlungsflüssigkeit nicht weniger als 5 ml·m^–2·ms^–1/2 beträgt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, 12, 13 oder 14, welche außerdem eine Einheit (102) zum Erwärmen des von der Tinte und der Behandlungsflüssigkeit erzeugten Reaktionsproduktes aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Tinte ein Pigment enthält.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei zuerst schwarze Tinte, dann die Behandlungsflüssigkeit und schließlich Farbtinte auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Tinte eine erste Polarität und die Behandlungsflüssigkeit eine der ersten Polarität entgegengesetzte zweite Polarität hat.
Gerät gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Tintenausstoßeinheit und die Behandlungsflüssigkeitsausstoßeinheit dazu dienen, durch Erzeugung von Bläschen beim Aufbringen von Wärmeenergie Tinte bzw. Behandlungsflüssigkeit auszustoßen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Konzentration einer oberflächenaktiven Substanz in der Tinte geringer ist als die kritische Mizellarkonzentration der oberflächenaktiven Substanz in reinem Wasser.