具有高灵敏打印速度的热敏打印设备

技术领域

本发明涉及一种热转印打印设备，尤其涉及一种包括环形碳带的热转印打印设备。

背景技术

目前涉及热转印打印设备的解决方案使用一次性的已经涂覆的碳带。这些解决方案的一个局限是，当已经到达碳带的末端时，碳带需要定期更换。这种更换需要在一段时间内停止打印机，这对于一些应用来说非常不方便，例如当打印机是生产线上的贴标机时。

为了克服这一缺点，EP3055135B1教导了一种打印设备，其中使用了环形碳带，该碳带用辊输送，同时碳带的一部分暴露于热敏打印头，以及碳带的另一部分暴露于涂布机，以重新涂覆碳带来替换已打印的墨水。其目的是使用能够承受大量循环的碳带，例如通过该系统的百万次循环，这限制了碳带组成和系统结构的坚固性和可靠性。

这种系统的主要缺点是很难同时满足涂覆和打印的要求。

实际上，涂覆需要相对恒定的速度，或者至少需要避免速度的突然变化，以进行均匀的涂覆。此外，涂覆速度越低，碳带寿命越长，并且所需的再涂覆能量就越高。

然而，打印需要灵活性，因为它需要降低打印之间的速度，并快速加速以达到打印速度。此外，碳带的速度应尽可能快，以提高打印速度或打印的标签数量。

因此，因为EP3055135B1教导了一种碳带，该碳带的速度不能满足这两个要求。这种打印机不能同时实现最佳涂覆和最佳打印，这两者都需要高灵活性来控制速度差。

EP228866A1描述了一种打印机，其包括用于缓冲碳带运动的缓冲机构。然而，这种解决方案的一个缺点是增加了打印机的体积。此外，由于施加在碳带上的高张力，这种解决方案会对碳带造成损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种热转印打印设备和相关方法来克服上述缺点。

根据第一方面，本发明涉及一种热转印打印设备，包括：

涂布机，用于在涂覆区域用墨水涂覆环形碳带；

打印头，用于通过在打印区域上利用涂覆在环形碳带上的部分墨水对基材热转印以进行打印；

输送系统，该输送系统以循环的方式沿着从涂布机到打印头的第一路径和沿着从打印头到涂布机的第二路径支撑和传送包含墨水的环形碳带；

打印前缓冲器，用于控制碳带的第一路径的长度；和

打印后缓冲器，用于控制碳带的第二路径的长度。

两个缓冲器(打印头的每一侧各有一个)有利地允许在该两个缓冲器之间产生碳带速度相对于涂覆区域上的碳带速度的变化。通过同时调整第一和第二路径的长度，打印区域中的碳带速度可以不同，并且暂时独立于涂覆区域中的碳带速度。

因此，在打印过程中，当打印区域中的碳带速度停止或上升时，可以将碳带速度保持在恒定的低速。

根据另一方面，该热转印打印设备包括：

环形碳带，该环形碳带包括内表面和外表面；

涂覆装置，用于在涂覆区域用墨水涂覆环形碳带；

打印头，用于通过在打印区域上利用涂覆在环形碳带上的部分墨水对基材热转印以进行打印；

输送系统，用于沿着从涂覆装置到打印头以及从打印头到涂覆装置的路径支撑和传送环形碳带；

打印前缓冲器，该打印前缓冲器包括至少两个移动辊，以在涂覆的碳带从涂覆装置传送到打印头的期间支撑涂覆的碳带：第一移动辊布置成支撑环形碳带的内表面，以及第二移动辊布置成支撑环形碳带的外表面；

打印后缓冲器，该打印后缓冲器包括至少两个移动辊，以在碳带从打印头传送到涂覆装置的期间支撑碳带：第三移动辊布置成支撑环形碳带的内表面，以及第四移动辊布置成支撑环形碳带的外表面。

在一个实施例中，每个移动辊可沿着预定轨迹移动，优选地在明显垂直于该移动辊的旋转轴线的平面内移动。

在一个实施例中，该打印设备还包括第一控制器，该第一控制器配置成：

控制第一移动辊和第二移动辊沿着其预定轨迹的移动，以增加或减少从涂覆装置到打印头的被涂覆的碳带的长度；和

控制第三移动辊和第四移动辊沿其预定轨迹的移动，以增加或减少打印后从打印头到涂覆装置的碳带的长度。

在一个实施例中，同一缓冲器的第一移动辊和第二移动辊都可以围绕同一轴线沿着圆形轨迹移动。

一个优点是用一个独特的电机控制框架的旋转来控制缓冲区内的碳带的数量或长度。另一个优点是减小了这种缓冲器的体积，从而减小了打印机的体积。

在一个实施例中，该打印设备还包括驱动器，可选地包括驱动辊，以在涂覆区域上以第一速度驱动碳带。

在一个实施例中，打印设备还包括第一控制器，该第一控制器配置成控制每个移动辊沿着其预定轨迹的移动，以：

通过驱动打印前缓冲器以减小碳带沿第一路径的长度，并同时通过驱动打印后缓冲器以增加碳带沿第二路径的长度，从而以低于第一速度的速度驱动打印区域上的碳带，以及

通过驱动打印前缓冲器增加碳带沿第一路径的长度，同时通过驱动打印后缓冲器减小沿第二路径的长度，从而以高于第一速度的速度驱动打印区域上的碳带。

第一控制器有利地在打印区域上的碳带速度和涂覆区域中的碳带速度之间自动施加速度差。

在一个实施例中，该打印设备还包括打印辊，用于沿打印区域保持并传送基材和碳带，打印辊和/或输送系统可在两种配置之间移动：打印配置和脱离配置，该打印配置能够进行打印，并且碳带通过与基材接触而受到支撑。优选地，在打印配置中，碳带夹在打印头和基材之间。在脱离配置中，碳带与基材脱离，并且优选地与打印头脱离。

