DE60027561T2

DE60027561T2 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE60027561T2
Application number: DE60027561T
Authority: DE
Inventors: Antonio 08191 Rubi Hinojosa; Joaquim Brugue; Javier 22300 Barbastro Lopez
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: DE60027561D1; US20030132978A1; JP2002200801A; EP1182041A1; JP3642753B2; EP1182041B1; US20020051025A1; US6758546B2; US6517179B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldruckvorrichtungen, wie zum Beispiel Drucker, Kopierer, Faxgeräte und dergleichen, und betrifft insbesondere eine Niederhaltevorrichtung für das Papier oder Medium, das gerade in dieser Art von Vorrichtung bedruckt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Tintenstrahldruckvorrichtungen und insbesondere Tintenstrahldrucker sind mit Systemen oder Vorrichtungen versehen, die im Folgenden als Niederhaltevorrichtungen bezeichnet werden, die das Papier flach halten, während dasselbe durch einen sich bewegenden Tintenstrahldruckkopf bedruckt wird.
Der Entwurf einer Niederhaltevorrichtung, um das Papier zumindest in der Druckzone der Vorrichtung flach zu halten, muss sich mit einer Anzahl gegensätzlicher Probleme auseinandersetzen.
Einerseits zum Beispiel muss die Entfernung zwischen dem Druckkopf und dem Papier so klein wie möglich sein, zum Beispiel weniger als 1,7 mm, um eine genaue Positionierung der Tintenpunkte, die aus dem Druckkopf ausgeworfen werden, zu erhalten und um Sprühartefakte zu vermeiden.
Auf Grund des Wassergehalts der Tinte jedoch ist das Papier einem Phänomen unterworfen, das als „Runzeln" bekannt ist, das das Schwellen und die Ausdehnung des Papiers während des Druckvorgangs umfasst, derart, dass das Papier Blasen und Falten bildet und als ein Ergebnis die Entfernung zwischen dem Papier und dem Druckkopf in einigen Bereichen abnimmt. Ein Runzeln kann zwei Hauptnachteile bewirken: erstens das Risiko eines Tintenverschmierens oder eines Pa pierbruchs, da der Druckkopf das Papier berührt, und ferner das Erscheinen sichtbarer Defekte in dem Ausdruck, als „vertikale Bandbildung" bekannt, da auf Grund des Vorliegens einer Blase die Tintenpunkte in aus ihrer korrekten Position versetzte Punkte fallen, zum Beispiel alle in Richtung der gleichen Seite verschoben sind, was sichtbare Markierungen auf der Darstellung in der Form paralleler Linien hinterlässt.
Einige in der Technik bekannte Vorrichtungen schaffen unter dem Medium einen negativen Luftdruck, um dasselbe in der Druckzone flach zu halten.
Ein Beispiel einer derartigen Vakuum-Niederhaltevorrichtung ist in der EP-A-0 997 302 beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine Auflage, auf der das Papier flach gehalten wird, die insbesondere die Papierantriebsrolle überlappt. Eine Mehrzahl von Rillen, die alle mit einer Vakuumquelle verbunden sind, ist in der Auflage gebildet, wobei das Ziel der Rillen darin besteht, das Vakuum auszudehnen, und deshalb die Niederhalteaktion in Richtung der Antriebsrolle, um mehr Genauigkeit bei dem Druckvorgang zu ermöglichen, während gleichzeitig die Antriebsrolle außerhalb des Vakuumsystems gehalten wird.
In der Praxis erfordert dieses Vakuum-Niederhaltesystem, um den Runzeleffekt bei einem qualitativ hochwertigen Drucken zu steuern, die Bereitstellung von Überantriebsrädern oder einer ähnlichen Spannvorrichtung in dem vorderen Teil der Auflage, d.h. in Verarbeitungsrichtung nach der Druckzone, um das Papier in der Zuführrichtung zu spannen, während dasselbe bedruckt wird. Diese Lösung macht das Niederhaltesystem kompliziert und ihre Kosten sind relativ hoch.
Weitere Lösungen, wie zum Beispiel Heizer oder Gebläse zum Trocknen des Mediums während des Druckens, weisen hohe Leistungsanforderungen und Sicherheitsprobleme auf.
Ein Erhöhen des Vakuums zum Reduzieren eines Runzelns ist ebenso keine gute Lösung, da höhere Vakuumpegel die Kosten erhöhen, Rauschprobleme und das Risiko eines Knickens des Papiers mit sich bringen und auch den Vorschub des Mediums, auf das gerade gedruckt wird, behindern.
Die DE19901994 offenbart einen Tintenstrahldrucker, bei dem ein Schweben des Mediums verhindert wird; der Drucker weist eine Unebenheitsführungseinheit für das Medium auf, mit Sauglöchern und einer Mehrzahl konvexer Streifen und konkaver Rillen, die in einer Zeile in der Richtung des Medienvorschubs angeordnet sind.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Tintenstrahldruckvorrichtung, die mit einer Medientrageauflage, auf der eine Druckzone definiert ist, und mit einer Niederhaltevorrichtung für ein Medium, das auf der Auflage liegt, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung eine erste Runzelsteuereinrichtung aufweist, die die Ausdehnung des Mediums in der Druckzone steuert, um in der Form zumindest zweier paralleler Wellen zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert sind, wobei die Wellen sich derart abwechseln, dass eine nach unten gerichtete Blase einer der Wellen benachbart zu einer nach oben gerichteten Blase oder keiner Blase einer benachbarten Welle in der Richtung eines Medienvorschubs ist.
