列印設備和方法

2023-06-13 12:34:26 2

專利名稱：列印設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在薄片上形成圖像的噴墨列印設備。
背景技術：
日本特開2003-326680說明了一種在施加墨之後通過加熱器加熱薄片來加速薄片乾燥的技術。該技術通過根據圖像記錄 的佔空比(duty，以下稱為佔空比)，即薄片每單位面積所施加的墨量，升高或降低加熱器的溫度來控制加熱量。通過使用噴墨列印設備製作戶外顯示的大幅面廣告海報這一應用已受到關注。在該應用中，通過向諸如氯乙烯薄片等的高耐候性薄片施加墨來進行列印。不具有墨接受層的薄片狀的記錄介質具有不吸收水而防水的性質。為此，難以通過利用風乾而定影墨的系統來使用一般水性墨進行列印。對不具有墨接受層的薄片的列印，考慮這樣一種方法，在該方法中，在緊接著墨著落至列印面之後，通過加熱器對其進行加熱以使水分蒸發，從而提高墨的粘度。對於在不具有墨接受層的薄片上的列印中是否可以應用日本特開2003-326680所述的根據佔空比的加熱控制進行了研究，並且發現要解決以下問題。(I)第一個問題加熱暈的精確管理如果通過加熱器對列印面加熱不足，則發生下面的所謂的串珠(beading)這一現象在緊接在墨著落之後沒有充分去除水分的情況下，鄰接著落的墨滴凝聚而導致圖像失敗。另一方面，如果通過加熱器過度加熱列印面，則薄片本身根據薄片的特性而膨脹或收縮，從而使薄片發生諸如褶皺等的損壞。因此，對於不具有墨接受層的薄片上的列印，需要對列印面進行嚴格的溫度控制。(2)第二個問題臺板和薄片的溫度因蒸發熱而降低如圖4A所示，對於著落至薄片3的列印面的墨提供熱能(來自薄片表面的熱傳導和來自加熱器的熱輻射)，從而使得水分在短時間內蒸發。由於水分幾乎不會滲透過不具有墨接受層的薄片，所以在墨的水分蒸發時，墨喪失了本身的蒸發熱，使得薄片3的溫度降低。連續多個薄片的列印，還降低了用於支持薄片3的臺板2的表面溫度。臺板2使得臺板2上新供給的薄片3喪失其溫度，使得薄片3的溫度進一步降低。結果，所著落的墨蒸發所需的時間段延長，從而在墨滴進一步擴展至比想要的點大小更大的情況下乾燥墨滴，如圖4B所示。如果鄰接墨滴相互混合，則如圖4C所示，發生串珠現象而使圖像質量劣化。(3)第三個問題加熱器溫度的跟隨延遲加熱器的工作溫度為例如300° C 500° C。從加熱器開始驅動到加熱器達到目標溫度存在相當大的時滯。使用這類控制響應性差的加熱器使得列印面上所提供的熱量不足或過多，而不會提供均一的圖像質量。為了解決這一問題，根據加熱器的響應性迫使降低列印速度。熱容量小的小型加熱器的響應性高。然而，配置多個小型加熱器會引起設備的成本和組裝上的缺點。特別地，在大幅面印表機中，加熱區域非常大，並且使用大量小型加熱器來覆蓋該區域，會使得該缺點更明顯。

發明內容
本發明旨在一種能夠在不具有墨接受層的薄片的列印時通過適當控制加熱器來形成高質量圖像的列印設備和列印方法。根據本發明的一個方面，提供一種列印設備，其包括列印單元，其能夠通過重複列印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上列印圖像；加熱器，用於加熱所述薄片上被所述列印頭施加了墨的區域；以及控制單元，用於針對所述列印頭的各掃描，基於參數控制所述加熱器的輸出和驅動定時。根據本發明的另一方面，提供一種列印方法，其包括以下步驟通過重複列印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上列印圖像；經由加熱器加熱所述薄片上被所述列印頭施加了墨的區域；以及針對所述列印頭的各掃描，基於參數控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
