專利名稱：用于在襯底上固定可輻射固化膠狀油墨影像的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及利用可輻射固化油墨打印。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的打印設(shè)備使用影像接收器將油墨施加到打印紙。然而，需要提供一種系統(tǒng)， 其中如上所述的這種油墨可直接施加到打印紙或別的襯底。在實(shí)際應(yīng)用中，這種系統(tǒng)的一 個(gè)挑戰(zhàn)是這種油墨在室溫下傾向于具有像"蛋黃醬"那樣的稠度，但是當(dāng)加熱以易于噴射 時(shí)，又變成低粘度液體。通常的噴墨打印過程將油墨加熱為液體，然后直接將油墨滴從壓電 式噴頭噴到襯底上。 一旦所噴射的油墨打到該襯底，它就從液體變回成其更粘的稠度的相， 由此降低其進(jìn)入多孔介質(zhì)的滲透程度。 一旦這個(gè)油墨暴露于紫外(UV)輻射，油墨中的光敏 引發(fā)劑受到UV輻射轟擊，入射通量將在油墨中存在的單體轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)聚合物基體，在紙上 產(chǎn)生非常硬且耐久的標(biāo)記。 然而，期望油墨在被UV固化之前壓平。原因是光澤更加均勻，缺失的噴射點(diǎn)可以 掩蓋掉，以及某些應(yīng)用(如包裝)要求具有相對(duì)固定厚度的薄層。因?yàn)檫@些油墨具有類似 蛋黃醬的稠度，所以它們?cè)诠袒熬哂袠O小的粘合強(qiáng)度。另外，油墨通常設(shè)計(jì)為對(duì)許多材 料具有良好的親和性。這意味著傳統(tǒng)的弄平油墨層的方法往往會(huì)失效，因?yàn)橛湍验_并且 在試圖弄平它的裝置上留下許多影像，如靜電印刷術(shù)中常用的傳統(tǒng)的定影輥。本說明書提 出 一種解決這個(gè)問題的方法。

發(fā)明內(nèi)容
按照一個(gè)方面，提供一種用于將油墨固定在襯底上的設(shè)備。設(shè)置壓平構(gòu)件以接觸 在輥隙處的該襯底承載油墨的側(cè)面。設(shè)置第一輻射源以將輻射引導(dǎo)至該輥隙處的該襯底的 承載油墨的側(cè)面，該輻射適于固化該襯底上的油墨。


圖1是按照第一實(shí)施例、用在更大的打印設(shè)備中的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。
圖2是按照第二實(shí)施例的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。
圖3是按照第三實(shí)施例的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是按照第一實(shí)施例、用在更大的打印設(shè)備中的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。紙或 襯底(由任何合適的材料制成的)S承載未固定的油墨影像I沿工藝方向P接近固定設(shè)備， 該設(shè)備包括可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件(這里是油墨側(cè)壓平輥?zhàn)?0的形式)和支持構(gòu)件(這里是支持輥 子20的形式)。在一個(gè)實(shí)際的實(shí)施例中，該油墨影像I此時(shí)包括未固化的、粘性液體，其還 沒有明顯滲入該襯底S。在輥?zhàn)?0和20之間形成的輥隙，該未固定的油墨I(xiàn)被輥隙壓力機(jī) 械"壓平"，其有效地使多色油墨的各種不同的層呈現(xiàn)出相對(duì)襯底S的表面I固定的總的高度。 與在該輥隙施加機(jī)械壓力同時(shí)，將輻射能施加到該油墨I(xiàn)，該輻射能包括當(dāng)襯底S 的任何小的區(qū)域通過該輥隙時(shí)化學(xué)固化襯底S上油墨I(xiàn)的合適的波長(zhǎng)(通常為UV)。為 此，在壓平輥?zhàn)?0內(nèi)設(shè)置輻射源30，對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，該輻射源可包括一個(gè)或多個(gè)UV燈或 UV-發(fā)射LED陣列，其在該襯底S移動(dòng)通過該輥隙時(shí)將輻射引導(dǎo)至該輥隙中的該油墨I(xiàn)。源 30或多個(gè)源的功率使得對(duì)于給定的工藝速度該油墨I(xiàn)在離開該輥隙時(shí)完全固化。
在這樣的一個(gè)實(shí)施例中，該壓平輥?zhàn)?0的壁有效透過該固化輻射，所以該輻射有 效到達(dá)該輥隙中的油墨I(xiàn)。根據(jù)可能的實(shí)施例，壓平輥?zhàn)?0由帶有冷縮配合釋放層表面的 石英內(nèi)芯組成。壓平輥?zhàn)覫O的外層是低表面能量材料，其也可以透過UV輻射如透明PTFE， 但是其他代替物也是可以的，如氟碳化合物。該支持輥?zhàn)?0是通常由硅酮設(shè)于金屬之上形 成。 圖1中還示出IR燈40或等同物，對(duì)于給定的特定材料集合(油墨和襯底)，用于 在需要時(shí)預(yù)熱襯底S。已知類型的溫度傳感器50可就在該輥隙上游測(cè)量該壓平輥?zhàn)?0的 表面溫度，所記錄的溫度可供控制系統(tǒng)使用。 該油墨I(xiàn)的固化與在輥隙處形成機(jī)械壓力同時(shí)進(jìn)行，從而在仍然處于壓平狀態(tài)時(shí) 可以引起該油墨中單體鏈的充分的交聯(lián)反應(yīng)，這樣在影像I離開由輥?zhàn)?0和20形成的輥 隙時(shí)可以基本上完成聚合。聚合過程產(chǎn)生耐久的固體材料，其有一定的收縮。該收縮和硬度 與輥?zhàn)?0上的低表面能量層結(jié)合導(dǎo)致產(chǎn)生使得影像傾向于自己從該輥?zhàn)?0剝落的條件。