Diese Ausdehnung in sich abwechselnden Wellen in der Druckzone gleicht die Positionierungsfehler der Tintentropfen aus, die auftreten könnten, wenn sich das Medium in der Druckzone ausdehnt, was eine einheitliche Welle in der Richtung des Medienvorschubs bildet; so werden Defekte einer vertikalen Bandbildung in der Darstellung vermieden.
Vorzugsweise weist die erste Runzelsteuereinrichtung eine Mehrzahl von hinteren Vakuumkanälen, die sich zumindest in dem Anfangsteil der Druckzone erstrecken, und eine Mehrzahl von vorderen Vakuumkanälen auf, die sich zumindest in dem letzten Teil der Druckzone erstrecken, wobei die hinteren Vakuumkanäle und die vorderen Vakuumkanäle abwechselnd entlang einer Bewegungsrichtung in rechten Winkeln zu der Richtung des Medienvorschubs angeordnet sind.
Die hinteren Vakuumkanäle dehnen das Vakuum in Richtung des allerersten Teils der Druckzone aus und so bewirkt die Abwechslung von hinteren und vorderen Kanälen, dass das Medium wie erklärt verformt wird, um eine vertikale Bandbildung zu vermeiden.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Niederhaltevorrichtung eine zweite Runzelsteuereinrichtung auf, die zumindest in einer Medienausgabezone, die in Verarbeitungsrichtung nach der Druckzone in der Richtung des Medienvorschubs angeordnet ist, eine Ausdehnung des Mediums steuert, um in der Form einer Welle zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert ist, wobei die Welle im Wesentlichen frequenzmäßig an eine gefurchte Oberfläche der Trageauflage angepasst ist.
Durch ein Steuern der Form des verformten Mediums erzielt die Erfindung erfolgreich eine Reduzierung der Höhe der Falten oder Blasen, die durch das Runzeln bewirkt werden. Dieser Effekt wird durch ein Erzwingen, dass das Medium eine Wellenform annimmt, die die darunter liegende Trageauflage „kopiert", die eine gefurchte Oberfläche aufweist, d.h. eine Oberfläche mit einer Aufeinanderfolge von Einschnitten und Vorsprüngen, erzielt.
Vorzugsweise wird herbeigeführt, dass sich die in der Ausgabezone erzeugte Welle in Verarbeitungsrichtung aufwärts in Richtung der Druckzone reproduziert.
So werden die Blasen außerhalb der Druckzone erzeugt und es wird bewirkt, dass dieselben sich in Richtung der und teilweise in die Druckzone ausbreiten; diese gesteuerte Erzeugung und Ausbreitung vermeidet die negativen Effekte einer freien Ausdehnung des Papiers auf Grund eines Runzelns in der Druckzone und die Blasenhöhe wird klein gehalten.
Mit dieser Höhenreduzierung der Blasen ist das Risiko eines Kontakts des Mediums mit den Druckköpfen viel niedriger als dann, wenn das Papier sich in einer freien Form ausdehnt.
Dies macht den Drucker gemäß der Erfindung besonders geeignet für Anwendungen, bei denen es besonders wichtig ist, Ausfallzeiten und nicht programmierte Wartungsoperationen zu vermeiden.
Die Kosten des Niederhaltesystems sind wesentlich niedriger als in Lösungen des Stands der Technik, da kein Spannen des Mediums von dem Vorderteil des Druckers nötig ist, um den Runzeleffekt zu steuern.
Ein weiterer Vorteil eines Vermeidens der Verwendung von Spannvorrichtungen besteht darin, dass kein erkennbarer Unterschied bei dem Antrieb zwischen den ersten Durchläufen und dem Rest des Druckvorgangs besteht; im Gegensatz dazu kann, wenn eine Spannvorrichtung verwendet wird, der Vorschub des Papiers bei den ersten Durchläufen sich von dem Vorschub, sobald das Papier durch die Spannvorrichtung in Eingriff genommen wird, unterscheiden, was Unterschiede bei der Darstellung bewirkt.
In dem Fall von Vakuum-Niederhaltevorrichtungen vereinfacht das Vermeiden von Überantriebsrädern auch den Aufbau des Vakuumsystems und minimiert dessen Leistungsverluste, da keine mechanischen Teile des Antriebssystems in den Vakuumkanälen gehäust sind. Deshalb wird auch der Leistungsverbrauch des Niederhaltesystems reduziert und der Pegel eines Rauschens, das durch das Vakuumsystem bewirkt wird, ist ebenso geringer.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bewirkt die zweite Runzelsteuereinrichtung, dass sich zumindest einige der Blasen nach unten in eine Mehrzahl von vorderen Vakuumkanälen der Trageauflage ausdehnen, die sich zumindest in die Ausgabezone erstrecken.
