浮雕图像印刷组件的动态uv曝光和热显影的制作方法

专利名称：浮雕图像印刷组件的动态uv曝光和热显影的制作方法
技术领域：
本发明关于一种浮雕图像印刷组件的动态成像、uv曝光和热显影的方法和装置，该浮雕图像印刷组件包括印刷版和印刷套筒。
技术背景柔性版印刷是通常用于大批量生产的印刷方法。柔性版印刷 适用于在多种基底例如纸、纸板原料、瓦楞纸板、膜、箔片以及 叠层片上进行印刷。报纸和食品杂货袋是突出的例子。粗糙表面 和拉伸膜仅能通过柔性版印刷的方式经济地印刷。柔性版印刷版 为成像部件凸出在开阔区域上的浮雕板。这种版给印刷者带来了 大量的好处，主要是其耐用性以及易于制造性。虽然光聚合物印刷组件通常以"平坦，，薄片形式使用，但以连续圆筒状形式(作为连续环形(continuous in-the-round)(CITR)光 聚合物套筒)使用该印刷组件则有特别的应用及优点。CITR光聚合 物套筒增加了数字成像、精确定位、快速安装及柔性版印刷制程 无版起模的优势。CITR套筒可应用在壁纸、装饰及礼品包装纸等 的连续图案以及桌布等的其它连续图案的柔性版印刷中。CITR套 筒使柔性版印刷在印刷质量上较凹版及平板印刷具有更大的竟争 力。由制造商所交付的典型的柔性版印刷版为 一 多层物品，其依 次包括背衬层或支撑层， 一个或多个未曝光光致固化层，保护层 或滑膜以及覆盖薄片。典型的CITR光聚合物套筒通常包括套筒载体(支撑层)和在支撑层上方的至少一个未曝光光致固化层。光聚合物层允许所需图像的产生并提供一印刷表面，所使用 的光聚合物一般包含胶恭剂、单体、光敏引发剂及其它性能添加物。光聚合物组合物的实例包括2003年1月29日所申请的美国 第10/353,446号专利申请中所描述的那些，其教示全文并入于此 作为参考。多种光聚合物，如以聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、聚苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚氨酯和/或硫醇烯类(thiolenes)为基础的光 聚合物同样是有用的。优选的胶私剂包括聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙 烯和聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，特别是前述物质的嵌段共聚物。制造柔性版印刷浮雕图像印刷组件的第 一 步 一般包括通过版 (透明支撑层)的背面将印刷组件背面曝光于光化辐射下，使得版的 背面发生硬化并在印刷组件上建立一底层，其设定了浮雕印刷的 深度。接着，所需图像便可产生于印刷组件的光致聚合层中。通过 设置在光聚合物层上方的光学图案掩模，所需图像可以模拟或"传 统"的方式产生于光聚合物层中，其允许该层中未被掩模所覆盖 的区域有选择地产生交联并固化。替代方案为，所需图像可以"数 字方式"产生，其通过使用IR可烧蚀层、喷墨层或是热敏层以在 光聚合物层上产生掩模。其后，通过掩模使印刷组件有选择地曝 光于光化辐射下以使图像交联并固化。一旦印刷组件的光聚合物层被有选择地曝光于光化辐射下， 其可通过水清洗、溶剂清洗而显影，或是使用热而被热显影。在 显影之后，印刷版组件可后曝光于另 一光化辐射下然后待用。在柔性版印前印刷工业中，高度需要消除在显影浮雕图像时 对印刷组件进行化学处理的需求，以便能更快速地从制版进展到 印刷。在热显影期间，使用热来制备光聚合物印刷版，并且利用固化的和未固化的光聚合物之间的不同熔点来对潜像进行显影。 在所选定的温度下，未固化的光聚合物(即，未接触光化辐射的光 聚合物的部分)将熔化或充分软化，而固化的光聚合物将维持固态 并保持原样。熔点的差异允许未固化的光聚合物被有选择地移除 以便产生图像。该方法的基本参数是已知的，例如描述于美国第6,773,859号、 第5,279,697号、第5,175,072号和第3,264,103号专利、美国第 2003/0211423号专利/>布、以及WO 01/88615、 WO 01/18604和 EP 1239329中，其教示全文并入于此作为参考。这些方法避免了 显影溶剂的使用并且避免了用于移除溶剂所需的冗长制版干燥时 间。该方法的速度和效率允许将该方法应用于印刷报纸及其它出 版物的柔性版印刷版的制造中，对于这些出版物来说，快速周转 时间和高生产力是非常重要的。一旦印刷组件被加热至软化该未固化光聚合物，则可移除该 未固化光聚合物。在某些情形中，加热的印刷组件与能吸收或以 其它方式移除该软化的或熔化的未固化光聚合物的材料接触，这 种移除方法一般称为"吸除(blotting)",并且一般通过使用篩网或吸 收性织物来完成。在多数情形中，通常用辊使该材料与加热的印 刷组件相接触而完成吸除，替代方案为，如WO 01/90818所述， 在超级大气压下通过使用热的气流或液流处理加热的印刷组件来 移除该材料，或是通过使用刮刀来移除该未固化的光聚合物，从 而移除该材料。之后，非强制性选择地，该印刷组件可经历一个或多个后处 理步骤。