CN1084260C - 热敏打印方法和热敏打印机 - Google Patents

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Abstract

热敏记录纸(1，41)被相对于热头(15，54)输送。为了实现热敏记录，热头将热能加到记录纸上。在用热头进行记录纸的记录稍前，记录纸被预热。预热能低于足以使记录纸着色的能量，但提高了记录纸在向热头的移动中记录纸的温度Ts。由热头所施加的热能根据预热能而减小了。

Description

热敏打印方法和热敏打印机
本发明涉及一种热敏打印方法和热敏打印机，用来将一个图象热敏记录在一种热敏记录材料上。更特别地，本发明涉及一种能够高速打印的热敏打印方法和热敏打印机，同时能够防止记录材料的记录表面被损坏。
广泛使用的热敏打印机包括一种直接热敏打印机，其中热敏记录材料被加热，从而直接打印一个图象。适用于直接打印的彩色热敏记录材料或记录纸是由载体和形成在该载体上的深红、黄和深蓝色的热敏着色层所组成的。要选择性地使这些着色层显色，这些着色层在热敏性方面是不同的。用记录纸的记录表面定位的话，着色层表面具有最高的热敏性，而越靠近载体，着色层的热敏性越低。施加到记录材料上的热能的量被控制，使得着色层的着色在着色密度上不同。
要打印一幅全彩色图象，在热头(thermal head)压在记录材料上并产生热量的同时，移动记录材料。首先，通过着色黄色，着色层逐行地记录黄色图象。一旦黄色记录完成以后，对该记录材料施加峰值在420nm的近紫外光，用于固定该黄色着色层。然后，通过着色深红色着色层逐行地记录深红色图象。一旦深红色记录完成以后，对该记录材料施加峰值在365nm的紫外光，用于固定该深红色着色层。最后通过着色深蓝色着色层记录深蓝色图象。
提高热敏打印机打印速度是人们所设想的。例如，设想在打印过程中以16mm/sec的高传送速度传送记录材料。为了获得按传统打印机可获得的着色密度，要求热头在一个缩短的时间内向记录材料施加热能。在着色最靠近载体、几乎达到最大密度的深蓝色着色层的情况下，通过热头施加到记录材料上的热量太高，而使得热头的温度很高。就会在记录材料的记录表面上出现热致粗糙。这种热致粗糙是由于与热头接触，使得覆盖在黄色着色层的记录材料保护层中产生小气泡所造成的。热致粗糙降低了记录表面上图象的光泽，使象质降低，并降低了打印图象的着色密度，这是因为气泡白化了保护层。
同样，由于热头在接触记录材料时的高温，水蒸气有可能从深蓝色着色层中冒出。蒸气在载体和深蓝色着色层之间积聚，产生相对于表面气泡更大一些的“凸泡”。凸泡不仅使光泽和/或着色密度方面的降低最小化的现有技术。
鉴于上述的问题，本发明的一个目的是提供一种热敏打印方法和热敏打印机，其中，记录材料的记录表面即使在高速打印时也不会被热损坏。
在本发明所提供的一种热敏打印方法中，热敏记录材料(1，41)相对于热头(15，54)被输送，且具有一个与所述的热头相接触的记录表面(6a)，而所述的热头将热能加到所述的记录材料上从而实现记录，所述的热敏打印方法包括一个步骤：在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于在所述的记录材料相对所述的热头的移动中提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；它具有这样的特征，即所述的记录表面(6a)是被预热的；并且，
所述的预热步骤造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
            t1-t2≤Ts且
              Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热步骤时，以其最大密度着色所述的记录材料时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
在本发明所提供的另一种热敏打印方法中，热敏记录材料(1，41)相对于热头(15，54)被输送，且包括载体2和布置在所述的载体上的至少第一、第二和第三热敏着色层(3-5)，且这些着色层能以不同的颜色着色，所述的第一着色层与所述的记录材料的记录表面(6a)设置在一起并具有最高的热敏性，所述的第三着色层(3)靠近载体设置并具有最低的热敏性，所述的热头将热能施加在所述的第一、第二和第三着色层上，然后，将电磁射线加到所述的第一和第二着色层上用来为其定色，所述的热敏打印方法包括一个步骤：在用所述的热头记录所述的第三着色层之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的第三着色层的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的第三着色层的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；而且，所述的预热步骤造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