Blasen und Falten auf Grund eines Runzelns nehmen nach unten hin in die vorderen Vakuumkanäle zu, anstatt nach oben in Richtung des Druckkopfs anzuwachsen: das Risiko eines Tintenverschmierens oder Papierbruchs wird so weiter reduziert.
Ferner ist es, da ein Großteil der Ausdehnung des Mediums gesteuert werden kann, um nach unten anstelle nach oben anzuwachsen, möglich, die Höhe der Druckköpfe auf dem Medium (Stift-Papier-Beabstandung) zu reduzieren, wobei so die Qualität der Darstellung verbessert wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen beträgt die Entfernung zwischen Mitten benachbarter vorderer Kanäle der Auflage zwischen 8 und 20 mm, vorzugsweise etwa 13 mm.
Diese Geometrie bewirkt eine zufrieden stellende Wellenform des verformten Papiers mit Blasenhöhen, die kein Tintenverschmieren bewirken können.
Diese bevorzugten Werte der Beabstandung zwischen Kanälen wurden auf der Basis der Medien ausgewählt, die allgemein bei diesem Typ von Druckern verwendet werden, für andere Arten von Medien jedoch könnte die optimale Beabstandung unterschiedlich sein; im Allgemeinen sollte für dickere oder steifere Medien die Entfernung zwischen Kanälen größer sein, während für dünnere und flexiblere Medien die Entfernung kleiner sein sollte.
Bei einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die vorderen Vakuumkanäle, die in der Trageauflage gebildet sind, teilweise in der Druckzone und teilweise in der Medienausgabezone; vorzugsweise weitet sich ein erster Abschnitt der vorderen Vakuumkanäle, die sich zwischen der Druckzone und dem ersten Teil der Ausgabezone erstrecken, progressiv in der Richtung des Medienvorschubs.
Die Position und Geometrie der vorderen Vakuumkanäle erlauben das Wachstum der Blasen in denselben, unter Berücksichtigung ihrer progressiven Ausdehnung, und verhindert, dass Blasen in der Ausgabezone sich in einer ungesteuerten Weise in Richtung der Druckzone bewegen.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Vorrichtung könnten die vorderen Vakuumkanäle einen zweiten Abschnitt, der sich in Bezug auf den ersten Abschnitt verschmälert, und einen dritten Abschnitt aufweisen, der breiter ist als der zweite Abschnitt.
Um das Abdichten des Vakuumsystems zu verbessern, könnten die Wände zumindest eines der Abschnitte der vorderen Vakuumkanäle zumindest teilweise geneigt sein.
Die vorliegende Erfindung schlägt außerdem ein Verfahren zum Niederhalten eines Mediums, auf das gerade gedruckt wird, in einer Tintenstrahldruckvorrichtung vor, wie in den Ansprüchen 13 bis 15 beansprucht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden nur mittels nicht einschränkenden Beispiels Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckers mit einer Niederhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein vergrößertes Detail der Auflage der Niederhaltevorrichtung in perspektivischer Ansicht zeigt;
3 eine Teildraufsicht der Auflage der Niederhaltevorrichtung ist;
4 ein Diagramm ist, das die Verformung des Mediums auf der Auflage zeigt; und
5 ein Graph ist, der experimentelle Ergebnisse zeigt.
BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
In 1 weist ein Tintenstrahldrucker ein Gehäuse 1, das an einem Ständer 2 befestigt ist, auf, wobei das Gehäuse eine linke und eine rechte Mechanismusumhüllung 3 und 4 umfasst. Zwischen den Umhüllungen ist ein Wagen 5 mit Tintenstrahldruckköpfen für eine Hin- und Herbewegung entlang einer horizontalen Bewegungsachse (in der Richtung der X-Achse in 1 gezeigt), oberhalb eines zu bedruckenden Mediums 6, das allgemein ein Papierblatt oder eine -rolle ist, befestigt. Das Blatt Papier 6 wurde in 1 teilweise herausgeschnitten, um den darunter liegenden Teil des Druckers zu zeigen.
Eine Hauptantriebsrolle (nicht gezeigt), die innerhalb des Gehäuses 1 und unter dem Medium 6 befestigt ist, bewirkt in Kooperation mit einer Mehrzahl von Andruckrollen 7 den schrittweisen Vorschub des Mediums entlang einer vertikalen Achse (Y-Achse in 1).
Eine Druckzone 8 (am besten in den 2 und 3 zu sehen) ist unterhalb des Wegs des Wagens 5 definiert. Die Druckzone erstreckt sich zu im Wesentlichen der gesamten Abmessung entlang der X-Achse des Papiers, das gerade bedruckt wird, und ist bei dem vorliegenden Beispiel in der Y-Richtung etwa 15 mm breit. Wenn sich der Wagen 5 oberhalb der Druckzone 8 bewegt, werden ausgewählte Düsen der Druckköpfe aktiviert und Tintenpunkte der erwünschten Farben und in dem erwünschten Muster werden auf das Papier 6 in der Druckzone aufgebracht. Nach der Druckzone 8 sowie während des Trocknens der Tinte bewegt sich das Medium weiter zu einer Ausgabezone 9 (2, 3), die benachbart zu der Druckzone in der Zuführrichtung des Papiers ist, d.h. in der Richtung der Y-Achse.
