KR102065907B1 - 잉크젯 프린터에서의 박리제 도포 감시 시스템 및 방법 - Google Patents

잉크젯 프린터에서의 박리제 도포 감시 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

스프레더 드럼에 도포되는 박리제 양을 감시하는 검출기를 포함한 잉크젯 프린터 및 이의 방법. 잉크젯 프린터는 드럼 유리관리 유닛을 포함하고, 이는 박리제를 계량 블레이드와 같은 계량 장치로 스프레더 드럼에 도포하고 박리제 통으로 복귀하는 미사용 또는 과잉 박리제 유량을 결정한다. 결정된 박리제 유량은 스프레더 드럼에 도포되는 박리제 양을 결정한다. 너 무 적은 박리제가 도포되었다고 결정되면, 적어도 하나의 잉크젯 프린터 기능이 불능 처리되어 박리제 흐름을 정지시키고 필요하다면 유지관리를 가동시킨다.

Description

잉크젯 프린터에서의 박리제 도포 감시 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING THE APPLICATION OF RELEASE AGENT IN AN INKJET PRINTER}
본 발명은 일반적으로 상변화 잉크로 연속 매체 웨브에 화상을 형성하는 잉크젯 프린트 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 (드럼 유지관리 유닛 (DMU)을 통해) 스프레더 드럼에 박리제를 도포하는 것에 관한 것이다. 스프레더 드럼의 기능은 화상 영속성 수준 제공뿐 아니라 적절한 화상 품질을 가능하게 하는 것이다. DMU 기능은 박리제를 스프레더 드럼 표면에 도포하고, 적절하게 작동하면, 스프레더 드럼 표면으로 잉크 옵셋 발생을 방지하는 것이다.
일반적으로, 잉크젯 인쇄기 또는 프린터는 적어도 하나의 프린트헤드 유닛을 포함하고 이는 액체 잉크 방울을 기록 매체 또는 이후 매체로 전달할 화상화 부재로 토출한다. 상이한 유형의 잉크가 잉크젯 프린터에 사용된다. 일 유형의 잉크젯 프린터에서, 상변화 잉크가 적용된다. 상변화 잉크는 주변온도에서는 고체상이지만, 상승온도에서는 액체상으로 전이된다. 프린트헤드 유닛은 프린트헤드로 공급되는 용융 잉크를 매체 또는 화상화 부재로 토출한다. 이러한 프린트헤드는 약 섭씨110 내지 120도의 온도를 발생시킨다. 일단 잉크가 매체에 토출되면, 잉크 방울들은 고화된다. 프린트헤드 유닛은 토출기들이라고 알려진 다수의 잉크젯 노즐들로부터 잉크를 토출한다.
용지-직접식 및 옵셋 (전이고착) 프린터 모두에 사용되는 매체는 웨브 형태일 수 있다. 웨브 프린터에서, 롤 형태로 제공되는 연속 매체는 모터로 구동되는 롤러들로 동반된다. 모터 및 롤러들은 공급 롤러로부터 프린터를 통해 권취 롤러로 웨브를 당긴다. 롤러들은 선형 매체 경로를 따라 배열되고, 매체 웨브는 매체 경로를 따라 프린터를 통과한다. 매체 웨브가 프린트헤드 또는 프린터의 헤드 반대측의 프린트 구역을 통과하면, 프린트헤드는 잉크를 웨브에 토출한다.
잉크젯 프린터는 고체 잉크 또는 상변화 잉크를 사용하고, 인쇄 후 고화 토출 잉크는 히터로 가온되어 매체에서 잉크를 연화 또는 용융시킨다. 이후 용융 잉크는 강성 표면 또는 비-순응 표면을 가지는 스프레더 드럼 및 압축성 표면을 가지는 가압 롤러에 의해 형성되는 가압 닙에 의해 매체에 고착된다. 박리제라고 알려진 오일은, 스프레더 드럼 표면에 적층되고 계량장치 전형적으로 우레탄 계량 블레이드에 의해 펼쳐진다. 연화 잉크를 가지는 매체가 닙을 통과하면, 스프레더 드럼 표면의 오일은 압축 잉크가 스프레더 드럼으로 옵셋되는 것을 방지한다. 매체 화상이 압축되어 화상이 매체에 고착된 후, 매체는 마무리 설비로 이동되고 여기에서 코팅 바니쉬, 예컨대 라텍스 기재의 코팅물이 도포되고, 이는 적층 잉크에 대한 보호 장벽을 제공하거나 선택된 마무리를 제공하여 예컨대 최종 문서에 광택 마무리를 부여한다. 마무리 설비에서 연속 웨브가 시트로 절단되기도 한다.
인-라인 코팅 시스템과 조합되는 현재 연속 웨브 상변화 잉크젯 프린트 시스템은 과량의 박리제가 가압 닙을 통과하는 화상 표면에 잔류할 때 부적절하게 수행된다. 화상이 매우 단시간 전형적으로 몇 분의 1초, 예로써 천분의 1초 동안 닙을 통과하더라도, 과량의 박리제가 잔류할 수 있다. 일부 경우들에서, 과량의 박리제는 프린터의 드럼 유지관리 유닛 (DMU)에 있는 마모 계량 블레이드로 인해 초래된다. 블레이드가 매우 마모되면, DMU는 스프레더 드럼에 너무 많은 박리제를 잔류시킨다. 따라서 마모 계량 블레이드는 너무 많은 오일을 스프레더 드럼 표면 결과적으로 인쇄된 매체/화상에 공급한다. 이는 다시 인-라인 코팅액의 매체/화상에 대한 불량 습윤성으로 나타난다. 과량의 박리제로 인하여 인-라인 코팅물이 적합하게 습윤되지 않으면, 인-라인 코팅물, 전형적으로 라텍스 코팅물/바니쉬는, 화상에 걸쳐 고르게 펴지지 않고 대신 불균일하게 펼쳐서 일부 화상 영역에는 거의 또는 전혀 박리제를 포함하지 않고 일부 영역에는 너무 많은 라텍스 코팅/바니쉬를 포함한다. 결과적으로, 화상들은 필요가 정도보다 내구성이 낮아지고, 따라서 내구성이 악화된다. 이러한 시스템에서, 박리제를 스프레더 드럼로 이송하는 시스템은 요구 속도 및 사용률에 따라 필요량의박리제를 전달하기에 충분히 강건하지 않다.
