TWI566956B - 熱感應印表機及驅動系統 - Google Patents

Description

熱感應印表機及驅動系統

本發明係關於熱感應印刷。特定言之，本發明揭示一種用於在接收器介質上印刷而不損壞該介質之印表機設備及方法。

當前，大部分熱感應印表機藉由使用具有銳峰(如圖3A至3B所示)之一絞盤滾筒達成可接受的色彩對色彩影像配準，該等銳鋒穿透該接收器達到最佳牽引力以在接收器運輸期間避免滑動。雖然此方法因所產生之印記在印刷品之背側上而未對一單工印刷品造成重大問題，但是對於雙工印刷品而言，此未經改良之方法在建構有一雙面空層之熱感應接收器介質上留下明顯的壓痕印記。該等壓痕印記出現在該印刷品之影像區域中。此等壓痕印記或凹陷使來自染料供應網片之染料不可到達該接收器介質從而在該印刷品上留下未著色區域，諸如白點。應注意，本發明絕非僅限於雙工印刷方法，因為可在非雙工印刷系統中實施當前揭示之方法及設備之非穿孔設計。

本發明之較佳實施例併入一侵蝕性較小的絞盤滾筒設計以及一較軟壓送滾筒之使用以消除熱感應接收器中之壓痕印記。為補償該接收器上之侵蝕性較小的夾具，可控制地減小跨該絞盤之一張力差。在印刷期間藉由增加該絞盤之滾筒側上之接收器中之張力，產生一可接受的色彩對色彩 影像配準。如圖4A至4B中所示，該絞盤使用脊部沿該滾筒之長度平行於該滾筒之旋轉軸延伸之一直立(縱向)滾花圖案。以每英寸10個脊部至30個脊部之一頻率安置該等脊部。此等脊部之深度為至少10微米。達成高牽引力、無印記表面之其他方法包含使用電漿塗層、薄彈性塗層及增加該接收器圍繞該絞盤之繞角。在一雙工印表機之情況中，無論該印表機是否併入該接收器之兩側上具有印刷頭之一單網片路徑或用於個別成像薄板之每一側之獨立網片路徑，本發明皆適用。

本發明之一較佳實施例之壓送滾筒由覆蓋有具有在自20至60之範圍內之一肖氏-A硬度計的一彈性材料之一鋼軸件組成，其中一50微米鐵氟龍(Teflon)套筒覆蓋該彈性體。接收器之在一印刷階段期間產生的、在該接收器滾筒與該絞盤之間(區域108)之張力應維持在大於該絞盤與熱感應印刷頭之間(區域107)存在之張力之50%。此總計為小於跨該絞盤滾筒之50%張力差。本發明之此等較佳實施例不需要降低印刷速度。

本發明之一較佳實施例包含一印表機，該印表機包括用於在一接收器上施加熱感應介質之一熱感應印刷頭、安置於該熱感應印刷頭與一批接收器介質之間用於控制該接收器至該印刷頭之一饋送之一絞盤滾筒，及用於維持接收器在該批接收器與該絞盤滾筒之間之一最小張力。該絞盤滾筒用具有至少約10微米之一深度之一縱向滾花圖案獨特地滾花，且不含有可穿透該接收器之銳點。相反，該絞盤滾 筒包括一高牽引力、無印記表面。一壓送滾筒在與該絞盤滾筒相鄰處形成用於該接收器之一輥隙。該壓送滾筒於其上包括具有在自約20至約60之範圍內(較佳地接近約40)之一肖氏-A硬度計之一彈性材料。用於維持張力之構件包括一馬達及驅動固持該批接收器之滾筒之一扭力限制器。替代地，該馬達及該扭力限制器可被施加於介於該批接收器與該絞盤滾筒之間之一第二對滾筒。在任何一實施例中，該接收器在該接收器與該絞盤滾筒相鄰之一區域中維持在一拉緊狀態中。此受控之張力有助於使一印刷配準維持在一預選容差內。