Bei einem Betriebsmodus könnte die erwünschte Darstellung in einem einzelnen Durchlauf des Druckkopfwagens gebildet werden; die Düsen jedes Druckkopfs stoßen entsprechender Tintentropfen auf das Papier aus und dann wird das Papier um eine Länge, die der Abmessung der Druckzone entspricht, verschoben.
Beim qualitativ hochwertigeren Drucken führen die Druckköpfe mehrere Durchläufe durch, zum Beispiel acht, bevor sich das Papier um die volle Länge der Druckzone weiterbewegt: das Papier wird nach jedem Durchlauf um eine Länge verschoben, die nur gleich einem Achtel der Abmessung der Druckzone ist, und die Druckköpfe bringen bei jedem Durchlauf nur ein Achtel der Gesamttintenmenge auf das Papier auf.
Es ist wichtig anzumerken, dass die Wirkung eines Nassrunzelns mit der Menge auf das Papier aufgebrachter Tinte ansteigt, und deshalb ist zu Beginn der Druckzone der Effekt kleiner als am Ende, insbesondere in dem Fall eines Druckens mehrerer Durchläufe; ferner wachsen Blasen in dem Papier für einige Zeit, nachdem die Tinte aufgebracht wurde, weiter, d.h. während das Papier auf der Ausgabezone 9 liegt oder sich dort bewegt.
Die Druckköpfe erstrecken sich nicht bis zu der Ausgabezone 9 und deshalb besteht kein Risiko eines Tintenverschmierens in dieser Zone; es ist jedoch sehr wichtig, das Wachstum von Blasen oder Falten in der Ausgabezone zu steuern, da in der Praxis ermittelt wurde, dass Blasen, die in der Ausgabezone gebildet werden, dazu neigen, sich zurück in Richtung der Druckzone 8 zu „bewegen" und auszudehnen.
Der Anmelder hat erkannt, dass durch ein Steuern dessen, wie Blasen in der Ausgabezone gebildet werden, es dann möglich ist zu steuern, wie die Blasen in der Druckzone reproduziert werden.
Weitere Details der allgemeinen Struktur und Funktionsweise des Druckers, einschließlich dessen, wie eine Vakuumquelle in eine Fluidverbindung mit den Niederhaltekanälen gebracht werden kann, die in der Auflage platziert sind, werden als bei der vorliegenden Beschreibung nicht notwendig erachtet; für eine detailliertere Beschreibung kann Bezug auf die oben erwähnte EP-A-0 997 302 genommen werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Vakuum-Niederhaltevorrichtung 10 unter dem Medium 6 vorgesehen, um das Medium flach zu halten und den Effekt eines Runzelns in der Druckzone 8 und in der Ausgabezone 9 zu minimieren.
Die Niederhaltevorrichtung 10 ist in den 2 und 3 detaillierter gezeigt. Sie weist eine im Wesentlichen horizontale Auflage 11 auf, auf der das Papier getragen wird und durch die ein negativer Druck auf das Medium übertragen wird, um dasselbe im Wesentlichen flach zu halten.
Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Auflage 11 zwei Sätze von Vakuumkanälen, die unter Bezugnahme auf ihre Position entlang der Y-Achse hintere Vakuumkanäle 12 bzw. vordere Vakuumkanäle 13 genannt werden.
Hintere Kanäle 12 und vordere Kanäle 13 unterscheiden sich in der Form und sind in einer Beziehung Seite an Seite angeordnet und entlang der X-Achse abgewechselt. Jeder der Kanäle 12, 13 kommuniziert mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) durch Löcher 14, die in der Basis der Auflage gebildet sind.
Die hinteren Kanäle 12 des ersten Satzes weisen eine im Wesentlichen dreieckige Form auf, mit einer Basis am Anfang der Druckzone 8 und einem Scheitelpunkt in dem ersten Teil der Ausgabezone 9; die Kanäle 12 sind so fast vollständig in der Druckzone angeordnet. Jeder Kanal 12 ist mit einem Mittelsteg 121 versehen, der sich von der erwähnten Basis erstreckt und den Kanal teilweise in zwei Zweige 122, 123 teilt.
Die vorderen Kanäle 13 des zweiten Satzes sind länglich und erstrecken sich von der Druckzone in einen Großteil der Ausgabezone: sie sind durch einen ersten oder anfänglichen dreieckigen Abschnitt 131 gebildet, zwischen zwei Kanälen 12 angeordnet und mit ihrem Scheitelpunkt in der Mittelregion der Druckzone 8, einer schmalen zweiten oder Zwischenrille 132 und einem dritten oder letzten großen rechteckigen Abschnitt 133.
Alle Kanäle 12, 13 weisen einen abgerundeten Scheitelpunkt auf.
Die Form der hinteren Vakuumkanäle 12 ermöglicht es, das Vakuum von einem Loch 14, das an dem Ende der Druckzone platziert ist, in Richtung des Anfangs der Druckzone zu erweitern, eine Funktion, die derjenigen ähnelt, die durch die Kanäle in der oben genannten EP-A-0 997 302 durchgeführt wird.