              t1-t2≤Ts且
                Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热步骤时，以其最大密度着色所述的第三着色层(3)时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
本发明也提供了一种热敏打印机，该打印机具有一个热头(15，54)，其中在所述的记录材料被沿着一个输送道(12，42)输送的同时，热敏材料(1，41)的记录表面(6a)接触在所述的热头上，且所述的热头将热能加到所述的记录材料上，从而实现热记录，所述的打印机包括：一个预热设备(20，31，53)，被设置在所述的热头的上游且在所述的输送道上，并靠近所述的热头，用来在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；而且，所述的预热设备(20，31)预热所述的记录表面(6a)；并且，
所述的预热设备(20，31，53)造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
                 t1-t2≤Ts且
                   Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热设备时，以其最大密度着色所述的记录材料时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
在本发明所提供的另一种热敏打印机中，其具有一个热头(15，54)，其中在所述的记录材料被沿着一个输送道(12，42)输送的同时，热敏材料(1，41)的记录表面(6a)接触在所述的热头上，且所述的热头将热能加到所述的记录材料上，从而实现热记录，所述的打印机包括：一个预热设备(20，31，53)，被设置在所述的热头的上游且在所述的输送道上，并靠近所述的热头，用来在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；而且，所述的预热设备(20，31)预热所述的记录表面(6a)；并且，
进一步包括一个压印辊，该辊被设置在所述的输送道(12，42)上，且所述的预热设备(53)及所述的热头(15，54)与其相对，所述的压印辊在预热和所述的热记录期间支撑所述的记录材料(1，41)。
根据本发明，记录材料的记录表面既使在高速打印中也不会被热损坏。
从下面结合附图所进行的详细描述中，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，附图中：
图1是说明热敏记录纸的层状结构的剖面示意图；
图2是记录纸着色性能的图示；
图3是示意性地说明彩色热敏打印机的正面解释图；
图4是说明记录纸的光泽和深蓝色着色密度之间关系的图；
图5是说明热敏打印机打印过程的流程图；
图6是示意性地说明另一种的、包括用于预热的热辊的热敏打印机的正视图；
图7是示意性地说明另一种优选的、其用于打印的能量效率最大化的热敏打印机的正视图；
图8是说明记录纸的表面温度、深蓝色着色密度和气泡的量之间关系的图；
图9是说明记录纸的表面温度、光泽、和深蓝色着色热头和一个预热头所消耗的能量之间的关系的图；
图10是示意性地说明再一种热敏打印机的正视图，该热敏打印机包括另一个用于预热头的压印辊且该压印辊与用于深蓝色着色热头的主压印辊是相分离的。
图1所示为彩色热敏记录纸1的一个层状结构，该记录纸1包括一层载体2，一层深蓝色着色层3，一层深红色着色层4，一层黄色着色层5和一层保护层6，其设置按所列序号进行。深红色着色层4具有响应接近365nm波长范围的紫外光线的光化学可定色性。黄色着色层4具有响应接近420nm波长范围的近紫外光线的光化学可定色性。记录操作以从正面，或者说从记录表面到载体的顺序来进行是能实现的，即黄，深红和深蓝。还可以使用另一种记录纸，包括一层载体2，一层深蓝色着色层3，一层黄色着色层5，一层深红色着色层4，其设置按所列序号进行。采用该记录纸，记录操作可以以深红，黄和深蓝的顺序来实现。在着色层3-5之间设置有中间层用来调节着色层3-5的热敏性，但在图中未示出。
