专利名称：分散辐射可固化凝胶墨的方法、设备及系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及到使用背面再流分散辐射可固化凝胶墨的方法、设备及其系统。特别地，本发明涉及到使用温度可控的加热背面再流的部件和辐射源分散凝胶墨的方法、设备及其系统，该再流部件与基底背面接触以加热沉积在基底正面上的墨，该辐射源被设置为照射凝胶墨以减轻或停止其再流。
背景技术：
辐射可固化凝胶墨对于传统的液态墨之所以具有优势，至少是因为它们倾向于形成比由传统液态墨所形成的墨滴具有更弱的流动性的墨滴。凝胶墨以液态形式沉积在基底之上。液态凝胶墨滴接触基底后迅速地冷却至凝胶状，且具有有限的流动性。传统墨接触基底后倾向于形成流动的液态墨滴。因此，基底通常都经涂覆和/或处理以防止诸如流动液态墨滴的聚集。与传统墨所配用的纸质基底可用材料涂覆，这些材料能增强粘附性和增大表面能，或者要不然影响纸质基底和墨之间的化学作用力。这种涂层或处理应用于介质需要特殊的工序处理，且特殊工序的使用需要额外的费用。辐射可固化凝胶墨之所以是理想的，至少是因为它在各种基底类型上都显示了优良的滴定位性能(drop positioning)，无须考虑基底是如何处理的。它具有成本优势，例如在多套印刷设备上使用相同的介质或者基底类型，也不需要携带诸如特殊涂覆的原料(stock)。另外，使用数码打印和传统打印的印刷处理可能需要适于每个打印流程不同介质源。
发明内容
已发现，辐射可固化凝胶墨处理可受益于使喷墨或墨线充分分散以解决由于不良堆积高度等引起的图像失真问题的方法、设备和系统。尽管联合使用热量和压力，可以使诸如蜡墨之类传统的墨铺平或者分散在基底上，但凝胶墨提出了特别的挑战。本发明中的方法、设备及系统包含充分的线分散、具成本效益的印刷处理以及其他优势，其他优势包括补偿喷墨式印刷头的缺失喷头。辐射可固化凝胶墨的分散方法可包括将基底背面与加热的再流部件接触，由此沉积在基底正面的辐射可固化墨在再流部件上再流。方法可以包括使用喷墨装置或者诸如例如包含微电机机器的墨施加系统等其他墨施加系统直接将福射可固化凝I父墨施加在基底的正面上。在一个实施方式中，方法包括照射辐射可固化凝胶墨以聚合一定量的凝胶墨。在一个实施方式中，该照射可以包括使用辐射源中发射出的辐射在分散区域内照射辐射可固化凝胶墨，由此再流辐射可固化墨的分散就停止。该照射还可包括在墨再流期间照射辐射可固化墨。方法可包括将基底和再流部件分离，以及在加热的接触部件与基底接触后照射再流的辐射可固化墨。方法可包括在基底与再流部件分离后照射凝胶墨。方法可包括使温度可控的加热的再流部件与基底的背面相接触。在一个实施方式中，方法可包括使分散区域的基底背面与加热接触或者再流部件相接触，该分散区域被定义成是加热接触部件向基底传递热量的基底上的区域。在一个实施方式中，方法可包括设置再流部件的温度，当基底背面接触到加热的再流部件时，该温度可导致该凝胶墨在分散区域内的再流。温度的设定值是已预定的。例如，再流部件的温度是在墨线分散的试验、误差和观察的基础上决定的。在一个实施方式中，方法可包括通过调整接触部件的设定温度、在分散区域上照射此辐射可固化墨期间由辐射源所发出的辐射的浓度、紫外(UV)源相对于分散区域的位置、紫外源相对于基底的位置、以及分散区域的停留时间中的至少一个，来控制辐射可固化凝胶墨的分散。用于将沉积在基底正面的辐射可固化凝胶墨分散的设备可以包括再流部件，该再流部件被加热，且该再流部件被设置为与基底的背面相接触。