本發明之另一較佳實施例包括具有形成用於朝一印刷頭饋送一接收器介質之一輥隙之一第一對滾筒之一驅動系統。一接收器供應滾筒具有纏繞於其上之一批接收器，且供應該接收器至該第一對滾筒。用於維持一最小張力之一構件在該接收器供應滾筒與該第一對滾筒之間之一區域中作用於該接收器。該構件可包含用於使該接收器供應滾筒可控制地旋轉一控制構件以維持最小張力，或其可在該接收器供應滾筒與該第一對滾筒之間包含一第二對滾筒。該第二對滾筒回應於該接收器穿過該第一對滾筒之一移動來控制接收器在該第二對滾筒與該第一對滾筒之間之一張力。

本發明之另一較佳實施例包括一印表機，該印表機包含其上用於印刷之接收器介質之一供應滾筒。該印表機中之複數個滾筒饋送該接收器介質穿過該印表機。用於維持該 接收器介質在該供應滾筒與一對該複數個滾筒之間之一預選張力之一構件可包含具有一扭力限制器之一馬達。該馬達可附接至該供應滾筒以驅動該供應滾筒。替代地，該馬達可附接至與該供應滾筒相鄰之一對選用滾筒。該對複數個滾筒(並非指該選用滾筒對)包括具有一高牽引力、無印記表面之一絞盤滾筒，該絞盤滾筒可包括一縱向滾花圖案。

當結合下列描述及隨附圖式考慮時將更好地明白並瞭解本發明之此等及其他態樣及目的。然而，應瞭解，當指示本發明之較佳實施例及其大量特定細節時，下列描述藉由圖解給定且無限制。例如，上文之發明內容無意描述元件不可互換之個別獨立實施例。事實上，被描述為與一特定實施例有關之許多元件可與其他所描述之實施例之元件一起使用，且可能與其等互換。在不脫離本發明之精神之情況下可在本發明之範疇內作出許多改變及修改，且本發明包含全部此等修改。而且應注意，解決此問題之其他方法可包含消除絞盤及使壓紙滾筒成為主驅動滾筒，或在一雙工印表機之情況中，包含在該絞盤留下之諸孔上方印刷之前填充該等孔或在該等孔上方塗佈。下文圖式並非意欲關於相對大小、角度關係或相對位置按任何精確尺度繪製，亦非關於可互換性、替代或一實際實施方案之代表按任何組合關係繪製。

參考圖1，圖解說明一熱感應印表機之驅動系統之一部 分。如所示接收器105之一供應滾筒106藉由接收器前進經過熱感應印刷頭101而饋送穿過一熱感應印表機100，如藉由熱感應滾筒102、壓送滾筒104及絞盤滾筒103所饋送。如先前技術中熟知，以預定圖案在該接收器上施加染料的供應網片109(經部分圖解說明)。在該染料供應網片以該等預定圖案施加若干色彩期間使該接收器反覆反向並印刷。相對於接近區域108之接近區域107中之張力影響該絞盤滾筒及該壓送滾筒有效控制該接收器穿過該等滾筒之移動之一能力。

本發明之一較佳實施例包括一侵蝕性較小的絞盤滾筒103設計，如圖4A至4B中圖解說明，其中一滾花圖案提供並不像圖3A至3B中展示之絞盤滾筒之帶尖物組態般穿孔接收器105之一表面之一無尖物組態。連同一較軟壓送滾筒104，當熱感應接收器在絞盤滾筒103與壓送滾筒104之間經過時，該熱感應接收器中未形成壓痕印記。為補償該接收器上之侵蝕性較小的夾具，減小接近區域107及108中跨絞盤之一張力差。在印刷期間藉由增加該絞盤之滾筒側上接收器中之張力，產生一可接受的色彩對色彩影像配準。接近區域108中之張力之此增加減小跨絞盤滾筒103之張力差。

參考圖2，可藉由對用於接收器供應滾筒206之驅動馬達之輸出提供一大小適當的離合器(扭力限制器)(未展示)達成對該接收器之接近區域208中之張力之控制。該離合器控制可用以調整接收器在接近區域208中之張力。 用於控制該接收器之接近區域208中之張力之一替代性方法包含添加將同樣藉由在其輸出上具有一大小適當的離合器之一馬達驅動之滾筒210。此將使張力受控之接近區域208之長度減小為如虛線208a指示之接近部分之長度。在一較佳實施例中，在熱感應印表機100之一正向饋送印刷階段期間接收器供應滾筒206或諸滾筒210饋送接收器205將會比該絞盤快，因此導致該離合器滑動並維持一恆定扭力，且在該熱感應印表機100之回轉階段期間反向饋送該接收器比該絞盤慢，再次導致該絞盤滑動並維持一恆定扭力。此等調整(對前向饋送之一調整及對反向饋送之一調整)二者皆增加該接收器在接近區域208中之張力。