在一个实施例中，该打印设备还包括第二控制器，第二控制器可以命令打印辊或输送系统在打印配置和脱离配置之间改变配置。

在一个实施例中，该打印设备还包括速度传感器，以测量打印区域内的碳带速度。

第二控制器可配置成当第一控制器将碳带固定在打印区域上时自动命令改变配置，或者可配置成当打印区域中碳带的测量速度为零时控制打印辊以自动切换驱动辊的配置。在一个替代实施例中，第一控制器配置成在第二控制器改变配置时自动停止打印区域上的碳带。

改变配置时停止碳带有利地避免了配置改变期间打印头和碳带之间的摩擦，因此防止了碳带发生撕裂。

在一个实施例中，第二控制器自动驱动打印辊以在打印配置中以等于打印区域上的碳带速度的速度驱动基材，这有利地降低了碳带与基材的摩擦。

在一个实施例中，打印前缓冲器和/或打印后缓冲器至少包括移动辊，该移动辊布置和设置成沿碳带的路径保持和传送碳带，每个移动辊可沿预定轨迹移动，以改变碳带路径的长度。

在一个实施例中，移动辊可沿着圆形轨迹移动，这有利地允许减小缓冲器的体积或者增加碳带路径的最大长度和最小长度之间的差异。

在一个实施例中，第一轴线平行于至少一个缓冲器的每个移动辊的旋转轴线，这有利地允许提供紧凑的缓冲器。

在一个实施例中，该打印设备还包括由输送系统沿着第一和第二路径支撑的环形碳带。该碳带优选由弹性模量低于3GPa的材料制成，这种材料有利地使碳带能够由缓冲器拉动而没有塑性变形。

在一个实施例中，同一缓冲器的第一移动辊和第二移动辊都安装在框架中，该框架可围绕明显平行于第一和第二移动辊的旋转轴线的轴线旋转移动。

在一个实施例中，第一控制器配置成彼此独立地控制打印前缓冲器和打印后缓冲器。

在一个实施例中，第一控制器通过控制该缓冲器的框架的旋转和旋转方向来控制缓冲器，可选地通过控制框架的电机来控制缓冲器。

根据另一个方面，本发明涉及一种用热转印打印设备来打印基材的方法。优选地，该热转印打印设备是根据本发明第一方面的转印设备。

在一个实施例中，该方法包括：以第一预定速度驱动涂覆区域上的碳带，并同时以不同于第一预定速度的第二速度驱动打印区域上的碳带。

以不同于第一预定速度的第二速度驱动打印区域上的碳带是通过以下步骤实现的：

驱动打印前缓冲器的移动辊以减少从涂覆装置到打印头的碳带的长度，同时驱动打印后缓冲器的移动辊以增加从打印头到涂覆装置的碳带的长度，或者

驱动打印前缓冲器的移动辊以增加从涂覆装置到打印头的碳带的长度，同时驱动打印后缓冲器的移动辊以减少从打印头到涂覆装置的碳带的长度。

在一个实施例中，当第二速度低于第一速度时，通过驱动打印前缓冲器增加碳带沿第一路径的长度并同时驱动打印后缓冲器减少碳带沿第二路径的长度来达到该第二速度。

该方法有利地允许突然增加或降低打印区域上的碳带速度，从而保持涂覆区域上的碳带速度恒定。该方法有利地提供了高灵活性的打印、均匀的涂覆和改善的碳带寿命。

在一个实施例中，该方法还包括通过以下方式进行打印：

以预定速度驱动涂覆区域上的碳带；并同时

通过驱动打印前缓冲器以增加碳带沿第一路径的长度，并同时驱动打印后缓冲器以减小碳带沿第二路径的长度，来降低打印区域上的碳带速度；和

当碳带速度在打印区域上降低时，将打印辊移动到打印位置；

在一个实施例中，该方法还包括通过在打印区域上以打印速度驱动碳带来操作打印。

在一个实施例中，操作打印还包括通过驱动打印前缓冲器以减小碳带沿第一路径的长度，并同时驱动打印后缓冲器以增加碳带沿第二路径的长度，来驱动打印区域上的碳带速度高于涂覆区域上的碳带速度。