再流部件的温度是受控的，且可以是可旋转鼓的形式，基底可以环绕着该鼓被传送。在实施方式中，设备包括印刷头，该印刷头被配置为将辐射可固化凝胶墨直接沉积在基底正面上。该印刷头可以是喷墨式印刷头。该印刷头包括用于增强墨沉积的微电机。凝胶墨直接沉积在基底上之后，凝胶墨可转变为基本的凝胶态。基底可以沿工艺方向从墨沉积位置平移至传递热量到基底上面的墨以促使墨再流和分散的位置。例如，加热的再流部件被控制到温度设定点，其中加热的再流部件在与基底背面连接过程中传递足够的热量以减小墨的粘附力并促使墨再流。在实施方式中，设备可以包括辐射源，该辐射源被设置为照射凝胶墨以聚合一定量的凝胶墨。辐射源被设置为在再流区域照射凝胶墨，再流区域被定义成是再流部件与基底背面相接触的区域，通过这块区域热量被传递至凝胶墨上而减小凝胶墨的附着力，因此墨再流和分散。其中，照射减轻了再流墨的分散。在一实施方式中，相对于印刷工艺方向，辐射源可以可调整地位于远离再流区域前端(start)—段距离。在另一实施方式中，设备可以包括辐射源，该辐射源可调整地被设置为在单位时间内发射一定量的光子。用于辐射可固化凝胶墨分散的系统的实施方式可以包括将辐射可固化凝胶墨直接沉积在基底正面的印刷头，以及接触加热基底背面以减小基底正面上凝胶墨的附着力从而促使墨再流并在基底正面分散的再流部件。在一实施方式中，为了减小凝胶墨的流动性和抑制墨进一步的分散，系统可以包括用于照射基底正面上的再流凝胶墨以聚合一定量的凝胶状墨的辐射源。在另一实施方式中，为了改变墨再流的期间，辐射源的位置可以是可调整的，相对于辐射源与基底之间的距离和在工艺方向上辐射源与再流区域开始端之间的距离中的至少一个，该辐射源的位置是可调整的，该再流区域定义为是再流部件传递热量通过基底的区域。
图I是根据一个典型的实施方式所示的紫外凝胶墨分散设备及其系统的侧视简图；图2是根据一个典型的实施方式所示的分散辐射可固化凝胶墨的方法；图3是根据一个典型的实施方式所示的通过背面接触加热分散紫外凝胶墨的方法;
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图4是根据一个典型的实施方式所示的使用再流和固化优化工艺根据需要分散紫外凝胶墨的方法。
具体实施例方式辐射可固化凝胶墨对于传统的液态墨有优势，因为它能适应改进的滴定位方法(drop positioning),以及更多种的基底选择,无需特殊基底涂层和/或处理。已发现,用辐射可固化墨印刷会因为诸如不良堆积高度而产生图像失真。然而，可以分散墨以减少不良堆积高度。尽管用于墨分散的传统方法是依靠热量和压力，如对于蜡相变墨，但是相对于得到充分的墨或者墨线分散，辐射可固化墨提出了特殊的挑战。例如，使辐射可固化凝胶墨接触压辊，在以基本呈液态沉积在基底上之后被冷却(quench)至凝胶态的墨，可能会导致墨粘脏施压部件。本发明公开的方法、设备及系统通过加热沉积的墨促使墨再流来调节凝胶墨的分散，该凝胶墨在此之前已加热至液态、沉积在基底正面之上、并且接触基底时冷却至基本成凝胶态。例如，温度受控的加热的再流部件可以通过与基底背面接触来传递热量至墨。已发现，墨再流之后，墨会冷却。如果冷却时间充分，且墨与基底之间的表面能差异足够，墨有可能会自我复原，或者聚合。辐射源在再流期间可被用以照射墨。特别地，在接触加热以通过降低墨的粘附力使得墨基本呈液态从而分散墨以后，可以给墨施加足够量的辐射以阻碍墨进一步的流动。在再流期间没有施加辐射给凝胶墨，墨的最终分散状态将取决于墨在冷却期间内从基本呈液态转变至基本呈凝胶态中将如何表现。