CN106103103A - 打印机中的蒸汽控制加热 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，用于打印机的蒸汽控制加热器包括壳体、由所述壳体至少部分地封装的加热元件和风扇，所述风扇用于使空气移动通过所述加热元件并进入来自打印机干燥器的空气流中。

Description

打印机中的蒸汽控制加热

背景技术

喷墨式打印机使用具有微小喷嘴的打印头以将油墨或其它打印流体分配到纸或其它打印基底上。一些喷墨式打印机使用水性油墨和其它极低挥发性油墨，以帮助阻止油墨在喷嘴上干燥并阻塞喷嘴，并另外帮助提高打印机的性能和打印图像的品质。

附图说明

图1是例示实施包括打印区加热器和蒸汽控制加热器的新空气加热系统的一个示例的喷墨式打印机的框图。

图2例示实施空气加热系统的一个示例的大幅面喷墨式打印机。

图3是显示图2中所示的打印机中的空气加热系统的侧立视图。

图4是图2和图3中所示的打印机中空气加热系统中的打印区加热器的侧立视图。

图5-7更详细地例示图4的打印区加热器。

图8是例如可利用图3-7中所示的打印区加热器实施的用于加热打印区的方法的一个示例的流程图。

图9是例示用于实施图8的方法中的空气加热步骤的一个示例的流程图。

图10和图11更详细地例示图3中所示的打印机中所示的空气加热系统中的蒸汽控制加热器。

图12是例示例如可利用图3、图10和图11中所示的蒸汽控制加热器实施的将被加热的空气引入排放空气流中的方法的一个示例的流程图。

图13是例示例如可利用图3-11中的加热器实施的用于打印区加热和蒸汽控制的方法的一个示例的流程图。

图14是例示用于控制蒸汽控制加热器的方法的一个示例的流程图。

图15是例示用于控制蒸汽控制加热器的方法的另一个示例的流程图。

图16例示例如可用以控制蒸汽控制加热器的沿打印基底的油墨分配的一个示例。

在附图中，相同部件编号指示相同或类似部件。

具体实施方式

水性油墨以及其它低挥发性油墨是多种喷墨打印应用所期望的以帮助阻止油墨在打印头喷嘴上干燥并阻塞打印头喷嘴，以及另外帮助提高打印机的性能和打印图像的品质。水性油墨常称为“乳胶”油墨。强力吹风干燥器常用于乳胶和其它低挥发性油墨打印机中，以在将图像施加于打印基底后就立刻快速地蒸发油墨中的水分。从打印机流出的干燥器下游的热空气中的水分可冷凝成蒸汽，其可产生明显的雾气，尤其在冷却器操作环境中在高打印体积下。蒸汽控制加热器已经被开发以将热空气引入离开打印机的负载水分的空气中以帮助降低不需要的冷凝的风险。如果离开打印机的空气流停止冷凝，当空气流分散到打印机周围区域时则将更难以形成冷凝。

蒸汽控制加热器的示例不限于与热空气吹风干燥器一起使用，而是可与其它类型的干燥器或不与干燥器一起使用。同样，在一些示例中，蒸汽控制加热器可并入空气加热系统中，该空气加热系统还包括提高打印区的温度以帮助保持在冷却器操作环境中的良好打印品质的打印区加热器。附图中所示以及文中所述的示例例示但不限制公开内容，公开内容在该说明书所附的权利要求中限定。

如此文件中所用：“打印头”意指喷墨式打印机或例如以液滴或液流分配流体的其它喷墨类型的分配器的部件；“打印流体”意指可利用打印头分配的流体。“打印头”不限于利用油墨打印，而是还包括其它流体的喷墨式分配和/或用于除打印外的用途。

图1为例示实施空气加热系统12的一个示例的喷墨式打印机10的框图。参照图1，打印机10还包括运送连接到打印流体供给18的多个墨笔16的托架14。喷墨墨笔16也常被称为墨盒或打印盒，并可例如以液滴或液流22从包含在每个笔16中的一个打印头或多个打印头20分配油墨和其它打印流体。输送机构24将纸或其它打印基底26推进通过托架14和墨笔16。控制器28被操作连接到加热系统12、托架14、打印头20和基底输送机构24。控制器28代表程序、处理器和相关存储器，以及控制打印机10的操作元件所需的电子电路和部件。特别地，控制器28包括具有带有用于控制加热系统12的功能的指令34的处理器可读介质(PRM)32的存储器30和用于读取和执行指令34的处理器36。

