DE69033028T2

DE69033028T2 - Drehbares Förderelement für eine Tintendruckeinrichtung

Info

Publication number: DE69033028T2
Application number: DE69033028T
Authority: DE
Inventors: Naoji Otsuka; Hitoshi Sugimoto; Kentaro Yano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2010-09-18
Also published as: CA2025547A1; US5850233A; DE69033028D1; AU6263690A; KR930011860B1; EP0419185A2; ATE178272T1; CA2025547C; KR910006021A; EP0419185A3; AU651561B2; EP0419185B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldrucker und auf ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken.
In den letzten Jahren sind Büro-Automatisierungsgeräte, wie Personalcomputer und Textverarbeitungsgeräte weithin verbreitet worden, und verschiedene Aufzeichnungssysteme, z. B. das Nadeldruckersystem, das Wärmetransfersystem und das Tintenstrahlsystem, sind als ein System zum Ausdrucken einer durch diese Geräte eingegebenen Information entwickelt worden. Diese Aufzeichnungssysteme sind derart aufgebaut, daß eine vorbestimmte Aufzeichnung an einem einem Fördervorgang unterliegenden Aufzeichnungsblatt durch Aufzeichnungsköpfe verschiedener Typen bewirkt wird, wobei es erhebliche Unterschiede zwischen den jeweiligen Aufzeichnungsköpfen gibt.
Unter diesen sind Aufzeichnungsgeräte, die das Tintenstrahl- oder das Blasenstrahlsystem anwenden, im allgemeinen als Aufzeichnungsgeräte, z. B. Faksimilegeräte und Drucker, zum Einsatz gekommen, und zwar wegen der niedrigen Geräuscheigenschaft während des Betriebs und der einfachen sowie preiswerten mechanischen Grundkonstruktion.
Es wird nun bei den verschiedenen Druckern als ideal angesehen, daß ein Aufzeichnungsmedium aus dem Gerät ausgetragen wird, nachdem eine aufgezeichnete Abbildung vollständig am Aufzeichnungsmedium fixiert worden ist; jedoch müssen Aufzeichnungsmedien, die unzureichend fixierte Abbildungen an diesen tragen, gefördert werden, um das Gerät kompakt auszubilden und offensichtlich die Zeit bis zum Abschluß des Aufzeichnens zu verkürzen.
Deshalb haben die meisten Geräte eine derartige Ausgestaltung, daß nichts dazu gebracht wird, gegen die gedruckte Fläche des Aufzeichnungsmediums anzuliegen, nachdem die Tintentröpfchen auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen worden sind, oder daß ein Sternrad od. dgl. dazu gebracht wird, gegen den anderen Bereich des Aufzeichnungsmediums als dessen zur Aufzeichnung fähigen Bereich zu drücken. Es gibt auch Aufzeichnungsgeräte des Stachelwalzentyps.
Bei den Geräten dieser Art, die kein Sternrad haben, wird, wenn die Papieraustragseite des Aufzeichnungsgeräts in einem Zustand besonders hoher Feuchtigkeit sich befindet oder wenn eine große Länge eines Papiers, z. B. gerollten Papiers, als ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, die Rutschfähigkeit der vorlaufenden Kante des ausgetragenen Aufzeichnungsmediums schlecht und wird der Fluß des Aufzeichnungsmediums unstetig, wodurch im Aufzeichnungsmedium eine Durchbiegung aufgetreten ist. Selbst wenn in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf der Abstand zwischen dem Kopf und dem Aufzeichnungsmedium ursprünglich lediglich in der Größenordnung von 0,8 mm ist, so berühren sich dann das Aufzeichnungsmedium und der Aufzeichnungskopf miteinander, was zu der sehr hohen Wahrscheinlichkeit geführt hat, daß die bedruckte Fläche des Aufzeichnungsmediums verschmutzt wird. In jedem Fall ist, wenn die Durchbiegung erheblich ist, das Aufzeichnungsmedium oft durch den Aufzeichnungskopf geknittert und zum Stau gebracht worden. Bei Geräten des Typs, wobei ein Sternrad zum Anliegen gegen die entgegengesetzten Randbereiche des Aufzeichnungsmediums, die außenseitig des aufzeichnungsfähigen Bereichs liegen, gelangt, tritt im Prinzip der Nachteil auf, daß der Bereich für ein Bedrucken eingeengt wird.
Ferner wird bei großen Geräten, die Aufzeichnungsmedien vom JIS-A3- und A2-Format verwenden, das Papieraustragvermögen des zentralen Teils vermindert und deshalb ein nicht zufriedenstellender Papieraustrag verursacht, wodurch die oben erwähnten Schwierigkeiten hervorgerufen werden.
Auch ist es vom Gesichtspunkt des Benutzers von Nachteil gewesen, daß die Position des Sternrades jedesmal in Übereinstimmung mit der Papierbreite geändert werden muß, was viel Zeit und Mühe erfordert, und wenn die Einstellung grob vorgenommen wird, dann erfolgt ein Eintreten in den Druckbereich, wodurch die bedruckte Fläche verschmutzt wird.
Im Gegensatz hierzu finden Geräte, die ein Aufzeichnungsmeddium mit dessen bedruckter Fläche in Anlage gegen einen Aufzeichnungskopf fördern müssen, eine Lösung hierfür im Vorsehen eines besonderen Aufzeichnungsmediums oder einer besonderen Fixiereinrichtung, in der Verwendung von nicht normalem Papier sondern von Papier, das exklusiv für das Tintenstrahlsystem als gestrichenes Papier von guter Fixierfähigkeit od. dgl. bestimmt ist, und ferner im Einbau einer Wärmequelle, z. B. einer Fixiervorrichtung, um die Trocknung der Tinte zu beschleunigen. Im erstgenannten Fall ist das Tintenabsorptionsvermögen sehr hoch, und es ist eigentlich schwierig, daß ein Problem auftritt, jedoch entsteht bei einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit ein gleichartiges Problem. Darüber hinaus kann dieser Typ nicht verschiedene Aufzeichnungsmedien, wie Postkarten, geschnittenes Papier und OHP-Folie, verarbeiten, wie er auch die Notwendigkeiten des Markts, der ein Aufzeichnen mit Normalpapier fordert, nicht erfüllt. Im letztgenannten Fall führt die Zufügung der Fixiervorrichtung zu hohen Kosten, und um innerhalb einer kurzen Zeit, damit der Zweck erreicht wird, ein Fixieren abzuschließen, ist ein Heizprozeß mit sehr hoher Temperatur erforderlich, wie auch eine Kompliziertheit des Geräts unvermeidlich ist. In diesem Fall würde das Auftreten der unzureichenden Förderung des Aufzeichnungsmediums das Problem aufwerfen, daß, bevor die Qualität der Abbildung verschlechtert wird, das Medium selbst Schaden nimmt.
Auch ist in einem Gerät, bei dem die Druckgeschwindigkeit niedrig ist und die Zeit, bis das Aufzeichnungsmedium am Sternrad ankommt, ausreichend lang sowie die Tinte in der Zwischenzeit getrocknet und fixiert ist, die Möglichkeit der Verwen dung des Aufzeichnungsmediums bei einer normalen Umgebung gegegeben gewesen; jedoch ist bei dem Gerät dieses Typs üblicherweise das Sternrad von einer solchen Zackenform, wie das in Fig. 10 der beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, verwendet worden, wobei dessen Außenumfangsfläche, die gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt, eine diskontinuierliche Außenumfangsfläche mit dünnen und scharf zugespitzten Zacken ist, so daß die Berührungsfläche mit der bedruckten Fläche des Aufzeichnungsmediums so weit wie möglich vermindert werden und die übertragbare Fläche zum Äußersten verkleinert werden kann, um dadurch die Wahrscheinlichkeit, daß das Sternrad gedruckte Zeilen oder Zeichen berührt, herabzusetzen. Auch kann, selbst wenn Tinte auf das Sternrad übertragen worden ist, das Sternrad gedreht werden, um eine Übertragung der übertragenen Tinte zu bewirken und dadurch die Tintenmenge, die die bedruckte Fläche verschmutzen wird, bis zum Äußersten zu verkleinern.
Deshalb ist auch während des Druckens von Zeichen die Übertragung von Tinte auf das Sternrad vorgekommen und die Verschmutzung einer Reihe von diskontinuierlichen Punkten, wie einer punktierten Linie, die als die Spur des Sternrades bezeichnet wird, in der Hauptabtastrichtung des Aufzeichnungsmediums in Erscheinung getreten. Mehr noch ist, nachdem ein Drucken eines hohen Druckanteils, z. B. Drucken einer Graphik oder eines dichten Teils, ausgeführt worden ist, die Verschmutzung sehr sichtbar geworden, und wenn das Gerät in einer hohen Feuchtigkeitsumgebung verwendet worden ist, ist der resultierende Druck auf einem Niveau gewesen, das als Produkt nicht als gut angesehen werden kann. Selbstverständlich gilt das auch für eine Maschine mit einer Papierförderung mit hoher Geschwindigkeit und darüber hinaus für ein Farbdruckgerät; wenn sich die vorausgehende Druckzeile in der Farbe von der nächsten Druckzeile unterscheidet, wird die Tinte der vorausgehenden Druckzeile auf das Sternrad übertragen und mischt sich mit der Tinte der nächsten Druckzeile, und im Fall der C. M. Y-Druckzeile wird eine gänzlich unterschiedliche Farbe auftreten oder wird schwarze Tinte über eine helle Farbe wischen, und insofern ist wiederum der resultierende Druck nicht gut als Produkt anzusehen.
Auch ist in den letzten Jahren eine Zunahme an Büro-Automatisierungsgeräten, wie von kompakten, tragbaren Personalcomputern des Labtoptyps und von Textverarbeitungsgeräten, zu erkennen gewesen, und selbstverständlich sind für die Ausgabegeräte von diesen solche eines kompakten, tragbaren Typs erwünscht gewesen, deren Abmessungen von Jahr zu Jahr kleiner geworden sind, und insbesondere geht die Tendenz zu einer dünnen Ausbildung hin. Deshalb sind der Aufzeichnungskopf und das Sternrad in ihrer Lage einander sehr nahe gekommen, und in jedem Gerät mit niedriger Geschwindigkeit wird die bedruckte Fläche der Position des Sternrades zugeführt und kommt am Sternrad in etwa zwei Sekunden an, nachdem das Drucken ausgeführt worden ist, weshalb es von Wichtigkeit ist, das oben angesprochene Problem zu lösen.
Wenn bei einer Tintenstrahlaufzeichnung ein dichter Druck oder ein Drucken von Graphiken od. dgl., was eine hohe Druckleistung bedeutet, bewirkt wird, erfährt das Aufzeichnungsmedium vor allem eine wellenartige Verformung und schwebt die bedruckte Fläche ein wenig auf, weshalb der Spalt zwischen dem Aufzeichnungskopf sowie dem Aufzeichnungsmedium enger wird, und falls ein Papierausstoß unstetig ist, wird die Wahrscheinlichkeit, daß die bedruckte Fläche verschmutzt wird, höher.
Wie oben geschildert wurde, hat es keine Technik zur Lösung der Schwierigkeiten des Papierfördersystems und der Schwierigkeiten der Sternradspur an der bedruckten Fläche auf einmal gegeben.
