DE3642204A1

DE3642204A1 - Tintenstrahlschreiber

Info

Publication number: DE3642204A1
Application number: DE19863642204
Authority: DE
Inventors: Nobumasa Abe; Yasuhiro Mita
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1987-06-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlschreiber mit einer Trocknungseinrichtung zum Trocknen der Tinte auf einem Aufzeichnungsträger. Insbesondere geht es hier um einen Tintenstrahlschreiber, der speziell für die Verwendung unterschiedlichster Papiersorten ausgebildet ist, z. B. für holzfreies Papier, Schreibfolie, wie sie üblicherweise bei sogenannten Overhead-Projektoren eingesetzt wird oder dergleichen. Die bei Overhead-Projektoren verwendete Schreibfolie soll im folgenden abgekürzt als OHP- Folie bezeichnet werden.

Die japanischen Patent-Offenlegungsschriften 55 69 464 und 55 84 670 zeigen verschiedene Trocknungseinrichtungen, die bei Tintenstrahlschreibern dazu dienen, das Trocknen und Fixieren der Tinte auf Aufzeichnungsträgern zu verbessern, um insgesamt die Druckqualität zu verbessern. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird eine Gegendruckwalze von einer in dieser vorgesehenen Heizvorrichtung erwärmt, und anschließend wird durch Berührungs-Wärmeübertragung das Aufzeichnungspapier erwärmt. Insoweit eignet sich diese Einrichtung zum Trocknen und zum Fixieren der Tinte auf Papier.

In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 5 41 56 536 ist eine mit Warmluft arbeitende Einrichtung beschrieben. Die japanische Patent-Offenlegungsschriften 56 26 312 und 5 71 20 447 beschreiben eine Einrichtung, bei der mit der von einer Wärmelampe abgegebenen Strahlungswärme gearbeitet wird. Bei all diesen bekannten Einrichtungen wird Aufzeichnungspapier erwärmt, um die darauf befindliche Tinte zu trocknen und zu fixieren.

Außerdem zeigt die japanische Patent-Offenlegungsschrift 6 01 10 457 einen Tintenstrahlschreiber, bei dem einem speziellen Aufzeichnungsträger wie einer OHP-Folie eine Trocknungseinrichtung zugeordnet ist.

Bei den oben angesprochenen Tintenstrahlschreibern gibt es jedoch einige Probleme: Das üblicherweise als Aufzeichnungsträger verwendete holzfreie Papier kann unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, was zurückzuführen ist auf unterschiedliche Holzbrei-Ausgangsmasse, unterschiedliche Füllstoffe, unterschiedliche Konstruktion eines Maschenteils oder einer Flächenpresse einer Papierherstellungsmaschine oder ein unterschiedliches Verarbeitungsverfahren. Aus diesen Gründen sind die jeweiligen Besonderheiten von Tintenstrahlschreiber-Druckerzeugnissen völlig unterschiedlich, abhängig nicht nur von dem Hersteller, dem jeweiligen Produkt-Los und dergleichen, sondern auch davon, ob die Vorderseite oder die Rückseite des Papiers bedruckt wird. In besonderem Maße wird die Druckqualität dadurch beeinflußt, daß verschiedene Aufzeichnungspapiere verschiedene Tinten-Absorptionseigenschaften besitzen. Die oben zuerst erläuterten Druckschriften beziehen sich lediglich auf eine Erwärmung des Aufzeichnungspapiers und eine entsprechende Vorrichtung. Diese Maßnahmen reichen häufig nicht aus, ein qualitativ hochstehendes Tintenstrahlschreiber- Druckerzeugnis zu erhalten, welches weitestgehend unabhängig von besonderen Merkmalen des Aufzeichnungspapiers ist, auch wenn man das Trocknen der Tinte im Rahmen der beschriebenen Verfahren so gut wie möglich durchführt.

Außerdem wird bei dem oben erläuterten Stand der Technik eine Temperatursteuerung in Abhängigkeit der Beschaffenheit eines Aufzeichnungsträgers nicht in Betracht gezogen. Deshalb entstehen besondere Probleme dann, wenn unterschiedlichste Arten von Aufzeichnungsträgern verwendet werden, z. B holzfreies Papier oder OHP-Folie. Wenn diese verschiedenen Aufzeichnungsträger in ein und derselben Vorrichtung verarbeitet werden, haben die Druckerzeugnisse unterschiedlichste Qualität. Erweist sich nämlich eine bestimmte Erwärmungs-Bedingung für ein in großem Umfang verwendetes Aufzeichnungspapier als geeignet, so stellt sich z. B. bei einer OHP-Folie heraus, daß diese "wärmelabil" ist, mit der Folge, daß die Druckqualität bei einer solchen Folie zu wünschen übrig läßt und es sogar in dem Tintenstrahlschreiber selbst zu Schwierigkeiten kommen kann, z. B. beim Folientransport.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, der bei Aufzeichnungsträgern verschiedenster Art, z. B. bei holzfreiem Papier und bei einer OHP-Folie, qualitativ hochstehende Druckerzeugnisse zu liefern vermag. Insbesondere soll das hochqualitative Druckerzeugnis einen deutlichen, stabilen Druck aufweisen, ohne daß die Qualität durch Tintenklekse, verknittertes Papier, Verschmierungen oder Auslaufen nicht-fixierter Tinte beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung schafft außerdem eine besonders günstige Tinten-Zusammensetzung (Anspruch 35).

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Tintentröpfchen, die auf den Aufzeichnungsträger auftreffen, in einem geschwollenen, das heißt, etwa kugeligen Zustand, getrocknet werden. Das Trocknen erfolgt, indem der Aufzeichnungsträger auch nach dem Auftreffen der Tintentröpfchen erwärmt wird.

Die erfindungsgemäße Tinte ist vorzugsweise eine wäßrige Tinte mit folgenden Merkmalen:

Oberflächenspannung50 dyn/cm (0,05 N/m)
oder mehr pH-Wertetwa 6-10 Lösungsmittel und dessen
Konzentration, ausgenommen
einen Farbstoff und das
WasserGlyzerin und/oder
Diäthylenglykol und/oder
Thiodiglykol, und zwar
in einer Menge von 5
bis 20 Gew.-%.

Vorzugsweise wird ein Aufzeichnungsträger vor und/oder nach der Aufzeichnung auf eine Temperatur erwärmt, die in einem Bereich liegt, der definiert wird durch den niedrigsten Siedepunkt der jeweiligen Lösungsmittel in der Tinte einerseits und 150°C andererseits.

Besondere Merkmale der Trocknungseinrichtung sind:

ein oder mehrere Heizelemente auf der Vorderseite oder der Rückseite oder im Inneren einer Gegendruckanordnung, welche einen Aufzeichnungsträger hält; oder

eine Wärmelampe mit einer Reflektorplatte, die gegenüber der Gegendruckanordnung angeordnet ist und die von der Lampe kommenden Wärmestrahlen in dem Aufzeichnungsträger konzentriert, um diesen durch Strahlung zu erwärmen; oder

- in Kombination mit den genannten Mitteln - eine Einrichtung zum Übertragen von Konvektions- oder Leitungswärme auf den Aufzeichnungsträger mit Hilfe von Luft.

Um die Tinten-Trocknungszeit konstant zu halten, ist es wünschenswert, die Temperatur des Heizelements oder der Heizelemente durch ein Signal eines Temperaturfühlers zu steuern. Der Fühler erfaßt die Temperatur des Aufzeichnungsträgers oder des Heizelements. Man kann auch vorsehen, daß sich das Heizelement ganz oder teilweise selbsttätig steuert.

Um die verschiedensten Aufzeichnungsträger-Typen verwenden zu können, die in erster Linie repräsentiert werden durch holzfreies Papier und wärmelabile OHP-Folie, ist es wünschenswert, mit Hilfe eines Detektors festzustellen, ob der Aufzeichnungsträger transparent ist oder nicht, um dann anhand des von dem Detektor gelieferten Signals zu bestimmen, welche Energiemenge in das Heizelement eingespeist wird. Es sind mindestens zwei Typen von Heizelementen vorgesehen, deren Heiztemperaturen unterschiedlich sind. Der Aufzeichnungsträger wird von dem Heizelement aufgeheizt, welches nach Maßgabe der besonderen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers, z. B. dessen Transparenz, erhitzt wird.

Wenn eine vorbestimmte Zeit lang an die eine relativ hohe Wärmeenergie abgebenden Heizelemente kein Schreib- oder Druckbefehl gegeben wurde, wird der Betrieb dieser Heizelemente gestoppt oder modifiziert, so daß die Heizelemente eine geringe Wärmeenergie erzeugen.

