DE69312952T2 - Verfahren zum Reinigen eines Thermokopfes - Google Patents
Verfahren zum Reinigen eines ThermokopfesInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren, um Schutt von einem in einem Wärmeübertragungsdrucker benutzten Thermokopf zu entfernen.
- Thermischer Druck umfaßt alle Druckverfahren, z.B. thermischen Direktdruck und thermischen Übertragungsdruck, bei denen zum Drucken von Bildern oder Information auf einem Bogen oder einer Bahn Wärme benutzt wird. Im thermischen Direktdruck löst Wärme eine chemische oder physikalische Reaktion im zu bedruckenden Material aus, wodurch auf diesem Material ein Bild erzeugt wird.
- Der thermische Übertragungsdruck ist ein Aufzeichnungsverfahren, in dem ein eine Farbstoffschicht enthaltendes Farbstoffdonorelement mit einem Empfangsbogen in Kontakt und auf selektive Art und Weise gemäß einem Musterinformationssignal durch einen thermischen Druckkopf, der mit vielfältigen, nebeneinander angeordneten, wärmeerzeugenden Widerständen versehen ist, erhitzt wird, so daß Farbstoff oder die Farbstoffschicht von den auf selektive Art und Weise erhitzten Bereichen des Farbstoffdonorelements auf den Empfangsbogen übertragen wird und darauf ein Muster bildet.
- In der thermischen Wachsübertragung wird die vollständige Farbstoffschicht (Farbstoff oder Pigment mit Bindemittel) auf den Empfangsbogen übertragen.
- In der thermischen Farbstoffsublimationsübertragung (ebenfalls als Farbstoffdiffusionsübertragung bezeichnet, D2T2) wird nur der Farbstoff auf den Empfangsbogen übertragen. Beim letzteren Verfahren kann die Menge übertragener Farbstoff durch die durch einen einzelnen Widerstand angeführte Wärme geändert werden.
- Ein Farbstoffdonorelement für den Gebrauch gemäß der thermischen Farbstoffsublimationsübertragung enthält normalerweise einen sehr dünnen Träger, z.B. einen Polyesterträger, der auf einer Seite mit einer die Druckfarben enthaltenden Farbstoffschicht überzogen ist. Normalerweise ist zwischen dem Träger und der Farbstoffschicht eine Klebe- oder Haftschicht eingearbeitet.
- Da der dünne Träger erweicht, sobald er während des Druckvorgangs erhitzt wird, und sich daraufhin am thermischen Druckkopf festklemmt, wodurch die Wirkung der Druckmaschine gestört und die Bildqualität beeinträchtigt wird, ist die Rückseite des Trägers (d.h. die der Farbstoffschichtseite gegenüberliegende Seite) üblicherweise mit einer den Durchlauf des Farbstoffdonorelements unter den thermischen Druckkopf vereinfachenden, hitzebeständigen Schicht überzogen. Zwischen den Träger und die hitzebeständige Schicht kann eine Haftschicht eingearbeitet werden.
- Die hitzebeständige Schicht enthält im allgemeinen ein Schmiermittel und ein Bindemittel. In den herkömmlichen hitzebeständigen Schichten ist das Bindemittel entweder ein gehärtetes Bindemittel, wie z.B. in den EP 153 880, EP 194 106, EP 314 348, EP 329 117, JP 60/151 096, JP 60/229 787, JP 60/229 792, JP 60/229 795, JP 62/48 589, JP 62/212 192, JP 62/259 889, JP 01/5884, JP 01/56 587 und JP 02/128 899 beschrieben oder ein polymerer Thermoplast, wie z.B. in den EP 267 469, EP 527 520, US 5 234 888, US 5 240 899, EP 227 090, EP 228 065, EP 234 043, US 4 738 950, US 4 829 050, US 4 866 028, US 4 753 920, US 4 782 041, EP 389 153 und US 4 916 112 beschrieben.
