KR101154216B1

KR101154216B1 - 연속적인 매체 웹 가열기

Info

Publication number: KR101154216B1
Application number: KR1020080068635A
Authority: KR
Inventors: 로저 레이튼; 파울 제이. 맥콘빌; 빈센트 엠. 윌리암
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2012-06-18
Also published as: US20100322602A1; JP4931871B2; JP2009018582A; KR20090008137A; CN101348037A; US20090021550A1; US7832852B2; US8509606B2; CN101348037B

Abstract

복사 가열 유닛은 이미징 디바이스의 매체 웹에 인접하게 배치하기 위한 개방부를 갖는 하우징을 포함한다. 한쌍의 복사 가열 패널들은 복사 가열 패널의 쌍이 하우징의 개방부에 나란하게 배치되어서 매체 웹에 대면하는 완전 개방위치와, 복사 가열 패널의 쌍이 하우징 내부에 있어서 서로 대면하는 후퇴 위치를 포함하며, 하우징 내에서 상기 완전 개방 위치와 상기 후퇴 위치 사이에 있는 복수의 위치들중 임의의 한 위치로 배치될 수 있다. 복사 패널들은 가변 열 출력 신호에 따라서 복사 열을 방출하도록 구성된다. 패널 드라이버(driver)는 복사 가열 패널들의 쌍을 가변 형태 계수 신호에 반응하여 복수의 위치들중 적어도 한 위치로 배치하기 위하여 복사 가열 패널들의 쌍에 작동가능하게 결합된다.

이미징 디바이스, 복사 가열 유닛, 하우징, 복사 가열 패널, 패널 드라이버

Description

연속적인 매체 웹 가열기{Continuous media web heater}

본 발명은 일반적으로 매체(media)의 연속 웹에 이미지들을 발생시키는 이미징 디바이스에 관한 것이며, 특히 이미지들을 웹에 고정하기 전에 매체의 연속 웹을 열적으로 조절(condition)하는데 사용되는 가열기에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크 제트 프린팅 기계 또는 프린터는 기록 매체 또는 이미지 형성 매체 상으로 액체 잉크 방울들 또는 제트(jet)들을 분사하는 적어도 하나의 프린트헤드 유닛을 포함한다. 위상 변화 잉크 제트 프린터는 위상 변화 잉크를 사용하며, 상기 위상 변화 잉크는 대기 온도에서는 고상으로 있지만, 온도가 상승하면 액상으로 변이된다. 용융 잉크는 그때 프린팅 기계 또는 프린터의 상승 작동 온도에서 장착된 프린트헤드 유닛에 의해서 방울들 또는 제트들로서 프린팅 매체 상으로 분사될 수 있다. 잉크는 이미지 수용 기판 상으로 직접 분사되거나 또는 이미지가 이미지 수용 기판 상으로 전사되기 전에 중간 이미징 부재 상으로 간접 분사된다. 일단 분사된 잉크는 이미지 수용 기판 상에 있으며, 잉크 방울들은 신속하게 경화되어서 이미지를 형성한다.

직접 및 오프셋 프린팅 양식 모두에서, 이미지들은 매체 시트 또는 매체 웹 상에 형성될 수 있다. 매체 시트 프린터는 통상적으로 매체 시트들의 스택을 수용하는 공급 서랍(drawer)을 포함한다. 공급기는 공급 서랍에서 매체 또는 시트를 이동시켜서 프린트 헤드가 잉크를 직접 시트 상으로 분사하도록 시트를 프린트 헤드를 지나서 안내하는 공급 경로로 전달한다. 다른 유형의 시트 프린터들에서, 공급 경로의 매체 시트는 하나 이상의 프린트 헤드들에 의해서 부재 상으로 분사된 잉크를 유지하는 회전 중간 부재와 가압되어 접촉한다.

웹 프린터에서, 통상적으로 매체 롤에 제공된 지속적으로 공급된 매체는 모터들에 의해서 구동되는 롤러들 상에 설치된다. 매체 웹의 자유 단부(loose end)는 프린터의 헤드들 또는 프린트 헤드에 대향하는 프린트 영역을 통과한다. 프린트 영역을 지나서, 매체 웹은 기계 구조에 의해서 파지되어 당겨지므로, 매체 웹의 일부분은 지속적으로 프린트 영역을 통과하여 이동한다. 인장 바아(tension bar)들 또는 롤러들은 웹에서 느슨해진 부분을 제거하기 위하여 이동 웹의 공급 경로에 배치되므로, 중단없이 팽팽한 상태를 유지한다.

매체의 유형과는 상관없이, 기록 매체에 대한 마킹 재료의 효율적인 전사가 이미지를 웹 상에 프린트하여 이미지를 웹 상에 고정하기 전에 매체를 가열함으로써 개선된다. 웹 공급 프린터들에서, 매체 가열기들은 통상적으로 원하는 양의 열 에너지를 이동 웹에 부여하기 위한 매체 경로를 따라 배치된 하나 이상의 복사 가열기(radiant heater)들을 포함한다. 복사 가열기들의 열적 출력은 가열기들에 공급된 전력을 조정함으로써 제어된다. 프린팅 시스템은 통상적으로 이동 웹의 온도를 검출하고 검출된 온도를 제어기에 제공하기 위하여 매체 경로에 인접하게 배치된 열적 센서를 포함한다. 제어기는 그때 매체 웹을 원하는 온도로 가열하기 위하여 웹의 검출 온도에 따라서 필요한 대로 가열 패널들에 제공된 전력을 조절한다.