举例来说，该印刷组件可均匀地后曝光于光化辐射下， 也可通过本领域公知的溴化物溶液或是曝光于UV-C光之下而在 表面上进行去私处理(detackification)步骤。传统方法中，成像、曝光、显影以及后曝光/去黏处理步骤在 不同的装置中进行，这需要额外的时间将印刷组件在不同装置之 间传送，并且因为处理该印刷组件的缘故而影响到成品版的品质。 因此，需要在同一系统中完成成像、曝光、显影以及后曝光/去黏 处理步骤以同时改善最终产品的品质和精度。Gelbart的美国第6,180,325号专利(其主题全文并入于此作为 参考)提出了 一种方法，用于在印刷组件上涂敷图案化的涂层以形 成掩模，并且接着将印刷组件曝光于光化辐射下，而不用将其自 涂敷了涂层的装置中卸下。Gelbart的专利还公开了成像步骤可使 用喷墨印刷而完成。然而，Gelbart的专利中并未有任何提示指出 可将显影步骤整合到同一系统中。因此，本领域仍然需要一种改良的系统，其能够在同一系统 中实现印刷组件的成像、印刷组件的曝光、以及印刷组件的显影 和后曝光/去黏处理的步骤，以减少印刷组件的处理，并使得一部 机器能够进行多部机器的工作，并提供平均且一致的印刷组件的 成像、曝光、显影、以及后曝光/去黏处理。此外，还需要提出一种系统，其能耦合于联机显影机(inline processor)，使得当印刷组件沿着链式或辊式机械装置行进时，其 可随后被馈送至该联机显影机。发明内容本发明的一个目的是提供一种用于产生浮雕图像印刷组件的 改良系统，其能在同一系统中完成多个步骤。本发明的另一个目的是提供一种改良系统，其能完成成像、 曝光和显影的步骤。本发明的另 一个目的是提供一种能耦合于联机显影机的系统。为此，本发明提出 一种用于产生浮雕图像印刷组件的系统，包括用于在该印刷组件的至少一个光致聚合层上产生数字成像掩模层的装置；用于通过该数字成像掩模层而使该至少一个光致聚合层曝光 于光化辐射下以有选择地交联并固化该至少一个光致聚合层的装 置；以及用于使该印刷组件热显影以软化并移除未交联光聚合物并显 露出浮雕图像的装置。辊优选具有吸除材料，该材料围绕着辊上至少与该浮雕图像 印刷组件的成像表面接触的部分而设置。在替代的实施方案中， 可在临近辊的地方设置刮刀，以在未交联光聚合物从浮雕图像印本发明还包括一种使印刷组件成像、曝光并显影以在该印刷 组件上产生浮雕图像的方法，该方法包括如下步骤a) 将包括至少一个光致聚合层的印刷组件支撑到支撑层上；b) 在该至少一个光致聚合层上产生数字成像掩模层；c) 通过该数字成像掩模层使该至少一个光致聚合层曝光于 光化辐射下，以使该至少一个光致聚合层的所选部分交联并固化；d) 熔化或软化该已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；以及e) 让该已成像且已曝光表面与至少一个辊接触，以从该浮雕 图像印刷组件的该已成像且已曝光表面上移除未交联光聚合物。


图1显示本发明改良系统的一个实施方案，包括成像、曝光 和热显影步骤。图2显示本发明的一个不同的实施方案，其中该系统还包括 一个后曝光/去黏处理装置。图3显示本发明热显影装置的示意图。图4显示本发明改良系统的另一实施方案，其中实质上平的印刷组件被支撑在实质上平的支撑物上。图中相同的附图标记表示相同的特征，但并非每一图中的所 有特征都用附图标记表示出来。
具体实施方式
本发明涉及一种用于使浮雕图像印刷组件成像、曝光并显影 的改良系统，以及 一 种使用本发明的系统制造浮雕图像印刷组件 的方法。用于使浮雕图像印刷组件成像、曝光并显影的整合系统(其中 该浮雕图像印刷组件包括位于支撑物上的至少 一 个光致聚合层)通常包括用于在该印刷组件的该至少一个光致聚合层上产生数字成像 掩模层的装置；用于通过该数字成像掩模层而使该至少一个光致聚合层曝光 于光化辐射下以有选择地交联并固化该至少一个光致聚合层的装 置；以及用于使该印刷组件热显影以软化并移除未交联的光聚合物并 显露出浮雕图像的装置。在本发明的整合系统中处理印刷组件之前，印刷组件可通过 支撑层而被后曝光以在光致聚合层中产生一底层并建立印刷浮雕的深度。之后，在本发明的整合系统中处理该印刷组件。本发明的印刷组件还可具有一可移除覆盖片，用于保护印刷 组件不受损伤。因此，该系统还可包括用于在使印刷空版成像之 前移除该可移除覆盖片的装置。本发明整合了成像、曝光和显影的系统可以多种方式配置， 其在某种程度上视是否需处理实质上平的印刷组件或圆筒状印刷 组件而定。然而，重点在于在同 一系统中对印刷组件进行成像、 曝光、显影和非强制性选择的后曝光/去黏处理步骤而无需在不同 步骤之间处理该印刷组件的能力。因此，与现有技术中的分离系 统相比，本发明的改良系统允许对印刷组件进行更精确且更有效 的处理。以下将描述本发明整合了成像、曝光和显影的系统的不同方 案。然而，本发明并非受限于以下所描述的方案，本发明的改良 系统还可推广成为只要能够在用于制造柔性版印刷浮雕图像印刷 组件的整合系统之中整合成像、曝光和显影步骤的任何方案。用于使光致聚合印刷空版表面成像的装置包括用于产生可数 字成像层的装置，该装置从喷墨印刷头、IR激光器和热敏印刷头中选出，并且该可数字成像层从喷墨层、IR可烧蚀层和热敏层中 选出。