CN102257439A - 电子照相无边界印刷方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于介质类型和期望光泽水平确定是否可以完成无边界印刷的方法和设备。本发明还提供一种方法、印刷机和系统，由此不管完结印刷品的介质类型和光泽水平如何均可以实现无缺陷的无边界印刷，其中该方法包括在介质的前边缘进入印刷机的定影区域之前预热该介质的该前边缘。

Description

电子照相无边界印刷方法和设备

技术领域

本发明涉及一种确定是否有可能在给定介质类型上进行无边界印刷以及印刷无边界介质的方法。

背景技术

印刷方法已经发展成允许在很多介质上进行单色印刷和全色印刷，包括喷墨印刷、激光印刷和利用墨粉的电子照相印刷。随着印刷颜色特别是照片写实(photo-realistic)颜色的发展以及印刷质量的锐度/清晰度(sharpness)的改进，更多的照相图像是通过这些技术打印的。特别地，对于打印文本和图像来说，电子照相印刷是受欢迎的。这仍然是非常成本有效的印刷方法。此外，存在能够处理具有很多不同尺寸、光洁度和成分的介质的电子照相印刷机。这使得能够印刷各种尺寸的文本文件、混合的文本和图像以及各种格式的图像。例如，电子照相印刷能够产生文本文件、图像、日历、混合格式的呈文版面设计、广告副本、传单、小册子、贺卡、相册、蒙太奇和抽象拼贴画等，包括单面和双面印刷品。随着印刷技术的进步，期望有更多的无边界印刷品，特别是照片印刷品或混合的图像和文本印刷品。另外，产生这些类型的印刷品也可能需要各种光洁度，诸如有光泽的、不光滑的或有纹理的光洁度。然而，电子照相印刷品的无边界印刷是困难的。

2006年8月22日授予Housel的美国专利7,095,526讨论了确定用于全溢出(full-bleed)印刷的版面设计以得到无边界印刷品的方法。Housel教导了将图像放置在介质上以最小化印刷后修整。Housel假设所印刷的介质的至少一个边缘将仍需要修整。因为Housel并没有完全消除修整，他并不生产无边界印刷品。Housel的方法引入了额外的生产步骤，需要操作员设置印刷后修整设备并且将所印刷的输出修整到最终产品的期望尺寸，增加人工成本和生产时间，引入操作员出错的可能性，浪费材料，以及需要额外的装备，如修整设备。

Housel虽然讨论了能够使得某些高端印刷机和复印机以“全溢出”方式印刷，即完全印刷到介质的边缘，但其教导了由于质量的关系很多电子照相印刷机并不允许全溢出印刷。质量问题是由前边缘与压印辊或定影辊的相互作用所导致的图像缺陷，其可能在前边缘上导致条纹、污点或其他不期望的结果。

1993年8月10日授予Aslam等人的美国专利5,234,782提供关于电子照相前边缘图像缺陷的问题的更多信息。如Aslam等人所描述以及本领域所知，在电子照相印刷中，其上具有墨粉的介质被送入一对移动压力构件(通常是加热辊)的隙口内，这对移动压力构件以足够的作用力一起推进以便在隙口中的被印刷介质上施加相当大的压力，例如高达100磅每平方英寸和更高的压力。这经常在所得到的印刷图像的前八分之一英寸中导致图像缺陷。特别地，前边缘具有偏移到与其接触的加热辊上的趋势，这在最终印刷品上留下可见标记并且需要清理加热辊。Aslam等人通过不将用于保持墨粉的热塑性层一直涂覆到介质的前边缘以及使前边缘成为白边界或修整该前边缘以形成无边界印刷品来解决该问题。

Aslam等人教导了在被印刷的介质进入加热辊(也被称为定影辊)之前使用预加热设备在与墨粉相对的一侧上预加热被印刷的介质。该预加热设备将介质的墨粉侧上的热塑性层的温度升高到稍微高于其玻璃转变温度(glass transition temperature)，从而墨粉能够嵌入到热塑性层中。Aslam等人注意到这一方法导致在印刷品的前边缘处的图像缺陷，特别是由前边缘偏移到加热辊上所导致的最终图像的第一毫米内的明显印记。

