CN1147791A - 热敏式图形印刷的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种将一可移动色带热敏式转印至一接受热敏印刷薄片上的可转印区域上的方法。该方法包括设置一印刷头，使得该印刷头的长度大体上平行于接受热敏印刷的薄片的传送方向，并且当薄片静止不动并且热敏印刷头以一大体上垂直于热敏印刷头的长度的第二方向移动时，将可移动色带的着色剂转印至薄片上。所述系统包括一热敏印刷头、一使接受热敏印刷的薄片以第一方向移动经过热敏印刷头的传送装置，以及一个当印刷头正在将着色剂转印至薄片上时，使印刷头以垂直于第一方向的第二方向移动的机构。

Description

热敏式图形印刷的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用来将一热敏印刷的标记转印在一薄片上的方法和系统，转移的方向与薄片运动经过一印刷头的方向垂直。

本发明的背景

标记牌被普遍用来沿着公路设置以便为车辆驾驶员提供各种信息。一种高速公路标记主要包括一其上具有诸字符的反光薄片。这些字符能形成各种与车辆驾驶员有关的信息，反光薄片使所述信息在夜晚能生动地显示出来。反光薄片具有能将入射光大部分朝着光源的方向反回的性能。车辆前灯的光可以被标记牌反射，从而能使过路的驾驶员较为方便地读出上面的信息。

高速公路标记牌的大小有逐渐变大的趋势用以容纳较大的字符从而提高标记为路过的驾驶员提供各种信息的能力。这些字符通常是通过丝网印刷或通过使用挖空的字符而施加于那些标记牌上的。采用丝网印刷时，首先是将诸字符的正象或负象做在丝网上。这通常是通过将一感光丝网的未遮盖部分暴露在光线下并且通过擦洗而除去未感光的被遮盖的区域而完成的。然后，将油墨通过丝网上的感光材料已被除去而形成的诸开孔而加在反光薄片上。丝网印刷是一种用来印刷较为普通的标记，诸如停止标记和让路标记的较好的方法。

当需要印刷一种定制的标记时，通常会使用挖空字符方法。这些挖空的字符是通过模子挖空每一字符或者通过电挖空由一种诸如Scotchlite^TM电可切薄膜的材料而形成的诸字符而制成的。这些挖空的字符主要通过使用一种粘结剂或铆钉而固定于下面的反光薄片上。虽然丝网印刷和挖空字符两种方法也能为将字符印在高速公路标记牌上提供适当的手段，但是，这些方法需要耗费较多的时间并且在一定程度上是比较麻烦的。

热敏印刷已经日益流行并且它的将字符形成在一基底上的技术也取得了商业上的成功。热敏印刷也叫做热敏式转印印刷、非冲击印刷、热图形印刷以及热记录法，它是这样一种加工工艺：着色剂在热的作用下从一载体转印至接受热敏印刷的基底上。热敏印刷比丝网印刷或挖空的字符更快捷，减少了操作上的麻烦并且实际操作也较为方便。

虽然热敏印刷对将各种信息设置在一薄片上来说是有一种快速而易于使用的方法，但是，这种印刷方法也具有诸多缺点。一个主要的缺点在于已有的热敏印刷装置不能处理较大的薄片。目前已有的装置通常不能将标记印刷在宽度大于16厘米的薄片上。如果需要印刷一种其宽度大于16厘米的标记，将必须先将所述标记印刷在几张薄片上，然后将那些薄片拼接起来以制成一个完整的标记。热敏印刷已经被用来将各种信息设置在一反光薄片上，但是，印上去的信息受到图形尺寸上的限制，只能转移印刷诸如条形码等。关于这方面可参见例如Takada的美国专利5,118,930。

图1和图2示出了一种已知的热敏印刷装置10的例子，这种印刷装置具有一印刷头装置11，所述印刷头装置包括从动辊14和一热敏印刷头16。一接受热敏印刷的薄片12设置在该两者之间。热敏印刷头16可以包括一些设在一热加热系统内的可发热的电阻元件。