图2所示为着色层3-5的着色特性。越靠近载体2，需要更高的热能来着色着色层3-5。深蓝色着色层3所要求的热能为最高。黄色着色层5所要求的热能为最低。换句话说，黄色着色层5具有最高的热敏性。深蓝色着色层3具有最低的热敏性。
为了热记录一个黄色像素，要向记录纸1施加热能，所加的能量为黄色偏置热能Eby和黄色图象热能Egy之和。偏置热能Eby所具有的量稍小于能使黄色着色层5显出黄色的量，且该量在记录每一个像素开始时的偏置加热期间被加到记录纸1上。图象热能Egy所具有的量是根据黄色的灰度(gradation)水平，也即被打印的一个像素的黄色着色密度来确定的，且在紧接着偏置加热的图象加热期间中被加到记录纸1上。类似地，通过施加深红偏置热能Ebm，深红图象热能Egm，深蓝偏置热能Ebc和深蓝图象热能Egc可以实现偏置加热和图象加热。
图3示意性地说明了一台彩色热打印机10，该打印机采用包括一个竖辊11a和夹送辊11b的输送辊11。记录纸1通过输送辊11沿着一个输送道12在一个直线方向上被来回输送。在传输期间，一个打印热头15以一种三色帧连续方式将黄、深红和深蓝图象记录到记录纸1上。如图3中所示，在输送道12的左端，具有一个入口12a用来输入记录纸1。在入口12a处设置了一对输入辊13。记录纸1是从一个纸供应盒(未示出)中被输出的，由输入辊13挟住，且被输送到一个记录位置。如图3中所示，在输送道12的右端，具有一个出口12b用来移走记录纸1。在出口12b处设置了一对输出辊14。记录纸1是从出口12b处向着一个接收盘(未示出)输出，该接收盘用来接收记录纸1，收集时一张放在另一张上面。
热头15被设置在输送辊11的上游位置，且包括许多在本领域中熟知的加热元件，这些加热元件被设置在主扫描方向，该方向是记录纸1的横向。与热头1 5相对的是一个压印辊16，一个平板形状的加热器20被设置在输入辊13和热头15之间并靠近热头15，且采用一个加热元件，如镍铬合金丝。该平面形状的加热器20是一个预热设备，用来在深蓝色记录开始之前预热记录纸1。
在输送辊11和输出辊14之间具有一个黄色定色光学设备21和一个深红色定色光学设备22。黄色定色器21由一个近紫外灯21a和一个反射器21b组成，近紫外灯21a发出近紫外光线，其峰值在波长约420nm处。深红色定色器22由一个紫外灯22a和一个反射器22b组成，紫外灯22a发出紫外光线，其峰值在波长约365nm处。
在深蓝色着色层3开始被加热、记录前，平板形状的加热器20被驱动并达到低于足以使得深蓝色着色层3着色的温度，例如100-140℃。平板形状的加热器20加热记录纸1的载体2一侧，或者说，背面。在黄色着色层5和深红色着色层4的光化学定色以后，进行预热并不造成黄色着色层5或深红色着色层4显色。
当用热头15记录深蓝色着色层3时，一个深蓝色图象能由降低得较小的热能来记录，这是由于平板形状的加热器20预热记录纸1所提供了剩余热量。热头15没有如此高的温度，从而损坏记录纸1的记录表面6a，或者使记录表面热致粗糙。注意到在预热和热头15的主加热之间有一个短暂的时间延迟，这是由于记录纸1上记录区域的输送而造成的。在此时间延迟中，由预热提供的热不可避免地要损失一部分。因此，热头15提供给记录纸1的热能为损失了的能量和被设置成较小的热能之和。
进行了一项试验来观察记录纸1的光泽。在深蓝色的着色层3被加热显色前，平板形状的加热器20被驱动到具有100℃和140℃的温度。另外，深蓝色着色层3在没有用平板形状的加热器20对记录纸1进行过预热的情况下被加热显色。记录表面6a的光泽根据深蓝色着色层3的着色密度的变化而变化且对这一点进行了观察。图4为表示该实验结果的一个图。注意到平板形状的加热器20和记录纸1之间有一个10mm的间隔。从图上可以观察到，当记录纸1没有被预热时，记录纸1的记录表面6a的光泽随着深蓝色着色层3的着色密度快速下降。在记录纸1的记录表面6a上出现热致粗糙。
当记录纸1在100℃或140℃下被预热时，记录纸1的记录表面6a的光泽仅在深蓝色着色层3的高密度处以较慢的方式下降。在140℃的情况下，光泽下降是很轻微的。可能是由于预热在记录纸1的保护层6中的气泡量被减小了，而且记录纸1的记录表面6a上的热致粗糙被保持在较低水平。同样，由于保护层6中气泡量的减小，保护层6的白化也被减小了。这样，可以保持图象密度，使其不被降低。