Aslam等人充分描述了即使在预加热的情况下也可能导致前边缘缺陷的三种现象。首先，如果接触介质的加热辊稍微过热，它将通过与介质的接触而在一定程度上冷却，但是导致热传递，使得介质的前边缘将会过热，从而融化热塑性层。其次，当介质与隙口接合时，辊驱动器必须克服与驱动该介质相关的初始惯性。这些辊即刻慢下来，因此与它们接合介质的任何其他区域相比，它们在更长的时间段内保持与介质的前边缘接触，这导致前边缘过热。再次，介质的厚度导致介质的顶部拐角边缘在两个辊之间的接触点或隙口的稍微上游的位置处接合这些辊中的一个。随着介质前进，它将这些辊扩展开，但是前边缘继续接触第一辊直到它达到并穿过隙口，这导致介质的前边缘过热。介质的剩余部分仅在隙口处接触其中一个辊，因此在较短的时间内暴露于辊的热量。Baxter等人的美国专利5,112,717也讨论了在定影之前加热介质以防止偏移，其作为一种软化热塑性层的手段来将光泽表面或纹理施加到被印刷表面。

如Aslam等人的美国专利5,234,782所指出及业内公知的，这种预热并不能防止电子照相印刷品中的前边缘缺陷。同样，参考如上所述Housel的美国专利7,095,526，其中前边缘未被印刷或修整。

期望具有一种利用电子照相印刷机提供全溢出或无边界印刷的方法，其中所得到的印刷品是无图像缺陷的。印刷无边界图像的能力通过取消对修整图像的需求来减少浪费，修整图像需要额外的时间和资源并且浪费介质。

发明内容

本发明涉及一种形成电子照相无边界印刷品的方法。该方法包括将介质插入印刷机内，确定介质类型，提供印刷数据到印刷机，以及基于介质类型、印刷数据或二者确定是否有可能进行无边界印刷。当有可能在特定介质类型上进行无边界印刷时，介质的前边缘在进入印刷机的定影区域之前被预热。还描述了用于形成电子照相无边界印刷品的印刷机和系统。

优点

本发明提供了一种基于将要印刷的介质的类型确定是否有可能进行无边界印刷的手段。如果无边界印刷是可能的，则它使能/启动(enable)这种印刷而不产生图像缺陷并且不浪费资源，包括时间、人力和材料，因为产生了全溢出(full-bleed)印刷品。如果无边界印刷将有可能产生图像缺陷，则接合预加热器以使能/启动无边界印刷，从而减少浪费。

具体实施方式

本发明涉及用于在介质上产生电子照相印刷图像的装置和方法。为了清楚起见，参照穿过印刷机的行进方向，介质的四个边缘在此可以被称为前边缘、后边缘和两个侧边缘。印刷输出以术语“印刷区域”来指代，其由最终印刷产品的长和宽限定。形成电子照相无边界印刷品的方法包括：将介质插入印刷机中；提供印刷数据到印刷机；确定介质类型；以及基于所确定的介质类型确定是否有可能进行无边界印刷。当无边界印刷通常将导致前边缘图像缺陷时，印刷机在介质进入印刷机的定影区域之前预热介质的前边缘以实现无缺陷的无边界印刷。

一般而言，电子照相印刷可以以很多方式发生，包括墨粉图像到介质(也被称为接收器或接收页)的直接和间接图像转移。典型地，在电子照相印刷机中，光导鼓在充电站处被均匀充电。光导鼓以成像方式被激光器、LED或位于曝光站处的任何其他光学曝光设备曝光。然后带电的光导鼓通过静电吸引以成像方式接收来自一个或更多个墨粉站的墨粉。如果使用多于一种颜色的墨粉，则形成连续的图像，每一图像具有各种颜色，并且这些图像在转移站处以配准方式被转移到接收器表面上。接收器通常被附连到转移辊或转移带，并且被致使与墨粉覆盖的光导鼓具有转移关系以在接收器上形成墨粉图像，这一过程被重复直到所有期望的墨粉颜色都被转移。