Besonders günstig ist es, beide der zwei unterschiedlichen Heizelemente zum Aufwärmen einzusetzen, wenn das Gerät eingeschaltet wird. In einem Gegendruckflächen-Lagerteil befindet sich eine Wärmeisolieranordnung in Form einer speziellen wärmeisolierenden Konstruktion oder in Form von wärmeisolierendem Material, damit die von den Heizelementen erzeugte Wärme nicht von der Gegendruckfläche auf andere Teile übergeht.

Um Schwierigkeiten in Verbindung mit dem Ausstoßen der Tinte zu vermeiden, die zurückzuführen sind auf die Beeinflussung des Aufzeichnungskopfs durch die von der Trocknungseinrichtung erzeugte Wärme, sind folgende Maßnahmen getroffen:

Die Düsen des Aufzeichnungskopfs sind von einer Kappe oder dergleichen abgedeckt, wenn der Aufzeichnungskopf länger als eine vorbestimmte Zeitspanne außer Betrieb ist; der Aufzeichnungskopf wird, wenn nicht gedruckt wird, zu einer Stelle bewegt, die außerhalb des Erwärmungsbereichs liegt.

Mit Hilfe eines Gummi-Wischerblatts werden die Stirnseiten der Tintendüsen des Aufzeichnungskopfs überstrichen.

Ist der Aufzeichnungskopf länger als eine vorbestimmte Zeitspanne nicht in Betrieb (Bereitschaftszustand), so werden einige wenige Tintentröpfchen aus der Tintendüse ausgestoßen.

Durch die Wärmeentwicklung kann es passieren, daß sich der Aufzeichnungsträger verbiegt oder wellt. Mit Hilfe einer Walze und/oder eines Aufzeichnungsträger-Führungsglieds wird der Aufzeichnungsträger geglättet oder gestreckt. Die Temperatur in dem Erwärmungsbereich kann mit Hilfe eines wärmeempfindlichen Anzeigegeräts, welches als reversible Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist, angezeigt werden.

Bei den oben angesprochenen holzfreien Papieren kommen insbesondere folgende, der japanischen Industrienorm (JIS) entsprechende Papiere in Betracht:
JSI-Druckpapier A
JSI-Zeichnungspapier (Dokumentenpapier, Kent-Papier) beschichtetes Papier gemäß JSI.

Der erfindungsgemäße Tintenstrahlschreiber läßt sich aber auch bei Papiermaterial einsetzen, dessen Qualität geringer ist als die der oben angegebenen Papiersorten.

Außerdem kommen für den Tintenstrahlschreiber folgende Farbstoffe mit den jeweiligen Färbeindizes in Betracht:

Direktschwarz 19 Direktschwarz 22 Direktschwarz154 Direktgelb 12 Direktgelb 26 Direktfarbstoffe Direktrot 13 Direktrot 17 Direktblau 78 Direktblau 90 Säureschwarz 52 Säuregelb 17 Säuregelb 25 Säurefarbstoffe Säurerot 37 Säurerot 52 Säureblau 22

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Tintenstrahlschreibers nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung für den Tintenstrahlschreiber nach Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für die Anordnung von Heizelementen,

Fig. 5 eine Schaltungsskizze, die zeigt, wie die in Fig. 4 gezeigten Heizelemente verschaltet sind,

Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Schaltung zum Steuern der Heizelemente,

Fig. 7 und 8 Seitenansichten eines Bogen-Transportabschnitts des Tintenstrahlschreibers,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

Fig. 10a und 10b Seitenansicht des Tintenstrahlschreibers nach Fig. 9,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer vierten Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

Fig. 13a und 13b Seitenansichten des Tintenstrahlschreibers nach Fig. 12,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer fünften Ausführungsform eines Tintenstrahlschreibers,

Fig. 15a, 15b, 16a und 16b Seitenansichten mit teilweise weggebrochenen Teilen eines Aufzeichnungskopfs und einer Einrichtung zum Verhindern eines ungenügenden Tintenausstoßes,

Fig. 17 und 18 perspektivische Ansichten von Gegendruckwalzen- Lagern eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreibers, und

Fig. 19 eine Seitenansicht des Tintenstrahlschreibers nach Fig. 1, hier mit Gehäuse und Deckel.

Bei dem erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreiber wird die Heiztemperatur für die Aufzeichnungsoberfläche eines Aufzeichnungsträgers automatisch in Abhängigkeit der Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers ausgewählt. Der Typ des Aufzeichnungsträgers wird in der Schreibvorrichtung eingestellt. Nach dieser Auswahl wird wäßrige Tinte, die eine hohe Oberflächenspannung aufweist und etwa neutral ist, in Form von Tröpfchen auf die Aufzeichnungsfläche ausgestoßen. Die Tintentröpfchen werden getrocknet und rasch fixiert, während sie sich im kugeligen oder geschwollenen Zustand befinden. Deshalb werden die Tintentröpfchen nicht verschmiert oder in die Aufzeichnungsfläche hineinabsorbiert. Dadurch erhält man einen Tintenstrahldruck mit hoher Auflösung ohne Tintenkleckse und Papierwelligkeiten. Außerdem wird ein Verstopfen einer Düse durch die von der Trocknungseinrichtung für das Aufzeichnungspapier abgegebene Wärme ebenso vermieden wie mechanische oder elektrische Schwierigkeiten. Dies geschieht mit Hilfe einer Einrichtung, die ein Verstopfen direkt verhindert, sowie mit Hilfe einer Wärmeisolieranordnung. Außerdem zeigt ein wärmeempfindlicher Anzeiger an, daß das Heizelement der Trocknungseinrichtung sich in einem Zustand hoher Temperatur befindet, so daß sich die Bedienungsperson nicht der Gefahr von Verbrennungen aussetzt.

Zunächst soll jetzt ein spezielles Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreibers beschrieben werden. Insbesondere geht es um ein Verfahren, mit dessen Hilfe verhindert wird, daß Tinte in Aufzeichnungspapier, hinein absorbiert wird, wobei es sich bei dem Papier insbesondere um holzfreies Papier handelt. Die verwendete Tinte besitzt eine hohe Oberflächenspannung.

Es wurden gemäß Tabelle 1 Prüftinten hergestellt, und von diesen Tinten wurden jeweils Tröpfchen von 0,3 µg auf holzfreies Papier gegeben. Für jedes Tröpfchen wurde die Absorbierzeit gemessen. Die Bestandteile der Prüftinten und die bei der Messung erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Gemäß Tabelle 1 benötigen die Prüftinten mit einer Oberflächenspannung von mehr als 50 dyn/cm (dies entspricht 0,05 N/m) länger, um von dem Aufzeichnungspapier absorbiert zu werden. Außerdem zeigt die Tabelle die Tendenz, daß die Verbreitungsfläche oder der Streubereich der Prüftinte um so kleiner ist, desto höher die Oberflächenspannung ist.

Aufgrund der obigen Daten wurden verschiedene Tinten untersucht.

Zunächst wurden folgende Tinten versuchsweise hergestellt:

Bemerkung: Zusätzlich zu den obigen Komponenten wird als Antiseptikum jeder der obigen Tinten 0,2 Gew.-% Proxel zugegeben.

Die unten in Tabelle 2 näher spezifierten holzfreien Papiere wurden von Zimmertemperatur bis auf 130°C erwärmt und mit Tintenstrahlen beschrieben, wobei die Tintentröpfchen der Tintenstrahlen jeweils einen Durchmesser von 100 µm besaßen und mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 m/sec ausgestoßen wurden, wozu eine piezoelektrische Steuerung verwendet wurde.

Tabelle 2

Das Testergebnis der Aufzeichnungsqualität ist in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Wie Tabelle 3 zeigt, ist die Trocknungsfähigkeit von Tintentröpfchen auf dem Papier bei 130°C viel besser als bei Papier mit Zimmertemperatur. Wenn deshalb das Aufzeichnungspapier bei Zimmertemperatur beschrieben oder bedruckt wird, verschmiert die Papieroberfläche mit nicht-fixierter Tinte, oder die Bedienungsperson verschmutzt sich die Hände mit der Tinte. Andererseits treten diese Probleme nicht auf, wenn das Aufzeichnungspapier auf 130°C aufgeheizt ist.

Weiterhin erhält man bei den Tinten a, b, c, d, e und h gegenüber Zimmertemperatur einen feineren Druck mit weniger Klecksen, wenn die Temperatur 130°C beträgt. Im Gegensatz zu den genannten Tinten entstehen bei den anderen Tinten mehr Kleckse, allerdings lassen sich die gedruckten Zeichen lesen.