如果以图2所示的方式使用卷成卷的薄片，则薄片12设置在一供片卷筒26上，并被收卷在一卷片的卷筒28上。供片卷筒26及一松紧调节辊25包括适当的用于薄片12的张紧装置。色带24设置在卷筒22上由该卷筒22张紧，并收卷在从动卷筒23上。薄片12利用已有技术中已知的薄片传送装置在由箭头Y所示的方向上进行传送，例如，使用一带有步进电动机的摩擦驱动机构。当薄片12移经印刷头16时，印刷头16保持静止不动并与热记录色带相接触，将着色剂从色带24转印至薄片12上。当完成着色剂的转印或者不必转印着色剂时，印刷头16可以以由箭头z所示的方向缩进而与色带24脱开啮合。目前可从市场上买到的热敏印刷装置可以称为“沿薄片长度的热印”或“沿幅”系统，由于标记是在薄片运动时是沿薄片长度转印的。热敏印刷头16为矩形，并通常具有一大约10至16厘米的尺寸S，但是尺寸S大到46厘米的热敏印刷头也是有的。色带24的宽度S与印刷头16相等，如图1所示。尺寸S决定了采用印刷头装置10在一次印刷中、薄片12所能被印刷的最大印刷宽度。

由于尺寸S受到限制，因此，对于将图象印制在较大薄片上，诸如印制在高速公路标记牌所使用的反光薄片上，热敏印刷未能在商业上取得较大成功。当需要一个尺寸大于S的标记时，必须先将该标记印制在几张薄片上，然后将这些薄片相互连接起来并对齐从而形成完整的标记。已有热敏印刷系统的另一缺陷在于较宽色带容易起皱，这会引起着色剂的转印不均匀，因此标记的印制质量也较差。此外、已有印刷系统不能以有效而经济的方式使用色带。在一宽度小于S的区域内进行的热敏印刷会导致只能使用与印制图案的宽度相对应的那部分色带。未经使用的那部分色带只能随已经使用的那部分一起丢弃，因此造成了不必要的浪费。

本发明的概述

本发明提供一种能克服上述缺陷的方法和系统。简言之，本发明的方法包括将着色剂从一可移动的色带热敏式转印至接受热敏印刷的薄片上的可印刷区域上，它包括以下步骤：

a)移动一接受热敏印刷的薄片使之经过一热敏印刷头，其中，所述热敏印刷头为细长形，并具有一至少为1厘米长、基本上以一第一方向进行延伸的长度L；

b)当热敏印刷头以一基本上垂直于所述第一方向的第二方向进行移动时，将着色剂从可移动的色带转印至接受热敏印刷的薄片上。

一方面，本发明的系统包括：a)一用来转印所述着色剂的细长热敏印刷头，所述印刷头具有一至少为1厘米长、基本上以一第一方向，即“沿薄片长度”的方向设置的长度L，所述第一方向平行于接受热敏印刷的薄片的传送方向；b)一用来使所述接受热敏印刷的薄片以所述第一方向移动经过所述热敏印刷头并可使所述薄片定位以接受所述着色剂的传送装置；c)一用来当所述印刷头正转印所述着色剂时，以第二方向即“横的”方向移动所述印刷头的机构，所述第二方向基本上垂直于所述第一方向；d)至少一个用来协调印刷头的啮合、着色剂的转印、薄片的传送以及印刷头的线性运动的机构。所述印刷系统还可以包括一用来当所述热敏印刷头以所述第二方向进行移动并且没有着色剂被转印至薄片的可印刷区域上时，脱开所述热敏印刷头的啮合的机构。

另一方面，本发明的系统包括用来将着色剂从一色带转印至接受热敏印刷的薄片的可印刷区域上的一组合式便于可传送的热敏印刷系统。所述组合式热敏印刷系统具有一框架组件、多个卷筒组件、一热敏印刷机构、一印刷头移动机构、以及至少一个控制装置。所述框架组件包括设在组装成一开放式框架结构内的水平导轨和纵向导轨。所述框架件具有一些形成诸孔的壁，所述诸孔适于以一种组件方式承接所需的诸系统构件。所述卷筒组件可以保持、定位并反绕所述接受热敏印刷的薄片。每个卷筒组件具有一用来安装于所述框架件上的机构。所述卷筒组件以一第一方向传送所述薄片。所述热敏印刷机构包括一细长、可脱开啮合的热敏印刷头，该印刷头的长度L至少为一厘米，并大体上以平行于转印着色剂的第一方向设置。当所述印刷头转印着色剂时，所述印刷头移动机构以一垂直于所述第一方向的第二方向移动所述印刷头。所述系统控制机构可控制印刷头的驱动、印刷头的回缩、着色剂的转印、薄片的传送以及印刷头的线性运动。