也可以利用光导鼓与接收器之间的中间鼓或腹板(web)形成多色图像。在这种情况下，两种或更多种颜色的墨粉以配准方式被转移到中间鼓或腹板，并且配准的颜色作为单一的多色图像被从中间鼓或腹板转移到接收器。作为替代，接收器可以以单次转移的方式直接从光导鼓接收多色图像，其中该多色图像是通过已知工艺过程形成在光导鼓上的，在该工艺过程中进行两次或更多次曝光并且相应的彩色图像被直接形成在光导鼓上。

因为墨粉颗粒通常非常小并且干燥，不管它们是化学制备的或磨碎的，都可以通过加热墨粉和接收器来帮助在转移站处从光导鼓转移这些颗粒到接收器或中间鼓或腹板。接收器可以是基底(例如纸张)，其涂覆有能够接收墨粉颗粒的热塑性材料。接收器的热塑性材料和墨粉能够被加热以促使与墨粉和光导鼓之间的粘着相比优先使墨粉粘着到接收器。接收器的加热可以是间接的，诸如通过加热其上放置该接收器的转移辊或转移带，或者接收器可以通过辐射热来加热。将接收器上的热塑性层加热到其玻璃转变温度(glass transition temperature)有助于至少部分将墨粉嵌入到热塑性层内。

一旦接收器已经被一种或更多种墨粉覆盖，接收器就被传递到定影区域。定影区域可以是两个或更多个辊、腹板、垫座、单个辊和固定表面或者它们的一些组合，接收器从其间经过。定影站对覆盖墨粉的接收器施加压力和热量以将墨粉嵌入到接收器上的热塑性层中。根据期望的光洁度水平，可以在一种或更多种彩色墨粉之后施加纯净墨粉。该纯净墨粉可以和其他一种或更多种墨粉颜色一起定影到介质的热塑性层。该纯净墨粉可以被施加到图像的整个表面，或者作为图像的反相掩模，即施加到最终印刷产品尺寸的边界内的非图像空间。形成不光滑、半光泽或光泽修整面(finish)的纯净涂料可以被第二次加热以提高光泽度水平，并且可以被雕刻以形成特殊效果或期望的不光滑或光泽水平。

如上所述以及如本领域其他已知的电子照相印刷机和系统可以被修改以实现现在描述的本发明。

无边界印刷品(也被称为全溢出印刷品)已经由电子照相系统创建，但是仅通过在印刷之后修整前边缘来实现。因此，在被印刷时，以前的电子照相印刷品并不是真正的无边界印刷，还需要修正以得到无边界的产品。虽然已经在介质的侧边缘之间或在后边缘上实现了全溢出印刷，但是在前边缘并未实现，因为如本文其他部分所述很可能出现图像缺陷。

发明人已经确认了在无边界印刷中导致前边缘图像缺陷的主要原因。如本文其他部分所述由接收器过热导致的前边缘图像缺陷取决于接收器的梁强度(beam strength)。如果接收器具有高的梁强度，则可能由于热偏移而出现图像缺陷，其中墨粉被从接收器上移除并留在定影区域中。如果接收器具有低的梁强度，则接收器可能粘着到定影辊上，导致印刷机堵塞、接收器燃烧或着火。这修理起来可能非常昂贵。

用于在印刷品上形成不光滑或光泽的修整面的纯净墨粉可能进一步影响是否可以形成无边界印刷而不带来图像缺陷。添加纯净墨粉产生出用于定影的较厚墨粉层，并且可能产生对定影区域内的装备的额外粘附。另外，取决于被纯净墨粉覆盖的表面面积，额外的墨粉量可能导致在介质前边缘上的粘附。可以以厚涂层的形式施加纯净墨粉，特别是在需要高光泽水平的情况下。

为了防止这些问题，印刷机或印刷系统可以包括：介质探测器，其确定置于印刷机中的介质的类型；以及无边界印刷判决器，其仅基于介质类型或结合印刷机接收到的印刷数据确定介质是否能够支持无边界全溢出的边到边印刷。

