專(zhuān)利名稱(chēng)：印刷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷設(shè)備，尤其涉及熱轉(zhuǎn)印設(shè)備。
背景技術(shù)：
熱轉(zhuǎn)移套印設(shè)備通常包括具有線性陣列或二維陣列的熱元件的熱印刷頭。在使用時(shí)，根據(jù)表示待印刷的圖像的數(shù)據(jù)(例如，來(lái)自計(jì)算機(jī)或掃描裝置的輸出數(shù)據(jù))，熱印刷元件被選擇性地供電。使熱印刷頭與承載熱熔性油墨或熱熔性蠟的條或帶接觸，將該條或帶夾在熱印刷頭和基底之間。接著，對(duì)熱印刷頭中的元件的選擇性供電弓I發(fā)熱熔性油墨從條到基底的轉(zhuǎn)移。本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)意識(shí)到，由熱印刷頭所提供的印刷質(zhì)量在很大程度上取決于熱印刷頭通過(guò)該條施加到印刷的基底上的壓力。已經(jīng)提出了許多不同形式的設(shè)備以控制印刷頭施加到基底上的壓力。一種常見(jiàn)形式的設(shè)備結(jié)合電磁控制裝置使用通過(guò)氣壓回路輸送的壓縮空氣來(lái)控制氣壓。該方法具有的缺陷是，難以改變壓力設(shè)置以產(chǎn)生不同的質(zhì)量和/或不同厚度的待印刷的基底。日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.4128053中描述另一形式的設(shè)備，其教導(dǎo)了使用壓縮彈簧形式的彈性構(gòu)件而在印刷頭和基底之間產(chǎn)生壓力。英國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2294907中描述了另一個(gè)示例，其教導(dǎo)了使用步進(jìn)馬達(dá)結(jié)合彈性構(gòu)件來(lái)驅(qū)動(dòng)印刷頭與基底接觸預(yù)定的步長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)所需的壓力。所描述的現(xiàn)有技術(shù)具有許多缺陷。其中的一個(gè)缺陷是，施加的壓力在一定程度上取決于基底的硬度。該問(wèn)題通常可通過(guò)校正和控制多個(gè)能夠使打印設(shè)置進(jìn)入控制計(jì)算機(jī)并且儲(chǔ)存到控制計(jì)算機(jī)中的構(gòu)件得以克服?，F(xiàn)有技術(shù)形式的設(shè)備存在的另一問(wèn)題是:由于控制機(jī)構(gòu)通過(guò)使印刷頭逐漸降低來(lái)補(bǔ)償變薄的基底，因此用于施加壓力的控制機(jī)構(gòu)是單向的。然而，應(yīng)該理解，如果基底變厚，則壓力將增加。因此，這種類(lèi)型的印刷機(jī)的典型應(yīng)用受限于厚度得到很好的控制且基本上是平坦的基底。此外，在使用時(shí)，印刷頭必須在兩次印跡之間撤回，從而重設(shè)施加的壓力。本發(fā)明的目的在于提供一種熱印刷設(shè)備，其在一定程度上至少減少上文提到的問(wèn)題；或者至少提供一種新的且有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在一方面中，本發(fā)明提供一種控制印刷頭施加的壓力的方法，所述印刷頭形成熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的一部分，所述設(shè)備包括用于待印刷的基底的支撐面、熱印刷頭、和朝向所述支撐面移動(dòng)所述熱印刷頭的驅(qū)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)部件包括可彈性變形的構(gòu)件，當(dāng)所述印刷頭接觸所述支撐面上的基底時(shí)該構(gòu)件變形，所述方法特征在于:該方法包括檢測(cè)所述印刷頭的位置以及所述可彈性變形的構(gòu)件的變形。優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)部件包括步進(jìn)馬達(dá)，并且使用取決于電磁傳感器的響應(yīng)的控制回路來(lái)確定所述可彈性變形的構(gòu)件的變形，所述電磁傳感器檢測(cè)被定位成監(jiān)控所述印刷頭的位移的磁體。