Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen AufZeichnungsträgers in einem Drucker, bei der der Aufzeichnungsträger mit Tinte bedruckt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein zugehöriges Arbeitsverfahren.

Hochleistungsdrucker, die nach dem Tintenstrahlprinzip arbeiten, bedrucken einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger durch Aufbringen wasserhaltiger Tinte, ohne dass die

Druckköpfe beim Drucken bewegt werden. Die bahnförmigen Aufzeichnungsträger können hierbei mit relativ hoher

Transportgeschwindigkeit bewegt werden, beispielsweise 1,5 m/s, so dass die Notwendigkeit besteht, das feuchte Druck ^¬ bild durch geeignete Einrichtungen zu trocknen. Eine Möglichkeit besteht in der Erwärmung des AufZeichnungsträ ^¬ gers .

Aus der US-A-5 568 241 (WO 94/09410) ist eine Wärmefixiereinrichtung zum Fixieren von Tonerbildern auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger in einem elektrofotografi- schen Druckgerät bekannt. Die Einrichtung enthält eine Thermodruckfixierstation, der eine Vorwärmestation vorgeschaltet ist. Diese Vorwärmestation enthält einen konvex gewölbten Vorwärmsattel, der mittels Heizstäben beheizt und über dessen Gleitfläche der Aufzeichnungsträger transportiert wird. Die sattelförmige Gleitfläche ist gewölbt ausgebildet. Aufgrund der Wölbung und der notwendigen Bahnspannung ergibt sich über die Länge des Vorwärmsattels eine Kraftkomponente, die den Aufzeichnungsträger auf die Gleitfläche drückt und so einen guten Wärmekontakt her ^¬ stellt. Zusätzlich ist eine Unterdruckvorrichtung vorgese- hen, die zwischen der Gleitfläche und dem Aufzeichnungs ^¬ träger einen Unterdruck erzeugt, durch den der Aufzeichnungsträger an die Gleitfläche des Heizsattels angesaugt und der durch die Vorwärmung frei werdende Wasserdampf ab- gesaugt wird.

Aufgrund der Wölbung und der Reibung nimmt die Bahnspannung des AufZeichnungsträgers über die Länge des Heizsat ^¬ tels zu. Damit ändert sich auch über diese Länge die An- presskraft und der Wärmeübergang zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Oberfläche des Heizsattels ist nicht konstant, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Aufzeichnungsträgers führen kann. Es ist weiterhin auch schwierig, für unterschiedliche Papiersorten, Tintenarten und Druckgeschwindigkeiten den notwendigen Wärmeübertrag individuell einzustellen. Ein Ausgleich mit Hilfe von Heizsteuerungen ist technisch aufwändig und schwierig. Hinzukommen Slip-Stick-Effekte, die sich aufgrund von un ^¬ gleichmäßiger mechanischer Reibung zwischen der Gleitflä- che des Vorwärmsattels und dem Aufzeichnungsträger einstellen. Diese störenden Slip-Stick-Effekte treten insbe ^¬ sondere beim Ein- und Abschalten des Transports des Auf ^¬ zeichnungsträgers auf. DE-A-27 17 119 beschreibt eine Trockeneinrichtung für einen Aufzeichnungsträger, der mit Hilfe eines Tintenstrahl- druckkopfes bedruckt ist. Nach dem Verlassen der Druckzone wird der Aufzeichnungsträger über ein beheiztes Papierleitblech geführt und getrocknet. Zum Heizen dient eine Heizfolie.