Die dreieckige Form von Kanälen 12 soll die Oberfläche der Auflage mit einem Vakuum maximieren, um die Flachheit des Papiers zu verbessern; der Mittelsteg 121 weist die Funkti on eines Verhinderns dessen, dass sich das Papier an diesem Punkt in den Kanal verformt, erweitert oder nicht erweitert, auf. In dem flachen Bereich zwischen zwei Kanälen 12 könnte das Papier Falten oder Blasen bilden, dies ist jedoch der Anfang der Druckzone und hier hat das Medium selbst beim qualitativ hochwertigen Drucken erst eine kleine Tintenmenge aufgenommen, so dass ein Runzeln und die resultierende Verformung noch selten sind, nicht ausreichend, um ein Tintenverschmieren zu bewirken. In einem Schnelldruckmodus (einer oder zwei Durchläufe) ist die Menge der aufgebrachten Tinte kleiner als in dem Beste-Qualität-Modus und ferner ist die Verweilzeit des nassen Papiers in der Druckzone klein und eine Papierausdehnung ist deshalb ebenso klein.
Der erste Abschnitt 131 der vorderen Kanäle 13 öffnet sich in der Mittelregion der Druckzone 8; von hier und in Richtung der Ausgabezone 9 verbreitern sich die vorderen Kanäle 13 progressiv, was es ermöglicht, dass sich das Medium mit der Hilfe des negativen Drucks in dem Kanal nach unten in den Kanal erstrecken kann, wenn es Blasen bildet und wenn die Blasen wachsen. Es muss angemerkt werden, dass von der Mittelregion der Druckzone in Richtung der Ausgabezone die Vakuumkraft auf dem Papier auf Grund des Anstiegs des Schnitts des dreieckigen Abschnitts 131 der vorderen Kanäle 13 ansteigt.
Dieser erste Abschnitt 131 der vorderen Kanäle 13 erstreckt sich vorzugsweise in die Ausgabezone 9, da die Blasen in dem Medium 6 weiter wachsen, nachdem dieselben die letzten Tintenpunkte aufgenommen haben, wie oben erläutert ist.
Diese Merkmale garantieren, dass ein Runzeln im Wesentlichen gesteuert wird, indem die Ausdehnung des Mediums in den Bereichen, wo deren Aufwärtswachstum eine Reduzierung der Stift-Papier-Beabstandung und so das Risiko eines Kontakts zwischen dem Druckkopf und dem Medium bewirken würde, innerhalb der Kanäle gehalten wird. Ferner zwingt die ge furchte Oberfläche, die durch das Vorliegen der vorderen Vakuumkanäle 13 auf der Auflage 11 gebildet wird, das Papier dazu, sich in einer gesteuerten Weise auszudehnen, nämlich Annehmen einer Wellenform mit einer Frequenz, die an die Form der Auflage 11 angepasst ist.
Insbesondere wird die Wellenform in der Ausgabezone 9 erzeugt, insbesondere in dem letzten großen rechteckigen Abschnitt 133 der Kanäle 13, wo der Druckvorgang bereits fertig ist und die Medienausdehnung größer ist. Die größere Medienausdehnung wird dann unter den Abschnitten 133 verteilt, derart, dass eine Bildung einer großen Blase vermieden wird; im Gegensatz dazu wird eine Anzahl kleinerer Blasen gebildet, in Entsprechung zu den Auflageregionen zwischen aufeinander folgenden Abschnitten 133, indem ein Teil des überschüssigen Mediums zu einem Ausdehnen in Abschnitte 133 gezwungen wird. Die erzeugte Wellenform wird mittels der Kanäle 13 in Richtung der Druckzone 8 erweitert, derart, dass ein Runzeln in dieser wichtigen Zone gesteuert wird. Ferner wird, um Defekte bei der Darstellung auf Grund der Form der Welle zu vermeiden, die Welle in der Druckzone mittels der Kanäle 12 ausgeglichen, wie später beschrieben wird.
Die vorderen Vakuumkanäle 13 bilden so eine Antirunzeleinrichtung, die das Phänomen steuert und deren negative Folgen reduziert.
In der Praxis erhöht die Konfiguration der Auflage 11 der Niederhaltevorrichtung der vorliegenden Erfindung die Frequenz oder Anzahl von Blasen, die in dem Medium gebildet werden, und steuert deren Ausdehnung, um die Höhe der Blasen, die nach oben steigen, zu senken. Die Anzahl dieser Blasen, wie im Folgenden zu sehen sein wird, ist die gleiche wie die Anzahl von Stegen zwischen benachbarten Kanälen. Die Blasenfrequenz wird so durch den Auflageentwurf gesteuert, und nicht abhängig von dem Medientyp.
Fachleute auf dem Gebiet könnten erkennen, dass die Steuerung zweifach geschieht. In einer Weise erlaubt es die Mehrzahl von Kanälen 13, dass die Niederhaltevorrichtung die maximale Höhe jeder aufwärts gerichteten Blase reduziert; andererseits werden die aufwärts gerichteten Blasen in vorbestimmten Regionen der Druckzone reproduziert, d.h. den Zonen der Auflage 11 zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten 131 der Kanäle 13.