- Obwohl bestimmte der obengenannten hitzebeständigen Schichten verhindern, daß sich die Farbstoffdonorelemente in einem Wärmedrucker als Folge des Erhitzungsvorgangs verformen, bildet sich auf der Oberfläche des Thermokopf es Schutt. Dieser Schutt bildet sich auf und in der Nähe der wärmeerzeugenden Widerstände des Thermokopfes. Dieser Schutt kann schon vor dem Druck auf dem Farbstoffdonorelement befindlicher Schmutz, beim Drucken auf die Rückseite des Farbstoffdonorelements niedergeschlagener Schmutz oder durch die thermische Zersetzung der Ingredienzen des Farbstoffdonorelements entstandener Schmutz sein. Dieser Schutt verhindert einen guten Kontakt zwischen dem Farbstoffdonorelement und dem Empfangsbogen und führt zu einer schlechten Bildqualität (Streifen).
- Im thermischen Direktdruck werden die Gleitmittel der Deckschicht des Aufzeichnungsmaterials (z.B. Papier) zugesetzt. Dasselbe Problem wie bei der thermischen Übertragung, d.h. die Bildung von Schutt auf dem Thermokopf, wird ebenfalls im thermischen Direktdruck beobachtet.
- In einem bekannten Verfahren zum Reinigen des Thermokopf es wird ein Reinigungsbogen mit derselben Form wie ein Farbstoffdonorelement benutzt (z.B. JP 60115476, JP 01258988, WO 93021020). Dieser Reinigungsbogen kann auf der den Thermokopf reinigenden Seite reinigende Substanzen enthalten. Das Einführen eines separaten Reinigungsbogens in einen Drucker ist aber zeitaufwendig und darüber hinaus ist die Reinigung weniger effizient, da in diesen Reinigungsbogen nur beschränkte Mengen Reinigungsprodukte wie Lösungsmittel benutzt werden können.
- Es ist bekannt, zur Reinigung des Thermokopfes ein ein organisches Lösungsmittel enthaltendes Reinigungstüchlein zu benutzen. Ein vollständiges Entfernen der Gleitmittel von der Oberfläche des Thermokopfes hat aber als Folge, daß der Thermokopf insbesondere bei den ersten Abzügen nach dem Reinigungsvorgang nur eine schwache Farbstoffübertragung vom Farbstoffdonorelement auslösen kann. Diesem Problem kann durch den Gebrauch eines mit einer Schmierflüssigkeit wie einem Polydimethylsiloxanöl durchtränkten Thermokopfreinigungstüchleins oder -schreibers abgeholfen werden. Dennoch wird der erste Abzug nach einem Reinigungsvorgang, in dem ein Reinigungsschreiber auf Basis einer reinen Schmierflüssigkeit wie Polydimethylsiloxanöl benutzt wird, Bildqualitätsfehler wie Densitätsunterschiede über der Länge des Abzugs aufweisen. Dieses Problem kommt insbesondere im thermischen Sublimationsdruck, bei dem eine gleichmäßige Densität von äußerster Wichtigkeit ist, zum Ausdruck. Schmierflüssigkeiten sind überdies schlechte Lösungsmittel für organische Verbindungen wie die im Farbstoffdonorelement benutzten Farbstoffe oder Polymeren. Aus diesem Grund ergibt es sich als schwierig, Zersetzungsprodukte des Farbstoffdonorelements vom Thermokopf zu entfernen.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein den obigen Nachteil nicht erleidendes Verfahren zur Reinigung eines Thermokopfes. Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich. Die vorliegende Erfindung verschafft ein Verfahren zur Reinigung eines in Wärmedruckern benutzten Thermokopfes, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Thermokopf eine Reinigungslösung, die wenigstens ein organisches Lösungsmittel, das in reinem Zustand einen Dampfdruck von mehr als 25 mbar bei 20ºC aufweist, und ein Schmiermittel aus der Gruppe bestehend aus Paraff inen, Polyolefinwachsen, Fluorverbindungen, Phosphatverbindungen, Phosphonatverbindungen, Polysiloxanen, Fettsäuren, Fettsäureestern, Fettsäureamiden, Fettsäuresalzen, Fettalkoholen und Polyalkylenoxiden enthält, angebracht wird.