스프레더 드럼 표면에 박리제가 불충분하게 도포될 때에는 다른 고장 모드가 발생된다. 이러한 경우에는, 스프레더 드럼 표면으로 박리제가 계속하여 부적절하게 공급됨으로써 스프레더 드럼으로 잉크 옵셋에 의해 유발되는 부당한 제품 오류가 최종 제품에서 발생된다. 이러한 상황에서, 연속 웨브에 형성되는 화상은 불완전하거나, 불균일하거나, 또는 얼룩이 생긴다.
공지된 일 실시태양에서, 스프레더 드럼로의박리제 도포 감시방법은 특정 시험 표적을 인쇄하고 시험 표적에 기초하여 프린트 시스템의 물리적 분석을 수행하여, 도포되는 박리제 농도를 결정하는 것이다. 이러한 방법은 공지 화상 샘플을 인쇄하는 것이 필요하지만, 이는 고객 인쇄 작업의 일부는 아니다. 이후 인쇄된 공지 화상을 고객 작업 흐름에서 꺼내어 전형적으로 외부에 분석을 요청하고, 이 결과는 수 일 소요된다. 결과적으로, 특히 프린터 고장을 방지하기 위하여 적기에 문제를 식별할 가능성이 낮으므로 고객 작업 흐름은 원치 않는 시간 동안 중단된다. 이는 문제를 식별하기 위하여 프린트 시스템의 물리적 분석이 이루어진 후 수분 또는 수 시간 내에 프린터 고장이 발생하기 때문이다.
박리제 도포 관련 문제 발생 전 또는 근처에서 검출되지 않으면, 고장으로 인하여 허용되지 않는 다운타임, 노동집약적 청소 및/또는 손상 부품 교체로 이어진다. 결과적으로, 스프레더 드럼으로의 박리제 도포, 연속 웨브에 적층되는 박리제 함량, 및 비-인쇄 또는 비-사용 시간에 프린터에 발생되는 조건들을 고려한 프린트 시스템 및 인쇄 화상 개선이 요망된다.
본 발명은 잉크젯 프린터에서 연속 웨브 인라인 코팅을 위한 스프레더 드럼으로의 박리제 도포 최적화 시스템 및 방법을 기술한다. 시스템 및 방법은 박리제 공급 시스템의 통 (sump)으로 이송되는 박리제 복귀속도를 감시하는 것을 포함한다. 박리제 복귀속도는 일 실시태양에서 통에 배치되는 센서로 감시된다. 센서 출력이 예정 값을 만족하지 못하거나 범위 외에 있을 때, 잉크젯 프린터 제어기는 경고 메시지를 조작자에게 제공하고 및/또는 프린트 시스템 중지를 수행한다. 일 실시태양에서, 예정 범위는 인-라인 코팅 습윤성이 부정적인 영향을 받을 수 있는 “상한치” 및 가열된 잉크 -옵셋 현상이 발생할 수 있는 “하한치”를 포괄한다. 예정 값 또는 범위를 만족하지 못하면, 결함 조건이 검출되고 이에 따라 유지관리 절차가 개시되어 박리제 공급 시스템을 정상 동작으로 회복시킨다.
프린트 시스템은 화상 데이터에 따라 연속 기록 매체 웨브에 상변화 잉크를 적층시키는 프린트헤드를 포함한다. 또한 프린트 시스템은 확산 장치 및 박리제 장치를 포함한다. 확산 장치는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하고 이들은 가압 닙을 형성하며 여기에 연속 웨브가 통과하며, 연속 웨브에 적층된 상변화 잉크는 가압 닙에서 연속 웨브에 고착된다. 박리제 장치는 공급 경로를 따라 제1 롤러에 박리제를 이송시키고 복귀 경로를 따라 박리제를 수집한다. 박리제 장치는 복귀 경로에 배치되는 유량 검출기를 포함하고 이는 제1 롤러로 이송되는 박리제 양을 표시하는 유량신호를 제공한다.
연속 기록 매체 웨브를 이송 속도로 이송하고 여기에 상변화 잉크를 적층하여 화상을 형성하는 잉크젯 프린터의 스프레더 드럼으로 박리제를 도포하는 방법은 예정 양의 박리제를 스프레더 드럼으로 도포하는 단계를 포함한다. 본 방법은 도포된 박리제로부터 과잉 박리제를 수집하는 단계, 과잉 박리제가 수집되는 유량 결정 단계, 및 결정 유량이 적어도 하나의 잉크젯 프린터 작동 특성에 기초하여 예정 유량 값보다 낮을 때 상변화 잉크 적층을 중지시키도록 적어도 하나의 잉크젯 프린터 기능 불능 단계를 추가로 포함한다.
도 1은 잉크젯 프린터에서 스프레더 드럼에 박리제를 적층시키고 연속하여 그 박리제를 연속 웨브 기록 매체로 전달하는 박리제 도포 시스템의 개략도이다. 잉크젯 프린터는 처리 후 오버-코팅 스테이션과 인-라인 연결된다.
도 2는 스프레더 드럼에 의해 사용되는 오일 소모량 대 잉크 적용범위 (area coverage) 및 웨브 속도을 나타내는 그래프이다.
도 3은 스프레더 드럼에 의해 사용되는 오일 소모량 대 연속 웨브 양을 나타내는 그래프이다.
도 4는 드럼 유지관리 유닛 (DMU)을 통과하는 박리제 유동을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 기계적 유량 검출기를 포함한 박리제 도포 시스템 일부에 대한 개략도이다.
도 6은 광학 유량 검출기를 포함하는 박리제 도포 시스템 일부의 또 다른 실시태양을 나타내는 개략도이다.
도 7은 유도 유량 검출기를 포함하는 박리제 도포 시스템 일부의 또 다른 실시태양을 나타내는 개략도이다.
