专利名称：处理图像接收片材的方法以及采用这种方法的热熔喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在热熔喷墨打印机中处理图像接收片材的方法，其中片材前进到热熔油墨施加到片材上的打印表面，并且本发明涉及一种采用该方法的打印机。
背景技术：
US6196672B1披露一种热熔喷墨打印机，其中为了加速将片材加热到确保油墨适当固化的温度，设置最好具有比打印表面高的表面温度的预热器。
在其中纸张片材或类似的图像接收片材用作记录介质的打印机中，纸张趋于皱褶的趋势有时会构成严重的问题。皱褶现象与纸张和类似材料趋于从环境空气吸收潮湿并且按照其湿度膨胀和收缩的事实相关。通常，膨胀和收缩不是各向同性的，并且特别是在其中纸张纤维主要取向的方向上是显著的。当纸张内的湿度存在一定程度的梯度时，那么纸张的较潮湿的部分将比较干燥的部分膨胀更多，这不可避免地造成皱褶或皱纹的产生。
在特别是大格式打印机的喷墨打印机的典型设置中，纸张在平的纸张支承板上间歇前进，同时滑架在纸张上前后运动，并且安装在滑架上的喷墨打印头启动以便将油墨液滴喷射到纸张上，从而形成打印图像。由于滑架以相对高速运动，喷射到纸张上的油墨液滴出现某些偏差，并且在某些偏离的位置上在纸张上沉积。偏离大小与油墨液滴的飞行距离成比例。因此，当在纸张上出现皱褶时，飞行距离是不均匀的，并且因此油墨在纸张上的点的偏离也变得不均匀，使得打印图像的质量退化。
在热熔喷墨打印机中，油墨在室温下固化，并且在油墨液滴喷射到纸张之前，必须加热到其熔点以上，通常在100℃大小的等级。因此，当图像正在打印时，纸张通过高温油墨加热，并且已经吸收在纸张中的水的一部分将蒸发。这造成打印站区域内的纸张湿度梯度增加，并且容易出现皱褶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效抑止皱褶现象的方法和一种热熔喷墨打印机。
按照本发明，片材在其到达打印表面之前加热到高于第二温度的第一温度，第二温度是其将在打印表面上采用的温度。
本发明基于以下考虑。当纸张片材保持在显著高于片材以前具有的温度的温度时，已经吸收在纸张内的潮湿将逐渐散发，并且纸张将收缩。但是，纸张的湿度不线性减小，而是根据类似于指数函数的曲线以某个时间常数衰减。因此，最初，湿度梯度是陡峭的，并且随着时间推移越来越平缓。在较高温度下，时间常数将较小，并且湿度更加快速衰减。由于，按照本发明，片材加热到相对高温下，湿度在相对短的时间内沿着衰减曲线的初始陡峭部分运动，并且当纸张到达打印表面时，湿度已经处于曲线的平缓“尾部”，由于打印表面上的温度较低，该曲线将更加平缓。因此，当纸张在打印表面上前进时，湿度的时间梯度将很小，并且因此空间湿度梯度将同样很小，使得片材的皱褶趋势显著减小。
本发明的更加特定的实施例和其它细节表示在所附权利要求中。
当片材加热到较高温度时，已经描述的效果更加显著。另一方面，该温度应该不变得太高，从而防止纸张损坏。此外，纸张过大的初始温度将延缓打印过程中所施加的油墨固化。因此，最好是，如果温度以摄氏度测量的话，纸张预热的第一温度应该高于打印表面上的第二温度的25％。例如，如果打印表面上纸张的平均温度是32℃，那么纸张应该预热到大约38℃的温度。
同样最好的是纸张暴露于较高的第一温度长达相对长的时间，这意味着沿着纸张输送路径的预热区域应该相对长，当然没有造成纸张供应过程中过多延迟，并且没有造成打印机的总体尺寸过大。在优选实施例中，在位于打印表面下面的纸库中，纸张例如以环形幅材的形式存储在卷筒上，并且预热区域设置在将纸张偏转到水平方向并且将其供应到打印表面上的供应辊的上游的纸张供应路径的倾斜部分内。这允许提供足够长的预热区域而不显著增加打印机的面积，并且同样允许将加热区域靠近打印表面布置，使得纸张在其到达打印表面之前再次冷却。如果纸张以幅材形式供应，纸张的纤维主要在幅材的横向上取向，并且随后收缩将主要出现在幅材的宽度方向。因此，由湿度梯度产生的皱褶将在幅材的纵向上延伸。那么，幅材在其通过供应辊之上时进行弯曲的事实有助于平缓预热过程中产生的任何皱褶。