Es wird auf die DE-A-27 34 041 (Dokument D1) Bezug genommen, die ein Fördersystemorgan offenbart, dessen Breite an seiner Außenumfangsfläche so klein sein muß, daß das Organ zwischen zwei Zeichen hindurchgehen kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Führungsorgan zu schaffen, das, selbst wenn es die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums nach einem Drucken berührt, im wesentlichen das Auftreten einer Spur eliminieren und eine nicht zufriedenstellende Förderung verhindern kann. Die vorliegende Erfindung kann auch den Fördervorgang des Aufzeichnungsmediums verbessern und die Qualität der Abbildung steigern. Es ist beabsichtigt, daß bei Verwendung mit einem Aufzeichnungsgerät, das von einem Aufzeichnungskopf Gebrauch macht, der das Aufzeichnungsmedium nicht berührt, die Gesamtbetriebsdauer des Fördermechanismus gleich der Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes ein soll.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt dieser Erfindung wird ein Tintenstrahldrucker geschaffen, der eine Bahn für einen Transport eines Aufzeichnungsmediums hat und mindestens ein drehbares Führungsorgan besitzt, das mit einer flüssigen Tinte am Aufzeichnungsmedium, wenn sich das genannte Medium in der Transportbahn befindet, in Berührung kommen kann, dadurch gekennzeichnet, daß: (a) das erwähnte drehbare Organ eine radial äußerste Außenumfangsfläche zur Berührung des Aufzeichnungsmediums besitzt, wobei die besagte Umfangsfläche ununterbrochen ist, (b) das drehbare Führungsorgan in einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche eine axiale Abmessung von 0,7 mm oder weniger hat, und (c) das erwähnte drehbare Führungsorgan zwischen der besagten äußersten Umfangsfläche und einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche aus (a) die genannte axiale Abmessung von 0,7 mm nicht überschreitet sowie (b) eine axiale Abmessung besitzt, die entweder konstant ist oder zur Umfangsfläche hin abnimmt.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken aufgezeigt, das umfaßt: Vorsehen einer Transportbahn für ein Aufzeichnungsmedium durch einen Tintenstrahldrucker hindurch, Vorsehen eines drehbaren Führungsorgans, das mit flüssiger Tinte an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums während einer Abtastbewegung des Aufzeichnungsmediums längs der Transportbahn oder während einer Unterabtastbewegung eines Duckkopfes des genannten Druckers quer zu der Transportbahn in rollende Berührung kommen kann, und Drucken eines Musters aus Tinte auf das Aufzeichnungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Führungsorgan eine radial äußerste Umfangsfläche zur Berührung des Aufzeichnungsmediums hat, wobei die besagte Umfangsfläche ununterbrochen ist, daß das drehbare Führungsorgan in einem radialen Abstand von 0,1 mm von der äußersten Umfangsfläche eine axiale Abmessung von 0,7 mm oder weniger hat, und daß das erwähnte Führungsorgan zwischen der besagten äußersten Umfangsfläche sowie einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche (a) die erwähnte axiale Abmessung von 0,7 mm nicht überschreitet und (b) eine axiale Abmessung hat, die entweder konstant ist oder zu der Umfangsfläche hin abnimmt.
Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die vorliegende Erfindung zum Einsatz gelangt, das Kräftegleichgewicht, sobald das Führungsorgan, vor allem eine Rolle, mit der Tinte in Berührung kommt, an welchem die Tinte haften oder nicht haften kann, durch die Oberflächenhaftkraft zwischen der Rolle sowie der Tinte, die Haftkraft zwischen der Tinte und dem Papier sowie die Kohäsionskraft der Tinte selbst bestimmt wird, und daß durch Ausbilden einer derartigen Konstruktion, wenn sich die Rolle bewegt, die Kraft, mit welcher die Tinte an der Rolle haftet, stets geringer ist, wodurch eine Nichtübertragung der Tinte auf die Rolle erreicht werden kann.
Mittels der vorliegenden Erfindung wird es auch möglich, der Konstruktion des Aufzeichnungsgeräts einen Freiheitsgrad zu vermitteln sowie das Aufzeichnungsmedium nach einem Aufzeichnen zu einer Aufzeichnungsstation zurückzufördern, und außerdem kann die Aufzeichnung einer Abbildung von guter Qualität bewirkt werden, und zwar insbesondere wenn Wärme für ein Fixieren übertragen wird.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 die Gesamtkonstruktion eines die vorliegende Erfindung anwendenden Druckers zeigt.
Fig. 2 und 3 die Konstruktion einer Führungsrolle gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigen, wobei die Fig. 3 eine Seitenansicht ist.
Fig. 4 und 5 sowie Fig. 6 und 7 Front- bzw. Seitenansichten von weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung sind.
Fig. 8 den Zustand von auf ein Aufzeichnungsmedium ausgestoßener Tinte zeigt.
Fig. 9 eine schematische Darstellung ist, um das Energieniveau von an der Oberfläche einer Führungsrolle anhaftender Tinte zu erläutern.
Fig. 10 den Übertragungsprozeß von Tinte auf ein Sternrad nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 11 und 12 sowie Fig. 13 und 14 Front- bzw. Seitenansichten von weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung sind.
Fig. 15 den Zustand von an der Oberfläche einer Führungsrolle haftender Tinte, nachdem diese einen neu erzeugten, schwarzen, dichten Bereich passiert hat, zeigt, und zwar wenn die Rollen der Ausführungsformen der Fig. 2 bis 7 verwendet werden.
Fig. 16 den Zustand der Übertragung von Tinte auf die Oberfläche eines Sternrades in der bekannten Ausführungsform von Fig. 17 zeigt.
Fig. 17 ein Spornrad mit einer großen Berührungsbreite bei Betrachtung in der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmediums zeigt.
Fig. 18 ein Beispiel der besten Art und Weise dieser Erfindung, die das Problem von Fig. 15 löst, veranschaulicht.
Fig. 19A und 19B eine Front- bzw. eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung sind.
Fig. 20 den Aufbau der Rolle von Fig. 19 zeigt.
Fig. 21 eine teilweise Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 20 zeigt.
Fig. 22 ein Aufzeichnungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform des Rückwärtszuführsystems zeigt.
Fig. 23, 24 und 25 das Einführen eines Aufzeichnungsmediums gemäß einer zweiten Ausführungsform des Rückwärtszuführsystems zeigen.
Fig. 26 eine Transportführung gemäß einer dritten Ausführungsform des Rückwärtszuführsystems zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1, die den allgemeinen Aufbau eines die vorliegende Erfindung anwendenden Druckers zeigt, bezeichnet die Bezugszahl 1 eine Kartusche, die einen Aufzeichnungskopf 1a und einen Tintenbehälter 1b umfaßt, welche als Einheit miteinander ausgebildet sind, bezeichnet die Bezugszahl 2 einen Schlitten, um mit der an diesem getragenen Kartusche 1 ein Abtasten in der Unterabtastrichtung auszuführen, bezeichnet die Bezugszahl 3 die Führungsstange des Schlittens 2, und bezeichnet die Bezugszahl 4 die Grundplatte der Basis des Geräts. Mit der Bezugszahl 5 ist eine Transport-/Schreibwalze bezeichnet, während die Bezugszahlen 6 und 7 Förderrollen angeben. Die Bezugszahl 8 bezeichnet ein Spornrad gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung. Das Spornrad ist von einer in Fig. 2 und Fig. 3, welche eine der Fig. 2 entsprechende Seitenansicht ist, gezeigten Gestalt. Die Bezugszahl 9 bezeichnet eine Transportführung. Mit P ist ein Aufzeichnungsmedium bezeichnet. Die Bezugszahl 10 in Fig. 8 bezeichnet auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßene Tinte. Die Bezugszahl 11 in Fig. 10 bezeichnet ein Sternrad nach dem Stand der Technik, und die Fig. 10 zeigt den Übertragungsprozeß auf das Sternrad nach dem Stand der Technik.
Obwohl das nicht dargestellt ist, ist der Aufzeichnungskopf 1a mit einer Mehrzahl von Flüssigkeitskanälen versehen, die mit bekannter Flüssigkeit (Tinte) gefüllt sind. Die diese Flüssigkeitskanäle füllende Tinte ist in ihrer Oberflächen spannung und ihrem externen Druck an der Düsenfläche in ihrem stabilen Zustand im Gleichgewicht. Elektrothermische Wandlerelemente sind in der genannten Mehrzahl von Flüssigkeitskanälen angeordnet, und an diese elektrothermischen Wandlerelemente wird mindestens ein Treibersignal, um einen raschen Temperaturanstieg über den Keimsiedepunkt hinaus zu erzielen, angelegt, um dadurch Wärme zu erzeugen und die benachbarte Tinte in einen gasförmigen Zustand zu bringen, so daß damit das Filmsieden bewirkt wird. Dadurch wird eine dem Treibersignal entsprechende Blase in der Tinte gebildet, und durch das Anwachsen dieser Blase kann die Tinte von der Düsenfläche aus auf das Aufzeichnungsmedium P ausgestoßen werden. Auch wird die Blase durch die Tinte gekühlt und zieht sich zusammen, und Tinte vom Tintenbehälter 1b wird durch eine Kapillarerscheinung in die Flüssigkeitskanäle wieder eingeführt.
Durch das Anwachsen oder Zusammenziehen einer Blase in den mit der Tinte, wie oben beschrieben wurde, gefüllten Flüssigkeitskanälen kann die Tinte von der Düsenfläche ausgestoßen werden, um ein Flüssigkeitströpfchen zu bilden. Demzufolge findet, wenn das Treibersignal in einer Impulsform an die elektrothermischen Wandlerelemente in Übereinstimmung mit einer Bildinformation gelegt wird, das Anwachsen und Zusammenziehen der Blase in einem Augenblick statt, und die Tinte kann von der Düsenfläche des Aufzeichnungskopfes 1a aus auf das Aufzeichnungsmedium P ausgestoßen werden, um dadurch ein Aufzeichnen zu bewerkstelligen.
Der Aufzeichnungsvorgang des gemäß der obigen Beschreibung konstruierten Druckers wird nun erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Aufzeichnungsmedium P zuerst zum Durchlaufen zwischen der Transportwalze 5 und den Rollen 6, 7 gebracht, und es wird eingeführt, bis es zwischen dem Spornrad 8 und dem Führungsorgan 9 anlangt.
Wenn dann der Aufzeichnungsvorgang begonnen wird, wird die den Aufzeichnungskopf 1a enthaltende Kartusche 1 in der Unterabtastrichtung des Schlittens 2 bewegt und auch die Tinte von der Düsenfläche des Aufzeichnungskopfes 1a auf das Aufzeichnungsmedium P in Übereinstimmung mit der Aufzeichnungsinformation ausgestoßen, wodurch ein Aufzeichnen bewirkt wird. Wenn das Aufzeichnen für eine Zeile beendet ist, wird die Transportwalze 5 zur Drehung angetrieben, um das Aufzeichnungsmedium P um eine Zeile in der Hauptabtastrichtung (die Richtung des Pfeils A) zu fördern. Hierbei wird das Aufzeichnungsmedium P weiterbewegt, während es durch das Spornrad 8 und das Führungsorgan 9 gehalten wird.
Durch die Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs wird in Aufeinanderfolge ein Aufzeichnen bewerkstelligt, und nach dem Aufzeichnen wird das Aufzeichnungsmedium P auf einen (nicht dargestellten) Stapler od. dgl. ausgetragen.
Das Spornrad 8, das direkt mit der Druckfläche des Aufzeichnungsmediums in Berührung ist, ist nun von einer solchen Gestalt, daß, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein Spornrad (wie eine Zählperle eines Abakus), die aus einem Silikonharz ist, dessen Umfangsfläche 80, die von einer Rotationsgestalt ist, kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium drückt, und daß bei der Frontansicht von Fig. 2 beidseitige Verjüngungen symmetrisch unter einem Winkel θ ausgebildet sind. Somit kann das Spornrad im wesentlichen kontinuierlich eine Punktberührung bewirken und ungeachtet der Abtastrichtung des Aufzeichnungsmediums verhindern, daß aufgezeichnete Abbildungen in Unordnung gebracht werden, selbst wenn das Spornrad an der unfixierten Aufzeichnungsfläche reibt.
