DE10203360A1 - System zur Nachverarbeitung einer Druckerausgabe - Google Patents

Abstract

Ein Drucker ist in Verarbeitungsrichtung um einen Medienwegabstand, der größer ist als die Länge eines Blatts eines Druckmediums, das durch den Drucker gelangt, hinter der Druckzone eines Druckers mit einer Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung ausgestattet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Druc­ ker. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Vorrichtung zum Verbessern der Druckqualität von Tintenstrahldruckern durch ein Verbessern der Druckkopfausgabe derselben (d. h. "Nach­ verarbeiten").

Tintenstrahldrucker erzeugen ein gedrucktes Bild, indem sie ein Muster aus einzelnen Punkten an bestimmten Orten auf einem Druckmedium, wie z. B. einem Blatt Papier, drucken. Man kann sich die Punktorte als kleine Punkte in einem ge­ radlinigen Array vorstellen. Diese Orte werden manchmal "Punktorte", "Punktpositionen" oder "Pixel" genannt. So kann eine Tintenstrahldruckoperation als das Füllen eines Musters von Punktorten mit Tintenpunkten betrachtet werden. Die Punkte selbst werden erzeugt, indem sehr kleine Tinten­ tröpfchen auf das Druckmedium ausgestoßen werden.

So umfaßt ein Tintenstrahldrucker einen bewegbaren Wagen, der einen oder mehrere Druckköpfe trägt, die jeweils eine oder mehrere Tintenausstoßdüsen aufweisen. Die Druckköpfe werden wiederholt über die Breite des Druckmediums bewegt, auf dem die Tintenpunkte plaziert werden. Bei jeder einer bestimmten Zahl von Inkrementen dieser Bewegung über die Breite des Mediums wird bewirkt, daß jede Düse Tinte aus­ stößt oder keine Tinte ausstößt. Nach jedem derartigen vollendeten Band wird das Medium um die Breite des Bandes vorwärtsbewegt, wobei der Druckkopfwagen dann in seine ur­ sprüngliche Position zurückkehrt, von der aus er sein näch­ stes Band beginnt. Beim bidirektionalen Drucken druckt der Druckkopf bei beiden Richtungen. In beiden Fällen wird die Bewegung eines Blattes eines Druckmediums durch die Druck­ zone auf eine "Stop-and-go"- oder eine "diskontinuierliche" Weise ausgeführt. Diese diskontinuierliche Bewegung steht im Gegensatz zu einer gleichmäßigen kontinuierlichen Bewe­ gung, in der ein Blatt Papier zu der Druckzone geliefert wird, und mit der dasselbe danach aus der Druckzone ent­ fernt wird. All diese Druckoperationen werden gemäß einem Programmausgangssignal eines Mikroprozessors ausgeführt. So kann durch eine geeignete Auswahl und zeitliche Abstimmung der Signale aus dem Mikroprozessor ein erwünschtes gedruck­ tes Bild ordnungsgemäß auf einem Blatt eines Mediums pla­ ziert werden.

Um ein mehrfarbiges Drucken zu erzielen, verwenden thermi­ sche Farbtintenstrahldrucker häufig eine Mehrzahl von Druckköpfen, die in dem Druckkopfwagen angebracht sind. Je­ der Druckkopf gibt Tinte mit einer unterschiedlichen Farbe ab. Die am häufigsten verwendeten Basisfarben sind Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Diese Basisfarben werden er­ zeugt, indem ein Tropfen der erforderlichen Farbe auf einen bestimmten Punktort aufgebracht wird. Sekundäre oder schat­ tierte Farben werden erzeugt, indem mehrere Tropfen unter­ schiedlicher Basisfarbtinten auf den gleichen Punktort auf­ gebracht werden. Dieses Überdrucken von zwei oder mehreren Basisfarben erzeugt Sekundärfarben gemäß bekannten opti­ schen Prinzipien.

Leider sind Tintenstrahldrucker nicht in der Lage, Darstel­ lungen mit hoher Dichte auf normalem Papier (und insbeson­ dere auf Bond-Papier) zu drucken, ohne daß der Druck zu ei­ nem bestimmten Grad unter zumindest zwei Formen einer Druckqualitätsverschlechterung leidet. Die erste Druckqua­ litätsverschlechterung besteht darin, daß ein mit Tinte ge­ sättigtes Blatt Papier oft in eine wellige oder runzelige Konfiguration umgewandelt wird. Die zweite Form der Druck­ qualitätsverschlechterung besteht darin, daß benachbarte Farben mechanisch verschmieren können, bevor dieselben vollständig trocken sind. Die Wirkungen dieser Formen von Druckqualitätsverschlechterung können z. B. von für einen Leser leicht lästig bis kommerziell inakzeptabel variieren.

Die zugrundeliegenden Ursachen für diese Probleme sind all­ gemein bekannt. Es ist z. B. bekannt, daß sich, wenn ein ab­ sorbierendes Druckmedium, wie z. B. ein Blatt Papier (und insbesondere Bond-Papier), das flüssige Lösungsmittel, das in einer Tinte vorhanden ist (üblicherweise Wasser) absor­ biert, die Papierfasern in diesem Bereich ausdehnen, bis das Lösungsmittel verdampft oder anderweitig verschwunden ist. Da der feuchte Bereich des Druckmediums üblicherweise in der Ebene des Papiers durch benachbarte, weniger feuchte Bereiche und/oder durch den Papierfortbewegungsmechanismus und/oder durch die darunterliegende Platte eingeschränkt ist, weist der feuchte Bereich eine Tendenz auf, sich nach oben in Richtung der Düse auszubeulen ("zu runzeln").

