专利名称：用于印刷介质的辐射加热器的制作方法
技术领域：
本披露一般地涉及在介质上印刷图像的成像设备，以及，更具体地，涉及在印刷操作期间常用于调节介质的加热器。
背景技术：
用于直接印刷和胶版印刷的介质可能是片材或卷材的形式。介质片材印刷机通常包括储存介质片材堆的供给抽屉。进给器移动来自供给器的介质片材，并且使该片材沿着进给路径经过印刷头，因而该印刷头直接将墨喷射在该片材上。在卷材印刷机中，通常设置在介质辊中的连续供给的介质片材被带到由电动机驱动的辊上。电动机和辊将卷材从供给辊中拉出通过印刷机到卷取辊。当介质卷材穿过与印刷头或印刷机上端相对的印刷区域时，印刷头将墨喷射到卷材上。尽管使用了介质类型，但是介质加热有助于更有效地将墨转 印到记录介质上。在卷材进给印刷机中，介质加热器通常包括一个或一个以上的沿着介质路径放置的辐射加热器。这些加热器提高运动的卷材的温度。调节供应给加热器的功率以控制辐射加热器的输出。用于印刷机中的现有的辐射加热器使用高温灯产生热量，该高温灯有一个配置为加热到1200°C且表面温度为800°C的灯丝的常用灯泡。在操作中，这些灯泡发出波长范围包括在约O. 7 μ m的部分可见光谱一直到在I. 5 μ m到2. 5 μ m的部分红外光谱的辐射能量。这些灯泡中的一些是相对低能源效率的，并且需要单独的反射器元件以便使辐射能量朝向印刷介质进而使印刷介质到达合适的温度。辐射加热器的能量消耗是影响印刷设备操作成本的一个因素。因此，需要能加热印刷介质，同时降低印刷设备功率使用的改进的辐射加热器。
发明内容
在至少一个实施方式中，详述了在印刷机中用于加热印刷介质的辐射加热器。辐射加热器包括具有第一边缘和第二边缘的陶瓷泡沫基板，粘结在该陶瓷泡沫基板上的电导体，以及粘结在该电导体上的覆盖层。该电导体在形成在紧邻陶瓷泡沫基板的第一边缘和第二边缘的第一加热区域中具有第一电阻，以及在第一边缘和第二边缘之间的第二加热区域中的第二电阻，以便能够通过覆盖层在第一功率密度下发出第一加热区域中的辐射能量和在第二功率密度下发出第二加热区域中的辐射能量，该第一功率密度大于第二功率密度。在进一步的实施方式中，其中该电导体在第一加热区域和第二加热区域之间的第三加热区域具有第三电阻，以便能够通过该覆盖层在以第三功率密度发出第三加热区域中辐射能量。在至少另一个实施方式中，详述了固体墨印刷机。该印刷机包括配置为沿着介质路径传输连续介质卷材通过成像设备的介质处理系统，该介质路径具有第一边缘和第二边缘，沿着介质路径放置的固体墨印刷系统，沿着介质路径放置的卷材加热系统，以及卷材加热控制器。该固体墨印刷系统配置为在沿着介质路径运动的连续介质卷材上印刷图像。该卷材加热系统沿着介质路径放置于在固体墨印刷系统将图像印刷到连续介质卷材之后使得卷材加热系统能够加热连续介质卷材的位置处，该卷材加热系统配置为加热连续介质卷材到卷材加热温度(web heating temperature)。该卷材加热系统包括位于邻近介质路径的至少一辐射加热单元，配置在外壳内的辐射加热器对，以便根据不同辐射功率信号发射辐射能量。该至少一辐射加热单元包括邻近介质路径的外壳。该外壳具有紧邻介质路径的开口。该福射加热器对配置为选择性地放置在该外壳中的往来的(between)多个位置中的任一位置并且包括全开位置，在该外壳的全开位置中该辐射加热器对并排放置以使得辐射能量朝向介质路径，还包括收回位置，在该收回位置处该辐射加热器对放置在该外壳内并面向彼此，相对于介质路径的该辐射加热器对的视角系数在多个位置中的每个位置处不同。每个辐射加热器包括粘结到基板上的电导体，该电导体形成多个加热区域，可操作地连接到该辐射加热器对上的平板驱动器，以便使得该辐射加热器对能够放置在该多个位置的至少一个位置处以响应不同视角系数信号，并且配置至少一温度传感器以检测沿着介质路径运动的连续介质卷材的温度并且生成表示该连续介质卷材被测温度的温度信号。