專利名稱：打印設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在薄片上形成圖像的噴墨打印設備。
背景技術：
日本特開2003-326680說明了一種在施加墨之后通過加熱器加熱薄片來加速薄片干燥的技術。該技術通過根據(jù)圖像記錄 的占空比(duty，以下稱為占空比)，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。通過使用噴墨打印設備制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打印。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，難以通過利用風干而定影墨的系統(tǒng)來使用一般水性墨進行打印。對不具有墨接受層的薄片的打印，考慮這樣一種方法，在該方法中，在緊接著墨著落至打印面之后，通過加熱器對其進行加熱以使水分蒸發(fā)，從而提高墨的粘度。對于在不具有墨接受層的薄片上的打印中是否可以應用日本特開2003-326680所述的根據(jù)占空比的加熱控制進行了研究，并且發(fā)現(xiàn)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打印面加熱不足，則發(fā)生下面的所謂的串珠(beading)這一現(xiàn)象在緊接在墨著落之后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打印面，則薄片本身根據(jù)薄片的特性而膨脹或收縮，從而使薄片發(fā)生諸如褶皺等的損壞。因此，對于不具有墨接受層的薄片上的打印，需要對打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(fā)熱而降低如圖4A所示，對于著落至薄片3的打印面的墨提供熱能(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(fā)。由于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(fā)時，墨喪失了本身的蒸發(fā)熱，使得薄片3的溫度降低。連續(xù)多個薄片的打印，還降低了用于支持薄片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(fā)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干燥墨滴，如圖4B所示。如果鄰接墨滴相互混合，則如圖4C所示，發(fā)生串珠現(xiàn)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打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(jù)加熱器的響應性迫使降低打印速度。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，在大幅面打印機中，加熱區(qū)域非常大，并且使用大量小型加熱器來覆蓋該區(qū)域，會使得該缺點更明顯。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在一種能夠在不具有墨接受層的薄片的打印時通過適當控制加熱器來形成高質量圖像的打印設備和打印方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種打印設備，其包括打印單元，其能夠通過重復打印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上打印圖像；加熱器，用于加熱所述薄片上被所述打印頭施加了墨的區(qū)域；以及控制單元，用于針對所述打印頭的各掃描，基于參數(shù)控制所述加熱器的輸出和驅動定時。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種打印方法，其包括以下步驟通過重復打印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上打印圖像；經(jīng)由加熱器加熱所述薄片上被所述打印頭施加了墨的區(qū)域；以及針對所述打印頭的各掃描，基于參數(shù)控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
根據(jù)本發(fā)明的典型實施例，通過基于不具有墨接受層的薄片的打印時的參數(shù)，針對打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(xiàn)能夠形成高質量圖像的打印設備和打印方法。通過以下參考附圖對典型實施例的詳細說明，本發(fā)明的其它特征和方面將顯而易見。


包含在說明書中并構成說明書的一部分的附圖，示出本發(fā)明的典型實施例、特征和方面，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。圖I是示出噴墨打印設備的主要單元的結構的透視圖。圖2是示出噴墨打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(tǒng)結構的框圖。圖4A、4B和4C是示出墨著落至薄片表面的狀態(tài)的示意圖。圖5A、5B、5C和是示出占空比和加熱器溫度之間的時序關系的圖。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(fā)明的各種典型實施例、特征和方面。圖I是示出根據(jù)典型實施例的噴墨打印設備的主要單元的結構的透視圖。圖2是其側視圖。噴墨打印設備主要包括打印單元、薄片輸送單元、干燥單元和控制單元。假定根據(jù)本典型實施例的噴墨打印設備中使用的薄片是由防水性氯乙烯制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(fā)，而且使墨軟化并膜化。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。打印單元以串行打印系統(tǒng)方法形成圖像，其中，滑架6使得打印頭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復往復掃描。將臺板2安裝在殼體I上。殼體I包括用于吸引薄片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設置有噴墨打印頭7。用于從打印頭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(tǒng)(MEMS)元件中的任一個?；茈妱訖C8是用于在主掃描方向上移動滑架6的驅動源，并且通過帶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(jiān)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，將薄片輸送進打印單元中，并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(xù)薄片，作為纏繞在線軸18上的輥狀的輥構件23。線軸18包括用于對薄片3施加制動力(后張力)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后面供給至打印單元(殼體I)的下部分。在纏繞殼體I的同時，從后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(jiān)視輸送輥11的驅動狀態(tài)(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和用于光學、磁性或者機械地讀取編碼器圖案14的讀取單元15。線軸20纏繞和收集由打印單元的打印頭7打印了圖像的薄片。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，并且包括用于對薄片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，則干燥單元輻射用于在短的時間段內使施加于薄片的墨干燥的能量。