Die Kanäle 13 jedoch könnten, während die Erzeugung von Blasen in der Druckzone gesteuert wird, eine vertikale Bandbildung bewirken, wenn diese sich selbst überlassen bleiben, um das flache Medium in der Druckzone beizubehalten, indem eine konstante Verformung des Mediums erzwungen wird, d.h. Bewirken ähnlicher Punktverschiebungsfehler in regelmäßigen Positionen entlang der Bewegungsachse.
Dank der Tatsache, dass bekannt ist, wo die aufwärts gerichteten Blasen in der Druckzone 8 reproduziert werden, wurden zusätzliche Kanäle 12 in der Druckzone platziert, um die Artefakte, die durch den Entwurf von Kanälen 13 in die bedruckte Ausgabe eingeführt werden, zu reduzieren.
Die Verformung eines Mediums als ein Ergebnis der kombinierten Wirkung der Kanäle 12, 13 wird nun Bezug nehmend auf 4 erläutert.
Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, runzelt sich das Papier 6 in dem ersten Teil der Druckzone 8 leicht nach oben, zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Kanälen 12; in der zweiten Hälfte der Druckzone jedoch wachsen die Blasen, die in dem Papier entstehen, nach unten in den ersten Abschnitt 131 der Kanäle 13, in Positionen, die in der Richtung der Y-Achse mit den kleinen nach oben gerichteten Blasen ausgerichtet sind, die in dem ersten Teil der Druckzone gebildet werden.
Als eine Folge dieser Abwärtsausdehnung des Papiers in den Kanälen 13 biegt sich das Papier zwischen diesen Kanälen leicht nach oben, diese Aufwärtsausdehnung ist jedoch auf beiden Seiten durch den Abwärtstrieb der Kanäle eingeschränkt und erreicht keine Pegel, die ein Tintenverschmieren bewirken könnten.
Der Vorteil dieser abwechselnden Verformung des Papiers in der Richtung der Y-Achse, wie in 4 dargestellt, ist wichtig: tatsächlich kann eine einheitliche Verformung des Papiers in der Vertikalrichtung (Y-Achse) eine vertikale Bandbildung in der Aufbringung bewirken, auf Grund der Tatsache, dass alle Tintentropfen aus ihrer beabsichtigten Position in Richtung der gleichen Seite verschoben fallen, was ein sichtbares Muster auf dem Papier hinterlässt. Die abwechselnde Verformung des Papiers, die durch die Geometrie der Kanäle 12, 13 bewirkt wird, „bricht" die Einheitlichkeit in einer Vertikalrichtung und vermeidet deshalb eine vertikale Bandbildung.
Beim Mehrdurchlaufdrucken ist die bei jedem Durchgang aufgebrachte Tintenmenge ein Bruchteil der gesamten aufzubringenden Tinte, derart, dass jede Zone des Papiers bei jedem Durchlauf der Druckköpfe eine kleine Tintenmenge aufnimmt. Nach jedem Durchlauf wird das Papier vorgeschoben und deshalb nimmt die gleiche Zone des Papiers Tintentropfen auf, während es in unterschiedlichen Positionen der Auflage 11 liegt. Dank der abwechselnden Verformung, die in dem Papier herbeigeführt wird, ist das, was beim Mehrdurchlaufdrucken geschieht, dass der Positionierungsfehler bei den ersten Durchläufen in der Zone des Papiers auf Grund des Vorliegens einer aufwärts gerichteten Blase bei nachfolgenden Durchläufen der Druckköpfe ausgeglichen werden kann, da die gleiche Zone des Papiers Tinte aufnimmt, während eine abwärts gerichtete Blase gebildet wird, und der Positionierungsfehler unterscheidet sich in diesem Fall von dem vorherigen; ein möglicher Bandbildungseffekt in der Darstellung ist wesentlich verbessert.
Das Problem der Bandbildung ist besonders wichtig, wenn mit dünnem Papier und einer mittleren Tintendichte gedruckt wird, da bei einer geringen Dichte der Runzeleffekt klein ist, während bei einer hohen Dichte, selbst wenn die Blasen größer und höher sind, fast das gesamte Papier mit Tinte bedeckt ist und weiße Bandbildungslinien fast unsichtbar sind.
Die Merkmale des Zwischen- und des letzten Abschnitts 132, 133 der Kanäle 13 werden nun erläutert.
Der letzte Abschnitt 133 der Kanäle ist breit, um die Vakuumoberfläche, die das Papier nach unten hält, zu erhöhen; es muss angemerkt werden, dass an diesem Punkt das Drucken bereits abgeschlossen ist, und eine größere Verformung des Papiers nach unten in die Kanäle kann erlaubt werden, da dies keine Bandbildung oder andere sichtbare Defekte in der Darstellung bewirkt. Wie bereits erklärt wurde, würde sich eine große Aufwärtsverformung zurück in Richtung der Druckzone bewegen und würde dort reproduziert werden und wäre deshalb inakzeptabel. Im Gegensatz dazu behält die Wellenformausdehnung, die durch die Kanäle 13 in dem Papier bewirkt wird, die Höhe der Blasen auf einem Minimum, wenn dies in der Druckzone reproduziert wird.