该至少一加热区域配置为朝向该介质路径的第一边缘和第二边缘以第一功率密度发出辐射能量，以及至少一另一加热区域配置为朝向该介质路径中心部分以第二功率密度发出辐射能量。卷材加热控制器可操作地连接到平板驱动器并且配置为生成用于平板驱动器的操作的选定的辐射功率信号和不同的视角系数信号以放置至少一辐射加热器将该连续介质卷材加热到卷材加热温度。该卷材加热控制器配置为根据由至少一温度传感器生成的温度信号生成辐射功率信号和不同视角系数信号中的至少一个信号。
图I是用于在连续介质卷材上印刷的相变成像设备的框图。图2是辐射加热器平板的主视图。图3是说明用于图2的辐射加热器平板中的加热器元件布线图的平面视图。图4是图2的部分加热器平板的横截面图。图5是包括两个在展开结构中的加热器平板的辐射加热单元的附图。图6是图5中的辐射加热单元在中间结构中具有两个平板的附图。图7是图5中的辐射加热单元在收回结构中具有两个平板的附图。
具体实施例方式本文中使用的术语“印刷机”指的是配置为在图像接收部分喷射标记剂的任何设备并且包括复印机，传真机，多功能设备，以及直接或间接喷墨印刷机，激光印刷机，热感型印刷机，LED印刷机，和配置为在印刷介质上形成图像的任何成像设备。本文中使用的术语“工艺”方向指的是图像接收部分如成像鼓或印刷介质的运行的方向，以及术语“横跨工艺”方向是指沿着图像接收部分表面垂直于工艺方向的方向。术语“布线图”指的是形成在加热器平板中的一个或一个以上的电导体的尺寸，形状，图案和布置。该电导体相应流过导体的电流产生热量。该布线图的配置可在通过加 热器平板的不同位置处变化，以改变在每个位置处从加热器平板发出的辐射能量的功率密度。术语“功率密度”指的是从加热器给定区发出的辐射功率的量。例如，加热器每Icm2区域(section)发出10瓦功率的功率密度是10瓦/cm2。本文使用的术语“视角系数”定义为由辐射加热器发出的到达印刷介质的辐射能量与由辐射加热器发出的辐射能量总量的比。
如图I所示，相变墨印刷系统包括卷材供给和处理系统60，印刷头组件14，定影组件50以及卷材加热系统100。该卷材供给和处理系统60可包括一个或一个以上的介质供给辊38，其用于将介质卷材20供应给成像设备。该供给和处理系统配置为在成像设备中以公知的方式沿着介质路径进给介质卷材通过印刷区域18，并且经过卷材加热系统100，以及定影组件50。当卷材运动通过印刷区域18时，适当支撑印刷头组件14以便直接将墨滴喷射到介质卷材20上。在可替换的实施方式中，印刷头组件14可配置为将滴剂喷射到中间转印 部分上，如鼓或带，以便随后转印到介质卷材上。印刷头组件14可合并到载架式印刷机中，部分宽度阵列式印刷机中，或页宽式印刷机中，并且可包括一个或一个以上的印刷头。固体墨供给器24给印刷头组件供应墨。因为该相变印刷机10是彩色设备,该墨供给器24包括四个源28，30，32，34，代表相变墨固体墨的四种不同颜色CYMK (青色，黄色，品红色，黑色)。印刷系统10可替换的实施方式可配置为印刷具有单一颜色的墨，或印刷除了 CYMK之外的其他各种颜色的墨，包括专色和清晰墨。相变墨系统24也包括固体相变墨熔融和控制组件或装置(未图示)，以将相变墨的固态形式熔化或相变成液态形式，然后将该液态墨供应给印刷头组件14。—旦喷射的墨滴在运动卷材上形成图像，当卷材穿过定影组件50时,组件50将墨图像固定在卷材上。在图I的实施方式中，定影组件50包含至少一对定影辊54，该定影辊对54彼此相对放置以形成进给介质卷材所通过的压区。控制器40操作和控制印刷机10的各个子系统，部件和功能。控制器40可作为硬件，软件，固件或其任意组合来实施。在一个实施方式中，控制器40包括独立的微型计算机，该微型计算机具有中央处理器单元和电子存储。