DE-A-36 42 204 beschreibt eine Trocknungseinrichtung für einen Aufzeichnungsträger, der mit einem nach dem Tinten- Strahlprinzip arbeitenden Drucker bedruckt worden ist. Vor dem Ausstoßen der Tinte durch den Druckkopf wird der Auf ^¬ zeichnungsträger erwärmt, so dass auch noch genügend Wärme in dem Aufzeichnungsträger gespeichert bleibt, nachdem die Tinte den Aufzeichnungsträger einfärbt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei der bzw. bei dem eine gleichmäßige Trocknung des AufZeichnungsträgers erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche ge ^¬ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß der Erfindung ist die Kontakt-Fläche des beheizbaren Körpers im Wesentlichen eben und verläuft beim Trocknungs- prozess im Wesentlichen in Übereinstimmung mit der Tangentialebene, die durch das erste und zweite Führungselement definiert ist. Aufgrund der fehlenden Wölbung der Kontakt- Fläche ist die Reibung mit dem Aufzeichnungsträger, der vorzugsweise mit wasserhaltiger Tinte bedruckt ist, deut ^¬ lich verringert und nicht mehr von der Bahnspannung abhängig. Dies bedeutet, dass bei unterschiedlichen Aufzeichnungsträgern, z.B. unterschiedlichen Papieren, die Bahn- Spannung variiert werden kann, ohne dass der Wärmeübergang beeinflusst wird. Auch störende Slip-Stick-Effekte unter ^¬ bleiben. Die Anpresskraft für einen guten Wärmekontakt zwischen der Kontakt-Fläche des beheizbaren Körpers und dem Aufzeichnungsträger wird im Wesentlichen durch den Un- terdruck der Unterdruckvorrichtung festgelegt. Wenn die Kontakt-Fläche vertikal verläuft, so dass die Gewichts ^¬ kraft des AufZeichnungsträgers keine Rolle spielt, ist der Anpressdruck allein von dem Unterdruck abhängig, der leicht einstellbar ist. Die Reibung zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Kontakt-Fläche ist an jeder Stelle nur von dem dort herrschenden Unterdruck abhängig, welcher so eingestellt werden kann, dass er konstant über die gesamte Kontakt-Fläche wirkt. Es stellt sich somit ein linearer Zusammenhang zwischen Unterdruck und Reibung ein, so dass selbstverstärkende Effekte und keine störenden Einflüsse im thermischen Kontakt auftreten.

Gemäß einer Weiterbildung erzeugt die Unterdruckvorrichtung im normalen Druckbetrieb einen Unterdruck von 14 bis 30 mbar, vorzugsweise 14 bis 22 mbar, gegenüber der Umgebung. Bei diesen Werten wird einerseits eine ausreichende Anpresskraft für einen guten Wärmeübergang erzeugt und andererseits ist die wirkende Reibungskraft im Verhältnis zur Bahnspannung nicht zu groß und der Wasserdampf kann zuverlässig abgesaugt werden.

Die Kraft, mit der der Aufzeichnungsträger an die Kontakt- Fläche gedrückt wird, ist durch Einstellen des Unterdrucks variierbar. Auf diese Weise kann die Vorrichtung an unterschiedlichen Arten von AufZeichnungsträgern, z.B. unterschiedliches Papier, angepasst werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann im Anhalte ^¬ betrieb der Unterdruck der Unterdruckvorrichtung abgeschaltet werden. In diesem Fall wird der Wärmeübergang zwischen Aufzeichnungsträger und Kontaktfläche weitgehend unterdrückt und der Aufzeichnungsträger nicht belastet. Dies ist vor allem für eine Pausenfunktion von Vorteil, bei dem der Druckbetrieb kurz unterbrochen wird. Beim Einsatz eines gewölbten Heizsattels ist es z.B. nicht mög ^¬ lich, den Wärmeübergang in einem hohen Maße zu unterbin- den, so dass der Aufzeichnungsträger stellenweise austrocknet .

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Abschaltvorgang für den Unterdruck kontinuierlich über ein einstellbares Zeitintervall erfolgt. Auf diese Weise wird die Anpresskraft kontinuierlich reduziert und auf den Aufzeichnungsträger einwirkende Störkräfte werden vermindert. Vorzugsweise ist das einstellbare Zeitinter ^¬ vall gleich dem Zeitintervall, innerhalb dessen die Trans ^¬ portgeschwindigkeit des AufZeichnungsträgers von der Ge ^¬ schwindigkeit beim Drucken bis auf Null abgebremst ist. Beim Pausenbetrieb des Druckers oder beim Anhalten infolge eines Fehlers wird die Transportgeschwindigkeit des Auf ^¬ zeichnungsträgers nicht abrupt gestoppt, da dies die Bahn ^¬ spannung zu sehr erhöhen und den Aufzeichnungsträger zu sehr belasten würde. In dem Maße, wie die Transportge ^¬ schwindigkeit sich verringert, verringert sich bei diesem Ausführungsbeispiel die Anpresskraft und damit der Wärme ^¬ übergang zwischen Aufzeichnungsträger und beheizbarem Körper .