最好是，打印机包括布置成检测环境空气的湿度的湿度传感器以及适用于控制预热过程以响应所检测湿度的控制系统。当空气相对干燥时，皱褶趋势很小，并且预热温度可较低，或者可以完全省略热处理，以便节省能源。另一方面，当环境湿度增加，这可由湿度传感器检测，并且加热器自动启动，以便缓和皱褶现象，并且确保很高的打印质量。
预热温度也可以适用于正在处理的纸张类型。例如，当纸库具有存储不同宽度或不同纸张质量的幅材的多个卷筒时，预热温度可自动转换到最适用于正在处理的纸张类型的数值。同样，加热器的有效区域的宽度可自动适用于幅材的宽度，因此可以避免能源浪费。
当处理例如塑料胶片的非纸张记录介质时也可采用预热处理。在这种情况下，片材将对于湿度不太敏感，而是具有较大的热膨胀系数，使得皱褶可通过温度中的梯度来造成。那么，预热温度将选择成只略微高于打印表面上的温度，使得片材到达打印表面时的温度将与打印表面本身的温度相符。
现在结合附图将描述本发明的优选实施例。附图中图1表示按照本发明的热熔喷墨打印机的纸张输送系统的示意垂直截面图；图2是纸张片材的示意图，表示由纸张中湿度梯度造成的皱褶；以及图3是表示在时间过程中纸张中的湿度如何变化的视图。
具体实施例方式
如图1所示，热熔喷墨打印机包括框架10(只以虚线表示)，并且容纳纸库12以及适用于将纸张片材16供应到框架10的顶部侧上的打印站18的纸张供应系统14。在打印站18，纸张16通过真空系统(未示出)贴靠穿孔的纸张支承板20的平顶部表面(打印表面)抽吸。滑架22布置成在片材16上在垂直于图1附图平面的方向上前后运动。因此，通过启动打印头24，在滑架22的每个行程中打印图像列。接着，片材16在箭头A所示的方向上前进适当长度的一步，使得可以打印下一列。排出系统26将片材排出到托盘28上，托盘在所示实例中容纳已经打印的片材30。片材支承板20进行温度控制，以便控制已经沉积在纸张上的热熔油墨的冷却速度和固化。例如，片材支承板20的打印表面的温度保持在32℃。
纸库12包括一组六个卷筒32，每个卷筒提供环形幅材34形式的打印纸。卷筒32布置成三排，来自每个卷筒的幅材34通过各自相关成对的输送辊子36拉出。引导板38的配置限定在纸库顶部侧与公共供应路径42汇合的窄小供应路径40的分支系统。成对的输送辊子36有选择地进行驱动以便将幅材34从所选的一个卷筒32供应到公共供应路径42。将理解到卷筒32可包括不同质量的纸张，并且可以是例如塑料胶片或类似材料的非纸张记录介质。另外，卷筒32的幅材的宽度可以不同，使得打印片材可以不同格式形成，例如从A4到A0的范围。
从公共供应路径42，所选幅材引导通过切割机构44以便将幅材切割成所选的片材长度，并且切割的片材16接着引导通过偏转系统和张紧辊子46和引导板48到达供应辊子50，从中纸张输送到片材支承板20上。
在从卷筒32到供应辊子50的路径上，特别是在环境空气的相对湿度RH很高时，幅材34和片材16分别不可避免地暴露于环境空气中，因此将吸收潮湿。在所示实施例中，纸张特别暴露于切割机构44附近的环境空气中。
当纸张的湿度增加时，它特别是趋于在纸张内的纤维主要取向的方向上膨胀。通常，这是与幅材的纵向横向的方向。当片材16在以此方式膨胀之后到达片材支承板20并且通过沉积其上的热熔油墨加热时，纸张内所含水的一部分将蒸发，并且纸张将在纸张的宽度方向上再次收缩。因此，由于在纸张中存在湿度梯度，所伴随的片材宽度减小造成皱褶形成。这种现象夸大地表示在图2中，其中虚线表示纸张16的较潮湿部分52和较干燥部分54之间的大致边界。较干燥部分54在宽度上的收缩造成在部分52内皱褶56的形成。
为了特别是在打印站18的区域内减小这种皱褶56的出现，加热器60设置在供应辊子50的上游的纸张供应路径的倾斜部分内，使得在纸张到达打印站之前纸张16的湿度已经减小。加热器60可例如通过片材16沿其引导的加热板形成。由于片材可在其沿着加热器经过时皱褶，传递到片材上的热量最好不仅通过直接接触而且通过热辐射来实现。作为选择，加热器还可通过热空气吹送器的辐射器来形成。加热器上的纸张的顶部表面最好暴露于环境空气，使得从纸张蒸发的潮气有效地通过对流去除。