该电子存储可以是非易失存储器，如只读存储器(ROM)或可编程的非易失存储器，如EEPROM或闪存。卷材加热系统100包括使辐射能量指向卷材20的一个或一个以上的辐射加热单元200。该介质卷材吸收从单元200在适用于加热所选择的介质类型的色温下发出的辐射能量，该介质类型包括3. 0-4. O μ m范围的纸张。辐射加热单元200可沿着介质路径位于任何位置处以便朝向介质卷材发射辐射能量。在图I的实施方式中，辐射加热单元200位于印刷头组件14的下游以便在定影组件50处将图像定影到卷材上之前加热介质卷材20。中间加热(Mid-heating)是描述这种加热类型的一个术语。在另一个实施方式中，也可设置辐射加热单元200以便在到达印刷区域(预热)和/或印刷头组件下游(后加热)之前加热介质卷材。可使用任意合适数量的辐射加热单元。在所描述的实施方式中的卷材加热系统100包括三个位于印刷头组件上游的辐射加热单元200，在印刷之前预热该介质卷材并且两个辐射加热单元陆续位于其后，以加热介质卷材20的正面F。卷材加热系统100也包括放置以加热该介质卷材背面B的另一辐射加热单元。在操作中，卷材加热系统100可将该介质卷材加热到任意适当的温度，这取决于包括卷材速度，卷材类型，墨类型，沿着介质路径的位置等在内的一些因素。例如，当加热该介质卷材时，该卷材加热系统可配置为在将墨图像定影到卷材上之前，将该介质卷材和墨层加热到约65到75摄氏度。该卷材加热系统可包括本领域公知的一个或一个以上的非接触红外温度传感器108以在与该卷材相关的一个或一个以上位置处测量该运动的卷材20的温度。温度传感器108可以是非接触式传感器，如热电堆传感器或类似的红外传感器。在一个实施方式中，设置在沿着介质路径在该卷材加热系统的辐射加热单元200上游的温度传感器108A在该卷材通过该辐射加热单元之前检测卷材的温度。另一个温度传感器108B也可设置在沿着介质路径在辐射加热单元200的下游以在该加热单元加热该卷材之后检测该卷材的温度。温度传感器108A和108B中的每个可测量该介质卷材在横跨工艺方向各个位置处的温度。这些温度测量使得加热控制器110能够确定该卷材部分在可操作温度范围内还是范围外。无论如何，温度传感器108可操作地将表明一个或一个以上的所测温度的信号转送给卷材加热控制器110。知道在加热单元之前和之后的温度使得在该卷材通过加热单元200时，该控制器能够调节视角系数角度以便精确地控制输出纸张的温度。一旦加热器单元达到足够加热印刷介质的温度，那么可以在供应给平板的电功率调节和在平板辐射功率输出中相应的变化之间发生相对明显的延时。本披露的卷材加热系统100包括双增益控制系统，该双增益控制系统通过调节传送到平板的电功率来调控该平板的辐射输出(低增益控制)。该系统100也通过改变平板相对于介质卷材的视角系数控制从平板到介质卷材的辐射能量的量(高增益控制)。如下所述，从辐射平板到卷材的视角系数可通过调节加热单元的平板相对于介质卷材的距离，角度和/或方向来改变。因此，视 角系数调节包含平板相对于介质卷材的物理运动。因此，根据运动平板的方式，可相对快地实施视角系数的调节以便促进到达介质卷材的辐射能量的量的快速调节。促进到卷材的热传送的另一种新变化是产生具有特定波长热量的加热板的结构。图2描绘了这种适用于辐射加热器单元的辐射加热器204的主视图。图2描绘了配置为将热量辐射到介质卷材224上的辐射加热器204。辐射加热器204的示例性的实施方式是电连接到三相电功率源240上。该辐射加热器204包括三个不同的电导体，示意性地如导体244A-244C所示，其响应从三相功率源240中的一相流过每个导体的电流生成热量。该导体244A-244C也可称作加热器元件。导体244A-244C中的每个通过电引线244A-244C分别电连接到三相功率供给240中的一相。