Wenn außerdem bei Zimmertemperatur auf dem Aufzeichnungspapier ein Bild mit hoher Dichte aufgezeichnet wird, entstehen Knitterstellen auf dem Aufzeichnungspapier, die sich auch dann nicht erholen, wenn die Tinte nach dem Druckvorgang getrocknet ist. Auch fließt nicht-fixierte Tinte über das Papier und verschmiert das aufgezeichnete Bild. Wenn aber das Aufzeichnungspapier auf 130°C aufgeheizt wird, entstehen diese Probleme nicht. Daraus ergibt sich, daß die Tinte a ohne Lösungsmittel, die Tinten b, c, d, e und h, die Glyzerin, Diäthylenglykol und /oder Thiodiglykol als Lösungsmittel enthalten, besonders vorteilhaft sind für den erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreiber.

Im folgenden soll die günstigste Erwärmungstemperatur für das Aufzeichnungspapier zum Fixieren der Tinten auf dem Papier betrachtet werden. Tabelle 4 zeigt die Aufzeichnungsqualität für die Fälle, daß die in Tabelle 2 angegebenen Aufzeichnungspapiere auf verschiedene Temperaturen erwärmt werden und für jedes Papier die Tinte c verwendet wird.

Tabelle 4

Wenn das Aufzeichnungspapier auf mehr als 140°C erwärmt wird, wird das Aufzeichnungspapier durch die Trocknung beeinträchtigt. Wird ferner das Aufzeichnungspapier auf mehr als 160°C erwärmt, wird das Wasser vollständig entfernt, was dazu führt, daß das Aufzeichnungspapier beim Falten brüchig wird. Unterhalb von 80°C benötigt die Tinte lange Zeit zur Fixierung auf dem Aufzeichnungspapier, da die Tinte schlecht trocknet. Deshalb wird die Druckqualität beeinträchtigt.

Deshalb reicht der bevorzugte Temperaturbereich für das Aufzeichnungspapier von dem kleinsten Wert der verschiedenen Siedepunkt der einzelnen Lösungsmittel in der Tinte (im Fall der Tinte c ist dies der Siedepunkt von Methylalkohol) bis zu 140°C.

Das Mischungsverhältnis des Lösungsmittels wurde ebenfalls untersucht. Durch Variieren des Mischungsverhältnisse der Lösungsmittel wurde auf der Grundlage b eine Reihe von Tinten hergestellt, deren Besonderheiten in der folgenden Tabelle 5 angegeben sind. Die Tinten wurden untersucht, nachdem sie auf das Aufzeichnungspapier aufgebracht wurden.

Tabelle 5

Bemerkungen: * Nur Glyzerin ist als Lösungsmittel beigemischt.

Die für den erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreiber geeignete Tinte ergibt sich aus Tabelle 3. Um jedoch ein Verstopfen der Düse zu verhindern, wird ein Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt benötigt, welches der Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung beigemischt wird. Deshalb eignen sich gemäß Tabelle 5 die Tinte a sowie eine Tinte mit unter 5 Gew.-% Lösungsmittel, sind jedoch nicht besonders praktikabel.

Nach Tabelle 5 hat die Menge des Lösungsmittels praktisch keinen Einfluß auf das Problem der Tintenkleckse. Die Tinte, die 5-10 Gew.-% des Lösungsmittels enthält, neigt dazu, die Düse zu verstopfen, nachdem diese längere Zeit freigelegen hat, sie trocknet aber sehr schnell. Deshalb eignet sich diese Tinte besonders gut. Die mehr als 10 Gew.-% Lösungsmittel enthaltende Tinte verursachte keine Störungen bei der Ausstoßung der Tinte. Die Tinte mit einem Lösungsmittel von mehr als 20 Gew.-% besaß keine besonders guten Trocknungseigenschaften und trocknete nicht besonders schnell. Das gleiche Ergebnis wurde erzielt bei den Tinten c, d, e und h mit verschiedenen Mengen von Lösungsmitteln. Vorzugsweise wird deshalb das Lösungsmittel in einer Mengen von 5-20 Gew.-% der Tinte zugesetzt.

Auf der Grundlage der Tinte b wurden folgende Tinten hergestellt, anhand derer die Beziehung zwischen den pH-Werten der Tinte und der Druckqualität untersucht wurde. Tabelle 6 zeigt das Ergebnis des Tintenstrahl-Drucks, ähnlich wie Tabelle 3.

(Tinte j)
Säureschwarz 521 Gew.-% Glyzerin10 Gew.-% Essigsäure1 Gew.-% Proxel0,2 Gew.-% WasserRest
pH-Wert 5,5

(Tinte k)
Säureschwarz 521 Gew.-% Glyzerin10 Gew.-% Proxel0,2 Gew.-% WasserRest
pH-Wert 6

(Tinte l)
Direktschwarz 191 Gew.-% Glyzerin10 Gew.-% Proxel0,2 Gew.-% WasserRest
pH-Wert = 8

(Tinte m)
Direktschwarz 1541 Gew.-% Glyzerin10 Gew.-% Proxel0,2 Gew.-% WasserRest
pH-Wert = 10

(Tinte n)
Direktschwarz 1541 Gew.-% Glyzerin10 Gew.-% Kaliumhydroxid0,2 Gew.-% Proxel0,2 Gew.-% WasserRest
pH-Wert = 11,2

Tabelle 6

Ähnlich wie bei Tabelle 3 gilt hier, daß, wenn die Tinte auf dem auf 130°C vor- und nachgewärmten Aufzeichnungsträger anlangt, die Tinte nicht kleckst und rasch trocknet, verglichen mit dem Betrieb bei Zimmertemperatur. Die Tinte mit dem pH-Wert unterhalb von 6 neigt zum Klecksen. Außerdem oxydieren einige Teile des Schreibers, so daß sich diese Tinte nicht besonders gut in der Praxis eignet. Die Tinte mit einem pH-Wert von mehr als 11 ist ausreichend stark alkalisch und neigt daher zum Erodieren der Fasern des Aufzeichnungsträgers und zum Absorbiertwerden mit der Folge von Klecksen. Daraus ergibt sich, daß die Tinte mit einem pH-Wert von 6-10 in der Praxis besonders gut geeignet ist.

Nun soll der Aufbau des erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreibers näher erläutert werden.

Nach Fig. 1 ist ein Aufzeichnungskopf 5 in Richtung des Pfeils D hin- und herbeweglich. Der Aufzeichnungskopf wird von einem Tintentank 15 über ein Speiserohr 16 mit Tinte versorgt. Eine Schlittenführung 6 führt den Aufzeichnungskopf 5. Eine Papiertransportwalze 2 sowie ein Führungswalze 4 dienen zum Transport des Aufzeichnungsträgers zur jeweils nächsten Schreibzeile, nachdem der Aufzeichnungskopf 5 durch Ausstoßen von Tinte die eine Zeile beendet hat.

Wie aus Fig. 2, die eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1 zeigt, hervorgeht, besitzt der Aufzeichnungskopf 5 mehrere Düsen 13. Auf einem Aufzeichnungsträger 3 wird dadurch ein Punktemuster gebildet, daß die Düsen Tinte in Form von Tintentröpfchen ausstoßen. Dies geschieht unter Steuerung beispielsweise eines piezoelektrischen Elements, durch elektrische Steuerung, durch elektrische Ladungssteuerung oder durch Filmsieden (im folgenden als "Thermo- Tintenstrahl" bezeichnet), wozu Wärmeenergie eingesetzt wird. Der Aufzeichnungskopfv5 besitzt zwei vertikale Reihen von 12 Düsen, die vertikal gegeneinander versetzt sind. Jede Düse ist von der anderen um etwa 90 dpi versetzt. Ein Tintentröpfchen besitzt einen Durchmesser von etwa 90 µm. Durch die Steuerung des piezoelektrischen Elements werden einzelne Tintentröpfchen ausgestoßen. Eine hier als zylindrische Platte ausgebildete Gegendruckfläche 1 besteht aus gut wärmeleitendem Material, z. B. aus einer Aluminiumlegierung oder einem wärmeleitenden Kunststoff. Bei dieser Ausführungsform besteht die Platte 1 aus einer Aluminiumlegierung und hat eine mittlere Dicke von 1 mm. Die Länge beträgt etwa 250 mm, die Breite etwa 30 mm. Außerdem besitzt die Platte 1 auf der dem Aufzeichnungskopf 5 abgewandten Seite ein Heizelement 12, wie Fig. 2 zeigt.

