特別用於乙烯樹脂上uv噴墨列印的高精度輸送的製作方法

2023-05-29 18:22:06 3

專利名稱：特別用於乙烯樹脂上uv噴墨列印的高精度輸送的製作方法
技術領域：
本發明涉及噴墨列印，特別地涉及列印頭相對於列印頭橫向掃描之間的基底的縱向分度(indexing)。
背景技術：
噴墨列印的寬幅應用在不斷發展。在寬幅噴墨列印中，來自硬板或彈性捲軸的基底，相對於噴墨列印頭被支撐。該列印頭典型地在基底被支撐的列印位置通過相對於基底的橫向移動在基底上列印一行圖像。列印頭在一個在列印位置橫穿基底延伸的橋上橫移過基底，在一個可在橋上移動的支架上運載列印頭。這樣的一行圖像典型地由列印頭上相應的多個噴嘴噴射的點形成的多條線構成。一個完整的圖像是通過分度相對於基底縱向分度列印頭在掃描運動中並排列印多個這樣的行而形成的。一般地，當列印一行圖像時，在列印頭橫移過基底運動期間，列印頭和基底之間沒有相對運動。但是，在圖像的每一行的列印之間，實施基底相對於列印頭的縱向分度。該分度可通過在其支撐上縱向移動基底或通過相對於該支撐移動橋而實現。一個具有兩種類型的縱向移動的列印系統在美國專利No.6,012,403中已經公開，這裡特別引入作為參考。
列印頭和基底之間在縱向上的相對運動，即垂直於列印頭的橫向行列印的移動，要求分度距離足夠精確，以避免由列印相鄰行的點形成的橫線之間的分度步的長度公差引起列印圖像的可見偽跡。除特定應用的解析度的要求外，對精度要求的程度取決於噴射的油墨的性質和基底的物理特性。例如，通過卷式或卷到片的處理，很多寬幅印刷用於印刷在乙烯樹脂基底捲筒上的海報、橫幅和招牌。一般地，這些基底用溶劑型油墨印刷，其形成的點在乾燥前在乙烯樹脂基底上略微擴散。這些點擴散可彌補幾分之一英寸的縱向輸送誤差。但是這些點擴散降低了被印刷的圖像的解析度和圖像的整體質量。
寬幅噴墨列印的優點源自使用暴露於紫外線中被固化的油墨。這些紫外線固化的油墨可在很多實施例中製作出優質圖像並且可在某些基底上印刷而其它油墨不能。此外，紫外線固化的油墨不具有一些其它油墨的某些工作和環境缺陷。使用UV油墨的噴墨列印的實施例在美國專利No.6,312,123；6,467,898；6,523,921和6,702,438以及PCT公布WO02/078958和WO02/18148中都有描述，此處特別引入作為參考。
UV油墨較溶劑型和其它油墨的優點包括例如較少的點擴散，特別是在基底如乙烯樹脂上印刷時。UV油墨的這些特性可帶來更高的解析度。然而，高的解析度也暴露出一些由於輸送或列印頭掃描行之間分度公差造成的偽跡。人的肉眼，例如，可分辨小於千分之一寸(即，＜0.001英寸)的瑕疵。這就在使用輥式進給基底時產生了問題，特別是使用光滑、低吸收性的基底，當點擴散最小時可發生。
捲筒式給紙印表機特別容易發生難以控制的縱向輸送錯誤。當試圖縱向分度一個捲筒，特別是高彈性材料形成的捲筒時，累積的驅動連接的公差、基底在輥子上的潛在滑動以及其它機械限制產生了難以預測的錯誤。對改進列印頭和基底之間的分度精度的嘗試集中在輸送控制上。例如，已經嘗試使用一個編碼器來測量基底相對於列印頭的橋的實際輸送。在對基底輸送驅動的閉環控制中使用編碼器僅適度地獲得了成功，因為缺少環的控制「剛度」。使用編碼器讀取分度步驟的結果並將結果反饋給控制以作出隨後的校正，這已經產生了其它問題。
當在縱向輸送步驟後輸送系統控制器已經接收了來自編碼器的錯誤信號時，時間消耗在作出輸送後校正中，延遲了橫向列印頭掃描。此外，校正輸送步驟也容易發生錯誤，這就需要另外一個校正步驟。再者，錯誤可顯示基底已經輸送的太遠，需要負校正步驟，或捲筒的反卷步驟。不是所有的印表機都能夠實現基底捲筒的反向運動，並且很多可以反向進行基底輸送的印表機不能精確或有效地完成。故此，已經嘗試故意捲筒給送不足。捲筒的給送不足增加了需要校正的可能性和必須做出的校正的可能總數。這些困難的後果就是，在上述問題存在的前提下，在許多實施例中都無法實現在光滑基底上使用UV油墨的高質量的噴墨列印。