以导体244A作为示例，该导体描绘为成波浪形穿过在连接器246A和246B之间的辐射加热器204宽度的线，连接器246A和246B将导体244A耦合到电引线242A上。导体244A在连接器246A和246B之间三次穿过加热器204的宽度。以实质相同的形式在辐射加热器204中将导体244B和244C配置到其各自连接器上。参考图2和图3，辐射加热器204配置为改变由排列在加热器204中不同加热区域的加热器产生的热量。在图2的示例中，电导体244A-244C中的每个穿过加热区域208A，208B，212A，212B和216。电导体244A-244C中的每个的电阻，至少部分通过在每个加热区域中的导体中弯曲的数量来确定。电功率源240使电流通过导体244A-244C中的每个以便使该导体在不同加热区域中以不同预定功率密度发出辐射能量。加热区域208A，208B, 212A，212B和216如图2所示排列以便使得加热器204能够以更均匀的方式加热介质卷材224。当通过常用介质加热器加热时，在外部边缘232和236附近的介质卷材224的区域比在介质卷材224中心附近的区域冷却的快。在卷材边缘附近的卷材温度大的差异可导致该介质边缘附近的光泽图像变化，这可导致图像质量的负面影响。为了应对不均匀的卷材温度，导体244A-244C的形状和配置在不同加热区域208A，208B，212A，212B和216中变化以便使得该辐射加热器能够在每个加热区域中以选定的功率密度辐射热量。在每个加热区域中由电导体的布线图配置提供的电导体中的弯曲量在加热器平板不同区域的导体中产生不同电阻。具体地，在外部区域208A和208B中的功率密度高于在区域212A和212B中产生的功率密度，在区域212A和212B中产生的功率密度大于在区域216中产生的功率密度。因此，该加热器的瓦特密度(通量)在边缘附近增大，并且改变生成在加热器不同部分的热量的量，以便应对可能发生在被加热材料的不同区域的损耗。
在图2中，加热区域208A-208B和212A-212B的功率密度使得这些区域传送到沿横跨工艺方向的印刷介质任一边缘附近的印刷介质部分的辐射能量的量足够将这些介质部分加热到操作温度范围内的温度。在边缘232和236附近的连续介质卷材224的部分辐射热量比通过加热器区域216的介质卷材中心部分辐射热量快，并且因此常具有比该介质卷材中心部分低的温度。传送到印刷介质224边缘的该辐射能量的功率密度使得在印刷介质224宽度上的温度变得更均匀，在一个实施方式中跨越印刷介质224的宽度的温度范围保持在65°C到70°C。较高的功率密度也降低了在该印刷介质边缘的对流浮力损耗和视角系数损耗的影响。如上所述，在每个加热区域中由导体发出的热量的功率密度通过每个加热区域中的电传导加热器元件的布线图来确定。图2包括了导体244A周围的区域302，其在图3中详细描绘。如下所述，辐射加热器204由多层构成，并且为清楚起见，图3仅描绘了导体244A穿过加热区域208B，212B和216的结构。在图3中，导体244A以正弦曲线图案排列延伸通过加热区208B，212B和216。导体244A中的图案呈现出导体的镜像304和306，其在接合点318处电连接。导体244A的部分308在加热区域208B中具有密集的正弦轨迹排列。在导体244A密集排列中的弯曲增大了导体在这个区域中的电阻，这使得导体部分308比在具有较少转弯和/或较狭窄轨迹导体的其他加热区域中，其每面积单元能够发出更大部分的热量。在加热区域212B中的导体244A的布线图以具有较低密度的正弦轨迹来排列，并且在加热区域212B中有对应地较低的功率密度。在图3的结构中，该导体部分308具有比导体部分312高的电阻。加热区域208A和212A分别以与加热区域208B和212B基本相同的方式配置。