专利名称：在基底上固定可用射线固化的中性墨水图像的方法和装置的制作方法
技术领域：
本揭示涉及使用可用射线固化的墨水进行印刷。
背景技术：
适于喷墨印刷的可用紫外线(UV)固化的墨水的成分包括一种或多种共聚单体和 稠化剂。当暴露于预定频率的射线时，这些共聚单体聚合起来并因此粘结于许多种类型的 表面上。在实际应用中，这种墨水在室温下有粘性，但是当加热时变的更易流动以喷射到基 底上形成图像。一种适于使用可用射线固化的墨水的印刷设备使用一种“渗透(transfuse) ”系 统，其中形成想要图案的墨水首先被喷射到带(belt)形式的图像接收器上，然后从该图像 接收器被传递到印刷纸张或其它基底上。在带的路径的各个位置配置有紫外射线源，以使 墨水在被传递到该印刷纸张之前被部分硬化。在可用紫外线固化的墨水的一种应用中，希望在相对不平坦的表面上进行印刷， 比如包装用的瓦楞纸板的外层表面。
发明内容
根据一个方面，提供一种用于将图像印刷和/或固定到基底上的装置。适应构件 被置为在辊隙处接触该基底的承载图像的一侧。该适应构件能有效地透射紫外射线，并大 体包含硅氧烷弹性体，该弹性体有从约20邵氏硬度到约10邵氏硬度的适应性。第一射线 源被置为将紫外射线导向该辊隙处的该基底的承载墨水的一侧，该射线适于将墨水固化在 该基底上。根据另一个方面，提供一种用于将图像印刷和/或固定到基底上的方法。适应构 件接触该基底的承载墨水的一侧，该适应构件能有效地透射紫外射线，并大体包含硅氧烷 弹性体，该弹性体有从约20邵氏硬度到约10邵氏硬度的适应性。透过该适应构件将紫外 射线照向该基底的承载墨水的一侧，该射线适于将墨水固化在该基底上。
图1是，根据第一实施方式，可在较大的印刷设备中找到的印刷和/或固定装置的 简化正视图。图2是根据第二实施方式的印刷和/或固定装置的简化正视图。
具体实施例方式图1是，根据第一实施方式，可在较大的印刷设备中找到的印刷和/或固定装置的 正视图。承载未固定的墨水图案I的(任何合适材料的)纸张或基底S，沿着处理方向P，向 固定装置前进，该固定装置包括可旋转构件(这里是以在墨水一侧的均平滚筒10的形式) 和支撑构件20(在替代实施方式中，该支撑构件可以是滚筒的形式)。在一个实际的实施方式中，此时的墨水图案I包含在那时尚未固化的粘性液体，其还没有显著地渗透到基底S 中。在滚筒10和20之间形成的辊隙处，尚未固定的墨水I被辊隙处的压力“压平”，这有效 地导致多种颜色的墨水的各层相对于基底S的表面呈现出一致的总高度。在该辊隙处施加机械压力的同时，当基底S的任何小区域通过该辊隙时，向墨水 I施加辐射能量，该辐射能量包括能够在基底S上化学固化墨水S的合适的波长(通常是 UV)。为此目的，在均平滚筒10中配置有射线源30，对于此实施方式，该射线源30可包括一 个或多个UV灯或发射UV的LED阵列，当基底S穿过该处时，向辊隙处的墨水I照射射线。 源30或多个源的能量是这样的，该墨水I在以给定的处理速度离开该辊隙时被完全固化。 在这样一个实施方式中，均平滚筒10的壁可以有效地透射固化射线，这样射线可以高效地 到达辊隙处的墨水I。特别参考均平滚筒10的结构，在此实施方式中，均平滚筒10包含大体刚性的内 鼓12，和外部适应层(conformable layer) 14。因此适应层14形成对基底S呈现出适应 表面的“适应构件”，其适于将墨水I固定在不平坦的基底Si。根据可行的实施方式， 内层12包含厚度为约3毫米到约13毫米的石英，而适应层14大体包含硅氧烷弹性体 (silicone-based elastomer)，该弹性体具有从约20邵氏硬度(shore A)到约10邵氏硬 度的适应性(conformability)。约1毫米到约5毫米厚的这种材料适于UV射线的有效透 射。这种材料还提供了适当的低摩擦表面，以与基底S接触。所述印刷或固定台可用于在瓦楞纸板(像在包装材料中常见的)的外表面上印刷 图像。即使这样的外表面是基本上平滑的，在该结构的内层(core)中下面的起皱层也通常 会在该外表面中造成“波纹”。在目前市场上可以得到的那些类型的瓦楞纸板中，最经常使 用的沟纹(flute)被称为B沟纹、C沟纹和E沟纹。相关尺寸如下对于B沟纹，波长是标 称1/4"；外表面波纹测量到的波幅是约0.060毫米，使得该外表面上的峰到峰深度范围为 约0.120毫米。对于C沟纹，波长是标称5/16"；外表面波纹测量到的波幅是约0.049毫 米，使得该外表面上的峰到峰深度范围是约0.098毫米。对于E波纹，波长是标称1/8"；外 表面波纹测量到的波幅是约0. 037毫米，使得该外表面上的峰到峰深度范围是约0. 074毫 米。因为均平滚筒10与起皱的或者其它不平坦的表面相适应，所以印刷的墨水层均勻地覆 盖瓦楞纸板的波浪状外表面，而在该不平坦表面的凹陷处该墨水层中没有空隙。如图1所示，印刷用的墨水可以由印刷头50 (如图所示，其将墨水I导向滚筒10上 游的基底S的)直接放置在基底S上；或者替代地，该墨水I可以被直接放置在滚筒10上 (比如由印刷头52)。