優(yōu)選地，所述方法還包括:執(zhí)行校正功能以確保，當(dāng)所述電磁傳感器的根據(jù)印刷頭的移動(dòng)的響應(yīng)基本上為線性時(shí)，所述可彈性變形的構(gòu)件的變形被確定。優(yōu)選地，所述方法包括進(jìn)一步執(zhí)行校正以確保的所述可彈性變形的構(gòu)件的恒定變形，而不受溫度影響。在第二方面中，本發(fā)明提供一種熱轉(zhuǎn)印設(shè)備，其具有用于待印刷的基底的支撐面、熱印刷頭、和使所述熱印刷頭朝向所述支撐面移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，所述設(shè)備特征在于:所述設(shè)備包括在所述驅(qū)動(dòng)部件內(nèi)的可彈性變形的構(gòu)件，當(dāng)所述印刷頭接觸所述支撐面上的基底時(shí)該可彈性變形的構(gòu)件變形；以及監(jiān)控所述印刷頭的位置和所述可彈性變形的構(gòu)件的變形的一個(gè)或多個(gè)傳感器。優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器包括電磁傳感器。優(yōu)選地，所述電磁傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器?？蓤?zhí)行本發(fā)明的許多變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。下面的描述僅僅作為執(zhí)行本發(fā)明的一種方式的示例，且沒(méi)有對(duì)變型或等同物的說(shuō)明不應(yīng)視為限制本發(fā)明。只要可能，則特定元件的描述應(yīng)當(dāng)視為包括不論是現(xiàn)在還是將來(lái)的其任何等同物和全部等同物。


現(xiàn)將參考附圖描述包含本發(fā)明的各個(gè)方面的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的一個(gè)運(yùn)行實(shí)施方式，其中:圖1示出根據(jù)本發(fā)明的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的從前面觀看的正視圖；圖2示出在圖1中示出的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的平面圖(從相反的一側(cè)觀看)；圖3示出用于使在“上方”位置的印刷頭在豎向上移位的傾翻機(jī)構(gòu)的端部示意圖；圖4示出與圖3類(lèi)似、但印刷頭在“下方”位置上的視圖；圖5示出在校正階段中采集的三個(gè)傳感器根據(jù)印刷頭位置變化的響應(yīng)；圖6示出在該基底存在時(shí)在校正階段一個(gè)傳感器根據(jù)印刷頭位置變化的實(shí)時(shí)響應(yīng)；和圖7示出三個(gè)傳感器的響應(yīng)隨著溫度的變化，這三個(gè)傳感器的輸出在圖5中示出。
具體實(shí)施例方式圖1至圖4示出體現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的優(yōu)選形式。在該形式中示出的熱印刷頭10附接至可使該印刷頭在豎向上朝向和遠(yuǎn)離基底支撐件12移動(dòng)的托架11?；字渭?2可以是該設(shè)備的一部分，或者可以提供為環(huán)境的一部分，在使用中，該設(shè)備安裝在該環(huán)境中。然后，托架11附接至驅(qū)動(dòng)帶13，該驅(qū)動(dòng)帶允許印刷頭在沿著水平軸線的兩個(gè)方向上移動(dòng)。為此，驅(qū)動(dòng)帶安裝在一對(duì)被隔開(kāi)的滾輪14上，并且應(yīng)該理解，滾輪14的旋轉(zhuǎn)方向決定托架11在水平方向上的移動(dòng)方向。以常規(guī)的方式，將印刷頭10朝向基底支撐件12降低，使浸滿(mǎn)油墨的條或帶15移位與由基底支撐件12支撐的基底16相接觸。然后，印刷頭10內(nèi)的元件被選擇性啟動(dòng)以加熱帶15中的油墨并且將該油墨從帶15轉(zhuǎn)移至基底16。