Ein verwandtes Problem ist das sogenannte "Kräuseln" eines Blatts Papier, das bezüglich der Zahl von Darstellungen, die auf der gegenüberliegenden Seite des Blattes empfangen werden, viele Darstellungen mit hoher Dichte auf einer Sei­ te des Blattes empfangen hat. Ein Kräuseln tritt als ein Ergebnis der unterschiedlichen Absorption eines Tintenlö­ sungsmittels auf den beiden Seiten eines Blatts Papier auf, das einer zweiseitigen Druckoperation unterzogen wurde. So­ bald ein derartiges Blatt Papier den Zuführmechanismus ver­ läßt, befindet es sich nicht mehr unter Spannung und weist so eine Tendenz auf, sich in der Richtung der Seite mit der niedrigsten Tintendichte zu kräuseln. Abhängig von dem Grad des Kräuselns, das eine Funktion der Gesamtbilddichte und der Durchlaufgeschwindigkeit ist, kann die gedruckte Ober­ fläche gegen verschiedene darüberliegende feststehende Tei­ le eines Druckers getrieben werden, die im allgemeinen zwi­ schen dem Wagen und der Ausgabeablage angeordnet sind. So neigen die dichtesten Teile des Bildes dazu, durch einen oder mehrere unerwünschte Kontakte verschmiert zu werden. Es ist auch bekannt, daß ein Druckmedium feuchter wird und für einen längeren Zeitraum feuchter bleibt, wenn mehr und mehr unterschiedliche Farbtinte auf den gleichen Bereich eines bestimmten Blattes aufgetragen wird. So wird die Wahrscheinlichkeit des Ausbeulens oder Kräuselns größer, wenn die Tintendichte eines Druckbildes erhöht wird, um Ab­ schnitte eines dichten Bildes mit intensivem Schwarz oder Farbe zu erzeugen.

Die Wahrscheinlichkeit eines Tintenverschmierens steigt auch, wenn die Geschwindigkeit eines Tintenstrahldruckers steigt und der Tinte weniger Zeit zur Verfügung steht, um zu trocknen, oder wenn der Abstand zwischen dem Papier und der Düse reduziert wird, um die Größe und den Ort einzelner Tintenpunkte genauer zu definieren. Auch hier ist es für Fachleute auf dem Gebiet des Tintenstrahldruckens ersicht­ lich, daß Probleme, die einem Schaben der Düsen gegen er­ höhte Abschnitte des Bildes zugeordnet sind, während hoch­ geschwindigkeitsmäßigen Druckoperationen mit mehreren Durchläufen am auffälligsten sind, bei denen die Düsen meh­ rere Male über den gleichen, allmählich ansteigenden Be­ reich laufen. Die bereits erwähnten Probleme des Kräuselns sind auch insbesondere bei hochgeschwindigkeitsmäßigen Druckmoden mit hohem Durchsatz (Einfachdurchlauf) auffäl­ lig, bei denen eine große Tintenmenge in einem relativ kur­ zen Zeitraum über einen relativ großen Bereich aufgebracht wird.

Abgesehen von einem Verfeinern der Tintenzusammensetzungen selbst wurden die oben erwähnten Tintentrocknungs- und/oder Verschmierungsprobleme im allgemeinen angegangen, indem die Verdampfung der Lösungsmittelkomponente einer bestimmten Tinte künstlich beschleunigt wurde (z. B. durch Erwärmen) und/oder indem den Tintenlösungsmitteln mehr Zeit zum Ver­ dampfen gegeben wurde. Eine beschleunigte Verdampfung eines Tintenlösungsmittels wurde folgendermaßen erzielt: durch (1) Erwärmen des Druckmediums, bevor dasselbe Tinte emp­ fängt, (2) Erwärmen des Druckmediums, wenn dasselbe Tinte empfängt und/oder (3) Umwälzen relativ heißer trockener Luft auf ein frisch gedrucktes Blatt, kurz nachdem dasselbe die Druckzone verläßt. Das US-Patent 5,668,584 ("das 584- Patent") lehrt z. B. die Verwendung eines Tintenstrahldruc­ kers, der Wärme zu der Unterseite eines Blatts Papier, das durch eine siebartige Platte getragen wird, führt. Ein Wär­ meerzeuger wird unter der siebartigen Platte plaziert. Die siebartige Natur der Platte ermöglicht eine Übertragung von Wärme durch Strahlung und Konvektion von einem Wärmeerzeu­ ger (z. B. einer Halogenlampe) zu der Unterseite des Blatts Papier, bevor, während und nachdem dasselbe ein gedrucktes Bild empfängt. Etwa die gleiche Wärmemenge wird mehr oder weniger gleichzeitig zu einem Vordruckabschnitt der Gesamt­ tintenstrahldruckzone, zu einem Tintenaufbringungsabschnitt der Druckzone und zu einem Nachdruckabschnitt der Druckzone geführt. Leider neigt jede dieser Erwärmungsoperationen zu einem bestimmten Grad dazu, das ordnungsgemäße Haftvermögen zwischen der Tinte und dem Druckmedium zu stören. Diese Er­ wärmungsverfahren können auch bewirken, daß Bereiche, die weniger dicht mit Tinte bedruckt sind, schrumpfen und/oder brüchig werden und/oder sich verfärben.