本发明的方法和系统的优点在于宽度大于S的诸薄片(图1)也能接受热敏印刷的标记。本发明的热敏印刷方法和系统还能克服色带起皱的问题，因为本发明能使用一种宽度较窄的色带。这是通过以下作业而实现的，即当将标记印制在所述薄片上时，使薄片静止不动而色带在所述薄片上移过。此外，本发明的方法和系统能更有效地使用色带并且能减少使用时加在色带上的应力。另外，还能使用一条色带来将标记印制在不同宽度的薄片上。不再需要更换色带来适应不同的薄片宽度。

结合附图对本发明的具体描述，可以更清楚地理解本发明的上述和其它优点，附图中凡是相同的标号均表示相同的部件。但是，应予理解的是，附图和描述仅仅是举例说明本发明之用，而本发明并不限于附图和所描述的内容，本发明的保护范围应如所附权利要求所述

附图简要说明

图1是在一种已有技术热敏印刷系统中所使用的印刷头装置11的俯视图。

图2是沿图1中线2-2截取的侧视图，该图示出了在一种已有技术热敏印刷系统10中使用的印刷头装置11。

图3是一在本发明的热敏印刷系统中使用的印刷头装置40的俯视图。

图4是沿图3中线4-4截取的、具有本发明印刷头装置的热印刷机41的一个实施例的端视图。

图5是一接受热敏印刷的薄片46的俯视图，该图示出了根据本发明进行印刷的诸印刷区140a。

图6是本发明的热敏印刷系统110的示意图。

本发明较佳实施例的详细描述

在本发明中，“热敏印刷”或热印刷指的是那些利用局部加热将着色剂从一色带转印至一基底的印刷工艺。通常，热敏印刷是利用一非冲击系统来完成的，该非冲击系统通过同时进行局部加热和加压而转印着色剂。主要通过冲击来转印着色剂的系统不能被认为能产生足够的局部热量因而不能被看作是一种热敏印刷系统。本文中使用的术语“着色剂”是指一种能在一接受热敏印刷的薄片的表面上形成图象或标记的媒质。所述着色剂可以是一种含有色素、染料、或该两者混合物的黏合剂媒质。所述着色剂藉一热敏印刷头而转印至一热敏印刷接受薄片，所述热敏印刷头包括，例如具有电阻的元件、一激光系统内的接触带的元件。电子元件、热驱动阀元件、感应元件、热电偶元件、以及其它类似物。术语“热敏印刷头”或热印刷头是指能为着色剂的转印提供局部热量的一个机构或一些机构。一种或者转印着色剂的较佳机构包括一些位于一热质量传送印刷系统的热敏印刷头中的可发热的具有电阻的元件。使用本发明的方法和系统，可以在热敏印刷接受基底上印制出包括文字数字符号、标志语、或图形信息的标记。

图3示意性地示出了本发明的一个热敏印刷头装置40。图中示出的印刷头装置40包括一压印板42以及一细长的热敏印刷头44。一接受热敏印刷的薄片46如图所示位于该两者之间。薄片46可以呈例如连续卷片的形式，也可以一张张分别送经印刷头44。印刷头44可以包括诸个色带啮合件，这些色带啮合件通过一较小的压力作用在热敏印刷接受薄片上而使色带与热敏印刷接受薄片相接触。然后可以启动可发热的电阻性元件或其它适于提供局部加热的装置以将着色剂转印至薄片上。细长的印刷头44最好包括一列离散的加热元件，这些热元件藉已有技术中已知的加热装置而将着色剂从一色带转印至一热敏印刷接受薄片上。加热元件列的长度为L，该长度方向大体上平行于图3中由箭头Y示出的第一方向。L是在一个印刷工作周期内将在下文中具体描述的印刷头装置40可以印刷的薄片46的最大长度。印刷头44的长度L可以是任何适当的尺寸，但大体上是从大约1厘米至38厘米，较好是大约4厘米至27厘米，并且最好是大约10厘米或16厘米。印刷头44可以是和在已有技术印刷头装置11(图1)中使用的同样的印刷头32，在这种情况中，图1和图3的尺寸S和L可以分别相等。

热敏印刷头44能将离散的着色剂区转印至一热敏印刷接受薄片46上。所述着色剂转印面积或点的大小可以由印刷头44内每一离散加热元件的面积决定，这在已有技术中是已知的。这些点大体上均约为3.76×10^-6平方厘米，该面积是一象素的面积。用印刷头44印制的标记的清晰度大体上是每厘米约75至约250个点。