Es ist jedoch bequem, eine schmale Zwischenrille 132 in dem Kanal mit der Funktion eines Vermeidens eines wesentlichen Luftflusses abzusehen und deshalb Vakuumverluste, zu Beginn der Druckoperation, wenn das Medium nicht die gesamte Auflage 11 bedeckt, sondern nur die Druckzone 8 und den ersten Teil der Ausgabezone 9. Wenn derartige Verluste auftreten sollten, würde sich das Papier nicht in die Kanäle verformen, wie beschrieben wurde. Wie in 2 zu sehen ist, ist die Rille 132 auch weniger tief als der anfängliche und der letzte Abschnitt 131, 133 des Kanals.
Deshalb liefert die Rille 132 dennoch ein Vakuum, um das Medium 6 während eines normalen Druckens auf der Auflage 11 niederzuhalten, derart, dass eine Verformung des Papiers auch in diesem Abschnitt des Kanals erlaubt ist; bei den ersten Druckdurchläufen jedoch bleibt, wenn die vordere Kante des Mediums 6 noch in dem Bereich der schmalen Rille 132 ist, nur ein verschmälerter Luftdurchgang offen und dies erlaubt eine wesentliche Reduzierung der Luftverluste in dem Vakuumsystem.
Außerdem weist für diesen Zweck jeder längliche Kanal 13 zwei Öffnungen 14 auf, die in Kommunikation mit der Vakuumquelle stehen, eine in dem Anfangsabschnitt 131 unter der Druckzone 8 und eine weitere in dem letzten Abschnitt 133 in dem Vorderteil des Druckers, und diese beiden Öffnungen sind mit der Vakuumquelle durch Wege (nicht gezeigt) verbunden, die unabhängig voneinander sind. Bei den ersten Durchläufen wird, wenn das Medium nicht die gesamte Länge der Kanäle 13 bedeckt, kein Vakuum an die Öffnungen 14 geliefert, die in den letzten Abschnitten 133 offen sind, wobei so wichtige Verluste vermieden werden.
2 zeigt ein weiteres Merkmal der Kanäle 13: einige Wände der Kanäle sind, anstatt vertikal zu sein, in den Zwischenabschnitten 132 geneigt und in den letzten Abschnitten 133 teilweise geneigt. Das Ziel der Neigungen besteht darin, die Verformung des Papiers leichter zu machen und die Oberfläche eines Kontakts zwischen der Auflage 11 und dem Medium 6 zu erhöhen, wobei so die Abdichtung des Vakuumsystems verbessert wird.
Dies ist nahe den seitlichen Kanten des Mediums besonders wichtig, um Vakuumverluste zu vermeiden und so Leistungsanforderungen zu reduzieren.
In dem Zwischenabschnitt 132 erlauben es die geneigten Oberflächen, einen negativen Druck auf einem ziemlich großen Oberflächenbereich des Mediums beizubehalten, um zu verhin dern, dass sich Blasen in einer ungesteuerten Weise zurück in Richtung der Druckzone bewegen, und erlauben gleichzeitig die Bildung des schmalen Durchgangs, um Vakuumverluste zu vermeiden.
Die beschriebene Niederhaltevorrichtung wurde mit mehreren Medienarten, Druckqualitäten und Umgebungsbedingungen getestet; 5 z.B. ist ein Graph, der die maximale Verformung in der Druckzone eines Blatts Papier „Heavy Coated" mit einer Breite von etwa 900 mm in der Bewegungs-(X-)Richtung, das mit einer Darstellung mit hoher Dichte in einem Tintenstrahldrucker gemäß der Erfindung bedruckt wird, zeigt.
Bei diesem Beispiel hatte die Auflage 11 eine Entfernung von 13 mm zwischen jeweils zwei benachbarten vorderen Vakuumkanälen 13. Die Auflage 11 wurde in diesem Fall durch drei Teile gebildet, die zusammengesetzt sind, und deshalb gab es zwei Verbindungen zwischen den Teilen der Auflage.
Einerseits zeigt die Frequenz der Blasen in dem Graph, dass die Verformung des Papiers der gefurchten Form der Auflage 11 folgend stattfindet, wobei sich eine Blase in jedem Kanal 13 nach unten ausdehnt.
Ferner ist in dem Graphen zu sehen, dass die Verformung des Papiers, gemessen durch die Höhe zwischen einer (aufwärts gerichteten) Spitze und der benachbarten (nach unten gerichteten) Spitze normalerweise kleiner als 0,1 mm ist, was ein sehr gutes Ergebnis ist und in der Praxis ein Risiko eines Kontakts des Papiers mit den Druckköpfen beseitigt.
Wenn Hochglanzpapiere bedruckt werden, tritt kein Verwerfen auf und die Ergebnisse mit dieser Art von Medien sind gleichermaßen gut bei dem Drucker der vorliegenden Erfindung und in Vorrichtungen des Stands der Technik; in beiden Fällen bleibt das Papier flach auf der Auflage. Die einzige Anforderung in diesem Fall besteht darin, die Papierverfor mung in der Druckzone auf Grund der Vakuumkraft zu vermeiden, und dies wird in der Niederhaltevorrichtung der Erfindung durch die Geometrie der hinteren Kanäle 12 garantiert.