加热区域216包括导体部分316，其具有最小的正弦轨迹相对密度，以及对应的最小功率密度。导体部分316也具有比任一导体部分308或312小的每长度单元电阻，但是由于该导体长度在这个部分较长，因此具有较大的总电阻。应注意，尽管当加热区域216具有图3中描绘的加热区域的最小的功率密度，但是加热区域216发出的辐射功率(瓦特)的总等级可能比加热区域208B和212B发出的大，因为加热区域216有更大的尺寸。图3所示的导体244A的排列表示了辐射加热器204中电导体的一种结构，但是其他结构能用于其他实施方式中。例如，在其他实施方式中，导体以各种不同重复的图案排列通过每个加热区，包括正方形的，锯齿状的，以及交叉的图案。可使用具有适当功率密度的产生热量的该导体的任何排列。此外，尽管导体244A在图3中的三个不同的加热区域中有差异地排列，但是其他实施方式具有更多或更少的加热区域。在另一个实施方式中，导体244A以具有连续变化的布线案排列，生成对应连续的功率密度梯度穿过该辐射加热器的宽度。在一个可操作的结构中，三相功率源240供给三相480V电信号中的一相给导体224A-224C中的一个。加热区域208A和208B具有约29. 5cm2的合并的(combined)表面面积，并且在加热区域208A和208 B中的电导体244A-244C的部分配置为具有9. 2 Ω的电阻。加热区域212A和212B具有约32.6cm2的合并的表面面积，并且在这些区域中的电导体244A-244C的部分具有8. 5 Ω的电阻。中心加热区域216具有403. 9cm2的表面面积，并且在这些区域中的电导体244A-244C的部分具有84 Ω的电阻。因为导体244A-244C中的每个与功率源240形成单一的串联电路，加热区域208A-208B发出142. 2瓦的总的辐射功率，加热区域212A-212B发出131. 8瓦的总的辐射功率，以及加热区域216发出1297. 7瓦的总的辐射功率。因此，加热区域208A-208B发出功率密度为4. 8瓦/cm2的辐射能量，力口热区域212A-212B具有4. O瓦/cm2的功率密度，以及加热区域216具有3. 2瓦/cm2的功率密度。因此，在这个实施方式中，加热区域216具有最大的总辐射功率输出，同时使辐射能量接近印刷介质的边缘的加热区域208A-208B具有最大的功率密度。图2中的辐射加热器204由形成平板的材料的多层形成。图4描绘了图2中部分加热器平板204沿着线264的横截面图。该辐射加热器204包括矿物棉衬垫278，铝反射元件280，陶瓷支撑基板282，电传导加热器元件244C，以及玻璃纤维覆盖层292。第一层环氧树脂288将陶瓷泡沫基板282粘结到加热器元件244C上，以及第二层环氧树脂290将玻璃纤维覆盖层292粘结到加热器元件244C上。如图4所示，该环氧树脂288和290彼此粘结并填充形成在加热器元件244C周围的间隙。当电流施加到加热器元件244C上时，该加热器元件加热玻璃纤维覆盖层292并且辐射加热器204朝向介质卷材224辐射热量。支撑基板282在此为陶瓷泡沫基板。陶瓷泡沫是带有所形成的通过该陶瓷泡沫的多个气穴的多孔材料以形成有效的热绝缘体。在陶瓷泡沫中的空气和泡沫本身都具有低的比热以及低的导热率。在图4的实施方式中，铝热反射器280紧挨陶瓷泡沫层282以朝向加热器元件244C，玻璃纤维覆盖层292，以及介质卷材224反射在辐射加热器204中生成的热量。矿物棉层278是纤维材料，其作为热绝缘体紧挨着铝反射器280。在结合中，反射器板280，陶瓷泡沫层282以及矿物棉层278使加热器元件244C的一面绝缘以减小热量从介质卷材224上辐射掉。在图4实施方式的示例中，当辐射平板204加热到可操作温度时，矿物棉278的顶面276比玻璃纤维覆盖层292的底面294温度低约400°C。