상기 미리 공지된 매체 가열기들에서 직면한 하나의 어려움은 웹을 통한 잉크의 "비침(show through)"을 극소화하고 잉크 도트 확산을 극대화하기 위하여, 기록 매체에 대한 용융 잉크의 고착을 도모하도록 선택된 실질적으로 일정한 또는 균일한 온도까지 이동 매체 웹을 가열하는 것이다. 복사 가열기들의 열적 질량(thermal mass)으로 인하여, 전력 조정에 반응하는 가열기들의 온도 변화는 비교적 장시간 동안 영향을 미칠 수 있다. 매체 웹은 그러나 비교적 빠른 속도 즉, 70 인치/초 이상의 속도로 프린팅 시스템을 통해서 이동할 수 있다. 결과적으로, 이동 웹의 검출 온도가 변화하게 되면, 복사 패널들의 열 출력은 보상할 수 있을 만큼 신속하게 변화될 수 없으며, 결과적으로 매체를 불균일하게 가열한다.

매체의 불균일한 가열은 웹의 일부분이 선택된 가열 온도 이상 또는 이하의 온도로 가열되게 할 수 있다. 기록 매체가 너무 낮은 온도로 가열되면, 잉크가 매체 안으로의 짧은 침투 거리 후에 동결하여 기립된 잉크 방울들을 생성하고 엠보싱 특성(embossed characteristic)을 갖는 이미지들을 생성할 수 있다. 이러한 잉크 방울들 또는 이미지들은 고착성이 불량하거나 또는 접힘 또는 주름에 의해서 쉽게 벗겨지거나 또는 박리되거나 또는 더러워지거나 또는 다른 시트들로 옮겨질 수 있다. 매체가 매우 높은 온도로 가열되면, 각 방울로부터의 잉크 스폿의 크기는 매체 특성에 따라서 변화될 수 있으며, 일부 경우에, 잉크는 용지를 통과하여 완전히 침투하기 전에 경화되지 않아서 소위 "비침"과 같은 결함 상태가 발생할 수 있다.

종래 기술과 연관된 문제점을 해결하기 위하여, 가열기의 세팅 온도를 변화시키는 것을 필요로 하지 않는 이동 웹을 가열하기 위하여 신속하게 온도 조절할 수 있는 복사 가열 유닛이 개발되었다. 일 실시예에서, 복사 가열 유닛은 이미징 디바이스의 매체 웹에 인접하게 배치하기 위한 개방부를 갖는 하우징과, 가변 열 출력 신호에 따라서 복사 열을 방출하도록 구성된 한쌍의 복사 가열 패널을 포함한다. 상기 패널들의 쌍은, 상기 복사 가열 패널들의 쌍이 하우징의 개방부에 나란하게 배치되어서 매체 웹에 대면하는 완전 개방위치와, 복사 가열 패널들의 쌍이 하우징 내부에서 서로 대면하는 후퇴 위치를 포함하며, 하우징 내에서 상기 완전 개방 위치와 상기 후퇴 위치 사이에 있는 복수의 위치들중 임의의 한 위치로 배치될 수 있다. 매체 웹에 대한 패널 쌍의 형태 계수(view factor)는 복수의 위치들에서 각 위치에 대해서 상이하다. 복사 가열 유닛은 복사 가열 패널들의 쌍을 가변 형태 계수 신호에 반응하여 복수의 위치들중 적어도 한 위치로 배치하기 위하여 복사 가열 패널들의 쌍에 작동가능하게 결합된 패널 드라이버(driver)를 포함한다.

다른 실시예에서, 이미징 디바이스에서 연속 매체 웹을 가열하기 위한 웹 가열 시스템은 이미징 디바이스에서 연속 매체 웹의 매체 경로에 인접하게 배치된 복수의 복사 가열 유닛을 포함한다. 각 복사 가열 유닛은 매체 웹에 인접하게 배치하기 위한 개방부를 갖는 하우징과, 가변 열 출력 신호에 따라서 복사 열을 방출하도록 구성된 한쌍의 복사 가열 패널을 포함한다. 상기 패널들의 쌍은 하우징의 개방부에 나란하게 배치되어서 매체 웹에 대면하는 완전 개방위치와, 웹이 이동하지 않을 때, 300℃ 이상의 점화 온도로 웹을 가열하는 것을 방지하기 위하여, 복사 가열 패널들의 쌍이 하우징 내부에서 서로 대면하는 후퇴 위치를 포함하며, 하우징 내에서 상기 완전 개방 위치와 상기 후퇴 위치 사이에 있는 복수의 위치들중 임의의 한 위치로 배치될 수 있다. 매체 웹에 대한 패널 쌍의 형태 계수는 복수의 위치들에서 각 위치에 대해서 상이하다. 각 복사 가열 유닛은 복사 가열 패널들의 쌍을 가변 형태 계수 신호에 반응하여 복수의 위치들중 적어도 한 위치로 배치하기 위하여 복사 가열 패널들의 쌍에 작동가능하게 결합된 패널 액추에이터 드라이버를 포함한다. 본 시스템은 매체 웹의 온도를 검출하고 매체 웹의 검출 온도를 표시하는 온도 신호를 발생시키기 위한 적어도 하나의 온도 센서를 포함한다. 웹 가열 제어기는 복수의 복사 가열 유닛에서 각 복사 가열 유닛을 위한 형태 계수 신호들 및 열 출력 신호들을 선택적으로 발생시키도록 구성되고, 또한 온도 신호에 따라서 열 출력 신호들 중 적어도 하나를 발생시키고 형태 계수 신호를 변경하도록 구성된다.