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Trocknen eines mit Tinte bedruckten Aufzeichnungs- trägers in einem Drucker angegeben. Mit Hilfe dieses Verfahrens werden die weiter oben im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen vorteilhaften Wirkungen erzielt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an ^¬ hand der Figuren erläutert. Darin zeigen: Figur 1 eine Vorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen AufZeichnungsträgers mit ebener Kontakt-Fläche,

Figur 2 eine Übersicht über zulässige Formab ^¬ weichungen für die ebene Kontakt- Fläche,

Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Verschwenkvorrichtung, und

Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines

Ausschnitts des beheizbaren Körpers von oben.

Figur 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Trocknen eines bahnförmigen AufZeichnungsträgers 10, im allgemeinen eine Pa ^¬ pierbahn, der in Transportrichtung PI in einem Hochleistungsdrucker, der nach dem Tintenstrahlprinzip arbeitet, transportiert wird. Dieser Hochleistungsdrucker (nicht dargestellt) enthält eine Vielzahl von Tintenstrahl- Druckköpfen, die gleichzeitig drucken, so dass eine hohe Druckgeschwindigkeit erreicht wird und die Transportge ^¬ schwindigkeit des AufZeichnungsträgers 10 bis zu 2 m/s und mehr betragen kann. Der Aufzeichnungsträger 10 wird über eine erste Führungswalze 12, die sich um eine erste Achse 14 dreht, und eine zweite Führungswalze 16, die sich um eine zweite Achse 18 dreht, mit einer vorbestimmten Bahnspannung geführt, die innerhalb des Hochleistungsdruckers durch entsprechend Aggregate erzeugt wird. Die zu den Füh ^¬ rungswalzen 12, 16 gehörende Tangentialebene T stimmt mit der Ebene überein, in der der Aufzeichnungsträger 10 transportiert wird.

