专利名称：打印设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在薄片上形成图像的喷墨打印设备。
背景技术：
日本特开2003-326680说明了一种在施加墨之后通过加热器加热薄片来加速薄片干燥的技术。该技术通过根据图像记录 的占空比(duty，以下称为占空比)，即薄片每单位面积所施加的墨量，升高或降低加热器的温度来控制加热量。通过使用喷墨打印设备制作户外显示的大幅面广告海报这一应用已受到关注。在该应用中，通过向诸如氯乙烯薄片等的高耐候性薄片施加墨来进行打印。不具有墨接受层的薄片状的记录介质具有不吸收水而防水的性质。为此，难以通过利用风干而定影墨的系统来使用一般水性墨进行打印。对不具有墨接受层的薄片的打印，考虑这样一种方法，在该方法中，在紧接着墨着落至打印面之后，通过加热器对其进行加热以使水分蒸发，从而提高墨的粘度。对于在不具有墨接受层的薄片上的打印中是否可以应用日本特开2003-326680所述的根据占空比的加热控制进行了研究，并且发现要解决以下问题。(I)第一个问题加热暈的精确管理如果通过加热器对打印面加热不足，则发生下面的所谓的串珠(beading)这一现象在紧接在墨着落之后没有充分去除水分的情况下，邻接着落的墨滴凝聚而导致图像失败。另一方面，如果通过加热器过度加热打印面，则薄片本身根据薄片的特性而膨胀或收缩，从而使薄片发生诸如褶皱等的损坏。因此，对于不具有墨接受层的薄片上的打印，需要对打印面进行严格的温度控制。(2)第二个问题台板和薄片的温度因蒸发热而降低如图4A所示，对于着落至薄片3的打印面的墨提供热能(来自薄片表面的热传导和来自加热器的热辐射)，从而使得水分在短时间内蒸发。由于水分几乎不会渗透过不具有墨接受层的薄片，所以在墨的水分蒸发时，墨丧失了本身的蒸发热，使得薄片3的温度降低。连续多个薄片的打印，还降低了用于支持薄片3的台板2的表面温度。台板2使得台板2上新供给的薄片3丧失其温度，使得薄片3的温度进一步降低。结果，所着落的墨蒸发所需的时间段延长，从而在墨滴进一步扩展至比想要的点大小更大的情况下干燥墨滴，如图4B所示。如果邻接墨滴相互混合，则如图4C所示，发生串珠现象而使图像质量劣化。(3)第三个问题加热器温度的跟随延迟加热器的工作温度为例如300° C 500° C。从加热器开始驱动到加热器达到目标温度存在相当大的时滞。使用这类控制响应性差的加热器使得打印面上所提供的热量不足或过多，而不会提供均一的图像质量。为了解决这一问题，根据加热器的响应性迫使降低打印速度。热容量小的小型加热器的响应性高。然而，配置多个小型加热器会引起设备的成本和组装上的缺点。特别地，在大幅面打印机中，加热区域非常大，并且使用大量小型加热器来覆盖该区域，会使得该缺点更明显。
发明内容
本发明旨在一种能够在不具有墨接受层的薄片的打印时通过适当控制加热器来形成高质量图像的打印设备和打印方法。根据本发明的一个方面，提供一种打印设备，其包括打印单元，其能够通过重复打印头的扫描，在不具有墨接受层的薄片上打印图像；加热器，用于加热所述薄片上被所述打印头施加了墨的区域；以及控制单元，用于针对所述打印头的各扫描，基于参数控制所述加热器的输出和驱动定时。根据本发明的另一方面，提供一种打印方法，其包括以下步骤通过重复打印头的扫描，在不具有墨接受层的薄片上打印图像；经由加热器加热所述薄片上被所述打印头施加了墨的区域；以及针对所述打印头的各扫描，基于参数控制所述加热器的输出和驱动定时。
根据本发明的典型实施例，通过基于不具有墨接受层的薄片的打印时的参数，针对打印头的每一扫描而适当控制加热器的输出和驱动定时，从而实现能够形成高质量图像的打印设备和打印方法。通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将显而易见。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图，示出本发明的典型实施例、特征和方面，并与说明书一起用来解释本发明的原理。图I是示出喷墨打印设备的主要单元的结构的透视图。图2是示出喷墨打印设备的主要单元的结构的侧视图。图3是示出加热器控制单元的系统结构的框图。图4A、4B和4C是示出墨着落至薄片表面的状态的示意图。图5A、5B、5C和是示出占空比和加热器温度之间的时序关系的图。图6是示出各个加热器之间存在差异的情况下的加热器温度变化的图。图7是示出周围温度不同的情况下的加热器温度变化的图。图8是示出加热器控制的序列的流程图。