In dem in Fig. 1 gezeigten Gerät des kompakten, tragbaren Typs gemäß dieser Erfindung, das zuvor beschrieben wurde, langt der Druckbereich am Spornrad 8 unmittelbar nach einem Drucken an. Das ist dann der in Fig. 8 dargestellte Zustand. Diese Situation ist eine solche, wobei die Tinte, an welcher das Spornrad nicht anliegt, ortsfest am Aufzeichnungsmedium P ist.
Die Fig. 9 zeigt einen Zustand, in welchem das Aufzeichnungsmedium P begonnen hat, sich aus dem Zustand der Fig. 8 in der Hauptabtastrichtung vorwärtszubewegen, und das Spornrad 8 begonnen hat, eine Relativbewegung am Berührungspunkt zu bewirken. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, haftet die Tinte an der Oberfläche des Spornrades mit dem Haftenergieniveau zwischen dem Spornrad sowie der Tinte, und deshalb nimmt sie eine mehr vorstehende Gestalt als im stationären Zustand an, wenn sie durch die Drehung des Spornrades abgestreift wird. Jedoch ist die Gestalt zu dieser Zeit eine hochgezogene Gestalt mit dem vorstehenden Punkt als dem Scheitel. Betrachtet man dann das Kräftegleichgewicht, so ist die Umfangsfläche des Spornrades 8 eine kontinuierliche Fläche, und wenn die Tinte 10 im Verhältnis zu ihrer Haftkraft mit Bezug zum Spornrad 8 hochgezogen worden ist, wird die Kohäsionskraft durch die Oberflächenspannung der Tinte, die bestrebt ist, den hochgezogenen Vorsprung der Tinte selbst zu verkleinern, um dadurch den Flächenbereich zu reduzieren, stärker und wird ferner die Unterseite der Tinte 10 durch die Haftkraft der Tinte sowie des Aufzeichnungsmediums P über eine große Fläche mit dem Ergebnis zurückgehalten, daß die Tinte nach unten gezogen wird, während sie sich zum Aufzeichnungsmedium hin verschiebt. Somit kann die Tinte verwendet werden, ohne daß sie auf das Spornrad übertragen wird.
Wenn wie im Stand der Technik die Umfangsfläche des Spornrades eine diskontinuierliche Fläche war, würde das erwähnte Kräftegleichgewicht momentan zerstört und insofern die Tinte am Spornrad zurückgelassen. Ein extremes Beispiel davon ist das in Fig. 10 gezeigte Beispiel zum Stand der Technik. Weil die Außenumfangsfläche eine unterbrochene Fläche ist, wird in diesem Fall die Kraft, mit welcher die anhaftende Tinte kontinuierlich nach unten gezogen wird, fortwährend wie bei der in Rede stehenden Ausführungsform vorhanden sein, werden vorgezogene Vorsprünge klein sein sowie an individuellen Berührungspunkten erzeugt werden, wobei die Tinte im wesentlichen vertikal von der Druckfläche angehoben wird.
Auch wird zwischen der Tinte 10-b am Randbereich des Sternrades 11 und der Tinte 10-a am Aufzeichnungsmedium eine Einziehung oder Einschnürung gebildet, wobei letztlich die abgesetzte Fläche des eingeschnürten Teils am kleinsten und somit am schwächsten wird, so daß der eingeschnürte Teil durch die von der Oberflächenspannung der Tinte 10-a und der Tinte 10-b erzeugte Kohäsionskraft durchgetrennt wird. Daher wird im Prinzip die Tinte auf das Sternrad 11 übertragen.
Wie aus der Beschreibung der Fig. 10 zu entnehmen ist, ist die Überlegenheit der Wirkung der vorliegenden Erfindung klar. Die folgende Tabelle 1 zeigt einen Versuch, bei dem von einem Spornrad mit der in Fig. 2 gezeigten Gestalt Gebrauch gemacht wurde, wobei der zwischen dem konischen Teil mit Bezug zur Druckfläche ausgebildete Winkel θ gleich 80º war, der Berührungsdruck auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums mit 20 g bestimmt wurde und Probestücke, die sich im Wasserabstoßvermögen der Oberfläche unterscheiden, unter Umgebungen mit verschiedenartigen Feuchtigkeiten verwendet worden sind, um unmittelbar, nachdem eine kräftige schwarze Linie gedruckt worden ist, eine Rückwärtsförderung zu bewirken und dadurch zu prüfen, ob eine Spornradspur in Erscheinung getreten ist.
Die folgende Tabelle 2 zeigt einen ähnlichen Versuch, der für die Gestalt des Rades von Fig. 10 sowie unter derselben und einer abgewandelten Bedingung durchgeführt wurde.
Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt einen Versuch, bei welchem die Oberflächenrauheit des Spornrades gegenüber dem in der Tabelle 1 angegebenen Versuch verändert worden ist.
Die folgende Tabelle 4 betrifft einen Versuch, bei welchem mit Bezug auf den Versuch von Tabelle 1 von einem Spornrad mit einem Wasserabstoßvermögen von 110º Gebrauch gemacht wurde und der durch den konischen Teil gebildete Winkel mit Bezug zur Druckfläche verändert worden ist.
Der Versuch zum Wasserabstoßvermögen ist bei dem Berührungswinkel mit Wasser als einem Standardparameter ausgeführt worden. Der Versuch für den Berührungsdruck ist hinsichtlich des Gesamtdrucks pro Spornrad mit Bezug auf die Druckfläche dargestellt. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4
Die in den Tabellen 1 bis 4 herausgestellten Angaben sind Versuchsdaten, die die Versuche an der in Rede stehenden Ausführungsform und am Stand der Technik, welche in der oben beschriebenen Weise des Versuchs durchgeführt wurden, einschließen.
Anhand der Tabelle 1 ist zu erkennen, daß, falls die anderen Parameter fest sind, wenn wie bei der in Rede stehenden Ausführungsform von einem wasserabstoßenden Spornrad Gebrauch gemacht wird, das einen Berührungswinkel von 60º oder mehr mit Bezug zu Wasser hat, ein Spornrad erhalten werden kann, das gänzlich unabhängig von gut oder schlecht der der Umgebungsfeuchtigkeit zuzuschreibenden Tintenfixierung ist. Wie in der Tabelle 2 gezeigt ist, ist im Gegensatz hierzu bei dem Sternrad des herkömmlichen Typs zu erkennen, daß selbst dann, wenn von einem Sternrad mit einem Wasserabstoßvermögen so hoch wie 110º oder größer Gebrauch gemacht wird, eine Übertragung stattfinden wird und die Werte eine Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchtigkeit haben. Das wird aus dem oben beschriebenen Prinzip deutlich, und das Spornrad der vorliegenden Erfindung kann über unfixierte Tinte unter einer hohen Feuchtigkeit hinweglaufen, weil die Tinte nicht von Anfang an auf das Spornrad aufgrund des vorbeschriebenen Prinzips übertragen werden wird, selbst wenn das Spornrad in der Tintenflüssigkeit gerollt wird. Daß bei der Tabelle 1 bei dem Winkel von 30º unter hoher Feuchtigkeit NG auftritt, wird als Folge dessen angesehen, weil eine Grenzlinie zwischen gut und schlecht durch den Parameter des Wasserabstoßvermögens in der Nähe des Winkels von 30º bei der Einstellung oder Bestimmung der in Rede stehenden Ausführungsform gelegen hat. In jedem Fall kann aus einem Vergleich zwischen der Tabelle 1 und der Tabelle 2 erkannt werden, daß der dem Sternrad nach dem Stand der Technik eigene Nachteil um einen oder mehrere Ränge gelöst wird.
Bei den in der Tabelle 2 gezeigten Daten zum Stand der Technik wird ein gutes Resultat erhalten, wenn ein Sternrad verwendet wird, das einen Berührungswinkel von 110º oder mehr bei einer Normaltemperatur von 50%RH hat, und das wird als Folge dessen angesehen, daß die Viskosität bis auf ein Niveau sich vergrößert hat, bei welchem die Tinte begonnen hat festzuwerden und die Kraft, mit der die Tinte am Aufzeichnungsmedium haftet, gemäß dem oben beschriebenen Prinzip etwas stärker geworden ist.
Es liegt nicht an dem oben beschriebenen Prinzip, daß die Resultate alle unter einer niedrigen Feuchtigkeit von 10%RH in Ordnung (OK) sind, sondern vielmehr daran, daß die Tinte bereits durch eine superniedrige Feuchtigkeit getrocknet worden ist und nicht länger ihre Übertragung verursacht.
Auch zeigt die Tabelle 3 einen Versuch, bei dem die Oberflächenrauheit des Spornrades in der Ausführungsform gemäß dem System der vorliegenden Erfindung geändert worden ist, und hier werden der Einfachheit halber die numerischen Werte bei Rmax als Parameter verwendet, jedoch resultiert wiederum die kleinere Oberflächenrauheit in einem guten Gleiten sowie einem verminderten Widerstand, und deshalb kann die Kraft, mit der die Tinte nach unten gezogen wird, klein sein, und das ist besser. Die Oberflächenrauheit unterscheidet sich, obwohl sie im numerischen Wert gleich ist, von Material zu Material, und ob die Oberflächenrauheit gut oder schlecht ist, wird insbesondere durch deren Kombination mit der durch das Wasserabstoßvermögen erzeugten Haftkraft bestimmt.
Die Tabelle 4 zeigt die Änderungen durch den durch das Spornrad mit Bezug zur Druckfläche gebildeten Winkel, und wiederum hat ein Winkel, der so nahe wie möglich an der Vertikalen mit Bezug zur Druckfläche liegt, zu einem guten Ergebnis geführt. Das ist darauf zurückzuführen, daß eine Abstreifkraft in einer zur Druckfläche rechtwinkligen Richtung aufgebracht wird, wenn die Tinte vom Spornrad nach unten gezogen wird, und es ist bestätigt worden, daß die größere Leichtigkeit, mit der die Kraft in dieser Richtung aufgebracht wird, zu einem besseren Ergebnis führt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen als weitere Auführungsformen dieser Erfindung ein Bauteil, dessen Umfangsfläche halbkreisförmig ist (A kann als 45º angesehen werden), während die Fig. 6 und 7 ein Bauteil zeigen, das als eine Hälfte desjenigen von Fig. 2 angesehen werden kann. Bei diesen beiden Ausführungsformen liegt die Umfangsfläche kontinuierlich gegen die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums an, und in dieser Beziehung muß die Umfangsfläche nicht kreisförmig sein, sondern kann vieleckig oder elliptisch oder von einer Gestalt, wie einer bandförmigen Gestalt, sein, kurz gesagt, kann die Umfangsfläche von einer durchgehenden Gestalt sein, in welcher sie ohne ihre Berührung mit der Tinte, die nahe dem Berührungspunkt zwischen diesen diskontinuierlich ist, durchgehend ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist durch Verwendung eines Papiertransportorgans, dessen Umfangsfläche derart ist, daß es kontinuierlich die Druckfläche berührt, der Effekt der Verhinderung von Druckverschmutzungen, z. B. Spornradspuren, selbst im Fall eines Druckers vom kompakten, tragbaren Typ oder selbst während eines Druckens mit einem hohen Druckanteil an Normalpapier oder auch unter einer schlechten Umgebung, z. B. einer solchen mit hoher Feuchtigkeit, mittels eines simplen Prinzips und einer einfachen Konstruktion in hohem Maß möglich geworden.