在一个实施例中，该方法还包括通过以下方式脱离打印：

以预定速度驱动涂覆区域上的碳带；并同时

通过驱动打印前缓冲器以减小碳带沿第一路径的长度，同时驱动打印后缓冲器以增加碳带沿第二路径的长度，来降低打印区域上的碳带速度；和

当打印区域上的碳带速度降低时，将打印辊移动到脱离位置。

附图说明

图1是根据一个实施例的热转印打印设备的示意图，其中该热转印打印设备包括环形碳带和两个缓冲器，每个缓冲器包括处于第一配置的可移动辊；

图2是根据图1的热转印打印设备的示意图，其中可移动辊处于第二配置；

图3是图1和图2的打印设备的基材输送系统在打印配置中的示意图，其中打印辊是可移动的并位于允许打印的位置；

图4是图1和图2的打印设备的基材输送系统在脱离配置中的示意图，其中打印辊是可移动的，并位于碳带脱离基材和打印头的位置；

图5是根据另一实施例的缓冲器在第一配置中的示意图；

图6是根据图5的缓冲器在第二配置中的示意图；

图7是根据一个实施例的打印设备的示意图；

图8是表示根据本发明实施例的几个标签的打印的图表，该图表示碳带在涂覆区域和打印区域的速度以及碳带通过打印前缓冲器和打印后缓冲器的路径长度；

图9是表示根据本发明实施例的一个标签的打印的图表，该图表示碳带在涂覆区域和打印区域的速度以及碳带通过打印前缓冲器和打印后缓冲器的路径长度；

图10是根据本发明的另一个实施例的打印设备的基材输送系统的示意图，其中该打印设备还包括在打印头附近的另外两个缓冲器。

具体实施方式

通过参考附图的以下说明，将更好地理解本发明。

现在参照图1和图2描述根据本发明的打印设备1的优选实施例。

打印设备1包括涂布机3和打印头6，涂布机3用于用墨水涂覆碳带，打印头6用于通过利用涂覆在碳带上的墨水对基材热转印以进行打印。打印设备1还包括输送系统，输送系统布置和设置成沿着从涂布机3到打印头6以及从打印头6到涂布机3的路径固定和支撑环形碳带5。碳带的路径定义了一环圈(loop)。

涂布机

涂布机3设置和布置成用墨水涂覆碳带5的外表面。

涂布机3可以连接到储液器(未示出)。储液器设置成接收固体墨水以供给涂布机3。在另一个实施例中，储液器可包括液体墨水，并且该储液器可以与混合元件连接，以将墨水保持在预定的物理条件下，例如温度和/或粘度。

涂布机可包括墨水辊，该墨水辊包括与碳带接触的外表面，并由储液器供给墨水。

可选地，涂布机3可包括缝模涂覆(slot-die coating)装置，该缝模涂覆装置布置成将墨水涂覆在碳带的外表面上。

涂布机(也称为“涂覆装置”)也可包括本领域技术人员已知的并且与本发明兼容的所有涂布系统。

涂布机3可定位成与碳带5接触或位于碳带5的附近，以促进碳带5外表面的涂覆。“外表面”应理解为与内表面相对的向外朝向碳带环圈的碳带表面。涂布机3设置成在碳带5的外表面上沉积一层热熔墨水，液体墨水层优选地均匀分布在碳带5的表面上。墨水控制部件(未示出)可根据碳带5的旋转/位移速度和/或打印模式来确保在碳带5的表面上分配足够量的墨水。通过涂布机3在涂覆区域上用热熔墨水涂覆碳带5。在一个实施例中，该涂覆区域由碳带和涂布机之间的接触来限定，优选地，涂覆区域由环形碳带的路径的一部分限定，其中热熔墨水涂覆在该碳带5上。因此，碳带在涂覆区域中的速度可以由碳带在涂覆区域中的时间间隔内沿其路径行进的距离来限定，即，其中熔化的墨水施加到碳带5上。

优选地，打印设备1包括保持碳带的支撑件11，其中墨水沉积在碳带中，以确保在涂覆期间碳带5具有足够的机械稳定性。在图1所示的实施例中，该支撑件是辊子。在一个实施例中，在涂覆区域中，碳带处于涂布机3和支撑件11之间的夹层结构中。在一个实施例中，涂覆区域由碳带路径的一部分限定，其中碳带由支撑件11支撑。

支撑件11可包括辊，优选为驱动辊。

储液器和/或涂布机3可包括加热装置，以分别熔化储液器和/或涂布机3中的墨水。储液器可以填充固体墨水，固体墨水与储液器或涂布机3的接触将容易熔化墨水。

在一个实施例中，打印设备1包括周期性地在储液器中添加新的固体墨水的装置。

打印头

打印设备1包括打印头6。在一个优选实施例中，打印头6是热转印打印头6。

打印辊21可用于将基材2传送到碳带5附近。热转印打印头6用于将热熔墨水从碳带5转印到基材2上。打印辊21可设置和布置成保持和传送碳带5和基材2。

在一个实施例中，打印区域由碳带路径的一部分限定，其中碳带5由打印辊21保持和支撑。在一个实施例中，打印区域由碳带路径的一部分限定，其中碳带5与基材2接触，特别是其外表面与基材2接触。在一个实施例中，打印区域由碳带路径的一部分限定，其中碳带5上的涂覆墨水转移到基材2上。

因此，碳带在打印区域中的速度可以由碳带在打印区域中的时间间隔内沿其路径行进的距离来限定，即，其中碳带上的涂覆墨水施加到基材2上。

打印头6优选包括微型加热器区域，该微型加热器区域在打印区域与碳带接触，特别是与碳带的内表面接触，并加热碳带和穿过碳带的该碳带上的墨水，然后，加热的墨水转移到基材上。微型加热器区域的表面可以从500μm

在打印期间，打印头6或微型加热器区域与碳带5的内表面接触，以使位于碳带5外表面的墨水能够进行热转印。

在一个实施例中，打印头包括微型加热器区域表面上的保护层。在该实施例中，在打印过程中，碳带5的内表面与该保护层滑动接触。微型加热器区域通过该保护层以及通过碳带5的厚度来加热碳带上的墨水。

保护层可包括溶胶-凝胶材料，优选硼硅酸盐。保护层有利地保护碳带免受摩擦。保护层的厚度有利地允许热传导，保护层的厚度可以在1至50μm的范围内。保护层可以包括溶胶-凝胶材料，优选硼硅酸盐，这种材料有利地避免了在打印期间碳带在打印头上滑动时碳带和打印头之间的高摩擦。

在该打印过程中，碳带5的外表面与基材2接触，以转移一部分用于打印基材的墨水。

打印辊21确保基材2上有足够的压力，以在进行打印过程时使得基材2与碳带5保持接触。然后，在打印过程中，该碳带5可以保持在基材2和打印头6(或微型加热器区域)之间的移动夹层中，基材2的移动方向与打印头6附近的碳带5的移动方向相同，基材2和在打印头6附近的碳带5的这种运动优选是直线运动。