尽管加热基底的背面将会分散沉积在基底正面上的凝胶墨，但分散的效果取决于墨和基底的热力学性质，以及基底与墨之间表面能的相互作用。本发明公开的方法、设备以及系统为沉积的辐射可固化凝胶墨提供了稳健的墨分散，并同时防止墨的复原(drawback)ο例如，辐射可固化凝胶墨诸如紫外(“UV”)固化凝胶墨可直接被施加于介质或者基底的正面上。基底的类型可以包括，例如，双向拉伸聚丙烯、涂层纸、箔片、聚酯薄膜、或者其他适用的基底类型。墨通过喷墨式印刷头喷在基底上。在一实施方式中，包含微电机的印刷头将用以执行沉积凝胶墨。可以加热墨，使其以基本呈液态进行沉积，直到接触基底冷却。基底的背面可以与温度受控的再流部件相连。可以加热再流部件以将热量传递至基底背面，且通过该基底传递至沉积在基底正面上的墨。传递给墨的热量将促使墨向液态转变，增强墨的流动性，且促进墨的再流和分散。例如，墨的分散可以作为基底和墨的温度的函数而改变。通过调整加热再流部件的温度，调整辐射源的辐射位置或者再流后位置，调整印刷进程速度，调整基底相对于再流部件的包角，和/或其他相似的选择性地向基底和墨施加热量的方法，可调整墨的分散。施加给墨的辐射的量可通过调整基底和辐射源之间的距离或者间距来调整，和/或通过调整单位时间内从辐射源发射出的光子数来调整。辐射源与非接触式分散或再流区域可以成一整体，或者相对于工艺方向可以位于分散区的后面。可照射凝胶墨使其聚集，以降低其流动性，还能停止再流过程，和/或固化墨。例如，墨可以被充分固化，其中，大量的沉积的再流过的墨被聚合。测试和模型化已经显示辐射可固化墨通过接触加热介质背面而再流在生产进程的速度方面是合理的。例如，测试系统包括含有10英寸直径的鼓的再流部件。该鼓由铝制成。基底通过再流部件传送，基底在进程方向上是可平移的以将通过喷墨式印刷头沉积的凝胶墨带至分散区域，以及带至照射和/或固化墨的位置。基底包括了含有衬垫物、附着层和纸质基底的纸基标签原料。在测试系统中，再流硒鼓被设置在200°C。进程速度被设置为150英尺每分钟(O. 76m/s)以使分散区域的停留时间大约在524ms。辐射源是紫外光源，且所使用的辐射可固化凝胶墨是可紫外固化的。已发现，如果紫外凝胶墨在75°C液化，那么分散区域的停留时间大概为420ms时墨的上表面温度可达75°C，且在全部的停留时间524ms时可达85°C。据此，这就意味着大概超过了 IOOms的流动时间。在这个例子当中，采用铝硒鼓和纸基标签原料的典型发热量。墨的发热量采用的是25微米厚度层的。通过改变分散区域的停留时间和再流硒鼓的温度，墨和标签原料内总的温度和温度梯度也可以改变以适应所需的条件。再流墨在超出的IOOms流动时间内的任何时间都可以受到辐射以固定墨的位置，并减小或者停止进一步的再流。图I显示了辐射可固化凝胶墨分散设备和辐射可固化凝胶墨喷墨、分散和固化系统的一实施方式。特别地，图I显示了包含用于喷射紫外固化凝胶墨的印刷头105以及再流部件107的紫外凝胶墨系统。印刷头105可被设置成诸如在基底上喷射或者沉积紫外固化凝胶墨以形成数字印刷凝胶墨图像110。基底可以是可绕再流部件107传输的介质卷材