도 8은 스프레더 드럼에 도포되는 스프레더 박리제 양이 잠재적 결함을 방지하기 위하여 잉크젯 프린터 기능을 불능으로 할 필요가 있는지를 판단하는 공정 블록도이다.
도 9는 프린트 시스템의 프린트헤드들을 지나 매체가 진행될 때 연속 매체 웨브에 화상들을 형성하는 선행 잉크젯 프린트 시스템의 개략도이다.
도 9는 본 발명과 관련된 요소들을 가지는 선행 잉크젯 프린터 (100)를 도시한 것이다. 도시된 실시태양에서, 프린터 (100)는 연속 웨브 매체에 인쇄하기 위한 고체 (상 변화) 잉크 인쇄 공정을 구현한다. 인-라인 코팅용 최적화 박리제 출력을 위한 시스템 및 방법이 도 9에 도시된 프린터 (100)를 참조하여 하기되지만, 본원에 개시된 방법 및 장치는 임의의 프린터, 예컨대 연속 웨브 화상 기재에 잉크를 토출하기 위하여 일렬로 배열된 프린트헤드들을 이용하는 카트리지 잉크젯 프린터에 사용될 수 있다.
도 9는 연속 웨브 프린터 시스템 (100)을 도시한 것이고, 이는 20개의 프린트 모듈들 (80-99), 제어기 (128), 메모리 (129), 안내 롤러 (115), 안내 롤러들 (116), 예비-히터 롤러 (118), 정점 롤러 (120), 레벨러 롤러 (122), 장력 센서들 (152A-152B), (154A-154B), 및 (156A-156B), 및 속도 센서들, 예컨대 엔코더들 (160, 162, 164)를 포함한다. 프린트 모듈들 (80-99)은 매체 경로 P 를 따라 순차적으로 위치하고 제1 프린트 모듈 (80)에서 마지막 프린트 모듈 (99)까지 프린트 구역을 형성하여 인쇄 매체 (114)가 프린트 모듈들을 지날 때 인쇄 매체 (114)에 화상들을 형성한다. 각각의 프린트 모듈 (80-83)은 마젠타 잉크를 제공한다. 각각의 프린트 모듈 (84-87)은 시안 잉크를 제공한다. 각각의 프린트 모듈 (88-91)은 황색 잉크를 제공한다. 각각의 프린트 모듈 (92-95)은 블랙 잉크를 제공한다. 각각의 프린트 모듈 (96-99)은 마무리 코팅물로서 투명 잉크를 제공한다. 기타 모든 양태들에서, 프린트 모듈들 (80-99)은 실질적으로 동일하다.
매체 웨브는 롤러들 (115, 116), 예비-히터 롤러 (118), 정점 롤러 (120), 및 레벨러 롤러 (122)로 안내되는 매체 경로 P를 따라 이동된다. 가열판 (119)이 롤러 (115)에 인접한 경로에 제공된다. 도 9에서, 정점 롤러 (120)는 "아이들러" 롤러이고, 이는 롤러는 체결되는 이동 매체 웨브 (114)에 대한 응답으로 회전되지만, 달리 프린트 시스템 (100)에서 임의의 모터들 또는 기타 구동 메카니즘들과는 결합되지 않는다는 것이다. 예비-히터 롤러 (118), 정점 롤러 (120), 및 레벨러 롤러 (122) 각각은 매체 웨브 (114)와 표면 일부가 체결되는 캡스턴 롤러의 예이다. 브러쉬 클리너 (124) 및 접촉 롤러 (126)는 매체 경로 P 일단에 위치한다. 히터 (130) 및 스프레더 롤러 (132)는 매체 경로 P의 반대 단 (136)에 위치한다.
스프레더 드럼 (132)은 스프레더 드럼 (132)에 인접하게 놓인 가압 롤러 (140)와 함께 가압 닙 (138)을 형성한다. 스프레더 롤러 (132)에 인접하게 놓인 드럼 유지관리 유닛 (142)은 상변화 잉크를 연속 웨브에 고착시키는 스프레더 드럼 (132)에 박리제, 전형적으로 실리콘 오일을 공급한다. 화상화 연속 웨브가 히터 (130)을 통과할 때, 상변화 잉크는 가열되어 잉크 화상은 용융 (또는 연화)된 후 연속 웨브는 가압 닙 (138)에 진입한다. 가압 닙 (138)을 통과하는 동안 상변화 잉크는 연속 웨브에 평탄화된다. 스프레더 드럼 (132)에 도포되는 박리제는 연속 웨브로부터 스프레더 드럼 표면으로 옮겨가지 못하도록 한다. 일부 실시태양들에서, 스프레더 드럼 (132) 역시 가열되어 닙 (138)에 진입할 때 상변화 잉크의 가열 상태를 유지시킨다.
웨브 인버터 (168)는 매체 경로 P 일단 (136)에서 매체 경로 시작 단 (134)으로 인버터 경로 P'를 통해 매체 웨브 (114)를 지향시킨다. 웨브 인버터 (168)는 매체 웨브를 뒤집고 인버터 경로 P’ 는 뒤집어진 웨브를 입구 (134)로 복귀시켜 프린트 모듈들 (80-99)이 하나 이상의 화상들을 제1 측에 형성한 후 (제1 측 잉크 화상) 하나 이상의 잉크 화상들을 매체 웨브 제2 측에 형성할 때 (제2 측 잉크 화상) 단일-엔진 (“모비우스”) 이중 인쇄를 가능하게 한다. 이러한 작동 모드에서, 매체 웨브의 제1부분은 매체 웨브의 제2 부분과 동조되어 매체 경로 P 를 통과하고, 제1 부분은 매체 웨브 제1 측에서 잉크 화상들을 수용하고 제2 부분은 제2 측에서 잉크 화상들을 수용한다. 이러한 구성을 "모비우스" 구성이라 칭한다. 각각의 프린트 모듈들 (80-99)은 잉크 방울들을 매체 웨브의 양 부분들에 토출한다. 각각의 롤러들 (115, 116, 118, 120, 122) 또한 매체 웨브의 제1 및 제2 부분들과 체결된다. 매체 웨브 (114) 제2 측에 화상이 형성된 후, 매체 웨브 (114)는 매체 경로 일단 (136)을 통과한다. 제2 측 잉크 화상을 제1 측 잉크 화상과 정합하여 이중화 화상을 형성한다. 다른 실시태양에서, 하나의 프린트 모듈이 기록 매체 폭에 걸쳐 확장되어, 나란히 배치된 2개의 프린트 모듈들이 웨브의 제1 및 제2 부분들에 잉크를 토출하기 위하여 사용된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 프린트 모듈들 (80-99)은 프린트헤드들 어레이를 포함하고 이들은 웨브 매체 제1 부분 및 웨브 매체 제2 부분 모두의 폭에 걸쳐 배열된다. 프린트헤드들 어레이의 각각의 프린트헤드에 있는 잉크 토출기들은 잉크 방울들을 매체 웨브 (114)의 제1 및 제2 부분들 모두의 예정 위치들에 토출한다.