在替代实施例中，打印头6包括激光器，以加热穿过碳带5的厚度的墨水，从而使得位于碳带5的外表面51中的墨水能够进行热转印6。优选地，激光的波长在950nm和1450nm之间。

打印头6、碳带5和基材2之间的布置可以由机械部件来确保，这些机械部件根据期望的打印精度来精确设置。可以实施一些导向装置和位置控制部件，以确保至少打印头6和碳带5之间的预定布置。例如，偏转器23可以用于至少部分地支撑基材2。

碳带

碳带5设置成在根据本发明的打印设备1中实施。碳带5允许墨水从涂布机3输送到其外表面上的打印头6。碳带5是环形碳带，环形碳带应理解为形成环圈的碳带或带状碳带。然后，这种碳带允许受到涂覆并用于以循环方式打印。在打印过程中未经使用的剩余墨水通过打印头输送到墨水回收装置(未示出)并重新涂覆。结果，相同的碳带5连续地用于输送用于打印的墨水和用于输送打印后的剩余墨水。实施该打印过程以形成连续的循环过程，其中自动回收剩余的墨水。这种配置允许取回尚未打印的墨水，这种墨水可以有利地在碳带5的下一圈重新涂覆和重新使用。

本发明的一个优点是提供一种自主打印设备，其中使用至少一部分、优选100％或基本上100％的墨水，即没有墨水损失。

碳带5可以由各种材料制成。碳带5优选由具有耐高温性能(例如耐高达300℃的温度)和高耐化学性(例如耐酒精、墨水或溶剂等)的材料制成。优选地，碳带5由聚酰亚胺薄膜制成，聚酰亚胺允许碳带在高达[340°-380°]的温度范围内使用而不会变形。在优选实施例中，碳带5也可以由金属或金属合金制成。碳带5可以由金属合金制成，例如不锈钢、铝合金、钛合金、铜合金、铍合金。在一个实施例中，碳带可以包括含有镍、锡和铜的合金，优选地，镍的含量在14.5％m和15.5％m之间，锡的含量在7.5％m和8.5％m之间，铜的含量在75％m和79％m之间。

在优选实施例中，碳带5由弹性模量(也称为杨氏模量)低于或等于3GPa的材料制成，这有利地允许碳带5支持由输送系统提供的张力，而不会损坏碳带。

碳带5优选由传热率大于0.120瓦/米开尔文的材料制成。

碳带材料的厚度和成分设置成产生通过碳带的热传递，从而实现打印。

优选地，碳带5的厚度小于50μm或20μm。该厚度有利地允许其内表面和外表面之间的传热阻力为低水平，从而提高打印质量。碳带5的厚度可以基本上在0.5μm和50μm之间，最优选在0.5μm和20μm之间。在一个实例中，碳带5的厚度在[3-25μm]或[5-10μm]的范围内选择。

在一个实施例中，打印头6包括激光器，碳带5在该激光器的波长下是透明的。在该实施例中，碳带5的厚度在[3-200μm]的范围内选择。

输送系统

使用输送系统来保持和传送碳带5，输送系统沿碳带5的路径支撑并传送碳带5。

输送系统可包括至少一个辊10，以保持和传送环形碳带5。输送系统可包括多个辊10、11，该辊10、11沿环形碳带5的路径保持并传送环形碳带5。

至少一个辊可以是驱动辊11，驱动辊11连接到电机以旋转该驱动辊11。至少一个电池或电供给物(electrical alimentation)可以施加在打印设备中，以向电机提供电源。驱动辊11的旋转产生环形碳带5沿其路径的位移，这也造成了其它辊10的旋转。

辊10、11安装至打印设备的框架，以旋转其自身，从而沿其圆周表面传送碳带。辊10、11具有圆柱形状，并且安装至打印设备的框架，以围绕它们的纵向轴线旋转。

在一个未示出的实施例中，输送系统包括至少一个传送带，该传送带设置和布置成沿着碳带路径的一部分通过碳带内表面来保持和传送碳带5。该传送带实现了与沿一个旋转方向驱动碳带5的连续轨道相同的功能。在一个实施例中，传送带包括平行四边形形式的薄片，该薄片绕成环圈以形成碳带支撑件。该传送带可以由至少两个辊支撑。在另一个例子中，该传送带由三个辊支撑以形成三角形。该传送带的一个优点是，碳带5沿着两个辊之间的距离运送，而不会经历机械变形，该传送带有利地将碳带5上的应力最小化，这提高了该碳带5的寿命。此外，最小化碳带5上的应力允许避免在碳带5上产生波纹轮廓。此外，传送带的使用降低了碳带5起皱和错位的风险。

隔离壁

在一个实施例中，打印设备1可包括框架，该框架包括涂布机3、打印头6、输送系统和碳带5的路径。该框架包括至少一个孔，用于所打印的基材2的出口。在一个实施例中，打印设备1还包括隔离壁4，该隔离壁4布置成将包括涂布机3的区域与该设备的其余部分隔离。隔离壁14可包括用于碳带5通过的孔。一个优点是包含由涂布机3提供的热量。在碳带从涂布机输送到打印区域的期间，涂覆的墨水更容易在碳带上固化。

双缓冲器

打印设备1包括缓冲器7、8。这些缓冲器限定了一区域，其中碳带路径的一部分由该缓冲器控制。缓冲器可以通过增加或减少由该缓冲器限定的区域内或穿过缓冲器的碳带路径的长度，来控制碳带路径。因此，缓冲器配置和布置成缩短或延长碳带路径的一部分的长度。