介质探测器可以是用户输入面板，其中用户通过输入对应于介质类型的代码或者从介质列表里选择来指示所用的介质类型。介质探测器可以是视觉可辨识的设备，其能够寻找并解读介质上的标记，例如条码读取器、UV探测器或扫描器。介质可以具有表现为人类可读标记、条码、UV墨水印、水印或任何其他形式的标志的介质类型指示物。介质探测器可以是测量设备，其能够确定介质厚度、梁强度或介质的硬度。介质的厚度可以由印刷机基于测量的纸托盘中的介质高度除以托盘中的纸张数量来确定。托盘中的纸张数量可以是由用户输入的数字，或者印刷机可以循环通过纸张以清点纸张，并且将清点过的纸张返回给相同的或不同的纸托盘。由介质探测器获得的信息可以被提供给无边界印刷判决器以确定介质是否能够支持无边界印刷。除了关于介质类型的信息外，如果知道的话，最终印刷产品的期望光泽水平可以被提供给无边界印刷判决器。光泽水平可以作为印刷数据的一部分被提供，或者可以由用户从印刷机用户界面上的菜单中选取。无边界印刷判决器可以包括查找表、逻辑表或使得能够确定是否可以实现无边界印刷而不带来图像缺陷的其他格式的预设条件。无边界印刷判决器可以是逻辑电路、计算机芯片、存储器、计算机处理单元或用于比较数据的其他已知的装置或系统。作为替代，介质类型的查找表或其他指南可以被提供给用户，然后用户可以基于所提供的信息起到无边界印刷判决器的作用。

能够由印刷机确定、预先编程到印刷机中或者由用户输入的其他系统属性可以包含印刷机规格、墨粉规格、介质规格或环境条件，这些系统属性可以被无边界印刷判决器使用来决定是否可以进行无边界印刷。例如，印刷机规格可以包括印刷机传输速度、定影区域隙口宽度、定影区域隙口退出角、定影装置上能够接触介质的墨粉承载侧的地方是否有涂料以及涂料的类型、与介质上的墨粉不相邻的一侧上的定影装置的灵活性(compliance)。墨粉属性可以包括熔点温度和玻璃转变点温度。介质属性可以包括介质成分、密度和湿气含量。环境条件可以由一个或更多个印刷机传感器确定、由用户输入或者由远程装置确定并传递到印刷机，并且可以包括相对湿度、温度和大气压。可以基于介质的梁强度、介质的重量、期望光泽水平或者任何一个或多个其他系统属性(单一或组合)来确定无边界印刷是否将成功。为了使能/实现无边界印刷，介质可以具有大约600-800mN或更大的梁强度或硬度。适用于无边界印刷的介质可以具有250gsm(克每平方米)或更高的重量，在此被称为“重介质”。典型地，这种重介质在无边界印刷中不会经受图像缺陷。如果介质重量小于250gsm(“轻介质”)，无边界印刷将在印刷品的前几毫米内产生缺陷的可能性就比较大。因此，具有小于250gsm的重量的轻介质对于无边界印刷来说是不期望的。添加光泽修整面(不管其水平如何，是不光滑的、半光泽的或高光泽的)将导致轻介质粘附到装置的定影区域中，产生图像缺陷。在前边缘处或前边缘附近带有墨粉负荷(来自纯净涂层、文本或图像)的任何类型的介质都将由于所施加的墨粉高度而导致粘附到定影区域中。

一旦基于介质类型确定是否能够印刷无缺陷的无边界图像，印刷机或印刷系统可以通知用户。该通知可以表现为基于介质检测在无边界印刷不可取的时候不提供无边界印刷作为用户的印刷选项。该通知可以表现为在介质检测支持此类印刷时提供无边界印刷作为用户的选项。该通知可以表现为提供无边界印刷作为用户的选择且同时提供可能有图像缺陷的警告。如果印刷数据已经被提供给印刷机(包括对无边界印刷的请求)，印刷机可以显示无边界印刷不可用的消息，或者警告可能出现图像缺陷。在后一种情况下，印刷机可以请求用户确认希望进行可能有缺陷的图像印刷。

如本文迄今为止所述，当确定介质满足某些条件时，应该禁能典型印刷机中的无边界印刷，或者提供警告。然而，发明人已经确定一种印刷此类介质以使能/启用无边界印刷的方法。介质在进入定影区域之前可以被预热。预热的意图是将介质的温度升高到足以使得在介质进入定影区域之前墨粉被融入介质的热塑性层。如果墨粉被牢固地粘附到介质，它将不会粘着定影辊或腹板。只有前面几毫米需要被预热，这几毫米对应于首先接触定影区域并因此比介质的其余部分经历额外加热时间的前边缘的长度。