Tintentrocknungsprobleme wurden auch angegangen, indem eine relativ lange Zeitverzögerung zwischen der Zeit, zu der ei­ ne Tinte auf das Druckmedium plaziert wird, und der Zeit, zu der das Druckmedium eine andersfarbige Tintenüberlage­ rung empfängt, bereitgestellt wurde. Diese Probleme wurden auch angegangen, indem die Zeit zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte abgegeben wird, und dem Zeitpunkt, zu dem das Druckmedium schließlich den Tintenstrahldrucker verläßt, verlängert wurde. Das US-Patent 5,608,439 ("das 439- Patent") offenbart die Verwendung eines Densitometers, um ein Reiben eines Tintenstrahldruckmechanismus gegen noch nasse Tinte auf einem ausgebeulten oder gekräuselten Blatt eines absorbierenden Druckmediums, wie z. B. Papier, zu ver­ meiden. Nachdem ein Tintenstrahldrucker z. B. ein Band eines Bildes mit hoher Dichte gedruckt hat, wird das Drucken des nächsten Bandes als eine Funktion der Maximaldichte der Tintentropfen, die für das eine oder mehrere Bänder auf dem Druckmedium verteilt wurden, verzögert. Folglich ist die erforderliche Verzögerung beim Drucken des nächsten Bandes von dem verwendeten Druckmodus abhängig. Vorzugsweise ver­ wendet dieses Verfahren eine Formel mit empirisch abgelei­ teten Konstanten, um dem Lösungsmittel in der Tinte eine ausreichende Zeit zu geben, um zu verdampfen oder sich an­ derweitig aufzulösen und/oder es zu ermöglichen, daß sich jegliches Ausbeulen oder Kräuseln des Druckmediums stabili­ siert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, die in dem 439-Patent offenbart ist, wird eine Maxi­ maldichte berechnet, indem Tintentropfen in jedem mehrerer, sich überlagernder Gitter gezählt werden. Die Größe und der Ort des Maximaldichtengitters auf einer vorhergehenden Sei­ te werden auch verwendet, um den Durchsatz einer nächsten Seite zu beschränken, bis eine ausreichende Zeitverzögerung vergangen ist, um sicherzustellen, daß Tinte auf der vor­ hergehenden Seite nicht verschmiert wird, wenn dieselbe in Kontakt mit der nächsten Seite kommt. Für Fachleute ist es ersichtlich, daß diese Tintentrocknungszeitverlängerungs­ verfahren im allgemeinen eine bessere Druckqualität als die oben erwähnten Erwärmungsverfahren erzeugen, den Durchsatz eines Tintenstrahldruckers jedoch drastisch senken. Folg­ lich wurde diese verlängerte Trocknungszeit als eine Lösung für das Tintenverschmierungsproblem in der Industrie nicht gut aufgenommen, insbesondere aufgrund der gegenwärtigen Hervorhebung eines Anstiegs des Durchsatzes von Tinten­ strahldruckern, so daß dieselben dem ansteigenden Durchsatz von zentralen Verarbeitungseinheiten standhalten können.

Ansprechend auf diesen Satz von zusammenhängenden Tinten­ trocknungs- und/oder Tintenverschmierungsproblemen hat der Anmelder ein Drucksystem entwickelt, bei dem die Wirkungen von Zeit und Wärme auf das Trocknen von durch einen Tinten­ strahl abgegebene Tinte verbessert werden können, um ein Tintenstrahldrucken mit höherer Qualität zu erzeugen, ohne unter inakzeptablen Zeitverzögerungen zu leiden, die einem einfachen "Warten", bis eine Tinte ausreichend getrocknet ist, zugeordnet sind. Das System der vorliegenden Patentof­ fenbarung verwendet allgemein eine Hei­ zungs/Druckvorrichtung, um die Druckkopfausgabe des Tinten­ strahldruckers zu trocknen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druc­ ker mit verbesserten Charakteristika oder einen Tinten­ strahldrucker mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Drucker gemäß Anspruch 1 oder einen Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 9 oder 17 ge­ löst.

Der Anmelder hat herausgefunden, daß eine bessere Druckqua­ lität erzielt wird, wenn die Druckausgabe erwärmt wird, und zwar hauptsächlich durch Konduktionserwärmung, unter Druck, ein gutes Stück hinter der Druckzone und durch eine Hei­ zung/Rolle-Typ-Nachverarbeitungsvorrichtung. Der Drucker kann jeder Drucker sein, der eine flüssige Tintenzusammen­ setzung verwendet (Tintenstrahldrucker, elektrophotographi­ scher Drucker, der flüssigen Toner verwendet, usw.). Die bevorzugteren Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden jedoch in Verbindung mit Tintenstrahldruckern verwendet. So werden Tintenstrahldrucker verwendet, um diese Erfindung weiter darzustellen. Einige der bevorzugteren Ausführungs­ beispiele des Systems zum Nachverarbeiten einer Druckzusam­ mensetzung des Erfinders bestehen aus (1) einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers, (2) einer Druck/Heizungsvor­ richtung und (3) einer definierten physischen Beziehung des Druckkopfes und der Druck/Heizungsvorrichtung. Allgemein ausgedrückt verwenden die Tintenstrahldrucker dieser Pa­ tentoffenbarung einen Druckkopf, der im allgemeinen eine Mehrzahl von Tintenstrahldüsen aufweist, die an einem Wagen befestigt sind, der über einer Druckzone operiert. Die Dü­ sen geben Tintentröpfchen auf die Oberfläche eines Blatts eines Druckmediums ab, wie z. B. eines Blatts Papier. Diese Tintenabgabeoperation wird auf von Mikroprozessoren gesteu­ erte Weisen, die Fachleuten bekannt sind, ausgeführt.