使用印刷头52的系统可用于这样的结构，其中图像在被传递到基底 S之前，在滚筒10的各次转动中逐步叠合起来。这种系统可用于一次通过(single pass) 的结构，其中，在被印刷头52喷射到鼓上之后，该墨水被立即传递到基底S上。在这种结构 中，与该印刷头在可控的、不变的距离上的合适材料的光滑表面可以印刷上高质量的图像。 然后此图像可以由该适应材料传递到不平坦的起皱表面上，其质量比将该图像直接喷射到 该起皱表面上可能产生的质量要高的多。已知类型的温度传感器54可以测量紧紧位于该 辊隙上游的均平滚筒10的表面的温度，所记录的温度可用于控制系统中。图1中还显示了红外灯40，或类似的射线发射装置，以对于给定的特定材料组(墨 水和基底)在需要的时候预加热基底S。这种灯可以被置于印刷头50的上游或下游，取决 于给定的设计；并且可以放射紫外线光，作为印刷过程的“粘着(tacking) ”的一部分或者部分固化步骤。在本实施方式中，墨水I的固化是与在该辊隙形成的机械压力同时的，从而引起 该墨水中的单体的充分交联(cross linking)，同时仍然处于平整的状态，从而到图像I离 开由滚筒10和支撑构件20形成的辊隙时，聚合已经基本完成了。该聚合过程带来了经过 某种程度的收缩的耐用的固体材料。该收缩和硬度与滚筒10上很低的表面能相结合，导致 一种状态，其中该图像通常会从滚筒10自己脱落。图2是一种替代实施方式的一些元件的正视图。在图1和图2中，类似的标号代 表类似的元件。在图2的实施方式中，适应层14与刚性内鼓12分离，而其一部分围绕第二 滚筒16拖曳。内鼓12包括内部的紫外线灯30。根据一种特定的设计，内鼓12可以是可旋 转的或固定的，在这种情况下适应层14由第二滚筒16驱动并相对于鼓12滑动。在该实施 方式中，适应层14在其内表面上固定了耐用的垫层18，比如ACRYLITE 0P-4，一种由CYR0 Industries公司制造的能透射紫外线的聚丙烯板材。此实施方式可以帮助系统在需要的时 候向该墨水或基底施加热，比如通过使用加热滚筒32(具有能产生热量的部分(未示)，其 可以在需要的时候与内鼓12或适应层14接触)。权利要求，无论是原始呈现的还是更改过的，包括此处所揭示的各实施方式和教 导的各种变形、替换、修改、改进、等同和实质等同，包括那些无法预料或推出的以及例如由 申请人:/专利权人和其它人所提出的。
权利要求
一种用于在基底上印刷的装置，包含适应构件，被置为在辊隙处接触该基底的承载墨水的一侧，该适应构件能有效地透射紫外射线，并大体包含硅氧烷弹性体，该弹性体有从约20邵氏硬度到约10邵氏硬度的适应性；以及第一射线源，被置为将紫外射线照向该辊隙处的该基底的该承载墨水的一侧，该射线适于将墨水固化在该基底上。
2.根据权利要求1所述的装置，该适应构件的厚度为约1毫米到约5毫米。
3.根据权利要求1所述的装置，该适应构件是可旋转的，且该第一射线源被大体上置 于该适应构件内。
4.根据权利要求3所述的装置，该适应层具有与之固定的聚丙烯层。
5.根据权利要求3所述的装置，进一步包含置于该可旋转的适应构件中的内鼓，该第 一射线源被大体置于该内鼓内。
6.一种在基底上印刷的方法，包括将适应构件接触该基底的承载墨水的一侧，该适应构件能有效地透射紫外射线，并大 体包含硅氧烷弹性体，该弹性体有从约20邵氏硬度到约10邵氏硬度的适应性；以及透过该适应构件将紫外射线照向该基底的该承载墨水的一侧，该射线适于将墨水固化 在该基底上。
7.根据权利要求6所述的方法，该适应构件的厚度为约1毫米到约5毫米。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在该基底上设置墨水。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在该适应构件上设置墨水。
10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在透过该适应构件将紫外射线照向该基 底的承载墨水的一侧之前，将射线照向该基底。
全文摘要
一种装置，在基底上印刷和/或固定墨水，比如使用可用紫外线固化的墨水进行喷墨印刷。适应构件被置为在辊隙处接触该基底的承载墨水的一侧。该适应构件大体包含有从约20邵氏硬度到约10邵氏硬度的适应性的硅氧烷弹性体。射线源将紫外射线照向该辊隙处的该基底的该承载墨水的一侧，该射线适于将该墨水固化在该基底上。该装置特别用于在起皱的纸板或者其它的不平坦表面上印刷，因为所产生的墨水图像由该适应构件均匀地印在该基底上，而在该不平坦表面的凹陷处在墨水层中没有空隙。
文档编号B41J11/00GK101890842SQ2010100042
公开日2010年11月24日 申请日期2010年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者史蒂芬·E·雷迪, 格雷戈里·J·科瓦奇, 迈克尔·D·汤普森 申请人:施乐公司;帕洛阿尔托研究中心公司