根據本發明的典型實施例，通過基於不具有墨接受層的薄片的列印時的參數，針對列印頭的每一掃描而適當控制加熱器的輸出和驅動定時，從而實現能夠形成高質量圖像的列印設備和列印方法。通過以下參考附圖對典型實施例的詳細說明，本發明的其它特徵和方面將顯而易見。


包含在說明書中並構成說明書的一部分的附圖，示出本發明的典型實施例、特徵和方面，並與說明書一起用來解釋本發明的原理。圖I是示出噴墨列印設備的主要單元的結構的透視圖。圖2是示出噴墨列印設備的主要單元的結構的側視圖。圖3是示出加熱器控制單元的系統結構的框圖。圖4A、4B和4C是示出墨著落至薄片表面的狀態的示意圖。圖5A、5B、5C和是示出佔空比和加熱器溫度之間的時序關係的圖。圖6是示出各個加熱器之間存在差異的情況下的加熱器溫度變化的圖。圖7是示出周圍溫度不同的情況下的加熱器溫度變化的圖。圖8是示出加熱器控制的序列的流程圖。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細說明本發明的各種典型實施例、特徵和方面。圖I是示出根據典型實施例的噴墨列印設備的主要單元的結構的透視圖。圖2是其側視圖。噴墨列印設備主要包括列印單元、薄片輸送單元、乾燥單元和控制單元。假定根據本典型實施例的噴墨列印設備中使用的薄片是由防水性氯乙烯製造的不具有接受層的薄片(以下稱為不具有接受層的薄片)。可以使用具有接受層的一般薄片。還假定所使用的墨包含大量具有下面的性質的乳液成分通過對薄片加熱使墨中的水分蒸發，而且使墨軟化並膜化。在薄片上使墨膜化以提高圖像的耐候性、耐水性和耐擦劃性。列印單元以串行列印系統方法形成圖像，其中，滑架6使得列印頭7在主掃描方向(X方向)上對在臺板2上在副掃描方向(Y方向)上通過分步進給而輸送的薄片進行重複往復掃描。將臺板2安裝在殼體I上。殼體I包括用於吸引薄片3的吸引單元4。通過沿殼體I的縱向所配置的主軌道5支持在主掃描方向上往復的滑架6。滑架6設置有噴墨列印頭7。用於從列印頭7的噴嘴排出墨的能量生成元件可以是加熱元件、壓電元件、靜電元件和微型機電系統(MEMS)元件中的任一個。滑架電動機8是用於在主掃描方向上移動滑架6的驅動源，並且通過帶9將其轉動驅動力傳送至滑架6。通過線性編碼器檢測滑架6在主掃描方向上的位置以進行監視。線性編碼器包括安裝至殼體I的線性編碼器圖案10和被安裝至滑架6上的光學、磁性或者機械地讀取編碼器圖案10的讀取器(未示出)。薄片輸送單元進給薄片，將薄片輸送進列印單元中，並且在收集薄片時對薄片進 行處理。供給記錄介質的長的連續薄片，作為纏繞在線軸18上的輥狀的輥構件23。線軸18包括用於對薄片3施加制動力(後張力)的轉矩限制器19。將從輥構件23拉出的薄片從設備的前面向後面供給至列印單元(殼體I)的下部分。在纏繞殼體I的同時，從後面向前面將供給至殼體I的下部分的薄片3供給至臺板2。沿與滑架6的主掃描方向垂直的副掃描方向(圖I中以箭頭Y所表示的方向)輸送臺板2上的薄片3。通過由輸送輥11、夾緊輥16、帶12和輸送電動機13構成的驅動機構進行該輸送。通過轉動編碼器來檢測和監視輸送輥11的驅動狀態(轉動量和轉動速度)。轉動編碼器包括可隨著輸送輥11轉動的圓形編碼器圖案14和用於光學、磁性或者機械地讀取編碼器圖案14的讀取單元15。線軸20纏繞和收集由列印單元的列印頭7列印了圖像的薄片。圍繞線軸20以輥狀纏繞的薄片形成輥構件24。線軸20由纏繞電動機21來轉動，並且包括用於對薄片3施加纏繞張力的轉矩限制器22。如果使用不具有接受層的薄片，則乾燥單元輻射用於在短的時間段內使施加於薄片的墨乾燥的能量。乾燥單元包括位置高於滑架6並且被緊挨著設置在臺板2上方的第一加熱器25、以及位置高於滑架6並且被設置在臺板2的在輸送方向上的下遊的第二加熱器27。分別通過加熱器蓋26和28覆蓋第一加熱器25和第二加熱器27。各加熱器蓋使得蓋內的鏡反射加熱器的熱(紅外線 遠紅外線)以將熱引導向薄片表面，並且物理性保護加熱器。