因此，需要一種方法以提高列印頭和基底之間的相對縱向輸送的精度，特別是光滑基底如乙烯樹脂，並且特別是當使用UV油墨列印時。

發明內容
本發明的主要目的在於使基底相對於噴墨列印頭橫向軌跡的相對運動的傳入精度提高。
根據本發明的原理，一個複合輸送系統傳入基底相對於噴墨列印頭橫向軌跡的相對運動。
本發明的這些和其它目的和優點將根據下面的詳述更加清楚。


圖1為現有技術的噴墨列印系統的透視圖。
圖2和圖1類似，為實現本發明原理的噴墨列印系統的一個實施例的透視圖。
圖3和圖2類似，為實現本發明原理的噴墨列印系統的另一個圖4和圖2類似，為實現本發明原理的噴墨列印系統的又一個
具體實施例方式
圖1中，說明了現有技術中的一種噴墨列印裝置10。該裝置10包括一個具有一個支撐基底15的基底支撐平面12的框架11。該基底15被描述為從卷輥供應裝置13沿框架11並且在支撐平面12上通過一組或多組安裝於框架11上旋轉的給送輥14被縱向輸送的一卷材料。一個驅動馬達16，可為一個伺服驅動馬達，推動基底經過固定於框架11的橋17，橋上安裝一個支架18，其在橋17上沿輸送方向橫向運動。支架18上安裝有一個或多個噴墨列印頭20，載著它們橫過框架11。支架18通過橋17和支架18運載的線性伺服馬達19橫移過橋17。列印頭20包括從支架18伸出朝向支撐平面12的噴嘴(未示出)，當基底15被支撐在平面12上時在基底15上噴墨。一個控制器25操縱列印頭，以使在基底上的噴墨與列印頭相對基底的定位同步，以產生和編程圖案一致的圖像。控制器25也控制相對框架11縱向移動基底15的馬達16和移動支架18橫向穿過橋17的馬達21。
該裝置10還具有一個編碼器26，在靠近靜止橋17的點處安裝在框架11上，具有一個直徑約6英寸的傳感輪27，與基底15接合併響應基底15相對橋17的運動產生測量信號。該測量信號被傳至控制器25，再響應基底輸送測量信號發送一個輸送調節信號給馬達16。該馬達16對基底15做出輸送調節。在現有技術中，這樣的調節在減少輸送錯誤偽跡方面不盡人意。
在圖2中，描述了根據本發明一個實施例的列印裝置30。該裝置30具有某些和圖1所示的裝置10相同的部件，用同樣的附圖標記表示。此外，該裝置30包括一個具有美國專利No.6,012,403中描述特徵的輸送系統，其中安裝的橋17在框架11上縱向移動。該移動是由橋17和框架11運載的線性伺服馬達31提供的。提供一個控制器35，具有上述裝置10的控制器25的功能，此外還具有控制馬達31以相對框架11縱向移動橋17的功能。這樣，控制器35可通過保持橋17相對於框架11靜態並相對框架11縱向移動基底15，或保持基底15相對框架11靜態並相對框架11移動橋17，或將橋17和基底15相對框架11的運動合併，以相對列印頭20縱向分度基底15。因此，馬達16和31可通過控制器35擇一或結合通電。
經驗顯示，通過馬達31在框架11上移動橋17以實現列印頭20相對基底15的縱向分度遠遠比通過馬達16相對框架11移動基底15的分度精確的多。但是，也有一些例子顯示通過馬達16驅動基底15穿過框架11的輸送也具有優點，特別是在連續的基底卷材上印刷巨幅圖像時。
根據本發明，一個編碼器26或其它位置測量和反饋裝置被如此構造和安裝在裝置30上，以精確地測量基底卷材15響應對來自控制器25的分度命令信號做出反應的馬達16的致動而輸送的實際距離。在圖2的實施例中，位置測量裝置為編碼器或分解器的形式，位於框架11上的固定位置並接近裝置30內橋17的正常停靠位置。編碼器26被調整或足夠準確以對應於期望的分度精度的準確度測量實際的輸送距離。例如，如果分度精度優選1/2000英寸以避免列印偽跡，位置測量裝置必須如此構造以讀取至少1/2000英寸的實際輸送距離，並且優選1/4000英寸。