具体实施例方式下面将参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。图I是示出根据典型实施例的喷墨打印设备的主要单元的结构的透视图。图2是其侧视图。喷墨打印设备主要包括打印单元、薄片输送单元、干燥单元和控制单元。假定根据本典型实施例的喷墨打印设备中使用的薄片是由防水性氯乙烯制造的不具有接受层的薄片(以下称为不具有接受层的薄片)。可以使用具有接受层的一般薄片。还假定所使用的墨包含大量具有下面的性质的乳液成分通过对薄片加热使墨中的水分蒸发，而且使墨软化并膜化。在薄片上使墨膜化以提高图像的耐候性、耐水性和耐擦划性。打印单元以串行打印系统方法形成图像，其中，滑架6使得打印头7在主扫描方向(X方向)上对在台板2上在副扫描方向(Y方向)上通过分步进给而输送的薄片进行重复往复扫描。将台板2安装在壳体I上。壳体I包括用于吸引薄片3的吸引单元4。通过沿壳体I的纵向所配置的主轨道5支持在主扫描方向上往复的滑架6。滑架6设置有喷墨打印头7。用于从打印头7的喷嘴排出墨的能量生成元件可以是加热元件、压电元件、静电元件和微型机电系统(MEMS)元件中的任一个。滑架电动机8是用于在主扫描方向上移动滑架6的驱动源，并且通过带9将其转动驱动力传送至滑架6。通过线性编码器检测滑架6在主扫描方向上的位置以进行监视。线性编码器包括安装至壳体I的线性编码器图案10和被安装至滑架6上的光学、磁性或者机械地读取编码器图案10的读取器(未示出)。薄片输送单元进给薄片，将薄片输送进打印单元中，并且在收集薄片时对薄片进 行处理。供给记录介质的长的连续薄片，作为缠绕在线轴18上的辊状的辊构件23。线轴18包括用于对薄片3施加制动力(后张力)的转矩限制器19。将从辊构件23拉出的薄片从设备的前面向后面供给至打印单元(壳体I)的下部分。在缠绕壳体I的同时，从后面向前面将供给至壳体I的下部分的薄片3供给至台板2。沿与滑架6的主扫描方向垂直的副扫描方向(图I中以箭头Y所表示的方向)输送台板2上的薄片3。通过由输送辊11、夹紧辊16、带12和输送电动机13构成的驱动机构进行该输送。通过转动编码器来检测和监视输送辊11的驱动状态(转动量和转动速度)。转动编码器包括可随着输送辊11转动的圆形编码器图案14和用于光学、磁性或者机械地读取编码器图案14的读取单元15。线轴20缠绕和收集由打印单元的打印头7打印了图像的薄片。围绕线轴20以辊状缠绕的薄片形成辊构件24。线轴20由缠绕电动机21来转动，并且包括用于对薄片3施加缠绕张力的转矩限制器22。如果使用不具有接受层的薄片，则干燥单元辐射用于在短的时间段内使施加于薄片的墨干燥的能量。干燥单元包括位置高于滑架6并且被紧挨着设置在台板2上方的第一加热器25、以及位置高于滑架6并且被设置在台板2的在输送方向上的下游的第二加热器27。分别通过加热器盖26和28覆盖第一加热器25和第二加热器27。各加热器盖使得盖内的镜反射加热器的热(红外线 远红外线)以将热引导向薄片表面，并且物理性保护加热器。第一加热器25的位置在紧挨着台板2上方，并且向打印头7往复的区域辐射热能。在从打印头7排出的墨着落至打印面时，滑架6立即离开那里，并且使施加的墨暴露于由加热器25所辐射的热能。这使得在进行打印之后，快速促进墨的水分的蒸发和干燥。通过分步进给来向下游输送施加了通过第一加热器25的热能而使水分减少了的墨的薄片区域。下游侧的第二加热器27向施加了墨的薄片的表面施加热能。第二加热器27在输出方面高于第一加热器25，并且具有高温的热能使墨中的特殊成分溶解以覆盖墨的颜色材料。因此，将墨牢固地定影至甚至不具有墨接受层的薄片，从而形成高耐候性图像。用于控制整个打印设备的控制单元包括用于控制加热器的驱动的控制单元30。图3是示出控制单元30的结构的框图。控制单元30包括用于判断加热器的基本输出量的块31、用于判断加热器的输出的校正量的块32和用于判断加热器开始输出的定时的块33。各块均具有用作为用于存储各种类型的参数和数据表的存储单元的存储器。使用基于这些块的判断所设置的驱动参数来控制加热器25和27的输出和定时。向各块输入用于判断的各种类型的信息或参数。块34 (介质类型)输入打印所使用的薄片的介质类型。块35(打印模式)输入要执行的打印模式(一遍打印模式和多遍打印模式)。块36(图像数据)输入要打印的图像的数据。如下所述，基于图像数据获得打印的占空比。块37 (周围温度环境)输入安装打印设备的环境的温度。块38(加热器个体特性)输入与设备中所包含的加热器的个体特性有关的信息。块39 (加热器跟随性)输入与设备中所包含的加热器的跟随性有关的信息。需要在控制单元30的控制下，适当管理通过第一加热器25和第二加热器27对打印面的加热。如果紧接着墨着落之后的墨中的水分因第一加热器25的加热不足而蒸发不足，则图像质量可能劣化。更具体地，与原来的墨滴相比，墨滴进一步扩散(大的点大小)，或者邻接着落的墨滴相互凝聚而导致串珠现象，这可能使得图像质量劣化。另一方面，如果第一加热器25和第二加热器27过度加热，则耐热性差的薄片因热而膨胀或收缩，从而导致·诸如皱褶或卷曲等的损坏。为了解决这些问题，本典型实施例进行下面的加热器控制来控制打印面的温度。I.占宇比和介质类型对于平均占空比(表示排出至单位区域上的墨量的指标)高的图像，由于向薄片施加了大量墨，所以相对增大用于促进打印面上的墨的水分蒸发的加热器的输出。