또다른 실시예에서, 고체 잉크 이미징 디바이스는 연속 매체 웹과, 상기 매체 웹을 매체 경로를 따라서 고체 잉크 이미징 디바이스를 통하여 운송하기 위한 매체 취급 시스템을 포함한다. 또한, 본 시스템은 이미지들을 매체 웹에 프린팅하기 위하여 매체 경로를 따라 배치된 고체 잉크 프린팅 시스템을 포함한다. 웹 가열 시스템은 매체 웹을 웹 가열 온도로 가열하기 위하여 프린팅 시스템으로부터 매체 경로 상류를 따라 배치된다. 상기 웹 가열 시스템은 매체 경로에 인접하게 배치된 적어도 하나의 복사 가열 유닛을 포함한다. 적어도 하나의 복사 가열 유닛은 매체 웹에 인접하게 배치하기 위한 개방부를 갖는 하우징과, 가변 열 출력 신호에 따라서 복사 열을 방출하도록 구성된 한쌍의 복사 가열 패널을 포함한다. 상기 패널들의 쌍은 하우징의 개방부에 나란하게 배치되어서 매체 웹에 대면하는 완전 개방위치와, 복사 가열 패널들의 쌍이 하우징 내부에서 서로 대면하는 후퇴 위치를 포함하며, 하우징 내에서 상기 완전 개방 위치와 상기 후퇴 위치 사이에 있는 복수의 위치들중 임의의 한 위치로 배치될 수 있다. 패널 드라이버는 복사 가열 패널들의 쌍을 가변 형태 계수 신호에 반응하여 복수의 위치들중 적어도 한 위치로 배치하기 위하여 복사 가열 패널들의 쌍에 작동가능하게 결합된다. 본 디바이스는 매체 웹의 온도를 검출하고 매체 웹의 검출 온도를 표시하는 온도 신호를 발생시키기 위한 적어도 하나의 온도 센서를 포함한다. 웹 가열 제어기는 복수의 복사 가열 유닛에서 각 복사 가열 유닛을 위한 형태 계수 신호들 및 열 출력 신호들을 선택적으로 발생시키도록 구성되고, 또한 온도 신호에 따라서 열 출력 신호들 중 적어도 하나를 발생시키고 형태 계수 신호를 변경하도록 구성된다.

본 발명에 따른 연속적인 매체 웹 가열기는 매체를 선택된 온도로 균일하게 가열함으로써, 기록 매체를 불균일하게 가열할 때 발생하는 종래 기술의 문제점을 해결한다.

복사 가열 유닛 및 복사 가열 유닛을 합체한 웹 가열 시스템의 상기 형태 및 기타 형태들은 첨부된 도면과 연계하여 기술된 상세한 설명에서 기술된다.

본 실시예의 일반적인 이해를 위하여, 도면에 도면부호를 병기한다. 도면에서, 유사 요소들을 지정하기 위하여 유사 부호를 사용한다.

도 1은 본원에 적절한 요소들이 도시된 이미징 디바이스(10) 또는 이미징 디바이스(10)의 일부분을 개략적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 이미징 디바이스(10)는 연속 매체 웹 상으로 프린팅하기 위한 고체 잉크 프린트 공정을 실행한다. 이 목적을 위해서, 이미징 디바이스(10)는 웹 공급 및 핸들링 시스템(web supply and handling system), 위상 변화 잉크 프린팅 시스템 및 웹 가열 시스템을 포함한다. 웹 가열 시스템은 위상 변화 잉크 이미징 디바이스에서 사용되는 것으 로 기술되었지만, 웹 가열 시스템은 예를 들어, 레이저 프린터, 팩시밀리기, 복사기 또는 연속 매체 웹 상으로 하나 이상의 착색제를 도포할 수 있는 임의의 다른 이미징 디바이스를 포함하는 임의의 여러 다른 이미징 장치에서도 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 위상 변화 잉크 프린팅 시스템은 웹 공급 및 핸들링 시스템(60), 프린트헤드 조립체(14), 고정 조립체(50) 및 웹 가열 시스템(100)을 포함한다. 웹 공급 및 핸들링 시스템(60)은 매체 웹(20)을 이미징 디바이스에 공급하기 위한 하나 이상의 매체 공급 롤들(38)을 포함할 수 있다. 공급 및 핸들링 시스템은 프린트 영역(18)을 통해서 그리고 웹 가열 시스템(100) 및 고정 조립체(50)를 지나서 이미징 디바이스의 매체 경로를 따라서 공지된 방식으로 매체 웹을 공급하도록 구성된다. 이 목적을 위해서, 공급 및 핸들링 시스템은 이미징 디바이스를 통해서 매체 웹을 이동시키기 위하여 구동 롤러, 아이들러 롤러(idler roller), 인장 바아 등과 같은 임의의 적당한 디바이스(64)를 포함할 수 있다. 시스템은 프린팅 동작이 실행된 후에 매체 웹(20)을 수용하기 위한 권취 롤(take-up roll;도시생략)을 포함할 수 있다. 다른 방안으로, 매체 웹(20)은 매체 웹을 개별 시트들로 컷팅하기 위하여 당기술에 공지된 컷팅 디바이스(도시 안 됨)로 공급될 수 있다.

