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Dokumentenidentifikation DE10002093B4 31.05.2007
Titel Vakuumoberfläche für eine Nass-Farbstoff-Druckvorrichtung und Tintenstrahldruckvorrichtung mit einer solchen Vakuumoberfläche
Anmelder Hewlett-Packard Development Co., L.P., Houston, Tex., US
Erfinder Rhodes, John D., Vancouver, Wash., US;
Rasmussen, Steve O., Vancouver, Wash., US;
Chen, Angela, Portland, Oreg., US;
Wotton, Geoff, Battleground, Wash., US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 19.01.2000
DE-Aktenzeichen 10002093
Offenlegungstag 26.10.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B41J 11/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G03G 15/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumniederhalter für Einzelblatt-Druckmedien, der insbesondere für eine Naß-Farbstoff-Druckvorrichtung nützlich ist, wie z. B. Tintenstrahldrucker.

Es ist bekannt, eine vakuuminduzierte Kraft zu verwenden, um ein Blatt eines flexiblen Materials an einer Oberfläche anzuhaften, z. B. um ein Blatt eines Druckmediums temporär auf einer Auflageplatte zu halten. Im nachfolgenden wird "vakuuminduzierte Kraft" auch als "vakuuminduzierter Fluß", oder nur als "Vakuumfluß" oder einfach nur als "Vakuum" oder "Ansaugung" bezeichnet. Solche Vakuumniederhaltersysteme sind eine relativ herkömmliche, ökonomische Technologie zur kommerziellen Implementierung und können die Durchsatzanforderungen verbessern. Es ist z. B. bekannt, eine rotierende Trommel mit Löchern durch die Oberfläche bereitzustellen, wobei ein Vakuum durch den Trommelzylinder eine Ansaugkraft durch die Trommeloberfläche bereitstellt. Die Bezeichnung "Trommel", wie sie nachfolgend verwendet wird, ist beabsichtigt als Synonym für irgendeine krummlinige Implementierung zu dienen, die die vorliegende Erfindung ausführt, sei es ein voller Zylinder, wie er in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ein Halbzylinder-Ausführungsbeispiel, ein halbkugelförmiges Ausführungsbeispiel oder ähnliches, wie es durch Fachleute erkannt würde. Obwohl die Bezeichnung "Auflageplatte" als eine flache oder ebene Halteoberfläche definiert werden kann, wird sie in der Drucktechnologie auch für krummlinige Oberflächen verwendet, wie z. B. für eine herkömmliche Schreibmaschinengummirolle, so daß folglich für die vorliegende Erfindung "Auflageplatte" für eine Papierniederhalteroberfläche beliebiger Form verwendet wird, die in einer Druckvorrichtung (Hardcopy-Vorrichtung) verwendet wird.

Bei einer Druckvorrichtung, wie z. B. einem Kopierer oder einem Computerdrucker, wird eine Auflageplatte entweder zum Transport von Einzelblatt-(Cut Sheet)-Druckmedien zu einer internen Druckstation oder zum Halten der Druckmedien an der Druckstation verwendet, während Bilder gebildet werden, oder für beides. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird im nachfolgenden die Bezeichnung "Papier" verwendet, um auf alle Arten von Druckmedien Bezug zu nehmen, wobei keine Beschränkung des Umfangs der Erfindung dadurch beabsichtigt oder impliziert ist. Ein universelles Problem stellt die Handhabung von Papier mit unterschiedlicher Größe dar. Offene Löcher um die Kanten eines Blattes, das kleiner ist als die Abmessungen des Vakuumfeldes in der Auflageplattenoberfläche führen zu Vakuumverlusten zum Halten des Papiers. Mit anderen Worten resultieren zu viele freiliegende Vakuumanschlüsse in einer Änderung der Flußkräfte in jedem Vakuumanschluß und einem Verlust des Haltedrucks an den mit einem Blatt Papier bedeckten Anschlüssen. Folglich kann ein Blatt Papier, das kleiner ist als das gesamte Vakuumfeld, nicht fest an der Oberfläche anhaften. Bekannte Vorrichtungen verlassen sich allgemein auf einen Anwender, der die Betriebsfunktionen manuell umschaltet, um das Vakuumfeld einzustellen, um es an die Größe des derzeitig verwendeten Papiers anzupassen.

Bei der Durchführung von Versuchen, ein Vakuum zu verwenden, um Papier in "Naß-Farbstoff"-Druckumgebungen niederzuhalten, d. h. in Druckvorrichtungen, wie z. B. einem Tintenstrahldrucker, der einen flüssigen Farbstoff verwendet, wurde ein anderes Problem offensichtlich. Die Bezeichnung "Naß-Farbstoff" oder nur "Farbstoff" wird hier als allgemeiner Ausdruck für alle solchen Druckvorrichtungen verwendet, unabhängig davon, ob diese Tinte (die selber auf Farbstoff oder auf Pigmenten basieren kann), einen Naß-Toner oder ein anderes flüssiges Färbemittel verwenden. Die Tintenstrahltechnologie ist relativ gut entwickelt. Herkömmliche Produkte, wie z. B. Computerdrucker, Graphikplotter, Kopierer und Faksimilemaschinen, verwenden die Tintenstrahltechnologie, um Ausdrucke zu erzeugen. Die Grundsätze dieser Technologie sind z. B. in verschiedenen Artikeln des Hewlett-Packard Journal offenbart: Bd. 36, Nr. 5 (Mai 1985), Bd. 39, Nr. 4 (August 1988), Bd. 39, Nr. 5 (Oktober 1988), Bd. 43, Nr. 4 (August 1992), Bd. 43, Nr. 6 (Dezember 1992) und Bd. 45, Nr. 1 (Februar 1994). Tintenstrahlgeräte sind ebenfalls durch W.J. Lloyd und H.T. Taub in Output Hardcopy [sic] Devices, Kapitel 13 (Ed. R.C. Durbeck und S. Sherr, Academic Press, San Diego, 1988), beschrieben.