如圖4A至4B中所示，絞盤203使用脊部沿該滾筒之長度平行於該滾筒之旋轉軸延伸之一直立滾花圖案。以每公分10個脊部至30個脊部之一頻率於至少10微米之一深度處安置該等脊部。

該壓送滾筒由覆蓋有具有在自20至60之範圍內之一肖氏-A硬度計之一彈性材料之一鋼軸件組成，其中一50微米鐵氟龍套筒覆蓋該彈性體。此較佳實施例係習知彈性體滾筒蓋之一較軟及較薄版本。一較軟壓送滾筒有助於消除該接收器中之印記，但通常由於牽引力較低而使該接收器產生更多滑動量。控制該絞盤滾筒之兩側上接收器中之張力可減小或消除滑動量。該接收器之在印刷期間產生的在該接收器滾筒與該絞盤之間(接近區域108)之張力應比該絞盤與該熱感應印刷頭之間(接近區域107)存在之張力大 出約50%。此百分比高於熱感應印表機中通常存在之不規則張力。

用於接收器供應滾筒206或諸滾筒210或用於二者之離合馬達經設計以提供控制在接近區域108處施加於該接收器之張力總量之一預設計負載。可藉由監控該印表機之效能，精細地調諧手動試驗及誤差離合器調整，接著手動地使該離合器設定留在所要調整點。在設計階段期間可進行此程序以建立一出廠設定。取決於該印表機之設計，諸如熱感應頭拖曳及絞盤牽引力之特性在該接收器滾筒與該絞盤之間可或多或少需要張力以達成適當的影像配準。該接收器滾筒直徑在自約7英寸(當完整時)至約3.5英寸(當空乏為卷軸直徑時)之範圍內，在接收器介質之空乏期間應藉由控制馬達速度及扭力補償此變化。在八英寸印表機寬度中，一完整滾筒重約5至6磅。若該離合器正在驅動紙滾筒，則必須基於印刷循環期間之最小可能滾筒直徑及基於回轉循環期間之最大可能直徑判定該馬達輸出之RPM以確保該離合器適當地滑動並維持張力。若該離合器正在驅動一第二對滾筒(例如，交替滾筒210)，則不再關注該滾筒直徑。

該離合器藉由將其之部分附接至該軸件且另一同心部分(其附接至諸如一齒輪或滑輪之一驅動組件)而操作。該離合器之此兩個部分僅藉由在發生該離合器之一半部分相對於另一部分滑動時產生一限定量扭力之摩擦力而彼此耦合。通常，此摩擦力耦合可經調整以控制機械傳輸扭力 量。

為判定該離合器必須傳輸至該接收器以達成精確配準之一扭力值，可依逐步方式改變該扭力直到色彩對色彩配準處於規格內。一些可能改變該扭力以判定一可接受值之方式係使用一可調離合器、一系列固定值離合器或附接至該紙滾筒之一滑輪及計重系統。無論該離合器是否正在驅動該紙滾筒或一第二對滾筒，皆可使用此相同技術。張力控制之精確度將取決於該絞盤滾筒之夾取容量。該夾取容量愈小，更需要控制張力。

控制張力之其他更精確方法包含(1)使用一個三滾筒離合器，中間滾筒係一「跳動」滾筒，其具有近似180°之一繞角並施加一恆定力於該網片(接收器)上；及(2)使用一封閉迴路系統，其中一張力感應器回饋一信號至驅動該接收器供應滾筒206或該第二對滾筒210之一DC馬達。