在示出的形式中，通過(guò)安裝在樞軸桿20上的傾翻單元實(shí)現(xiàn)托架11的豎向移動(dòng)。傾翻單元包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在樞軸桿20上的一對(duì)端組件21。端組件21通過(guò)軌條22相互連接以確保該端組件一起樞轉(zhuǎn)。在每一組件21中限定槽23且在該槽內(nèi)安裝扇形齒輪24，該扇形齒輪24可以相對(duì)于其所在的槽在豎向上滑動(dòng)。彈性構(gòu)件，優(yōu)選盤(pán)簧25，設(shè)置在各個(gè)扇形齒輪24和相應(yīng)的端組件21之間，使得扇形齒輪24的位移可被轉(zhuǎn)移至安裝該扇形齒輪24的端組件。提供具有輸出小齒輪27的一對(duì)步進(jìn)馬達(dá)26，該輸出小齒輪27嚙合扇形齒輪24。因此，步進(jìn)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)引起扇形齒輪的移位從而使端組件21和軌條22圍繞樞軸桿20旋轉(zhuǎn)。軌條22的旋轉(zhuǎn)通過(guò)叉組件28被轉(zhuǎn)移至托架11，叉組件28也安裝在樞軸桿20上且通過(guò)軌條22移位而與操縱桿29接觸，該操縱桿從托架11延伸經(jīng)過(guò)軸承30。應(yīng)當(dāng)理解，叉組件28環(huán)繞托架11，并且，當(dāng)滾輪14驅(qū)動(dòng)帶13運(yùn)行時(shí)，叉28與托架11在水平方向上是可移位的。因此，軌條22在其底側(cè)上具有承載面31以允許托架11在豎向上的有效移位，而與托架的水平位置無(wú)關(guān)。用于控制條或帶15的張力的部件不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，但是可包括條帶張力器35和在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述類(lèi)型的張力控制系統(tǒng)的組合。泛言之，本發(fā)明通過(guò)監(jiān)控印刷頭的移動(dòng)以及彈簧25的壓縮，來(lái)控制印刷頭抵靠基底的壓力。這樣，可維持基底上的恒定壓力而與基底的厚度無(wú)關(guān)。有利地，一對(duì)磁體38被安裝在軌條22上，且通過(guò)使用安裝在軌條22上方的電磁傳感器39 (例如霍爾效應(yīng)傳感器)，以與磁體38相互作用，軌條22的旋轉(zhuǎn)位置可以被測(cè)量從而推斷印刷頭10的豎向位置。隨著步進(jìn)馬達(dá)26旋轉(zhuǎn)使印刷頭向下移位與帶15和基底16接觸，扇形齒輪24的所有移動(dòng)借助彈簧25開(kāi)始被轉(zhuǎn)移至端組件21。當(dāng)印刷頭與帶和基底接觸時(shí)，基底上存在輕微的壓縮直到達(dá)到平衡，然后步進(jìn)馬達(dá)26進(jìn)一步運(yùn)轉(zhuǎn)將導(dǎo)致彈簧25的偏轉(zhuǎn)以通過(guò)印刷頭10對(duì)基底施加壓力。在下文中描述了用于控制該壓力的方法和構(gòu)件。在印刷機(jī)初始化，且基底沒(méi)有就位時(shí)，印刷機(jī)將使步進(jìn)馬達(dá)26旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)印刷頭向下。如圖5中所示，當(dāng)印刷頭向下移動(dòng)時(shí)，在各個(gè)位置采集霍爾效應(yīng)傳感器39的響應(yīng)，且通過(guò)控制印刷機(jī)操作的微型計(jì)算機(jī)將該響應(yīng)以電子形式儲(chǔ)存用于后續(xù)的存取。數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存成查閱表，該查閱表使傳感器值與印刷頭位置關(guān)聯(lián)。通過(guò)扇形齒輪24的精確尺寸以及傾翻機(jī)構(gòu)、叉組件28和托架11的幾何形狀，確定印刷頭10相對(duì)于步進(jìn)馬達(dá)位置的位置。因此，可執(zhí)行直接計(jì)算以使步進(jìn)馬達(dá)步長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成印刷頭在豎向上的位移。圖5示出四條豎線A、B、C和D。A代表與條或帶15成一條直線的參考平面(下文稱(chēng)為基面)，而B(niǎo)、C和D分別代表基面下方lmm、3_和5.5mm的位置。