Bei einem Tintenstrahldrucker mit einer Trommeloberfläche, die z. B. ein Feld von diskreten Vakuumlöchern verwendet, führt der lokalisierte Vakuumdruck gegen Regionen der Unterseite des Papiers benachbart zu den Vakuumbereichen dazu, daß der Naß-Farbstoff durch die Kapillaren des Papiermaterials gezogen wird, bevor der Farbstoff Zeit hat, sich zu setzen. Dies führt zu wechselnden Konzentrationen von dunklen und hellen Abschnitten des Farbstoffs in dem abschließenden Bild, entsprechend den einzelnen bzw. individuellen Einflußregionen der Löcher in dem Feld. Eine nichtgleichförmige Sättigung führt zu einer Deformation des Papiers während die Tinte trocknet, was herkömmlicherweise als Papierfalte bezeichnet wird. Überdies können bei einer Tintenstrahlumgebung die Vakuumkräfte durch die Anschlüsse um die Peripherie des Papiers die Tintentropfenabschußtrajektorie beeinflussen, was zu Fehldrucken oder zufälligen Artefakten in dem abschließenden Bild führt.

Die US 4,101,018 A beschreibt einen Papierkantensensor für ein Papier, welches auf eine trommelförmige Auflageplatte aufgebracht wird, und dort vollständig, zum Zwecke des Bedruckens durch eine Druckereinrichtung, gehalten wird. Um eine vordere Kante des Papiers sicher zu erkennen, um so ein ordnungsgemäßes Drucken zu ermöglichen, überlappen die vordere Kante und die hintere Kante nachdem das Papier auf die Trommel aufgewickelt wurde, so daß die vorstehende hintere Kante ein Signal an einen Fotodetektor unterbricht, so daß abhängig von der Drehposition der Trommel beim Erfassen ein Unterbrechen des Lichtsignals die Position der vorderen Kante bezüglich einer Druckposition festgestellt werden kann, so daß der Druckvorgang ordnungsgemäß aufgeführt werden kann.

Die US 4,202,542 A beschreibt eine Vorrichtung zum Handhaben von flexiblen Blättern. Auf einer Trommel sind Kanäle zum Halten der Vorderkante bzw. der Hinterkante eines Papiers vorgesehen, wobei die Blätter ferner durch eine elektrostatische Anziehung auf der Trommeloberfläche gehalten werden, und nur im Bereich der Vorderkante und der Hinterkante durch die Ansaugung festgehalten wird.

Die US 4,504,843 A beschreibt eine Oberflächenstruktur für eine Trommel eines Aufzeichnungsgeräts, wobei jedoch ein Klemmelement zum Halten der Medien verwendet wird.

Die US 5,124,728 A betrifft einen Tintenstrahlplotter, bei dem eine Mehrzahl von Vakuumöffnungen in einer Auflageplatte vorgesehen sind.

Die DE-OS 1 756 594 betrifft eine Transportvorrichtung für Schriftstücke, bei der einer Drehung der Trommel nur auswahlmäßig ein Vakuum an eine Hälfte der Öffnungen angelegt, die andere Hälfte der Öffnungen ist nicht mit einem Vakuum beaufschlagt.

Die US 5,383,001 A beschreibt eine Vakuumtrommel zum Befestigen von Medien unterschiedlicher Größen, wobei hierfür an speziellen Positionen um die Trommel herum Vakuumkanäle mit kleinen Abmessungen vorgesehen sind.

Daher besteht eine Notwendigkeit nach einem Vakuumpapierniederhalter, der für die Verwendung in einer Naß-Farbstoff-Druckumgebung geeignet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Vakuumpapierniederhalter zu schaffen, der für die Verwendung in einer Naß-Farbstoff-Druckumgebung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Auflageplattenoberflächenstruktur gemäß Anspruch 1 gelöst.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ferner eine Tintenstrahldruckvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Auflageplattenoberflächenstruktur Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese die Verteilung der Vakuumkraft über ein Druckmedienblatt optimiert.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese einen Vakuumniederhalter schafft, der keinen Naß-Farbstoff von dessen anfänglicher Abscheidungsdispersion zieht.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese eine geringere Vakuumniederhalterverformung der Druckmedien bewirkt, wodurch eine permanente Deformation aufgrund der Farbstoffinfusion und des Trocknens während der Druckoperationen minimiert wird.

Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese die Fähigkeit schafft, unterschiedlich große Papiermedien zu halten.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese die Möglichkeit schafft, Medien mit unterschiedlicher Steifigkeit zu halten.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung daß diese die akustischen Vakuum-Pegel reduziert.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese einen Niederhalter für die vordere und die hintere Kante eines steifen Mediums auf einer zylindrischen oder Trommelimplementierung schafft.

Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese Variationen der Oberflächenhöhe der Medien minimiert, was seinerseits einen engeren Stift-zu-Medien-Abstand ermöglicht, wodurch eine bessere Druckqualität erreicht wird.

Anhand der beiliegenden Figuren werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

2A und 2B schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einer Vakuumtrommeloberfläche einer Auflageplatte in der Tintenstrahldruckvorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist.

3A und 3B schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einer Vakuumtrommeloberfläche einer Auflageplatte in der Tintenstrahldruckvorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist.

4A, 4B und 4C schematische Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einer Vakuumtrommeloberfläche einer Auflageplatte in der Tintenstrahldruckvorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist, wobei 4A und 4B schematische Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung einer Vakuumtrommeloberfläche einer Auflageplatte sind, und 4C eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts der Trommel gemäß dem Ausführungsbeispiel aus 4A und 4B ist.

5 einen Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Zeichnungen, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet, es sei denn es ist speziell darauf hingewiesen.

Detailliert wird nun Bezug genommen auf ein spezifisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das die derzeit beste bekannte Art zur Ausführung der Erfindung darstellt. Alternative Ausführungsbeispiele werden ebenfalls kurz beschrieben.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Niederhalteroberflächen die in Verbindung mit einem oder mehreren unterschiedlichen Vakuumverteilsystemen verwendet werden können, wie sie in der Literatur beschrieben sind. Eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen zum Verteilen eines Vakuums zu einer flexiblen Materialhalteroberfläche sind im Stand der Technik bekannt (siehe z. B. US-A-3,617,127 (McDuff) für einen Transport eines photographischen Materials mit einer Vakuumauflageplatte, US-A-4,145,040 (Huber) für eine Greifertrommel, US-A-4,202,542 (Lammers u. a.) für eine Vorrichtung zur Handhabung flexibler Blattmaterialien unterschiedlicher Größe, US-A-4,504,843 (Prohl u. a) für eine Oberflächenstruktur für die Trommel eines Aufzeichnungsgerätes, US-A-5,383,001 (Bosy) für eine Vakuumtrommel zur Befestigung von Medien unterschiedlicher Größen oder US-A-5,183,252 (Wolber u. a.) für eine Vakuumtrommel für Medien unterschiedlicher Größe.

Es ist grundsätzlich möglich, daß die Auflageplatte entweder mit einem Ventil versehen ist, wobei ein automatischer Mechanismus vorgesehen ist, um nur diejenigen Auflageplattenvakuumöffnungen, die durch ein Blatt Papier bedeckt sind, zu aktivieren, oder nicht mit einem Ventil versehen sind, bei dem ein Vakuum über die Oberfläche über konstant offene Vakuumöffnungen ausgeübt wird.

Zur Vereinfachung der Erklärung wird die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben, die eine Druckvorrichtung umfassen, die Einzelblatt-Druckmedien verwenden, und wie es hier unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel offenbart wird, eine volle Trommelauflageplatte haben. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Erfindung eine breitere Anwendbarkeit hat. Die Verwendung einer Druckvorrichtung bei den beispielhaften Ausführungsbeispielen dient nicht zur Beschränkung des Schutzbereichs der Erfindung und sollte auch nicht als eine implizierte Beschränkung desselben aufgefaßt werden.