Es wird nun auf die Fig. 11 bis 19 Bezug genommen, um eine Erfindung zu erläutern, die weiter über die vorbeschriebene Erfindung hinaus verbessert ist.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind solche, bei denen das Transportvermögen verbessert und die Spornradspur in hohem Maß verhindert wird. Wenn jedoch die Berührungsbreite des Spornrades mit der Druckfläche mit Blick auf die Transportkraft und die Haltbarkeit vergrößert wird, so ist es manchmal, selbst wenn die genannte Berührungsbreite innerhalb eines Bereichs liegt, der das Auftreten einer Spornradspur nicht erlaubt, bei einem Gerät für hoch detaillierte Graphiken von 180 dpi oder 300 dpi oder mehr der Fall gewesen, daß, weil der Halbtondruck häufig in einem solchen Gerät angewendet wird, wenn der Halbtondruck mit einer Druckleistung (Dichte) von weniger als 50% - 100% unter einer hohen Feuchtigkeit bewirkt wird, wobei es schwierig ist, die Tinte zu fixieren, eine Bildschädigung viel kleiner als bei dem Stand der Technik ist, daß aber ein leichter, deutlich sichtbarer Halbtonanteil, nachdem das Spornrad durchgelaufen ist, auftritt. Jedoch ist in der Praxis eine derartige Gefahr bei einem Gerät klein gewesen, bei dem die Druckqualität so niedrig wie 180 dpi oder weniger ist oder ein Zeichendruck oder kräftiger Druck in der Hauptsache ausgeführt werden. Jedoch hat es sich auch gezeigt, daß dann, wenn die Kontaktbreite des Spornrades mit dem Aufzeichnungsmedium noch größer gemacht wird, die Tinte am Spornrad lediglich an einem Punkt auf das Spornrad nur bei der Grenzlinie übertragen wird, längs welcher das Spornrad von einem dichten, schwarzen Teil zum ungedruckten Teil übergeht, und es wird eine kleine Bildverschmutzung an nur einem Punkt durch die nächste Berührung des Spornrades an diesem Punkt erzeugt.
Das wirft bei einem gewöhnlichen Drucker kein Problem auf, jedoch haben wir gefunden, daß das gelöst werden soll, wenn eine Tintenaufzeichnung gleich einer Photographie erhalten werden soll. Durch die folgende Erfindung wird das erreicht. Bei einem Papierzuführorgan, das gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt und dreht, wird eine Konstruktion so ausgeführt, daß dessen Umfangsfläche kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt und daß dessen Breite in der Richtung seiner Drehachse 0,1 mm einwärts von der Umfangsfläche 1,0 mm oder weniger, vorzugsweise 0,7 mm oder weniger, beträgt, wodurch es möglich gemacht wird zu verhindern, daß die Tinte von der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums auf den dichten, schwarzen Teil übertragen wird, wie auch zu verhindern, daß die Tinte an der Grenzlinie zwischen dem dichten, schwarzen Teil und dem unbedruckten Teil auf das Spornrad übertragen wird. Deshalb wird die Vereinbarkeit des Fördervermögens und des Druckens, die keine Spornradspur erzeugen wird, möglich gemacht.
Grundsätzlich wird, wenn das Spornrad mit Tinte in Berührung kommt, das Kräftegleichgewicht, mit welchem die Tinte anhaf tet oder nicht anhaftet, durch die Haftkraft zwischen dem Spornrad und der Tinte, durch die Haftkraft zwischen der Tinte und dem Papier sowie durch die Kohäsionskraft der Oberflächenspannung der Tinte selbst bestimmt, und von der Charkateristik dieses Kräftegleichgewichts wird Gebrauch gemacht. Es hat sich bei dieser Erfindung herausgestellt, daß durch Verwendung einer Gestalt, wobei wie bei der vorliegenden Erfindung sogar die Breite des Spornrades vorgeschrieben ist, die Kraft, mit welcher die Tinte am Spornrad haftet, wenn sich das Spornrad bewegt, so ausgelegt wird, daß sie in jedem Fall immer niedriger wird, wodurch eine vollständige Nichtübertragung der Tinte auf das Spornrad erreicht werden kann.
Was die Definition der Breite des Rotationskörpers der in Rede stehenden Erfindung angeht, werden das Aufzeichnungsmedium, z. B. Papier, und dieses Rotationsorgan in einem Zustand, in welchem sie durch an ihnen aufgebrachten Druck miteinander in Berührung sind, mikroskopisch verformt, und die Definition wird unbestimmt auch bezüglich eines Spornrades, dessen Stirnfläche ursprünglich R-förmig ist, und deshalb wird die Breite durch die Breite des durch die Drehachse hindurchgehenden Querschnitts 0,1 mm einwärts von der Umfangsfläche, die gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt, bestimmt.
Wenn auf der Grundlage dieser Bedingung in den Fig. 2 und 6 die Berührung im wesentlichen diejenige durch die Kante ist und deshalb die Berührungsbreite eine dünne Linie von 1 mm oder weniger ist, so werden somit die Spornräder der Fig. 2 und 6 durch die vorliegende Erfindung abgedeckt und können als Ausführungsformen dieser Erfindung bezeichnet werden.
Es wird nun die Erzeugung der oben beschriebenen Spornradspur an lediglich einem Punkt in Kürze unter Bezugnahme auf die Fig. 15, 16 und 17 beschrieben.
Auch im Fall eines Spornrades, dessen Außenumfangsfläche kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium drückt, sind im Randbereich des dichten, schwarzen Teils die Zustände der Tinte und des Spornrades 8 diejenigen, die in Fig. 15 gezeigt sind. Von diesem Zeitpunkt an nimmt der eingeschränkte Bereich zwischen der Tinte und dem Papier extrem mit der drehenden Weiterbewegung ab, und insofern beginnt das vorerwähnte Kräftegleichgewicht, an diesem Punkt zerstört zu werden, so daß Tinte zu lediglich einem Punkt an der Umfangsfläche des Spornrades übertragen wird, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Es wurde die dynamische Beziehung gefunden, daß selbst in demjenigen Fall, wenn die Breite W des Stirnrades so schmal wie 1 mm oder weniger ist, das Spornrad und der Beschränkungspunkt in der Breitenrichtung desjenigen Teils des Spornrades, welcher der Tinte benachbart ist, ursprünglich sehr schmal in dem in Fig. 18 dargestellten Zustand sind und deshalb die Tinte nicht auf das Spornrad übertragen wird, selbst wenn der eingeschränkte Bereich des Aufzeichnungsmediums in dessen Richtung vermindert wird. Wenn umgekehrt die Breite W den Wert von 1 mm übersteigt, ist der Anteil des beschränkten Bereichs des Spornrades in dessen Breitenrichtung groß, wie in Fig. 17 gezeigt ist, und deshalb ist das Verhältnis zwischen dem beschränkten Bereich dieses Teils des Aufzeichnungsmediums, welcher der Tinte benachbart ist, und des beschränkten Bereichs desjenigen Teils des Spornrades, welcher der Tinte benachbart ist, gleich, so daß die Tinte an diesem Punkt auf eine Stelle am Spornrad übertragen wird, während die Tinte am durch die Drehung des Spornrades nächsten Punkt auf eine Stelle am Aufzeichnungsmedium übertragen wird. W&sub1; bezeichnet die Breite der Beschränkung zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums und der Tinte.
Die folgende Tabelle 5 zeigt einen Versuch, bei welchem im Fall eines Spornrades mit der Gestalt gemäß der Fig. 2 und mit einem durch den konischen Teil mit Bezug zur Druckfläche gebildeten Winkel von 80º der Berührungsdruck an der Oberfläche des Papiers mit 20 g festgesetzt worden ist. In der Breite der Stirnseite unterschiedliche Muster sind, unmittelbar nachdem eine dichte, schwarze Linie unter in der Feuchtigkeit verschiedenartigen Umgebungsbedingungen gedruckt worden ist, rückwärtsgefördert worden, um dadurch zu prüfen, ob der genannte eine Punkt der Spornradspur in Erscheinung getreten ist. Tabelle 5
Wie der Tabelle 5 entnommen werden kann, konnte die Erzeugung des genannten einen Punkts der Spornradspur auch durch Wahl der Breite W des Spornrades 8 der oben erwähnten Gestalt auf 1,0 mm oder weniger, optimal auf 0,7 mm oder weniger, verhindert werden. Es wurde die Bestätigung erhalten, daß unter dieser Bedingung der Breite W, d. h. 0,7 mm oder weniger, diejenigen innerhalb eines zu bevorzugenden Bereichs unter den oben gezeigten Bedingungen der Tabellen 1, 3 und 4 optimal sind, und es wurde auch die Bestätigung erhalten, daß ein gutes Resultat im praktischen Gebrauch erlangt werden kann, selbst wenn der Winkel θ der Tabelle 4 klein gemacht wird (z. B. 30º). Gleicherweise wurde die Bestätigung erhalten, daß für eine Breite von 0,7 mm oder weniger der Zustand des Wasserabstoßvermögens gemildert werden kann.
Daß die Erzeugung des genannten einen Punkts der Spornradspur bei den angegebenen 25ºC/10%RH nicht zu erkennen ist, wird als darauf zurückzuführen angesehen, daß die Tintenabbildung erheblich fixiert ist.
Bevorzugte Beispiele des Materials mit einem hohen Wasserabstoßvermögen schließen Tetrafluoräthylenharz, Perfluoralkoxyharz, Propylen-Hexafluorid-Kopolymerisatharz, Tetrafluoräthylen-Äthylen-Kopolymerisatharz, Vinylidenfluoridharz und Äthylenchlorid-Trifluoridharz, die allgemein verwendete Fluor- Verbindungsmaterialien sind, Polymere, wie hochdichtes Polyäthylen, Polyäthylen, Polypropylen, Trimethylpenten, Polyazetal, Nylon, Polysulfon und Phenol sowie Bauteile, deren Oberflächen mit diesen Polymeren beschichtet sind, ein. Grundsätzlich wird die Wahl unter diesen Materialien bestimmt, indem das Wasserabstoßvermögen, das Tintenresistenzvermögen, die Abrieb- und Verformungsfestigkeit zusätzlich in Betracht gezogen werden.
Die Fig. 11 und 12 sowie die Fig. 13 und 14 zeigen weitere Ausführungsformen dieser Erfindung. Die Fig. 11 und 13 sind vergrößerte Darstellungen des Stirnabschnitts, wobei die Fig. 11 ein Spornrad zeigt, dessen Eckteil R-förmig ist. Die Fig. 13 zeigt ein Spornrad einer Gestalt, die einschließlich der Berührungsfläche einer R-Form äquivalent ist. Jede dieser Figuren zeigt den Endabschnitt eines Spornrades, dessen Außenumfangsfläche kontinuierlich gegen die Fläche des Aufzeichnungsmediums anliegt und dessen Breite 0,7 mm ist. Was das angeht, so muß die Umfangsfläche nicht kreisförmig sein, sondern kann polygonal oder elliptisch oder von einer undefinierten Gestalt, z. B. einer bandartigen Gestalt, sein. Kurz gesagt, kann die Umfangsfläche von einer ununterbrochenen Gestalt sein, wobei sie durchgehend ist, ohne daß ihre Berührung mit der Tinte nahe dem Berührungspunkt zwischen beiden unterbrochen wird.
Für ein Gerät mit einer hohen Bildqualität, bei dem sich eine gedruckte Verschmutzung von selbst verbietet, ist das Spornrad dieser Erfindung bestens geeignet. In einem Gerät, bei dem eine Verschmutzung mehr oder weniger gebilligt wird, kann das zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 beschriebene Spornrad der Erfindung vom Gesichtspunkt der Haltbarkeit od. dgl. als bestens geeignet angesehen werden. In jedem Fall läßt die in Rede stehende Ausführungsform ein erheblich besseres Niveau als die zuvor beschriebene Erfindung erzielen.