具有笔16的扫描托架14仅例示可与空气加热系统12一起使用的打印头组件的一个示例。其它类型的打印头组件也是可能的。例如，代替图1中所示的具有集成打印头20的墨笔16，打印头可被单独地安装在托架14上，可替换的油墨容器操作连接到安装到托架的打印头。虽然显示了远端打印流体供给18，但是打印流体可位于托架14上或容纳在每个笔16中。此外，代替扫描托架14，也可使用在打印期间保持静止的跨越打印基底26的整个宽度的打印头。

在此示例中，空气加热系统12包括打印区加热器38、干燥器40和蒸汽控制加热器42。打印区加热器38包括加热元件44和用于使被加热的空气移动到打印区48中的风扇46，在打印区48，油墨或其它打印流体被(或将被)从打印头20分配到基底26。蒸汽控制加热器42包括加热元件50和用于使被加热的空气移动到离开打印机的干燥器40下游的空气流中的风扇52。加热系统12还可包括与加热器38和42相关并操作连接到控制器28以帮助控制每个加热器的加热功能的温度传感器54。每个温度传感器54可作为系统12的一部分在恒温器或其它温度控制装置中实施或作为另外连接到控制器28的分离部件。

图2例示实施空气加热系统12的一个示例的大幅面喷墨式打印机10。参照图2，运送笔16的托架14被封装在打印机壳体56中。托架14和打印区48可通过壳体56中的门58接近。在图2中门58打开以显示托架14和打印区48。托架14沿着压印盘62上方的轨道60滑动。当打印基底卷(web)26在托架14下方通过以利用笔16打印时，压印盘62支撑打印基底卷26。在所示的示例中，压印盘62包括连接到真空系统(未显示)以帮助使基底26在打印区48中保持平坦的真空孔64。打印机10还包括被支撑在壳体56中并通过柔性管66连接到笔16的油墨供应容器18。卷基底26的供应辊(未显示)被支撑在壳体56的下部68中。打印机10还可包括在压印盘62的一端通过服务门72接近的服务模块70和局部显示器以及控制面板74。

图3是显示图2中打印机10的空气加热系统12的侧立视图。图4-7更详细地显示了系统12中的打印区加热器38。参照图3-7，打印区加热器38沿着打印基底26移动通过打印机10的路径76被定位在打印头20上游。在此示例中，加热器38包括集气室78和用于将被加热的空气从集气室78运送到打印区48的管道80。管道80定向为将被加热的空气引导到打印基底26上并沿着在打印期间基底26移动通过打印区48的方向沿着打印基底26引导被加热的空气。此外，在此示例中，分离的加热元件44被连同每个风扇46集成到加热模块81中，并且风扇46沿着空气流79通过加热器38到达打印区48的方向定位在加热元件44的上游。因此，每个风扇46将空气吹过相应的加热元件44进入集气室78中以通过管道80横过打印区48的整个宽度分布。

其它适宜的打印区空气加热配置也是可能的。例如，可使用更多或更少的风扇46和管道80。但是，空气流入打印区的速度应足够低，以避免不利地影响打印流体在打印基底上的放置。虽然期望与每个风扇相关的加热器，例如图3-7中所示的那些，将在此相对低流量应用中更有效，但是可使用所有风扇共有的单个加热元件或单组加热元件和/或可将风扇定位在加热元件的下游以将空气吸引通过加热元件进入集气室。对于另一个示例，可将被加热的空气直接管道输送到没有集气室的打印区。尽管如此，期望将通常需要集气室以帮助将被加热的空气有效地分布到打印区。此外，图中所示的集气室78由固定到打印机底架84(图5)的三角结构82限定以支撑托架轨道60。结构82有时被称为“扫描梁”，因为当打印头托架14在打印期间在横过打印区48的轨道60上来回扫描时，其作为打印头托架14的结构支撑梁。因此，在所示的示例中，扫描梁82同时用作打印区加热器38中的集气室78和托架14的支撑。