图4示出了一种横幅热敏印刷机41的一个实施例，该印刷机具有一热敏印刷头组件50。在该实施例中，印刷头组件50包括用来支承印刷头44的印刷头框架52、凸伸穿过头张力弹簧56和套管60并安装在校正轴承座61上的头驱动螺线管58。印刷头组件50还具有一色带传送机构，该机构包括拉幅供带卷筒62，该供带卷筒将位于印刷头44下方的色带66送至主动色带卷带卷筒64上。当印刷头44转印着色剂并移经薄片46时，色带66从供片卷筒62移至卷片卷筒64上。当打印头移过薄片46时，印刷头44可以可回缩地与色带66脱开啮合，这将在下文中作更为详细的描述。

一种能在图4所示的印刷头组件50中使用的印刷头的例子是由加利福尼亚的Printronix of Irvine制造、以T1006为产品名称和型号进行出售的装置中使用的印刷头。这种装置具有一框架、印刷头、色带传输机构、一数据传输机构、一用于加热头部元件的机构以及其它能以组合的方式较为方便组成的装置。在型号为T1006的装置中的印刷头具有一约为16厘米长的尺寸L。其它具有一适于本发明的印刷头的类似装置还有由California州Los Angeles市的Tech Corporation制造、以Tec B472为产品名称进行出售的、其印刷头尺寸L约为10厘米的装置，以及那些由Illinois州Vernon Hills市的ZebraTechnologies Corporation制造、以Zebra140为产品名称进行出售、其印刷头尺寸L约为13厘米的装置。

虽然色带最好具有一以树脂为基质的黏合剂，但是色带66也可以具有一以蜡、树脂为基质或以蜡/树脂的混合物为基质的黏合剂。所示色带66的宽度可以基本上等于或小于印刷头44的长度L。色带66可以例如是一种以Printronix 2150或2200为产品名称进行出售的色带，或者是一种由Illinois州、Vernon Hills市的Zebra Technologies Corporation制造、以Zebra No.5030/5099为产品名称进行出售的色带。或者，也可以使用那些由Illinois州、Sony Chemical Corporation of America制造、以Sony牌No.3021/3022/3033为产品名称进行出售的色带。

在图4所示的实施例中，一印刷头组件校正机构包括多个线运动轴承68，在图4中示出了两个线运动轴承。诸线运动轴承68固定于校正轴承座61上并可滑动地安装在固定轴70和固定轴71(图3)上。印刷头组件止动件76固定地位于轴70或轴71上。

一印刷头线运动机构以一第二方向(在图3和图4中由箭头x标示)移动一印刷头，该第二方向基本上垂直于所述第一方向(在图3中由箭头y标示)。正如图4实施例所示，一印刷头线运动机构可以包括一连续的驱动带74，该驱动带与一印刷头电动机72的驱动轮啮合，并根据所述印刷头电动机72的驱动作用而产生运动。驱动带74上的张紧力可以利用一惰轮73来维持。印刷头组件50可以固定于驱动带74上，并且可以根据藉电动机72而进行的驱动带74的运动而沿着一固定轴70和一固定轴71作线性运动。

印刷头电动机可以例如是一种由Connecticut州Cheshire市的Airpax Corp.制造、以Airpax 82900为产品名称进行出售的电动机。其它用来驱动印刷头作线性运动的较为合适的电动机可以是例如一种步进电机，一种具有编码器的直流无刷电机，或者是一种具有编码器的交流同步电机。具有其中一种电机的这些印刷头线性运动机构在已有技术中是已知的。

一具有一跟踪机构、驱动机构和定位机构的线性电动机系统可以较为方便地提供线性运动机构以及将在下文中描述的定位跟踪设备。或者，可以用一种主要包括线性运动机构以及印刷头校正机构的螺杆驱动组件驱动装置。

一印刷头传感器78通过与印刷头框架52相连可以安装在印刷头组件50上，所述印刷头框架可滑动地与一固定的毛玻璃杆80啮合。印刷头传感器78可以例如是已知光学传感器或者是一种磁性传感器，并且可以藉一数据线路(未示)而连接于一用来将印刷头44的位置与薄片46的位置作相互比较的机构，诸如计算机112上。或者，印刷头传感器78可以是一种由Sony Corporation制造的线性定标系统，该系统包括一杆和适当的传感器。也可以使用其它在已有技术中已知的印刷头位置跟踪装置。