第一加熱器25的位置在緊挨著臺板2上方，並且向列印頭7往復的區域輻射熱能。在從列印頭7排出的墨著落至列印面時，滑架6立即離開那裡，並且使施加的墨暴露於由加熱器25所輻射的熱能。這使得在進行列印之後，快速促進墨的水分的蒸發和乾燥。通過分步進給來向下遊輸送施加了通過第一加熱器25的熱能而使水分減少了的墨的薄片區域。下遊側的第二加熱器27向施加了墨的薄片的表面施加熱能。第二加熱器27在輸出方面高於第一加熱器25，並且具有高溫的熱能使墨中的特殊成分溶解以覆蓋墨的顏色材料。因此，將墨牢固地定影至甚至不具有墨接受層的薄片，從而形成高耐候性圖像。用於控制整個列印設備的控制單元包括用於控制加熱器的驅動的控制單元30。圖3是示出控制單元30的結構的框圖。控制單元30包括用於判斷加熱器的基本輸出量的塊31、用於判斷加熱器的輸出的校正量的塊32和用於判斷加熱器開始輸出的定時的塊33。各塊均具有用作為用於存儲各種類型的參數和數據表的存儲單元的存儲器。使用基於這些塊的判斷所設置的驅動參數來控制加熱器25和27的輸出和定時。向各塊輸入用於判斷的各種類型的信息或參數。塊34 (介質類型)輸入列印所使用的薄片的介質類型。塊35(列印模式)輸入要執行的列印模式(一遍列印模式和多遍列印模式)。塊36(圖像數據)輸入要列印的圖像的數據。如下所述，基於圖像數據獲得列印的佔空比。塊37 (周圍溫度環境)輸入安裝列印設備的環境的溫度。塊38(加熱器個體特性)輸入與設備中所包含的加熱器的個體特性有關的信息。塊39 (加熱器跟隨性)輸入與設備中所包含的加熱器的跟隨性有關的信息。需要在控制單元30的控制下，適當管理通過第一加熱器25和第二加熱器27對列印面的加熱。如果緊接著墨著落之後的墨中的水分因第一加熱器25的加熱不足而蒸發不足，則圖像質量可能劣化。更具體地，與原來的墨滴相比，墨滴進一步擴散(大的點大小)，或者鄰接著落的墨滴相互凝聚而導致串珠現象，這可能使得圖像質量劣化。另一方面，如果第一加熱器25和第二加熱器27過度加熱，則耐熱性差的薄片因熱而膨脹或收縮，從而導致·諸如皺褶或捲曲等的損壞。為了解決這些問題，本典型實施例進行下面的加熱器控制來控制列印面的溫度。I.佔宇比和介質類型對於平均佔空比(表示排出至單位區域上的墨量的指標)高的圖像，由於向薄片施加了大量墨，所以相對增大用於促進列印面上的墨的水分蒸發的加熱器的輸出。另一方面，對於平均佔空比低的圖像，相對降低加熱器的輸出，以防止薄片由於顯著超過乾燥墨所需的熱量的加熱而引起的損壞。即使佔空比相同，用於乾燥所需的加熱量也根據所使用的薄片的介質類型而不同。於是，通過實驗預先獲取根據介質類型和佔空比(多個階段)的適當的加熱器輸出，並且將其作為數據表存儲在控制單元的存儲器中。除數據表以外，還可以準備用於獲得相同結果的計算公式，以通過計算來獲取適當的加熱器輸出。表I是數據表的例子。該數據表示出對於三種不同類型的介質(介質A、B和C)，對於被分成四個範圍(0% 小於25%、25%以上 小於50%、50%以上 小於75%、75%以上 小於100% )的各佔空比的最佳加熱器輸出(% )。[表 I]
權利要求
1.一種列印設備，其包括 列印單元，其能夠通過重複列印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上列印圖像； 加熱器，用於加熱所述薄片上被所述列印頭施加了墨的區域；以及 控制單元，用於針對所述列印頭的各掃描，基於參數控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
2.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述加熱器包括加熱構件，所述加熱構件在所述薄片的寬度方向上長，並且用於向所述薄片的被所述列印頭施加了墨的表面施加熱能。