Die Tintenstrahldrucker dieser Patentoffenbarung unter­ scheiden sich dahingehend von denen des Stands der Technik, daß sie eine Druck/Heizungsrolle verwenden, die ein gutes Stück hinter der Druckzone plaziert ist. Zu Zwecken dieser Patentoffenbarung kann "ein gutes Stück hinter der Druckzo­ ne" aufgefaßt werden, um zu bedeuten, daß die Druck/Heizungsvorrichtung in dem Abstand zumindest einer Länge eines Blatts eines Druckmediums, auf das durch den Druckkopf des Druckers gedruckt wird, positioniert ist. So ist für ein Standardblatt Papier mit einer Größe von 21,59 × 27,94 cm (8,5 × 11 Zoll) dieser Abstand "ein gutes Stück hinter der Druckzone" zumindest 27,94 cm (11 Zoll) hinter der Druckzone, gemessen entlang des Medienweges, dem das Blatt des Druckmediums folgt, nachdem dasselbe die Druckzo­ ne verläßt. Das Durchlaufen des Blattes dieses Abstands dient zwei Zwecken. Es gibt der Tinte eine Gelegenheit, ei­ nen ersten Teil ihres Gesamtrockungsverfahrens abzuschlie­ ßen. Es ermöglicht außerdem dem Blatt, außer Eingriff von einer Blatttransportvorrichtung, die das Blatt durch die Druckzone bewegt, zu stehen, bevor das Blatt durch die Druck/Heizungsvorrichtung des Anmelders in Eingriff genom­ men wird.

Die Druck/Heizungsvorrichtung erwärmt dann das Medium und die Tinte, die auf dasselbe aufgebracht wurde, unter Druck­ bedingungen, um ein gesteuertes weiteres Trocknen der Tinte zu bewirken. Diese Druck/Heizungsvorrichtung ist vorzugs­ weise ein Zweirollensystem, bei dem zumindest eine Wärme­ quelle innerhalb zumindest einer Rolle des Zweirollensy­ stems angeordnet ist. Die beiden Rollen erzeugen eine unter Druck stehende Rollenschnittstelle an ihren jeweiligen äu­ ßeren oder umgebenden Oberflächen. So wird das Druckmedium (z. B. das Papier) in die beiden zusammenwirkenden Rollen geklemmt, zwischen denselben gepreßt und durch dieselben geführt. Diese Umstände stehen dahingehend im Gegensatz zu dem Erwärmungssystem, das in dem 584-Patent gelehrt wird, daß die vorliegende Druck/Wärme-Rolle-Vorrichtung Kondukti­ onswärme (sowie auch etwas Konvektionswärme) zu dem Druck­ medium (und der Tinte, die darauf verteilt ist) führt, nachdem die Tinte die Gelegenheit hatte, teilweise zu trocknen, als sie von der Druckzone zu der Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung bewegt wurde. Ferner wird die Konduktionswärme der vorliegenden Erfindung unter Druckbedingungen zugeführt. So wird das Druckmedium tat­ sächlich zwischen den beiden in Kontakt stehenden Rollen gepreßt, während es Konduktionswärme von der Rollenoberflä­ che zumindest einer der beiden Rollen empfängt.

So kann man sich die Tintenstrahldruckerausführungsbeispie­ le dieser Patentoffenbarung so vorstellen, daß sie aus ei­ nem Druckkopf zum Tintenstrahldrucken auf ein Blatt eines Druckmediums in einer Druckzone und einer Druck/Heizungsvorrichtung bestehen, die in Verarbeitungs­ richtung um einen Medienwegabstand hinter der Druckzone po­ sitioniert ist, die derart ist, daß ein Blatt eines Mediums die Druckzone verläßt, bevor es in die Druck/Heizungs­ vorrichtung gelangt. Bei einigen der bevorzugteren Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung gilt: (1) der Medienwegabstand beträgt zumindest 27,94 cm (11 Zoll), (2) der Medienweg zwischen der Druckzone und der Druck/Heizungsvorrichtung ist im wesentlichen linear, (3) die Druck/Heizungs­ vorrichtung besteht aus einer angetriebenen Druckrolle und einer passiven oder nicht angetriebenen Heizungsrolle und (4) das Druck/Heizungsrolle-System wird als eine thermische Transferüberlagerungsvorrichtung und als eine zusammenge­ setzte Druck- und Trocknungsvorrichtung verwendet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf aufweist, und bei dem eine Druck/Heizungs­ vorrichtung in Verarbeitungsrichtung hinter dem Druckkopf positioniert ist, gemäß den Lehren die­ ser Patentoffenbarung; und

Fig. 2 den Tintenstrahldrucker aus Fig. 1, der ferner mit einer thermischen Transferüberlagerungs­ vorrichtung ausgestattet ist.