112。印刷头105可被设置成含有和/或沉积一种或多种墨，这些墨可以使透明的、黑色的、品红的、青色的、黄色的或者其他任何一种想要的墨颜色。印刷头可以是喷墨式印刷头，或者是包含用于强化墨沉积的微电子机械的印刷头。印刷头可以被设置成加热诸如紫外可固化凝胶墨之类的辐射可固化凝胶墨，以使得这些墨以液滴沉积从而形成喷涂的图像110。这些墨可以直接沉积在介质卷材112之上。再流部件107可被加热。例如，再流部件是温度可控的，且接触基底的再流部件的表面也可加热。再流部件107可以是介质物质的硒鼓，如8mm的具有经阳极化处理的、特氟龙浸溃的接触面的铝鼓。该鼓可被设置成绕中心纵轴线旋转。卷材112延伸以包绕再流部件107，以便卷材112的背面能接触再流部件107的表面，如图所示。例如，卷材112可通过一个或多个滚筒以及诸如再流部件107来输送。紫外凝胶墨图像110可被卷材112携带至再流部件107，卷材112在工艺方向上是可平移的。例如，图像110被携带至再流区域以分散图像110的墨。再流区域内，卷材112可以邻近或者接触再流部件107。可以加热再流部件107以向卷材112的背面施加热量。当再流部件107向卷材112的背面施加热量时，热量可通过卷材112传导，且传递至紫外凝胶墨，这就促使紫外凝胶墨图像110的墨再流，但是没有直接地使墨与再流部件接触。紫外辐射光源145可以与再流区域成一整体，或者被设置为邻近再流区域，并且可以定义能对墨进行紫外照射的固化区域。紫外照射源145被设置成在通过加热的再流部件107使图像110分散或者变平坦的同时和/或在此之后，对紫外凝胶墨图像110进行照射。所以，通过接触再流部件107并通过随后的热量传递，墨的粘度就会降低，使得墨能再流和分散，在这段时间之内，紫外辐射可以应用于墨上以减小墨的流动性。例如，墨在再流进程中会分散，且在恢复原样之前被固化。替代地，墨会在再流进程中分散，且在恢复原样的过程中被固化。
墨被固化以使复原最小化，或者优选阻止或者减轻复原。在一实施方式中，墨被固化以使一定量的墨聚合。例如，墨有可能最低限度地固化，在随后的流程中被最终固化。在另一实施方式中，墨被充分地固化以使墨图像110中的绝大部分墨聚合。在另一实施方式中，图像110也可通过紫外光源145固化，以得到最终的固化图像160。根据另一实施方式的设备和系统可以包括用以调整和/或控制印刷进程速度的基底或者卷材的平移速度调整系统(未图示出)。例如，印刷进程的速度可以是0.76m/s，该速度使得分散区域的停留时间为大约524ms，该停留时间即为基底接触再流部件107的时间，和/或热量从再流部件107传递到再流凝胶墨上的时间。在这个停留时间当中，流动时间可能大约为100ms。为了减少分散区域的停留时间，卷材112的速度可被调节以缩短或者延长停留时间，进而增加或减少流动时间的量。卷材平移速度可被调整以改善辐射可固化凝胶墨的线分散。例如，如果观察到的线分散和/或复原性对于特殊的基底是不能接受的，卷材的平移速度就要进行诸如增大或减小之类的调整，以改变线分散和/或最小化或消除复原性。卷材的平移速度可单独调整或者除此之外还调整加热的再流部件的温度、相对于再流区域且/或基底的紫外光源的位置、和/或所施加的紫外辐射的量。典型的系统可以包括395nm的LED灯阵列，该LED灯阵列宽度为约I英寸，且与基底上的墨之间的间距为5_25mm。进程速度大概为150-500fpm (英尺每分钟),且输出功率为16W/cm*cm。例如，典型的包角为约90-180°。在一实施方式的方法、设备和系统中，辐射可固化凝胶墨和/或喷射的墨线可以是分散的以获得合适的堆积高度，避免图像失真，和/或补偿印刷头中相邻的缺失的喷头。精准的墨定位也可以获得，而且不用顾及基底的类型和/或基底是如何处理的，而且通过基底的背面传递热量的量取决于基底的热力性质，以及基底的厚度。图2显示了辐射可固化凝胶墨分散方法的一实施方式。特别地，图2的S205显示了将辐射可固化凝胶墨直接沉积在基底上。