CN101117056B - 形成具有编码标记的固体墨棒的系统和方法以及墨棒 - Google Patents

Abstract

一种制造墨棒的方法包括形成具有相变墨合成物的墨棒主体；以及在标记站处将标记合成物施加在墨棒主体的表面上以便在墨棒主体的表面形成编码标记，标记合成物包括与用来形成墨棒主体的相变墨合成物相同的合成物。一种用于形成具有编码标记的固体墨棒的系统包括用于形成具有相变墨合成物的固体墨棒的成形站；以及用于将标记合成物施加在固体墨棒的表面上以便在墨棒主体的表面上形成编码标记的标记站；其中编码标记对于与固体墨棒有关的可变控制信息进行编码；以及其中标记合成物包括与用来形成墨棒的相变墨合成物相同的合成物。

Description

形成具有编码标记的固体墨棒的系统和方法以及墨棒

技术领域

本发明总体涉及相变喷墨打印机，用于这种喷墨打印机中的固体墨棒以及用于制造这种墨棒的方法。 

背景技术

固体墨或相变喷墨打印机传统上接收例如颗粒或墨棒的形式的固体形式的墨。固体墨颗粒或墨棒放置在供应滑槽内，并且供应机构将固体墨供应到加热器组件。固体墨棒可以在加热器组件内通过重力供应、带驱动或通过弹簧朝着加热器板压迫通过供应滑槽。加热器板将冲击在板上的固体墨熔化成液体，液体输送到打印头以便喷射在记录介质上。 

用于彩色打印的相变墨通常包括与相变墨匹配着色剂组合的相变墨载体合成物。彩色打印机通常使用四种颜色的墨(黄色、青色、洋红色和黑色)。这些彩色墨可通过使用单种颜料或颜料的混合物来形成。例如，洋红色可以通过使用Solvent Red Dye的混合物来获得，或者合成黑色可以通过混合多种颜料来获得。适当的载体材料可包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、脂肪酸和其它蜡类材料、含有脂肪酰胺的材料、磺酰胺材料、由不同天然材料(例如塔罗油松香和松香脂)制成的树脂材料以及许多合成树脂、低聚物、聚合物和共聚物。 

固体墨技术中面临的一个问题是墨棒的区分和鉴别，以便确保墨棒与使用它的成像装置的正确装载和相容性。在供应通道内的墨棒的错误颜色、用于不同固体墨打印头的墨棒、不合格墨的使用等情况会影响图像质量或甚至损坏固体墨成像装置。在现有技术的相变墨系统中，墨棒区分和鉴别通过将键合的特征结合到墨棒外表面来实现。墨装载器的相应键合位置用来防止不适当键合的墨棒插入打印机的供应通道。 

具有不同价格和色表偏好的世界市场形成如下的情况，即具有几乎相同尺寸/形状和/或墨包装的多种墨类型可以同时存在于市场中。因此，墨棒可似乎是大致相同的，但是由于例如市场价格或色表，实际上可用于不同的相变打印机系统。由于墨棒构造、营销策略、价格 的范围可能很广等因素，区分墨棒使得只有适当的墨由打印机接收，这需要多种区分方法，以超越实际键合方法。将传统标签或标记机构添加在墨棒上是不实际的，但是，由于标记机构会与相变墨成像装置或者所采用的墨合成物不相容，造成墨污染、打印头堵塞等情况。 

发明内容

下面更加完整地披露一种增加区分墨棒的方式的制造墨棒的方法。该方法包括形成具有相变墨合成物的墨棒主体。一旦形成，墨棒主体接着输送到标记站。在标记站，标记合成物施加在墨棒主体的表面上，以便在墨棒主体的表面上形成编码标记。标记合成物包括与用来形成墨棒主体的相变墨合成物相同的合成物。 

该方法制造用于相变墨打印机的墨棒，与现有技术墨棒相比，支持更加多种的变化。墨棒包括构造成安装在相变墨打印机的供应通道内的墨棒主体，并且该主体具有编码标记施加其上的外表面。编码标记包括标示的编码图案，以便将变化的控制/属性信息传递到成像装置控制系统。墨棒主体和编码标记由相同的相变墨合成物形成。 