Das Heizelement 12 umfaßt beispielsweise 5 PTC-Thermistoren (Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten), wobei jeder Thermistor eine Nennspannung von 30 V und einen durchschnittlichen Widerstandswert von 22 Ω bei Zimmertemperatur hat. Die Thermistoren sind in regelmäßigen Abständen angeordnet. Alternativ dazu kann ein blattförmiges Heizelement mit einer Spannung von etwa 100 V und einer Leistung von etwa 250 W verwendet werden.

Nach Fig. 2 befindet sich auf halber Länge einer Papierführung 21 ein Aufzeichnungsträger-Detektorschalter 20. In der Nähe des Detektorschalters 20 befindet sich auf dessen linker Seite ein Lichtabgabeelement, dem etwa in der Mitte der Länge der Papiervorschubwalze 2 ein Lichtempfangselement 19 gegenüberliegt. Bei dieser Ausführungsform dient ein Mikroschalter als Detektor 22. Er wird betätigt, sobald ein Aufzeichnungsträger eingegeben ist. Das Lichtabgabeelement 18 ist eine Leuchtdiode, das Lichtempfangselement 19 ist ein Fototransistor.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Wenn der Aufzeichnungsträger 3 zwischen die Papierführung 21 und die Papiertransportrolle 20 in Richtung des Pfeils A eingeführt wird, gibt der betätigte Detektorschalter 20 an eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 22 ein Detektorsignal, woraufhin die CPU 22 über einen Puffer 23 ein Treibersignal an die Leuchtdiode 18 gibt. Ist der Aufzeichnungsträger 3 transparent, wird das von der Leuchtdiode 18 abgegebene Licht von dem Fototransistor 19 empfangen. Daraufhin gibt der Fototransistor 19 ein Lichtempfangs- Signal an die CPU 22.

Ist der Aufzeichnungsträger 3 hingegen nicht transparent, so fängt er das von dem Lichtabgabeelement 18 abgegebene Licht ab, so daß das Licht nicht auf das Lichtempfangselement 19 gelangt, so daß dieses kein Lichtempfangs-Signal an die CPU 22 gibt. Auf diese Weise wird mit Hilfe des Lichtempfangselements 19 festgestellt, ob der Aufzeichnungsträger transparent ist oder nicht. Dadurch kann die CPU 22 ein geeignetes Steuersignal an eine Energiesteuerschaltung 24 geben.

Nach dem Empfang des Steuersignals von der CPU steuert die Energiesteuerschaltung 24 die der Heizvorrichtung 12 zugeführte Energie, um die Temperatur des aufgeheizten Aufzeichnungsträgers 3 in angemessener Weise zu steuern. Bei dieser Ausführungsform erfolgt mit Hilfe eines bidirektional geschalteten Thyristors 25 eine Ein-Aus-Steuerung.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:
Ansprechend auf das von der CPU 22 erzeugte Steuersignal verbindet ein Analogschalter 26 einen Widerstand R4 mit einem Widerstand R5 oder mit einem Widerstand R6, die unterschiedliche Widerstandwerte haben. Die durch die Spannung am Widerstand R4 und die am Widerstand R5 oder am Widerstand R6 liegende Spannung dargestellte Bezugsspannung wird als Signal auf einen Vergleicher 21 gegeben. Außerdem wird auf den Vergleicher eine Spannung gegeben, deren Amplitude einem Temperaturwert entspricht, und die von einem Temperaturfühler 17 erzeugt wird. Der Vergleicher 21 vergleicht die beiden Eingangssignale und abhängig davon, welches Signal größer ist, gibt der Vergleicher 21 ein Triggersignal zum Ansteuern des Thyristors 25 auf einen Puffer 28. Durch Ein- und Ausschalten des Thyristors 25 wird der Heizvorrichtung 12 elektrische Energie zugeführt. Die der Heizvorrichtung zugeführte elektrische Energie wird also dadurch gesteuert, daß entweder der Widerstand R5 oder der Widerstand R6 ausgewählt wird, damit der Aufzeichnungsträger 3 auf eine von zwei unterschiedlichen Temperaturen aufgeheizt wird. Bei dieser Ausführungsform bestimmt sich einer der Widerstände R5, R6 so, daß die Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers auf etwa 100°C-140°C während des Druckvorgangs aufgeheizt wird, wenn es sich bei dem Aufzeichnungsträger um einen opaken Aufzeichnungsträger handelt, also z. B. um holzfreies Papier. Handelt es sich bei dem Aufzeichnungsträger um eine OHP-Folie, wird diese auf etwa 80-100°C erwärmt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Heizvorrichtung, die dazu geeignet ist, unterschiedliche Aufzeichnungsträger 3 auf unterschiedliche Temperaturen zu erwärmen. Bei dieser Ausführungsform besteht die Heizvorrichtung aus mindestens zwei Typen von Heizelemente, die Wärmeenergie für unterschiedliche Temperaturen erzeugen. Die unterschiedlichen Typen von Heizelementen können selektiv angesteuert werden, abhängig davon, ob der Aufzeichnungsträger 3 transparent ist oder nicht.

Gemäß Fig. 4 umfassen die Heizelemente 12 a und 12 b sieben PTC-Thermistoren für eine Heizvorrichtung, von denen jeder eine Temperatur-Eigensteuerfunktion besitzt. Die Nennspannung beträgt 100 V, der mittlere Widerstandswert 200 Ω. Die Heizelemente sind äquidistant angeordnet. Bei dieser Ausführungsform besitzt das Heizelement 12 a einen Curie- Punkt von etwa 140°C, der Curie-Punkt des Heizelements 12 b beträgt etwa 80°C. Die Heizelemente 12 a und 12 b sind zueinander jeweils parallel geschaltet, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Fig. 6 zeigt anhand eines Blockschaltbilds die Steuerschaltung für die Heizelemente 12 a, 12 b. Die Energiesteuerschaltung arbeitet so, daß die Heizelemente 12 a oder 12 b ausgewählt werden, abhängig davon, ob es sich bei dem Aufzeichnungsträger um holzfreies Papier oder um eine OHP-Folie handelt. Insoweit arbeitet die Schaltung ähnlich wie die Energiesteuerschaltung nach Fig. 3.

Die Steuerung erfolgt seitens der CPU 22 so, daß, wenn der Aufzeichnungsträger holzfreies Papier ist, die Heizelemente 12 a arbeiten, während die Heizelemente 12 b arbeiten, wenn der Aufzeichnungsträger eine OHP-Folie ist. Relais- Treiberstufen 47 a und 47 b sind identisch ausgebildete Treiberstufen mit jeweils einem Schalttransistor. Bei Erhalt eines Treibersignals von der CPU 22 arbeiten die Relais- Treiberschaltungen 47 a und 47 b so, daß dem Heizelementen 12 a und 12 b Energie zugeführt wird.

Nach dem Beginn der Energiezufuhr gibt die CPU nach Erzeugung eines Rücksetzsignals von einer an sich bekannten Rücksetzschaltung 48 das Treibersignal an die Relais- Treiberschaltungen 47 a und 47 b mit den Relais 49, um beiden Heizelementen 12 a und 12 b Energie zuzuführen. Ist der Aufzeichnungsträger auf die Temperatur aufgeheizt, die indirekt durch das Lichtempfangselement 19 vorgegeben wird, so gibt die CPU 22 ein Treibersignal an die Treiberschaltung 47 a oder 47 b, um entweder die Heizelemente 12 a oder 12 b zu betätigen, abhängig davon, ob der Aufzeichnungsträger transparent ist oder nicht.

Am laufenden Druckvorgang werden die Heizelemente 12 a oder 12 b betätigt, und der Druckvorgang geht in Abhängigkeit von Druckbefehlssignalen vonstatten, welche von der CPU 22 abgegeben werden. Wird aber während einer Zeitspanne von mehr als etwa 10 Sekunden während des Betriebs des Heizelements 12 a kein Druckbefehl ausgegeben, so hält die CPU 22 die Ausgabe des Treibersignals an die Relais-Treiberschaltung 47 a an und gibt ein Treibersignal an die Relais- Treiberschaltung 47 b, um die Heizelemente 12 b zu betätigen. Diese Situation dauert an, bis das nächste Druck-Befehlssignal ausgegeben wird. Bei Erhalt des nächsten Druckbefehls gibt die CPU 22 das Treibersignal wiederum an die Relais-Steuerschaltung 47 a, um erneut die Heizelemente 12 a zu betätigen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Verringerung der Leistungsaufnahme in den Heizelementen während einer Pause des Druckvorgangs, das heißt während des Bereitschaftszustands des Tintenstrahlschreibers. Im vorliegenden Fall konnte die Leistungsaufnahme durch die Heizvorrichtung um etwa 20% reduziert werden, verglichen mit dem Fall, daß eine Umschaltung zwischen den Heizelementen 12 a und 12 b nicht stattfand.