1 zeigt einen Tintenstrahldrucker 100, der einen Vakuumtrommel-Papierniederhalter 101 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Es ist für Fachleute offensichtlich, daß eine Trommeltypauflageplattenimplementierung lediglich eine einer Vielzahl von Auflageplattengeometrien ist, die zur Verwendung der vorliegenden Erfindung herangezogen werden kann. Ein Gehäuse 103 schließt den elektrischen und mechanischen Betriebmechanismus des Druckers 100 ein. Der Betrieb wird durch eine elektronische Steuerung verwaltet (normalerweise ein Mikroprozessor oder durch eine gedruckte Schaltungsplatine (nicht gezeigt), die durch eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung ("ASIC") gesteuert wird), die durch geeignete Kabel mit dem Computer (nicht gezeigt) verbunden ist. Es ist bekannt, Bild-, Druck-, Druckmedien-Handhabungs-, -Steuerungs-Funktionen und Logikoperationen anhand von Firmware- oder Software-Befehlen für herkömmliche oder allgemein eingesetzte Mikroprozessoren oder ASICs zu programmieren und auszuführen. Einzelblatt-Druckmedien 105 werden durch einen Endanwender in den Eingabebehälter 107 eingebracht, werden durch einen geeigneten Papier-Weg-Transportmechanismus (nicht gezeigt) in der X-Achse (siehe entsprechend bezeichneten Pfeil) zu dem Vakuumtrommelniederhalter 101 zugeführt, der das Blatt auf der Vakuumtrommelauflageplatte 109 fängt und der es an eine interne Druckstation durch eine Drehung der Trommel um deren zylindrische longitudinale Achse zuführt, wie dies in Phantomlinien A-A, 120 gezeigt ist. Ein Wagen 111, der auf einem Gleiter 113 angebracht ist, bewegt sich hin und her über das Druckmedium in der Y-Achse (siehe entsprechend bezeichneten Pfeil). Ein Codiererstreifen 115 und zugehörige bekannte Positionscodier-Geräte (nicht gezeigt) sind vorgesehen, um die Stellung des Wagens 111 zu jeder vorgegebenen Zeit nachzuverfolgen. Ein Satz von einzelnen Tintenstrahlstiften oder Druckkartuschen 117 ist lösbar in dem Wagen 111 zum leichten Zugriff und zum leichten Ersetzen befestigt (im allgemeinen werden in einem vollständigen Farbsystem Tinten für die primären Subtraktionsfarben Cyan, Gelb, Magenta (CYM) und für wahres Schwarz (K) bereitgestellt). Jede Tintenstrahl-Druckvorrichtung 117 hat einen oder mehrere Druckkopfmechanismen (in dieser Darstellung nicht zu sehen), um sehr kleine Tintentröpfchen auszuspritzen ("jetting"), um Punktbahnen auf benachbart angeordneten Druckmedien zu bilden, wobei graphische Bilder und alphanumerischer Text unter Verwendung herkömmlicher Punktmatrix-Manipulationstechniken erzeugt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß auch ein stationärer, seitenbreiter Tintenstrahlmechanismus verwendet werden könnte.

Die Vakuumkraft, Fv, die durch den Pfeil 119 dargestellt ist, wird auf herkömmliche Weise erzeugt, wie z. B. durch ein geeignet konfiguriertes Sauggebläse (nicht gezeigt), das an der innersten Oberfläche oder der "Vakuumseitenoberfläche" des Vakuumtrommelniederhalters 101 angebracht ist. Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen ein System, das eine Vakuumkraft verwendet, die äquivalent zu einem Druck im Bereich von etwa 1,245 bis 4,982 kPa (etwa 5 bis 20 Inch Wassersäule ("WC")) ist.

Bezugnehmend auf 2A und 2B ist in Verbindung mit 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Auflageplattenoberfläche 200 für die Auflageplatte 109 gezeigt, der Einfachheit halber in 2A als ein im Querschnitt grobliniges Teil, mit einem Querschnitt A-A, der in 2B gezeigt ist (wobei die äußeren Grenzlinien lediglich darstellen, daß dies ein Teil eines sich wiederholenden Musters um die Oberfläche der Trommel 101 ist). Der Abschnitt der Auflageplatte 109 ist bei diesem Ausführungsbeispiel für einen Vakuumniederhalter 101, der nicht mit Ventilen versehen ist, vorgesehen. Das heißt, daß immer dann, wenn der Vakuum-erzeugende Mechanismus aktiviert wird (siehe 1, Pfeil 119), ein Vakuum zu der Auflageplatte 109 verteilt wird, und eine Ansaugkraft wird über die Auflageplattenoberfläche 200 verteilt. Vakuumkanäle 203 der Auflageplattenoberfläche 200 sind bereitgestellt und bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Formen und Abmessungen charakterisiert, die speziell derart entwickelt sind, daß ein Naß-Farbstoff, der auf dem Druckmedium durch die Druckereinrichtung aufgebracht bzw. abgeschieden wird, im wesentlichen nicht innerhalb des Druckmediums durch die durch die Kanäle verteilte Vakuumkraft erneut verteilt wird. Eine erneute Farbstoffverteilung ergibt sich aufgrund der Verwendung des Vakuums, und eine ungleiche Farbstoffverteilung führt zu Druckqualitätsdefekten. Niedrige Vakuumpegel und die Verwendung von feinen Oberflächentexturen auf der Trommel minimieren die erneute Verteilung von Farbstoff. Zu diesem Zweck sind die Kanäle einzeln mit der Vakuumkraft Fv durch Löcher 205 durch den zugeordneten Kanalboden 204 von den Kanälen in dem Mittenhohlraum 121 des Trommelniederhalters 101 gekoppelt. Die Löcher haben einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,4 bis etwa 0,7 Millimeter ("mm"). Die Auflageplattenkanalgrößen sind aus Gründen der Darstellbarkeit übertrieben dargestellt. Bei einer kommerziellen Implementierung zur Verwendung in einer Naß-Farbstoff-Druckvorrichtung sollten die Kanäle eine Querschnittsbreite "w" – d. h. in einer Richtung parallel zu der Papierzuführungsachse – im Bereich von etwa 0,7 bis 1,5 mm haben. (Zur Vereinfachung der Erklärung werden die Kanalsymmetrieachsen im nachfolgenden Zusammenhang hier nur als "Achsen" bezeichnet.) Die Kanalhauptachsenlänge bezüglich der Breite der Auflageplatten parallel zu der Drehachse 120 wird relativ zu dem spezifischen Ausführungsbeispiel sein. Die Kanäle haben eine Tiefe "d" in der Oberfläche der Auflageplattenoberfläche 200 im Bereich von etwa 0,2 bis 0,7 mm. Zwischen jedem Kanal ist eine Rippe, wobei die Rippen eine Querschnittsoberflächenbreite "r" in einer Richtung parallel zu der Papierzuführungsachse im Bereich von etwa 0,7 bis 1,5 mm haben. Für einen exemplarischen Trommelniederhalter 101 mit einem Umfang von etwa 170 mm stellt der dargestellte Aufbau folglich einen 11,25 Gradabschnitt der gesamten Auflageplattenoberfläche 200 dar, mit anderen Worten wiederholt sich die Struktur umfangsmäßig über die Oberfläche bei einer 2,85 Grad Drehung.