在另一方面，用于形成具有编码标记的固体墨棒的系统，该系统包括用于形成相变墨合成物的固体墨棒的成形站以及用于将标记合成物施加在固体墨棒的表面上以便在墨棒主体的表面上形成编码标记的标记站。编码标记对于与固体墨棒相关的可变控制信息进行编码。标记合成物包括与用于形成墨棒的相变墨合成物相同的合成物。 

在另一方面，用于相变墨打印机的墨棒，墨棒包括构造成安装在相变墨成像装置的供应通道内的墨棒主体。墨棒主体具有施加在墨棒主体的外表面上的编码标记。编码标记包括用于将可变控制信息传递给成像装置控制系统的标示的编码图案。墨棒主体和编码标记由相同相变墨合成物形成。 

附图说明

图1是相变打印机的透视图，其中打印机顶盖闭合； 

图2是相变打印机的放大局部顶部透视图，其中墨进出盖开启，表示固体墨棒处于将被装载到供应通道的位置； 

图3是沿着图2的线3-3截取的固体墨供应系统的供应通道的侧视截面图； 

图4是固体墨棒的一个实施例的透视图； 

图5是图4的墨棒的编码标记的透视图； 

图6是形成具有编码标记的墨棒的系统的示意图； 

图7是图6的系统的标记站的示意图；以及 

图8是说明形成具有编码标记的固体墨棒的方法的流程图。 

具体实施方式

为了总体理解本发明，对附图进行参考。附图中，类似的参考标号用来表示类似的元件。 

图1表示包括具有顶表面12和侧表面14的外部壳体的固体墨或相变墨打印机10。例如前面板显示屏16的用户界面显示有关打印机状态的信息和用户指令。用于控制打印机操作的按钮18或其它控制元件靠近前面板显示屏，或者可以位于打印机的其它位置上。喷墨打印机构(未示出)包含在壳体内。墨供应系统将墨递送到打印机构。墨供应系统包含在打印壳体的顶表面之下。壳体的顶表面包括铰接的墨进出盖20，盖如图2所示开启，从而操作者可以接近墨供应系统。 

图2表示打印机10，其墨进出盖20升高，露出墨装载连杆元件22以及墨棒供应组件或墨装载器。在所示的特定打印机中，墨进出盖20连接在墨装载连杆元件22上，使得在打印机墨进出盖20升高时，墨装载连杆22滑动并枢转到墨装载位置。如图2所示，墨装载器包括具有键合开口24的键合板26。每个键合开口24A、24B、24C、24D可以接近墨装载器的多个单独供应通道28之一的插入端(见图3)。 

参考图3，每个供应通道，例如代表性的供应通道28A是设计成将特定颜色的墨棒30递送到相应熔化板32的纵向供应通道。虽然出于下面描述的目的，第一供应通道28A表示在图3中，所有供应通道是相同的。所示特定实施例中的每个供应通道包括用于将一个或多个墨棒从供应通道的插入端运动到熔化端的驱动机构。驱动机构可包括由恒力弹簧36驱动以便沿着纵向供应通道的长度朝着位于每个供应通道的熔化端的金属板32推动墨棒的推块34。在所示实施例中，恒力弹簧36可以是平弹簧，其表面沿着大致垂直轴线定向。在另一实施例中，供应通道可以大致垂直定向，使得重力提供用于将墨棒供应到供应通道熔化端的动力。在又一实施例中，驱动机构可包括带驱动系统，其中转动带用来沿着供应通道运动墨棒。 

供应通道具有从插入端到熔化端的纵向尺寸和大致垂直于纵向尺 寸的横向尺寸。供应通道接收从插入端插入的墨棒。供应通道具有足够的纵向长度，使得多个墨棒可插入供应通道。每个供应通道沿着通道的纵向长度或供应方向将墨棒递送到位于供应通道的熔化端处的相应的熔化板。供应通道的熔化端靠近熔化板。熔化板将固体墨棒熔化成液体形式。熔化的液体经由供应通道的熔化端和熔化板之间的间隙33滴落，并且进入液体墨储槽(未示出)。 