一传送装置以一第一方向(在图3中以箭头y标示)将热敏印刷接受薄片向前传送或运送过一印刷头。在图4所示的实施例中，图中所示的传送装置包括一压印板42，该压印板具有一从其每一端凸伸出来的轴98。轴98在其一端延伸穿过薄片定位机构96从而能轴向可旋转地与步进电机94相联接。薄片定位机构96可旋转地与轴98相联接并且可以是例如一牵引式驱动机构的可调销进给轮。热敏式接受薄片46置在压印板42上并通过薄片46内的诸驱动孔与薄片定位进给96相啮合。压印板42提供了一工作台，当印刷头44和色带66移动经过薄片46时，印刷头44能藉所述工作台而保持一均匀的接触压力。压印板42通常由一种具有中等硬度和中等弹性的材料制成。形成压印板42的材料在一定程度上取决于薄片46的柔性和弹性，选择适当的材料能使色带在印刷头44下方作适当均匀的移动。

一种较佳的薄片传送装置可以包括一由Connecticut州Torrington市的Seitztec制造、以Model ST-611为产品型号进行出售的牵引式驱动机构。但是，如果允许印制成的标记上的图象精确度略低，也可以以一种摩擦驱动组件来替代牵引式驱动机构。摩擦驱动组件的成本较低并且不需要薄片46上具有诸驱动孔。在本发明中，也可以手动传送薄片。虽然这并不是太理想的

也可以采用一种薄片传感器来接受薄片46的位置信号。在图4所示的实施例中，一传感器100设置在薄片46的一图象边缘附近。薄片传感器100可以包括一光驱动传感器，该光驱动传感器能提供准确的位置信号从而适于识别薄片46在y方向上沿幅的位置。其它类型的传感器也是适用的，诸如一种触觉感受器或一种间隙孔传感器。薄片传感器是相当有用的，例如，当薄片46包括一卷粘结板，就有必要重复地将诸粘结板在压印板42上定位。当薄片46是一张张单张的薄片时，可以使用一薄片传感器以将薄片准确地对齐在压印板42上。在薄片42上也可以使用诸对齐记标记以便能完成四色印刷。在某些实施例中，例如，当一步进电机具有一印刷头线性运动机构时，就可以不再需要薄片传感器。

请参阅图3和图4，图中正开始印刷工作的一个周期。开始时所述印刷头组件50抵着印刷头组件止动件76位于一由47总体示出的位置上。薄片46在一薄片传送装置的作用下以一由箭头y总体示出的第一方向传送穿过压印板42。在一所需的薄片位置处，例如，位于一图象边缘的起始位置，薄片暂时停止向前传送。印刷头44被驱动以与色带66相接触并被驱动以将着色剂从色带66转印至薄片46，而同时，印刷头44由一线性运动经过以一由箭头x总地示出的第二方向向前推进。打印头44藉一印刷头校正机构相对于压印板42及薄片46对齐。在完成着色剂的转印后，印刷头44利用例如一驱动螺线管58可回缩地和/或可转动地(或利用任何其它适当的装置)脱开啮合，并且利用一线性运动机构回到位置47。然后，薄片12又重新开始向前传送。一用来控制印刷头装置40和印刷工作循环的机构可以包括，例如个人计算机112以及印刷头计算机装置108。使用个人计算机112和印刷头计算机装置108，可以印制以图象为基础的标记，而不是用途较少的、以字符为基础的标记。根据本发明，以图象为基础的标记是采用电子信息安排形式形成的，因此每进行一次电子传送可以制得一个以上的字符。以图形为主的热印头也可以制出超过128或256个字符的图形。

完成将着色剂转印至一热敏印刷接受体所必需的印刷工作循环的次数取决于所需标记相对于印刷头44长度L的尺寸。当为了完成标记的制作需要一次以上的印刷工作循环次数时，可以采用印刷头传感器78以确定印刷头组件50相对于薄片46的位置，并且其精度最好小于一个着色点。印刷工作循环可以如上述那样重复进行，直到在薄片46上形成所需的标记。如果一次作业已足以将标记形成在一物体上，那么可以不用印刷头传感器78和毛玻璃杆80。当需要印制的物品要求一较高等级的图象精度时，印刷头传感器通常是较为有用的。对于印制那些图象精度要求较低的物品来说，或者当使用一步进电机或其它上述机构时，可以不用印刷头传感器。

在上述实施例中，在一次印刷工作循环中的薄片传送是在印刷头44移动至位置47之后进行的。但是，任何其他有关印刷工作循环中的薄片向前传送的具体时间也是在本发明的范围之内。