碳带5沿着包括第一路径(从涂覆区域到打印区域)和第二路径(从打印区域到涂覆区域)的路径传送。

碳带的第一路径包括已经重新上墨的那部分碳带(也称为“重墨”(re-inked)碳带)，该碳带从涂布机3(或涂覆区域)传送到打印头6(或打印区域)。碳带的第二路径包括已经打印的碳带的另一部分(也称为“打印碳带”)，或者包括打印后从打印头(或打印区域)输送到涂布机3(或涂覆区域)的剩余墨水。

根据本发明的打印设备1包括在碳带的第一路径中的打印前缓冲器8和在碳带的第二路径中的打印后缓冲器7。因此，打印前缓冲器8控制碳带的第一路径的长度，并且打印后缓冲器7控制碳带的第二路径的长度。

换句话说，打印前缓冲器8设置成缓冲重墨碳带的预定部分，并且打印后缓冲器7设置成缓冲打印碳带的预定部分。

“设置成缓冲”应理解为每个缓冲器设置成在其上储存可变数量或长度的碳带，碳带的该长度可以限定在该打印前缓冲器8或打印后缓冲器7的入口和出口之间。

在一个优选实施例中，驱动器11定位成在涂覆区域上以第一速度驱动碳带5。优选地，驱动器11位于打印前缓冲器8和打印后缓冲器7之间，在涂覆区域的一侧。

在打印区域每一侧的两个缓冲器7、8有利地允许以第二速度驱动打印区域上的碳带5，该第二速度不同于由驱动器11驱动的涂覆区域中的碳带的第一速度。

实际上，当第一路径的长度由打印前缓冲器8减小，并且同时第二路径的长度由打印后缓冲器7增大时，打印区域上的碳带5的速度优于涂覆区域中的碳带的速度。

另一种方式，当第一路径的长度由打印前缓冲器8增加并且同时第二路径的长度由打印后缓冲器7减小时，打印区域上的碳带的速度低于涂覆区域中的碳带的速度。

缓冲器

优选地，缓冲器7、8包括移动辊71、81，该移动辊71、81定位和布置成保持和传送碳带5。该辊71、81的位置限定了碳带5通过缓冲器7、8的路径。在一个实施例中，每个缓冲器7、8包括至少一个移动辊，该至少一个移动辊设置成通过其碳带内表面来支撑碳带，并且缓冲器7、8包括至少一个移动辊，该至少一个移动辊设置成通过碳带外表面来支撑碳带。每个移动辊71、83、73、81安装至该打印设备的框架，以旋转自身，从而沿其圆周表面传送碳带。每个移动辊71、83、73、81具有圆柱形状，并且安装至该打印设备的框架，以围绕它们的纵向轴线旋转。

此外，每个移动辊也可以沿着预定轨迹72、82、92自由移动。

移动辊72、82、92沿其预定轨迹72、82、92的移动增加或减少了存储在缓冲器内的碳带的数量或存储在缓冲器入口和出口之间的碳带的长度。

如图1和图2所示，打印前缓冲器包括支撑碳带5内表面的第一移动辊81和支撑碳带5外表面的第二移动辊83。同样，打印前缓冲器7包括支撑碳带5内表面的第三移动辊71和支撑碳带5外表面的第二移动辊73。因为每个缓冲器在碳带的两侧都包括一个辊，所以通过移动该辊可以有利地增加或减少碳带的长度。

在一个实施例中，辊71、81、73、83可沿着预定轨迹72、82移动。对于“可移动”，应该理解的是，辊B的旋转轴线可沿预定轨迹自由平移或旋转，优选在明显垂直于该旋转轴线B的平面内沿预定轨迹自由平移或旋转，该旋转轴线B对应于该辊的纵向轴线。

辊的运动引起了碳带路径的变化，因此可以缩短或延长碳带路径。

换句话说，辊的运动改变了储存在缓冲器入口和出口之间的碳带数量。

因此，在一个示例中，当存储在打印前缓冲器的入口和出口之间的碳带数量增加或减少时，重墨碳带的长度也分别增加或减少。

在第二示例中，当存储在打印后缓冲器的入口和出口之间的碳带数量增加或减少时，打印碳带的长度也分别增加或减少。

在一个实施例中，当重墨碳带的长度增加或减少时，打印碳带的长度分别自动地减少或增加。

在图1和图2所示的第一实施例中，缓冲器7、8包括两个辊71、81。同一缓冲器的两个辊71、81可沿着预定轨迹(虚线示出)72、82移动。同一缓冲器的辊的运动可以是同步的或同时进行的。

如图1所示，打印前缓冲器8处于长配置，其中第一路径的长度最大。如图2所示，打印前缓冲器8的辊81可以移位以达到短配置，其中第一路径的长度最小。在一个实施例中，缓冲器入口和出口之间的碳带路径的最大长度与最小长度之比大于1.3，优选地在1.3和3之间。

图1和图2示出了一个实施例，其中缓冲器7、8的辊71、81可沿着圆形轨迹72、82移动，两个辊围绕同一轴线旋转，以允许在缓冲区中“卷绕(wind)”或“退绕(unwind)”碳带5，并因此分别增加或减少第一路径或第二路径的碳带的长度。缓冲器的这个实施例有利地提供了长配置和短配置两种配置的紧凑缓冲器。“缓冲区”可以定义在缓冲器的入口和出口之间。缓冲器的入口和出口，或者缓冲区的界限可以由缓冲器7、8、9两侧的两个相邻辊10限定。例如，缓冲区的入口由碳带和缓冲器的前一个辊之间的接触来限定，缓冲区的出口由碳带和缓冲器的后一个辊之间的接触来限定。