用于墨装载器的示例性固体墨棒30表示在图4中。墨棒包括具有底表面52和顶表面54的三维墨主体。虽然它们可以采取其它轮廓和相对关系，所示的特定底表面52和顶表面54大致相互平行。墨棒的表面不需要是平的，也不需要它们相互垂直和平行。但是，这些描述将有助于读者观察，即使该表面可具有三维外形，或者相互形成角度。墨棒主体还可具有多个侧末端，例如侧表面56和端表面61、62。所示实施例包括四个侧表面，包括两个侧表面61、62和两个横向侧表面56。横向侧表面56的基本元件大致相互平行，并且大致垂直于顶表面和底表面52、54。端表面61、62还基本上相互平行，或者大致垂直于顶表面和底表面，以及垂直于横向侧表面。端表面61是在供应通道端部处接触熔化板的导前端表面。端表面62是拖尾端表面。 

墨棒主体可具有四个以外的多个侧部。例如，墨棒主体可形成有三个、五个或实际上任何数量的侧表面。这些侧表面不需要长度相同，或者墨棒主体不需要围绕横向或垂直重心对称。墨棒主体还可形成立方体或长方体以外的形状。例如，墨棒可具有椭圆形水平截面形状、具有多个直线侧部的形状或者弯曲和直线侧部的组合。在其它形状中，墨棒主体可具有弯曲表面。例如，墨棒主体可具有圆柱形形状，其中圆柱形的轴向平行和供应通道的纵向供应方向，平行供应通道的横向尺寸或者垂直于纵向供应方向和横向尺寸(垂直)。 

墨棒主体包括相变墨合成物，具有相变墨载体合成物和相变墨相容着色剂。该合成物通常应该在室温下为固体，并且具有低于用来将熔化墨施加在衬底上的打印设备的操作温度的熔点。在一个实施例中，一系列彩色相变墨可通过将墨载体合成物和相容的可减原色着色剂组合来形成。可减原色彩色相变墨可包括四种合成物的颜料，即青色、洋红色、黄色和黑色，虽然墨不局限于这四种颜色。这些可减原色墨可通过使用单种颜料或颜料混合物来形成。例如，洋红色可通过 使用Solvent Red Dye来获得，或者组合黑色可以通过混合多种颜料来获得。适当的载体材料可包括石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、酯蜡、脂肪酸和其它蜡类材料、含有脂肪酰胺的材料、磺酰胺材料、由不同天然材料(例如塔罗油松香和松香脂)制成的树脂材料以及许多合成树脂、低聚物、聚合物和共聚物。 

如图4所示，固体墨棒还包括位于墨棒表面上的一个或多个编码标记90以便将信息传递到成像装置的控制系统。在一个实施例中，标记90可包括线条、点或例如条形码的符号的编码图案。标记90可包括识别墨棒的信息，例如序列号、识别编码或其它索引机构、墨棒原始状态、墨棒配方、制造日期、库存保持单元数量(SKU)等。标记可用来嵌置例如成像装置校正信息、加密或未加密数据、标志和其它图形的多种数据。 

虽然标记可以形成在墨棒的任何表面或多个表面上，在图4的实施例中，编码标记90表示位于墨棒30的顶表面54上。可以放置在墨棒30上的标记90的数量和定位只通过墨棒的几何形状以及墨装载器内的感测器配置选择来限制。另外，标记90可有利地放置在墨棒外表面的位置上，使得误操作不容易影响与墨装载器接口的感测器，例如墨棒外表面上的凹口或插入部分。 

在一个实施例中，信息可编码在标记90内，其方式是通过选择由编码标记90指示的至少一个独特的识别器或编码字，并且构造编码标记，以便形成与所需编码字相对应的信号编码图案。任何适当的编码方案可以用来将数据嵌置在标记中，包括例如标准条形码编码方案或者类似方案。编码字可包括一个或多个数值、字母字符、符号等，可以与成像装置控制系统的含义相关。编码字可以被指定，以便指示控制和/或属性信息与墨棒相关。编码字可通过图像装置控制系统读取，并且翻译成与墨棒相关的控制和/或属性信息，从而可以多种方式通过控制系统使用。控制系统可使用编码字作为速查关键词，以便访问存储在例如数据库或表格的数据结构中的数据。存储在数据结构内的数据可包括具有与每个编码字相对应的相关信息的多个可能的编码字。 