陶瓷泡沫基板282，铝反射器280，以及矿物棉276表示了用于在平板204中包含热量的一个结构。当电流通过加热器元件时，加热器元件244C在辐射加热器204中产生热量。环氧树脂层288将加热器元件244C粘结到基板层282上。在图4实施方式的示例中，加热器元件244C由在Inconel 商标名称下商业可用的金属合金形成。可在替换的福射加热器结构中使用适合用作电传导加热器元件的其他材料。如上所述，加热器元件244C的形状和结构布线图在辐射加热器204中的不同加热区域之间变化。在一些实施方式中，加热器元件244C的厚度也变化以调节该加热器元件在辐射加热器平板204内不同加热区域中的热量输出。玻璃纤维覆盖层292通过环氧树脂层290粘结到加热器元件和基板层282上。这个玻璃纤维层292吸收并辐射由加热器平板的导体产生的热量。在一个实施方式中，环氧树脂层290渗透多孔的玻璃纤维材料以形成玻璃纤维覆盖层292的玻璃纤维-环氧树脂基体。玻璃纤维网如玻璃纤维玻璃布是与环氧树脂形成基体(matrix)的玻璃纤维的一种形式。玻璃纤维覆盖层292发出波长大于3. Ομπι的热量通过底面294。在图4的实施方式中，产生的热量的大多数具有在3. Oym到4. Oym范围的波长，其对应电磁光谱的红外部分。常用于印刷介质中的各种材料，如纸，水，和蜡有效地吸收热量在电磁光谱红外范围中的波长。在另一实施方式中，环氧树脂层290由深色的或黑色的环氧树脂形成，其渗透该玻璃纤维覆盖层292并使玻璃纤维覆盖层292成为深色或黑色。辐射加热器204发出集中在有效地加热印刷介质的波长处的辐射能量，并选择性地将辐射能量集中在更快速失去热量的印刷介质的部分上。因此，相较于上述公知的加热器，辐射加热器204更有效地将印刷介质加热到可操作温度范围，并且相较于上述公知的加热器，该辐射加热器204使用较低的电能输入操作，这是因为印刷介质224吸收从辐射加热器204发出的部分辐射能量，辐射加热器204足够将该介质加热到可操作温度。参照图2，热电偶248粘结在电导体244A，244C中的一个和覆盖层292之间以生成与加热器204温度相对应的电信号。在操作中，加热器控制器监控热电偶248以确定加热器204的温度和对应辐射功率等级。该加热器控制器增大或减小施加在加热器204上的电压等级以分别增大或减小该加热器204的总辐射功率输出。施加到平板上的各种电压是可变的辐射功率信号，并且该加热器控制器选择不同的可变电压等级以在加热器平板上施加低增益控制。辐射加热器204的各种可替换实施方式包括一个或一个以上的通有不同电流以便生成选定的辐射功率等级的加热区域。其他可替换的实施方式形成穿过辐射加热器的连续的功率密度梯度以取代提供离散的加热区域。尽管辐射加热器204被描绘为使用连接到三相电功率源的三个电导体，但可替换的实施方式可使用一个或一个以上导体生成辐射能量以响应接收的具有不同相位的交流电(AC)信号和直流电(DC)信号。图5-图7描绘了加热器平板402A和402B在三种不同位置下的排列的辐射加热单元200。辐射加热单元200包括两个辐射加热器402A和402B，平板驱动器410，此处显示为执行机构404和气体弹簧408，传动杆412，驱动路径416，以及可旋转臂420。在此处显示为连续介质卷材424的印刷介质沿工艺方向P运动通过该辐射加热单元200。图2中的辐射加热器204的实施方式可用于辐射加热器402A和402B，且该加热区域配置为将热量传送到平行于该工艺方向P排列的介质卷材424的边缘面。传动杆412包括两个臂，每个 臂的第一端可旋转的啮合到执行机构404和气体弹簧408上并且第二端啮合到可移动元件414上。该可移动元件414啮合加热器402A和402B，并且配置为沿着驱动路径416在方向432和130运动。