프린트 시스템 (100)의 다양한 부시스템, 부품들 및 기능들의 동작 및 제어는 제어기 (128) 및 메모리 (129)의 조력으로 진행된다. 특히, 제어기 (128)는 매체 웨브 (114) 속도 및 장력을 감시하고 프린트 모듈들 (80-99)로부터의 잉크 방울 토출 순간을 결정한다. 제어기 (128)는 프로그램화 명령을 실행하는 범용 또는 전용 프로그램 가능한 프로세서들로 구현된다. 제어기 (128)는 작동적으로 메모리 (129)와 연결되어 제어기 (128)는 메모리 (129)에 있는 프로그램화 기능을 수행하기 위하여 필요한 명령을 독해하고 데이터를 독해하고 기록할 수 있다. 또한 메모리 (129)는 매체 웨브 (114)로 사용되는 인쇄 매체의 적어도 하나의 유형으로 프린트 시스템을 작동하기 위한 장력 수준들을 식별할 수 있는 하나 이상의 값들을 가진다. 이러한 부품들은 인쇄회로카드로 제공되거나 주문형 반도체 (ASIC)의 회로로서 제공된다. 각각의 회로는 별도의 프로세서로 구현되거나 다중 회로들이 동일 프로세서에 구현될 수 있다. 대안으로, 회로는 이산 부품들 또는 VLSI 회로에서 제공되는 회로들로 구현될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 회로들은 프로세서들, ASIC, 이산 부품들, 또는 VLSI 회로들의 조합으로 구현될 수 있다.
엔코더들 (160, 162, 164)은 작동적으로 각각 예비-히터 롤러 (118), 정점 롤러 (120), 및 레벨러 롤러 (122)와 연결된다. 각각의 엔코더 (160, 162, 164)는 속도 센서들이고 각각의 롤러 (120, 118, 122) 각속도에 상응하는 각속도 신호를 발생시킨다. 전형적인 예시의 엔코더들 (160, 162, 164)은 롤러들에 작동적으로 연결되는 자석들의 운동에 대하여 신호들을 발생시키는 홀 효과 센서들 및 상응 롤러 회전에 따라 광선의 주기적 간섭에 따라 신호를 발생키는 광학 휠 엔코더들을 포함한다. 제어기 (128)는 작동적으로 엔코더들 (160, 162, 164)과 연결되어 각속도 신호들을 수신한다. 화상을 형성하기 위하여 프린트헤드들에 의해 사용되는 화상 데이터와 조합되어 엔코더들 (160, 162, 164)로부터의 신호는 제어기 (128)에 수신되어 필요하다면 연속 웨브에서의 화상들 위치를 감시한다. 제어기 (128)는 하드웨어 회로들, 소프트웨어 회로들, 소프트웨어 루틴들 또는 모두를 포함하여 발생 신호들 및 각각의 롤러에 대한 공지 반경을 이용하여 각각의 롤러 (120, 118, 122) 선형 속도를 식별한다.
장력 센서들 (152A-152B, 154A-154B, 156A-156B)은 작동적으로 각각 안내 롤러 (117), 정점 롤러 (120), 및 후-레벨러 롤러 (123)와 연결된다. 안내 롤러 (117)는 예비-히터 롤러 (118) 전에 매체 경로 P에 배치된다. 후-레벨러 롤러 (123)는 레벨러 롤러 (122) 뒤에 매체 경로 P 에 놓인다. 각각의 장력 센서는 해당 롤러 위치에서 매체 웨브에 인가되는 장력에 상응하는 신호를 발생시킨다. 각각의 장력 센서는 매체 웨브 (114) 및 해당 롤러 간의 기계적 장력에 상응하는 신호를 발생시키는 로드 셀일 수 있다.
매체 웨브 (114)의 두 부분들이 각각의 롤러에 동조되는 도 9에서, 각각의 장력 센서는 쌍을 이루어 매체 웨브 (114) 각각의 부분에 대한 장력을 식별한다. 매체 웨브 하나의 표면이 각각의 롤러에 체결되는 실시태양들에서, 단일 장력 센서가 사용될 수 있다. 장력 센서들 (152A-152B)은 매체 웨브 (114)가 프린트 모듈들 (80-99)을 통과하여 프린트 구역에 진입할 때 매체 웨브 (114) 장력에 상응하는 신호들을 발생시킨다. 프린트 구역은 또한 잉크 도포 구역 또는 “분사 구역”이라고 알려져 있다. 장력 센서들 (154A-154B)은 프린트 구역중간 위치에 있는 정점 롤러 (120) 주위의 매체 웨브 장력에 상응하는 신호들을 발생시킨다. 장력 센서들 (156A-156B)은 매체 웨브 (114)가 프린트 구역을 나갈 때 레벨러 롤러 주위의 매체 웨브 장력에 상당하는 신호들을 발생시킨다. 장력 센서들 (152A-152B, 154A-154B, 156A-156B)은 작동적으로 제어기 (128)와 연결되고 제어기 (128)는 발생 신호들을 수신하여 동작 중 정점 롤러 (118) 및 매체 웨브 (114) 간의 장력을 감시한다.