프린트헤드 조립체(14)는 웹이 프린트 영역(18)을 통해서 이동할 때, 잉크 방울들이 매체 웹(20) 상으로 직접 방출되도록 적절하게 지지된다. 다른 실시예에서, 프린트헤드 조립체(14)는 매체 웹으로의 차후 전달을 위한, 드럼 또는 벨트와 같은 중간 전달 부재(도시생략) 상으로 방울을 방출하도록 구성될 수 있다. 프린트헤드 조립체(14)는 캐리지형 프린터, 부분 폭 어레이 유형의 프린터 또는 페이지 폭 유형의 프린터로 통합될 수 있고 하나 이상의 프린트헤드를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 프린트헤드 조립체는 청록색, 심홍색, 노란색 및 검정색으로 구성된 완전 컬러 이미지들을 프린트하기 위하여 4개의 페이지 폭 프린트헤드를 포함한다.

잉크는 고체 잉크 공급부(24)로부터 프린트헤드 조립체로 공급된다. 위상 변화 잉크 이미징 디바이스(10)는 다중컬러 디바이스이므로, 잉크 공급부(24)는 위상 변화 고체 잉크의 4개의 다른 색상들 즉 청록색, 심홍색, 노란색 및 검정색(CYMK)을 나타내는 4개의 소스(28,30,32,34)를 포함한다. 위상 변화 잉크 시스템(24)은 위상 변화 잉크의 고체 형태를 액체 형태로 용융시키거나 또는 위상변화시키고 그 다음 액체 잉크를 프린트헤드 조립체(14)로 공급하기 위하여, 고체 위상 변화 잉크 용융 및 제어 조립체 또는 장치(도시생략)도 역시 포함한다.

일단 잉크 방울들이 이미지를 형성하기 위하여 프린트헤드 조립체에 의해서 이동 웹 상으로 방출되면, 웹은 방출된 잉크 방울들 또는 이미지를 웹에 고정하기 위하여 고정 조립체(50)를 통해서 이동한다. 도 1의 실시예에서, 고정 조립체(50)는 매체 웹이 공급되는 닙(nip)을 형성하기 위하여, 서로에 대해서 배치된 적어도 한 쌍의 고정 롤러(54)를 포함한다. 매체 웹 상의 잉크 방울들은 웹으로 가압되어서 닙에 의해서 형성된 압력에 의해서 웹에서 확산된다. 고정 조립체(50)는 한쌍의 고정 롤러로 도시되었지만, 고정 조립체는 이미지를 웹에 고정할 수 있는 당기술에 공지된 임의의 적당한 디바이스 또는 장치일 수 있다.

여러 하위 시스템들, 부품들의 작동 및 제어와 디바이스(10)의 기능들은 제어기(40)로써 실행된다. 제어기(40)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어(firmware) 또는 이들의 임의의 조합으로 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(40)는 중앙 처리 장치(도시생략) 및 전자 저장장치(도시생략)을 구비한 자체 수용된 마이크로컴퓨터를 포함한다. 전자 저장장치는 예를 들어, 이미지 데이터, 컴포넌트 제어 프로토콜 등과 같은 제어기에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 전자 저장장치는 비휘발성 메모리 또는 플래시 메모리 또는 EEPROM과 같은 프로그램가능 비휘발성 메모리일 수 있다. 물론, 전자 저장장치는 잉크 제트 프린터로 통합되거나 또는 외부에 설치될 수 있다. 제어기(40)는 이미지 데이터 소스(도시생략)으로부터 수신한 이미지 데이터에 따라서 프린트된 또는 표현된 이미지들의 제조를 조율(orchestrate)하도록 구성된다. 이미지 데이터 소스는 스캐너, 디지털 복사기, 팩시밀리 디바이스 등과 같은 복수의 다른 소스들중 임의의 하나일 수 있다. 픽셀 배치 제어는 프린트 데이터에 따라서 매체 웹(20)에 대해서 실행되므로, 매체 웹이 프린트 영역을 통해서 이동할 때 프린트 데이터에 해당하는 원하는 이미지들을 형성한다.

웹 가열 시스템(100)은 복사 열을 웹(20) 상으로 방출하기 위한 하나 이상의 복사 가열 유닛(104)을 포함한다. 매체 웹은 선택된 매체 유형[종이 ~ 400℃ 표면 온도에 대한 2.5 내지 3.0 ㎛]의 가열에 적당한 색상 온도의 유닛들(104)으로부터 방출된 복사 열을 흡수함으로써 가열된다. 웹은 또한 가열 유닛들 및 웹 사이의 뜨거운 공기의 대류에 의해서 어느 정도 가열될 수 있다. 복사 가열 유닛들(104)은 매체 웹을 향하여 복사 열을 방출하기 위하여 매체 경로를 따라서 임의의 장소에 배치될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 복사 가열 유닛(104)은 다르게는 중간 가열로 공지된 바와 같이, 고정 조립체(50)의 웹에 이미지를 고정하기 전에 매체 웹(20)을 가열하기 위하여 프린트헤드 조립체(14)로부터 하류에 배치된다. 다른 실시예에서, 복사 가열 유닛(104)은 프린트 영역(사전가열)에 도달하기 전에 및/또는 프린트헤드 조립체(사후 가열)로부터 하류의 매체 웹을 가열하도록 배치될 수도 있다. 임의의 적당한 수의 복사 가열 유닛들이 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 웹 가열 시스템(100)은 프린트하기 전에 매체 웹을 사전가열하도록 프린트헤드 조립체로부터 상류에 배치된 3개의 복사 가열 유닛(104)을 포함하는데, 즉 매체 웹(20)의 전방측(F)을 가열하도록 연속으로 배치된 두개의 복사 가열 유닛들과, 매체 웹의 후방측(B)을 가열하도록 배치된 다른 복사 가열 유닛을 포함한다.