Wie oben beschrieben wurde, ist unter Anwendung eines Papierförderorgans, dessen Umfangsfläche von einer solchen Gestalt ist, daß es kontinuierlich mit der Druckfläche in Berührung ist, und bei dem die Breite in der Richtung der Rotationsachse 0,1 mm von der Umfangsfläche nach innen optimal 0,7 mm oder weniger ist, der Effekt eines vollkommenen Verhinderns von Druckverschmutzungen, z. B. Spornradspuren, auch im Fall eines kompakten, tragbaren Druckers oder selbst während eines Druckens eines hohen Druckanteils an Normalpapier oder auch unter einer schlechten Umgebung, z. B. einer solchen mit hoher Feuchtigkeit, mittels eines sehr einfachen Prinzips und mittels einer sehr einfachen Konstruktion möglich geworden.
Es wird nun auf die Fig. 19 bis 21 Bezug genommen, um eine Ausführungsform zu beschreiben, bei der das Förderorgan 8 einfach aufgebaut ist und dessen Standzeit allein durch Austausch von Teilen verbessert werden kann. Das Merkmal dieser Ausführungsform ist, daß ein Rotationselement, dessen Umfangsfläche kontinuierlich an dem Aufzeichnungsmedium anliegt, durch ein Folienbauteil, das eine wasserabstoßende Eigenschaft hat, gebildet wird.
Diese Ausführungsform, bei der das Rotationselement durch ein Folienbauteil mit einem Wasserabstoßvermögen gebildet ist, hat den Vorteil, daß der Herstellungsprozeß vereinfacht werden kann und eine Massenfertigung von Rotationsorganen durch Preßformen mit einer guten Produktivität möglich gemacht wird. Auch kann die Massenproduktion erreicht werden, indem von dem teuren wasserabstoßenden Organ nur minimal Gebrauch gemacht wird, wodurch niedrigere Kosten verwirklicht werden können.
Die Fig. 19A und 19B sind eine Seiten- bzw. eine Frontansicht eines Spornrades, und die Fig. 20 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Gesamtaufbaus des Spornrades.
Das in Fig. 20 gezeigte Spornrad 8 besteht aus einem Ring 8a, der durch einen Preßvorgang aus einem wasserabstoßenden Material, z. B. einer Tetrafluoräthylenfolie, zu einer ringförmigen Gestalt ausgebildet wird, aus einem Formteil 8d aus Polyäthylen, Polyazetal od. dgl. Material mit einer Welle 8e und einem Führungsring 8b für den Ring 8a, wobei die Teile 8b, 8d und 8e einstückig miteinander geformt sind, und auseinem weiteren Führungsring 8c für den Ring 8a, wobei der Führungsring 8b des Formteils 8d und der Ring 8c einstückig auf beiden Seiten des Rings 8a angebracht werden.
Das Spornrad 8 ist, wie in den Fig. 19A und 19B gezeigt ist, von einer Gestalt, wobei der Umfangsteil des Rings 8a und dessen Nachbarschaft ein wenig von den Umfangsflächenteilen des Führungsrings 8b und des Führungsrings 8c vorragen. Der Umfangsflächenteil des Rings 8a liegt kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium P an, und das Spornrad 8 dreht frei bei dem Austragen des Aufzeichnungsmediums P.
Gemäß einem Experiment konnte, wenn Polytetrafluoräthylen- Folie (PTFE-Folie) und Tetrafluoräthylen-Fluoralkoxyäthylen- Kopolymerisat- (PFA-)Folie mit jeweils einer Dicke von 200 um verwendet wurde, ein Spornrad 8 erhalten werden, das in der Festigkeit und dem Transportvermögen gut war, wenn der Ring 8a mit dem Aufzeichnungsmedium P in Berührung gebracht wurde, wobei der Außendurchmesser des Rings 8a um 0,25 mm vom äußersten Durchmesser des Führungsrings 8b und des Führungsrings 8c vorstand. Wenn der Außendurchmesser des Rings 8a um mehr als 0,25 mm vorsteht, tritt an der Folie eine Durchbiegung auf, und deshalb soll der Wert des Überstandes vorzugsweise 0,25 mm oder weniger betragen. Das Vermeiden eines Falls, wobei aufgrund einer Verformung, z. B. am Aufzeichnungsmedium P auftretendes Kräuseln, die Druckfläche direkt mit dem Führungsring 8b und dem Führungsring 8c in Berührung kommt, um dadurch letzteren zu verschmutzen, stellt die untere Grenze des Unterschiedes im Wert des Überstandes dar.
Wenn ein Aufzeichnen unter Verwendung des Spornrades 8 ausgeführt wurde, wobei die Umgebungsfeuchtigkeit und der Berührungswinkel des Spornrades mit der Tinte verändert wurden, wurde ein zu dem zuvor beschriebenen Effekt gleichartiger Effekt erlangt.
Die Dicke der Folie des Rings 8a, der das Spornrad 8 bildet, wird nun durch das Ausmaß einer Bildverschlechterung bestimmt, nachdem die Druckfläche des Aufzeichnungsmediums P am Spornrad 8 während des unfixierten Zustandes der Tinte, wenn ein Halbtondruck bewirkt wird, vorbeigelaufen war.
Als eine Prüfmethode hierfür wurde die Dicke der Folie des Rings 8a bestimmt, indem das Spornrad 8 an der Druckfläche, unmittelbar nachdem ein Halbtondrucken mit einem Tintenausstoßanteil von 50% mit Bezug auf einen dichten Schwarzdruck, bei welchem die Tinte kräftig mit 100% ausgestoßen wurde, ausgeführt worden ist, vorbeibewegt und indem der Grad der Bildverschlechterung der durch Verwischen der Tinte an der Druckfläche durch das Spornrad 8 hervorgerufen wurde, gemessen wurde. Gemäß dem oben beschriebenen Versuch ist gefunden worden, daß dann, wenn die Dicke der Folie 300 um oder weniger ist, die Qualität einer Abbildung aufrechterhalten werden kann, während dann, wenn die Dicke der Folie 300 um übersteigt, eine Bildverschlechterung geringfügig sichtbar wird. Selbst in diesen Fällen ist die Folie nicht immer unbrauchbar.
Im Fall dieser Ausführungsform wird es als Folge dessen, weil die Vibration der Folie 8a selbst in der Durchbiegerichtung während ihrer Transportdrehung in geringem Maß auftritt, angesehen, daß die Bedingung, um eine Abbildung von hoher Qualität zu erhalten, die Dicke von 300 um oder weniger ist. In jedem Fall konnte wiederum bei dieser Konstruktion der oben beschriebene Effekt zuverlässig aufgrund der Tatsache erlangt werden, daß bei der Konstruktion von Fig. 18 die Berührungsbreite, so wie auf diese hier Bezug genommen wurde, 300 um oder weniger ist.
Der in Fig. 21 gezeigte Ring 8a ist derart, daß die Nachbarschaft des Umfangsflächenteils der Tetrafluoräthylenfolie zu einer dünneren, sich zum Umfangsflächenteil hin verjüngenden Gestalt ausgebildet ist. Bei dem Verfahren zur Bearbeitung dieser Folie wird die Nachbarschaft der Außenumfangsfläche in einem warmen Zustand oder in einem kalten Zustand mittels einer Presse zu einer sich verjüngenden Gestalt gestanzt und bei dem zusammengesetzten Arbeitsvorgang durch die nächste Presse in eine Ringgestalt gestanzt, um dadurch den Ring 8a, wie er gezeigt ist, zu erhalten.
Die Nachbarschaft des Außenumfangsflächenteils des Rings 8a wird somit zu einer dünnen Wand geformt, und dadurch wird es, selbst wenn das Spornrad gegen das Aufzeichnungsmedium P anliegt, für eine Spornradspur schwierig, am Aufzeichnungsmedium in Erscheinung zu treten, jedoch kann der zur Nachbarschaft der Außenumfangsfläche unterschiedene Bereich in der Dicke vergrößert und deshalb in der Festigkeit erhöht werden.
Wenngleich dieser Ring 8a mit einer einseitigen Verjüngung ausgestaltet ist, so kann der Ring 8a auch zweiseitig verjüngt werden.
Es wird nun auf die Fig. 22 bis 26 Bezug genommen, um ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zu beschreiben, das eine Rückwärtsförderung ausführen kann, wobei die bereits mit einem Druck versehene Fläche eines Aufzeichnungsmediums dazu gebracht wird, wiederum durch einen einem Aufzeichnungskopf gegenüberliegenden Aufzeichnungsbereich hindurchzulaufen.
Bei der Rückwärtsförderung wird wiederum eine Bildstörung durch das Transportorgan hervorgerufen, das mit der Aufzeichnungsfläche in Berührung ist, und deshalb hat diese Ausführungsform in der Lösung von Problemen mit der vorbeschriebenen Ausführungsform Gemeinsamkeiten.
Die Rückwärtförderung wird nicht unmittelbar nach einem Aufzeichnen, sondern nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit bewirkt, und deshalb ist es für das oben erwähnte Problem schwierig, in einem Aufzeichnungssystem, wie einem Nadeldrucker- oder einem Wärmetransfersystem, aufzutreten, und insofern kann auch von einem Problem gesprochen werden, das einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zum Ausstoßen von flüssiger Tinte, um dadurch ein Aufzeichnen zu bewerkstelligen, eigen ist.
Diese Ausführungsform verhindert, daß die Aufzeichnungsfläche verschmutzt wird, indem das Aufzeichnungsmedium in der zur Hauptabtastrichtung entgegengesetzten Richtung gefördert und gegen eine Transportführung oder eine Transportrolle, wenn die sog. Rückwärtsförderung ausgeführt wird, gerieben wird.
Die Erfindung, die nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 22 bis 26 beschrieben wird, ist ein Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät, das mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der einen Tintenbehälter zur Aufnahme von Tinte in diesem besitzt und dem Ausstoßen der von diesem Tintenbehälter zugeführten Tinte zu einem Aufzeichnungsmedium hin, um dadurch ein Aufzeichnen zu bewerkstelligen, dient, und das sich dadurch auszeichnet, daß Spornräder, deren Außenumfangsfläche von einer Rotationsgestalt ist, mit der sie kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegen, in der Transportrichtung vor- und rückwärts vom Aufzeichnungsmedium angeordnet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät geschaffen werden, bei welchem es keine Beschränkung in der Transportrichtung unmittelbar nach einem Aufzeichnen gibt und das eine Reihe von Aufzeichnungsweisen bietet.
Eine weitere Erfindung, die das vorher angesprochene Problem löst, besteht in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, das sich dadurch auszeichnet, daß Spornräder, deren Außenumfangsfläche von einer Rotationsgestalt ist, mit der sie kontinuierlich gegen ein Aufzeichnungsmedium anliegen, in der Transportrichtung vor- und rückwärts vom Aufzeichnungsmedium angeordnet sind, wobei Transportführungsmittel, um zu verhindern, daß das Aufzeichnungsmedium mit einer Transportführung in einem Zustand in Berührung kommt, in welchem das Aufzeichnungsmedium in das Aufzeichnungsgerät eingesetzt worden ist, in einem Transportsystem vorgesehen sind, in welchem die Transportführung auf der Seite der Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsmediums angeordnet ist. Gemäß dieser Konstruktion wird es ungeachtet der Richtung, in welcher das Aufzeichnungsmedium transportiert und abgetastet wird, beispielsweise bei Durchführung einer Rückwärtsförderung im Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät, ermöglicht, das Problem einer Störung von aufgezeichneten Abbildungen durch unfixierte Tinte zu verhindern.
Eine noch andere Erfindung besteht in einem Gerät, welches das Problem, daß, wenn das Spornrad der in Rede stehenden Erfindung auf eine Abstandsrolle zur Aufrechterhaltung eines Spalts zwischen einem Aufzeichnungskopf und einem Aufzeichnungsmedium angewendet sowie mit dem Aufzeichnungsmedium unmittelbar nach dem Aufzeichnen in Berührung gebracht wird, das Spornrad selbst verschmutzt oder die Abbildung gestört werden kann, löst und einen Spalt zuverlässig bilden kann.