加热器60通过电控制系统63控制，该系统还连接到湿度传感器64上。在所示的实例中，传感器64布置在可检测靠近纸张特别暴露于环境空气的纸张供应路径的一部分的空气湿度。因此，当空气湿度高时，加热器60加热到较高温度以便更加有效地驱散纸张中的潮气。当空气湿度较低时，加热器60的温度可减小，使得同样减小能源消耗。在例如40％RH的极限值以下，加热器60可完全关闭，这是由于皱褶程度总是在许可范围内。
根据所选择卷筒32上打印介质的质量(例如纸张重量)，控制系统62还可编程以便在检测空气湿度和加热器60的温度之间建立不同的关系。例如，可以改变用于在加热器启动和关闭之间转换的阈值。
另外，加热器60可在宽度上分段，加热器的有效部分的宽度将自动适用于纸张幅材的宽度，以避免热能浪费。
当环境空气的湿度高时，加热器60将片材16加热到例如38℃的温度。此温度高于打印表面(32℃)的温度。这种预热措施的效果将结合图3进行说明。
当片材16朝着供应辊子50间歇供应时，沿着加热器逐渐运行的片材某些区域的湿度将跟随图3所示的“衰减”曲线66。该曲线开始相对陡峭，并且随着时间变得平缓。如果片材16恒定保持在38℃的温度，湿度将跟随曲线66的平缓尾部，如图3虚线所示。
但是，在某个时间点11，纸张上的相关区域通过供应辊子50之上并且到达纸张支承板20上的打印表面。温度将降低，同时片材在供应辊子50之上运动。为了防止这种温度降低变得过大，供应辊子50可有具有低导热性的材料制成，或者涂覆具有低导热性的材料。当片材在打印表面之上朝着打印头24运动时，其温度将逐渐接近32℃。由打印头24施加的热熔油墨将某些热量传递到片材，但是这种热量经由温度控制片材支承板20快速散发。因此，只要片材通过片材支承板20之上时，片材的温度将保持接近32℃。该温度与湿度的较平缓衰减相对应，如图3的曲线68所示。可以看出，曲线68相对平缓，使得湿度的梯度非常小，并且当片材在片材支承板之上运动时片材相应地不容易在宽度上进一步收缩。因此，特别是在打印站18的区域内成功地抑止了皱褶的产生。
权利要求
1.一种用于在热熔喷墨打印机中处理图像接收片材(16)的方法，其中片材前进到其中热熔油墨施加在片材上的打印表面(20)，其特征在于，片材在其到达打印表面(20)之前加热到高于第二温度的第一温度，在打印表面上采用第二温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以摄氏度测量，第一温度高于第二温度10-25％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，打印表面(20)进行温度控制，以便将片材(16)保持在所述第二温度上。
4.一种热熔喷墨打印机，具有打印表面(20)和用于将图像接收片材(16)输送到打印表面之上的片材输送系统(14)，其特征在于，布置在打印表面(20)的上游的纸张供应路径处的加热器(60)以及控制加热器(60)并且适用于实施如权利要求1-3任一项所述方法的控制系统(62)。
5.如权利要求4所述的打印机，其特征在于，湿度传感器(64)布置成检测环境空气中的湿度，并且控制系统(62)适用于控制加热器(60)，以响应所检测的湿度。
6.如权利要求5所述的打印机，其特征在于，控制系统(62)适用于在所检测的湿度低于某个阈值时关闭加热器(60)。
7.如权利要求5或6所述的打印机，其特征在于，根据供应到打印表面(20)的打印纸张的类型，控制系统(62)适用于在所检测的湿度和加热器(60)的动作之间建立不同的关系。
8.如权利要求4-7任一项所述的打印机，其特征在于，纸张输送系统(14)适用于将来自布置在打印表面(20)之下的纸库(12)的片材(16)供应到打印表面(20)的上游端定位的供应辊子(50)，并且加热器(60)布置在供应辊子(50)的上游的纸张供应路径的倾斜部分处。
全文摘要
在一种热熔喷墨打印机中，片材(16)前进到其中热熔油墨施加在片材上的打印表面(20)，片材在其到达打印表面(20)之前加热到高于第二温度的第一温度，在打印表面上采用第二温度，以便防止片材皱褶。
文档编号B41J11/00GK1778557SQ2005101255
公开日2006年5月31日 申请日期2005年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者L·T·霍特曼 申请人:奥西-技术有限公司