术语“前一个辊”和“后一个辊”在这里应理解为根据碳带20的传送方向分别在缓冲系统之前和之后支撑碳带20的输送系统2的最近的辊。

在另一个实施例中，打印前缓冲器的入口是涂覆区域，并且该打印前缓冲器的出口是打印区域。因此，打印后缓冲器的出口是涂覆区域，并且该打印后缓冲器的入口是打印区域。

图8示出了这种缓冲器的实施例，该缓冲器包括框架84，该框架安装在该打印设备上，具有绕轴线A旋转的一个自由度。框架84可包括枢轴85，该框架可绕枢轴85旋转。

辊81安装在框架84上。辊81可安装在框架81上，具有绕轴线B旋转的一个自由度，以在其外表面上传送碳带。在一个实施例中，框架84的旋转轴线A平行于辊81的旋转轴线B。

因此，框架84在其轴线A上旋转，以允许两个辊81沿着弯曲的轨迹82同时运动。根据框架84的旋转方向，该轨迹导致卷绕或退绕碳带5，以分别增加或减少碳带的路径。该实施例有利地提供了缓冲器8，其中仅需要一个电机来沿着两个辊81的预定轨迹82移动同一缓冲器8的两个辊81。电机的数量可以有利地减少，并且打印设备1有利地变得更简单和更紧凑。

图5和图6中示出了缓冲器9的替代实施例，在该实施例中，每个辊91可沿着直线轨迹92移动，所有的辊91都可以沿着轨迹92在第一和第二位置之间移动。当所有的辊91都位于图5所示的第一位置时，缓冲器9处于长配置，并且通过缓冲器的碳带路径的长度最大。当所有的辊91都位于图6所示的第二位置时，缓冲器处于短配置，并且通过缓冲器的碳带路径的长度最小。

在一个实施例中，缓冲器包括沿着预定轨迹引导辊71、81、91的轨道。

因为每个移动辊都布置成支撑碳带的相对面，所以两个移动辊71、81的同时移动导致缓冲区内碳带的数量或长度增加或减少。此外，两个移动辊沿着围绕相同轴线A的圆形轨迹的相同方向移动，使得在存储在该缓冲区内的碳带的数量或长度的差异方面，该缓冲器将变得紧凑。

第一控制器

在一个实施例中，打印设备1包括第一控制器CALC，该第一控制器CALC控制打印前缓冲器8和打印后缓冲器7。在一个实施例中，通过操作缓冲器的第一和第二移动辊沿其预定轨迹的运动来操作对该缓冲器的控制。

在一个实施例中，第一控制器配置成沿着移动辊71、81、91的预定轨迹71、83、93移动移动辊71、81、91。在一个实施例中，每个缓冲器包括至少一个电机，以沿着辊71、81、91的预定轨迹来移动其辊71、81、91，并且第一控制器控制该电机。

在图1和图2所示的一个实施例中，用于控制重墨碳带或打印碳带的长度的第一控制器分别使打印前缓冲器8或打印后缓冲器7的框架84旋转。框架84的旋转方向决定了存储在缓冲区内的碳带数量是增加还是减少。

优选地，每个缓冲器包括连接到框架84的电机MT，以使该框架围绕其枢轴85旋转。电机MT由第一控制器CALC控制，以这种方式，第一控制器CALC配置成控制电机MT。因此，第一控制器配置成控制框架84的旋转并控制该框架84的旋转方向。

第一控制器CALC配置成控制两个缓冲器，以通过驱动打印前缓冲器8增加碳带沿第一路径的长度，并同时通过驱动打印后缓冲器7减小碳带沿第二路径的长度，从而以低于碳带在涂覆区域的第一速度的速度驱动碳带。

第一控制器CALC配置成控制两个缓冲器，以通过驱动打印前缓冲器8来减小碳带沿第一路径的长度，并同时通过驱动打印后缓冲器7来增加碳带沿第二路径的长度，从而以高于碳带在涂覆区域上的第一速度的速度驱动碳带。

对缓冲器的控制是通过控制移动辊沿其预定轨迹72、82的运动来实现的。

两个缓冲器的同时驱动允许增加碳带在打印区域一侧的路径长度，并同时减少碳带在打印区域另一侧的路径长度。换句话说，两个缓冲器中的一个用于控制碳带在打印区域上的速度，另一个缓冲器用于补偿碳带路径的长度，以避免在打印区域一侧沿碳带的张力增加。

换句话说，通过减少存储在打印前缓冲器8的入口和出口之间的碳带的数量或长度，并同时增加存储在打印后缓冲器7的入口和出口之间的碳带的数量，从而碳带在打印区域的速度优于碳带在涂覆区域的速度。可选地，通过增加存储在打印前缓冲器8的入口和出口之间的碳带的数量，并同时减少存储在打印后缓冲器7的入口和出口之间的碳带的数量，从而碳带在打印区域的速度低于碳带在涂覆区域的速度。

在一个实施例中，第一控制器还通过控制输送系统的驱动器(例如驱动辊11的旋转)来控制涂覆区域中的碳带的速度。

在一个实施例中，第一控制器CALC配置成彼此独立地控制打印前缓冲器和打印后缓冲器。实际上，在打印期间，碳带夹在打印头6和基材2之间，并且夹在驱动辊11和涂布机3之间，因此，打印头两侧施加到碳带上的张力可能不同。独立控制缓冲器7、8的一个优点是在打印过程中避免碳带两侧中的一侧张力过大。

打印配置和脱离配置

如图1至图4所示，打印设备1包括基材2，该基材2与碳带接触，并且沿着打印区域传送，以允许墨水从碳带热转印到基材上。该打印设备还可包括基材辊22、23，以保持和支撑基材。该打印设备还可包括如前该的打印辊21，以沿着打印区域保持并传送与碳带接触的基材。