在一印刷系统中的印刷头装置40可以安排成使由图3和图4中箭头x所示的方向大体上位于一水平平面内而使由箭头z示出的方向大体上位于一垂直平面内。但是，为了便于诸构件的组合式装配、维修方便，并使薄片分送和诸反绕构件之间的相互关系适当，可以将印刷头装置40构造成使方向x位于一垂直平面内、一水平平面内、或其它适当的平面内。

由于着色剂是以一个基本上垂直于薄片的长度或薄片移动方向的方向横过薄片或片幅的宽度转印在薄片上的，因此本发明所揭示的热敏印刷装置可以称为“横幅(cross web)”系统。如图5所示，可以将薄片46分成“可印刷区”140和140b。某些可印刷区140a可以印上标记142，而其它可印刷区140b(所谓的空白区域)可以不印标记。当印刷头遇到具有足够大小的、不期望将标记印制在其上的区域140b时，印刷头可以藉一驱动螺线管58(图4)而脱开啮合。但是，当还希望继续印制标记时，所述印刷头仍可以以由箭头x总地示出的方向继续移动经过薄片46。当所述印刷头在这些情况下脱开啮合时，色带将停止向前传送，由此防止了色带的不必要的使用。如图5所示，由于色带的运动只相对于九个可印刷区中的三个印刷区进行，因此，在色带使用率上有三倍的节省，从而优于已知系统。

在本发明的另一实施例中，通过增加印刷头的数目，可以将一种以上颜色的标记印制在薄片上，这些印刷头也是以与上述相同的方式设置的，每一印刷头具有一另一种颜色的色带，即，红色、绿色、蓝色、黑色以及其它颜色的色带。当薄片相继向前传送经过诸个印刷头时，即可在其上相继转印来自每一色带的着色剂。诸印刷头可以被支承在同一组件上或者每一印刷头由一单独的组件支承。Illinois州Arlington Heights市的Ring Corporation制造了一种具有一个以上印刷头的装置。通过进行一次以上的印刷作业并在每次印刷完成之后调换另一种颜色的色带，也可以用一单独的印刷头转印一种以上的颜色。此外，已经有多达4种颜色色条的色带，例如，红色、绿色、黄色和黑色的色带，并且这种色带可以有用地采用在本文中所揭示的印刷头装置和印刷系统中，以印制成具有多种颜色符号的制品。本发明在多色印制或多色加工印制使用中均使色带有实质上的节省，后者通常使用黑色、深红色、蓝绿色和黄色作为透明的彩色覆层。

图6示出了本发明的一较佳热敏印刷系统的实施例。印刷系统110包括一系统控制装置，诸如一由一数据线机构114连接于一热敏印刷机41的个人计算机112。热敏印刷机41可以包括用来保持、分送和反绕色带66的诸卷筒机构62、64。一热敏印刷接受薄片124经过热敏式横幅印刷机41并接受印制的标记，这些标记是在着色剂藉一印刷头44从热敏式传送色带66进行转印而形成的。如果需要，薄片124可以置于一第二基底上，诸如一聚合物薄膜层126上，以形成一印制的物品128。在这些实施例中，薄膜层126可以是例如一顶层，该顶层能提供一保护层和/或使印制成的物品具有所需的光学关系。薄片124和顶层126可以利用层压法、浸渍涂层法、或其它在已有技术中众所周知的方法而连在一起。顶层126可以由一个或一个以上的薄片制成。在另一实施例中，顶层126包括印刷接受薄片媒质、而薄片124可以是一基片，该基片在将标记形成在顶层126上之后再结合到顶层126上。

操作者将待印制的标记和各种印刷和薄片控制命令输入计算机112从而用于横幅热敏印刷机41内的印刷头数据处理机构。操作者的输入通过软件设计成适于控制驱动、脱开啮合以及由印刷头44进行的着色剂转印、由薄片传送机构朝着第二方向进行的薄片的传送以及由线性运动机构朝着一垂直于薄片传送运动的方向进行的印刷头44的运动的代码。计算机112可以使用来自光传感器78和100(见图4)的数据以便于更方便且更自动地控制印刷工艺。