Fig. 1 stellt bestimmte besonders relevante Komponenten ei­ nes Tintenstrahldruckers 10 dar, der gemäß den Lehren die­ ser Patentoffenbarung hergestellt und positioniert ist. Ein derartiger Tintenstrahldrucker 10 weist einen Druckkopf 12 auf, der eine oder mehrere Tintenstrahlkassetten 14 trägt. Mittels eines bekannten Beispiels kann der Druckkopf 12 vier separate Tintenkassetten für schwarze, gelbe, magenta­ farbene und cyanfarbene Tinte tragen. Fig. 1 stellt auch eine Druckzone 15 dar, in der Tinte von einer oder mehreren Düsen auf ein Blatt eines Druckmediums, wie z. B. auf ein Blatt Papier, gesprüht wird. Diese Druckzone 15 kann so be­ trachtet werden, daß sie sich allgemein von einem Punkt 16 in dem Medienweg kurz vor dem/den Düsen bis zu einem Punkt in dem Medienweg kurz nach dem/den Düsen erstreckt. So im­ pliziert zu Zwecken dieser Patentoffenbarung der Ausdruck "ein gutes Stück hinter der Druckzone" hinter einem Punkt in dem Medienweg, der durch eine vertikale Ebene 18 ge­ schnitten wird, die gerade hinter dem hinteren Ende der Tintenstrahldüsen liegt.

Fig. 1 stellt auch ein Medienblatt 20, wie z. B. ein Blatt Papier, dar, das gerade durch die Aktion einer Greifrolle 24 von einer Ablage 22 entfernt wird. Derartige Greifaktio­ nen und die verschiedenen Vorrichtungen, die verwendet wer­ den, um dieselben auszuführen, sind in der Technik der Handhabung von geschnittenen Blättern bekannt. In jedem Fall führt die Greifrolle 24 ein Medienblatt 20 zu einem ersten Teil MP₁ eines Medienweges, den der Tintenstrahl­ drucker 10 durchläuft. Lediglich als Beispiel ist dieser erste Teil MP₁ des Medienweges so dargestellt, daß er an­ fangs über die äußere Oberfläche einer angetriebenen Rolle 26 gerichtet ist, die sich in Uhrzeigerrichtung dreht, die durch einen Pfeil 28 angezeigt ist. Die angetriebene Rolle 26 kann als die Anfangseinrichtung betrachtet werden, durch die ein einzelnes Medienblatt 20 zu der Druckzone 15, d. h. zu dem Punkt 16, geliefert wird. Zu einem großen Ausmaß ist die Bewegung des Druckmedienblattes 20 zwischen der ange­ triebenen Rolle 26 und der Druckzone 15 kontinuierlicher Natur. Dies bedeutet, daß sich, sobald das Blatt von der Ablage 22 aufgenommen und zu der Aktion der angetriebenen Rolle 26 geführt wird, das Blatt aufgrund der Tatsache auf eine im allgemeinen gleichmäßige kontinuierliche Weise be­ wegt wird, daß sich die angetriebene Rolle 26 mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Geschwindigkeit dreht.

Diese Situation steht im Gegensatz zu der diskontinuierli­ chen Bewegungsweise des gleichen Blattes durch die Druckzo­ ne 15, wenn dasselbe Tinte von den Tinte abgebenden Düsen empfängt. Zu diesem Zweck ist die Druckzone 15 mit einer eigenen Druckzonenblattbewegungs- oder Treibervorrichtung 30/32 versehen gezeigt, die sehr verallgemeinert darge­ stellt ist, um ein Sternrad 30 und eine komplementäre Aus­ gangsrolle 32 aufzuweisen. Treibervorrichtungen dieser Art werden häufig verwendet, um eine Stop-and-go-Bewegung für ein Blatt Papier zu schaffen, wenn dasselbe durch eine Tin­ tenstrahldruckzone läuft. Die Druckzone 15 kann auch als ein zweiter Teil MP₂ des Gesamtmedienwegs betrachtet wer­ den. Wieder wird diese Unterscheidung zwischen dem ersten Teil MP₁ des Medienweges und diesem zweiten Teil MP₂ des Medienweges durchgeführt, da die Medienbewegung durch die Druckzone 15 von der Natur einer "Stop-and-go"- oder "dis­ kontinuierlichen" Bewegung ist. All dies drückt aus, daß diese diskontinuierliche Bewegung durch die Druckzone sepa­ rat und unterschiedlich von einer gleichmäßigen kontinuier­ lichen Bewegung in dem ersten Teil MP₁ des Medienweges, d. h. über die angetriebene Rolle 26, ist.