매체에 직접 인쇄하는 상 변화 또는 고체 잉크 잉크젯을 활용하는 종래 시스템 (100)에서, 잉크는 분당 5백 피트 이상의 속도로 연속 웨브에 직접 분사된다. 이후 잉크는 펼쳐지고 히터 (130)에 의한 열 인가 및 가압 닙 (138)에 의한 압력으로 고착된다. 충분한 양의 박리제가 유지관리 유닛 (142)에 의해 도포되어 가열된 잉크가 연속 웨브에서 스프레더 드럼 (132) 표면으로 전달 (옵셋 이라고 알려짐)되는 것을 방지한다.
이제 도 1로 돌아가서, 선행 프린터 시스템 (100)은 박리제 복귀속도를 감시하고 박리제 분배기 (204) 및 계량장치 (206)를 포함하는 드럼 유지관리 유닛 (202)과 작동적으로 연결되는 박리제 “감지” 장치 (200)를 포함하도록 변형된다. 다른 실시태양들에서, 박리제 분배기 (204) 및 계량장치 (206)는 박리제 장치 (200)의 일부라고 고려된다. 또 다른 실시태양들에서, 박리제 장치 (200), 박리제 분배기 (204) 및 계량장치 (206)는 집합적으로 드럼 유지관리 유닛 (DMU)으로 고려된다. 일 실시태양에서, 계량장치 (206)는 계량 블레이드이다.
그러나 용이한 설명을 위하여 및 기재된 실시태양들의 다른 특징부들을 설명하기 위하여, 박리제 “감지” 장치 (200)는 공급 라인 (208) 및 복귀 라인 (210)을 통해 드럼 유지관리 유닛 (202)과 작동적으로 연결된다. 통 (212)은 스프레더 드럼 (132)에 도포되는 박리유 또는 간단히 오일이라고도 칭하는 박리제 (214)가 보관되는 저장소이다. 도시된 바와 같이, 통 (212)은 DMU (202)로부터 복귀 라인 (210)을 통해 과잉 박리제를 수용한다. 공급 라인 (208)은 통 (212)으로부터 공급 펌프 (216)를 통해 박리제 (214)를 인출하여 박리제를 박리제 분배기 (204)에 공급한다. 일 실시태양에서, 박리제 분배기는 중공 관이며 관 길이를 따라 다수의 구멍들이 배열되고, 각각은 박리제를 폼 롤러 표면에 적층 또는 떨어뜨리고 이는 다시 박리제를 스프레더 드럼 (132)에 도포한다. 계량 블레이드 (206)는 스프레더 드럼 (132) 표면에 인접하게 배치되고 스프레더 드럼 (132) 표면에서 박리제 (214)의 박층을 펼치거나 계량한다. 박리제는 스프레더 드럼 (132)에 도포되고 이는 다시 박리제를 매체/화상으로 전달할 수 있다. 스프레더 드럼 (132)에 의해 매체에 적층되는 박리제는 프린트 엔진 출구로 진행되고, 여기에서 박리제는 프린트 엔진 외부에 배치되는 인-라인 코팅 시스템 습윤 성능에 영향을 미친다.
우레탄 강성, 블레이드 자유 길이, 및 블레이드 두께와 같은 인자들이, 스프레더 드럼에 도포된 오일 막의 양(두께)에 영향을 줄 수 있다. 또한, 블레이드 수명 (즉 블레이드 모서리 또는 팁 마모 정도)이 스프레더 드럼에 도포되는 양에 영향을 줄 수 있다. 임의의 과잉 박리제가 계량 블레이드 (206) 일측에 접촉되고 복귀 라인 (210)을 통해 통으로 향한다. 복귀 라인 (210)이 오일 공급기 (204)를 통과하는 것으로 도시되지만, 다른 위치의 복귀 라인 (210)도 가능하다.
복귀 라인 (210)은 유량 검출기 (224)와 작동적으로 연결되고 이를 통해 박리제 (214)가 통 (212)으로 복귀되도록 흐른다. 유량 검출기 (224)는 계량 블레이드 (206)로부터 복귀되는 박리제 (214)의 유량을 측정한다.
인쇄 과정에서 사용되거나 소모되는 오일 양은 다수의 인자들에 따라 달라지고, 이중 하나는 도 2 그래프에 도시된 바와 같이 적용범위 비율 (%A/C)이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 오일 소모율은 적용범위비율에 따라 달라질 뿐 아니라, 오일 소모율은 연속 웨브 이송 속도 및 계량 블레이드 수명에 따라 달라진다. 예로써, 신품 계량 블레이드를 사용하면, 구품 계량 블레이드에서보다 오일이 덜 소모된다. 이러한 관계식은 웨브 이송 속도가 다르더라도 일반적으로 동일하게 적용된다.
도 3 그래프에서 더욱 도시된 바와 같이, 화상이 형성되는 웨브의 선형 피트 값에 기초한 소요 시간에 대한 오일 소모율은 화상이 형성되는 웨브의 선형 피트 값이 증가하면 증가된다. 또한 도 3은 한계 오일 소모량을 보이며 여기 이상의 박리제 양으로는 인-라인 코팅 시스템에서 “습윤성”의 문제를 초래할 수 있다. 예로써, 분당 6000 밀리그램 (mg) 이상의 오일 소모량은 너무 과량의 오일이 스프레더 드럼 표면 결과적으로 인쇄 매체/화상 에 도포되는 것이다. 이는 인쇄 매체/화상에 대한 인-라인 코팅액의 불량 습윤성으로 나타난다. 6000 mg/sec 이하에서는 양호한 인-라인 코팅액 습윤성이 보이고, 이에 따라 화상 내구성 문제 또는 기계 또는 시스템 고장을 실질적으로 줄이거나 없앨 수 있다. 도시된 바와 같이, 오일 소모율은 화상 형성 웨브의 대략 350,000 피트에서 한계값과 교차한다. 오일 소모량을 원하는 한계값 아래의 값으로 회복시키기 위하여, 상기 거리에서 계량 블레이드를 교체한다. 일 실시태양에서, 연속 웨브 백만 피트에 걸쳐 3회 계량 블레이드를 교체하면, 양호한 습윤성이 달성된다.