웹 가열 시스템(100)은 웹 속도, 웹 유형, 잉크 유형, 매체 경로를 따른 위치 등을 포함하는 다수의 요소들에 따른 임의의 적당한 온도로 매체 웹을 가열하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 매체 웹을 가열할 때, 웹 가열 시스템은 프린팅되기 전에 대략 65 내지 70 ℃까지 매체 웹을 가열하도록 구성될 수 있다. 웹 가열 시스템은 웹과 연관된 하나 이상의 위치들에서 이동 웹(20)의 온도를 측정하기 위하여 당기술에 공지된 바와 같은 하나 이상의 비접촉 IR 온도 센서들(108)을 포함할 수 있다. 온도 센서들(108)은 열전쌍열 또는 이와 유사한 IR 센서와 같은 비접촉 유형의 센서들일 수 있다. 일 실시예에서, 온도 센서(108A)는 복사 가열 유닛들에 의해서 통과하기 전에 웹의 온도를 검출하기 위하여 웹 가열 시스템의 복사 가열 유닛들(104)로부터의 상류 매체 경로를 따라 제공된다. 다른 온도 센서(108B)는 가열 유닛들에 의해서 가열된 후에 웹의 온도를 검출하기 위하여 복사 가열 유닛들(104)으로부터 하류 매체 경로를 따라 제공될 수도 있다. 어떤 경우에도, 온도 센서들(108)은 하나 이상의 측정된 온도들을 표시하는 신호들을 웹 가열 제어기(110)로 중계하도록 작동할 수 있다. 따라서, 가열 유닛 이전 및 이후의 온도들을 알게 되면, 출구 용지 온도를 정확하게 제어하기 위하여, 제어기가 이동중에 형태 계수 각도(view factor angles on the fly)를 얼마나 많이 변화시켜야 하는 지를 알 것이다.

상술한 바와 같이, 미리 공지된 웹 가열 시스템들은 통상적으로 매체 웹의 검출 온도에 따라서 가열기들에 공급된 전력을 변화시킴으로써 매체 웹에 인가된 열을 조절하였다. 복사 가열기들의 열 출력이 패널들에 대한 전력 조절에 따라서 변화하기 위해서는 상대적으로 긴 시간이 소요되기 때문에, 본원의 웹 가열 시스템(100)은, 패널들의 열 출력이 패널들에 대한 전력을 조절함으로써 제어되고(낮은 제어 이득) 그리고 패널들로부터 매체 웹에 도달하는 복사 열량이 매체 웹에 대한 패널들의 형태 계수를 변화시킴으로써 제어되는[큰 이득 제어(gain control)] 이중 이득 제어 시스템을 포함한다. 하기 기술된 바와 같이, 웹에 대한 복사 패널들의 형태 계수는 매체 웹에 대한 가열 유닛의 패널들의 거리, 각도 및/또는 방위를 조절함으로써 변화될 수 있다. 따라서 형태 계수 조절은 매체 웹에 대한 패널들의 물리적인 이동과 연관된다. 그러므로, 패널들의 이동 방법에 따라서, 형태 계수 조절은 상대적으로 신속하게 실행되고, 이것은 매체 웹에 도달하는 복사 열량의 신속한 조절을 용이하게 한다.

도 2에 있어서, 매체 웹(20)에 인접하게 배열된 예시적인 복사 가열 유닛(104)의 블록도가 도시된다. 각 복사 가열 유닛(104)은 하우징(114), 한쌍의 복사 가열 패널들(118) 및 패널 드라이버 조립체(120)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 복사 가열 패널은 내장 에지(inboard edge;124), 외장 에지(128), 한쌍의 측방향 단부들(130), 전면(134) 및 후면(138)을 포함한다. 복사 열량은 패널들(118)의 전면(134)을 통해서 패널들로부터 방출된다. 당기술에 공지된 바와 같이, 복사 가열 패널들(118)의 비방출면들(124,128,130,138) 뿐만 아니라, 복사 가열 유닛들의 하우징(114)은 단열될 수 있다. 패널들은 매체 웹(20)의 폭에 걸쳐있는 크기로 설정된 측방향 단부들(130) 사이의 폭을 가진다. 하우징은 일측면에서 매체 웹(20)의 매체 경로에 인접하게 배치하기 위한 개방부(140)를 포함한다. 개방부(140)는, 패널들(118)이 하우징의 개방부에서 내장 에지들(124)이 서로 인접하고 그리고 전면들(134)이 매체 웹(20)과 공통면에서 대면하는 상태로 나란하게 배치될 수 있는 크기이다.