预加热器可以位于介质的墨粉侧或基底侧。如果位于介质的墨粉侧，预加热器可以是辐射加热器，例如但不限于红外热源、激光器或其他非接触式热源。如果预加热器位于基底侧，则它可以是接触式或非接触式加热器，虽然非接触式加热器可能需要有足够的能量以便自始至终加热介质。适当加热器的示例可以包括但不限于随选式(on-demand)加热器和脉冲加热器，其可以包括陶瓷加热器、钨加热器、激光器、红外加热器、镍铬合金加热器以及其他已知的热源。优选地，预加热器是较小的，其能够装配到现有印刷机内而不需要不同的外壳或妨碍预先存在的机械配置。预加热器可以被插入到印刷机内，正好在定影区域之前。预加热器可以用于单面或双面印刷。如果双面印刷将是无边界的，则预加热器可以是在与未定影墨粉相对的介质一侧的接触式预加热器。预加热器不应接触未定影墨粉。预加热器应该具有足够的发热能力以促使墨粉粘着到介质上的热塑性层。通常，需要足够的热量来粘连或烧结介质。需要的热量的准确量取决于墨粉的类型，每种墨粉具有不同熔点。可以基于墨粉类型为给定的印刷机确定所需要的热量，并且提供对应于所需要的热量的热源来作为预加热器。

在操作中，一旦确定不能够执行不带有图像缺陷的无边界印刷，则无边界印刷的请求可以触发预加热器的操作。可以通过介质进入印刷机内或通过介质拾取器拾取介质来激活预加热器。预加热器可以在定时电路上，从而它能够与印刷机的机械速度协调地仅在足够介质的前几毫米经过的时间内产生热量。预加热器可以这样使用，即它在介质的后边缘进入印刷机时或经过印刷机的纸张输入区域处的介质传感器时关闭。预加热器可以在物理上或光学上直接领先于预加热器介质传感器或将预加热器介质传感器安装于其上，从而传感器对介质的检测打开预加热器，而在预定时间段后、在一定量的介质已经通过后或者当后边缘经过纸张输入传感器或预加热器介质传感器时，预加热器关闭。预加热器可以被一直保持在打开状态而不对介质造成伤害。

Claims (13)

1.一种在印刷机中形成电子照相无边界印刷品的方法，其中该印刷机包括：

介质输入区域；

包含墨粉站、图像转移站、预加热器和固定站的印刷机构；以及

介质输出区域，且其中该方法包括：

将介质插入所述印刷机中；

提供印刷数据到所述印刷机；

以成像方式提供墨粉到所述介质上；以及

在所述介质进入定影区域之前用所述预加热器预热所述介质的前边缘。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述印刷数据包括用于无边界印刷的指令。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预热的步骤进一步包括当所述介质的所述前边缘被所述介质输入区域探测到时接通所述预加热器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预热的步骤进一步包括当所述介质的所述前边缘被预加热器介质探测器探测到时接通所述预加热器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预加热器是随选式加热器或脉冲加热器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预热的步骤进一步包括调整加热温度、加热持续时间或二者。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述预热的步骤进一步包括在所述介质的后边缘被所述介质输入区域探测到时关断所述预加热器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述预热的步骤进一步包括在所述介质的后边缘被预加热器介质探测器探测到时关断所述预加热器。

9.一种用于形成电子照相无边界印刷品的印刷机，其中所述印刷机包括：

介质输入区域；

自动无边界印刷判决器；

包含墨粉站、图像转移站、预加热器和固定站的印刷机构；以及

介质输出区域。

10.根据权利要求9所述的印刷机，其进一步包括用户输入区域。

11.根据权利要求10所述的印刷机，其中关于印刷数据、介质类型或二者的信息通过所述用户输入区域被输入。

12.根据权利要求11所述的印刷机，其中所述信息被提供给所述自动无边界印刷判决器。

13.一种用于形成电子照相无边界印刷品的系统，其包括：

用户输入站；以及

印刷机，其中所述印刷机包括：

介质输入区域；

自动无边界印刷判决器；

包含墨粉站、图像转移站、预加热器和固定站的印刷机构；以及

介质输出区域。