参照图5对彩色热敏打印机的操作进行了描述。大量的记录纸1被置于纸供应盒中，载体2或者说背面朝上。记录纸1中的最上面一张被移出并输入，从而使前缘1a进入到输入辊13的中间。通过输入辊13，记录纸1被输送通过入口12a到达一个记录位上的热头15。在此输送中，平板形状的加热器20没有被操作。
记录纸1的前缘1a在热头15和压印辊16之间移动且到达输送辊11。当前缘1a被输送辊11挟住时，热头15压向记录纸1的记录表面6a。输入辊13相互移开从而释放记录纸1，使其不被挟住。当记录纸1的记录区域的一个起始边缘到达在热头15处的记录位时，根据黄色图象的图象数据驱动热头15中的每一个加热元件。主热能被加热到记录纸1上，即为稍低于着色黄色着色层5的黄色偏置热能Eby，以及由黄色的灰度水平所确定的黄色图象热能Egy的组合。黄色图象被逐线记录在记录纸1上。
当黄色记录开始时，黄色定色器21的近紫外灯21a被驱动并发出近紫外光线。已经在上面记录了黄色图象的记录区域被移到黄色定色器21上的一个位置。通过黄色定色器21将光线加到记录纸1的记录区域上，从而使黄色着色层5定色。
既使记录纸1的记录区域的一个端边缘用热头15进行了黄色记录，记录纸1也要由输送辊11连续输送，并且整个记录区域要接收来自黄色定色器21的近紫外光线的照射。当记录纸1的一个后缘16到达输送辊11的一个挟住位置时，输送辊11的旋转方向被改变。记录纸1被沿相反的方向朝入口12a输送。热头15具有一个远离记录纸1的位置。
当记录纸1的前缘1a到达输送辊11的一个挟住位置时，输送辊11的旋转方向被改变。当记录区域的起始边缘到达与热头15相对的记录位置时，热头压向记录纸1并且开始进行深红色记录。然后，黄色定色器21的近紫外灯21a被关闭。深红色定色器22的紫外灯22a被打开。具有深红色图象的记录区域到达于深红色定色器22上面的位置。深红色定色器22将紫外光线加到记录纸1上，从而使深红色着色层4定色。
在记录深红色图象以后，记录纸1被连续输送且所有的记录区域都要接受紫外光线的照射。深红色着色层4被光化学定色。输送辊11以相反的方向旋转。记录纸1被沿着向后的方向朝入口12a输送。热头15具有一个远离记录纸1的位置。
当记录纸1的前缘1a到达输送辊11的一个挟住位置时，输送辊11的旋转方向被改变，从而向前将记录纸1朝出口12b输送。在输送开始时，记录区域的起始边缘与平板形状的加热器20相对，该加热器被驱动并开始预热操作。
当在预热以后的记录区域的起始边缘到达记录位时，热头15将减小后的热能加到记录纸1上，该热能即为从足够着色的热能中减去预热的剩余热能所获得的差。热头15开始记录深蓝色图象。在深蓝色的记录过程中，记录纸1被移向出口12b。深红色定色器22的紫外灯22a仍然保持开启状态，从而将紫外光线施加到记录纸1的后缘1b上，该后缘在记录区域的外面没有接受过光线。最后，记录纸1的记录和定色被完成了。记录纸1通过出口22b输出到接收盘。
结果一个全彩色图象被记录在记录纸1上，不但记录表面6a的光泽没有明显降低，而且图象中的密度也没有显著下降。借助于预热的剩余热，预热有效地防止了记录纸1具有超过极限的高温。凸泡的产生能够被避免。打印纸的质量被提高了。
在本实施方案中，预热设备是平板形状的加热器20，该加热器采用了如镍铬合金丝的加热元件。还可以采用远红外辐射加热器或卤素灯作为预热设备。远红外辐射加热器包括陶瓷加热器和半导体加热器。另外，预热设备还可以是一个附加的热头，如后所述。
如图6所示，预热设备可以是一个热辊31。该热辊31由一个产生热的卤素灯34，一个包围卤素灯34的铝管32和一个包裹铝管32的橡胶管33所构成。热辊31，铝管32和橡胶管33的尺寸举例如下：热辊31的直径是10mm；橡胶管33的厚度是2mm；铝管32的直径是6mm；且铝管32的厚度是至少1mm。
卤素灯34是不与铝管32的内部相接触的。卤素灯34被固定在一个灯支撑件上(未示出)，该支撑件设置在输送道12的边上。铝管32是可旋转的，且由记录纸1的移动来带动其旋转。与热辊31相对的地方设有一个辅助的压印辊35来压住介于它和热辊31之间的记录纸1。采用这些结构的彩色热敏打印机30的操作方式与上面的实施方案类似。同样还可能使用镍铬合金丝或半导体加热器来取代卤素灯34。
在图3和图6的实施方案中，记录纸1是在载体2一侧或背面被预热的，但也可以在保护层6的记录表面6a侧被预热。本实施方案的彩色热敏打印机是一种一头/三步型的，在该型打印机中，记录纸1来回直线移动，并且接收来自一个头的热能。本发明同样还适用于三头/一步型的彩色热敏打印机，该种打印机包括三个热头，其中记录纸1直线移动一次通过这些热头，从而接收来自它们的热量，并进行着色层的光化学定色。在三头/一步型中，希望在深红色定色器和深蓝色打印热头之间，以及在靠近深蓝色打印头的一个位置上设置预热设备。