在一个实施例中，该打印设备设置成提供两种配置：打印配置和脱离配置。

在图3所示的打印配置中，碳带5通过与基材2接触而受到支撑。碳带5通过基材2由打印辊21支撑。“通过辊由打印辊支撑”应理解为打印辊21支撑碳带5，并且基材2位于碳带5和打印辊21之间。在打印配置中，打印辊21确保基材2上有足够的压力，以在打印期间保持基材2与碳带5接触，这有利地允许墨水从碳带5转移到基材2。

在一个实施例中，在打印配置中，打印辊21保持碳带5与基材2接触，并且可选地保持碳带5与打印头6或打印头6的微型加热器区域接触。

优选地，在打印配置中，碳带在与打印头的保护层接触的情况下行进。该保护层能够传导来自微型加热器区域的热量，并有利地防止碳带发生撕裂，这有利地允许加热穿过碳带的墨水以熔化该墨水，并使其从碳带5转移到基材2上。因此，碳带在打印区域中的速度可以由碳带在打印区域中的时间间隔内沿其路径行进的距离来限定，即，其中碳带上的涂覆墨水通过热转印施加到基材2上。

在替代实施例中，其中打印头6包括用于加热墨水的激光器，在打印配置中，碳带5不与打印头6接触。

在一个实施例中，打印设备1包括驱动基材2的驱动器。“驱动基材”应理解为控制基材的运动以及基材沿其路径的速度。驱动器可以是打印辊21。打印设备1可包括连接到打印辊21的电机，以旋转该辊并沿基材2的路径传送基材2。驱动器可用于将基材2传送到碳带5附近。

在图4所示的脱离配置中，碳带5从基材2脱离。在这种配置中，不可能将墨水从碳带5打印或热转印到基材2上。在脱离配置中，碳带5不与打印头6接触。因此，在这两种配置中，打印区域中的碳带速度可以由碳带在碳带位于基材2和打印头6之间的时间间隔中沿其路径行进的距离来限定。

在一个实施例中，该打印设备的元件是可移动的，以将该打印设备从打印配置切换到脱离配置，或者从脱离配置切换到打印配置。该元件可以是输送系统的辊10，该辊10是可移动的。如图3和图4所示，该元件可以是打印辊21，打印辊11可在两个位置之间移动，第一位置对应于打印配置，第二位置对应于脱离配置。

第二控制器

打印设备1可包括第二控制器COMP，第二控制器COMP配置成控制可移动元件在打印配置和脱离配置之间切换。

在图3和图4中，该元件是打印辊21，第二控制器控制打印辊21在两个位置之间运动。

在一个实施例中，第二控制器COMP配置成当打印区域中的碳带5的速度为零而涂覆区域中的碳带5的速度不为零时，自动切换打印设备1的配置。当打印设备1切换配置时，这允许碳带5停止在打印区域上。

因此，当碳带5与打印头的微型加热器区域接触时，或者当碳带离开微型加热器区域时，碳带5的速度为零，并且碳带和打印头之间没有摩擦。于是有利地降低了撕裂的风险。

优选地，在打印配置中，打印辊21控制成以与打印区域中的碳带速度相同的速度自动传送基材。

在一个实施例中，第一和第二控制器是一个独特的计算机或者连接到一个独特的用户界面。在一个实施例中，第一和/或第二控制器还控制打印头6。

第一控制器CALC连接到输送系统的驱动辊11或连接到该驱动辊的电机，以驱动该驱动辊11旋转，并因此驱动碳带在涂覆区域的速度。第一控制器CALC还连接到缓冲器7、8或连接到该缓冲器的移动辊71、81、73、83，以控制涂覆区域中的碳带速度和打印区域中的碳带速度之间的速度差。

第一控制器CALC和/或第二控制器COMP可包括存储器或任何可由包括计算机程序的计算机读取的可读介质，该计算机程序包括指令，用于使得该打印设备执行根据本发明的方法的步骤。第一控制器可包括处理器或计算机，该处理器或计算机配置为使得该打印设备执行根据本发明的方法的步骤。

第一控制器CALC和第二控制器COMP可以根据由通信装置接收的指令来控制移动辊和/或驱动辊11和/或打印辊21。该指令可包括由传感器(例如速度传感器)测量的值，该速度传感器配置成测量基材2的速度、和/或涂覆区域中的碳带速度、和/或打印区域中的碳带速度。

附加缓冲装置

在图10所示的一个实施例中，该热转印打印设备包括两个附加缓冲器101、110。

该附加缓冲器包括臂103上的辊104。该附加缓冲器布置成用该附加缓冲器的辊104支撑碳带。

附加缓冲器的臂103可以围绕轴线102枢轴旋转运动，该枢轴旋转在至少第一位置N和第二位置M之间驱动辊104。

在第一位置N，该辊限定了碳带的路径，该路径比当该辊处于第二位置M时的碳带的路径短。

优选地，附加缓冲器101、110布置在打印前缓冲器8和打印头6之间或打印后缓冲器7和打印头6之间。

每个附加缓冲器以与打印前缓冲器8和打印后缓冲器7相同的方式来控制碳带的长度。第一附加缓冲器101布置在打印前缓冲器8和打印头6之间，以控制打印前缓冲器8和打印头6之间的碳带长度。第二附加缓冲器110布置在打印后缓冲器7和打印头6之间，以控制打印后缓冲器7和打印头6之间的碳带5的长度。

在一个实施例中，碳带从第一位置N到第二位置M的路径长度差小于由打印后缓冲器7或打印前缓冲器8可实现的碳带路径长度差。

在第一配置中，第一附加缓冲器101处于第一位置N，并且第二附加缓冲器110处于第二位置M(图10中以虚线示出)。在第二配置中，第一附加缓冲器101处于第二位置M，第二附加缓冲器110处于第一位置N。