控制器35被如此編程以使當基底15在馬達16致動下被輸送時，基底15的運動被編碼器26測量，控制器35接收來自編碼器26的測量信號，計算任何輸送誤差，並發送校正信號至馬達31。這樣馬達31移動橋17以縱向移動列印頭20一距離，以補償馬達16輸送基底15中產生的任何誤差。馬達31驅動橋17的這樣的移動非常精確地進行，典型地為大約+/-5微米。結果，在列印頭支架反向移動到基底15位於導致在基底15上列印圖像行的列印頭掃描之間的一側期間，輸送校正可精確快捷地進行。
進一步根據本發明，馬達31驅動橋17移動產生的任何誤差校正從控制器35發出信號給馬達16驅動的下一個分度運動中減去。例如，如果通過移動橋17做出一個向前縱向的校正X，基底15的下一個輸送距離就減去X。如果在反向縱向做出校正，那麼基底15的下一個輸送距離就加上X。這就防止橋17沿框架11逐漸縱向移動並最終達到行程終點。
圖3描述了根據本發明又一個實施例的噴墨列印裝置40，其中橋17在框架11上為靜止的。在該裝置40中，列印頭20在支架18上在縱向具有少量移動能力。該移動能力只需幾千分之一英寸。通過為支架18上的列印頭20提供一個可滑動的配件41可實現該移動，提供少量縱向列印頭行程。可提供一個凸輪42以在該由伺服馬達43驅動的配件上移動列印頭。運行中，控制器35將校正信號發送給伺服馬達43，同上述實施例30中發送給伺服馬達31一樣。本實施例很容易用於現有的具有固定橋的卷材輸送印表機。
圖4描述了根據本發明又一個實施例的噴墨列印裝置50，其中一個編碼器或分解器26被固定於橋17，以和橋17一同移動而不是相對框架11靜止。該位置測量裝置的放置更傾向於精確地測量基底卷材15經過列印頭的實際位移而不必理會橋17的位置。在裝置50中，位置測量裝置的輸出就是卷材相對列印頭20上次位置的實際距離。
在描述中位置測量和反饋裝置被示為一個編碼器或者分解器，本領域技術人員了解，其它可精確測量卷材12位移的裝置也都可使用。
本發明根據具體實施例進行了闡述。本領域技術人員可以了解，對所述特徵的增加、刪除和改進都在本發明的保護範圍之內。因此，要求的保護範圍記載於權利要求書中。
權利要求
1.一種在列印頭的列印橫向掃描之間相對列印頭分度基底的方法，該方法包括分度基底以縱向移動基底一遞增距離；測量在分度期間基底移動的實際距離，並根據該測量確定基底移動的實際距離與該遞增距離之間的差值；以及響應該差值，調節列印頭的縱向位置。
2.如權利要求1所述的方法，其中通過以預定量驅動一個輸送元件來進行基底的分度，以使基底縱向移動該遞增距離通過列印位置。
3.如權利要求1所述的方法，還包括在調節後的縱向位置用列印頭橫向掃描。
4.如權利要求1所述的方法，還包括在調節後的縱向位置用列印頭橫向掃描；接著，進一步以遞增距離縱向分度基底，該遞增距離被列印頭的縱向位置調節量修正。
5.如權利要求1所述的方法，還包括測量基底移動的實際距離包括測量相對印表機的固定框架的距離。
6.如權利要求1所述的方法，還包括測量基底移動的實際距離包括測量相對列印頭縱向位置的距離。
7.一種噴墨列印方法，包括用位於列印位置的列印頭橫向穿過基底噴墨列印圖像的第一行，該基底在列印位置是靜止的；接著，響應來自控制器的表示設定輸送距離的輸送信號，縱向輸送基底通過列印位置，並且當如此輸送時，測量基底縱向移動的實際距離；然後，計算設定輸送距離和測定的實際距離之間的差值作為校正距離；接著，縱向移動列印頭該校正距離；然後，橫向穿過基底噴墨列印另一行圖像，基底靜止在列印位置。