參考圖5，試驗測試用如此圖式中所示之所得資料點量測軌道內配準(即，與穿過該印表機之接收器移動相同之方向)。測試程序使用直立滾花的絞盤滾筒502，如上文所述，變化的壓送滾筒503(pinch roller)硬度修改、用壓送滾筒彈簧504施加之不同的壓送滾筒壓力修改及亦經由彈簧施加之不同的(印刷)頭負載彈簧505壓力修改。圖表中展示此等不同的(印刷)頭負載彈簧505壓力修改之各者存在一資料點，使用如所示之該等不同的壓送滾筒修改及壓送滾筒壓力修改重複此等修改之測試。水平基線501指示約- 6/1000英寸之一較佳最小軌道內效能。為圖解說明所示之圖表相對於此-6效能之比例，頭負載彈簧505值3.2、壓送滾筒彈簧504值3.8及壓送滾筒503值40肖氏A硬度計處之資料點展示近似-18/1000英寸之一軌道內效能。

參考圖6，試驗測試用如此圖式中所示之所得資料點量測跨軌道配準(即，垂直於軌道內配準)。測試程序使用直立滾花的絞盤滾筒602，如上文所述，變化的壓送滾筒603硬度修改、用壓送滾筒彈簧604施加之不同的壓送滾筒壓力修改及亦經由彈簧施加之不同的(印刷)頭負載彈簧605壓力修改。圖表中展示的此等不同的(印刷)頭負載彈簧605壓力修改之各者存在一資料點，使用如所示之該等不同的壓送滾筒修改及壓送滾筒壓力修改重複此等修改之大部分測試。水平基線601、606指示介於+6/1000英寸與-6/1000英寸之間之一較佳效能視窗，其中虛線607指代零跨軌道誤差。用40肖氏A硬度計之壓送滾筒硬度、4.9之壓送滾筒彈簧張力(以千克力衡量)及2.8及3.2之頭負載彈簧量值(亦以千克力衡量)達成最接近此圖式中指示之零跨軌道誤差之兩個效能。

參考圖7，試驗測試用如此圖式中所示之所得資料點量測接收器中藉由絞盤滾筒702產生之壓痕印記。測試程序使用直立滾花的絞盤滾筒702，如上文所述，變化的壓送滾筒703硬度修改、用壓送滾筒彈簧704施加之不同的壓送滾筒壓力修改及亦經由彈簧施加之不同的(印刷)頭負載彈簧705壓力修改。圖表中展示此等不同的(印刷)頭負載彈簧 705壓力修改之各者存在一資料點，使用如所示之該等不同的壓送滾筒修改及壓送滾筒壓力修改重複此等修改之大部分測試。水平基線701指示所得效能。最低線指示該壓痕對肉眼不可見，且需要看得見之一迴路；第二最低水平線指示肉眼可見但並不明顯之一壓痕印記。剩餘三個水平線以一上升級數指示明顯度漸增之壓痕印記。具有較不明顯的壓痕印記之效能較佳。

參考圖8A及8B，試驗測試分別用施加於區域108中之接收器之變化的張力、用如此圖式中所示之所得資料點量測軌道內及跨軌道配準。藉由可量測地控制施加於供應滾筒106之扭力進行測試程序。水平基線801、802指示約-6/1000英寸之一較佳最小軌道內及跨軌道效能。如圖8A中圖解說明，使用近似7牛頓的附加張力達成具有零誤差之軌道內配準。圖8B中展示之跨軌道配準在此量值之附加張力下開始偏離至基線以下。