通过同时将附加缓冲器即第一附加缓冲器101从第一配置切换到第二配置，系统能够暂时停止打印区域中碳带的速度，这有利地允许在碳带静止时将打印辊21移动到打印配置或脱离配置，从而减少对碳带的损坏并提高其使用寿命。

在一个实施例中，臂103的枢轴旋转102包括扭簧。扭簧的一个优点是能非常快速地在第一位置和第二位置之间切换辊104。

打印基材的方法

根据第二方面，本发明还涉及一种打印基材的方法。优选地，打印基材的方法包括提供根据本发明的打印设备。

现在参照图9和图8描述根据本发明的打印基材的方法的实施例。

图9和图8示出了图表，该图表包括：涂覆区域SC中的碳带速度和打印区域SP中的碳带速度、以及碳带通过打印前缓冲器PRB的路径长度和碳带通过打印后缓冲器POB的路径长度。

在阶段A中，该打印设备处于脱离配置，碳带沿其路径传送，碳带在通过涂覆区域时涂覆上墨水。在阶段A期间，速度SC增加，直到达到第一预定速度S1。在阶段A结束时，速度SC和速度SP优选为相等，这意味着没有缓冲器增加或减少通过缓冲器的碳带路径的长度，这有利地允许在打印之前均匀地涂覆碳带。

在阶段B中，该打印设备移动到打印配置。如前该，打印辊21可以移动以将碳带压在其上来支撑基材。

在一个实施例中，在打印配置中，打印辊21保持碳带5与打印头6接触或与打印头的微型加热器区域接触或与打印头6的保护层接触。

在转换到打印配置的过程中，打印辊21在碳带和打印头之间施加力，这个力增加了打印头施加到碳带上的摩擦力，该摩擦增加了碳带撕裂的风险。为了避免这种情况，阶段B可包括将碳带停止在打印区域上。如图9所示，速度SP降低到零，同时速度SC保持在第一预定速度S1。从图9中可以看出，通过驱动打印前缓冲器8以增加碳带沿第一路径PRB的长度，并同时驱动打印后缓冲器7以减少碳带沿第二路径POB的长度，从而获得SC和SP之间的速度差。优选地，作为速度SC的函数，长度PRB增加，并且长度POB减少，以确保速度SP等于零。

“驱动缓冲器”可以理解为控制该缓冲器的移动辊移动，以减少或增加碳带路径的长度。

该阶段B允许停止碳带，同时操作碳带与打印头的接触。因此，在这种配置转换期间停止碳带有利地防止了与打印头接触的碳带发生撕裂。事实上，当打印辊在碳带上施加力时，如果碳带停止，碳带和打印头之间就没有摩擦。

在一个实施例中，在阶段B期间，基材以与速度SP相同的速度传送。这允许在操作碳带和基材之间的接触时减少摩擦，从而有利地降低了撕裂和损坏碳带的风险。

该方法和该打印设备有利地允许停止碳带和打印区域，而不改变在涂覆区域的碳带的速度。

优选地，在阶段A期间，控制打印前缓冲器8以增加碳带的第一路径的长度或碳带通过打印前缓冲器8的路径的长度，并且控制打印后缓冲器7以减少碳带的第二路径的长度或碳带通过打印后缓冲器7的路径的长度。这有利地将缓冲器准备到随后的阶段B。

阶段C对应于打印步骤。在打印期间，通过驱动打印前缓冲器8以减小碳带沿第一路径PRB的长度，并同时驱动打印后缓冲器7以增加碳带沿第二路径POB的长度，从而速度SP可以高于速度SC。在打印期间，速度SP可以在第二预定速度S2下保持恒定。

这有利地允许提供高打印速度，而不改变涂覆区域中的速度SC。

在第一实施例中，打印时间很短，如图9所示。例如，阶段C包括打印一个独特的标签。在该实施例中，速度SC在打印期间可以保持在第一预定速度S1，该第一预定速度S1低于第二预定速度S2。

在图8所示的第二替代实施例中，打印时间更长。例如，阶段C包括连续打印几个标签。在该第二实施例中，在阶段C的打印期间，涂覆区域中的速度SC逐渐增加，直到达到打印速度S2。优选地，在速度SC增加期间，控制缓冲器以将打印区域中的速度SP保持在恒定速度。

在阶段D期间，打印设备移动到脱离配置。如前所述，打印辊21可以以碳带都不与打印头和基材接触的方式移动。在阶段D期间，碳带的速度可以降低，优选直到降低为零，如阶段B所述。这允许在碳带与打印头脱离时避免碳带与基材和与打印头之间的摩擦。

在阶段E，该打印设备处于脱离配置。在此阶段，速度SP和速度SC相等，从而驱动该缓冲器。在图8所示的一个实施例中，涂覆区域的速度SC逐渐降低，以达到第一预定速度S1。

在打印期间(阶段C)，碳带可以通过其两个面而保持在碳带路径的两个位置：涂覆区域(在涂布机和支撑件之间)和打印区域(在打印头或微型加热器区域和打印辊21之间)。这些区域将碳带路径分成两个部分，第一路径从涂覆区域到打印区域，其中碳带输送已涂覆的墨水，第二路径从打印区域到涂覆区域，其中碳带输送未受打印的墨。

因此，碳带在第一路径中的张力可以不同于碳带沿着第二路径的张力。因此，施加到一个缓冲器的移动辊上的扭矩可以不同于同时施加到另一个缓冲器的移动辊上的扭矩。

在另一个实施例中，在一个缓冲器中增加碳带路径长度的速度可以不完全等于在另一个缓冲器中减小碳带路径长度的速度。