在图4的实施例中，标记90包括与形成墨棒主体30的相变墨合成物相同的合成物。通过利用与墨棒本身相同的材料标记墨棒，墨棒可以进行标记，而没有利用外界材料“标识”墨棒相关的缺陷。例如， 如上所述，通过不相容的墨合成物、标签、磁性墨带或类似物来“标识”墨棒在成像过程中存在处理问题，这是由于所谓的标识需要另外的处理来确保它们不与操作相干涉，例如堵塞喷射头，污染墨和/或墨递送系统等。用于施加包括相变墨合成物的标记90的适当方法包括打印、喷射、冲压等。 

编码标记90可与键合、定向和对准结构组合使用。光学和机械结构的组合可提供多种机构，以便识别墨棒。作为选择，用于识别和证实目的的编码标记可用作键合结构的选择。成像墨棒而没有键合结构可简化制造过程，这是由于在不需要在墨棒内形成识别结构的特殊设备的情况下，几乎所有的墨棒可形成一致的形状，而不考虑颜色和/或打印机类型。 

为了从墨棒主体的表面识别标记90，标记90可以如下方式施加，使得标记的光学性能不同于施加有标记的背景材料(即墨棒主体)。在一个实施例中，标记可例如通过打印、喷射、滚压、冲压等施加，使得标记或标记的各个部分不同于墨棒主体的未标记部分进行反射。例如，标记可以如下方式施加，使得标记区域相对于施加有标记的墨棒主体的表面略微升高，如图5所示。标记的升高区域形成为标记合成物的单个层，或者作为选择，升高的标记可以通过施加多个层以便增加所施加的标记的相对厚度来形成。在此实施例中，通过标记90的此实施例形成的编码信号图案可与从标记的可变高度反射光的信号强度相对应。在另一实施例中，标记可以如下方式施加，使得标记区域形成不同于墨棒主体的未标记区域的纹理。标记区域的纹理可以是能够不同于墨棒主体的未形成纹理区域散射光线的纹理。 

在又一实施例中，标记与墨棒主体的区分可在将标记施加在墨棒之前、期间或之后通过处理用来形成编码标记的相变墨合成物来实现。例如，在施加标记之后通过控制形成标记的墨合成物的固化或干燥，可以实现标记相对于墨棒的外观的变化。此外，如上所述，编码标记可通过将熔化相变墨合成物喷射到墨棒主体上的相变喷墨打印机施加。用来形成编码标记的相变墨合成物在熔化成液体形式以便喷射到该表面之前可以是固体形式。通过控制熔化相变墨合成物所保持的温度，喷射的墨可形成具有不同纹理或光学性能的标记。(这里可以包括有关标记合成物处理以便增强区分的任何另外的信息)。 

在一个实施例中，墨棒30包括可以使用两级处理形成的编码标记90，其中墨棒主体通过模制、挤压成形等形成，随后在第二阶段处理，其中标记施加在墨棒主体的表面上。当然，可以采用单级制造过程来形成具有编码标记的墨棒，其方式是例如将标记结合到用来形成墨棒的制造模具中。但是在此实施例中，标记变化的数量和可能的编码变化的数量会通过用来制造墨棒的不同模具的数量来限制。通过使用两级制造过程，标记变化的数量可以增加，与公知相比，使得更多的编码标记变化数量施加在墨棒上。 

现在参考图6，表示用来制造具有图4所示标记90的墨棒的系统的示例性示意图。系统100包括用于形成墨棒主体的墨棒成像区段104和用于在成形之后将标记施加在墨棒主体上的标记站108。成形区段104可利用任何适当的墨棒制造方法。在一个实施例中，成形区段104包括成形管和流动填充过程。在此实施例中，组成颜料和载体合成物首先进行混合，并且加热到液体状态，而且注入具有与所需成品墨棒形状相对应的内部形状的管中。但是墨棒主体可以使用任何适当的方法形成，例如注入模制、喷射模制、压缩模制或其它技术。 