与冷却器环境温度相关的打印品质问题在打印区中的温度较低时通常在打印工作的开始更糟。随着打印机工作，打印区升温并且打印品质提高。打印区加热器38可包括可变功率加热元件44，以当打印区较冷时提供更多热量并当打印区较热时提供较少热量。替代地，可使用两个(或更多个)分离的加热元件44，以改变加热器38的功率输出。可使用温度传感器54(图1)，以监测打印区48的温度，从而帮助控制打印区加热器38中的加热元件44和风扇46。

图8是例示例如可利用图3-7中所示的打印区加热器38实施的用于加热打印区的方法100的一个示例的流程图。图8的方法可例如在执行空气加热指令34的控制器28的引导下进行。参照图8，加热空气(步骤102)，并在沿打印基底移动通过打印机的路径的下游方向上将被加热的空气吹入打印头上游的打印区中，如图3和图4中的空气流动箭头79所指示(步骤104)。图9是例示图8中所示的方法100的一个具体实施方案的流程图。参照图9，将空气加热到第一温度(步骤106)并将空气吹入打印区第一时间(步骤108)。然后将空气加热到比第一温度低的第二温度(步骤110)并将空气吹入打印区比第一时间长的第二时间(步骤112)。例如，在第一较高温度下加热空气并将空气吹入打印区第一较短时间，以当打印区较冷时在打印工作的开始快速升温打印区，然后降低空气温度以在打印期间继续将打印区保持在所需温度下。

虽然打印区加热器38的操作参数可随特定打印机和打印环境以及风扇和加热元件的数量、尺寸和配置变化，但是试验表明，对于在约15℃的室温下操作的具有高达约2.64m宽的打印区48的喷墨式打印机10而言，所需的约30℃的打印区温度可通过以下措施达到并维持：(1)最初将较多功率施加于一个或多个加热元件44，以将空气加热到例如约55℃的较高温度，从而将打印区快速地升温到所需温度；然后(2)降低施加到加热元件44的功率，以将空气加热到例如约40℃的较低温度，从而在打印期间保持所需的打印区温度。

再次参照图3，打印机10还包括位于打印区48下游的干燥器40，以干燥分配到打印基底20上的油墨和其它打印流体。在此示例中，干燥器40包括风扇86和加热元件88，以如流动箭头89所指示将热空气吹到打印基底26上。干燥器40通常将与打印区加热器38相比以更高的空气流量传送更热的空气，例如以快速地蒸发乳胶油墨中的水。从打印机10流出的干燥器40下游的热空气中的水分可冷凝成蒸汽，其可产生明显的雾气，尤其在冷却器操作环境中的高打印体积下。因此，可添加蒸汽控制加热器42，以将暖空气引入离开打印机的负载水分的空气中，从而阻止蒸汽从空气中冷凝出来。

现在也参照图10和图11的详细视图，蒸汽控制加热器42包括横过打印基底26的宽度定位的一组风扇52，以将环境空气吸入集气室90中并使空气吹过加热元件50进入干燥器40下游的富含水分的空气中，如图3中流动箭头91所指示。集气室90由也支撑风扇52的壳体92部分地限定。在所示的示例中，跨越打印基底26的整个宽度的两个伸长的加热元件50沿着壳体92的底部安装，并且将空气通过紧邻加热元件50下游的壳体92中的一列孔94从集气室90排放。

蒸汽控制加热器42可提供所需热量以阻止水分在离开打印机的空气流中冷凝。如果冷凝在离开打印机的空气流中停止，则随着空气流分散到打印机周围的区域中冷凝将更难形成。加热器42的功率输出可通过向一个或两个加热元件50供应能量来改变，例如为在乙烯基和其它较弱吸收性基底上的高密度或高速打印提供较多热量并为在较强吸收性基底上的较低密度或较低速度打印提供较少热量。替代地，单个可变功率加热元件可使用以改变加热水平，或当期望功率水平无变化时可使用恒定功率加热元件。

其它适宜的蒸汽控制加热配置也是可能的。例如，可使用对应于每个风扇的单独加热元件，风扇可位于加热元件的下游以吸引空气通过加热元件进入集气室，可使用更多或更少的风扇，和/或被加热的空气可被直接地管道输送到没有集气室的打印区。但是，与较低流量打印区加热器不同，蒸汽控制加热器通常将利用更高的空气流量以提供所需混合。因此，期望与打印区加热器相比，对于大多数打印环境而言将需要跨越打印基底的宽度的更多和/或更高体积的风扇和加热元件。