優(yōu)選地,設(shè)備被優(yōu)化成在基面下方的Imm至5.5mm的位置范圍內(nèi)(即在線B和線D之間)在基底上印刷。應(yīng)當(dāng)注意，在該區(qū)域中，傳感器根據(jù)印刷頭位置變化的響應(yīng)基本上是線性的。在運(yùn)行中，基底16就位，印刷頭10朝向基底移動(dòng)，且當(dāng)印刷頭與基底接觸時(shí)，印刷頭將停止移動(dòng)。步進(jìn)馬達(dá)26的任何進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)將產(chǎn)生增大的壓力以及彈簧25的壓縮。壓縮彈簧25所需的力等于印刷頭施加到基底16上的力。
現(xiàn)參考圖6，當(dāng)使用且基底就位時(shí)，一旦印刷頭已經(jīng)接合基底，則所測(cè)量的傳感器輸出曲線(y)值將低于校正曲線(X)值。根據(jù)本發(fā)明，印刷機(jī)被程控以使步進(jìn)馬達(dá)26持續(xù)旋轉(zhuǎn)直到霍爾效應(yīng)傳感器所儲(chǔ)存的值與所測(cè)量的值之間的差(χ-y)達(dá)到預(yù)定水平。因此，印刷機(jī)通過(guò)監(jiān)控霍爾效應(yīng)傳感器的輸出來(lái)控制施加到基底的壓力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。如果基底是可壓縮的，則霍爾效應(yīng)傳感器記錄相對(duì)于在查閱表中所儲(chǔ)存的值具有減小的斜率的增量。通過(guò)控制傳感器讀數(shù)的差值，印刷機(jī)補(bǔ)償基底的壓縮性，其可能在多次印刷之間改變。如果例如由于基底與印刷頭的不良對(duì)齊而導(dǎo)致在印刷期間印刷機(jī)到基底的距離改變，則印刷頭將根據(jù)從傳感器所收到的反饋而縮回或延伸，以維持良好的印刷質(zhì)量。當(dāng)使印刷頭在位置A和位置B之間移動(dòng)時(shí)，微型計(jì)算機(jī)采集來(lái)自傳感器39的數(shù)據(jù)，且假定軌條22的位置與不存在基底時(shí)軌條22占據(jù)的位置的差值表示彈簧25的偏轉(zhuǎn)，從而表示施加到基底的壓力。通過(guò)響應(yīng)于軌條位置傳感器39的反饋而調(diào)節(jié)步進(jìn)馬達(dá)26，由維持所計(jì)算的差值的控制環(huán)路來(lái)控制壓力。在所描述的實(shí)施方式中，應(yīng)該注意,相對(duì)于傳感器和各個(gè)定位在軌條上的磁體之間的距離，霍爾傳感器的響應(yīng)是非線性的。因此，根據(jù)步進(jìn)馬達(dá)的步數(shù)確定通過(guò)在豎向上來(lái)回移動(dòng)托架11所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)曲線。在使用時(shí)，響應(yīng)曲線與傳感器的反饋比較，從而用來(lái)控制步進(jìn)馬達(dá)位置。因此，所描述的實(shí)施方式將可以施加均勻的壓力而與基底厚度和基底硬度無(wú)關(guān)，因?yàn)?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠響應(yīng)于傳感器的反饋改變待應(yīng)用的步進(jìn)馬達(dá)步長(zhǎng)的數(shù)值。圖7示出霍爾效應(yīng)傳感器(如本文中使用的)隨著溫度的響應(yīng)，并且示出在5°C所測(cè)量的值和45°C所測(cè)量的值之間的一些漂移。因此，用來(lái)表征根據(jù)印刷頭位移變化的霍爾效應(yīng)傳感器輸出的初始化曲線在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)被測(cè)量，這一點(diǎn)是重要的。由于測(cè)量壓力時(shí)的誤差，以這種方式在可變的溫度環(huán)境下操作印刷機(jī)可導(dǎo)致印刷質(zhì)量降低，因此對(duì)于這種可變的溫度環(huán)境，可配置印刷機(jī)在可替換模式下運(yùn)行。在可替換模式下，不需要用來(lái)測(cè)量相對(duì)于移位的霍爾傳感器響應(yīng)的初始化步驟。相反，例如，通過(guò)使用機(jī)械布置以固定基面和基底之間的間隔，印刷機(jī)被限制于僅在區(qū)域C和區(qū)域D之間印刷。