8.如權利要求7所述的方法，還包括響應來自控制器的輸送信號，進一步縱向輸送基底通過列印位置，該輸送信號表示小於計算出的校正距離的設定輸送距離。
9.如權利要求7所述的方法，還包括列印另一行圖像後，縱向移動列印頭以將列印頭挪到基準位置；再次響應來自控制器的表示小於計算出的校正距離和調節距離的設定輸送距離的輸送信號，縱向輸送基底通過列印位置。
10.上述任意一項方法權利要求所述的方法，其中該調節包括當遞增距離大於實際距離時，沿分度方向縱向移動列印頭，並且當遞增距離小於實際距離時，在與分度方向相反的方向進行移動。
11.上述任意一項方法權利要求所述的方法，其中噴墨列印進行時列印頭橫向移動穿過橋，並且通過相對一個固定框架移動橋以縱向移動列印頭。
12.上述任意一項方法權利要求所述的方法，其中噴墨列印進行時列印頭橫向移動穿過橋，並且通過相對橋移動列印頭以縱向移動列印頭。
13.一種噴墨列印裝置，包括框架；橫過框架延伸並限定一個列印位置的橋；運動系統，被設計為相對框架縱向移動列印頭；輸送系統，被設計為縱向推動基底通過列印位置；可橫過橋移動的列印頭，以在列印位置穿過基底列印一行圖像；控制器，其可操作而致動該輸送系統以實現基底通過列印位置的縱向分度運動；卷材位置測量裝置，以測量並給控制器傳遞一信號，該信號與分度運動中基底的實際移動距離相對應；該控制器可操作而致動該運動系統，以縱向移動列印頭一距離，該距離對應分度運動期間基底的實際移動距離與預定距離之間的差值。
14.如權利要求13所述的裝置，其中該橋通過該運動可相對框架縱向移動；並且控制器可操作而致動該運動系統以相對框架縱向移動橋，從而縱向移動列印頭一距離，該距離對應分度運動期間基底的實際移動距離與預定距離之間的差值。
15.如權利要求14所述的裝置，其中該運動系統包括一個具有固定於框架的縱向延伸的定子和固定於橋並響應控制器的電樞的線性伺服馬達。
16.如權利要求13所述的裝置，其中列印頭通過該運動可相對橋縱向移動；並且控制器可操作而致動該運動系統，以相對橋縱向移動列印頭，從而縱向移動列印頭一距離，該距離對應分度運動期間基底的實際移動距離與預定距離之間的差值。
17.如權利要求13～16任意一項所述的裝置，其中卷材位置測量裝置包括一個編碼器，該編碼器響應基底相對該編碼器的運動。
18.如權利要求13～17任意一項所述的裝置，其中卷材位置測量裝置固定於框架。
19.如權利要求13～17任意一項所述的裝置，其中卷材位置測量裝置固定於橋。
全文摘要
公開了一種噴墨列印裝置(30，40，50)和方法，使用一個相對支撐區域縱向輸送基底的系統以及一個以平行基底輸送的方向移動列印頭的系統。列印頭(20)的多行橫向掃描之間的分度起初由基底輸送系統(16)進行，並且通過使用一種編碼器或其它基底位置測量裝置(26)進行實際輸送距離的測量。一個控制器(25)確定實際和預定輸送距離之間的任何誤差量。接著控制器(25)發送信號以移動列印頭(20)來補償輸送系統輸送中的任何誤差。隨之對下一個基底分度步驟作出補償調節，這樣列印頭趨於在下一個校對移回原始位置或零位置，並且不會由於累積的移動脫離該原始位置。對於具有相對印表機框架(11)可移動的裝載列印頭(20)的橋(17)的印表機來說，列印頭運動通過移動橋實現，例如通過致動一個線性移動伺服橋運動系統(31)。對於固定橋的輥式印表機，可使列印頭(20)在橋(17)上縱向移動以進行校正運動。
文檔編號B41J3/28GK1933975SQ200580008143
公開日2007年3月21日 申請日期2005年1月28日 優先權日2004年1月30日
發明者理察·N.·科多, 威廉·W.·科蘭, 安傑洛·夸特羅喬基, 彼得·福格爾 申請人:L&P產權管理公司