Die Fig. 22 veranschaulicht ein Aufzeichnungsgerät des Tintenstrahltyps.
Eine Aufzeichnungskopfkartusche 1 und Schlittenführungsstangen 3 sind dieselben wie jene, die in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurden, und ein Schlitten 2 ist mit Bezug zu den Führungsstangen 3 verlagerbar, wobei Abstandsrollen 100 dazu dienen, den Aufzeichnungsspalt konstant einzuhalten. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform hat der Schlitten Schlitze 21 und 22 im rechten Winkel zu den Führungsstangen 3 und ist er verlagerbar so gelagert, daß der Aufzeichnungsspalt konstant sein kann, selbst wenn sich die Dicke eines Aufzeichnungsmediums P ändert. Die Abstandsrollen 100 sind am Schlitten 2 für ein Drehen in der Abtast-(Unterabtast-) Richtung des Schlittens gehalten und nahe dem Aufzeichnungskopf 1a angeordnet. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind die Abstandsrollen 100 auf beiden Seiten des Kopfes 1a angeordnet, jedoch kann alternativ eine Abstandsrolle 100 an nur einer Seite des Kopfes 1a vorgesehen sein. Der Verlagerungsmechanismus für den Schlitten ist nicht auf diese Ausführungsform begrenzt, sondern es kann irgendein herkömmlicher Mechanismus angewendet werden. Die Abstandsrollen 100 sind die Spornräder 8 bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen dieser Erfindung und können deshalb den Aufzeichnungsspalt mit hoher Genauigkeit, ohne Abbildungen in Unordnung zu bringen, einhalten. Bei der Förderung des Aufzeichnungsmediums nach einem Aufzeichnen zur Austragschale 23 hin ist der Effekt einer Rolle 141 mit der Konstruktion des Spornrades 8 derjenige, der vorher beschrieben wurde. Die Bezugszahl 12 bezeichnet ein Paar von zum Teil beschnittenen Papierzuführrollen (D-Profil), die Bezugszahlen 13 und 131 bezeichnen ein Paar von Sporn-Zuführrollen, von denen die aufzeichnungsseitige Rolle 131 ein Spornrad 8 ist, und die Bezugszahlen 14 sowie 141 bezeichnen ein Paar von Papier-Austragrollen, von denen die aufzeichnungsseitige Rolle 141 ein Spornrad 8 ist. Ein Aufzeichnungsmedium ist mit P bezeichnet.
Es wird nun die Funktionsweise der oben beschriebenen Konstruktion erläutert. In Fig. 22 wird das Aufzeichnungsmedium P durch das Paar von Papierzuführrollen 12 herangeführt und eingerichtet, wie in Fig. 22 gezeigt ist, worauf die mit dem Aufzeichnungskopf 1a ausgestattete Kartusche 1 eine Einzeilenaufzeichnung am Aufzeichnungsmedium P durch die Bewegung des Schlittens 2 in der Unterabtastrichtung ausführt. Anschließend wird das Paar von Sporn-Zuführrollen 13 und 131 in Drehung in der Vorwärtsrichtung (Richtung des Pfeils C) versetzt, wodurch das Aufzeichnungsmedium in der Hauptabtastrichtung transportiert wird.
Wenn bei dem oben beschriebenen Gerät das Paar von Sporn-Zuführrollen 13 und 131 in der Rückwärtsrichtung gedreht und eine Rückwärtszuführung bewirkt wird, kann die unfixierte Tinte am Aufzeichnungsmedium einem Reiben durch die Rolle unterliegen, wodurch Abbildungen gestört werden, jedoch sind bei der in Rede stehenden Ausführungsform die Rollen wie die erläuterten Spornräder konstruiert und deshalb wird eine Bildstörung nicht verursacht.
Selbst wenn eine Rückwärtszuführung bewirkt wird und die Spornräder mit der unfixierten Tinte in Berührung kommen, wird ein Gleichgewicht durch die Oberflächenhaftkraft zwischen den Spornrädern und der Tinte, der Haftkraft zwischen der Tinte und dem Aufzeichnungsmedium sowie der Kohäsionskraft der Tinte selbst eingehalten, so daß die Kraft, mit der die Tinte an den Spornrädern haftet, immer niedriger sein kann und deshalb eine Übertragung der Tinte auf die Spornräder nicht bewerkstelligt und eine Bildstörung nicht verursacht wird.
Durch Anwendung der Tatsache, daß die Prinzipien einer Übertragung und einer Nichtübertragung von Tinte auf die Spornräder von der Abtastrichtung des Aufzeichnungsmediums unabhängig sind, werden Spornräder (z. B. Zählperlen eines Abakus), deren Umfangsfläche eine Rotationsgestalt aufweist, wobei diese kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt, in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums vorwärts und rückwärts vom Aufzeichnungskopf angeordnet, wodurch es ungeachtet der Abtastrichtung des Aufzeichnungsmediums möglich wird zu verhindern, daß die unfixierte Aufzeichnungsfläche einem Reiben unterliegt, wodurch die Störung der aufgezeichneten Abbildungen verursacht wird.
Während eines Einzeilenvorschubs des Aufzeichnungsmediums in der Hauptabtastrichtung stören die Abstandsrollen 100 Abbildungen, und aus diesem Grund kann der Schlitten wie im Stand der Technik zur Ausgangsposition (zur Bereitschaftsposition fern vom Aufzeichnungsbereich) verfahren werden. Wenn eine derartige Bewegung nicht bewirkt wird, kann der Schlitten zurückgezogen werden, so daß die Abstandsrollen vom Medium getrennt werden können.
Es wird nun eine Beschreibung einer Ausführungsform gegeben, bei der im Fördersystem, in welchem eine Transportführung an der aufzeichnungsseitigen Fläche des Aufzeichnungsmediums angeordnet ist, das Aufzeichnungsmedium nicht mit der Transportführung in einem Zustand in Berührung kommt, in welchem das Aufzeichnungsmedium in das Aufzeichnungsgerät eingeführt worden ist.
Einrichtungen, die so konstruiert sind, daß sie nicht gegen die Aufzeichnungsflächen reiben, werden nachfolgend beschrieben.
Die Fig. 23, 24 und 25 veranschaulichen die Art und Weise, wie das Aufzeichnungsmedium eingeführt wird.
Wenn das Aufzeichnungsmedium P eingeführt wird, stößt, wie in Fig. 23 gezeigt ist, dessen vorlaufende Kante zuerst gegen die Transportführung 15 und wird längs der Transportführung 15 geleitet, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Die vorlaufende Kante des Aufzeichnungsmediums P stößt gegen eine Papier-Halteeinrichtung 71 vom Typ des Spornrades 8, wird dadurch erfaßt und in der Richtung des in Fig. 25 gezeigten Pfeils A transportiert.
Dann wird die vorlaufende Kante des Aufzeichnungsmediums durch eine Papieraustragrolle vom Typ des Spornrades 8 sowie einer Auffangrolle 9 eingeklemmt.
In dem Aufzeichnungsgerät gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform ist die Förderkraft zwischen der Transportwalze 5 und den Rollen 61, 71 größer als die Förderkraft zwischen der Papieraustragrolle 8 sowie der Auffangrolle 9, und die Aufzeichnungsmedium-Fördergeschwindigkeit der Transportwalze 5 ist niedriger als die Fördergeschwindigkeit der Papieraustragrolle 8. Das bedeutet, daß die Kraft, mit welcher das Aufzeichnungsmedium P transportiert wird, und die Geschwindigkeit, mit welcher das Aufzeichnungsmedium P gefördert wird, durch die Transportwalze 5 geregelt wird, während die Papieraustragrolle 8 unter einem Rutschen mit einer hohen Geschwindigkeit zu dem Zweck dreht, das Aufzeichnungsmedium P gespannt zu halten. Die Technik, um die Aufzeichnungsmedium- Transportgeschwindigkeit absichtlich zwischen den Rollen, die das Aufzeichnungsmedium fördern, verschiedenartig zu machen, ist eine bekannte Technik und braucht deshalb hier nicht im Detail beschrieben zu werden.
Wenn bei der in Rede stehenden Ausführungsform das Aufzeichnungsmedium P erfaßt und von der Papieraustragrolle 8 geklemmt wird, wird die Schlaffheit im Aufzeichnungsmedium P zwischen der Transportwalze 5 und der Transportführung 15 absorbiert, weil die Fördergeschwindigkeit der Papieraustragrolle 8 höher als die Fördergeschwindigkeit der Transportwalze 5 ist, und somit wird zwischen dem Aufzeichnungsmedium P und der Transportführung 15 ein Spalt t gebildet, wie in Fig. 25 gezeigt ist.
Indem ein solcher Spalt gebildet wird, ist die Möglichkeit gegeben zu verhindern, daß die Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsmediums P durch die Transportführung 15 gerieben wird, und zwar selbst wenn eine Rückwärtsförderung bewirkt wird.
Die Papier-Halteeinrichtungen 71 und 61 vom Spornradtyp sind Spornräder, die als Papieraustragrollen verwendet werden, deren Umfangsfläche von einer Rotationsgestalt ist, welche kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegt, und deshalb wird die Aufzeichnungsfläche durch die Papier = Halteeinrichtungen vom Spornradtyp weder verschmutzt noch gestört werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Berührung zwischen dem Aufzeichnungsmedium P und der Transportführung 15 durch Vorsehen eines Spalts t verhindert, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Um die Zuverlässigkeit in der Verhinderung einer Berührung zu erhöhen, kann der Spalt t vorzugsweise so weit wie möglich sein. Wenn der Spalt t jedoch weit ist, wird sich der Eintauchwinkel der vorlaufenden Kante des Aufzeichnungsmediums in die Papier-Halteeinrichtungen 71 und 61 vom Spornradtyp während einer Papierzufuhr ändern, und es wird der Eintrittsaufprall vergrößert.
Weil die Umfangsfläche der Papier-Halteeinrichtungen 71 und 61 vom Spornradtyp von einer Gestalt ist, mit der sie kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegen können, wird die Tinte nicht übertragen werden, selbst wenn die Papier- Halteeinrichtungen 71 und 61 vom Spornradtyp gegen unfixierte Aufzeichnungen anliegen, jedoch wird die Spornradfunktion des Verhinderns der Übertragung von Tinte herabgesetzt, wenn fehlerhafte Stellen oder ein Bruch an der Umfangsfläche durch die vorlaufende Kante des Aufzeichnungsmediums gebildet werden.
Auch kommt eine Papieraustragrolle unter Verwendung eines Spornrades zum Einsatz, welche mit einer Geschwindigkeit höher als die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums zum Drehen sowie Rutschen gebracht wird, und deshalb unterliegt deren Außenumfangsfläche einem erheblichen Abrieb.
Die Fig. 26 zeigt eine Ausführungsform, die für solche Arten von Geräten geeignet ist, von denen eine große Anzahl von dauerhaft haltbaren Blättern gefordert wird. Zusätzlich zu der Konstruktion der Fig. 23 bis 25 sind bei dieser Ausführungsformen Führungsspornräder 81 als die vorbeschriebenen Spornräder dieser Erfindung an der Oberfläche der Transportführung 15 angeordnet, welche das Aufzeichnungsmedium P leitet. Somit wird erreicht:
1) daß die Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsmediums P durch die Führungsspornräder 81 abgestützt wird und nicht unmittelbar mit der Führungsfläche der Transportführung 15 in Berührung kommt;
2) daß der Spalt zwischen der Transport-/Schreibwalze und der Transportführung 15 auf das notwendige Minimum verengt werden kann, weshalb während der Papierförderung der Eintrittsaufprall der vorlaufenden Kante des Aufzeichnungsmediums P gegen die Papier-Halteeinrichtung 71 vom Spornradtyp minimiert werden kann; und