通过诸如喷墨式印刷头之类的辐射可固化墨沉积系统使辐射可固化墨沉积。基底可以是纸基底、双向拉伸聚丙烯、涂层纸、涂层纸、箔片、聚酯薄膜、或者其他适合的基底类型，且可是呈卷材的形式。凝胶墨被加热以使墨在基本呈液体状态下沉积。当墨接触到基底且经冷却时，墨将向实质的凝胶态转变，其后该墨具有有限的流动性。可沉积在墨线内以形成图像的冷却墨，可能具有不良的堆积闻度，例如，会导致图像失真。为了分散墨，减小堆积高度，和/或适应缺失的喷头，以及获得其他的优势，冷却墨可以被加热以通过向实质的液体状态转变来增大墨的流动性，或者促进墨再流。图2中的S210显示了增大凝胶墨的流动性以分散墨。例如，墨的再流时间可持续大概100ms。在S215中，再流期间，凝胶墨可被固化以阻止再流以便凝胶墨根据需要分散。凝胶墨可在流动期间被固化，以便墨根据需要分散，和/或以阻碍墨的复原和/或聚合。图3显示了分散固化凝胶墨方法的另一实施方式。图3中显示的分散固化凝胶墨的方法包括通过接触加热的再流部件加热基底背面，以使沉积在基底正面上的辐射可固化凝胶墨再流。据此，墨本身没有直接与用于热量传递的再流部件接触，进而墨不会粘脏例如再流部件或者施压部件。基底的背面将与形成鼓状的再流部件接触。鼓可以是铝鼓，而且基底包裹在鼓的部分的周围。再流鼓可被设置到例如大约200°C的温度。再流部件与基底接触的区域可以定义分散区域。分散区域与再流区域一致，在此区域热量从再流部件向辐射可固化凝胶墨传递，以促使墨再流。在分散区域和/或再流区域上，加热的鼓通过基底传递热量至墨，进而凝胶墨会被加热至过渡状态的温度。例如，辐射可固化凝胶墨可以在75°C时液化。在分散区域上，在加热区域的停留时间内，通过再流部件接触基底的背面，沉积在基底上的墨可以被加热至约75°C或者更高。如果墨在进程速度约为O. 76m/s下停留420s的时间后达到75°C，并且在直径10英寸的鼓上，停满524ms的时间时达到约为85°C，那么凝胶墨将再流约IOOms的时间。为了降低或阻止复原，和/或达到墨分散的所需程度，墨可在再流期间被固化。例如，图3的S315显示了使用辐射源照射已再流的辐射可固化凝胶墨以减小墨的流动性。墨可以是紫外固化凝胶墨，且辐射源可以是紫外光源。在紫外固化区域内，该紫外光源可以与分散区域成一整体或者被设置为邻近分散区域。例如，紫外光源可被置于分散区域或者再流区域之后。紫外源被设置成在单位时间内发射一定量的光子以有效地聚合一定量的再流墨。例如，紫外源可被设置成通过在固化区域上聚合大部分再流墨来固化墨。各种参数可被设置和调整以获得理想的辐射可固化凝胶墨滴和/或线分散和/或定位。例如，辐射源的位置可被调整。特别是，相对于分散区域的辐射源的位置可调整以改变流动时间。例如，辐射源可被移动到更靠近分散区域，且特别是相对于进程方向上的分散区域的开始端，以减少再流的凝胶墨流动时间。相对于紫外光源的基底包角可被调整以改变流动时间。另外，进程的速度可被调整以例如改变停留时间和/或再流凝胶墨的流动时间。另外，再流部件的温度也可以调整。在一实施方式中，施加给凝胶墨的辐射量可通过调整单位时间内的辐射发射速率来调整。例如，紫外源可被调整以改变单位时间内发射的光子数。另外，紫外源的位置也可调整以改变在基底和紫外源之间的间隙距离。图4显示了根据需要分散凝胶墨的方法的一实施方式。特别是，图4的S401显示了设定紫外源位置、再流部件温度、进程速度以及辐射发射速率中的至少一个。S401中的设置可以包括初始设定参数中的至少一个到预定值。