Wie zuvor erklärt wurde, entstehen die Hauptprobleme beim Runzeln beim Drucken von Darstellungen mit mittlerer Dichte auf dünne Papiere. Selbst bei dieser Kombination eines ungünstigsten Falls waren die Ergebnisse hervorragend, da die maximale Höhe, die durch die Blasen erreicht wird, etwa 0,5 mm, das Risiko eines Kontakts zwischen Papier und Druckköpfen minimiert.

Claims

Eine Tintenstrahldruckvorrichtung, die mit einer Medientrageauflage (11), auf der eine Druckzone (8) definiert ist, und mit einer Niederhaltevorrichtung (10) für ein Medium (6), das auf der Auflage (11) liegt, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhaltevorrichtung (10) eine erste Runzelsteuereinrichtung aufweist, die eine Ausdehnung des Mediums (6) in der Druckzone (8) steuert, um in der Form zumindest zweier paralleler Wellen zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert sind, wobei die Wellen derart abgewechselt sind, dass eine nach unten gerichtete Blase einer der Wellen benachbart zu einer nach oben gerichteten Blase oder keiner Blase einer benachbarten Welle in der Richtung (Y) eines Vorschubs des Mediums (6) ist.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die erste Runzelsteuereinrichtung eine Mehrzahl von hinteren Vakuumkanälen (12), die sich zumindest in dem Anfangsteil der Druckzone (8) erstrecken, und eine Mehrzahl von vorderen Vakuumkanälen (13), die sich zumindest in dem letzten Teil der Druckzone (8) erstrecken, aufweist, wobei die hinteren Vakuumkanäle (12) und die vorderen Vakuumkanäle (13) abwechselnd entlang einer Bewegungsrichtung (X) in rechten Winkeln zu der Richtung (Y) eines Vorschubs des Mediums (6) angeordnet sind.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die ferner eine zweite Runzelsteuereinrichtung aufweist, die zumindest in einer Medienausgabezone (9), die in Verarbeitungsrichtung nach der Druckzone (8) in der Richtung (Y) des Vorschubs des Mediums (6) angeordnet ist, eine Ausdehnung des Mediums (6) steuert, um in der Form einer Welle zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert ist, wobei die Welle im Wesentlichen frequenzmäßig an eine gefurchte Oberfläche der Trageauflage (11) angepasst ist.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der herbeigeführt wird, dass sich die Welle, die in der Ausgabezone (9) erzeugt wird, in Verarbeitungsrichtung aufwärts in Richtung der Druckzone (8) reproduziert.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die zweite Runzelsteuereinrichtung bewirkt, dass sich zumindest einige der Blasen nach unten in die Mehrzahl der vorderen Vakuumkanäle (13) der Trageauflage (11) ausdehnen, die sich zumindest in der Ausgabezone (9) erstrecken.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Entfernung zwischen Mitten benachbarter vorderer Kanäle (13) der Auflage (11) zwischen 8 und 20 mm beträgt.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die Entfernung zwischen Mitten benachbarter vorderer Kanäle (13) der Auflage (11) etwa 13 mm beträgt.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die vorderen Vakuumkanäle (13), die in der Trageauflage (11) gebildet sind, sich teilweise in die Druckzone (8) und teilweise in die Medienausgabezone (9) erstrecken.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der sich ein erster Abschnitt (131) der vorderen Vakuumkanäle (13), der sich zwischen der Druckzone (8) und dem ersten Teil der Ausgabezone (9) erstreckt, progressiv in der Richtung (Y) eines Vorschubs des Mediums (6) verbreitert.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die vorderen Vakuumkanäle (13) einen zweiten Abschnitt (132) aufweisen, der sich in Bezug auf den ersten Abschnitt (131) verschmälert.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der die vorderen Vakuumkanäle (13) einen dritten Abschnitt (133) aufweisen, der breiter ist als der zweite Abschnitt (132).
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Wände zumindest eines der Abschnitte (131, 132, 133) der vorderen Vakuumkanäle (13) zumindest teilweise geneigt sind.
Ein Verfahren zum Niederhalten eines Mediums, auf das gerade gedruckt wird, bei einem Tintenstrahldrucken, das den Schritt eines Steuerns der Ausdehnung des Mediums zumindest in der Druckzone, um in der Form zumindest zweier paralleler Wellen zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert sind, aufweist, wobei sich die Wellen derart abwechseln, dass eine nach unten gerichtete Blase einer der Wellen benachbart zu einer nach oben gerichteten Blase oder keiner Blase einer benachbarten Welle in der Richtung (Y) eines Vorschubs des Mediums (6) ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, das den Schritt eines Steuerns der Runzelausdehnung des Mediums, zumindest in einer Medienausgabezone (9), die in Verarbeitungsrichtung nach einer Druckzone (8) in der Richtung (Y) eines Vorschubs des Mediums angeordnet ist, um in der Form einer Welle zu sein, die durch eine Mehrzahl von Blasen definiert ist, wobei die Welle im Wesentlichen frequenzmäßig an eine gefurchte Oberfläche einer Trageauflage (11) angepasst ist, aufweist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner den Schritt eines Herbeiführens, dass zumindest einige der Blasen in einer Abwärtsrichtung in vorderen Vakuumkanälen (13) der Trageauflage (11) anwachsen, aufweist.