Die Leistungsaufnahme läßt sich noch weiter dadurch verringern, daß man den Betrieb der beiden Heizelemente 12 a und 12 b unterbricht, dann wird jedoch bei Erhalt des nächstfolgenden Druckbefehls mehr Zeit benötigt, um den Aufzeichnungsträger 3 wieder auf die vorbestimmte Temperatur zu erwärmen. Deshalb ist es nicht empfehlenswert, den Betrieb beider Heizelemente 12 a und 12 b vollständig zu stoppen.

Wenn beide Heizelemente 12 a und 12 b betätigt werden, indem die Energiezufuhr eingeschaltet wird, beträgt die Aufwärmzeit etwa 20 Sekunden, bis die Temperatur von etwa 60°C- 70°C erreicht ist. Die Aufwärmzeit beträgt 50 Sekunden, bis eine Temperatur von etwa 120°C bis 130°C erreicht ist. Die Aufwärmzeit wurde dadurch gegenüber dem Fall, daß nur eines der Heizelemente 12 a oder 12 b betätigt wurde, um etwa 50% bei der Aufheizung des Aufzeichnungsträgers auf 60°C-70°C und um etwa 20% bei der Aufheizung des Aufzeichnungsträgers auf 120°C-130°C verringert.

Es sei nochmals auf Fig. 2 Bezug genommen. Die feststehende Gegendruckplatte 1 wird durch Heizelemente 12 erwärmt. Der Aufzeichnungsträger 3 steht in gleitender Berührung mit der Gegendruckplatte 1 und wird dadurch auf die vorbestimmte Temperatur aufgeheizt, bevor und nachdem ausgestoßene Tintentröpfchen dort auftreffen. Dies hat zur Folge, daß die Tinte rasch trocknet, unmittelbar nachdem sie an dem Aufzeichnungsträger haftet. Durch diese Maßnahme läßt sich ein ausgezeichnetes Druckbild ohne Klecksen und ohne Verschmieren des Aufzeichnungsträgers durch nichtfixierte Tinte oder durch verwischte Tinte erreichen. Ein Papierrückhalter 7 verhindert die Bildung einer Lücke zwischen dem Aufzeichnungsträger 3 und der Gegendruckplatte 1, wodurch die Wärmeleitung von der Gegendruckplatte zu dem Aufzeichnungsträger verbessert wird.

Es wurde beobachtet, daß der Aufzeichnungsträger 3 die Neigung hat, entlang der Fläche der Gegendruckplatte 1 gekrümmt oder gewellt zu werden, wenn man den Aufzeichnungsträger 3 vor- oder nachheizt. Deshalb ist eine Glätt- oder Streckwalze 14 vorgesehen, die diese Krümmung glättet. Nach dem Druckvorgang wird der Aufzeichnungsträger 3 um die Glättwalze 14 gewunden, um die Welligkeit oder Krümmung des Aufzeichnungsträgers zu beseitigen, indem der Aufzeichnungsträger gestreckt wird. Das Herumführen um die Walze 14 geschieht entgegen der Krümmungsrichtung der Gegendruckplatte, so daß der Aufzeichnungsträger anschließend flach gestreckt ist.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Glätten oder Strecken des gekrümmten Aufzeichnungsträgers. Zusätzlich zu der Streckwalze 14 ist eine Papierführung 29 mit gebogener oder gekrümmter Form vorgesehen, so daß der Aufzeichnungsträger 3 entlang der Innenfläche der Papierführung 29 geführt wird und entgegen der Richtung gebogen wird, in der er während des Druckvorgangs gebogen wurde. Dadurch wird die Krümmung des Blatts beseitigt.

Fig. 8 zeigt noch eine Ausführungsform der Glättvorrichtung zum Glätten oder Strecken des Aufzeichnungsträgers 3. Eine zusätzliche Walze, die in Richtung des Doppelpfeils B bewegbar ist, liegt an der Außenseite der Streckwalze 14. Die Menge des um die Walze 14 gewundenen Aufzeichnungsträgers läßt sich dadurch ändern, daß man die zusätzliche Walze 30 in Richtung des Pfeils B zu der einen oder zu der anderen Seite hin verstellt. Das Strecken oder Glätten des Aufzeichnungsträgers läßt sich also genau so einstellen, daß der Aufzeichnungsträger anschließend flach ist.

Das Glätten oder Strecken des Aufzeichnungsträgers 3 ist besonders effizient, wenn der Aufzeichnungsträger noch von der Heizvorrichtung her aufgeheizt ist, oder wenn die Streckwalze oder die Papierführung selbst aufgeheizt wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Erwärmen des Aufzeichnungsträgers. Eine Hochleistungslampe 32 ist gegenüber der Gegendruckplatte 1 angeordnet, um den Aufzeichnungsträger 3 durch Strahlungswärme zu erwärmen. Eine Reflektorplatte 33 mit gekrümmter Oberfläche, z. B. mit parabolischer, elliptischer oder hyperbolischer Fläche, konzentriert das von der Lampe 32 abgestrahlte Licht auf einen Bereich des Aufzeichnungsträgers 3, der dadurch mit Strahlungswärme erwärmt wird, bevor die Aufzeichnung mit Tintentröpfchen erfolgt. Ein Lichtverschluß 34 verhindert, daß nicht aufzuheizende Teile unnötigerweise erwärmt werden. Eine transparente Schutzglasplatte 35 verhindert, daß Staub und Schmutz an der Lampe 32 und an der Reflektorplatte 33 haften bleiben.

Bei der Hochleistungslampe 32 kann es sich um eine elektrische Leuchtstofflampe handeln, z. B. um eine Halogenlampe, eine Xenonlampe oder um eine Infrarotlampe. Bei dieser Ausführungsform wird eine Halogenlampe verwendet, die eine Leistung von 200 W besitzt. Die Länge beträgt 250 mm. Die Lampe hat zylindrische Form. Der Aufzeichnungsträger 3 hat eine Aufzeichnungsbreite von 220 mm, so daß die effektive Lichtabgabebreite der Halogenlampe größer sein muß als die Aufzeichnungsbreite des Aufzeichnungsträgers 3. Die Hochleistungslampe 32 hat von der Gegendruckplatte 1, insbesondere von dem Erwärmungsbereich 36 des Aufzeichnungsträgers 3, der durch die Strahlungswärme erwärmt werden soll, einen Abstand von 60 mm. Die Temperatur des Aufzeichnungsträgers 30 wird mit Hilfe eines Temperaturfühlers 17 ermittelt, der der Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 3 gegenüberliegt, wie Fig. 10a zeigt, und/oder auf der Innenseite der Gegendruckplatte 1 angeordnet ist, wie Fig. 10b zeigt. Die erfaßte Temperatur wird dann durch einen Vergleicher in einer Lichtintensitäts-Steuerschaltung mit der vorbestimmten Temperatur verglichen. Dadurch steuert die Lichtintensitäts-Steuerschaltung 37 die Temperatur des Aufzeichnungsträger 3 so, daß dieser möglichst die vorbestimmte Temperatur aufweist.

Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Einrichtung zum Erwärmen des Aufzeichnungsträgers.

Der Aufzeichnungsträger wird noch wirksamer erwärmt, wenn zusätzlich zu der Strahlungswärme die Konvektionswärme und die Leitungswärme der Hochleistungslampe 32 mit Hilfe eines Gebläses auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden. Eine Gebläseanordnung 38 leitet Luft durch einen Luftkanal 39 zu einem Lampengehäuse, das die Reflektorplatte 33, Reflektor-Seitenplatten 41 und die transparente Schutzglasplatte 35 umfaßt. Der Luftstrom ist in der Zeichnung durch Pfeile E und F angedeutet. Dadurch werden die Lampe 32 und das Lampengehäuse gekühlt. Durch die Kühlung wird die Luft erwärmt, und die erwärmte Luft gelangt durch eine Luftführung 40 aus einem Luftauslaß 42 in Richtung auf die Druckfläche des Aufzeichnungsträgers 3, und zwar in Richtung der Pfeile G und H. Dadurch wird die von der Lampe 32 erzeugte konvektive und die Leitungswärme auf die Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers 3 geleitet.

Die Gebläseanordnung 38 enthält ein Gebläse, welches eine Leistung von 3 m³/mm besitzt. Es wurde so konstruiert, daß die Strahlrichtung der Tintentröpfchen nicht durch den Luftstrom am Auslaß 42 beeinflußt wird.