3) daß während der Papierförderung das Aufzeichnungsmedium P zwischen der Schreibwalze 5 sowie der Transportführung 15 keine Schlaffheit aufweist, weshalb die Papieraustragrolle 8, die ein Spornrad ist, hierfür nicht verwendet werden muß, während sie zum Drehen und Rutschen mit einer Geschwindigkeit höher als die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums P gebracht wird.
Folglich kann bei der in Rede stehenden Ausführungsform die Häufigkeit, mit welcher solche Behinderungen, wie Abrieb, fehlerhafte Stellen und ein Bruch, der Papieraustragrolle 8, welche ein Spornrad ist, und der Papier-Halteeinrichtung 71 vom Spornradtyp auftreten, vermindert werden, wodurch eine hohe Haltbarkeit erreicht werden kann.
Auch ist bei der in Rede stehenden Ausführungsform die Anzahl der Führungsspornräder 81 gleich drei, jedoch kann die Anzahl dieser Führungsspornräder 81 größer oder kleiner als drei sein.
Was die Arten oder Anzahlen an Aufzeichnungsköpfen, die am Schlitten gelagert sind, angeht, kann beispielsweise nur ein Kopf entsprechend einer monochromatischen Tinte vorgesehen werden, und darüber hinaus kann eine Mehrzahl von Köpfen, die sich in der Aufzeichnungsfarbe oder -dichte unterscheiden, zum Einsatz kommen.
Die Erfindungen der Fig. 23 bis 26 sind von einer solchen Konstruktion, wie das vorstehend beschrieben wurde, daß Spornräder, deren Umfangsfläche von einer Rotationsgestalt ist, mit der sie kontinuierlich gegen das Aufzeichnungsmedium anliegen, in der Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums vor- und rückwärts von diesem angeordnet werden und daß eine Transportführung an der aufzeichnungsseitigen Fläche des Aufzeichnungsmediums angebracht ist, so daß für eine Transportführung gesorgt ist, um eine Berührung des Aufzeichnungsmediums mit der Transportführung in einem Zustand zu verhindern, in welchem das Aufzeichnungsmedium in das Aufzeichnungsgerät eingeführt worden ist, wodurch es auch, selbst wenn ungeachtet der Transport- und der Abtastrichtung des Aufzeichnungsmediums, wenn z. B. eine Rückwärtsförderung im Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bewirkt wird, möglich wird, das Problem, daß aufgezeichnete Abbildungen durch unfixierte Tinte in Unordnung gebracht werden, zu verhindern.
Die Umfangsfläche des Spornrades muß nicht kreisförmig sein, sondern kann polygonal oder elliptisch oder von einer unbestimmten Gestalt, z. B. einer bandartigen Gestalt, sein, kurzum muß die Umfangsfläche lediglich ununterbrochen sein, ohne daß deren Berührung mit der Tinte nahe dem Berührungspunkt unterbrochen wird.
Die vorliegende Erfindung kann insbesondere unter den Tintenstrahl-Aufzeichnungssystemen den oben beschriebenen funktionellen Effekt durch die kombinierte Wirksamkeit des Fixierungsbeschleunigungseffekts der Wärmeenergie und des Effekts des genannten Spornrades in einem Aufzeichnungskopf sowie einem Aufzeichnungsgerät des von Canon, Inc., vorgeschlagenen Blasenstrahltyps stärker erhöhen.
Die typische Konstruktion und das typische Prinzip des Systems kann vorzugsweise auf dem Grundgedanken beruhen, der beispielsweise in den US-Patenten Nr. 4 823 129 und Nr. 4 740 796 offenbart ist. Dieses System ist sowohl auf den sog. auf Abruf arbeitenden Typ wie auf den sog. kontinuierlichen Typ anwendbar, und insbesondere ist es bei dem signalabhängigen Typ wirkungsvoll, weil mindestens ein einer Aufzeichnungsinformation entsprechendes und einen den Keimbildungssiedepunkt überübersteigendes, einen rapiden Temperaturanstieg hervorrufendes Treibersignal an ein elektrothermisches Wandlerelement gelegt wird, das in Übereinstimmung mit einem Flachmaterial oder einem Flüssigkeitskanal, in dem Flüssigkeit (Tinte) zurückgehalten wird, angeordnet ist, wodurch Wärmeenergie in dem elektrothermischen Wandlerelement erzeugt wird, um ein Filmsieden an der wärmewirksamen Fläche eines Aufzeichnungskopfes mit dem Ergebnis hervorzurufen, daß eine diesem Treibersignal mit 1 : 1 entsprechende Blase in der Flüssigkeit (Tinte) gebildet werden kann. Durch das Anwachsen und Zusammenziehen dieser Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch eine Ausstoßöffnung hindurch ausgeschleudert, um dadurch mindestens ein Tröpfchen zu bilden. Wenn das Treibersignal in einer impulsartigen Form erzeugt wird, wird das Anwachsen und Zusammenziehen der Blase in geeigneter Weise sofort stattfinden, und deshalb kann ein Ausstoß der Flüssigkeit (Tinte), der insbesondere im Ansprechverhalten ausgezeichnet ist, bewerkstelligt werden, und das ist sehr vorzuziehen. Dieses Treibersignal in der Impulsform kann in geeigneter Weise das in den US-Patenten Nr. 4 463 359 oder Nr. 4 345 262 beschriebene Signal sein. Auch kann ein ausgezeichneteres Aufzeichnen bewerkstelligt werden, wenn die im US-Patent Nr. 4 313 124, das eine die Temperaturanstiegsrate der erwähnten wärmewirksamen Fläche betreffende Erfindung offenbart, beschriebenen Bedingungen zur Anwendung kommen.
Als die Konstruktion des Aufzeichnungskopfes wird neben der Konstruktion, die eine Kombination von Ausstoßöffnungen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Wandlerelementen umfaßt, wie in jedem der oben genannten Patente (geradlinige Flüssigkeitswege oder rechtwinklige Flüssigkeitswege) beschrieben ist, die Konstruktion unter Verwendung der US-Patente Nr. 4 558 333 und 4 459 600, welche eine Konstruktion beschreiben, bei der ein wärmewirksames Teil in einem gekrümmten Bereich angeordnet ist, auch durch die vorliegende Erfindung eingeschlossen. Darüber hinaus ist diese Erfindung auch wirkungsvoll, wenn sie eine Konstruktion anwendet, die auf der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 59-123670, welche eine Konstruktion beschreibt, bei welcher ein einer Mehrzahl von elektrothermischen Wandlerelementen gemeinsamer Schlitz das Ausstoßteil der elektrothermischen Wandlerelemente ist, oder auf die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 59-138461, welche eine Konstruktion beschreibt, bei welcher eine Öffnung, um die Druckwelle der Wärmeenergie zu absorbieren, dem Ausstoßteil entspricht, beruht.
Ferner kann der Aufzeichnungskopf des Ganzzeilentyps, der eine der Breite des größten Aufzeichnungsmediums, an welchem das Aufzeichnungsgerät ein Aufzeichnen bewirken kann, entsprechende Länge hat, von einer Konstruktion sein, wobei diese Länge durch eine Kombination einer Mehrzahl von Aufzeichnungsköpfen, wie in den vorgenannten Schriften offenbart ist, oder eine Konstruktion als ein einzelner Aufzeichnungskopf, der als eine Einheit ausgebildet ist, sein, und die vorliegende Erfindung kann den oben beschriebenen Effekt wirkungsvoller hervorbringen.
Des weiteren ist die vorliegende Erfindung auch effektiv, wenn von einem Aufzeichnungskopf des austauschbaren Chiptyps, bei dem die elektrische Verbindung zum Geräthauptteil und bei dem die Zufuhr von Tinte vom Geräthauptteil möglich gemacht wird, indem er am Geräthauptteil montiert wird, oder von einem Aufzeichnungskopf des Kartuschentyps, bei dem eine Kartusche einstückig mit dem Aufzeichnungskopf selbst ausgestaltet ist, Gebrauch gemacht wird.
Auch kann die Zufügung von Regeneriereinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, von präliminären Hilfseinrichtungen usw. bei der Konstruktion des Aufzeichnungsgeräts der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, um den Effekt dieser Erfindung mehr zu stabilisieren, und das ist zu bevorzugen. Insbesondere ist für diese zu erwähnen, daß sie Abdeckeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, Reinigungs-, Druck- oder Saugeinrichtungen und Vorwärmeinrichtungen enthalten, welche ein vom Aufzeichnungskopf getrenntes elektrothermisches Wandlerelement oder ein Heizelement oder eine Kombination von diesen umfassen, und hierbei wird die präliminäre Ausstoßbetriebsweise durchgeführt, bei der ein vom Ausstoßen für ein Aufzeichnen getrennter Ausstoß bewirkt wird, und das ist wirkungsvoll, um ein stabiles Aufzeichnen zu bewerkstelligen.
Ferner ist die Aufzeichnungsart des Aufzeichnungsgeräts nicht auf den Aufzeichnungsbetrieb mit einer Hauptfarbe, z. B. Schwarz, beschränkt, sondern kann von einem Aufzeichnungskopf, der als eine Einheit oder als eine Kombination einer Mehrzahl von Aufzeichnungsköpfen konstruiert ist, Gebrauch gemacht werden, und die vorliegende Erfindung ist auch für ein Gerät, das mit mindestens einer aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Farben und einer Vollfarbe durch Farbmischung ausgestattet ist, sehr effektiv.
Bei den oben erläuterten Ausführungsformen dieser Erfindung ist die Tinte als Flüssigkeit beschrieben worden, jedoch kann die Tinte eine solche sein, die bei Raumtemperatur oder dar unter fest wird und bei Raumtemperatur erweicht oder verflüssigt wird, oder eine Tinte sein, die die flüssige Phase annimmt, wenn ihr das angewendete Aufzeichnungssignal vermittelt wird, weil es in dem oben beschriebenen Tintenstrahlsystem üblich ist, die Tinte in ihrer Temperatur innerhalb des Bereichs von 30ºC bis 70ºC zu regeln, um dadurch eine Temperaturregelung zu bewirken, so daß die Viskosität der Tinte innerhalb eines stabilen Ausstoßbereichs liegen kann. Zusätzlich kann der Temperaturanstieg durch Wärmeenergie als Energie für die Phasenänderung der Tinte von der festen zur flüssigen Phase verwendet werden, um dadurch einen solchen Temperaturanstieg zu verhindern, der die Tinte verdampft, oder es kann Tinte verwendet werden, die sich verfestigt, wenn sie in Ruhe gelassen wird, um die Verdampfung der Tinte zu unterbinden, und in jedem Fall ist die Anwendung von Tinte mit der Eigenart, daß sie lediglich durch Wärmeenergie verflüssigt wird, z. B. von Tinte, die durch Anlegen von Wärmeenergie in Übereinstimmung mit einem Aufzeichnungssignal in der Form einer Tintenflüssigkeit ausgestoßen wird, oder von Tinte, die bereits beginnt zu einem Zeitpunkt sich zu verfestigen, in welchem sie am Aufzeichnungsmedium anlangt, auch für die vorliegende Erfindung geeignet. In einem solchen Fall kann die Tinte in einer derartigen Form vorhanden sein, in der sie einem elektrothermischen Wandlerelement gegenüberliegt, während sie als Flüssigkeit oder Feststoff in Vertiefungen oder Durchgangslöchern eines porösen Flachmaterials zurückgehalten wird, wie in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 54-56847 oder in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 60-71260 beschrieben ist. Was bei der vorliegenden Erfindung für jede Art einer Tinte, wie sie oben beschrieben wurde, am wirksamsten ist, das ist die Durchführung des oben angegebenen Filmsiedesystems.