执行机构404可以是气动的，液压的，或机电设备，其配置为沿着驱动路径416在方向430移动传动杆412和可移动元件414。气体弹簧408配置为生成推动传动杆412沿着驱动路径416在方向432运动的压缩力。因此，执行机构404和气体弹簧408在传动杆412上施加反向的力，并且平板驱动器410可操控该执行机构404和气体弹簧408以将加热器402A和402B移动到相对于连续介质卷材424的不同位置处。在图5的配置中，辐射加热器402A和402B平行于该连续介质卷材424排列。这种结构产生加热器单元200的最大视角系数，该视角系数使得从辐射加热器402A和402B发出的基本上所有辐射能量直接朝向连续介质卷材424。在操作中，加热单元200从控制器接收各种辐射功率信号和各种视角系数信号，该控制器如上所述的加热器控制器110。该各种视角系数信号可以是引导执行机构404在方向430施加预定数量的力的电信号。该预定数量的力冲抵气体弹簧408在方向432上施加的力。在图5的结构中，该各种视角系数信号可引导执行机构404不施加力。在图6的结构中，执行机构404施加足够将传动杆412升高到沿驱动路径416的中间位置的力。该可移动元件414拉动辐射加热器402A和402B中每个的一端到中间位置处。作为对该可移动元件414移动的响应，加热器402A和402B的相对端分别与可旋转臂420在方向436和440上移动。如图6所示，辐射加热器402A和402B位于与连续介质卷材424成锐角处。这个角度使在图5的结构中朝向介质卷材424发出的部分辐射能量离开该介质卷材。这个行为减小了由加热单元提供的视角系数。在图7中，控制器操控执行机构收回辐射加热器402A和402B到实质上垂直于连续介质卷材424的位置。在该收回的位置处，视角系数取消了每个平板的辐射能量，使得能将传送功率减小到以由嵌入到平板中的热电偶控制的实际运行功率约15到25%煨热(simmer)的程度。该煨热功率在展开前建立合适的平板温度以减小时间需求得到运行的合适的表面温度。该平板工作周期由运行期间纸上的红外传感器控制。当卷材不运动时，该平板设备足够快地运动到收回或关闭位置，以防止该卷材到达300°C的表面温度。此外，可旋转的臂420使得辐射加热器402A和402B能够分别沿方向436和440滑动。 在图7的结构中，当加热器平板402A和402B遮蔽大部分发出的辐射能量以建立相对于该连续介质卷材420的最小的视角系数时，最少量的辐射能量到达连续的介质卷材424。控制器使用不同的视角系数信号在平板驱动器410中操控执行机构404以便将该辐射加热器平板402A和402B放置在图5和图7结构之间的不同的中间位置。平板驱动器410配置为将加热器平板移动到在如图5到图7所示结构之间的任何中间位置处。在图5-图7中所描绘的加热器单元200的实施方式仅说明了一个加热器单元结构。不同的可替换实施方式可使用单一加热器平板，或使用三个或三个以上的不同结构的加热器平板。在一个可替换的实施方式中，可通过在线性方向上移动该加热器调节视角系数以将该平板靠近或远离该介质卷材。在另一个实施方式中，遮蔽元件可选择性地位于部分加热器和介质卷材之间以阻止部分辐射能量到达该介质卷材。
权利要求
1.在印刷机中用于加热印刷介质的辐射加热器，其包括 陶瓷泡沫基板，其具有第一边缘和第二边缘； 电导体，其粘结在所述陶瓷泡沫基板上；以及 覆盖层，其粘结在所述电导体上，所述电导体在形成在紧邻所述陶瓷泡沫基板的所述第一边缘和第二边缘的第一加热区域中具有第一电阻，以及在所述第一边缘和第二边缘之间的第二加热区域中的第二电阻，以便能够通过所述覆盖层以第一功率密度发出所述第一加热区域中的辐射能量和以第二功率密度发出所述第二加热区域中的辐射能量，所述第一功率密度大于所述第二功率密度。