在图7中，彩色热敏打印机40在一个连续的记录纸41上记录一个全彩色图象，连续记录纸41作为彩色热敏材料并从一个纸卷(未示出)卷开。实际上在记录纸41上定义有多个记录区域。根据一个三色帧连续方式，一个全彩色图象被记录在每一个记录区域上。该热敏打印机40还具有一个在记录后进行操作的切纸器(未示出)。切纸器将记录纸41上的记录区域一个一个地切下来，具有一个记录区域的单张被打印后的记录纸从热敏打印机上输出。
记录纸41与图3中的记录纸1相似，且包括载体2，深蓝色着色层3，深红色着色层4，黄色着色层5和保护层6，设置时以所列的顺序进行。深蓝色着色层3具有最低的热敏性。深蓝色着色层3具有这样一种特征，当记录纸41在250℃的表面温度下在记录表面6a的一侧被加热时，深蓝色着色层3具有一个150℃的估计温度并开始被着色。载体2是WP纸，该纸张由纸和涂在纸两面的树脂涂层组成。
从纸卷拉出的记录纸41被沿着图7中的一个输送道42以16mm/秒匀速输送，其方向在图7中从右到左。沿着输送道42设置了一个黄色记录区43，一个深红色记录区44和一个深蓝色记录区50。
深红色记录区44由一对输送辊55，一个压印鼓46，一个深红色打印热头47和深红色定色器22构成。输送辊45由一个步进马达48驱动并以一个常规的速度输送记录纸41。在输送期间，深红色打印热头47的加热元件47a的一个阵列将热加到记录纸41上，从而使深红色着色层4着色，这样，一个深红色图象被逐行记录下来。在深红色记录之后，记录纸41由深红色定色器22光化学定色且由输送辊45输送到深蓝色记录区50。
黄色记录区43在结构上与深红色记录区44一样，且具有一个黄色打印热头，该热头将热加到记录纸41上，从而通过着色黄色着色层5，逐行地记录黄色图象。紧接着黄色记录，通过黄色定色器将峰值在420nm的近紫外光线照射到记录纸41上，从而使黄色着色层5定色。
深蓝色记录区50包括一个压印鼓51，一对输送辊52，一个预热热头53和一个深蓝色打印热头54。预热热头53和深蓝色打印热头54与压印鼓51相对设置。记录纸41与压印鼓51的周边的四分之一部分相接触。当一个步进马达55使输送辊52旋转时，记录纸41被输送并与压印鼓51接触。
预热头53由在主扫描方向上排列成行的加热元件54a的阵列组成，该阵列设置在记录纸41的横向。预热头53设置在深蓝色打印热头54的上游，并且将记录纸41压在压印鼓51上。
记录纸41的记录表面6a由预热头53预热，从而使记录表面6a在深蓝色打印热头54处的温度Ts(℃)成为恒定，且满足：
             t1-t2≤Ts且
               Tr≤Ts；
其中，t1(℃)是没有预热时，以其最大密度着色深蓝色着色层3所要求的记录表面6a的温度；t2(℃)是记录表面6a被热损坏时的温度，即气泡出现在记录表面6a上；Tr(℃)是室温。当然，表面温度Ts满足Ts≤t3，其中t3为在深蓝色着色层3开始被着色时，记录表面6a的表面温度。
记录纸41具有这样的特征，即t1-t2＝50℃，且t3＝250℃。记录纸41被预热到表面温度Ts，这个温度被预先设定为在50℃至250℃的范围内。表面温度Ts的上限为温度t3，在这个温度下深蓝色着色层3几乎没有开始着色。在预热时，防止记录纸41的记录表面6a的表面温度Tp超过温度t3，从而避免在预热中深蓝色着色层3被着色。
如果t1-t2≤Tr，即如果记录纸41的表面温度Ts高于没有预热时的温度(t1-t2)，不进行预热操作。但必须降低从深蓝色打印热头54传到记录纸41上的热能，其方式与有预热操作的情况相似。
深蓝色打印热头54设置在输送辊11上游的一个位置，且包括一个由许多加热元件54a所组成的阵列，该阵列设置在记录纸41的横向。加热元件54a逐行记录一个深蓝色图象。每行有多个像素，即由多个点组成。每一个像素由加热元件54a中的一个来记录。深蓝色打印热头54将记录纸41压在压印鼓51上。
就在深蓝色打印热头54处的深蓝色记录而言，在将热能减去一个量值以后，被减去的量与在预热头53处记录纸41的预热有关，深蓝色打印热头54将减小后的热能加到深蓝色着色层3上去。请再次注意，在移动到深蓝色打印热头54的过程中，由预热所提供的热不可避免地要损失一部分。由此，深蓝色打印热头54提供给记录纸41的热能为损失的热能和被设置成较小的热能之和。
简而言之，获得的主加热温度为“tv-Ts”，即从没有预热时，深蓝色记录纸记录表面6a的实际温度“tv”中减去预热后记录表面6a的表面温度Ts。主加热温度被用来加热记录纸41。结果，避免了深蓝色打印热头过热而在保护层6中产生气泡或在载体2和深蓝色着色层之间产生凸泡。