版材料可以从加盖或未加盖的片状光聚合物以及水洗聚合物 中选出。IR可烧蚀层或掩模相对于光化光线的波长是不透明的，且其 通常包含成膜可热分解胶黏剂以及至少一种IR吸收剂(如炭黑)。 炭黑也可确保使该层不透明。适宜的胶黏剂可以是诸如聚酰胺或 硝化纤维那样可溶于有机介质的胶恭剂，也可以是诸如聚乙烯醇 或聚乙烯醇/聚乙二醇接枝共聚物那样可溶于水性介质的胶祐剂。在IR可烧蚀层中，可通过IR激光写入掩模(即，该层在激光束入射的区域被分解并移除)。通过所得的掩模可实现光化光线下的成像曝光。使用IR可烧蚀掩模使柔性印刷组件成像的例子已公开于 例如Yang等人的美国第5,925,500号专利和Fan的美国笫 6,238,837号专利中，每一 专利的主题全文并入于此作为参考。喷墨液体可利用数种方式之一而被涂敷在该至少一个光致聚 合层的表面上。在一个实施方案中，涂敷材料的预涂层(喷墨接收 层)以为墨水提供兼容层，其例如描述于如Leenders等人的美国第 6,358,668号专利，其主题全文并入于此作为参考。在另一个实施 方案中，可直接将墨水涂敷在印刷组件的表面，特别是无须注意 兼容性(迁移性)的问题时。热敏层是一种包含能在热的影响下变黑的物质的透明层，该 层例如包含胶翁剂以及无机或有才几4艮盐，并且可通过具有热敏印 刷头的印刷机来提供图像，其例如描述于Leenders等人的美国第 6,383,692号专利，其主题全文并入于此作为参考。如图所示，在本发明的一个优选实施方案中，用于使表面成 像的装置是至少一个喷墨印刷头16,且浮雕图像通过附加方法而 形成，其中通过在印刷组件的表面上喷射喷墨液体(喷墨墨水)而产 生原位负片。喷墨液体的小滴由喷墨记录头射出而直接射向表面 以在其上形成图像。事实上可以使用现有技术中已知的任何印刷 头，只要其包括可应控制信号而喷出喷墨小滴的至少 一 个喷嘴。 喷墨液体残留在光致聚合层之上并且可防止下方的材料曝露于辐 射之下，因而被喷墨液体所覆盖的那些区域不会聚合，未被喷墨 液体所覆盖的区域曝光于光化辐射下被聚合并因此产生交联并固 化。本发明的墨水是满足以下要求的任何一种液体或固体其在能够有效地硬化上述光致聚合组件的至少一个波长区域中对光化 辐射实质上不透明，且同时在该波长区域中当曝光于光化辐射时 实质上耐光致聚合作用。实质上不透明的墨水是能够吸收至少约85%的任何入射光化辐射，优选约95%,更优选99.9%该辐射的那 些墨水。喷墨液体(墨水)可以是水基墨水、相变墨水或是溶剂基墨 水。相变墨水(也称为固态墨水或是热熔墨水)在室温下以固态形 式存在，但在喷墨印刷装置的升高的操作温度下则为液态。在喷 墨操作温度下，液体墨水的小滴与光致聚合印刷组件的表面接触， 接着会快速地凝固以形成凝固墨水滴的预定图案。这种再凝固过 程(或相变)实际上是瞬间发生的，且立即形成可供使用者使用的干 燥图像。相变墨水组合物的例子描述于King等人的美国第 6,444,018号专利，其主题全文并入于此作为参考。水基墨水一般 包含染料或色素、水、诸如乙二醇的润湿剂、清洁剂、增稠剂、 聚合胶黏剂以及防腐剂，如Leenders等人的美国第6,358,668号专 利所述，其主题全文并入于此作为参考。紧接着至少一个喷墨印刷头(或其它成像装置)16之后，是一 个曝光单元18，包括至少一个光化辐射源，其能通过在成像步骤 中所产生的原位负片使印刷空版14有选择地交联并固化。至少一 个光化辐射源18 —般包括一个或多个UV光源，其能有选择地曝 光并固硬化浮雕图像印刷组件14的成像表面12,然而任何传统的 光化辐射源都能用于此曝光步骤。适用的可见光源或UV源的例 子包括碳弧、汞蒸气弧、荧光灯、电子闪光单元、电子束单元以 及摄影泛光灯。如有需要，还可校准光化辐射源。此外，如有需要，光源还 可包括滤光器，用于防止印刷组件的过度加热以及用于使光源能以超过其一倍的能力使用。在光致聚合印刷组件的主曝光期间，光源会被过滤以使得UV光线具有所需范围(例如365 400nm)的 波长，且滤光器可调整成用于移除落于该范围之外的光线。在显 影之后，如果使用去私处理步骤，可使用相同光源，通过过滤光 源以再次获得位于所需范围(例如短于267 nm)之内的波长。因此， 滤光器允许光源在方法的多个步骤中使用。在另一个实施方案中， 可校准光源。如果在成像步骤中使用喷墨印刷头，则喷出与固化之间的时 间是关键的，这是因为小滴在沉积到表面上之后倾向于散布开。 为了快速地使所喷出的小滴固定住，最好是将光化辐射源安置在 接近喷墨记录头之处，使得当喷出小滴时，小滴可被立即固定住。之后，印刷组件14的至少一个光致聚合层12被热显影以移 除光聚合物的未固化(即未交联)的部分，而不干扰光聚合层的已固 化部分，从而产生浮雕图像。在一个优选实施方案中，热显影器包括巻绕在至少一个可加 热辊20的至少一部分上的吸除材料22。因此，当至少一个可加热 辊20被加热且与浮雕图像印刷组件14的成像表面12接触时，位 于浮雕图像印刷组件14的成像表面12上的未交联聚合物便会被 已加热的辊20熔化或软化，并且被吸除材料22移除。