2.根据权利要求I所述的辐射加热器，其中所述电导体在所述第一加热区域和第二加热区域之间的第三加热区域具有第三电阻，以便能够通过所述覆盖层以第三功率密度发出所述第三加热区域中的辐射能量。
3.根据权利要求I所述的辐射加热器，其中在所述第一加热区域，第二加热区域和第三加热区域中的所述覆盖层配置为发出波长大于3 u m的辐射能量。
4.根据权利要求I所述的辐射加热器，其进一步包括 温度传感器，其配置为生成所述第一加热区域，第二加热区域，和第三加热区域中至少一区域中的温度测量值。
5.根据权利要求4所述的辐射加热器，其中所述温度传感器是位于所述陶瓷泡沫基板中的热电偶。
6.根据权利要求4所述的辐射加热器，其中所述覆盖层进一步包括 玻璃纤维网；以及 环氧树脂材料，其在所述电导体和所述玻璃纤维网之间以便将所述玻璃纤维网粘结到所述电导体上并且形成发出由所述电导体生成的辐射能量的玻璃纤维-环氧树脂基体。
7.固体墨印刷机，其包括 介质处理系统，其配置为沿着介质路径传输连续介质卷材通过成像设备，所述介质路径具有第一边缘和第二边缘； 固体墨印刷系统，其沿着所述介质路径放置，所述固体墨印刷系统配置为在沿着所述介质路径运动的所述连续介质卷材上印刷图像； 卷材加热系统，其沿着所述介质路径放置于在所述固体墨印刷系统将图像印刷到所述连续介质卷材之后使得所述卷材加热系统能够加热所述连续介质卷材的位置处，所述卷材加热系统配置为将所述连续介质卷材加热到卷材加热温度，所述卷材加热系统包括 至少一辐射加热单元，其位于邻近所述介质路径，所述至少一辐射加热单元包括 外壳，其邻近所述介质路径，所述外壳具有紧邻介质路径的开口 ； 辐射加热器对，其配置在外壳内，以便根据不同辐射功率信号发射辐射能量，所述辐射加热器对配置为选择性地放置在所述外壳中的往来的多个位置中的任一位置并且包括全开位置，在所述外壳的全开位置中所述辐射加热器对并排放置以使得辐射能量朝向所述介质路径，还包括收回位置，在所述收回位置处所述辐射加热器对放置在所述外壳内并面向彼此，相对于所述介质路径的所述辐射加热器对的视角系数在多个位置中的每个位置处不同，每个辐射加热器包括 电导体，其粘结到基板上，所述电导体形成多个加热区域，至少一加热区域配置为朝向所述介质路径的第一边缘和第二边缘以第一功率密度发出辐射能量，以及至少一另一加热区域配置为朝向所述介质路径中心部分以第二功率密度发出辐射能量； 平板驱动器，其可操作地连接到所述辐射加热器对上，使得所述辐射加热器对能够放置在所述多个位置的至少一个位置处以响应不同视角系数信号； 至少一温度传感器，其配置为检测沿着所述介质路径运动的所述连续介质卷材的温度并且生成表示所述连续介质卷材被测温度的温度信号；以及 卷材加热控制器，其可操作地连接到所述平板驱动器并且配置为生成用于所述平板驱动器的操作的选定的辐射功率信号和不同的视角系数信号以放置至少一辐射加热器将所述连续介质卷材加热到所述卷材加热温度，所述卷材加热控制器配置为根据由所述至少一温度传感器生成的温度信号生成所述辐射功率信号和所述不同视角系数信号中的至少一个信号。
全文摘要
在印刷机中配置以用于加热印刷介质的加热器平板。该加热器平板包括电导体，其形成多个加热区域以朝向该印刷介质发出辐射能量。对应该印刷介质边缘的加热区域发出的辐射能量比对应该印刷介质中心部分发出的辐射能量的功率密度大。该加热器平板具有多个角度位置以便改变视角系数从而得到高增益控制。
文档编号B41F23/04GK102632699SQ2012100360
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月9日 优先权日2011年2月11日
发明者尼古拉斯·克拉迪尔斯, 罗杰·G·雷顿, 詹姆士·E·威廉姆斯, 迈克尔·F·利奥 申请人:施乐公司