Nachdem eine Papierzuführung bezüglich einer bestimmten Druckvorrichtungsimplementierung relativ ausgerichtet ist, ist es für Fachleute erkennbar, daß die Kanäle und deren beabstandete Rippen bezüglich der Papierzuführungsachsenrichtungen gedreht werden können, abhängig von der tatsächlichen, kommerziellen Ausgestaltung.

Um eine Vielzahl von Druckmedienbreiten handhaben zu können, ist die longitudinale Achsenbreite A-A der Trommelauflageplattenoberfläche 200 in fünf longitudinale Oberflächensektoren 211, 212, 213, 214, 215, 216, 217 aufgeteilt. Jeder Sektor 211 bis 217 ist getrennt mit dem Vakuum verbunden. Zwischen den Sektoren 211 bis 217 sind krummlinige Auflageplattenoberflächenbereiche 219, die keiner Vakuumkraft ausgesetzt sind, um die Entfernung des Blatt Papiers zu vereinfachen, sobald das Seitendrucken beendet ist. Diese krummlinigen Bereiche können z. B. durch einen Satz von Rechenangeln (nicht gezeigt) in Eingriff genommen werden, um die vordere Kante des Blatt Papiers von der Oberfläche 200 abzuheben, wie es in Fachkreisen bekannt ist. Es ist ebenfalls bekannt, einen positiven Luftdruckmechanismus (nicht gezeigt) zu verwenden, um die vordere Kante anzuheben, um das entfernen zu vereinfachen.

In Verbindung mit 1 zeigen 3A bis 3B ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Auflageplattenoberfläche 300 ohne Ventil, das zur Vereinfachung der Beschreibung wiederum als im Querschnitt krummliniges Teil gezeigt ist. Für "einfaches" Papier – z. B. 20 Pfund, weiß – und eine auf Wasser basierende Tinte mit einer Viskosität von etwa 2·10–3 Pa·s (etwa 2 Centipoise) wurde herausgefunden, daß die Oberflächenstruktur eine optimierte Verteilung der Vakuumkraft über ein Blatt eines Druckmediums schafft und daß der Vakuumniederhalter keine Naß-Tinte von deren ursprünglicher Abscheidungsdispersion zieht, um sichtbare Druckartefakte zu erzeugen.

Die Kanäle 303 haben eine Querschnittsbreite "w" im Bereich von etwa 0,7 bis 1,5 mm. Die Kanäle 303 haben eine Tiefe "d" in der Oberfläche der Auflageplattenoberfläche 300 im Bereich von etwa 0,2 bis 0,7 mm. Zwischen jedem Kanal 303 ist eine Rippe 307, wobei die Rippen eine Querschnittsoberflächenbreite "r" im Bereich von etwa 0,7 bis 1,5 mm haben. Die Vakuumlöcher 305 haben einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,4 bis 0,7 mm. Ein beispielhafter Trommelniederhalter 101hat einen Umfang von etwa 170 mm, wobei der gezeigte Aufbau folglich einen etwa 2,8346 Grad-Abschnitt der gesamten Auflageplattenoberfläche 300 darstellt, mit anderen Worten wiederholt sich das Muster umfangsmäßig um die Oberfläche bei einer 2,8346 Grad Drehung, was zu einer Gesamtheit von 127 solcher Sektionen führt.

wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2A und 2B ist die Oberflächenstruktur wiederum in Sektoren entlang der longitudinalen Achse A-A 311, 312, 313, 314, 315 unterteilt.

Das in 4A bis 4C gezeigte Ausführungsbeispiel für eine Auflageplattenoberfläche 400 ist aus Gründen der Darstellung als im Querschnitt krummliniges Teil gezeigt. Die Auflageplatte 109 bei diesem Ausführungsbeispiel ist für einen mit einem Ventil versehenen Vakuumtrommelniederhalter 101. Mit anderen Worten hat die Auflageplatte 400 Vakuumanschlüsse 405 die gesteuert sind, wie z. B. durch Ventilmechanismen, um eine Vakuumkraft nur an Sektoren bereitzustellen, auf denen ein Druckmedium vorhanden ist.