替代的方 案为，外部加热源40将未交联聚合物熔化或软化，而位于至少一 个辊20的至少一部分上的吸除材料22会移除该熔化或软化的聚 合物。外部加热源40可以是红外线加热器或热空气加热器，-f旦其它 加热源也可在本发明的实践中使用，并且是本领域技术人员公知 的。在一个优选实施方案中，加热源40是红外线加热器。吸除材料优选包括纸或机织物或无纺产品。可使用的吸除材料包括筛网和吸收性织物，其包括聚合物基和非聚合物基的织物。 在本发明的另一改进方案中，在欲提供额外的保护措施给印刷制 程以及欲防止不想要的印刷版的复制(诸如票券或钞票的印刷)的 情形下，有色吸除材料可被用来防止个人去使用已使用过的吸除 材料来制造印刷组件的不应有的复制品。有色吸除材料可具有与 印刷组件大致相同的颜色，以使得被移除的材料在吸除材料的表 面上为实际上无法看见的或是深颜色的。在本发明的第一实施方案中，如图1所示，印刷组件14被支撑在圆筒状印刷芯轴8上。印刷组件14可以是连续(无缝)套筒或 是平坦、平面版的形式，其直接安装在印刷芯轴8上或者是先安 装在载具套筒(图中未示出)上再安装在印刷芯轴8上。可以使用任 何适合的手段，包括真空、黏贴和/或机械钳，来将印刷组件14 安装在印刷芯轴8上。系统包括用于在印刷组件14的至少一个光致聚合层的表面 12上产生数字成像层的装置16,其优选是至少一个喷墨印刷头 16(或是其它的成像装置，如上面所讨论的)。相邻于该至少一个喷 墨印刷头16安装的是至少一个光化辐射源18。该至少一个喷墨印 刷头16和该至少一个光化辐射源安装在托架25上，托架25能在 浮雕图像印刷组件14的长度上来回移动。在操作期间，托架25可使该至少一个喷墨印刷头16与该至 少一个光化辐射源18在浮雕图像印刷组件14的成像表面12的长 度上来回移动，以使浮雕图像印刷组件14成像并B暴光。当托架25 在浮雕图像印刷组件14的表面12的长度上来回移动时，浮雕图 像印刷组件14在第一方向上连续转动，使得浮雕图像印刷组件14 的整个表面12被成像和曝光。之后，浮雕图像印刷组件14的已 成像且已曝光表面12被热显影以软化并移除未交联光聚合物。热显影器一般包括a) 用于软化或熔化浮雕图像印刷组件14的已成像且已曝光 表面12上的未交联光聚合物的装置；b) 至少一个辊20,其可与浮雕图^f象印刷组件14的已成像且 已曝光表面12接触，并能够在浮雕图像印刷组件14的已成像且 已曝光表面12的上方移动，以移除浮雕图像印刷组件14的已成 像且已曝光表面12上的已软化或已熔化的未交联光聚合物；以及c) 用于保持该至少一个辊20与浮雕图像印刷组件14的已成 像且已曝光表面12接触的装置34。热显影器通过在浮雕图像印刷组件14的已成像且已曝光表面 12的至少一部分上方转动该至少一个辊20而从浮雕图像印刷组 件14的已成像且已曝光表面12上移除未交联光聚合物。优选的 是，该至少一个辊20以第一方向转动，而圆筒状浮雕图像印刷组 件14.以与该至少 一 个辊20相反的方向转动。浮雕图像印刷组件14在成像、曝光和显影步骤期间在第一方 向上连续转动，使得浮雕图像印刷组件14的整个成像表面12能 够被成像、曝光和显影。该方法的螺旋特性——其中当托架25在 浮雕图像印刷组件14的长度上来回移动时印刷套筒会转动——确 保了任何尺寸印刷组件14上的平均成像、曝光和显影。该至少一个辊20可与喷墨印刷头和该至少一个光化辐射源 18安装在同一个托架25上，或者是安装在不同的托架上(图中未 示出)。这种设计特征的优点在于辊横越印刷组件表面的移动可使 得本发明的系统适应不同长度和直径的印刷组件。在此情形下， 该至少一个辊沿着印刷组件的长度或是绕着印刷组件的圆周而转 动，并且沿着印刷组件的宽度以平行于转轴的方向移动。在一个实施方案中，该至少一个辊20被加热并且在浮雕图像印刷组件14的已成像且已曝光表面12的至少一部分的上方移动，浮雕图像印刷组件14的已成像表面12上的未交联聚合物能够因 此而^L该至少 一个可加热辊20软化或熔化并被移除。替代方案为，可在辊20之前设置一加热源40用于软化或熔 化浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联聚合物， 便于后续用辊20移除。加热源40还可与加热辊20共同使用来至 少部分地软化或熔化浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上 的未交联聚合物。辊20压迫浮雕图像印刷组件的表面以保持该至 少一个辊20与浮雕图像印刷组件14的已成像且已曝光表面12之 间的接触。优选的是，吸除材料22围绕在该至少一个辊20的与浮雕图 像印刷组件14的已成像表面12相接触的至少一部分之下，吸除 材料22从吸除材料22的远程供给源(如图4所示)被连续地供应至 该至少一个辊20。热显影系统还包括反绕装置(如图4所示)，用 于带走包含所移除的未交联光聚合物的吸除材料22。此外，由图3可看出，热显影器可以包括两个辊20和30,它 们面对面邻近设置并彼此分离，并且每一个都可保持与浮雕图像 印刷组件14的已成像表面12接触。