Claims

1. Ein Tintenstrahldrucker, der eine Bahn für einen Transport eines Aufzeichnungsmediums hat und mindestens ein drehbares Führungsorgan besitzt, das mit einer flüssigen Tinte an einem Aufzeichnungsmedium, wenn sich das genannte Medium in der Transportbahn befindet, in Berührung kommen kann, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) das erwähnte drehbare Organ eine radial äußerste Umfangsfläche (80) für eine Berührung des tintetragenden Mediums besitzt, wobei die besagte Umfangsfläche ununterbrochen ist,

(b) das drehbare Führungsorgan in einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche (80) eine axiale Abmessung von 0,7 mm oder weniger hat, und

(c) das erwähnte drehbare Führungsorgan zwischen der besagten äußersten Umfangsfläche (80) und einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche aus

(a) die genannte axiale Abmessung von 0,7 mm nicht überschreitet sowie (b) eine axiale Abmessung besitzt, die entweder konstant ist oder zur Umfangsfläche hin abnimmt.

2. Der Drucker nach Anspruch 1, welcher Mittel für ein Bewegen des Aufzeichnungsmediums in einer Abtastrichtung längs der Transportbahn besitzt und bei welchem das drehbare Organ für ein Drehen in der besagten Abtastrichtung, wenn sich das Aufzeichnungsmedium längs der Transportbahn bewegt, eingerichtet ist.

3. Der Drucker nach Anspruch 1, welcher Mittel für ein Bewegen des Aufzeichnungsmediums längs der Transportbahn in einer Abtastrichtung sowie einen für eine Bewegung in einer zur Transportbahn querliegenden Unterabtastrich tung angeordneten Schlitten besitzt und bei welchem das drehbare Führungsorgan am Schlitten für ein Drehen in der Unterabtastrichtung, wenn der erwähnte Schlitten bewegt wird, angebracht ist.

4. Der Drucker nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei welchem die Umfangsfläche (80) des drehbaren Organs einen Kontaktwinkel mit Wasser von 30º oder mehr hat.

5. Der Drucker nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei welchem die Breite der Umfangsfläche (80) gleich oder kleiner als 300 um ist.

6. Der Drucker nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei welchem das drehbare Führungsorgan oder eine Umfangsfläche (80) von diesem aus einem Silikonharz gebildet ist.

7. Der Drucker nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das drehbare Führungsorgan oder eine Umfangsfläche (80) von diesem aus einem Perfluoralkoxyharz, einem Propylen-Hexafluorid-Kopolymersatharz, einem Tetrafluoräthylen-Äthylen-Kolymerisatharz, einem Vinylidenfluoridharz oder einem Äthylenchlorid-Trifluoridharz gebildet ist.

8. Der Drucker nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das drehbare Führungsorgan aus einem hochdichten Polyäthylen, einem Polyäthylen, einem Polypropylen, einem Trimethylpenten, einem Polyazetal, einem Nylon, einem Polysulfon oder einem Phenolharz gebildet ist.

9. Ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken, das umfaßt:

- Vorsehen einer Transportbahn für ein Aufzeichnungsmedium durch einen Tintenstrahldrucker hindurch,

- Vorsehen eines drehbaren Führungsorgans, das mit flüssiger Tinte an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums während einer Abtastbewegung des Aufzeichnungsmediums längs der Transportbahn oder während einer Unterabtastbewegung eines Druckkopfes des genannten Druckers quer zu der Transportbahn in rollende Berührung kommen kann, und

- Drucken eines Musters aus Tinte auf das Aufzeichnungsmedium mit Hilfe des genannten Tintenstrahldruckers,

- dadurch gekennzeichnet,

- daß das drehbare Führungsorgan eine radial äußerste Umfangsfläche (80) zur Berührung des Aufzeichnungsmediums hat, wobei die besagte Umfangsfläche ununterbrochen ist,

- daß das drehbare Führungsorgan in einem radialen Abstand von 0,1 mm von der äußersten Umfangsfläche eine axiale Abmessung von 0,7 mm oder weniger hat, und

- daß das erwähnte Führungsorgan zwischen der besagten äußersten Umfangsfläche (80) sowie einem radialen Abstand von 0,1 mm von der besagten äußersten Umfangsfläche (a) die erwähnte axiale Abmessung von 0,7 mm nicht überschreitet und (b) eine axiale Abmessung hat, die entweder konstant ist oder zu der Umfangsfläche hin abnimmt.