- Die Reinigungslösung kann erfindungsgemäß mittels eines mit der Reinigungslösung durchtränkten oder gefüllten Tüchleins oder Schreibers auf den Thermokopf angebracht werden.
- Das erfindungsgemäße Schmiermittel wird aus der Gruppe bestehend aus Paraffinen, Polyolefinwachsen, Fluorverbindungen, Phosphatverbindungen, Phosphonat- Verbindungen, Polysiloxanen, Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettsäureestern, Fettsäureamiden, Fettsäuresalzen und Polyalkylenoxiden gewählt. Paraffine können feste Stoffe, Wachse oder Öle sein. Öle werden bevorzugt.
- Beispiele für Polyolefinwachse sind Polyethylenwachs, Polypropylenwachs, Ethylen-Propylen-Copolymere oder andere höhere Olefine, oxidiertes Polyethylen und dergleichen.
- Erfindungsgemäß nutzbare Fluorverbindungen sind z.B. Fluorad FC430 und FC431 (hergestellt von 3M), Zonyl FSA, Zonyl FSO, Zonyl FSA, Zonyl FSP (DuPont). Phosphatverbindungen sind z.B. Mono-, Di- oder Triester von Phosphorsäure, gegebenenfalls in der einwertigen oder mehrwertigen Salzform. Beispiele sind Gafac RD510, RE610, RP710, RE960, GB520, LO529, RA600 (Rhöne Poulenc, GAF), Servoxyl VPAZ100, VPDZ100, VPDZ6/100, VPIZ100, VPNZ9/100, VPTZ200, VPTZ3/100, VPUZ100 (Servo Chemie, Huls). Phosphonatverbindungen wie in der EP-A- 513630 erwähnt sind ebenfalls erfindungsgemäß nutzbar.
- Polysiloxane sind z.B. Öle, Elastomere, Harze und nichtvernetzte feste Stoffe. Silikonöle können reine Siloxane wie z.B. Polydimethylsiloxan oder andere Polyalkylsiloxane sein und können an einer oder beiden Seiten des Kettenendes oder als Seitenketten funktionelle Gruppen enthalten. Von Polysiloxanen abgeleitete Blockcopolymere werden besonders bevorzugt. Beispiele sind polyethermodifizierte Polydialkylsiloxane wie Tegoglide 100, Tegoglide 410, Tegoglide 440 (Goldschmidt) oder Byk 320, Byk 306, Byk 310, Byk 322 (Byk Chemie). Beispiele für funktionalisierte Polysiloxane sind Tegomer H SI 2111 (Goldschmidt), KF393 (Shinetsu) und PS413 (Petrarch Systems).
- Fettsäuren sind z.B. Stearinsäure, Oleinsäure, Palmitinsäure und dergleichen. Fettsäureester sind z.B. Mono-, Di- oder Triester von Glycerin oder Butylstearat. Beispiele für Fettsäureamide sind Ethylenbisstearamid, Oleamid, Stearamid und dergleichen.
- Polyalkylenoxide sind z.B. Homo- oder Copolymere von Polypropylenoxid und Polyethylenoxid.
- Polyalkylenglycolderivate sind z.B. mit einer Nonylphenylendgruppe versehenes Polyethylenoxid wie Antarox CO630 (GAF) und dergleichen.
- Von den obengenannten Schmiermitteln werden Schmierflüssigkeiten bevorzugt. Man bevorzugt insbesondere die im in der Reinigungslösung benutzten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löslichen Schmierflüssigkeiten. Polysiloxane werden bevorzugt, insbesondere die polyalkylenoxidmodifizierte Polysiloxane. Der Gebrauch von Blockcopolymeren von Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid mit Polydialkylsiloxanen wird besonders bevorzugt.