观察印刷和分散辐射可固化凝胶墨的结果之后，参数可根据需要调整以取得所期望的辐射可固化凝胶墨分散效果。例如，在S405中，使用S401中的初始设置的参数，辐射可固化凝胶墨可直接沉积在诸如卷筒纸之类的基底上面。墨可通过诸如喷墨式印刷头直接沉积到基底的正面上。液态的凝胶墨接触纸，且经冷却至实质上的凝胶态。为了增大墨的流动性，可加热墨。例如，在S410中，通过接触加热基底背面增大辐射可固化凝胶墨的流动性以降低凝胶墨的粘度，且促进凝胶墨的液化和分散持续一段时间X。该段时间X与墨再流期间的流动时间是一致的。当再流凝胶墨冷却，且从液态转变回凝胶态时，墨倾向于复原和凝聚。据此，在图4显示的实施方式中，凝胶墨可以在S415中被照射以停止再流使得凝胶墨根据需要分散。特别是，S415中的照射可包括在S410中的流动时间X内照射凝胶墨。因而，在墨复原和/或凝聚之前墨可照射和/或固化。S415的结果可被观察以判定墨是否已如所期望的分散了。为了改善结果和/或达到了所希望的墨分散效果，在S401中可调整和设置可调整的参数中的至少一个，且S405、S410和S415可重复地使用这个调整过的设置参数。例如，在S401中的设置包括至少一个经调整的参数的设置。
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权利要求
1.一种辐射可固化凝胶墨的分散方法，包括加热基底的背面以使沉积在该基底的正面上的辐射可固化凝胶墨再流。
2.根据权利要求I所述方法，包括将该辐射可固化凝胶墨直接沉积在该基底的所述正面上。
3.根据权利要求I所述方法，包括照射该辐射可固化凝胶墨以聚合一定量的所述凝胶墨。
4.根据权利要求I所述方法，该加热还包括使所述基底的所述背面与加热的再流部件接触，所述接触的部件是温度可控的。
5.根据权利要求3所述方法，该照射还包括在所述墨的再流内照射所述辐射可固化凝月父墨。
6.一种分散沉积在基底的正面上的辐射可固化凝胶墨的辐射可固化凝胶墨分散设备，包括再流部件，该再流部件被加热，且该再流部件被设置为与该基底的背面接触。
7.根据权利要求6所述设备，包括印刷头，该印刷头被设置为直接沉积辐射可固化凝胶墨到该基底的所述正面上。
8.根据权利要求6所述设备，包括辐射源，该辐射源被设置为照射所述凝胶墨以聚合一定量的所述凝胶墨。
9.根据权利要求8所述设备，包括被设置为在再流区域内照射所述凝胶墨的所述辐射源，该再流区域被定义为是所述再流部件与所述基底的所述背面接触的区域，且通过该区域传递热量至所述凝胶墨以减小所述凝胶墨的粘度，由此所述墨再流且分散，其中该照射减少了所述再流墨的分散。
10.根据权利要求8所述设备，包括可调整地位于相对于印刷进程方向上远离再流区域前端一段距离的所述辐射源。
全文摘要
一种辐射可固化凝胶墨分散系统，包括喷射辐射可固化凝胶墨到基底的正面上的印刷头，接触该基底背面以加热该凝胶墨且促使该墨再流的加热再流鼓，和照射该受热的墨以减小或停止再流的至少一个辐射源。再流鼓的温度、每单位时间辐射发射的量、包括相对于该再流鼓和/或该辐射源的基底包角的辐射源的位置、再流区域前端和该辐射源之间的距离、该辐射源与基底之间的间隙距离以及进程速度或者基底平移的速度是可调整的以获得理想的分散特征。
文档编号B41J11/00GK102909964SQ201210253700
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年8月1日
发明者奥古斯托·巴顿, 安东尼·S·坎德罗, 布赖恩·J·鲁夫 申请人:施乐公司