가열 패널들(118)에서 열 에너지의 전개는 임의의 적당한 방식으로 성취될 수 있다. 예를 들어, 열은 저항 가열 소자에 의해서 가열 패널에서 발생할 수 있다. 다른 방안으로, 가열 패널은 보호 석영판(전방측)과 세라믹 후판 사이에 설치된, 석영, 탄소 필라멘트 또는 할로겐 램프들과 같은 하나 이상의 가열 램프들을 포함할 수 있다. 어떤 경우에도, 패널들(118)은 하나 이상의 가열기 전력 공급부(도시 안 됨)에 의해서 제공된 전류에 따라서 복사 열량을 방출하도록 구성된다. 하기 기술된 바와 같이, 웹 가열 제어기(110)는 전력 공급부를 통해서 가열 패널들에 공급된 전류량을 제어하도록 작동할 수 있다.

각 복사 가열 유닛(104)은 웹(20)에 대하여 가열 유닛의 복사 패널들(118)의 형태 계수를 변화시키기 위하여 복사 패널들(118)에 작동가능하게 결합된 패널 드라이버 조립체(120)를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 형태 계수는 복사 가열 유닛(104)에 의해서 방출된 열 에너지의 전체량에 대한 매체 웹에 의해서 차단된 복사 가열 유닛(104)에 의해서 방출된 열 에너지의 비율로 규정된다. 패널 드라이버 조립체는 매체 웹에 도달하거나 또는 매체 웹에 의해서 차단된 복사 열량을 제어하기 위하여 복사 가열 유닛의 형태 계수를 변화시키도록 구성된다.

도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 패널 드라이버 조립체(120)는 패널들(118)이 하우징의 개방부에서 각각 웹(20)에 대면하는 완전 개방위치(도 2 참조)와, 패널들(118)이 하우징(114) 안으로 피봇 및/또는 회전하여서 패널들이 매체 웹(20)에 실질적으로 수직하며 서로 대면하여 매체에 대한 복사 부하(radiative load)를 소거하게 되는 후퇴 위치(도 5 참조) 사이에서, 패널들을 선택적으로 이동시키기 위하여 가열 유닛의 복사 가열 패널들에 작동가능하게 결합된다. 작은 대류 부하가 안전한 온도에서 웹에 인가된다. 패널 드라이버 조립체(120)는 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이의 임의의 지점에 패널들(118)을 배치하도록 구성된다. 예를 들어, 도 4는 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이의 중간 위치에 있는 패널들을 도시한다. 패널들(118)이 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동할 때, 매체 웹에 대한 패널들의 각도와 그에 따라 패널들의 내장 부분들(124)의 거리는 변화되고, 그에 의해서 매체 웹에 도달하는 복사열의 양 또는 강도를 변경시킨다.

패널 드라이버 조립체(120)는 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이에서 패널들을 여러 방법으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 도 6 내지 도 8에 있어서, 일 실시예에서, 하우징(114)은 각 복사 패널들의 횡방향 측부들(130) 중 적어도 하나로부터 연장되는 돌출부들(150,154)과 상호작용하도록 구성된 가이드 슬롯들(144,148)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 복사 패널들(118)은 외장 에지에 인접한 패널의 횡방향 측부들 중 적어도 하나로부터 연장되는 돌출부(150)와 내장 에지에 인접한 패널의 횡방향 측부들(130) 중 적어도 하나로부터 연장되는 돌출부(154)를 각각 포함한다. 패널들의 외장 에지들에 인접한 패널 돌출부들(150)은 하우징의 외장 가이드 슬롯들(144)을 통해서 연장되고 회전 피봇 링크(pivot link;158)에 작동가능하게 연결된다. 내장 에지들에 인접한 패널 돌출부들(154)은 하우징의 내장 가이드 슬롯들을 통해서 연장되고 슬라이드 구동 링크(160)에 슬라이드가능하게 그리고 회전가능하게 수용된다. 본 실시예에서, 하우징(114)의 전방부로부터 멀어지거나 또는 하우징의 전방부를 향하는 구동 링크(160)의 선형 동작(이중 화살표 D로 도시됨)은 패널들의 내장 돌출부들(154)이 외장 가이드 슬롯들(148)을 따라 이동하게 하고 동시에 피봇 링크(158)가 피봇점(164) 주위에서 피봇되게 하여서 외장 돌출부들이 외장 가이드 슬롯들을 따라 슬라이드된다. 따라서, 구동 링크의 선형 운동은 패널들이 도 6에 도시된 바와 같이, 완전 개방 위치에서 도 7에 도시된 후퇴 위치로 또는 도 8에 도시된 중간 위치와 같은 그 위치들 사이의 임의의 위치로 이동하게 한다.

도 6 내지 도 8의 실시예에서, 패널 드라이버 조립체(120)는 패널들이 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이에서 이동할 때, 구동 링크의 경로에 대응하는 구동 경로를 따라 구동 링크(160)를 선형으로 구동시키기 위하여, 구동 링크(160)에 작동가능하게 연결된다. 패널 드라이버 조립체(120)는 각각의 전동 액세서리(도시생략) 뿐만 아니라, 전기 모터/리드 스크류(lead screw), 다중 위치 공기 실린더와 같은 구동 링크를 선형으로 구동시킬 수 있는 임의의 적당한 유형의 구동 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라서, 패널 드라이버 조립체(120)는 구동 경로를 따른 구동 링크의 선형 위치를 검출하도록 구성된 위치 감지 디바이스(도시생략)를 포함할 수 있다. 이러한 위치 센서들은 당기술에 공지되어 있다. 선형 위치 센서는 그때 웹 가열 제어기로 피드백(feed back)될 수 있는 구동 링크의 선형 위치를 표시하는 신호를 발생시키도록 구성되므로, 복사 가열 패널들의 형태 계수 또는 위치에 관한 폐쇄 루프형 피드백 제어를 제공한다.