一旦墨棒主体形成，墨棒主体通过输送系统110输送到标记站以便施加编码标记。任何适当的装置和方法可用于将墨棒从成形区段104输送到标记站108，例如传送带系统。此外，应该理解到墨棒的成形的时间和位置不需要接近输送到标记站。例如，“坯料”或未标记的墨棒可以在另一位置或者另一时间预制，并被得到和/或输送到标记站以便施加标记90。另外，应该理解到墨棒可在输送到标记站108之前或之后进行多种其它的处理和/或标记过程。例如，下面描述的标记站可以用来增强墨棒上的现有标记或施加另外标记。 

现在参考图7，表示可以操作以便将编码标记施加在固体墨棒30上的标记站108的示例性示意图。在此实施例中，标记站100包括传送器114。传送器114可包括一个或多个传送带，以便将一个或多个墨棒30运动通过站108。任何适当的装置和方法可用来将墨棒传送通过标记站。传送器114可以是包括在墨棒制造过程中形成各站之间的连续路径的一系列分开传送带的传送器系统的一部分。 

标记站108构造成将标记合成物施加在墨棒30的表面上，以便在墨棒主体的表面上形成编码标记。标记合成物包括与用来形成墨棒主 体的相变墨合成物相同的合成物。包括相同相变墨合成物的标记合成物可以使用任何适当的装置或方法施加，这些装置和方法进行操作以便例如通过打印、喷射、冲压等将相变墨施加在物体表面上。 

在一个实施例中，编码标记在标记站108处通过相变喷墨打印施加在墨棒上。在此实施例中，标记施加站包括布置成在箭头P的方向上在由传送器114上承载的墨棒主体30上打印编码标记的相变喷墨装置118。喷墨装置118支承在安装件120上。相变喷墨装置118使用包括与用来形成墨棒主体30的相变墨合成物相同的合成物的标记合成物。标记合成物可以是固体墨棒的形式。合成物通过以受控方式在相变喷墨装置中熔化墨棒而从固体变成液体，以便将墨施加在墨棒主体上。熔化的墨合成物在所需高温下以液体形式包含在储槽内，以便将墨合成物保持在液体形式下。液化的墨合成物接着从储槽取出，并且在墨棒主体30在标记站108内就位时施加。 

标记站108可包括用于将与编码标记90相对应的图案数据提供给标记站108的输入装置124。输入装置124可以是盘式驱动器，该驱动器除了将图案数据通讯给标记站124之外，还可提供数据的永久存储。输入装置124还可以是键盘、控制杆、光笔、带式驱动器、局部区域网络(LAN)装置或者能够将图案数据提供给标记站124的任何其它装置。在一个实施例中，编码器软件可用来将有关墨棒的控制和/或识别数据转换成编码标记的图像或适用于打印的条形码。 

在使用中，用于编码标记的图案数据输入到输入装置124并且通讯到标记装置118。图案数据可通过扫描图像或者打字输入图案数据或两种方式或者用于输入图案数据的任何其它的适当方法来输入。标记站108可包括另一系统，以便在图案数据输入之后以多种方式调整图案数据。例如，图案数据可以缩放成变大或变小，或者部分或整体与其它图案数据相结合以便形成新的图案数据。 

为了增强编码标记与墨棒主体的区分，该系统可以构造成在施加编码标记之前和/或之后处理墨棒主体。例如，热控制站(未示出)可设置用来控制墨棒在进入标记站之前的加热和冷却。通过控制热量从墨材料的散发，热控制站可增强成形管中墨材料的均匀固化。在一个实施例中，热控制站可包括一个或多个冷却通道，以便在成形管的外表面之上循环空气，从而加速墨材料的顶表面以及靠近成形管的空腔 表面的墨材料的冷却。作为选择，热控制站可以根据墨材料在达到标记站108之前的所需固化程度来操作以便减缓墨材料的冷却。在另一实施例中，热控制站可以操作以便冷却墨材料，直到它已经大致固化，并且接着加热墨材料的顶表面，使得顶表面处的墨材料可以延展，以准备施加编码标记。例如，热控制站可包括用于加热固化墨材料的顶表面的热灯。顶表面的延展性能通过来自于热灯的热量的持续时间和强度来确定。 