- Das Schmiermittelverhältnis in der Reinigungslösung liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 30 Gew.-%, noch besser wäre unter 10 Gew.-% und am besten wäre zwischen 0,2 und 5 Gew.-%. In der vorliegenden Erfindung kann eine Kombination von zwei oder mehr Schmiermitteln benutzt werden.
- Das erfindungsgemäße organische Lösungsmittel in seinem reinen Zustand muß einen Dampfdruck von mehr als 25 mbar bei 20ºC aufweisen, so daß es schnell genug abgedampft werden kann, um den Drucker sofort nach der Reinigung des Thermokopfes wieder zu starten. Beispiele für ein solches Lösungsmittel sind Methanol, Ethanol, Isopropanol, Aceton, Ethylmethylketon, Ethylacetat, Cyclohexan und Diethylether. Auch ein Lösungsmittel mit einem Dampfdruck in seinem reinen Zustand von 25 mbar oder weniger bei 20ºC kann der Reinigungslösung zugesetzt werden, vorausgesetzt, die Summe der Gewichtsprozentsätze der hochflüchtigen Lösungsmittel mit einem Dampfdruck in ihrem reinen Zustand von mehr als 25 mbar bei 20ºC ist höher als die Summe der Gewichtsprozentsätze von Lösungsmitteln, die in ihrem reinen Zustand einen Dampfdruck von 25 mbar oder weniger bei 20ºC aufweisen. Lösungsmittel mit einer niedrigen Flüchtigkeit sind z.B. Wasser, Cyclohexanon, Butylacetat und Methylisobutylketon.
- Die Summe der Verhältnisse dieser Lösungsmittel mit einem Dampfdruck von 25 mbar oder weniger bei 20ºC liegt vorzugsweise unter 20%, am besten wäre unter 10%.
- Zum Unterstützen der Spreitung des Schmiermittels entlang der Oberfläche des Thermokopfes können oberflächenaktive Produkte zugesetzt werden.
- Man kann der erfindungsgemäß benutzten Reinigungslösung Verdickungsmittel wie im in der Reinigungslösung benutzten Lösungsmittelgemisch lösliche Polymeren zusetzen.
- Die Reinigungslösung kann gerade vor der Reinigung des Thermokopfes auf ein herkömmliches trockenes Reinigungstüchlein getröpfelt oder als ein durchtränktes Tüchlein in einem geschlossenen Beutel verschafft werden.
- Eine zweite und mehr bevorzugte Art und Weise zum Auftrag der obengenannten Reinigungslösung ist ein Reinigungsverfahren, in dem die Reinigungslösung mittels eines Schreibers wie eines Filz- oder Faserschreibers auf den Thermokopf aufgetragen wird. Die Reinigungslösung kann in den Schreiber geladen werden. Der Schreiber hat als Vorteil, daß die organischen Lösungsmittel und Schmiermittel nicht in direktem Kontakt mit den Händen des Benutzers stehen und oft wiederverwendet werden kann. Die Spitze des Schreibers ist vorzugsweise flach oder linienförmig, damit der Schreiber während des Reinigungsvorgangs problemlos der Widerstandslinie folgen kann. Noch besser wäre, wenn der flache Typ eine flache Oberfläche von wenigstens 2 mm² an der Spitze aufweist und die Länge der linienförmigen Spitze wenigstens 2 mm beträgt.
- Es kann vorteilhaft sein, der Reinigungslösung anorganische Teilchen zuzusetzen, um die reinigende Wirkung der Reinigungslösung zu verbessern. Beispiele sind Quarzteilchen wie Min-u-sil 5, amorphe Kieselerde wie Syloid 378, Dolomitteilchen wie Microdol Super oder Microdol Extra (Norwegian Talc) oder Talk wie Nippon Talc K1 (Nippon Talc).