웹 가열 제어기는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로서 실행될 수 있다. 또한, 웹 가열 제어기는 독립형 제어기(standalone controller)이거나 또는 시스템 제어기내에 통합될 수 있다. 웹 가열 제어기(110)는 적어도 부분적으로 매체 웹의 측정 온도에 기초하는 매체 웹에 대한 패널들의 형태 계수 뿐만 아니라, 복사 패널들(104)에 의해서 방출된 복사 열을 제어하도록 작동할 수 있다. 웹 가열 제어기(110)는 각 유닛이 동일한 열 출력 및 동일한 형태 계수를 구비하도록 구성된 그룹으로서 복사 가열 유닛(104)을 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 방안으로, 웹 가열 제어기(110)는 각 복사 가열 유닛의 열 출력 및 형태 계수가 개별적으로 조절될 수 있도록, 각 복사 가열 유닛(104)을 개별적으로 제어하도록 구성될 수 있다.

웹 가열 제어기(110)는 매체 웹(20)을 가열할 목적으로 피드백 제어를 실행하기 위하여 하나 이상의 제어 신호들을 발생시키도록 구성된다. 제어 신호들은 복사 유닛들의 열 출력을 제어하기 위하여 예를 들어 전력 공급부에 대한 전력 제어 신호들과, 형태 계수들을 변화시키기 위하여 구동 링크들의 선형 이동을 제어하도록 패널 구동 조립체들에 대한 선형 구동 신호들을 포함할 수 있다.

작동 시에, 웹 가열 제어기(110)는 하나 이상의 가열 유닛들의 형태 계수 및 열 출력을, 매체 웹을 매체 가열 온도로 가열하도록 사전결정된 초기 레벨로 세팅하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 복사 가열 패널들의 초기 형태 계수는 패널들이 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이의 중간 위치에 배치되도록 선택될 수 있다. 상기 배치는 선택된 중간 위치에서 완전 개방 위치를 향한 위치 조정을 허용하고 이에 따라 웹에 도달하는 복사 열량을 증가시키며, 결과적으로 웹의 온도를 증가시킬 수 있게 한다. 유사하게, 상기 배치는 선택된 중간 위치에서 후퇴 위치를 향한 위치 조정을 허용하고 이에 따라 웹에 도달하는 복사 열량을 감소시키며, 결과적으로 웹의 온도를 감소시킬 수 있게 한다.

웹 가열 제어기(110)는 하나 이상의 복사 가열 유닛들의 패널 드라이버 조립체(120)가 이동 웹의 검출 온도에 따라서 형태 계수를 조절하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 웹의 검출 온도는 선택된 매체 가열 온도보다 높다. 웹 가열 제어기(110)는 현재 위치에서 후퇴 위치를 향하여 패널들의 위치에서의 대응 조정을 실행하도록, 패널 드라이버 조립체(120)에 대한 신호들을 발생시킬 수 있다. 패널 드라이버 조립체에 의해서 선형으로 구동될 수 있는 구동 링크를 통합한 실시예에서, 형태 계수 조정은 구동 경로에 따른 구동 링크의 위치에 대한 대응 조정을 포함할 수 있다.

웹 가열 시스템은 웹 속도/파손 검출기(164)를 추가로 포함할 수 있다. 웹이 파손되는 경우에 또는 용지 웹의 이동 속도가 소정값보다 작다면, 가열 패널들에 대한 전력 공급부는 차단되고 패널 드라이버 조립체는 복사 가열 유닛들의 하우징 내부의 후퇴 위치로 패널들을 이동시키도록 구성된다. 패널 드라이버 조립체는 구동 링크를 하우징의 후방을 향하여 편향시킴으로써 패널들을 후퇴 위치를 향하여 편향시키는 스프링과 같은 편향 부재(도시생략)를 포함할 수 있다.

당기술에 숙련된 기술자는 상술한 특정 실행에 대해서 다양하게 변형시킬 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 웹 가열 시스템이 연속 매체 웹 상으로 프린트되는 고체 잉크 제트 프린팅 시스템과 함께 사용하도록 기술되었지만, 웹 가열 시스템은 매체 웹을 가열하기 위한 프린팅 시스템중 실질적으로 임의의 유형에서 사용될 수 있다. 웹 가열 시스템은 또한 열가소성 웹 재료, 직물 웹 등과 같은 기타 재료의 연속 웹들을 가열할 때 유용할 수 있다. 따라서, 하기 청구범위는 상기 기술되고 도시된 특정 실시예에 국한되지 않는다. 본원의 청구범위는 출원인/특허권 보유자 및 다른 사람들로부터 보정될 수 있고, 변형 구성, 다른 구성, 수정 구성, 개선 구성, 동등 구성 및 본원에서 예상하거나 또는 이해하지 못한 교시 및 실시예의 실질적인 동등 구성을 포함할 수 있다.

도 1은 연속 매체 웹 상으로 프린팅하기 위한 위상 변화 이미징 디바이스의 블록도.

도 2는 완전 개방 위치에서 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 측면 블록도.

도 3은 도 2의 복사 가열 유닛의 정면도.

도 4는 중간 위치로 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 측면 블록도.

도 5는 후퇴 위치에서 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 측면 블록도.