Ein beheizbarer Körper 20 ist unterhalb des Aufzeichnungs- trägers 10 angeordnet. Dieser Aufzeichnungsträger 10 ist zuvor frisch von Tintenstrahl-Druckköpfen mit wasserhaltiger Tinte auf der dem Körper 20 abgewandten Seite bedruckt. Der Körper 20 ist mit seiner oben liegenden Kontakt-Fläche 22 der nicht frisch bedruckten Seite des Auf- Zeichnungsträgers 10 zugewandt. Die Kontakt-Fläche 22 ist im Wesentlichen eben und verläuft im Trocknungsbetrieb im Wesentlichen in Übereinstimmung mit der Tangentialebene T, die durch die erste Führungswalze 12 und die zweite Füh ^¬ rungswalze 16 aufgespannt ist. Im dargestellten Nicht- Trocknungsbetrieb besteht zwischen der Tangentialebene T und der ebenen Kontakt-Fläche 22 ein Abstand A, wie weiter unten noch erläutert wird. Wenn A gleich Null ist, so liegt Trocknungsbetrieb vor. Die Beheizung des Körpers 20 erfolgt durch elektrische Wi ^¬ derstandselemente in Form von auswechselbar angeordneten zylindrischen Heizelementen 23, die in Bohrungen 24 im Körper 20 angeordnet sind. Ein Heizelement 23 ist seitlich in Figur 1 mit elektrischen Zuleitungen 25 dargestellt. Defekte Heizelemente können auf diese Weise leicht aus den Bohrungen 24 entnommen und gegen andere ausgetauscht werden. Der Körper 20 kann aus einem einzigen Metallkörper gefertigt sein, z.B. durch Fräsen. Der Körper 20 kann jedoch auch aus verschiedenen Teilen mittels Verbindungsele- menten zusammengesetzt sein. Vorzugsweise besteht der Kör ^¬ per aus Aluminium. Der Aufbau der Heizelemente und deren elektrische Ansteuerung kann so sein, wie dies in der eingangs erwähnten US-A-5 568 241 beschrieben ist. Unterhalb des Körpers 20 ist dieser mit einer Unterdruck ^¬ kammer 26 verbunden, die über eine Unterdruckleitung 28 mit einer Unterdruckvorrichtung 30 verbunden ist. Diese Unterdruckvorrichtung 30 erzeugt gegenüber der Umgebung einen Unterdruck, so dass dieser Unterdruck zwischen der Kontakt-Fläche 22 und dem Aufzeichnungsträger 10 wirkt. Typische Werte für den normalen Druckbetrieb und den nor ^¬ malen Trocknungsbetrieb sind 14 bis 30 mbar, vorzugsweise 14 bis 22 mbar. Bei diesen Werten ist ein guter Kontakt zwischen dem Aufzeichnungsträger 10 und der Kontakt-Fläche 22 gegeben, so dass die Wärme des Körpers 20 auf den Auf ^¬ zeichnungsträger 10 übergeht und diesen trocknet. Mit Hilfe der Heizelemente 23 kann der Körper 20 auf Temperaturen von 70 bis 80°C für relativ dünne Aufzeichnungsträger und von 120 bis 150°C für relativ dicke Aufzeichnungsträger eingestellt werden. Der Unterdruck kann ebenfalls an die Art des AufZeichnungsträgers 10 angepasst werden, um somit den Wärmeübergang zur Trocknung variieren zu können. Auch eine Anpassung an die Transportgeschwindigkeit des Auf ^¬ zeichnungsträgers 10 kann auf diese Weise erfolgen. Der Körper 20 kann mittels unterschiedlicher Heizelemente in verschiedene Heizzonen unterteilt sein, die unterschiedli ^¬ che Temperaturen haben. Diesbezüglich wird auf die erwähn- te US-A-5 568 241 verwiesen, die derartige Heizzonen beschreibt. Dieses Dokument wird durch Bezugnahme in den Of ^¬ fenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit aufgenommen . Der in der Unterdruckkammer 26 herrschende Unterdruck wird über Kanäle 32 (nur ein Kanal 32 ist mit einem Bezugszei ^¬ chen versehen) zu Schlitzen 34 (nur ein Schlitz ist mit dem Bezugszeichen 34 versehen) an die Oberfläche des Kör- pers 20 geführt, um seine Saugwirkung auf den Aufzeichnungsträger 10 zu entfalten. Die Schlitze 34 sind so ausgeführt, dass nur wenig seitliche Luft am Rand des Auf ^¬ zeichnungsträgers 10 angesaugt wird. Bei diesem Ansaugvor- gang wird auch Wasserdampf, der bei der Trocknung der wasserhaltigen Tinte entsteht, mit abgesaugt, so dass er den Wärmeübergang zwischen dem Aufzeichnungsträger 10 und der Kontakt-Fläche 22 nicht beeinflusst. Typischerweise können bis zu 24 Liter Wasser in Form von Wasserdampf pro Stunde im normalen Druckbetrieb beim Ansaugen anfallen.