Wie bereits angemerkt wurde, ist die Bewegung entlang des Abschnittes des Medienweges, der durch die Druckzone 15 geht, aufgrund der Tatsache unregelmäßiger oder diskontinu­ ierlicher Natur, daß die Tintenabgabedüsen wiederholt late­ ral über die Breite des Druckmediums (z. B. über die Breite eines Blatts Papier) bewegt werden müssen. Wieder wird bei jeder einer bestimmten Zahl von Inkrementen dieser latera­ len Bewegung oder Bewegung in der Breitenrichtung über das Medium bewirkt, daß jede der Düsen gemäß dem programmierten Ausgangssignal eines Steuerungsmikroprozessors entweder Tinte ausstößt oder keine Tinte ausstößt. Jede vollständige laterale Bewegung über das Medium druckt deshalb ein Band, das in etwa so breit ist wie die Zahl von Düsen, die in ei­ ner Säule der Tintenkassette angeordnet sind, multipliziert mit dem Abstand zwischen Düsenmitten. So wird nach jeder derartig abgeschlossenen Breitenbewegung oder jedem Band das Medium entlang des Medienwegs um die Breite des Bandes vorwärts bewegt, woraufhin die Tintenkassette entweder in ihre Startposition zurückkehrt und ihr nächstes Band be­ ginnt oder eine weitere Informationslinie auf ihrem Weg zu­ rück zu ihrer ursprünglichen Position druckt (d. h. bidirek­ tionales Drucken). Wieder kann diese diskontinuierliche oder Stop-and-go-Bewegung durch die Druckzone durch mecha­ nische Aktionen, die Fachleuten der Herstellung von Tinten­ strahldruckern bekannt sind, geliefert werden, z. B. durch das System des Sternrades 30 und der komplementären Aus­ gangsrolle 32, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Nachdem ein Medienblatt 20 die Druckzone 15 verlassen hat, bewegt es sich unter der Aktion einer weiteren Medienwegtreibervorrichtung 34/36 weiter entlang eines dritten Teils MP₃ des Medienweges, bis es einen weiteren Medienwegabschnitt MP₄ erreicht. Dieser Teil MP₄ des Medienwegs befindet sich allgemein zwischen einem Punkt 38 und einer Ablage 56. Vorzugsweise ist die Medienwegtreibervorrichtung 34/36, die das Blatt von der Druckzone nimmt und dasselbe zu einer Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 führt, eine Riemen-Typ- Blatttransportvorrichtung (z. B. eine angetriebene Rolle 34 und ein Endlosriemen 36), die das Medienblatt 20 nicht "greift", um es entlang des Medienweges MP₃ weiterzubewe­ gen, der zu dem Punkt 38 führt. In jedem Fall liefert diese Medienwegvorrichtung 34/36 das Blatt 20 zu einer Zone 38/40, die allgemein durch die Schnittstelle der Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung 42/44 des Anmelders defi­ niert ist. Dies bedeutet, daß man sich die Vorderkante 38 dieser Zone als den Ort vorstellen kann, an dem das Blatt 20 erst eingeklemmt und dann in Bewegungskontakt mit den Rollen der Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 plaziert wird. Man kann sich den Endpunkt 40 dieser Zone als den Punkt vorstellen, an dem die hintere Seite des Blattmediums 20 aus dem Kontakt mit der Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 entlassen wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung liefert die Vorwärtsbewegung des Blattes durch die Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung 42/44 dem Blatt auch ein ausreichendes Moment, um dasselbe in eine Blattsammelablage 56 abzulegen.

Die Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung 42/44 besteht vorzugs­ weise aus einer einzelnen Druckrolle 42 und einer einzelnen Heizungsrolle 44. Bei einigen der bevorzugteren Ausfüh­ rungsbeispiele dieser Erfindung wird die Druckrolle 42 an­ getrieben, wobei die Heizungsrolle 44 passiv ist. Dies be­ deutet, daß die freidrehende Heizungsrolle 44 durch die an­ getriebene Druckrolle, mit der dieselbe in unter Druck ste­ hendem Rollkontakt steht, gedreht oder angetrieben wird. Die Heizungsrolle 44 ist so dargestellt, daß sie sich in einer Richtung 48 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn dreht, während sich die Druckrolle 42 in einer Uhrzeigersinn- Richtung 50 dreht. Folglich wird das Medienblatt 20 einge­ klemmt und dann durch die Aktion der angetriebenen Rolle, die durch die Druck/Heizungsrolle-Vorrichtung 42/44 gelie­ fert wird, durch die Zone 38-40 gezogen. Die Heizungsrolle 44 ist mit einer Wärmequelle 46 versehen dargestellt, wie z. B. einer Halogenröhre, einem Induktionsheizelement, usw.

Die Temperatur- und Druckbedingungen, die in den Druck/Heizungsvorrichtungen 42/44 dieser Patentoffenbarung vorhanden sind, können beträchtlich variieren. Ferner kön­ nen dieselben bezüglich einander variieren, wobei dieselben bezüglich der Verweilzeit eines Blatt eines Druckmediums (z. B. Papier) in einer derartigen Druck/Heizungsvorrichtung variieren können. Allgemein ausgedrückt variiert die Tempe­ ratur der Rollenoberfläche der Heizungsrolle 44 in etwa zwischen 149°C und 191°C (300°F und 375°F). Temperatu­ ren zwischen etwa 166°C und 191°C (330°F und 375°F) werden in den Fällen leicht bevorzugt, in denen Tinten auf Wasserbasis bei dem Tintenstrahldruckverfahren verwendet werden. Die Druckbedingungen, denen ein Blatt eines Mediums und insbesondere ein Blatt Papier ausgesetzt ist, variieren im allgemeinen zwischen etwa 50 und etwa 150 psi. Drücke zwischen etwa 65 und etwa 130 psi werden etwas bevorzugt, insbesondere, wenn die Temperatur der Heizungsrolle zwi­ schen 166°C und etwa 191°C (330°F und etwa 375°F) liegt.

Die Verweilzeit eines Blattmediums in der Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 wird stark durch die Win­ kelgeschwindigkeit der angetriebenen Treiberrolle (z. B. der Druckrolle 42) bestimmt. Übliche Verweilzeiten für ein Blatt Papier mit 21,59 × 27,94 cm (8,5 × 11 Zoll) liegen zwischen etwa 2 und etwa 8 Sekunden pro Blatt. Verweilzei­ ten von etwa 3 bis etwa 6 Sekunden sind bevorzugter. Diese bevorzugten Verweilzeiten entsprechen im allgemeinen Verar­ beitungsraten von 21,59 × 27,94 cm- (8,5 × 11 Zoll-) Papier von etwa 16 bis etwa 32 Blättern pro Minute. Allgemein ausgedrückt werden mit zunehmender Betriebstemperatur kürzere Verweilzeiten verwendet. Das untere Ende des Verweilzeitbereichs (z. B. 2 bis 3 Sekunden) wird z. B. allgemein bevorzugt, wenn die Temperatur in Richtung des oberen Endes des bevorzugten Bereichs (z. B. 166°C bis 191°C (330°F bis 375°F)) erhöht wird.