Die Kanäle 403 haben eine Querschnittsbreite "w" im Bereich von etwa 0,7 bis 1,2 mm. Die Kanäle 403 haben eine Tiefe "d" in der Oberfläche der Auflageplattenoberfläche 400 im Bereich von etwa 0,7 bis 2,0 mm. Zwischen jedem Kanal 403 ist eine Rippe 407, wobei die Rippen jeweils eine Querschnittsoberflächenbreite "r" im Bereich von etwa 1,0 bis 2,5 mm haben. Die Vakuumanschlüsse 405 im Boden 404 jedes Kanals 403 haben einen Durchmesser im Bereich von 0,7 bis 1,2 mm. Die Vakuumanschlüsse 405 sind über die longitudinale Achse der Auflageplatte um "a" von etwa 10 mm voneinander beabstandet. Bei einem beispielhaften Trommelniederhalter 101 mit einer Umfangsfläche von etwa 170 mm ist der Aufbau, der dargestellt ist, folglich ein etwa 2,022 Grad-Abschnitt der gesamten Auflageplattenoberfläche 400; mit anderen Worten wiederholt sich die Struktur bei jeder 2,022 Grad Drehung des Umfangs um die Oberfläche, was zu einer Gesamtheit von etwa 127 Abschnitten führt.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des mit einem Ventil versehenen Vakuumanschlusses 405. In 5 ist eine Klappe 501, die in eine offene Stellung vorgespannt ist und ein Vakuumausströmloch 503 aufweist, unterhalb des Auflageplattenkanalboden 404 innerhalb des Vakuumanschlusses 405 angebracht, um als ein Verschluß- bzw. Torventil unter einer vorbestimmten Vakuumkraft Fv zu wirken, um den Vakuumdurchgang zwischen dem zugeordneten Kanal und dem Vakuumerzeugungsmechanismus abzuschließen, außer wenn eine Region eines Blatt Papier den Kanal bedeckt.

Eine Vielzahl von Mechanismen zum Entfernen eines Blatt Papiers, das auf einem Vakuumniederhalter 101, der durch ein Vakuumloch gesteuert ist, gehalten ist – wie z. B. Gebläse, auswählbare Anhebefinger, und ähnliches – sind in Fachkreisen bekannt, und können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Eine weitere Erläuterung dieser Mechanismen ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.

Wie für Fachleute ersichtlich ist, kann das beschriebene Ausführungsbeispiel abgeändert werden, um auf spezifische Entwurfserfordernisse angepaßt zu werden. Die Auflageplattengröße, die Anzahl von Vakuumkanalführungskonstruktionen in der Auflageplatte können verändert werden, um an eine bestimmte Implementierung angepaßt zu sein. In diesem Sinn kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel auf einen spezifischen Entwurf einer Druckvorrichtung zurechtgeschneidert sein. Bei einer Naß-Farbstoff-Druckvorrichtung sollten die Abmessungen der Kanäle und Anschlüsse minimiert sein, derart, daß Druckartefakte durch ein Vakuumziehen von Naß-Farbstoff durch die Kapillaren des Mediums nicht erzeugt werden. Faktoren, wie z. B. Papierzusammensetzung, Farbstoffzusammensetzung und ähnliches, wie sie einem Fachmann bekannt sein würden, werden die Implementierungsspezifikationen verändern. Verallgemeinert gesprochen wurde herausgefunden, daß ein Verhältnis von offenem zu geschlossenem Fluß von etwa 100:1 geeignet ist. Die Stufeneinteilung der Anordnung jedes Membranvakuumplenumventils des Mechanismus zum Verteilen der Vakuumkraft, wie es in 4A bis 4C gezeigt ist, ist vorteilhaft, nachdem größere Detailmerkmale des spezifischen Ventilentwurfs die Empfindlichkeiten hinsichtlich Herstellungs- und Zusammenbau-Toleranzen reduzieren können.

Es ist in Fachkreisen bekannt, daß Druckmedien und zugeordnete Druckvorrichtungen typischerweise als A-Größe, z. B. im Bereich von 12,7 × 17,78cm bis 13,97 × 35,56 (5 × 7 Inch bis 5,5 × 14 Inch (oder "legal")), und nachfolgend ansteigend zur B-Größe, C-Größe und D-Größe, die für große Ingenieurausdrucke, Blaupausen und ähnliches geeignet sind, eingeteilt werden. Die vorliegende Erfindung kann auf jede dieser Vorrichtungen in Übereinstimmung mit allgemeinen Ingenieurprinzipien und Praktiken angepaßt werden.

Die vorhergehende Beschreibung des beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wurde aus Gründen der Darstellung und Beschreibung dargelegt. Sie ist nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die präzise Form oder die exemplarischen Ausführungsbeispiele, die beschrieben wurden, beschränkend anzusehen. Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen – insbesondere z. B. in dem Verteilerentwurf – für Fachleute offensichtlich. Während die derzeit beste Art zur Ausführung in Form einer mehrstückigen Anordnung oder eines mehrstückigen Aufbaus gezeigt ist, liegen einstückige Formen, die unter Verwendung fortschrittlicher, bekannter Gußtechniken entwickelt werden können, ebenso innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung. Auf ähnliche Weise sind jegliche Prozeßschritte, die beschrieben wurden, mit anderen Schritten austauschbar, um dasselbe Ergebnis zu erreichen. Das Ausführungsbeispiel wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und deren beste Umsetzung in die Praxis zu beschreiben, wodurch ermöglicht wird, daß Fachleute die Erfindung für verschiedene Ausführungsbeispiele und mit verschiedenen Modifikationen, die für die bestimmte Verwendung und Implementierung verwendet werden, verstehen.