100‧‧‧熱感應印表機

101‧‧‧印刷頭

102‧‧‧滾筒

103‧‧‧滾筒

104‧‧‧滾筒

105‧‧‧接收器

106‧‧‧供應滾筒

107‧‧‧區域

108‧‧‧區域

109‧‧‧供應網片

200‧‧‧印刷系統

201‧‧‧印刷頭

202‧‧‧滾筒

203‧‧‧滾筒

204‧‧‧滾筒

205‧‧‧接收器

206‧‧‧接收器供應滾筒

207‧‧‧接收器區域

208‧‧‧接近區域

208a‧‧‧虛線

210‧‧‧滾筒

220‧‧‧方向

221‧‧‧方向

501‧‧‧水平基線

502‧‧‧絞盤滾筒

503‧‧‧壓送滾筒

504‧‧‧壓送滾筒彈簧

505‧‧‧頭負載彈簧

601‧‧‧水平基線

602‧‧‧絞盤滾筒

603‧‧‧壓送滾筒

604‧‧‧壓送滾筒彈簧

605‧‧‧頭負載彈簧

606‧‧‧水平基線

607‧‧‧虛線

701‧‧‧水平基線

702‧‧‧絞盤滾筒

703‧‧‧壓送滾筒

704‧‧‧壓送滾筒彈簧

705‧‧‧頭負載彈簧

801‧‧‧水平基線

802‧‧‧水平基線

圖1圖解說明一接收器饋送機構。

圖2圖解說明具有張力控制滾筒之一接收器饋送機構。

圖3A至3B圖解說明一銳點絞盤滾筒之圖。

圖4A至4B圖解說明一縱向滾花滾筒之圖。

圖5使用不同修改圖解說明軌道內資料點。

圖6使用不同修改圖解說明跨軌道資料點。

圖7使用不同修改圖解說明壓痕印記資料點。

圖8A至8B使用不同的接收器張力圖解說明軌道內及跨 軌道配準效能。

200‧‧‧印刷系統

201‧‧‧印刷頭

202‧‧‧滾筒

203‧‧‧絞盤滾筒/絞盤

204‧‧‧滾筒

205‧‧‧接收器

206‧‧‧接收器供應滾筒

207‧‧‧接收器區域

208‧‧‧接近區域

208a‧‧‧虛線

210‧‧‧滾筒

220‧‧‧方向

221‧‧‧方向

Claims (12)

1. 一種熱感應印表機，其包括：一熱感應印刷頭，其用於施加熱感應介質於一接收器上；一絞盤滾筒，其安置於該熱感應印刷頭與一批該接收器之間以控制該接收器至該印刷頭之一饋送；及一馬達及一扭力限制器，其用於維持該接收器在該批接收器與該絞盤滾筒之間之一最小張力。
2. 如請求項1之熱感應印表機，其中該絞盤滾筒包括一縱向滾花圖案。
3. 如請求項1之熱感應印表機，其中該絞盤滾筒包括一高牽引力、無印記表面。
4. 如請求項3之熱感應印表機，其在與該絞盤滾筒相鄰處進一步包括一壓送滾筒，該壓送滾筒用於在其與該絞盤滾筒之間形成用於該接收器之一輥隙，該壓送滾筒於其上包括一彈性材料，該彈性材料具有在自約20至約60之範圍內之一肖氏-A硬度計。
5. 如請求項2之熱感應印表機，其中該縱向滾花圖案之一深度為至少約10微米。
6. 如請求項1之熱感應印表機，其中該馬達可控制地旋轉該批接收器。
7. 如請求項1之熱感應印表機，其中該馬達控制一對位在該批接收器與該絞盤滾筒之間之滾筒。
8. 如請求項1之熱感應印表機，其中該馬達及該扭力限制 器在該接收器與該絞盤滾筒相鄰之一區域中使該接收器維持在一拉緊狀態中。
9. 如請求項1之熱感應印表機，其中該馬達及該扭力限制器使一印刷配準維持在一預選容差內。
10. 一種驅動系統，其包括：一第一對滾筒，其等形成一輥隙且具有朝一印刷頭行進穿過該輥隙之一接收器；一接收器供應滾筒，其具有纏繞於其上之一批該接收器以供應該接收器至該第一對滾筒；及一馬達及一扭力限制器，其用於維持該接收器介於該接收器供應滾筒與該第一對滾筒之間之一區域之一最小張力。
11. 如請求項10之系統，其中該馬達及扭力限制器可控制地旋轉該接收器供應滾筒以維持該接收器介於該接收器供應滾筒與該第一對滾筒之間之該區域之最小張力。
12. 如請求項10之驅動系統，其中該系統包括一第二對滾筒，該第二對滾筒具有自該接收器供應滾筒朝該第一對滾筒行進穿過該接收器供應滾筒與該第一對滾筒之間之接收器，該第二對滾筒用於回應於該接收器穿過該第一對滾筒之一移動控制該接收器在該第二對滾筒與該第一對滾筒之間之一張力。