Vorzugsweise wird ein Medienblatt 20 auf eine gleichmäßige kontinuierliche Weise durch die Druckrolle-Heizungsrolle- Schnittstelle getrieben. Diese gleichmäßige kontinuierliche Aktion erstreckt sich zu dem Medienwegsegment, das in Fig. 1 allgemein als MP₄ bezeichnet wird. Diese gleichmäßige kontinuierliche Aktion steht wieder im Gegensatz zu der un­ regelmäßigen diskontinuierlichen Aktion, der das Medien­ blatt 20 in der Druckzone 15 ausgesetzt ist. Dies bedeutet, daß sich die kontinuierliche Bewegung durch die Druck/Heizungsrolle 42/44 qualitativ von der Stop-and-go- Bewegung (d. h. diskontinuierlich) durch die Druckzone un­ terscheidet, die durch die Druckzonentreibervorrichtung 30/32 geliefert wird. So wird es sehr bevorzugt, daß das Blatt 20 vollständig aus der diskontinuierlichen Aktion, die durch die Druckzonentreibervorrichtung 30/32 geliefert wird, gelöst oder außer Eingriff von derselben gebracht wird, bevor dasselbe zu der kontinuierlichen Aktion, die durch die Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 geliefert wird, geführt wird.

Wieder wird ein Übergang zwischen diesen beiden Arten von Blattbewegung vorzugsweise durch die Verwendung einer Rol­ le/Riemen-Vorrichtung 34/36 erzielt, die das Blattmedium 20 nicht greift, wenn sie dasselbe von dem Endpunkt 18 der Druckzone zu der Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 bewegt. Unabhängig von der Blatttransportübergangsvorrichtung ist der Abstand 52 zwischen dem Ende 18 der Druckzone 15 und dem Anfang 38 des Einklemmens oder der Schnittstelle der Druckrolle 42/Heizungsrolle 44 vorzugsweise größer als die Länge des Druckmedienblatts 20, das derart weiterbewegt wird. In dem Fall eines standardmäßigen Blatts Papier mit 21,59 × 27,94 cm (8,5 × 11 Zoll) ist der Abstand 52 z. B. vorzugsweise größer als 27,94 cm (11 Zoll).

Fig. 1 zeigt auch den Medienwegteil MP₃, der linearer Natur ist, d. h. über die gesamte Länge der Linie 52 linear. Die­ ser MP₃-Teil des Medienwegs könnte jedoch auch gekrümmter Natur sein. In einem derartigen Fall ist der direkte Ab­ stand oder der geradlinige Abstand zwischen dem Ende der Druckzone und der Druck/Heizungsvorrichtung 42/44 kleiner als die Länge des Mediums (z. B. kleiner als 27,94 cm (11 Zoll)). Trotzdem ist der Abstand des gekrümmten Medienwegs vorzugsweise größer als die Länge des Blattmediums (z. B. größer als 27,94 cm (11 Zoll) in dem Fall eines standardmä­ ßigen Blatts Papier mit 21,59 × 27,94 cm (8,5 × 11 Zoll)).

Es sei auch darauf hingewiesen, daß eine oder beide Rollen 42 und 44 eine Heizungsvorrichtung aufweisen können. So ist die Druckrolle 42 so dargestellt, daß sie, in Phantomlini­ en, ebenfalls mit einer Heizung 54 ausgestattet ist. Ähn­ lich können jede oder beide der Rollen 42 und 44 die unter Druck stehende Rollaktion liefern, die das Medienblatt 20 durch die Schnittstelle der Rolle 42 und der Rolle 44 zieht. Unabhängig von der Identität der angetriebenen Rolle wird das Blatt nach dem Freigabepunkt 40 in dem Medienweg MP₄ an eine Blattsammelablage 56 geliefert. Danach kann ein Stapel derartiger Blätter von Hand gesammelt oder anderen mechanischen Blatthandhabungsoperationen, die nicht gezeigt sind, unterzogen werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfin­ dung, bei dem die Druckseite (obere Seite) eines Blattes, das durch den Tintenstrahldrucker 10A geleitet wird, zu­ sätzlich dazu, daß es Wärme und Druck durch das Rollensy­ stem 42/44 unterzogen wird, mit einem mechanischen Schutz in der Form eines Abdeckblattes versehen wird, das aus ei­ nem durchsichtigen Kunststoffilmmaterial 58 hergestellt ist. Ein derartiges durchsichtiges Kunststoffilmmaterial 58 gibt einem gedruckten Bild ein erwünschtes glänzendes Aus­ sehen. Verfahren zum Hinzufügen derartiger durchsichtiger Kunststoffilmmaterialien zu einem das Bild tragenden Blatt werden oft als "thermische Transferüberlagerung"-Verfahren bezeichnet. Folglich stellt Fig. 2 ein sehr verallgemeiner­ tes thermisches Transferüberlagerungsverfahren dar, bei dem ein durchsichtiges Kunststoffmaterial 58 von einer Zuführ­ spule 60 auf die obere Oberfläche eines Blattmediums 20 ge­ führt wird. Das Blattmedium 20 und das durchsichtige Kunst­ stoffmaterial 56 laufen derart unter Druck- und Wärmebedin­ gungen durch die Schnittstelle der Rolle 42 und der Rolle 44 in Ausrichtung zueinander, daß das gedruckte Material auf dem Medium 20 gleichzeitig getrocknet und permanent mit einer Schicht des durchsichtigen Kunststoffmaterials 58 be­ deckt wird. Derartige thermische Transferüberlagerungsver­ fahren umfassen üblicherweise auch ein Spulensystem, das unbenutztes durchsichtiges Kunststoffmaterial und jedes Trägerblatt oder jede Rolle aufnimmt, dem/der das durch­ sichtige Kunststoffmaterial 58 in seinem unbenutzten Zu­ stand zugeordnet ist. So zeigt Fig. 2 dieses unbenutzte Ma­ terial 62, das durch eine Aufnahmespule 64 aufgenommen wird. Es ist für Fachleute ersichtlich, daß ein Blatt eines Druckmediums, das ein Drucken auf jeder Seite empfängt (doppelseitig bedruckt ist), auf jeder Seite durch ein durchsichtiges Kunststoffmaterial (wie z. B. das durchsich­ tige Kunststoffmaterial 58) bedeckt sein kann.