干燥單元包括位置高于滑架6并且被緊挨著設置在臺板2上方的第一加熱器25、以及位置高于滑架6并且被設置在臺板2的在輸送方向上的下游的第二加熱器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，并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，并且向打印頭7往復的區(qū)域輻射熱能。在從打印頭7排出的墨著落至打印面時，滑架6立即離開那里，并且使施加的墨暴露于由加熱器25所輻射的熱能。這使得在進行打印之后，快速促進墨的水分的蒸發(fā)和干燥。通過分步進給來向下游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(qū)域。下游側的第二加熱器27向施加了墨的薄片的表面施加熱能。第二加熱器27在輸出方面高于第一加熱器25，并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。用于控制整個打印設備的控制單元包括用于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?？刂茊卧?0包括用于判斷加熱器的基本輸出量的塊31、用于判斷加熱器的輸出的校正量的塊32和用于判斷加熱器開始輸出的定時的塊33。各塊均具有用作為用于存儲各種類型的參數(shù)和數(shù)據(jù)表的存儲單元的存儲器。使用基于這些塊的判斷所設置的驅動參數(shù)來控制加熱器25和27的輸出和定時。向各塊輸入用于判斷的各種類型的信息或參數(shù)。塊34 (介質類型)輸入打印所使用的薄片的介質類型。塊35(打印模式)輸入要執(zhí)行的打印模式(一遍打印模式和多遍打印模式)。塊36(圖像數(shù)據(jù))輸入要打印的圖像的數(shù)據(jù)。如下所述，基于圖像數(shù)據(jù)獲得打印的占空比。塊37 (周圍溫度環(huán)境)輸入安裝打印設備的環(huán)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對打印面的加熱。如果緊接著墨著落之后的墨中的水分因第一加熱器25的加熱不足而蒸發(fā)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(xiàn)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·諸如皺褶或卷曲等的損壞。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打印面的溫度。I.占宇比和介質類型對于平均占空比(表示排出至單位區(qū)域上的墨量的指標)高的圖像，由于向薄片施加了大量墨，所以相對增大用于促進打印面上的墨的水分蒸發(fā)的加熱器的輸出。另一方面，對于平均占空比低的圖像，相對降低加熱器的輸出，以防止薄片由于顯著超過干燥墨所需的熱量的加熱而引起的損壞。即使占空比相同，用于干燥所需的加熱量也根據(jù)所使用的薄片的介質類型而不同。于是，通過實驗預先獲取根據(jù)介質類型和占空比(多個階段)的適當?shù)募訜崞鬏敵?，并且將其作為?shù)據(jù)表存儲在控制單元的存儲器中。除數(shù)據(jù)表以外，還可以準備用于獲得相同結果的計算公式，以通過計算來獲取適當?shù)募訜崞鬏敵?。表I是數(shù)據(jù)表的例子。該數(shù)據(jù)表示出對于三種不同類型的介質(介質A、B和C)，對于被分成四個范圍(0% 小于25%、25%以上 小于50%、50%以上 小于75%、75%以上 小于100% )的各占空比的最佳加熱器輸出(% )。[表 I]
權利要求
1.一種打印設備，其包括 打印單元，其能夠通過重復打印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上打印圖像； 加熱器，用于加熱所述薄片上被所述打印頭施加了墨的區(qū)域；以及 控制單元，用于針對所述打印頭的各掃描，基于參數(shù)控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
2.根據(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，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，并且用于向所述薄片的被所述打印頭施加了墨的表面施加熱能。
3.根據(jù)權利要求2所述的打印設備，其特征在于，所述加熱器配置在所述打印頭移動的范圍內、所述打印頭的上方。
4.根據(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述參數(shù)包括與一次掃描中要打印的圖像的占空比、打印模式、所使用的薄片的類型、薄片溫度由于墨的蒸發(fā)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、以及安裝所述打印設備的環(huán)境的溫度有關的信息中的一個或多個。
5.根據(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用于存儲適合于薄片的類型和占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占空比設置為所述參數(shù)， 其中，所述控制單元針對所述打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(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用于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打印頭的各掃描而控制所述加熱器，以基于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(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，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于所述墨的蒸發(fā)熱而導致的降低。
8.根據(jù)權利要求7所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元包括存儲單元，所述存儲單元用于針對多個占空比存儲根據(jù)持續(xù)時間段而不同的所述加熱器的校正值， 其中，所述控制單元基于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(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元基于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(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元基于安裝所述打印設備的環(huán)境的溫度，校正所述加熱器的輸出和驅動定時之一。
11.根據(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述控制單元基于一次掃描中要打印的圖像的平均占空比或者一次掃描中要打印的圖像所包括的多個區(qū)域中的最大占空比，設置所述加熱器的輸出。
12.根據(jù)權利要求I所述的打印設備，其特征在于，所述墨包含乳液成分。
13.一種打印方法，其包括以下步驟 通過重復打印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上打印圖像；經(jīng)由加熱器 加熱所述薄片上被所述打印頭施加了墨的區(qū)域；以及針對所述打印頭的各掃描，基于參數(shù)控制所述加熱器的輸出和驅動定時。
全文摘要
本發(fā)明提供一種打印設備和打印方法。打印設備包括打印單元、加熱器和控制單元。所述打印單元通過重復打印頭的掃描，在不具有墨接受層的薄片上打印圖像。加熱器加熱所述薄片上被所述打印頭施加了墨的區(qū)域。所述控制單元針對所述打印頭的各掃描，基于參數(shù)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(yōu)先權日2011年7月29日
發(fā)明者和田格 申請人:佳能株式會社