Fig. 12 und 13 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung zum Erwärmen des Aufzeichnungsträgers. Bei dieser Ausführungsform ist anstelle der feststehenden Gegendruckplatte nach Fig. 1 eine sich drehende Gegendruckwalze vorgesehen, die sich vereint mit dem Aufzeichnungsträger dreht. Wenn die Gegendruckwalze 1 in ihrer Gesamtheit erwärmt wird, wird auch derjenige Teil der Gegendruckwalze erwärmt, der nicht mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung steht, so daß die Anordnung bei gegebener Energiezufuhr lange Zeit zum Erwärmen benötigt, und bei gegebener Aufwärmzeit überflüssig viel Energie verbraucht. Bei dieser Ausführungsform ist deshalb die Heizvorrichtung 12 in Umfangsrichtung der Gegendruckwalze 11 in Einzelabschnitte unterteilt.

Als Heizvorrichtung wird ein Nickel-Chrom-Heizdraht, ein Keramik-Heizer, ein PTC-Thermistor oder dergleichen verwendet. Nach Fig. 12 wird eine blattförmige Nickel-Chrom- Drahtheizung mit einer Leistung von 12 W, einer Breite von 150 mm und einer Länge von 200 mm verwendet, wobei die Heizvorrichtung in 12 Einzelabschnitte unterteilt ist. Die Gegendruckwalze 1 besitzt an beiden Enden Elektroden, über die die elektrische Energie mit Hilfe einer an einem Träger 44 befestigten Bürste 45 zu der Heizvorrichtung 12 übertragen wird.

Wenn um die Gegendruckwalze ein Aufzeichnungsträger 3 gewunden ist, werden sechs der Teilbereiche der Heizvorrichtung 12 mit Energie versorgt, was in Fig. 13a durch Pfeile angedeutet ist. Dadurch wird der Aufzeichnungsträger 3 vor- und nachgeheizt. Wenn die Gegendruckwalze 1 im Zuge des Druckvorgangs weitergedreht wird, steuert eine (nicht gezeigte) Heizvorrichtungs-Steuerschaltung den Betrieb der Heizvorrichtung so, daß immer diejenigen Teile der Heizvorrichtung 12 arbeiten, die auf der durch die Pfeile B angedeuteten Seite liegen. Bei dieser Ausführungsform wechseln die Heizvorrichtungs-Teile der Heizvorrichtung 12 bei jeweils 1/12 Umdrehung der Gegendruckwalze 1.

Der Heizzustand des Aufzeichnungsträgers 3 wird mit Hilfe eines Temperaturfühlers 17 erfaßt, der auf der Vorderseite des Aufzeichnungsträgers angeordnet ist, wie in Fig. 10a und 13a zeigt und/oder der im Inneren der Gegendruckwalze 1 angeordnet ist, wie Fig. 10b und 13b zeigen. Eine (nicht gezeigte) Temperatursteuerschaltung sorgt dafür, daß der Aufzeichnungsträger 3 auf der vorbestimmten Temperatur gehalten wird, die in Abhängigkeit des Typs des Aufzeichnungsträgers festgelegt wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Heizvorrichtung in zwölf Einzelteile unterteilt, wodurch die Leistungsaufnahme um 30% verringert wird, verglichen mit einer Rundumheizung.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Erwärmen des Aufzeichnungsträgers. Die einzelnen Teile der Heizvorrichtung 12 besitzen gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 12 Temperatur-Eigensteuerelemente 46, die in Reihe geschaltet sind. Diese Elemente ersetzen den Temperaturfühler 17 oder die Temperatursteuerschaltung. Ein PTC-Thermistor mit einer Breite von 10 mm und einer Länge von 10 mm sowie einer Leistung von 1 W eignet sich für das Temperatur-Eigensteuerelement. Wie erwähnt, schafft die Erfindung verschiedene Möglichkeiten zum Erwärmen des Aufzeichnungsträgers.

Ein mit einer Trocknungseinrichtung ausgestatteter Tintenstrahlschreiber kann möglicherweise unter einer verschlechterten Tintenausstoßung oder unter einer Beeinträchtigung bestimmter mechanischer und elektrischer Funktionen leiden, weil die durch die Trocknungseinrichtung erzeugte Wärme stört. Um solche Schwierigkeiten zu vermeiden und zu gewährleisten, daß der Tintenstrahlschreiber stets zuverlässig und ordnungsgemäß arbeitet, werden hier die im folgenden näher erläuterten Hilfsmittel vorgeschlagen.

Eine erste Möglichkeit, eine schlechte Tintenausstoßung zu vermeiden, besteht nach Fig. 15 darin, im Ruhezustand oder im Bereitschaftszustand des Aufzeichnungskopfs 5 diesen entweder ganz nach links oder ganz nach rechts außen zu bewegen, also von dem Erwärmungsbereich der Gegendruckwalze 1 fort, um dadurch das Austrocknen der Düsen durch Wärme zu vermeiden. Wenn die CPU 22 (Fig. 1 und 3) feststellt, daß sich der Aufzeichnungskopf 5 im Ruhe- oder Bereitschaftszustand befindet, wird der Schlittenmotor 1 betätigt, um den Aufzeichnungskopf 5 aus dem der Gegendruckwalze gegenüberliegenden Bereich herauszufahren. Außerdem wird die Haupt-Energieversorgung 57 ausgeschaltet, während eine Hilfsversorgung 58 das Bewegen des Aufzeichnungskopfs gestattet.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, den im Ruhe- oder Bereitschaftszustand stillstehenden Aufzeichnungskopf, wenn der Ruhezustand länger als eine vorbestimmte Zeitspanne andauert, zu verschließen, insbesondere die Düsen 13 des Aufzeichnungskopfs 5 mit Hilfe einer Kappe 52 zu verschließen. Nachdem ein relativ langes Pausenintervall erkannt wurde, steuert die CPU 22 den Antrieb des Schlittenmotors 11 so, daß der Kopf 5 in Richtung auf den Papiervorschubmotor 9 bewegt wird, bis die Stelle gegenüber der Kappe 52 erreicht ist. Dann werden die Düsen 13 durch die von einem Solenoid 51 betätigte Kappe 52 geschlossen, wie es in Fig. 15a und 15b gezeigt ist. Solange der Bereitschaftszustand andauert, werden die Düsen 13 geschlossen gehalten und so vor Austrocknung durch die Tinten-Trocknungseinrichtung geschützt. Die erwähnte vorbestimmte Zeitspanne kann verschiedene Werte aufweisen, die abhängen von der Erwärmungstemperatur der Gegendruckwalze, von der Eigenschaft der Tinte oder dergleichen. Die Länge des Intervalls liegt zwischen 0 und 60 Sekunden. In ähnlicher Weise wird dann, wenn der Tintenstrahlschreiber einen Druckvorgang beendet hat und in den Ruhezustand übergeht, die Düsenanordnung 13 verschlossen und vor Austrocknung durch die noch vorhandene Restwärme der Tinten-Trocknungsvorrichtung geschützt. Wenn außerdem die Haupt-Energieversorgung 57 durch irgendeine Ursache abgeschaltet wird, erfolgt das Schließen der Düsen durch die Hilfs-Energieversorgung 58.

Bei einem weiteren Verfahren zum Schützen der Druckvorrichtung gegen Austrocknen der Tinte, nachdem der Drucker länger als eine vorbestimmte Zeitspanne im Bereitschaftszustand verweilte, besteht darin, einige Tröpfchen Tinte aus den Düsen auszustoßen, so daß die in ihrer Beschaffenheit durch die Wärmeeinwirkung geänderte Tinte ausgestoßen wird. Wenn die CPU 22 feststellt, daß der Aufzeichnungskopf länger als eine vorbestimmte Zeitspanne in Ruhe ist, wird der Schlittenmotor 11 angetrieben, um den Aufzeichnungskopf 5 an die Stelle der ihm gegenüberliegenden Kappe 52 zu bewegen. Innerhalb einer kurzen Zeitspanne werden einige Tröpfchen Tinte, die in den Düsen 13 stehen, in die Kappe 52 ausgestoßen. Nach dem Ausbringen der Tinte ist es empfehlenswert, daß der Aufzeichnungskopf 5 außerhalb des Bereichs der Gegendruckwalze verharrt, z. B. in der Lage, in der die Tinte abgegeben wird. Die ausgetragene Tinte wird von einem Tank 53 aufgenommen. Wenn der Tintenstrahlschreiber dann wieder um mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne im Bereitschaftszustand gehalten ist, erfolgt weder die Abgabe einer Reihe von Tintentröpfchen.