当两个辊20和30与浮雕图 像印刷组件14的已成像表面12接触时，两个辊20和30相对于 浮雕图像印刷组件14的已成像表面12自动定心。在此实施方案中，通过将吸除材料22围绕在第 一 辊20的可 与浮雕图像印刷组件14的已成像表面12接触的至少一部分之下、 将吸除材料22围绕在位于两个辊20和30之间的一个或多个轨迹 辊32上、以及接着将吸除材料22围绕在第二辊30的可与浮雕图 像印刷组件14的已成像表面12接触的至少一部分之下，便可以 连续地供应吸除材料22至两个辊20和30。在另一实施方案中，热显影器包括刮刀36,其邻近该至少一 个辊20或30设置，如图3所示，可邻近第二辊30设置。刮刀可 以用来代替吸除材料22。当该至少一个辊20从浮雕图像印刷组件 14的已成像表面12上移除未交联光聚合物时，刮刀36从该至少 一个辊30的表面上刮除未交联光聚合物。用于保持该至少一个辊20与浮雕图像印刷组件14的已成像 且已曝光表面12接触的装置34 —般包括气缸或液压缸，其用于 把该至少 一 个辊20压到浮雕图像印刷组件14的已成像表面12上。 用于保持该至少一个辊20与浮雕图像印刷组件14接触的其它装 置对于本领域技术人员来说是公知的。进而，如Markhart的美国第10/891,351号专利申请所详述(其 主题全文并入于此作为参考)，热显影装置还可包括一个或多个额 外的辊，其可位于圆筒状浮雕图像印刷组件的相反侧上的相反位 置上，以增加树脂移除率以及成像速度。在另一实施方案中，如图2所示，本发明的热显影系统还包 括当浮雕图像印刷组件14已被曝光于一个或多个UV灯18下并 用该至少一个辊20热显影时、用于对浮雕图像印刷组件14进行 去祐处理并后固化的装置28,在本发明的系统中去黏处理并后固 化装置28的使用可消除对印刷组件进行处理(即，移动印刷组件 至下 一 系统，并再次提供更精密更准确的印刷组件)的需求。在本发明的另一优选实施方案中，如图4所示，印刷组件可 为实质上平的印刷组件，其被支撑在实质上平的支撑物上，如传 送带50的连续带52。装附于驱动电动机(图中未示出)上的传送带50被用来传送及 运输光敏印刷组件14以通过本发明的整合成像、曝光和显影的系 统。传送带50被安装在固定位置上并包括连续带52,连续带52被至少一个第一辊54和一个第二辊56所支撑。非强制性选择地， 可用 一个或多个额外的辊(图中未示出)提供对传送带50额外支 撑，并防止连续带52因为光敏印刷组件14的重量而下垂。在一 个优选实施方案中，连续带52包括金属丝网。光敏印刷组件14的前缘可通过适当的紧固装置58(如夹钳和/ 或真空)而被保持在对着传送带50的连续带52的适当位置上。如 有需要，还可为传送带50的第一辊54和第二辊56中至少一者提 供真空，该真空可单独使用或与紧固装置58结合使用，以将光敏 印刷组件14保持在传送带50的连续带52上的合适位置上。至少一个喷墨印刷头16(或是其它的成像装置)和曝光单元18 安装在托架19上，该托架19设于传送带50上方，用于在传送带 50移动光敏印刷组件14通过本发明的系统时，使喷墨印刷头16 和曝光单元18在光敏印刷组件14的上方来回移动。在替代的方 案中，成像装置16和曝光单元18可被安装在固定位置处，而光 敏印刷组件会移动经过传送带50的连续带52上的成像装置16和 曝光单元18。一旦光敏印刷组件已被成像和曝光，具有光敏印刷组件14的 传送带50便会朝向该至少一个可加热辊20移动，使得在传送带 50的连续带52绕着第二辊56转动时，光敏印刷组件14通过传送 带50与该至少一个可加热辊20之间的空隙70。该至少一个可加 热辊20以与传送带50相反的方向转动。该至少一个加热辊20能 够在传送带以第一方向移动而该至少一个可加热辊20以相反方向 移动时被推向传送带50上的光敏印刷组件14。优选的是，该至少 一个可加热辊20固定地安装在枢轴(图中未示出)上，该枢轴可将 其推向传送带50。在一个优选实施方案中，使用合适的装置(如一个或多个气压缸68)将该至少一个可加热辊20推向传送带50上的光敏印刷组件 14,该气压缸68使得该至少一个可加热辊20位于相距传送带50 的第二辊56的外表面 一预定距离处，以产生空隙70 ，该空隙70 用于使光敏印刷组件14在围绕着第二辊56而运行于传送带50的 连续带52上时通过。吸收性材料22的网状组织设置在该至少一个可加热辊20的 外表面的至少一部分上。当该至少 一个可力口热辊20转动并^皮加热 同时吸收性材料22的网状组织与光敏印刷组件14的至少一部分 接触时，吸收性材料22的网状组织能够从光敏印刷组件14上吸 收(移除)已液化或已软化的材料。该至少一个可加热辊20以与传 送带50相反的方向转动，这样光敏印刷组件14和吸收性材料22 的网状组织能够彼此接触并且接着相互分离。控制气压缸68来根据光敏印刷组件14的厚度而调整空隙70。 气压缸68使得光敏材料14的至少一层与吸收性材料22的网状组 织在传送带50与该至少 一 个可加热辊20之间的空隙70处接触(此 时传送带50以第 一 方向转动，而该至少 一 个可加热辊20以相反 方向转动)，使得已液化或已软化的光聚合物的至少一部分被吸收 性材料22的网状组织吸收。