图6示出了一种结构，这种结构能够适用于本发明新印刷头装置的系统的特征。热敏印刷系统110的具体结构可以设计成便于诸构件的运送、互换、诸构件的反向性能，和/或为了方便组合式组件的扩展以便于能印制各种不同的物品。例如，一种可互换的组件式构件可以包括一印刷头、线性运动机构以及头部校正机构，所述校正机构能较为方便地进行互换从而能适应各种不同印制品的印制。在分别于1993年2月16日、1993年3月16日以及1994年2月2日申请的、申请号为Nos.08/017,573，08/033,625，以及08/186,752的美国专利申请中揭示了几个可以使用本文所描述的印刷头装置的几个组合式可输送系统的实施例。

本发明的热印刷系统可以用来将诸标记印制在分散的位置上而不是集中在一个大的区域上。本发明的方法和系统可以用来形成重复(或递增变化)的信息或各种可变化的信息，诸如文字数字符号、图象或条形码。例如，这些制品可以由那些能直接印刷在它们的上表面上的反光聚合材料制成，如于1993年3月6日提出申请的申请号为No.08/033,627的美国专利申请、于1994年2月2日提出申请的申请号为08/186,751的美国专利申请中所揭示的材料，这两个专利申请援引在此作为参考。

可以设计一热敏印刷系统来印制诸如高速公路的标记牌。当需要印制一个诸如高速公路标记牌这样的制品时，将热敏印刷标记传送至其上的薄片可以是一反光片或一固定于反光片的前表面上的聚合层。对于本发明的目的来说，所述标记是转印或印制在一反光薄片上的，该反光薄片上设置有一层或几层聚合层。所述反光片基本上可以是任何一种已知的反光片或以后研制出来的反光片。所述反光片可以是例如一种立方角单元薄片(参见例如美国专利3,684,348、4,801,193、4,895,428以及4,938,563，这三篇专利援引在此作为参考)，或是一种珠状透镜片，所述珠状透镜片包括露出的透镜单元、封装的透镜、或者密封的诸透镜(参见例如美国专利2,407,680，3,190,178，4,025,159，4,896,943，5,064,272以及5,066,098，这六篇专利援引在此作为参考)。

本发明的热敏印刷系统能在不同宽度的聚合薄片上进行印刷，具体说来是那些宽度大于16厘米、宽度大于38厘米，甚至宽度大于46厘米(图3)的薄片。本发明的热敏印刷还能通过使印刷头按所需角度移动穿过薄片而以各种角度进行印刷、宽度为W的薄片(图3)可以方便地由宽度为V的薄片所替换(图3)。宽度V可以宽于或窄于宽度W；即具有任何适当宽度(例如，大于50厘米，到低至2厘米)的薄片可以方便地插入一具有印刷头装置40的印刷系统110中。而在图1和图2中示出的已有的热敏印刷头装置均大体上被限制于宽度为S或更小的薄片。在这里使用的术语“宽度”是指垂直于薄片传送方向的薄片的尺寸，也就是说，平行于热敏印刷头的移动方向的薄片尺寸。

本发明的另一优点在于在热敏印刷中使用的色带。已有技术用于热敏式传送印刷的色带大体上是用一种6微米的聚合基底制成的，并且其宽度大体上均为5至38厘米宽。扭转应力或其它应力常常引起较宽的色带的弯曲，从而导致色带起皱。这种起皱现象使得着色剂的转印不均匀并且使得标记的印制质量较差。本发明的热敏印刷系统能克服色带起皱的缺陷，它是通过使用一种较窄的色带，以一种能提供像宽色带上那样的宽范围色带印刷性能的方式来实现的，而不是通过重新设计机械支座来解决色带起皱问题。这种较佳的解决方案还能更有效的使用色带，如结合图5所描述的那样。

本文所揭示的系统的再一优点在于：只要用一种宽度的色带就可以在不同宽度的薄片上进行印刷。已有的热敏印刷系统需要的色带宽度基本上等于印刷头的宽度，因此需要将不同的色带安装在不同宽度的印刷系统上。根据本发明，可以用同一色带印制60厘米宽的薄片以及122厘米宽的薄片，而这种印刷是不能用已知系统来完成的，因为用于沿幅热敏印刷系统的60厘米或122厘米宽的色带是买不到的。

本文所揭示的系统的又一优点在于降低了色带的浪费。目前，已有的热敏印刷头装置所用的是其宽度S与印刷头宽度基本上相等的色带。采用这样一种印刷系统，在一宽度小于S的薄片上进行的热敏印刷，其结果是只使用了与薄片宽度相对应的那段色带。而本文所揭示的印刷头装置所使用的色带却与待印制的薄片的宽度成正比。