Ein viertes Verfahren zum Vermeiden des Austrocknens der Tinte besteht darin, daß, wenn der Tintenstrahlschreiber nach einer gewissen Zeitspanne wieder zu schreiben beginnt, die Düsen 13 des Aufzeichnungskopfs 5 mit Hilfe eines Freilegungs-Riemens 54, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, überstrichen werden. Wenn gemäß Fig. 1 und 3 der Aufzeichnungskopf 5 ansprechend auf einen von der CPU 22 kommenden Befehl gegenüber dem Reinigungsband 54 angeordnet wird, bevor eine Aufzeichnung beginnt, kann der Aufzeichnungskopf wirksam gereinigt werden. Wie Fig. 16a und 16b zeigen, trägt das Reinigungsband 54 ein Gummi-Wischblatt, welches durch Drehen des Bandes in Richtung des Pfeils C mit Hilfe eines Motors 56 über die Stirnflächen der Düsen streicht und dadurch die Düsen abwischt. Die Stirnseiten der Düsen werden einige Male abgewischt, bevor das Reinigungsband 54 wieder in den in Fig. 16a dargestellten Zustand zurückgebracht wird.

Anschließend beginnt der Aufzeichnungskopf 5 mit dem Drucken. Zusätzlich zu der oben angegebenen Maßnahme, kann dieser Reinigungsvorgang unter Unterbrechnung des Aufzeichnungsvorgangs vorgenommen werden, wenn der Aufzeichnungskopf 5 länger als eine vorbestimmte Zeitdauer praktisch ununterbrochen druckt. Auch hier hängt die Dauer der Zeitspanne ab von der Temperatur der Gegendruckwalze, der Lücke zwischen Druckkopf und Gegendruckwalze, der Beschaffenheit der Tinte und dergleichen. Die Zeitspanne beträgt aber etwa zwischen 10 und 60 Sekunden. Der Reinigungsvorgang kann in den genannten Intervallen mehrmals wiederholt werden. Die Benetzung der Vorderseiten der Düsen bleibt also gleichmäßig erhalten, so daß gleichmäßige und störungsfreie Tintentröpfchen-Abgaben gewährleistet sind.

Die oben beschriebenen Verfahren zum Vermeiden des Austrocknens der Düse können jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination eingesetzt werden.

Im folgenden soll eine Einrichtung beschrieben werden, durch die mechanische und elektrische Schwierigkeiten verhindert werden, die möglicherweise verursacht werden durch die Wärme der Trocknungseinrichtung. Die einfachste und wohl wirksamste Möglichkeit besteht darin, eine wärmeisolierende Struktur in dem Lagerteil der Gegendruckfläche oder ein Wärmeisoliermaterial in dem Lagerteil zu verwenden.

Fig. 17 zeigt die Lagerung der Gegendruckfläche 1 nach Fig. 1. Ein wärmeisolierendes Teil 60 ist auf der gesamten Rückseite der Gegendruckplatte 1 angeordnet, um nicht nur eine Wärmeübertragung zu der Papiervorschubwalze 2 zu vermeiden, sondern außerdem eine natürliche Abkühlung der Gegendruckplatte 1. Ferner ist die Gegendruckplatte 1 durch ein Stützglied 59 gehalten, welches wärmeisolierende Eigenschaften aufweist, um keine Wärmebrücke zu dem Gestell der Druckvorrichtung zu bilden. Als Material für das Stützteil 59 sowie das Wärmeisolierteil 60 kommt eine wärmebeständige Keramik, wärmebeständiger Kunststoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit oder dergleichen in Betracht.

Fig. 18 zeigt die Lagerung der Gegendruckwalze 1 nach den Ausführungsbeispielen nach Fig. 12 und 14. Die Gegendruckwalze 1 ist an ihren beiden Stirnseiten durch Seitenplatten 61 abgestützt und ist drehbar auf einer Drehwelle 62 gelagert. Auch hier eignen sich als Stoff für die Seitenplatten 61 die oben in Verbindung mit Fig. 17 angegebenen, wärmeisolierenden Stoffe. Da ferner die Seitenplatten 61 der Gegendruckwalze 1 Öffnungen besitzen, wird die Anzahl von Wärmebrücken zwischen dem Umfang und der Mitte der Seitenplatten 61 verringert und dadurch die Wärmeisolierung zwischen Umfang und Mitte der Seitenplatten verbessert.

Die oben beschriebene Wärmeisoliereinrichtung im Lagerteil der Gegendruckplatte oder -walze reduziert auch den Stromverbrauch der Heizvorrichtung um 5-15%.

Schließlich sollen noch Maßnahmen zum Schutz der Bedienungsperson vor Verbrennungen durch die hohe Temperatur der Heizvorrichtungen beschrieben werden.

Beispielsweise kann es bei Wartungsarbeiten, z. B. bei der Behebung eines Papierstaus oder dergleichen dazu kommen, daß eine Bedienungsperson in Berührung mit dem auf hoher Temperatur erwärmten Bereich kommt und sich verbrennt. Um dem vorzubeugen, wird die Temperatur des erwärmten Bereichs visuell mit Hilfe von thermoempfindlichen Anzeigematerialien mit reversiblen Eigenschaften angezeigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 19 ist, wie Fig. 19 zeigt, ein Gehäuse 64 mit einem Deckel 65 versehen.

Bei vorzunehmenden Bedienungs- oder Wartungsarbeiten wird beim Öffnen des Deckels 65 ein Mikroschalter 66 betätigt, wodurch die Energiezufuhr zu der Aufheizvorrichtung 12 abgeschaltet wird. Die Ausführungsform nach Fig. 19 besitzt also eine Sicherheits-Verriegelung. Obschon aber die Verriegelung das Gerät mechanisch und elektrisch außer Funktion setzt, besteht immer noch die Gefahr, daß eine Person die Gegendruckplatte 1 berührt und sich dabei verbrennt, wenn die Temperatur der Gegendruckplatte immer noch relativ hoch ist, nachdem der Deckel 65 geöffnet wurde. Aus diesem Grund ist, wie Fig. 1 zeigt, der blanke Bereich der Gegendruckplatte 1, der nicht von dem Aufzeichnungsträger 3 abgedeckt ist, mit einem wärmeempfindlichen Anzeigematerial 3 beschichtet. Dieses wärmeempfindliche Anzeigematerial 3 verfärbt sich bei hoher Temperatur anders als bei Umgebungstemperatur, und aufgrund dieser thermischen Reversibilität wird die Temperaturänderung der Gegendruckplatte 1 sichtbar gemacht. Eine solche Farbänderung des Materials 63 erleichtert es dem Benutzer, den Temperaturzustand der Gegendruckplatte 1 festzustellen. Bei dieser Ausführungsform wird ein Anstrich aus einem thermisch reversiblen Material verwendet, der bei Zimmertemperatur gelb ist und sich bei 50°C orange verfärbt.

Als abgewandelte Ausführungsform kann als Schutzvorrichtung gegenüber Verbrennungen auch ein an sich bekanntes Quecksilber- oder Alkohol-Thermometer eingesetzt werden, welches die Temperatur der Gegendruckplatte oder -walze anzeigt.

Zum Erkennen der Temperatur der Gegendruckplatte kann auch ein Thermistor oder ein Thermopaar verwendet werden, wodurch eine elektrische Anzeige erhalten wird. Diese Ausführungsform hat aber insoweit einen gewissen Nachteil, als bei Ziehen des Netzsteckers die elektrische Anzeige nicht mehr funktioniert. Im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 19 ist auch noch eine spezielle Anzeigeschaltung vorgesehen, auf die man verzichten sollte.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen gelten nicht nur für einfarbige Tintenstrahlschreiber, sondern gleichermaßen für Farb-Tintenstrahlschreiber.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Man erhält ein hervorragendes Druckerzeugnis mit guter Druckqualität sowohl auf holzfreiem Papier als auch auf sogenannter OHP-Folie, ohne daß sich Kleckse bilden oder sich das Papier oder die Folie verzieht. Es ist praktisch ausgeschlossen, daß es durch nicht-fixierte Tintentröpfchen zu Verschmierungen des Drucks oder zum Ausfließen der Tinte auf dem Blatt kommt. Außerdem schafft die Erfindung Möglichkeiten, den Ausstoß von Tintentröpfchen bei niedrigen Temperaturen zu verbessern, ohne daß dabei eine chemische Beschädigung von Teilen des Tintenstrahlschreibers in Kauf genommen werden muß, z. B. eine Beschädigung einer Dünnschichtschaltung des Aufzeichnungskopfs oder deren Schutzschicht. Außerdem läßt sich die Energieaufnahme des Tintenstrahlschreibers um etwa 5% senken.