现在描述另一种结构的操作。记录纸41是从纸卷上卷开来的且在黄色记录区43进行黄色记录和黄色定色。然后记录纸41进行深红色记录区44的深红色记录和深红色定色，然后，记录纸41被输送到深蓝色记录区50。
在深蓝色记录区50中，预热头53的加热元件53a和深蓝色打印热头54的加热元件54a围绕压印鼓51压在记录纸41上。转动输送辊52从而以一个常规的速度(regular speed)输送记录纸41。
记录区域的一个起始边缘到达预热头53的位置，该预热头被驱动且预热记录纸41。加热元件53a由一个电流来供能，该电流为预先确定用来产生热能的。记录纸41在表面温度Tp下被预热，这不会使深蓝色着色层3着色。在记录区域的后边缘通过预热头53之前，记录纸41一直被加热。
通过输送辊52的转动，记录纸41被预热后的部分被输送给深蓝色打印热头54。压印鼓51是能够随着记录纸41的移动而转动的，其转动是由输送辊52产生的。当记录区域的前缘移到记录位置，深蓝色打印热头开始记录一个深蓝色图象中的行中的第一行。加热元件54a产生温度为主加热温度的热量，该温度被确立为(tv-Ts)，即从没有预热时深蓝色记录的记录表面6a的实际表面温度tv中减去预热后记录表面6a的表面温度Ts。将主加热温度下的热能提供给记录纸41。根据第一行的像素应该被着色的着色密度的着色热能被施加到记录纸41上，从而通过深蓝色着色层3的显色记录第一行。
如果，例如，深蓝色着色层3希望在最大密度下被着色，深蓝色打印热头54的加热元件生成温度为(t1-Ts)的热。考虑到表面温度Ts≥t1-t2，温度(t1-Ts)必须等于或小于温度t2，在t2时记录表面6a被热损坏。当与加热元件接触时，记录纸41在保护层6上面的记录表面6a一直避免温度高于t2。没有气泡在保护层6中产生。有可能避免产生凸泡，因为记录纸41没有象不进行预热时那样高的温度。
在记录了第一行后，第二行和后面的行被相继记录。在上面记录了三色图象后的记录纸41被进一步输送通过输送辊52并在记录区域之间切割，从而使每一张打印后的记录纸从打印机中输出。
图8为表示表面温度Ts，实际的深蓝色密度和气泡量之间关系的图。当为获得最大深蓝色密度所定的热能被加到深蓝色着色层3上时，实际获得的深蓝色密度不低于最大深蓝色密度。在图8中，带方块点的曲折线56表示实际的深蓝色密度。虚线58表示气泡量。
图9为表示表面温度Ts，预热头53和深蓝色打印热头54所消耗的功率，及连续记录纸41的记录表面6a的光泽之间关系的图，假定深蓝色着色层3由深蓝色打印热头54着色到通常给定的密度1.68。在图9中，具有三角点的线62表示深蓝色打印热头54所消耗的功率。带有方块点的线64表示预热头53所消耗的功率。带有圆点的线66表示记录表面6a的光泽。注意，与图8和9相关联的连续记录纸41，预热头53和深蓝色打印热头54具有一个条件，即连续记录纸41以16mm/秒的速度传输，预热头53在深蓝色打印热头54前面22mm处，且室温为20℃。
结果，根据在深蓝色打印热头54的位置上的表面温度Ts，气泡量减小而深蓝色密度增加。根据气泡的减少，光泽增加了。当表面温度Ts为50℃或更高，没有气泡出现，且深蓝色密度变为恒定和稳定。没有气泡出现导致记录表面6a光泽的稳定。因此，实际温度t1高于温度t2约50℃，其中t1是没有预热时深蓝色记录的记录表面6a的实际表面温度，而t2是记录表面6a被热损坏时记录表面6a的表面温度。结论为，通过使表面温度Ts为50℃(＝t1-t2)或更高，连续记录纸41是能够通过预热来避免气泡的出现和着色密度的下降。
如图9所示，根据表面温度Ts的高度，预热头53所消耗的功率较高。但是，深蓝色打印热头54所消耗的功率较低。连续记录纸41的温度由于在预热后的输送中热量损失而降低。预热头53所消耗的功率和深蓝色打印热头54所消耗的功率之和高于没有预热时深蓝色打印热头将会消耗的功率。结论为，表面温度Ts最希望被设置成Ts＝t1-t2，且特殊地，Ts＝50℃，这是由于考虑到了使所消耗的总功率最小化，从而使效率最大化，同时最大限度地改进了纸的光泽和再现密度。
要注意的是，尽管预热的表面温度的条件为
t1-t2≤Ts
可以以基于t1和t2中至少一个的不同方式来确定表面温度Ts的一个较低限。表面温度Ts的一个较低限能够以任何不考虑t1和t2的不同的方式来确定，但取决于记录纸41的特性。在公式“t1-t2≤Ts”中，t1，t2和Ts以摄氏度为单位，如果希望要将非摄氏度用于t1，t2和Ts，当然可以重新以一种通常用以表达不同单位的方式来书写该公式，即“t1-t2+MPw≤Ts”，其中，MPw是水的熔点(＝0℃)。