另一方面，对于平均占空比低的图像，相对降低加热器的输出，以防止薄片由于显著超过干燥墨所需的热量的加热而引起的损坏。即使占空比相同，用于干燥所需的加热量也根据所使用的薄片的介质类型而不同。于是，通过实验预先获取根据介质类型和占空比(多个阶段)的适当的加热器输出，并且将其作为数据表存储在控制单元的存储器中。除数据表以外，还可以准备用于获得相同结果的计算公式，以通过计算来获取适当的加热器输出。表I是数据表的例子。该数据表示出对于三种不同类型的介质(介质A、B和C)，对于被分成四个范围(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热器输出(% )。[表 I]
权利要求
1.一种打印设备，其包括 打印单元，其能够通过重复打印头的扫描，在不具有墨接受层的薄片上打印图像； 加热器，用于加热所述薄片上被所述打印头施加了墨的区域；以及 控制单元，用于针对所述打印头的各扫描，基于参数控制所述加热器的输出和驱动定时。
2.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述加热器包括加热构件，所述加热构件在所述薄片的宽度方向上长，并且用于向所述薄片的被所述打印头施加了墨的表面施加热能。
3.根据权利要求2所述的打印设备，其特征在于，所述加热器配置在所述打印头移动的范围内、所述打印头的上方。
4.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述参数包括与一次扫描中要打印的图像的占空比、打印模式、所使用的薄片的类型、薄片温度由于墨的蒸发热而导致的降低、加热器温度控制的跟随延迟、加热器特性的个体差异、以及安装所述打印设备的环境的温度有关的信息中的一个或多个。
5.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元包括存储单元，所述存储单元用于存储适合于薄片的类型和占空比的组合的所述加热器的输出，其中，将所述薄片的类型和所述占空比设置为所述参数， 其中，所述控制单元针对所述打印头的各扫描而控制所述加热器，以提供通过参考所述存储单元所获得的输出。
6.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元包括存储单元，所述存储单元用于存储与针对所述加热器的驱动的加热器温度控制的跟随延迟有关的信息， 其中，所述控制单元针对所述打印头的各扫描而控制所述加热器，以基于通过参考所述存储单元所获得的信息，提前驱动定时。
7.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元进行校正，以增大所述加热器的输出来补偿所述薄片的温度由于所述墨的蒸发热而导致的降低。
8.根据权利要求7所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元包括存储单元，所述存储单元用于针对多个占空比存储根据持续时间段而不同的所述加热器的校正值， 其中，所述控制单元基于通过参考所述存储单元所获得的信息，控制所述加热器以增大所述加热器的输出。
9.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元基于所述加热器的个体差异，校正所述加热器的输出和驱动定时之一。
10.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元基于安装所述打印设备的环境的温度，校正所述加热器的输出和驱动定时之一。
11.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述控制单元基于一次扫描中要打印的图像的平均占空比或者一次扫描中要打印的图像所包括的多个区域中的最大占空比，设置所述加热器的输出。
12.根据权利要求I所述的打印设备，其特征在于，所述墨包含乳液成分。
13.一种打印方法，其包括以下步骤 通过重复打印头的扫描，在不具有墨接受层的薄片上打印图像；经由加热器 加热所述薄片上被所述打印头施加了墨的区域；以及针对所述打印头的各扫描，基于参数控制所述加热器的输出和驱动定时。
全文摘要
本发明提供一种打印设备和打印方法。打印设备包括打印单元、加热器和控制单元。所述打印单元通过重复打印头的扫描，在不具有墨接受层的薄片上打印图像。加热器加热所述薄片上被所述打印头施加了墨的区域。所述控制单元针对所述打印头的各扫描，基于参数控制所述加热器的输出和驱动定时。
文档编号B41J3/44GK102896898SQ201210268
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月30日 优先权日2011年7月29日
发明者和田格 申请人:佳能株式会社