Anspruch[de]
Auflageplattenoberflächenstruktur (200; 300; 400) für einen Vakuumniederhalter (101) mit einer Auflageplatte (109) einer Druckeinrichtung (100) zum Drucken mit Naß-Farbstoff auf Druckmedien, wobei die Druckeinrichtung (100) eine Vakuumerzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer vorbestimmten Vakuumkraft (Fv) aufweist,

wobei die Auflageplatte (109) eine erste Oberfläche zur Aufnahme der Druckmedien auf derselben aufweist, wobei die erste Oberfläche eine vorbestimmte Breitenabmessung entlang einer vorbestimmten ersten Symmetrieachse aufweist, und wobei die erste Oberfläche eine Mehrzahl von Vakuumkanälen (203; 303; 403) aufweist, die parallel verteilt angeordnet sind, wobei jeder der Vakuumkanäle im wesentlichen parallel zu der ersten Symmetrieachse ist, wobei benachbarte Vakuumkanäle im wesentlichen eine identische, vorbestimmte Kanalform und vorbestimmte Kanalabmessungen haben;

wobei jeder der Vakuumkanäle (203; 303; 403) zumindest einen Vakuumanschluß (205; 305; 405;), der diesem zugeordnet ist, aufweist, der jeden der Vakuumkanäle jeweils mit der Vakuumerzeugungseinrichtung fluidmäßig koppelt, wobei jeder der Vakuumkanäle von benachbarten Vakuumkanälen durch Rippen (207; 307; 407) der Auflageplattenoberflächenstruktur getrennt ist, wobei jede der Rippen im wesentlichen parallel zu der ersten Symmetrieachse ist, derart, daß die Rippen eine Druckmedienaufnahmeoberfläche bilden;

wobei die Rippen (207; 307; 407) eine vorbestimmte Rippenform und vorbestimmte Rippenabmessungen haben, und die Vakuumkanäle die vorbestimmte Kanalform und die vorbestimmten Kanalabmessungen haben, derart, daß die Vakuumkraft durch die Vakuumkanäle verteilt wird und auf Regionen der Druckmedien ausgeübt wird, die auf den Rippen aufgenommen sind und die Vakuumkanäle überspannen, um die Druckmedien auf der ersten Oberfläche zu halten, wobei die erste Oberfläche ein Niederhalten für die vordere und die hintere Kante auf der Auflageplatte schafft;

wobei sich die Struktur über die Oberfläche der Auflageplatte mehrfach wiederholt;

wobei die Vakuumkanäle eine Breite senkrecht zu der ersten Symmetrieachse von 0,7mm bis 1,5mm haben und um 0,7mm bis 2,5mm voneinander beabstandet sind; und

wobei die Vakuumerzeugungseinrichtung konfiguriert ist, um eine Vakuumkraft (Fv) zu erzeugen, die äquivalent zu einem Druck von 1,245 kPa bis 4,982 kPa ist.
Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 1, mit einer Mehrzahl von Vakuumkanälen, wobei jeder der Vakuumkanäle (203; 303; 403) eine Kanalhauptachse im wesentlichen parallel zu der ersten Symmetrieachse und eine Kanalnebenachse senkrecht zu der Kanalhauptachse und parallel zu einer Druckmedienaufnahmeachse aufweist. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 2, bei der jeder der Vakuumkanäle (203; 395; 403) eine Mehrzahl von Vakuumanschlüssen (205; 305; 405;) aufweist, wobei jeder der Anschlüsse eine ventilmäßige Kopplung zwischen jeweils jedem der Vakuumkanäle und der Vakuumerzeugungseinrichtung schafft, wobei die Anschlüsse entlang der Kanalhauptachse innerhalb jedes der Vakuumkanäle um etwa 10mm beabstandet sind. Auflageplattenoberflächenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der

die Auflageplattenoberflächenstruktur eine zweite Symmetrieachse als eine Druckmedienaufnahmeachse aufweist,

die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Symmetrieachse ist; und

die Auflageplattenoberflächenstruktur diskrete Kanalsektoren (211-217; 311-315) entlang der ersten Symmetrieachse aufweist, wobei die Vakuumkanäle innerhalb jedes der Kanalsektoren in einer Mehrzahl von Gruppen verteilt angeordnet sind, und wobei jeder der Vakuumkanäle in einer Gruppe eine Kanalhauptachse im wesentlichen parallel zu der ersten Symmetrieachse und eine Kanalnebenachse senkrecht zu der Kanalhauptachse parallel zu der Druckmedienaufnahmeachse aufweist.
Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 4, bei der jeder der diskreten Kanalsektoren (211-217; 311-315) eine Sektorbreitenabmessung entlang der ersten Symmetrieachse aufweist, wobei die diskreten Kanalsektoren (211-217; 311-315) entlang der ersten Symmetrieachse derart angeordnet sind, daß Kombinationen der Kanalsektoren vorbestimmten Druckmedienbreiten zugeordnet sind. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 4, bei der