在该实施方案中，预热头53产生前面已适当地获得的预热能。为了获得相同的能量，采用了以下实验方法。在预热位中，预热头53以一个试验预热温度值加热记录纸41的记录表面6a。在试验预热温度下加热后，深蓝色打印热头54将确定用来在一个目标高密度下着色深蓝色着色层3的热能加到记录纸41的记录表面6a上，该目标高密度，例如，为深蓝色着色层3的最高密度。如果由深蓝色打印热头54加热的记录纸41的深蓝色着色层3在目标高密度下被安全地着色，且没有出现热损坏，那么试验预热温度就被检验出是足够高的并确定为预热温度，在此温度下，预热头53被驱动并产生预热能。
为了使预热效率最大化，预热温度是被最小限度地确定的。特殊地，通过试验获得多个足够高值的试验预热温度，在这些足够高的值中选择一个最小的。因此，有可能在预热和热敏记录之间减小记录纸41的热损失。
在上述实施方案中，深蓝色打印热头54和预热头53与压印鼓51相对设置。本发明同样适用于图10中的热敏打印机，其中，分别设置了与深蓝色打印热头54和预热头53相关联的压印辊60和61。与上述实施方案中的元件相似的元件用相同的参考数字进行表示。
在上述实施方案中，顶热头53具有大量加热元件53a，但是，可以由一个单个的、长型的且处于连续记录纸41横向的加热元件组成。加热元件53a能够和加热元件54a一样多，或者少于加热元件54a。可以在一个单个的热头中包括预热加热元件和记录加热元件两个阵列。另外，图3和6中的平板形状的加热元件20和热辊31也可以被使用。连续记录纸41可以在背面一侧或者在背面和记录表面6a两个侧面上被预热。鉴于防止在最大密度下着色深蓝色着色层3时的气泡，考虑到温度t1和t2等，预热温度被最小化。这样，预热的效率被最大化。
最深且最靠近载体2的着色层是深蓝色着色层3，另外一种记录纸可以采用黄色着色层和深红色着色层中的一个作为最深的且最靠近载体2的着色层。在这两种另外的记录纸中的每一种中，本发明可以被用来预热最深的着色层。
在上述实施方案中，记录纸1，41在深蓝色记录前被预热，进一步可能在黄色记录之间和/或深红色记录之前预热记录纸1，41。当然，在黄色和/或深红色记录前的预热温度应低于着色黄色着色层5和/或深红色着色层4一个范围。
上述热敏打印机是一个彩色热敏打印机。当然，本发明也适用于单色打印机。
尽管本发明已经参考附图并采用其优选实施方案进行了完整的描述，对那些本领域的熟练技术人员而言，许多改变和修正将是显而易见的。因此，除非这些改变和修正偏离了本发明的范围，它们应该被纳入本发明的范围之内。

Claims (7)

1、一种热敏打印方法，其中热敏记录材料(1，41)相对于热头(15，54)被输送，且具有一个与所述的热头相接触的记录表面(6a)，而所述的热头将热能加到所述的记录材料上从而实现记录，所述的热敏打印方法包括一个步骤：
在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于在所述的记录材料相对所述的热头的移动中提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能，
其特征在于，所述的记录表面(6a)是被预热的；并且，
所述的预热步骤造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
                t1-t2≤Ts且
                  Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热步骤时，以其最大密度着色所述的记录材料时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
2、一种热敏打印方法，其中热敏记录材料(1，41)相对于热头(15，54)被输送，且包括载体2和布置在所述的载体上的至少第一、第二和第三热敏着色层(3-5)，且这些着色层能以不同的颜色着色，所述的第一着色层与所述的记录材料的记录表面(6a)设置在一起并具有最高的热敏性，所述的第三着色层(3)靠近载体设置并具有最低的热敏性，所述的热头将热能施加在所述的第一、第二和第三着色层上，然后，将电磁射线加到所述的第一和第二着色层上用来为其定色，所述的热敏打印方法包括一个步骤：