图12是例示例如可利用图3、图10和图11中所示的蒸汽控制加热器42实施的用于将被加热的空气引入排放空气流中的方法120的一个示例的流程图。图12的方法可例如在执行空气加热指令34的控制器28的引导下进行。参照图10，加热空气(步骤122)，并将被加热的空气吹入离开打印机的空气流中(步骤124)。

图13是例示例如可利用图3中的加热器38、干燥器40和加热器42实施的用于打印区加热和蒸汽控制的方法130的一个示例的流程图。图13的方法可例如在执行空气加热指令34的控制器28的引导下进行。参照图13，将被加热的空气吹入打印区中(步骤132)。将被加热的空气吹到打印区下游的打印基底上以干燥打印基底上的打印流体，产生离开打印机的空气流(步骤134)。将被加热的空气吹入离开打印机的空气流中(步骤136)。

温度传感器54(图1)可用于监测室温以帮助控制蒸汽控制加热器42中的加热元件50和风扇52。例如，如果室温足够高，从而离开打印机的空气流冷凝的风险很小，则可保持加热器42关闭或将其关闭，或通过调节加热元件50或风扇52，或两者将其热量输出设定在较低水平。其它控制算法可用作温度控制的替代或与温度控制一起使用。例如，可基于要打印的油墨量控制加热器42。较少油墨打印工作可需要较少或不需要蒸汽控制，而较多油墨打印工作可需要较多蒸汽控制。

图14和图15是例示用于基于估计的要打印的油墨量控制蒸汽控制加热器(例如图3、图10和图11中所示的加热器42)的方法140的两个示例的流程图。图14和图15中的方法140可例如在执行空气加热指令34的控制器28的引导下进行。首先参照图14，控制器28接收实际打印数据(框142)，从打印数据估计要打印的油墨量(框144)，然后基于估计的要打印的油墨量控制加热器42的输出(框146)。

对于大幅面打印应用，打印机控制器将通常逐行(swath by swath)而不是一次性接收打印数据。可能不总是能够打开和关闭加热器42或另外调节加热器42的输出足够快，以利用逐行油墨估计实现所需的蒸汽控制条件。当需要更多前置时间时，油墨估计可基于在实际打印数据之前接收到的“打印预览(plot preview)”。许多大幅面打印机在接收实际打印数据之前接收来自光栅图像处理器的打印预览，例如以在打印机控制面板上预览打印工作。即使在打印预览的一般低分辨率下，可以足够的精度估计用于打印工作的油墨量，从而确定是否应该启动(或保持启动)蒸汽控制加热器42，如果是，以何等水平输出热量。对于较长的打印工作，打印预览上的油墨分布可用于在打印期间调节加热器42。在图15中所示的方法140的示例中，打印机控制器28接收打印预览(框148)，并基于打印预览估计要打印的油墨量(框150)，并且，对于较长的打印工作，估计沿打印基底26的油墨分布(框152)。基于估计的用于打印工作的油墨量以及(如果需要的话)基于估计的沿着基底的油墨分布控制加热器42的输出(框154)。

两个示例的控制选项均包括保持加热器42关闭、保持加热器42打开、打开加热器42、关闭加热器42和调节加热元件50以提供更多或更少的热量，以及调节风扇52以提供更多或更少的空气流量。

图16例示例如可如上所述用以控制加热器42的沿打印基底26的油墨分布的一个示例。参照图15，将基底26分成区域96A-96H。每个区域96A-96H的长度可例如基于其花费加热器42响应相对于基底26前进通过墨笔20的控制指令的时间来选择。在此示例中，加热器42在较高油墨区域96C、96D和96F(由更密集点画表示)中高开，加热器42在较低油墨区域96B和96G(由较不密集点画表示)中低开，并且加热器42在甚至更低的油墨区域96A、96E和96H(不由点画表示)中关闭。