Der Tintenstrahlschreiber läßt sich als Mehrfachdüsen- Schreiber auslegen, der eine hohe Aufzeichnungsdichte besitzt. Bei einem solchen Tintenstrahlschreiber bleibt trotz hoher Düsendichte die Zuverlässigkeit des Geräts erhalten, und man erhält eine gute Druckqualität. Das Gerät eignet sich für eine Vielzahl unterschiedlichster Aufzeichnungsträger.

Die in den Tabellen benutzten relativen Bewertungssymbole haben bekanntermaßen folgende Bedeutung:

Claims

1. Tintenstrahlschreiber, der zur Erzeugung von Punkten auf einem Aufzeichnungsträger Tintentröpfchen aus dem Aufzeichnungsträger gegenüberliegenden Düsen ausstößt, gekennzeichnet durch
- einen Tintenvorrat,
- einen Schreibkopf (5) mit Düsen zum Ausstoßen einzelner Tintentropfen,
- eine dem Aufzeichnungskopf gegenüberliegende Gegendruckfläche, die den Aufzeichnungsträger hält, und
- eine Trocknungseinrichtung zum Trocknen der an dem Aufzeichnungsträger haftenden Tintentröpfchen, derart, daß die Tröpfchen, durch ihre Oberflächenspannung geschwollen, an dem Aufzeichnungsträger fixiert werden, wozu die Trocknungseinrichtung den Aufzeichnungsträger vor dem Ausstoßen der Tinte derart erwärmt, daß auch dann noch die Wärme in dem Aufzeichnungsträger verbleibt, nachdem die Tintentröpfchen auf den Aufzeichnungsträger aufgetroffen sind.

2. Schreiber nach Anspruch 1, bei dem die Trocknungseinrichtung den Aufzeichnungsträger von der Vorderseite und/ oder der Rückseite her trocknet, bevor die Tintentröpfchen aufgetroffen sind.

3. Schreiber nach Anspruch 1, bei dem die Trocknungseinrichtung die Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsträger von der Vorderseite und/oder der Rückseite her trocknet, bevor und nachdem die Tintentröpfchen aufgetroffen sind.

4. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Tinte ein Lösungsmittel, umfassend Glycerin und/oder Diäthylenglykol und/oder Thioglycol, sowie einen Farbstoff enthält.

5. Schreiber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel 5 bis 20 Gew.-% der Tinte ausmacht.

6. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Tinte einen pH-Wert von 6-10 aufweist.

7. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Oberflächenspannung der Tinte gleich oder größer 50 dyn/cm (0,05 N/m) ist.

8. Schreiber nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die auf den Aufzeichnungsträger aufgebrachte Wärme eine Temperatur in einem Bereich aufweist, der zwischen dem Minimalwert der einzelnen Siedepunkte der verschiedenen Lösungsmittel und 140°C liegt.

9. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Gegendruckfläche zylindrisch oder plattenförmig ist.

10. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Trocknungseinrichtung ein Heizelement enthält.

11. Schreiber nach Anspruch 10, bei dem das Heizelement an der Vorderseite oder an der Rückseite, oder aber im Inneren der Gegendruckfläche angeordnet ist.

12. Schreiber nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement oder die Heizelemente die Gegendruckfläche aufheizen, bevor und nachdem die Tintentröpfchen auf den Aufzeichnungsträger auftreffen.

13. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Trocknungseinrichtung eine Wärmelampe mit einem der Gegendruckfläche gegenüberliegenden Reflektor ist.

14. Schreiber nach Anspruch 13, bei dem die Wärmelampe Wärmestrahlung abgibt, derart, daß der Aufzeichnungsträger erwärmt wird, bevor und nachdem Tintentröpfchen auf den Aufzeichnungsträger auftreffen.

15. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem außerdem eine Strahlungswärmequelle sowie ein Gebläse vorgesehen sind, wobei die Strahlungswärmequelle die Wärmestrahlen in einer Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers konzentriert, während die Gebläseeinrichtung Konvektionswärme sowie von einer Wärmelampe abgegebene Wärme auf die Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers überträgt.

16. Schreiber nach einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem eine Temperaturdetektoreinrichtung die Temperatur des Aufzeichnungsträgers und/oder des Heizelements erfaßt, und bei der die Temperatur des Heizelements in Abhängigkeit eines von der Detektoreinrichtung erzeugten Signals derart gesteuert wird, daß das Heizelement oder die Heizelemente auf einer konstanten Temperatur gehalten werden.

17. Schreiber nach einem der Ansprüche 10 bis 16, bei dem das Heizelement seine Temperatur selbsttätig steuert, während die Temperatur des Aufzeichnungsträgers konstant gehalten wird.

18. Schreiber nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem die Gegendruckfläche mit mindestens zwei Heizelementen ausgestattet ist.

19. Schreiber nach Anspruch 18, bei dem die Heizelemente Wärme mindestens zweier unterschiedlicher Temperaturen erzeugen und in Abhängigkeit der Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers ausgewählt sind.

20. Schreiber nach Anspruch 19, bei dem, wenn während des Betriebs der Heizelemente bei einer höheren Temperatur innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne kein Druckbefehl gegeben wird, die Heizelemente derart gesteuert werden, daß sie eine niedrigere Temperatur erzeugen.

21. Schreiber nach Anspruch 19 oder 20, bei dem sämtliche Heizelemente für mindestens zwei unterschiedliche Temperaturen für den Betrieb ausgewählt werden.

22. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Wärmeisoliereinrichtung in einem Gegendruckflächen-Lagerteil.

23. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch einen Sensor, der feststellt, ob der Aufzeichnungsträger transparent ist oder nicht.

24. Schreiber nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern der dem Heizelement oder den Heizelementen zuzuführenden Energie auf der Grundlage der von dem Detektor erhaltenen Daten.

25. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch eine Glättungseinrichtung, die den durch die von der Trocknungseinrichtung abgegebene Wärme gekrümmten Aufzeichnungsträger streckt.

26. Schreiber nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungseinrichtung eine an dem Transportweg des Aufzeichnungsträgers angeordnete Walze enthält.

27. Schreiber nach Anspruch 25 und 26, bei dem die Glättungseinrichtung ein an dem Transportweg des Aufzeichnungsträgers angeordnetes Führungsglied enthält.

28. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem der Aufzeichnungskopf während eines Halts oder während des Bereitschaftszustands des Tintenstrahlschreibers außerhalb eines Erwärmungsbereichs angeordnet ist.

29. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei dem, wenn der Schreiber länger als eine vorbestimmte Zeitspanne sich im Bereitschaftszustand befindet, der Aufzeichnungskopf einige Tintentröpfchen aus den Düsen ausstößt.

30. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch eine Kappenanordnung, die die Düsen des Aufzeichnungskopfs zu schließen vermag, um ein Austrocknen der Tinte in den Düsenspitzen zu verhindern, wenn der Tintenstrahlschreiber länger als eine vorbestimmte Zeitspanne im Bereitschaftszustand oder im Ruhezustand gehalten wird.

31. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 30, gekennzeichnet durch eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Düsen-Stirnflächen des Aufzeichnungskopfs vor dem Start eines Schreibvorgangs oder dann, wenn der Schreibvorgang länger als eine vorbestimmte Zeitspanne andauert.

32. Schreiber nach Anspruch 31, bei dem die Reinigungseinrichtung ein Gummiblatt enthält, welches über die Düsen- Stirnseite des Aufzeichnungskopfs streicht.

33. Schreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 32, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung, die die Temperaturwerte des von der Trocknungseinrichtung erwärmten Bereichs anzeigt.

34. Schreiber nach Anspruch 33, bei dem die Anzeigeeinrichtung ein wärmeempfindliches Teil enthält, welches mit sich ändernder Temperatur des von der Trocknungseinrichtung erwärmten Bereichs veränderlich und reversibel ist.

35. Tinten-Zusammensetzung für einen Tintenstrahlschreiber, gekennzeichnet durch einen Farbstoff und ein Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel ein Glyzerin und/oder Diäthylenglykol und/oder Thioglykol enthält.

36. Tinten-Zusammensetzung nach Anspruch 35, bei der das Lösungsmittel 5-20 Gew.-% ausmacht.

37. Tinten-Zusammensetzung nach Anspruch 35 und 36, bei der die Tinten-Zusammensetzung einen pH-Wert von 6-10 aufweist.

38. Tinten-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei der die Zusammensetzung eine Oberflächenspannung von 50 dyn/cm (0,05 N/m) oder mehr aufweist.