Figur 2 zeigt in zwei Darstellungen a) und b) eine ideale Form 27 der Kontakt-Fläche über ihre Länge L. In der Pra ^¬ xis technischer Oberflächen ist eine ideale Ebenheit nicht zu erreichen, sondern es ergeben sich Gestaltabweichungen, insbesondere Gestaltabweichungen erster Ordnung, die auch als Formabweichung bezeichnet werden. In der Darstellung a) ist zu erkennen, dass die tatsächliche Abweichung der realen Kontakt-Fläche 22 von der idealen Kontakt-Fläche 27 über die Länge L kleiner als al = 3 mm sein sollte. Demge ^¬ mäß können sich über die Länge L langwellige konvexe und/oder konkave Formabweichungen einstellen. Bei diesen genannten Formabweichungen ist der zu erzielende technische Effekt der guten Wärmeübertragung und der Verringe- rung der Reibungskraft noch gegeben. In der Darstellung b) ist die Formabweichung der Kontakt-Fläche 22 von der idea ^¬ len Tangentialebene T, die mit der Transportebene des Auf ^¬ zeichnungsträgers 10 im Abschnitt zwischen den beiden Füh ^¬ rungswalzen 12, 16 übereinstimmt, dargestellt. Über die Gesamtlänge L des beheizbaren Körpers 20 ist eine maximale Abweichung von a2 bis zu 3 mm noch gestattet. Typischerweise liegt die Länge L im Bereich von 500 bis 800 mm für einen Hochleistungsdrucker. Figur 3 zeigt eine Variante zum Beispiel nach Figur 1. Ei ^¬ ne Verschwenkvorrichtung 36 greift am Körper 20 an und bewegt den Körper 20 in Richtung des Doppelpfeils P2. Auf diese Weise kann im Anhaltebetrieb, in welchem eine Trock ^¬ nung nicht oder nur in geringem Maße erfolgen soll, der Abstand A zwischen der Kontakt-Fläche 22 und dem Aufzeichnungsträger 10 eingestellt werden. Im Druckbetrieb wird dann der Körper 20 von der Verschwenkvorrichtung 36 so be- wegt, dass der Abstand A zu Null wird und die Kontakt- Fläche 22 mit der Tangentialfläche T in Übereinstimmung ist. Wenn der Körper 20 von dem Aufzeichnungsträger 10 weggeschwenkt ist, so ist der Einfluss von Wärme auf den Aufzeichnungsträger 10 nahezu völlig unterbunden. In die- sem Zustand kann eine Druckpause relativ lange andauern. Aufgrund der ebenen Kontakt-Fläche 22 ist durch das Weg ^¬ schwenken des Körpers 20 die Bahnlänge zwischen den Führungswalzen 12, 16 unverändert, was die Druckqualität im Start-/Stopp-Betrieb deutlich verbessert.

Figur 4 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt des beheizbaren Körpers 20 von oben. Der Schlitz 34 verläuft über die Breite des Körpers 20 und ist als Vertiefung im Körper 20 ausgebildet. Der Schlitz 34 mündet in Kanäle 38, die in Verbindung mit der Unterdruckkammer 26 stehen und über die Luft und Dampf abgesaugt wird.

Wie anhand der Ausführungsbeispiele zu erkennen ist, ist der Einsatz eines ebenen beheizbaren Körpers vorteilhaft, denn die Reibung zwischen Aufzeichnungsträger und Kontakt- Fläche ist nicht mehr wie bei einer gewölbten Kontakt- Fläche von der Bahnspannung abhängig, die aus Gründen des exakten Bahnlaufs deutlich höher sein kann als für den Wärmeübergang notwendig ist. Demgemäß kann bei unter ^¬ schiedlichen AufZeichnungsträgern, z.B. unterschiedlichen Papieren, die Bahnspannung im Drucker variiert werden, ohne den Wärmeübergang zu beeinflussen. In der Praxis ergeben sich durch die Verwendung der ebenen Kontakt-Fläche deutlich verringerte Reibungswerte. Messungen ergaben in der Praxis eine Reduzierung der Reibungskräfte auf ein Drittel der sonst an einer gewölbten Leitfläche auftretenden Reibung. Durch Abschalten des Unterdrucks kann auf günstige Weise der Wärmeübergang zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem beheizbaren Körper weitgehend unterdrückt werden, so dass der Aufzeichnungsträger nicht mehr austrocknet. Dies ist vorteilhaft für den Pausenbetrieb.

Bezugs zeichenliste

10 Aufzeichnungsträger

PI Transportrichtung

12 erste Führungswalze

14 erste Achse

16 zweite Führungswalze

18 zweite Achse

T Tangentialebene

20 beheizbarer Körper

22 Kontakt-Fläche

A Abstand

23 Heizelement

24 Bohrungen

25 elektrische Zuleitungen

26 Unterdruckkammer

28 Unterdruckleitung

30 Unterdruckvorrichtung

32 Kanäle

34 Schlitz

36 Verschwenkvorrichtung

38 Kanäle

L Länge

al Formabweichung

a2 Formabweichung