bei der jeder der diskreten Kanalsektoren (211-217; 311-315) eine Sektorbreitenabmessung entlang der ersten Symmetrieachse aufweist, wobei jede der Rippen (207, 307, 407) eine Rippenabmessung entlang der ersten Symmetrieachse hat, die kleiner oder gleich der Sektorbreitenabmessung entlang der ersten Symmetrieachse ist.
Auflageplattenoberflächenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der

der Niederhalter ein zylindrischer Vakuumtrommelaufbau ist, wobei die erste Symmetrieachse die longitudinale Achse des zylindrischen Aufbaus und die Rotationsachse der Trommel ist,

die erste Oberfläche eine äußere Oberfläche der Trommel ist, die angepaßt ist, um Druckmedien auf derselben umfangsmäßig um die longitudinale Achse aufzunehmen, und

der Aufbau eine innere Kammer hat, die durch eine innere Oberfläche der Trommel gebildet ist, wobei die vorbestimmte Vakuumkraft über die Anschlüsse zu der Kammer und zu den Vakuumkanälen gekoppelt ist.
Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 1, bei der die Druckeinrichtung eine Tintenstrahlvorrichtung ist,

wobei die Auflageplatte (109) eine äußeren Auflageplattenoberfläche als die erste Oberfläche und eine innere Auflageplattenoberfläche (121) umfaßt, wobei Druckmedienblätter aufeinanderfolgend zu der äußeren Auflageplattenoberfläche aus einer vorbestimmten Medienzuführungsrichtung geliefert werden, wobei die erste Symmetrieachse senkrecht zu der vorbestimmten Medienzuführungsrichtung ist, und wobei eine zweite Symmetrieachse parallel zu der vorbestimmten Medienzuführungsrichtung ist;

wobei die Auflageplatte (109) ein sich wiederholendes Muster der Vakuumkanäle (203; 303; 403) in der äußeren Auflageplattenoberfläche bildet, wobei jeder der Vakuumkanäle eine Kanalhauptachse im wesentlichen parallel zu der ersten Symmetrieachse und eine Kanalnebenachse im wesentlichen parallel zu der zweiten Symmetrieachse hat.
Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 8, bei der die Auflageplatte (101) im wesentlichen zylindrisch ist, wobei die erste Symmetrieachse eine longitudinale Drehachse und die zweite Symmetrieachse eine Medienaufnahmeachse ist, so daß Druckmedienblätter durch die äußere Auflageplattenoberfläche umfangsmäßig um die Drehachse aufgenommen sind. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Vakuumkanäle in Gruppen unterteilt sind, die als eine Mehrzahl von umfangsmäßigen Kanalsektoren (211-217; 311-315) verteilt angeordnet sind, wobei jeder der Kanalsektoren (211-217; 311-315) longitudinal über die Auflageplatte (109) parallel zu der longitudinalen Drehachse derart verteilt angeordnet ist, daß Kombinationen der Kanalsektoren (211-217; 311-315) vorbestimmten Druckmedienbreiten zugeordnet sind. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 10, bei der jeder der Anschlüsse (403) verschlußgesteuert ist, derart, daß Kanalsektoren (211-217; 311-315) auswahlmäßig nur aktiviert werden, wenn ein Kanalsektor (211-217; 311-315) durch ein Medium mit der vorbestimmten Druckmedienbreite, der diesem zugeordnet ist, bedeckt ist. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 11, bei der eine Mehrzahl von Vakuumkanälen derart umfangsmäßig um die Auflageplatte (109) vorgesehen ist, daß jeder der Vakuumkanäle eine Kanalhauptachse im wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse und eine Kanalnebenachse senkrecht zu der Kanalhauptachse hat. Auflageplattenoberflächenstruktur nach Anspruch 12, bei der die Rippen breiter sind als die Vakuumkanäle in Richtung der Druckmedienaufnahmeachse. Tintenstrahldruckvorrichtung mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer vorbestimmten Vakuumkraft (Fv), mit folgenden Merkmalen:

einem Gehäuse (103);

einer Einrichtung (111, 113, 115, 117) zum Tintenstrahldrucken, die an dem Gehäuse angebracht ist;

einer Einrichtung (107) zum Halten von Einzelblatt-Druckmedien, die an dem Gehäuse angebracht ist;

einer Vakuumtrommeleinrichtung (101), die innerhalb des Gehäuses angebracht ist und der Einrichtung zum Halten der Einzelblatt-Druckmedien zugeordnet ist, zum sequentiellen Bewegen einzelner Blätter der Druckmedien von der Einrichtung zum Halten zu einer Druckstation benachbart zu der Einrichtung zum Tintenstrahldrucken; und

wobei die Vakuumtrommeleinrichtung eine vorbestimmte longitudinale Drehachse (120) und eine vorbestimmte axiale Länge aufweist und eine innere Oberfläche, die eine Vakuumkammer (121) bildet, die fluidmäßig mit der Einrichtung zum Erzeugen einer Vakuumkraft verbunden ist, und eine äußere Oberfläche aufweist, die benachbart zu der Einrichtung zum Halten der Einzelblatt-Druckmedien ist, die eine zylindrische Auflageplatte zur sequentiellen Aufnahme einzelner Blätter der Medien von der Einrichtung zum Halten bildet,

wobei die Auflageplatte eine Struktur gemäß Anspruch 1 hat.






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