도 2 및 3의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 적용범위비율, 블레이드 수명, 처리되는 웨브 피트 및 엔진 속도는 오일 소모량에 영향을 미치고 이는 시스템 조작성 및 인쇄 성능 및 양호한 인-라인 코팅 성능을 나타낸다.
적당한 양의 박리제 소모를 유지하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 유량 검출기 (224) 및 이와 작동적으로 연결되는 제어기 (226)를 포함하는 제어시스템은 통 (212)으로의 박리제 (214) 복귀 유량을 감시한다. 일 실시태양에서 제어기 (226)는 프린터 제어기 예컨대 도 9의 프린터 (100) 제어기 (128) 내에 구현된다. 다른 실시태양에서, 제어기 (226)는 프린터 제어기와는 별개의 단독 제어기 또는 박리제 장치 (200)의 일부로 구현된다. 제어기 (226)는 프린터 조건들 (227)을 포함한 입력 정보를 처리하여 스프레더 드럼 (132) 및 가압 롤러 (140)를 포함하는 확산 장치의 가열된 스프레더 드럼 표면으로 웨브에서 고온 잉크 옵셋을 방지할 수 있는 최적 양의 박리제를 예측한다. 제어기 (226)는 피드 포워드 화상 픽셀 정보, 웨브 속도, 및 계량 블레이드 (206) 수명을 포함한 프린터 조건들뿐 아니라 라인 (228)으로 유량 검출기 (224)에 의해 제공되는 정보를 처리한다.
도 4는 박리제 장치 (200) 개략도가 도시되며, 여기에 공급 라인 (208)을 통한 박리제 초기 공급 유량 Q＇1, DMU 점적관으로의 이송 유량 Q＇2, 프린터에 의해 소모되는 박리제 양, 및 박리제 복귀속도, Q＇3, 복귀 라인 (210)을 따라 이동되는 박리제 유량이 도시된다. Q＇2는 박리제의 충분한 습윤성을 유지하고, 또한 잉크 옵셋 문제를 방지하기 위하여 제어되어야 할 중요한 속도이지만, 현장에서 비용 효율적으로 감시하기 위하여 Q＇2 유량을 결정하는 것은 문제가 있다고 확인되었다.
따라서 본 발명은 화상 적용범위, 계량 블레이드 수명 및 웨브 속도의 프린터 조건들을 포함한 피드 포워드 입력 정보로부터 예측 및 허용 Q＇2 값을 결정한다. 또한, 공급 펌프 (216) 사양을 활용하여 요구되는 공급 유량 Q＇1을 가정한다. 요구되는 복귀 유량 Q＇3은, Q＇1에서 Q＇2을 제하는 것과 동일하므로, 다음 식들에 기초하여 결정된다. 유량 Q＇2은, 상기된 바와 같이, 적용범위비율, 블레이드 수명, 및 엔진 속도의 함수로서 다음과 같다:
Figure 112014063224028-pat00001
식 중:
Figure 112014063224028-pat00002
다음 조건들에 대한 전달 함수 y는 다음과 같다:
*** 500fpm ＆ 신품 DMU 블레이드에 대한 전달 함수 ***
Figure 112014063224028-pat00003
변수들 K1, K2 및 K3은 다음과 같이 결정된다:
K 1 = 인쇄속도/500 = x 3 /500
식 중: x 3 = 인쇄 엔진 속도 (fpm.)
Figure 112014063224028-pat00004
식 중: x 2 = DUM 블레이드 수명 (웨브의 피트 단위)
Figure 112014063224028-pat00005
적용범위비율, 블레이드 수명, 및 엔진 속도에 대한 값들을 이용하여 Q＇2에 대한하나 이상의 값들을 계산하여, 오일 소모율이 허용 범위에 들어갈 때 결정된다.
오일 소모율이 허용 범위인지를 결정하기 위하여, 박리제의 복귀 유체 유량을 도 1의 유량 검출기 (224)로 감시한다. 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 유량 검출기 (224)는 박리제를 오일 공급 통 (212)으로 안내하는 복귀 라인 또는 도관 (210) 출구에 배치된다. 도 5의 유량 검출기는 복귀 라인 (210)과 작동적으로 연결되는 튜브 (230)를 포함한다. 튜브 (230)는 과잉 박리제가 흐르는 출구 오리피스 (232)를 포함한다. 튜브 (230) 및 출구 오리피스 (232) 각각은 예정된 형상을 포함하므로, 출구 오리피스 (232)에서 유출되는 박리제 유량이 결정될 수 있다. 박리제가 출구 오리피스 (232)를 나오면, 유동 박리제는 기계적 센서와 접촉하고, 이는 비틀림 스프링 (236)과 작동적으로 연결되는 아암 (234)를 포함한다. 비틀림 스프링 (236)은 예정 스프링 저항을 아암 (234)에 제공하여 접촉되는 유동 박리제 부재에서 아암은 실질적으로 출구 오리피스 (232)에서 나오는 박리제 흐름에 실질적으로 수직하게 유지된다. 유동 박리제 (240)에 의해 접촉될 때 아암 (234)의 제1 단 (238)은 도시된 바와 같이 하향 이동된다. 아암 (234)은 선회점 (242) 주위로 스프링 편향되므로, 제2 단 (244)은 도시된 바와 같이 상향 이동되어, 고유량 리밋 스위치 (246)와 접촉되고, 과량의 과잉 오일이 스프레더 드럼 (132)에 전달된다는 것을 나타낸다. 그러나 유동 박리제 (240)가 충분히 낮다면, 저유량 리밋 스위치 (248)가 제2 단과 접촉되고, 이는 스프레더 드럼 (132)를 습윤화하기에 불충분한 오일이 존재한다는 것을 의미한다.