本文所揭示的热敏印刷系统与已有的热敏印刷系统相比，降低了成本，对于宽的薄片的印制来说更是如此。在传统的热敏印刷系统中，诸色带支承件、诸印刷头组件、诸支承框架以及其它类似物必须具有足够的刚度，从而当色带传送经过印刷头和媒质基底之间时，能将扭转应力和其它应力减至最小。宽度为38厘米的印刷头所需的刚度可以是宽度为15厘米的印刷头所需刚度的四倍以上。因此，宽度为38厘米的印刷头系统的成本通常会明显高于宽度为15厘米的印刷头系统的成本。本文所揭示的横向卷幅热敏印刷系统用来印刷标记制品的印刷头，其刚度和宽度均小于宽度为38厘米或大于38厘米的沿幅系统，因此降低了系统的总成本。

本文所揭示的印刷系统的又一优点在于本发明的印刷系统的控制机构。传统的印刷头计算机机构内、控制一单个宽印刷头所需的格式存储器可能需要一价格相对较为昂贵的数据传输和系统控制机构。相反，本文所揭示的印刷系统的相对较窄的印刷头所需的印刷头计算机机构内的格式存储器较少，因此这种印刷系统所使用的控制机构其成本较低。

本文所揭示的热敏式图象印刷系统和方法可以应用在多种场合。例如，用于各种包装、瓶子、金属罐和其它类似物上的条形码，有时要求具有宽度不同的针对不同货物的标签。高速公路标记通常使用的已有技术装置是较为费时而且不方便的丝网印刷工艺方法和系统，并且可能使用大量的有机溶剂。与已知系统相比，本发明的热敏印刷系统可以更为方便地印制那些宽度不同的高速公路标牌，并且所需的时间较少，所需的溶剂量也较少。采用本文所揭示的印刷系统也可以制造那些小批量生产，诸如“定制”的零售商店标志。利用本文所揭示的方法和系统进行制造的标记制品其生产成本较低，并且与具有手写字母的标记相比，或者与那些由宽度较小的印刷分片拼合在一起而成的标记、模子挖空字符、电子挖空字符制成的标记相比，或者与丝网印刷的标记相比，其制造均是更为简便

Claims (10)

1.一种将着色剂从一可移动的色带转印至接受热敏印刷的薄片上的可转印区域上的热敏式转印方法，包括以下步骤：

a)移动一接受热敏印刷的薄片使之经过一热敏印刷头，其中所述热敏印刷头为细长形，并具有一至少为1厘米长、基本上在第一方向延伸的长度L；

b)当热敏印刷头以一基本上垂直于所述第一方向的第二方向进行移动时，将着色剂从可移动的色带转印至接受热敏印刷的薄片上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄片以第一方向运动时经过所述热敏印刷头，当所述着色剂从所述色带转印至接受所述热敏印刷的薄片上时，所述薄片的运动停止。

3.如权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述接受热敏印刷薄片的宽度至少为38厘米。

4.如权利要求1-3所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：(i)检测所述热敏印刷头相对于薄片的位置，(ii)协调印刷头的啮合、着色剂的转印、薄片的传送以及印刷头的线性运动，(iii)当所述热敏印刷头以第二方向进行移动并且正在转印着色剂时，向前推进色带，在着色剂的转印过程中，所述薄片是静止不动的。

5.如权利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述接受热敏印刷的薄片是一种反光薄片。

6.一种利用如权利要求1-5的方法进行制造的印制品。

7.一种利用如权利要求5的方法进行制造的公路标志品。

8.一种将着色剂从一可移动的色带热敏式转印至接受热敏印刷薄片的可转印区域上的系统，包括：

a)一用来转印所述着色剂的细长热敏印刷头，所述印刷头具有一至少为1厘米长、基本上以一第一方向延伸的长度L，所述印刷头可以以一基本上垂直于长度L的第二方向将所述着色剂转印至薄片上；

b)一用来使所述接受热敏印刷的薄片以所述第一方向移动经过所述热敏印刷头并可将所述薄片定位以接受所述着色剂的传送装置；

c)一用来当所述印刷头正在转印所述着色剂时，以第二方向移动所述印刷头的机构；

d)至少一个用来协调印刷头的啮合、着色剂的转印、薄片的传送以及印刷头的线性运动的机构。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括一在完成着色剂的转印之后，将一聚合薄膜层施加于所述接受热敏印刷的薄片上的机构。

10.如权利要求8-9所述的系统，其特征在于，所述印刷头的长度L为4至27厘米。

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