圖2是按照第二實(shí)施例，用在更大的打印設(shè)備中的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。與圖1 類似的參考標(biāo)號(hào)在圖2中表示相似的元件。圖2的實(shí)施例與圖1的不同之處在于，代替該 支持輥?zhàn)拥氖强赊D(zhuǎn)動(dòng)支持帶22，其圍繞該壓平輥?zhàn)?0沿相當(dāng)大的包角形成輥隙。該帶22 可圍繞任何數(shù)量的內(nèi)部輥?zhàn)?4傳輸以提供必要的抵著壓平輥?zhàn)?0的輥隙壓力。該支持帶 22提供長(zhǎng)得多的油墨在機(jī)械壓力下的停留時(shí)間以由輻射源30固化。支持帶22的一種基本 組成包括帶有硅酮涂層的聚酰亞胺。 圖3是按照第三實(shí)施例，用在更大的打印設(shè)備中的固定設(shè)備的簡(jiǎn)化正視圖。圖1 或圖2中相似的參考標(biāo)號(hào)在圖3中表示類似元件。在這個(gè)實(shí)施例中，代替壓平輥?zhàn)拥氖菈?平帶12，其圍繞任何數(shù)目的內(nèi)部輥?zhàn)?4，對(duì)著支持帶22形成輥隙。設(shè)在壓平帶22內(nèi)的可 調(diào)節(jié)壓力輥?zhàn)?6可沿該輥隙中的一點(diǎn)驅(qū)使該帶的一部分抵靠支持帶22，該支持帶可由壓 力板26支撐，如所示。 該壓平帶12包括多個(gè)層。內(nèi)層提供用來支撐的耐久表面和驅(qū)動(dòng)表面。 一種合適 的材料是透明(對(duì)UV)聚酰亞胺。壓平帶12的外層包括也透過UV輻射的低表面能量材 料；一種合適的材料是透明PTFE，但也可是其他的替代物，如氟碳化合物。這些層之間的粘 合劑也必須有效透過UV。 通過該支持帶22內(nèi)稍微歪曲的壓力板26將整個(gè)輥隙長(zhǎng)度上的輥隙壓力保持恒 定，該壓力板施加垂直于該支持帶22的力并由此將其推進(jìn)該壓平帶12，并使得通過那里的 襯底S相對(duì)于其上為固化的油墨I(xiàn)向外彎曲。這種向外的彎曲有助于油墨的自行脫落。
從圖3中可進(jìn)一步看出，如上所述的IR燈40設(shè)在壓平帶12內(nèi)沿工藝方向P的輥
隙的前部。這些燈(或等同物)按照需要使該油墨i和襯底s在固化之前達(dá)到預(yù)先設(shè)定的
溫度。接著該可調(diào)節(jié)壓力輥?zhàn)?6，該UV源30將該油墨I(xiàn)固化在襯底S上。
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盡管在所說明的實(shí)施例中，兩個(gè)輻射源首先提供IR用于加熱然后提供UV用于固 化，但是不同的應(yīng)用需要不同的輻射源布置。例如，如果多種油墨設(shè)在襯底S上，如對(duì)于不 同的基色或其他屬性(如磁性)，則需要首先固化一種油墨(具有一個(gè)特定的固化波長(zhǎng))， 然后是另一個(gè)(具有另一特定的固化波長(zhǎng))。該輻射源可布置為實(shí)現(xiàn)這個(gè)順序的固化?；?者，多個(gè)輻射源在其他方面不同(如波幅)以對(duì)于給定的特定材料集合獲得所需要的印刷 屬性，如光澤。
權(quán)利要求
一種用于將油墨固定在襯底上的設(shè)備，包括壓平構(gòu)件，設(shè)置為在輥隙處接觸襯底的承載油墨的側(cè)面；以及第一輻射源，設(shè)置為將輻射引導(dǎo)至該輥隙處的該襯底的承載油墨的側(cè)面，該輻射適于固化該襯底上的油墨。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，該壓平構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)，該第一輻射源大體上設(shè)在該可轉(zhuǎn) 動(dòng)壓平構(gòu)件內(nèi)，該第一可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件有效透過輻射。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括第二輻射源，該第二輻射源在該第一輻射 源之前將輻射引導(dǎo)至該襯底。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括支持構(gòu)件，其設(shè)置為在該輥隙處對(duì)著該襯 底的承載油墨的側(cè)面接觸該襯底。
全文摘要
用于在襯底上固定可輻射固化膠狀油墨影像的方法和設(shè)備。一種將油墨固定在襯底上的設(shè)備，如在噴墨打印中。設(shè)置壓平構(gòu)件以在輥隙處接觸襯底的承載油墨的側(cè)面。設(shè)置第一輻射源以將輻射引導(dǎo)至該輥隙處的該襯底的承載油墨的側(cè)面，該輻射適于固化該襯底上的油墨。
文檔編號(hào)B41J11/00GK101746157SQ2009102075
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者于爾根·H·丹尼爾, 史蒂芬·E·雷迪, 布賴恩·J·魯夫 申請(qǐng)人:施樂公司;帕洛阿爾托研究中心公司