- Falls der Reinigungslösung anorganische Teilchen zugesetzt werden, kann es nutzbar sein, eine zweite Reinigungsstufe, in der die erfindungsgemäße Reinigungslösung ein zweites Mal aufgetragen wird und die zweite Reinigungslösung keine anorganischen Teilchen enthält, durchzuführen. Durch die zweite Reinigung können die anorganischen Teilchen von der Oberfläche des Thermokopfes entfernt werden.
- Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren kann für sowohl gemäß der Dickfilmtechnologie als der Dünnfilmtechnologie hergestellte Thermoköpfe benutzt werden. Diese Thermoköpfe werden sowohl in thermischen Direkttechniken als in thermischen Übertragungstechniken eingesetzt. Bekannte thermische Übertragungstechniken sind die thermische Wachsübertragung und die thermische Farbstoffdiffusions- Übertragung. Das obengenannte Reinigungsverfahren ist insbesondere zur Reinigung eines in der thermischen Farbstoffdiffusionsübertragung benutzten Dünnfilmthermokopfes geeignet. Es bietet den Vorteil, daß unter der Voraussetzung einer regelmäßigen Reinigung des Druckerthermokopfes gemäß dem erfindungsgemäßen Reinigungsverfahren die mit einem thermischen Farbstoffdiffusionsübertragungsdrucker erhaltenen Bilder eine hervorragende gleichmäßige Densität aufweisen.
- Ein zweiter wichtiger Anwendungsbereich ist der Bereich des thermischen Halbtonfilmdirektdruckers. Auch bei diesen Druckern ist eine gleichmäßige Densität von äußerster Wichtigkeit. Der thermische Halbtondirektfilm kann z.B. auf einem Silbersalzreduktorsystem oder einem Leukobasesäuresystem basieren. Die nachstehenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie aber hierauf zu beschränken.
- Ein Thermokopf von Kyocera Typ KGT-219-12MP4-27-SPM wird in den thermischen Farbstoffdiffusionsübertragungsdrucker eingebaut.
- Zur Herstellung von Bildempfangsbogen wird aus einer Lösung in Ethylmethylketon von 3,6 g/m² Poly(vinylchlorid-covinylacetat-co-vinylalkohol) (Vinylite VAGD , vertrieben von Union Carbide), 0,336 g/m² Diisocyanat (Desmodur VL, vertrieben von Bayer AG) und 0,2 g/m² hydroxy-modifiziertem Polydimethylsiloxan (Tegomer HSI 2111, vertrieben von Goldschmidt) eine Farbstoffbildempfangsschicht auf einen 175 µm starken Polyethylenterephthalatfilmträger aufgetragen.
- Zur Herstellung von Farbstoffdonorelementen wird auf beide Seiten eines 5,7 µm starken Polyethylenterephthalatfilms aus Butanon eine einen aromatischen verzweigten Copolyester enthaltende Haftschicht vergossen. Auf eine Seite des Farbstoffdonorelements wird aus Butanon (10 µm Naßstärke) eine Farbstoffschicht mit 9% Farbstoff I und 2% Farbstoff II, 0,5% Tospearl 120 (General Eletric Plastics) und 10% Luran 388S (BASF) vergossen. Auf die der Farbstoffschicht gegenüberliegende Seite wird aus einer Butanonlösung eine hitzebeständige Schicht mit einem Bindemittel entsprechend der Formel
- in der n die Anzahl der zum Erhalt einer in einer 0,5%igen Dichlormethanlösung ermittelten relativen Viskosität von 0,130 benötigten Struktureinheiten bedeutet, einem mikrofeinen Talk und einer Zinkstearatdispersion mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3 µm vergossen. Farbstoff I : Farbstoff II
- Auf den Thermokopf setzt sich eine große Menge Staub und Schmutz ab. Verschiedene Reinigungslösungen werden hergestellt. Für eine komplette Liste der Ingredienzen sei auf Tabelle I verwiesen. Die Prozentsätze in Tabelle I sind als Gewichtsprozentsätze in der Gießlösung ausgedrückt. Die Reinigungslösung wird in einen Filzschreiber geladen (die flache Spitze des Schreibers mißt 2 auf 5 min (10 mm²).