Claims (20)

1. Drucker (10), der eine Druckvorrichtung (12) zum Druc­ ken auf ein Blatt eines Druckmediums (20) in einer Druckzone (15) aufweist, wobei der Drucker ferner eine Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aufweist, die in Verarbeitungsrichtung um einen Medienwegabstand hinter der Druckzone (15) positioniert ist, derart, daß das Blatt des Druckmediums die Druckzone verläßt, bevor dasselbe in die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) ein­ tritt.

2. Drucker gemäß Anspruch 1, bei dem der Medienwegabstand zwischen der Druckzone und der Druck/Heizungs­ vorrichtung größer ist als die Länge des Blattes des Druckmediums.

3. Drucker gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Medien­ wegabstand zumindest 27,94 cm (11 Zoll) beträgt.

4. Drucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Medienweg zwischen der Druckzone (15) und der Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) im wesentlichen li­ near ist.

5. Drucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aus einer Druckrolle (42) und einer Heizungsrolle (44) besteht, die auf ei­ ne Weise zusammenwirken, die eine Druckrol­ le/Heizungsrolle-Schnittstelle definiert, durch die ein Blatt Papier unter Druck- und Wärmebedingungen ge­ zogen wird.

6. Drucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aus einer angetrie­ benen Druckrolle (42) und einer passiven Heizungsrolle (44) besteht.

7. Drucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) in sowohl einer Druckrolle als auch einer Heizungsrolle eine Heizung aufweist.

8. Drucker gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Druckvorrichtung (12) eine Farbdruckvorrichtung ist.

9. Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf zum Drucken auf ein Blatt eines Druckmediums in einer Druckzone (15) aufweist, wobei der Tintenstrahldrucker ferner eine Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aufweist, die in Verarbeitungsrichtung um einen Medienwegabstand hinter der Druckzone positioniert ist, derart, daß das Blatt des Druckmediums die Druckzone (15) verläßt, be­ vor dasselbe in die Druck/Heizungsvorrichtung ein­ tritt.

10. Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 9, bei dem der Me­ dienwegabstand zwischen der Druckzone (15) und der Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) größer ist als die Länge des Medienblatts, das in dem Tintenstrahldrucker einem Tintenstrahldruckverfahren unterzogen wird.

11. Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dem der Medienwegabstand zumindest 27,94 cm (11 Zoll) be­ trägt.

12. Tintenstrahldrucker gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Medienweg zwischen der Druckzone (15) und der Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) im wesentli­ chen linear ist.

13. Tintenstrahldrucker gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aus einer Druckrolle (42) und einer Heizungsrolle (44) be­ steht, die auf eine Weise zusammenwirken, die eine Druckrolle/Heizungsrolle-Schnittstelle definiert, durch die ein Blatt Papier unter Druck- und Wärmebe­ dingungen gezogen wird.

14. Tintenstrahldrucker gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aus einer angetriebenen Druckrolle (42) und einer passiven Heizungsrolle (44) besteht.

15. Drucker gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) in sowohl einer Druckrolle als auch einer Heizungsrolle eine Heizung aufweist.

16. Drucker gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Drucker eine Farbdruckvorrichtung ist.

17. Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf zum Drucken auf ein Blatt eines Druckmediums in einer Druckzone (15) aufweist, wobei der Tintenstrahldrucker ferner eine Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aufweist, die in Verarbeitungsrichtung um einen Medienwegabstand hinter der Druckzone positioniert ist, derart, daß das Blatt des Druckmediums die Druckzone (15) verläßt, be­ vor dasselbe in die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) eintritt, und wobei der Drucker ferner mit einer ther­ mischen Transferschichtabgabevorrichtung ausgestattet ist.

18. Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 17, bei dem der Me­ dienwegabstand zwischen der Druckzone (15) und der Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) größer ist als die Länge des Blatts Papier, das in dem Tintenstrahldruc­ ker einem Tintenstrahldruckverfahren unterzogen wird.

19. Tintenstrahldrucker gemäß Anspruch 17 oder 18, bei dem der Medienwegabstand zumindest 27,94 cm (11 Zoll) be­ trägt.

20. Tintenstrahldrucker gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die Druck/Heizungsvorrichtung (42/44) aus einer Druckrolle (42) und einer Heizungsrolle (44) be­ steht, die auf eine Weise zusammenwirken, die eine Druckrolle/Heizungsrolle-Schnittstelle definiert, durch die ein Blatt Papier unter Druck- und Wärmebe­ dingungen gezogen wird.