當(dāng)印刷頭在區(qū)域B和區(qū)域C之間來(lái)回移動(dòng)時(shí)，從圖5可以看出，霍爾傳感器響應(yīng)相對(duì)于移位基本上是線性的。因此，通過(guò)采集霍爾傳感器讀數(shù)和移位位置同時(shí)在豎向上來(lái)回移動(dòng)印刷頭，印刷機(jī)能夠確定該線性區(qū)域的斜率。然后，該斜率可被推斷為理論線，通過(guò)該理論線建立霍爾效應(yīng)傳感器響應(yīng)目標(biāo)值用于如上所述的壓力控制。通過(guò)在圖6中觀察傳感器經(jīng)歷的溫度漂移可以看出，盡管傳感器值變化，但是霍爾傳感器響應(yīng)仍具有與溫度無(wú)關(guān)的線性區(qū)域。通過(guò)確定在印刷頭的每一次縮回和伸長(zhǎng)期間的目標(biāo)斜率，印刷頭能夠采集數(shù)據(jù)而保持壓力控制機(jī)構(gòu)不受溫度的影響。
權(quán)利要求
1.一種控制印刷頭施加的壓力的方法，所述印刷頭構(gòu)成熱轉(zhuǎn)印設(shè)備的一部分，所述設(shè)備包括用于待印刷的基底的支撐面、熱印刷頭、和使所述熱印刷頭朝向所述支撐面移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)部件包括可彈性變形的構(gòu)件，當(dāng)所述印刷頭接觸所述支撐面上的基底時(shí)所述構(gòu)件變形，其特征在于:所述方法包括檢測(cè)所述印刷頭的位置和所述可彈性變形的構(gòu)件的變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述驅(qū)動(dòng)部件包括步進(jìn)馬達(dá)，并且，使用取決于電磁傳感器的響應(yīng)的控制回路，來(lái)確定所述可彈性變形的構(gòu)件的變形，所述電磁傳感器檢測(cè)被定位成監(jiān)控所述印刷頭的位移的磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述方法還包括執(zhí)行校正功能以確保，當(dāng)所述電磁傳感器根據(jù)所述印刷頭的移動(dòng)的響應(yīng)基本上為線性時(shí)確定所述可彈性變形的構(gòu)件的變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述方法包括進(jìn)一步進(jìn)行校正以確保所述彈性構(gòu)件恒定變形而不受溫度的影響。
5.一種熱轉(zhuǎn)印設(shè)備，所述設(shè)備具有用于待印刷的基底的支撐面、熱印刷頭、和使所述熱印刷頭朝向所述支撐面移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，其特征在于，所述設(shè)備包括:在所述驅(qū)動(dòng)部件內(nèi)的可彈性變形的構(gòu)件，當(dāng)所述印刷頭接觸所述支撐面上的基底時(shí)所述可彈性變形的構(gòu)件變形；和用來(lái)監(jiān)控所述印刷頭的位置和所述可彈性變形的構(gòu)件的變形的一個(gè)或多個(gè)傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備,其中,所述一個(gè)或多個(gè)傳感器包括電磁傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述電磁傳感器包括霍爾效應(yīng)傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種控制施加到通過(guò)熱轉(zhuǎn)印頭印刷的基底上的壓力的方法。印刷頭移位設(shè)施包括諸如彈簧的彈性構(gòu)件，當(dāng)所述印刷頭接合所述基底時(shí)，所述彈性構(gòu)件進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。所述方法包括監(jiān)控印刷頭位置和彈簧偏轉(zhuǎn)以控制由所述印刷頭施加的壓力。
文檔編號(hào)B41J29/393GK103153634SQ201180049782
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者喬納森·摩根, 艾伯·基來(lái)里希, 克里斯蒂安·黃·約根森 申請(qǐng)人:多米諾印刷科學(xué)有限公司