可能不期望在所有打印应用中均使用打印区加热器38和蒸汽控制加热器42。例如，对于没有热空气干燥器的打印机或冷凝不可能造成问题的较低产量打印机，可能不需要蒸汽控制加热器，即使在打印区加热器有利的冷却器操作环境中。对于另一个示例，在通常处于或高于所期打印区温度的操作环境中，打印区加热器可能是不必要的，无论蒸汽控制加热器是否用于防止冷凝。因此，用于打印机的空气加热系统(例如，图1中所示的系统12)可包括打印区加热器38或蒸汽控制加热器42或两者。

在权利要求中所用的“一”和“一个”意指一个或更多个。

如此说明书开始处所指出的，附图中所示以及以上描述的示例例示但不限制本公开。其它示例也是可能的。因此，以上说明不应视为限制本公开的范围，本公开的范围在所附权利要求中限定。

Claims (15)

1.一种用于打印机的蒸汽控制加热器，所述打印机具有用于干燥离开打印区的打印基底的干燥器，所述加热器包括：

壳体；

由所述壳体至少部分地封装的加热元件；以及

风扇，该风扇用于使空气移动通过所述加热元件并在空气流通过所述打印基底之后进入来自所述干燥器的所述空气流中。

2.根据权利要求1所述的加热器，其中：

所述壳体包括至少部分地限定跨越所述打印区的整个宽度的集气室的伸长的壳体；并且

所述风扇包括横过所述集气室间隔开的多个风扇，以将空气吹入所述集气室中，吹过所述加热元件，并且通过所述壳体中的孔吹出并吹入来自所述干燥器的所述空气流中。

3.根据权利要求2所述的加热器，其中所述集气室为单个集气室，并且所述加热元件包括在所述集气室内的跨越所述打印区的所述整个宽度的伸长的加热元件。

4.根据权利要求3所述的加热器，其中所述加热元件包括均跨越所述打印区的所述整个宽度的多个伸长的加热元件。

5.一种用于喷墨式打印机的空气加热系统，所述喷墨式打印机具有打印流体能被分配到打印基底上的打印区，所述系统包括：

干燥器，该干燥器用于在打印流体被分配到所述打印区中的所述基底上之后将被加热的空气吹到所述打印基底上；以及

蒸汽控制加热器，该蒸汽控制加热器用于在空气流通过所述打印基底之后将被加热的空气吹入来自所述干燥器的所述空气流中。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述蒸汽控制加热器包括：

壳体；

由所述壳体至少部分地封装的加热元件；以及

风扇，该风扇用于使空气移动通过所述加热元件并进入来自所述干燥器的所述空气流中。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括控制器，该控制器用于估计要打印的油墨量并基于所估计的油墨量控制所述蒸汽控制加热器。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：

所述控制器用于基于打印预览估计要打印的油墨量；并且

所述控制器用于基于所估计的油墨量通过启动所述蒸汽控制加热器、停止所述蒸汽控制加热器、调节所述蒸汽控制加热器的温度以及调节所述蒸汽控制加热器的流量中的一个或多个控制所述蒸汽控制加热器。

9.一种非暂态处理器可读介质，其上具有指令，当执行该指令时，使得打印机空气加热系统将被加热的空气吹入离开打印机的空气流中。

10.根据权利要求9所述的介质，其上具有另外的指令，当执行该指令时，使得打印机控制器估计要打印的油墨量并基于该估计控制吹送。

11.根据权利要求10所述的介质，其中：

估计油墨量的指令包括基于打印预览估计油墨量的指令；并且

控制吹送的指令包括执行以下动作中的一个或多个的指令：启动吹送；停止吹送；调节被加热的空气的温度；以及调节吹送流量。

12.根据权利要求9所述的介质，其上具有另外的指令，当执行该指令时，使得所述打印机空气加热系统将被加热的空气吹入所述打印机中的打印区中。

13.根据权利要求9所述的介质，其上具有另外的指令，当执行该指令时，使得所述打印机空气加热系统将被加热的空气吹到所述打印机中的打印区下游的打印基底上，以产生离开所述打印机的所述空气流。

14.一种打印机控制器，用于执行根据权利要求9所述的处理器可读介质上的所述指令。

15.根据权利要求9所述的介质，其上具有另外的指令，当执行该指令时，使得所述打印机空气加热系统：

将被加热的空气吹入所述打印机中的打印区中；并且

将被加热的空气吹到所述打印区下游的打印基底上，以产生离开所述打印机的所述空气流。