热量是通过核心加热器提供给该至少一个可加热辊20的，该 核心加热器能够将该至少一个可加热辊20的表面温度保持在能使 光敏材料的至少 一部分软化或液化的程度。该至少 一 个可加热辊 20所达到的加热温度是基于光敏材料的组成并基于光敏材料中所 含单体和聚合物的熔化温度而进行选择的。虽然该至少一个可加热辊20优选包含一个电子核心加热器以提供所需表面温度，但蒸 汽、油、热空气以及多种其它加热源的使用也能提供所需的表面 温度。通过吸收性材料22的网状组织的供应辊64,吸收性材料22 的网状组织;故供应至该至少一个可加热辊20的外表面的至少一部 分。用于保持该系统中的吸收性材料的网状组织的均匀张力的合 适装置例如包括可使用 一个或多个导辊(图中未示出)。在一个优选实施方案中，提供一个拉紧辊66用于在版处理器 处理之后巻绕吸收性材料22的网状组织。如果拉紧辊66存在， 该拉紧辊66独立地被电动机67以皮带驱动，该电动机67优选为 变速电动机。在吸收性材料22的网状组织已与光敏印刷组件14 接触并被移除了已液化或已软化的光敏材料的部分之后，拉紧辊 66便会收集吸收性材料22的网状组织。本发明还包括一种使印刷组件成像、曝光并显影以在该印刷 组件上产生浮雕图像的方法，该方法包括如下步骤a) 将包括至少一个光致聚合层的印刷组件支撑到支撑层上；b) 在该至少一个光致聚合层上产生数字成像掩模层；c) 通过该数字成像掩模层使该至少一个光致聚合层曝光于 光化辐射下，以使该至少一个光致聚合层的所选部分交联并固化；d) 熔化或软化该已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；以及e) 让该已成像且已曝光表面与至少一个辊接触，以从该浮雕 图像印刷组件的该已成像且已曝光表面上移除未交联光聚合物。如上所述，在一个实施方案中，通过加热与浮雕图像印刷组 件的已成像且已曝光表面相接触的该至少一个辊，可使位于浮雕 图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物熔化或 软化。在另一个实施方案中，通过邻近浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面设置一加热器以软化或熔化未交联光聚合物(用于 后续被至少一个辊移除)，可使位于浮雕图像印刷组件的已成像且 已曝光表面上的未交联光聚合物熔化或软化。还可同时使用加热 辊和红外线加热器以促进未交联光聚合物的额外移除。使用时， 该至少 一 个加热辊 一 般保持在最低值为未固化的光聚合物的熔化 温度与最高值为已固化光聚合物的熔化温度之间的一个温度，这 有助于光聚合物的有选择移除并从而产生图像。优选的是，该至少一个加热辊保持在约350°F~约450°F的温度。热量是通过核心 加热器提供给可加热辊20的，该核心加热器能够将可加热辊20 的表面温度保持在能使光致聚合材料的至少一部分软化或液化的 程度。可加热辊20所达到的加热温度是基于该至少一个光致聚合进行选择的。如上所述，该方法还可包括对该已曝光并已热显影的印刷组 件进行去黏处理和后固化的步骤。虽然本发明通过优选的实施方案来加以显示和说明，4旦本领 域的技术人员可以理解，可不背离发明的范围和精神作出形式和 细节上的改变。因此可以看出，相较于现有技术，本发明对于在相同系统内 完成多个步骤而言具有明显的改进。还可了解的是，下述权利要求意图涵盖本发明描述于此的所 有上位和下位特征，并且本发明范围的所有语言描述都落入其间。
权利要求
1.一种使浮雕图像印刷组件成像、曝光并显影的整合系统，其中该浮雕图像印刷组件包括位于支撑层上的至少一个光致聚合层，该系统包括用于在该印刷组件的该至少一个光致聚合层上产生数字成像掩模层的装置；用于通过该数字成像掩模层而使该至少一个光致聚合层曝光于光化辐射下以有选择地交联并固化该至少一个光致聚合层的装置；以及用于使该印刷组件热显影以软化并移除未交联光聚合物并显露出浮雕图像的装置。
2. 如权利要求1所述的系统，其中该用于在该至少一个光致聚 层上产生数字成像掩模层的装置从喷墨印刷头、IR激光器和热敏 印刷头中选出。
3. 如权利要求2所述的系统，其中该用于产生数字成像掩模层 的装置包括至少一个喷墨印刷头，该喷墨印刷头能够在该至少一 层光致聚合材料上沉积小滴的喷出液体以形成图案。
4. 如权利要求3所述的系统，其中该喷出液体从水基墨水、溶 剂基墨水和相变墨水中选出。
5. 如权利要求2所述的系统，其中该印刷组件包括位于该至少 一层光致聚合材料上的激光可烧蚀层，且该用于产生数字成像掩 模层的装置包括IR激光器，该IR激光器能烧蚀该激光可烧蚀层 以产生所需图像。
6. 如权利要求2所述的系统，其中该印刷组件包括位于该至少 一层光致聚合材料上的透明层，该透明层能在热的影响下变成不透明，且该用于产生数字成像掩模层的装置包括热敏印刷头，该 热敏印刷头能有选择地加热该透明层以产生所需图像。
7. 如权利要求1所述的系统，其中该用于使印刷组件的已成像 表面曝光于光化辐射下的装置包括至少一个紫外线光源。