在某些实施例中，编码标记可以在施加之后处理，以加强区分。因此，在标记站施加标记之后，传送器系统可将墨棒输送到固化站(未示出)以便固化和/或处理编码标记。当然，标记站可构造成在标记施加在墨棒主体之后在标记站就地处理编码标记。固化站采用可以选择的方法，以便与所使用的相变墨合成物的热量和湿度要求相对应。辐射加热、冷却、强力空气、微波干燥器及其组合是可得到的类型。 

图8是说明制造具有编码标记的固体墨棒的方法的示例性实施例的流程图。该方法包括形成具有相变墨合成物的墨棒主体(方框200)。一旦形成，墨棒主体输送到标记站(方框204)。在标记站，标记合成物施加在墨棒主体的表面上以便在墨棒主体的表面上形成编码标记(方框208)。标记合成物包括与用来形成墨棒主体的相变墨合成物相同的合成物。在一个实施例中，在墨棒主体上施加编码标记包括在相变墨成像装置中在墨棒主体上打印编码标记(方框210)。 

作为选择，编码标记可冲压或喷射在墨棒主体上。为了增强编码标记与墨棒主体的区分以有助于成形装置的感测器系统的检测和读取，墨棒主体和/或用来形成编码标记的相变墨合成物可以在施加编码标记之前、期间和/或之后处理。例如，在一个实施例中，在施加编码标记之后，可以控制编码标记的相变墨合成物的冷却或固化的速度。在另一实施例中，墨棒主体可在施加编码标记之前处理，例如通过在施加之前加热或冷却墨棒主体。 

本领域普通技术人员将理解到可以针对以上描述的应用进行多种变型。本领域普通技术人员将理解到墨棒可以形成以上描述之外的多种形状以及构造。另外，可以在此披露的范围内构造墨棒成形系统的站、区段和其它部件的多种其它构造。因此，下面的权利要求不局限于以上描述和说明的特定实施例。原始提出并且可以修改的这些权利 要求包括这里披露的变型、选择、改型、改进、等同和大致等同的实施例和教导，包括当前没有预料或理解的内容以及来自于申请人/专利权人和其它人的内容。 

Claims (4)

1.一种制造墨棒的方法，该方法包括：

形成具有相变墨合成物的墨棒主体；以及

在标记站处将标记合成物打印在墨棒主体的表面上以便在墨棒主体的表面形成编码标记，标记合成物包括与用来形成墨棒主体的相变墨合成物相同的合成物，编码标记包括标示编码图案以便将可变控制信息传递给成像装置控制系统。

2.一种用于形成具有编码标记的固体墨棒的系统，该系统包括：

用于形成具有相变墨合成物的固体墨棒的成形站；以及

用于将标记合成物打印在固体墨棒的表面上以便在墨棒主体的表面上形成编码标记的标记站；

其中编码标记对于与固体墨棒有关的可变控制信息进行编码，编码标记包括标示编码图案以便将可变控制信息传递给成像装置控制系统；以及

其中标记合成物包括与用来形成墨棒的相变墨合成物相同的合成物。

3.一种用于相变墨打印机的墨棒，该墨棒包括：

构造成安装在相变墨打印机的供应通道内的墨棒主体，墨棒主体具有外表面；以及

打印在墨棒主体的外表面上的编码标记，编码标记包括标示编码图案以便将可变控制信息传递给成像装置控制系统；

其中墨棒主体和编码标记由相同相变墨合成物形成。

4.一种标记固体墨棒的方法，该方法包括：

获得具有相变墨合成物的未标记墨棒；

在标记站处将标记合成物打印在墨棒主体上以便在墨棒主体的表面上形成编码标记，标记合成物包括与用来形成墨棒主体的相变墨合成物相同的合成物，编码标记包括标示编码图案以便将可变控制信息传递给成像装置控制系统。

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