도 6은 완전 개방 위치에서 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 다른 측면 블록도.

도 7은 후퇴 위치에서 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 다른 측면 블록도.

도 8은 중간 위치로 도시된 도 1의 이미징 디바이스의 복사 가열 유닛의 다른 측면 블록도.

Claims

고체 잉크 이미징 디바이스로서,

연속 매체 웹과;

상기 연속 매체 웹을 상기 고체 잉크 이미징 디바이스를 통과하는 매체 경로를 따라서 운송하도록 구성된 매체 핸들링 시스템과;

이미지들을 상기 연속 매체 웹에 프린팅하도록 구성되고 상기 매체 경로를 따라 배치된 고체 잉크 프린팅 시스템과;

상기 고체 잉크 프린팅 시스템이 이미지를 상기 연속 매체 웹상에 프린트한 후에 웹 가열 시스템이 상기 연속 매체 웹을 가열할 수 있는 위치에 상기 매체 경로 상류를 따라 배치되고, 상기 연속 매체 웹을 웹 가열 온도로 가열하도록 구성된, 상기 웹 가열 시스템을 포함하고,

상기 웹 가열 시스템은:

상기 매체 경로에 인접하게 배치된 적어도 하나의 복사 가열 유닛으로서,

상기 매체 경로에 인접한 하우징;

가변 열 출력 신호에 따라서 복사 열을 방출하도록 상기 하우징내에 구성된 한 쌍의 복사 가열 패널들로서, 상기 복사 가열 패널들의 쌍은 완전 개방 위치와 후퇴 위치 사이에 있고 상기 완전 개방 위치와 후퇴 위치를 포함하는는 복수의 위치들 중 임의의 한 위치로 상기 하우징내에서 선택적으로 배치되도록 구성되고, 상기 완전 개방 위치에서 상기 복사 가열 패널들의 쌍이 상기 하우징의 개방부에 나란하게 배치되어서 상기 연속 매체 웹을 향해 복사열을 지향시키고, 상기 후퇴 위치에서 상기 복사 가열 패널들의 쌍이 하우징 내부에서 서로 대면하며 배치되고, 상기 연속 매체 웹에 대한 상기 복사 가열 패널들의 쌍의 형태 계수는 상기 복수의 위치들에서 각 위치에 대해서 상이한, 상기 한 쌍의 복사 가열 패널; 및

상기 복사 가열 패널들의 쌍이 가변 형태 계수 신호에 반응하여 상기 복수의 위치들중 적어도 한 위치로 배치될 수 있도록 상기 복사 가열 패널들의 쌍에 작동가능하게 결합된 패널 드라이버를 포함하는, 상기 적어도 하나의 복사 가열 유닛과;

상기 연속 매체 웹의 온도를 검출하고 상기 연속 매체 웹의 검출 온도를 표시하는 온도 신호를 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 온도 센서와;

상기 패널 드라이버에 작동적으로 연결된 웹 가열 제어기로서, 상기 연속 매체 웹을 웹 가열 온도로 가열하기 위한 적어도 하나의 복사 가열 유닛을 배치하기 위하여 상기 패널 드라이버의 작동을 위한 열 출력 신호 및 상기 가변 형태 계수 신호를 선택적으로 발생시키도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 온도 센서에 의하여 발생된 온도 신호에 따라서 상기 열 출력 신호들 및 상기 가변 형태 계수 신호들 중 적어도 하나를 발생시키도록 구성된 상기 웹 가열 제어기를 포함하는, 고체 잉크 이미징 디바이스.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 온도 센서는 상기 연속 매체 웹이 복수의 복사 가열 유닛들에 도달하기 전에 일정 위치에서 상기 연속 매체 웹의 온도를 검출하도록 구성되고 상기 연속 매체 웹이 복수의 복사 가열 유닛들에 도달하기 전에 상기 연속 매체 웹의 검출 온도를 표시하는 제1 온도 신호를 발생하도록 구성된 제1 온도 센서와, 상기 복수의 복사 가열 유닛들이 상기 연속 매체 웹을 가열한 후에 일정 위치에서 상기 매체 웹의 온도를 검출하도록 구성되고 상기 연속 매체 웹이 상기 복수의 복사 가열 유닛들을 통과한 후에 상기 연속 매체 웹의 검출 온도를 표시하는 제2 온도 신호를 발생하도록 구성된 제2 온도 센서를 포함하는, 고체 잉크 이미징 디바이스.
제 2 항에 있어서,

상기 웹 가열 제어기는 상기 제1 및 제2 온도 신호들에 따라 적어도 하나의 복사 가열 유닛을 위한 열 출력 신호들 및 가변 형태 계수 신호들을 발생하도록 구성되는, 고체 잉크 이미징 디바이스.
제 3 항에 있어서,

상기 웹 가열 제어기는 상기 적어도 하나의 복사 가열 유닛을 작동시켜서 복사열을 방출하여 상기 연속 매체 웹을 웹 가열 온도로 가열하기 위해 적어도 하나의 복사 가열 유닛을 작동하기 위한 열 출력 신호들을 발생시키도록 구성되고;

상기 웹 가열 제어기는 적어도 하나의 복사 가열 유닛의 상기 형태 계수를 조절하여 상기 웹 가열 온도로부터 상기 검출 온도들의 편차를 보정하기 위해 적어도 하나의 가변 형태 계수 신호를 발생시키도록 구성되는, 고체 잉크 이미징 디바이스.