8. 如权利要求7所述的系统，其中该至少 一个紫外线光源是经 过滤光的。
9. 如权利要求7所述的系统，其中该至少一个紫外线光源是经 过校准的。
10. 如权利要求1所述的系统，其中该用于产生数字成像掩模 层的装置被安装在往复托架上，该往复托架在印刷空版的长度上 来回移动。
11. 如权利要求10所述的系统，其中该用于使印刷组件的已成 像表面曝光于光化辐射下的装置安装在邻近该用于产生数字成像 掩模层的装置之处，由此当产生该数字成像掩模层时，该用于使 印刷组件曝光的装置使图像固化成基本与其形成时一样。
12. 如权利要求1所述的系统，还包括对该浮雕图像印刷组件 进行去黏处理和后固化的装置。
13. 如权利要求1所述的系统，其中用于使该印刷组件的已成 像且已曝光表面热显影的装置包括a) 用于软化和/或熔化该印刷组件的已成像且已曝光表面上的 未交联光聚合物的装置；b) 至少一个辊，该辊可与该印刷组件的已成像且已曝光表面 接触，且能够在该印刷组件的已成像且已曝光表面的上方移动， 以移除该印刷组件的已成像且已曝光表面上的已软化或已熔化的 未交联光聚合物；以及c) 用于保持该至少一个辊与该印刷组件的已成像且已曝光表面接触的装置。
14. 如权利要求13所迷的系统，其中吸除材料围绕在该至少一 个辊的与该印刷组件的已成像表面相接触的至少一部分之下，并 且当该吸除材料与该浮雕图像印刷组件的已成像表面接触时，位 于该浮雕图像印刷组件的已成像表面上的未交联聚合物被该吸除 材料移除。
15. 如权利要求14所述的系统，其中该吸除材料从吸除材料的远程供给源连续地供给至该至少 一 个辊。
16. 如权利要求14所述的系统，还包括反绕装置，用于带走包 含所移除的未交联聚合物的吸除材料。
17. 如权利要求14所述的系统，其中该吸除材料从筛网、机织 物、无纺产品和纸中选出。
18. 如权利要求13所述的系统，还包括邻近该至少一个辊设置 的刮刀，且当该至少一个辊从该浮雕图像印尉组件的已成像表面 上移除未交联光聚合物时，该刮刀从该至少 一 个辊的表面上刮除 该未交联光聚合物。
19. 如权利要求13所述的系统，其中该用于保持该至少一个辊 与该印刷组件的已成像且已曝光表面接触的装置包括气缸或液压 缸，该气缸或液压缸将该至少 一 个可加热辊压到该浮雕图像印刷 组件的已成像表面上。
20. 如权利要求13所述的系统，其中该至少一个辊在该浮雕图 像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分上方转动。
21. 如权利要求13所述的系统，其中该用于软化或熔化该浮雕 图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置 包括加热可与该浮雕图像印刷组件的已成像表面接触的该至少一 个辊。
22. 如权利要求13所述的系统，其中该用于软化或熔化该浮雕 图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置 包括在邻近该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的地方设 置加热器。
23. 如权利要求22所述的系统，其中该加热器为红外线加热器 或热空气加热器。
24. 如权利要求21所述的系统，还包括邻近该浮雕图像印刷组 件的已成像且已曝光表面设置的加热器，用于对该浮雕图像印刷 组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物进行额外的软化 或溶化。
25. 如权利要求13所述的系统，其中该印刷组件为实质上平的 印刷组件或无缝式印刷套筒，并且安装在圆筒状芯轴上。
26. 如权利要求25所述的系统，其中该至少一个辊以第一方向 转动，而安装有印刷组件的该圆筒状芯轴以与该至少 一 个辊相反 的方向转动。
27. 如权利要求25所述的系统，还包括用于允许该至少一个辊 沿着该印刷套筒的长度来回移动的装置。
28. 如权利要求25所述的系统，其中该至少一个辊包括面对面 邻近设置且彼此分离的两个辊，每一个辊可保持与该浮雕图像印 刷组件的已成像表面接触，且当该两个辊与该浮雕图像印刷组件 的已成像表面接触时，该两个辊相对于该浮雕图像印刷组件的已 成寸象表面自动定心。
29. 如权利要求28所述的系统，其中通过以下方式将吸除材料 连续地供应至该两个辊将该吸除材料围绕在第 一 辊的可与该浮雕图像印刷组件的已 成^象表面4妄触的至少 一部分之下；将该吸除材料围绕在位于该两个辊之间的 一 个或多个轨迹辊上；以及接着将该吸除材料围绕在第二辊的可与该浮雕图像印刷组件 的已成像表面接触的至少一部分之下。
30. 如权利要求1所述的系统，其中该印刷组件为安装在传送 带的连续带上的实质上平的印刷组件。
31. 如权利要求30所述的系统，其中该印刷组件还包括可移除 覆盖片，并且该系统包括用于在使印刷空版成像之前移除该可移 除覆盖片的装置。
32. 如权利要求30所述的系统，其中该印刷组件通过真空和/ 或机械钳而被保持在该传送带的连续带上。