각각의 고유량 리밋 스위치 (246) 및 저유량 리밋 스위치 (248)는 제어기 (226)와 작동적으로 연결된다. 리밋 스위치들 (246, 248)이 개방 및 폐쇄됨으로써 리밋 스위치들의 상태가 제어기로 제공되어 과잉 또는 불충분한 박리제를 나타낼 수 있다. 제어기 (226)는 잠재적 결함 조건을 나타내는 신호를 발생시킴으로써 고유량 조건 또는 저유량 조건에 반응하도록 구성된다. 결함 조건 신호는, 일 실시태양에서 경계 신호를 조작자의 수신기 (249) (도 1 참고)에 제공하고 이는 사용자 인터페이스에 가시화되는 시각적 경계 신호, 경계 음향, 또는 양자일 수 있다. 다른 실시태양에서, 제어기 (226)는 추가적인 손상이 없다고 확인되는 제어된 조건들에서 프린트 시스템을 중지시키도록 구성된다.
다른 실시태양들에서 수신기 (249)는 개인용 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 워크스테이션에 있는 컴퓨터 사용자 인터페이스 또는 프린터 사용자 인터페이스를 포함한다. 다른 실시태양들에서 수신기 (249)는 유선전화 또는 무선전화를 포함한다. 다른 실시태양들에서 전송되는 경계 신호는 음향 경계, 음성 메시지, 문자 메시지, 인스턴트 메시지 및 이메일 메시지, 또는 기타 경계 메시지 또는 신호를 포함하는 경계 신호이다. 결과적으로, 본원에 기재된 바와 같이, 수신기는 수신 장치에서 구현되고 이는 전송 경계 신호를 수신하여 사용자에게 프린터를 분석하여 스프레더에 도포되는 부정확한 양의 박리제로 인한 결함 조건 여부를 결정하도록 알리는 경계 메시지를 발생시킨다.
기본적인 기계식 센서가 도 5에 도시되지만, 임의의 대안적 감지 장치 예컨대 광학, 유도, 또는 기타 유형의 센서 예들도 사용될 수 있다.
예로써 도 6에 도시된 바와 같이, 일부만이 도시되는 지지구조체 (250)는 광섬유 송신기 (252) 및 광섬유 수신기 (254)에서 연장되는 광섬유 케이블들을 지지한다. 유체 흐름 (240)이 광섬유 수신기 (254)에 의해 감지되고 신호를 이와 작동적으로 연결되는 제어기 (226)로 전송한다.
도 7은 다른 예시적 유량 검출기 (224)를 도시한다. 본 실시태양에서, 유도 유량 감지 장치 (256)은 유체 흐름 (240)과 연결되는 지지구조체 (258)를 포함한다. 지지구조체는 유체 흐름 (240)을 통과하는 자기장을 형성하는 제1 자석 (260) 및 제2 자석 (262)을 지지한다. 제1 자석 (260) 및 제2 자석 (262)은 전자석들이고 반전 자장을 생성한다. 제1 전극 (264) 및 제2 전극 (266)은 유체 흐름 (240) 주위에 지지구조체 (258)에 의해 지지된다. 자석들은 유체 유로 (240)를 따라 유량에 의해 변경되는 자장을 유도한다. 각각의 전극들 (264, 266)은 작동적으로 감지 회로 (268)에 연결되어 제어기 (226)에 유체 흐름을 알리는 유체 흐름 신호가 발생된다.
복귀 경로 (210)에서 유체 흐름을 감지하여 정확하고, 간단하고, 비용 효율적으로 스프레더 드럼 표면으로의 박리제 공급 속도를 감시할 수 있다. 실제 복귀 유량이 정상 작동 범위 외로 결정되면, 기계 제어기 (226)는 경고 메시지를 조작자에 발생시키고 및/또는 제어된 프린트 시스템 중지를 수행한다. 이후 계량 블레이드를 조사하고 필요하면 교체하고 및/또는 필요하면 추가적인 유지관리 절차들이 수행되어 박리제 공급 시스템을 정상적인 상태로 회복시킨다. 본원에 기재된 유량 검출기를 포함한 박리제 장치는 스프레더 드럼 표면으로 박리제가 최적이 아닌 상태로 공급될 가능성을 크게 줄인다. 내구성 감소 또는 스프레더 드럼으로의 잉크 옵셋으로 인한 제품 문제는 줄어든다. 최선의 인-라인 코팅 성능을 위하여 스프레더 드럼 및 인쇄매체로의 박리제 전달이 최적화된다.
도 8은 스프레더 드럼에 도포되는 박리제 양이 잉크젯 프린터 기능을 불능하게 할 필요가 있는지에 대한 공정 블록도 (300)의 예시이다. 블록도 (300)는 잠재적 프린터 결함 조건들을 식별하기 위하여 과잉 박리제의 유량을 결정하는 방법을 기술한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예정량의 박리제를 잉크젯 프린터의 스프레더 드럼에 도포한다 (블록 302). 박리제가 스프레더 드럼에 도포되면, 과잉 박리제를 도포된 박리제로부터 수집한다 (블록 304). 수집된 과잉 박리제의 유량을 결정한다 (블록 306). 수집된 과잉 박리제의 유량이 결정된 후, 결정 유량 Q＇2을 예정 유량과 비교한다 (블록 308). 일 실시태양에서, 예정 유량은 결정 유량과 비교되는 최소 허용 유량이다. 결정 유량이 예정 유량 이상이면, 프린터는 인쇄 조작을 계속하고 박리제는 블록 (302)에서 도포된다. 그러나, 결정 유량이 예정 유량보다 적으면, 적어도 하나의 잉크젯 프린터 기능이 작동되지 않게 된다 (블록 310).
일 실시태양에서는, 너무 적은 박리제가 도포된 것을 의미하는 "하한치”, 최소 허용 유량이 결정되고, 다른 실시태양에서는, 너무 많은 박리제가 도포된 것을 의미하는 “상한치”가 결정된다. 또 다른 실시태양에서, “하한치” 및 “상한치” 모두가 결정되어 너무 많은 또는 너무 적은 박리제가 도포되었는지를 평가한다. 도포된 박리제가 하한치 이하이면, 스프레더 드럼으로의 고온 잉크 옵셋이 발생될 수 있다. “하한치” 조건이 발생되면, 너무 적은 박리제에 의한 시스템 결함은 통 누설, 통 및 박리제 도포기를 연결하는 박리제 장치의 관 누설, 또는 부적당한 펌프 작동이 원인일 수 있다. 너무 많은 박리제가 확산 장치에 도포되면, 박리제 도포기는 손상되거나 충분히 마모되어 너무 많은 박리제를 스프레더 드럼을 포함한 스프레더 장치에 잔류시킨다. 이러한 경우 스프레더 드럼 및 인쇄매체로 전달되는 박리제 양은 과도하고 최선의 인-라인 코팅과 최적화되지 않는다. 결과적으로, 수집된 박리제가 "범위-외” 조건, “상한치” 이상 또는 “하한치” 이하 조건을 나타내면, 결함 조건이 검출되고 적어도 하나의 잉크젯 프린터 기능이 불능하게 되거나 또는 프린터 사용자가 검토할 수 있도록 경계 신호를 발생시킨다.