- Der Thermokopf wird mit den wie oben beschrieben hergestellten Filzschreibern gereinigt. Der Trocknungsvorgang wird visuell ausgewertet. Die reinigende Wirkung und die Spreitung des Schmiermittels werden unter einem optischen Mikroskop ausgewertet und nach dem Reinigungsvorgang wird unter Anwendung der obenbeschriebenen Farbstoffdonorelemente und Bildempfangsbogen ein Bild gedruckt. Die Bildqualität des gedruckten Bildes wird visuell geprüft (Streifen, Densität, Gleichmäßigkeit). Für alle Auswertungen werden die nachstehenden Kriterien benutzt :
- E = hervorragend - G = gut - B = schlecht Tabelle I
- * Tegoglide 410 (Goldschmidt), ein polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan (Schmiermittel).
- ** Vergleichende Beispiele
- *** Der Thermokopf ist im voraus mit einem mit einer 34% Isopropanol, 51% Wasser, 5% Luviskol K90 (Polyvinylpyrrolidon, BASF) und 10% Syloid 378 (amorphe Kieselerde, Grace) enthaltenden Reinigungslösung durchtränkten Tüchlein und danach mit einer erfindungsgemäßen Reiniqungslösung gereinigt, um das zurückbleibende anorganische Pulver und Bindemittel vom Thermokopf zu entfernen.
- But = Butanon
- Iso = Isopropanol
- Cycl = Cyclohexanon
- Die obigen Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren aufgrund der Geschwindigkeit des Reinigungsvorgangs und der guten oder hervorragenden Bildqualität des ersten Abzugs nach dem Reinigungsvorgang den bekannten Verfahren zur Reinigung eines Thermokopfes überlegen ist.
Claims (9)
1. Verfahren zur Reinigung eines Thermokopfes eines
Wärmedruckers, wobei auf den Thermokopf eine Reinigungslösung,
die wenigstens ein organisches Lösungsmittel, das in reinem
Zustand einen Dampfdruck von mehr als 25 mbar bei 20ºC
aufweist, und ein Schmiermittel aus der Gruppe bestehend aus
Paraffinen, Polyolefinwachsen, Fluorverbindungen,
Phosphatverbindungen, Phosphonatverbindungen, Polysiloxanen,
Fettsäuren, Fettsäureestern, Fettalkoholen, Fettsäureamiden,
Fettsäuresalzen und Polyalkylenoxiden enthält, angebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet, daß
das Schmiermittel eine Flüssigkeit ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schmiermittel ein Schmiermittel auf
Basis von Polydialkylsiloxan ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schmiermittel ein polyethermodifiziertes
Polydimethylsiloxan ist.
5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung das
Schmiermittel in einem Verhältnis zwischen 0,1 und 30 Gew.-%
enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung weiterhin weniger als
10 Gew.-% eines Lösungsmittels, das in reinem Zustand einen
Dampfdruck bei 20ºC von höchstens 25 mbar aufweist, enthält.
7. Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung mittels eines
mit der Reinigungslösung durchtränkten Tüchleins aufgetragen
wird.
8. Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung mittels eines
mit der Reinigungslösung durchtränkten Schreibers auf den
Thermokopf aufgetragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schreiber ein Filzschreiber oder Faserschreiber ist, wobei
die Spitze flach oder linienförmig ist und die Oberfläche der
flachen Spitze wenigstens 2 mm² oder die Länge der
linienförmigen Spitze wenigstens 2 mm beträgt.
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