3.根據權利要求2所述的列印設備，其特徵在於，所述加熱器配置在所述列印頭移動的範圍內、所述列印頭的上方。
4.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述參數包括與一次掃描中要列印的圖像的佔空比、列印模式、所使用的薄片的類型、薄片溫度由於墨的蒸發熱而導致的降低、加熱器溫度控制的跟隨延遲、加熱器特性的個體差異、以及安裝所述列印設備的環境的溫度有關的信息中的一個或多個。
5.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用於存儲適合於薄片的類型和佔空比的組合的所述加熱器的輸出，其中，將所述薄片的類型和所述佔空比設置為所述參數， 其中，所述控制單元針對所述列印頭的各掃描而控制所述加熱器，以提供通過參考所述存儲單元所獲得的輸出。
6.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用於存儲與針對所述加熱器的驅動的加熱器溫度控制的跟隨延遲有關的信息， 其中，所述控制單元針對所述列印頭的各掃描而控制所述加熱器，以基於通過參考所述存儲單元所獲得的信息，提前驅動定時。
7.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元進行校正，以增大所述加熱器的輸出來補償所述薄片的溫度由於所述墨的蒸發熱而導致的降低。
8.根據權利要求7所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用於針對多個佔空比存儲根據持續時間段而不同的所述加熱器的校正值， 其中，所述控制單元基於通過參考所述存儲單元所獲得的信息，控制所述加熱器以增大所述加熱器的輸出。
9.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元基於所述加熱器的個體差異，校正所述加熱器的輸出和驅動定時之一。
10.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元基於安裝所述列印設備的環境的溫度，校正所述加熱器的輸出和驅動定時之一。
11.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述控制單元基於一次掃描中要列印的圖像的平均佔空比或者一次掃描中要列印的圖像所包括的多個區域中的最大佔空比，設置所述加熱器的輸出。
12.根據權利要求I所述的列印設備，其特徵在於，所述墨包含乳液成分。
13.一種列印方法，其包括以下步驟 通過重複列印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上列印圖像；經由加熱器 加熱所述薄片上被所述列印頭施加了墨的區域；以及針對所述列印頭的各掃描，基於參數控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
全文摘要
本發明提供一種列印設備和列印方法。列印設備包括列印單元、加熱器和控制單元。所述列印單元通過重複列印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上列印圖像。加熱器加熱所述薄片上被所述列印頭施加了墨的區域。所述控制單元針對所述列印頭的各掃描，基於參數控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
文檔編號B41J3/44GK102896898SQ201210268
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月30日 優先權日2011年7月29日
發明者和田格 申請人:佳能株式會社