Claims (17)

  1. 프린트 시스템으로서,
    화상 데이터에 응답하여 기록 매체의 연속 웨브 상에서 상변화 잉크를 적층 (deposit) 하도록 구성되는 프린트헤드;
    상기 연속 웨브가 이동하는 가압 닙을 규정하는 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하는 확산 장치로서, 상기 연속 웨브 상에 적층된 상기 상변화 잉크는 상기 가압 닙에서 상기 연속 웨브에 고착되는, 상기 확산 장치; 및
    공급 경로를 따라 상기 제1 롤러로 액체 박리제를 이송하고 복귀 경로를 따라 상기 액체 박리제를 수집하도록 구성되는 박리제 장치로서, 상기 박리제 장치는 상기 복귀 경로에 배치된 유량 검출기를 포함하고, 상기 유량 검출기는 상기 제1 롤러로 이송되는 박리제의 양을 나타내는 유량 신호를 제공하도록 선회 아암, 편향 부재 및 적어도 하나의 스위치로 구성되는, 상기 박리제 장치를 포함하는, 프린트 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어기를 추가로 포함하고,
    상기 제어기는 상기 유량 검출기에 작동 연결되고 상기 유량 신호를 수신하고 이에 응답하여 상기 제1 롤러로 이송되는 박리제의 양이 불충분하다는 것을 나타내는 경계 신호를 전송하도록 구성되는, 프린트 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기는 적어도 하나의 프린터 조건에 따라 결정된 유량이 불충분한 지를 결정하도록 구성되는, 프린트 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프린터 조건은 웨브 특성을 포함하는, 프린트 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 웨브 특성은 상기 박리제의 확산 동안 상기 가압 닙을 통해 이동하는 웨브의 양을 포함하는, 프린트 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 웨브 특성은 웨브 속도를 포함하는, 프린트 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 웨브 특성은 웨브 잉크 적용범위 (web area ink coverage) 를 포함하는, 프린트 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어기는 화상 데이터를 분석하여 상기 웨브 잉크 적용범위를 결정하도록 구성되는 화상 분석기를 추가로 포함하는, 프린트 시스템.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 유량 검출기는 수집된 상기 박리제와 접촉하는 상기 복귀 경로를 따라 배치되는, 프린트 시스템.
  10. 제2 롤러를 또한 갖는 스프레더 장치의 제1 롤러에 액체 박리제를 도포하는 방법으로서,
    잉크젯 프린터는 이송 속도로 기록 매체의 연속 웨브를 이송하도록 구성되고, 상기 연속 웨브 상에서 화상이 상기 웨브에 적층된 상기 잉크를 고착시키도록 상기 스프레더 장치의 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이를 통과하기 전에 상기 연속 웨브 상에서 화상을 형성하도록 화상 데이터를 참조하여 상기 연속 웨브 상에서 상변화 잉크를 적층하는 프린트헤드를 갖고,
    상기 방법은,
    상기 스프레더 장치의 상기 제1 롤러에 사전 결정된 양의 상기 액체 박리제를 박리제 장치로 도포하는 단계;
    도포된 상기 박리제로부터 과잉 박리제를 상기 박리제 장치로 수집하는 단계;
    상기 제1 롤러로부터 복귀 경로에 위치되고, 선회 아암, 편향 부재 및 적어도 하나의 스위치로 구성된 유량 검출기로 상기 과잉 박리제가 수집된 유량을 판별하는 단계 및
    상기 잉크젯 프린터의 적어도 하나의 작동 특성에 기초하여 사전 결정된 유량값보다 적은 판별된 상기 유량에 응답하여 상기 상변화 잉크의 적층을 중지하도록 상기 잉크젯 프린터의 적어도 하나의 기능을 불능으로 만드는 단계를 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    결정된 상기 유량이 상기 사전 결정된 유량값보다 적다면 경계 신호를 발생하는 단계를 추가를 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 작동 특성은 웨브 특성인, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 웨브 특성은 상기 연속 웨브의 상기 이송 속도, 상기 박리제의 도포 중에 화상 형성되는 상기 연속 웨브의 길이, 및 상기 제1 롤러에 상기 박리제의 도포 중에 화상 형성되는 상기 연속 웨브 상에 적층되는 잉크의 양 중 적어도 하나인, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    등식의 변수들이 상기 연속 웨브의 상기 이송 속도, 상기 박리제의 도포 중에 화상 형성되는 상기 연속 웨브의 길이, 및 상기 제1 롤러에 상기 박리제의 도포 중에 화상 형성되는 상기 연속 웨브 상에 적층되는 잉크의 양 중 하나를 포함하는 상기 등식을 풀어서 상기 사전 결정된 유량값을 연산하는 단계를 추가로 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    결정된 상기 유량의 사용을 경계하도록 수신기로 상기 경계 신호를 전송하는 단계를 추가로 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신기로 상기 경계 신호를 전송하는 단계는, 상기 수신기가 컴퓨터 사용자 인터페이스 및 폰 중 하나를 포함하는 상기 수신기로 상기 경계 신호를 전송하는 것을 추가로 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수신기로 상기 경계 신호를 전송하는 단계는 사운드 경계, 보이스 메시지, 텍스트 메시지, 즉석 메시지 및 이메일 메시지 중 하나를 포함하는 바와 같은 상기 경계 신호를 전송하는 것을 추가로 포함하는, 액체 박리제를 도포하는 방법.
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