在用所述的热头记录所述的第三着色层之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的第三着色层的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的第三着色层的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；
其特征在于，所述的预热步骤造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
                 t1-t2≤Ts且
                   Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热步骤时，以其最大密度着色所述的第三着色层(3)时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
3、一种热敏打印机，具有一个热头(15，54)，其中在所述的记录材料被沿着一个输送道(12，42)输送的同时，热敏材料(1，41)的记录表面(6a)接触在所述的热头上，且所述的热头将热能加到所述的记录材料上，从而实现热记录，所述的打印机包括：
一个预热设备(20，31，53)，被设置在所述的热头的上游且在所述的输送道上，并靠近所述的热头，用来在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；
其特征在于，所述的预热设备(20，31)预热所述的记录表面(6a)；并且，
所述的预热设备(20，31，53)造成所述的记录表面(6a)在所述的记录材料(1，41)相对所述的热头(15，54)移动时，具有一个表面温度Ts，该表面温度满足：
              t1-t2≤Ts且
                Tr≤Ts；
其中，t1是没有预热设备时，以其最大密度着色所述的记录材料时，所述的记录表面的温度；
t2是所述的记录表面被热损坏时，所述的记录表面的温度；且，
Tr是室温。
4、如权利要求3所定义的热敏打印机，其中所述的预热设备(20，31，53)可以是一个平板形状的加热器，一个可旋转的加热器，或者是一个预热头(15，54)。
5、如权利要求4所定义的热敏打印机，进一步包括：
一个第一压印辊，设置在所述的输送道(12，42)上，且与所述的热头(15，54)相对，用来在所述的热记录期间支撑所述的记录材料(1，41)；且
一个第二压印辊，设置在所述的输送道上且与所述的预热设备(53)相对，用来在所述的热记录期间支撑所述的记录材料。
6、如权利要求3所定义的热敏打印机，其中所述的记录材料(1，41)包括载体(2)和布置在所述的载体上的至少第一、第二和第三热敏着色层(3-5)，且这些着色层能以不同的颜色着色，所述的第一着色层与所述的记录材料的记录表面(6a)设置在一起并具有最高的热敏性，所述的第三着色层(3)靠近载体设置并具有最低的热敏性，所述的热头(15，54)将热能施加在所述的第一、第二和第三着色层上；
其中，在至少用所述的热头记录所述的第三着色层之前不久，所述的预热设备(20，31，53)用所述的预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的第三着色层的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的第三着色层的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能。
7、一种热敏打印机，具有一个热头(15，54)，其中在所述的记录材料被沿着一个输送道(12，42)输送的同时，热敏材料(1，41)的记录表面(6a)接触在所述的热头上，且所述的热头将热能加到所述的记录材料上，从而实现热记录，所述的打印机包括：
一个预热设备(20，31，53)，被设置在所述的热头的上游且在所述的输送道上，并靠近所述的热头，用来在用所述的热头记录所述的记录材料之前不久，用预热能预热所述的记录材料，所述的预热能低于足以着色所述的记录材料的热能，但适用于当所述的记录材料相对于所述的热头移动时提高所述的记录材料的温度，其中，根据所述的预热能，相应地降低所述的热头所施加的所述的热能；
其特征在于，所述的预热设备(20，31)预热所述的记录表面(6a)；并且，
进一步包括一个压印辊，该辊被设置在所述的输送道(12，42)上，且所述的预热设备(53)及所述的热头(15，54)与其相对，所述的压印辊在预热和所述的热记录期间支撑所述的记录材料(1，41)。
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