33. —种使印刷组件成像、曝光并显影以在该印刷组件上产生 浮雕图像的方法，该方法包括如下步骤a) 将包括至少一个光致聚合层的印刷组件支撑到支撑层上；b) 在该至少一个光致聚合层上产生数字成像掩模层；c) 通过该数字成像掩模层使该至少一个光致聚合层曝光于 光化辐射下，以使该至少一个光致聚合层的所选部分交联并固化；d) 熔化或软化已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；以及e) 让该已成像且已曝光表面与至少一个辊接触，以从该浮雕 图像印刷组件的该已成像且已曝光表面上移除未交联光聚合物。
34. 如权利要求33所述的方法，其中在该成像步骤之前对该印 刷组件进行背面曝光。
35. 如权利要求33所述的方法，还包括对该浮雕图像印刷组件 进4亍去黏处理和后固化的步骤。
36. 如权利要求33所述的方法，其中该印刷组件是被圆筒状印刷芯轴围绕且支撑的基本上平的印刷组件，或者是支撑在该圆筒 状印刷芯轴上的连续圓筒状印刷套筒。
37. 如权利要求33所述的方法，其中该印刷组件是支撑在传送 带的连续带上的基本上平的印刷组件。
38. 如权利要求33所述的方法，其中在该至少一个光致聚合层 上产生该数字成像掩模层的方法从喷墨印刷、激光成像和热敏印 刷中选出。
39. 如权利要求38所述的方法，其中该数字成像掩模层是通过 移动至少一个喷墨印刷头以在该至少一层光致聚合层上沉积喷出 液体形成图案而产生的，该至少一个喷墨印刷头能够在该光致聚 合层上沉积喷出液体。
40. 如权利要求39所述的方法，其中该喷出液体沉积在该光致 固化材料层上的墨水接收层之上。
41. 如权利要求39所述的方法，其中该喷出液体从水基墨水、 溶剂基墨水和相变墨水中选出。
42. 如权利要求38所述的方法，其中该印刷组件包括位于该光 致聚合层上的激光可烧蚀层，并且该数字成像掩模层是通过使用 IR激光器有选择地烧蚀该激光可烧蚀层而产生的。
43. 如权利要求38所述的方法，其中该印刷组件包括位于该光 致聚合层上的透明层，该透明层能在热的影响下变成不透明，并 且该数字成像掩模层是通过使用热敏印刷头有选择地加热该透明 层而产生的。
44. 如权利要求38所述的方法，其中该成像装置被安装在往复 托架上，该往复托架在印刷空版的长度上来回移动。
45. 如权利要求33所述的方法，其中该至少一个光化辐射源包 括一个或多个紫外线灯。
46. 如权利要求44所述的方法，其中该至少一个光化辐射源安 装在邻近该成像装置之处，由此当使该光致聚合层成像时，该至 少一个光化辐射源使图像固化成基本与其形成时一样。
47. 如权利要求33所述的方法，其中使用气缸或液压缸以保持 该至少 一 个辊与该浮雕图像印刷组件的已成像表面接触。
48. 如权利要求33所述的方法，其中该至少一个辊的与该浮雕 图像印刷组件的已成像表面接触的至少一部分被吸除材料覆盖， 该吸除材料从该浮雕图像印刷组件的已成像表面上移除未交联聚 合物。
49. 如权利要求48所述的方法，其中该吸除材料围绕在该至少 一个辊的与该浮雕图像印刷组件的已成像表面相接触的至少一部 分之下。
50. 如权利要求48所述的方法，其中该吸除材料从筛网、机织 物、无纺产品和纸中选出。
51. 如权利要求50所述的方法，其中该吸除材料是深颜色的或 与被移除的光致聚合材料层具有实质上相同的颜色。
52. 如权利要求33所述的方法，其中该浮雕图像印刷组件的已 成像且已曝光表面上的未交联光聚合物是通过加热与该浮雕图像 印刷组件的已成像且已曝光表面接触的该至少 一 个辊而熔化或软 化的。
53. 如权利要求33所述的方法，其中该浮雕图像印刷组件的已 成像且已曝光表面上的未交联光聚合物是通过在邻近该浮雕图像 印刷组件的已成像且已曝光表面的地方设置加热器而熔化或软化 的。
54. 如权利要求52所述的方法，还包括邻近该浮雕图像印刷组 件的已成像且已曝光表面设置的加热器，用于对该未交联光聚合8物进行额外的熔化或软化。
55. 如权利要求36所述的方法，其中该至少一个辊在该浮雕图像印刷组件的长度上来回移动。
56. 如权利要求55所述的方法，其中该至少一个辊以螺旋或步 进的方式在该浮雕图像印刷组件的长度上来回移动多次。
57. 如权利要求55所述的方法，其中该至少一个辊以第一方向 转动，而该圆筒状浮雕图像印刷组件以与该至少 一 个辊相反的方 向转动。
58. 如权利要求52所述的方法，其中利用邻近该至少一个辊设 置的用于从该至少一个辊的表面刮除未交联聚合物的刮刀，而从 该至少一个辊上移除在从该浮雕图像印刷组件的已成像表面移除 之后残留在该至少 一个辊上的该未交联聚合物。
59. 如权利要求36所述的方法，其中该至少一个辊包括邻近设 置且彼此分离的两个辊，每一个辊可保持与该浮雕图像印刷组件 的已成像表面接触，并且该两个辊相对于该浮雕图像印刷组件的 已成像且已曝光表面自动定心。
60. 如权利要求59所述的方法，其中通过以下方式将该吸除材 料连续地供应至该两个辊将该吸除材料巻绕在第 一 辊的与该浮雕图像印刷组件的已成 像表面接触的至少 一部分上；将该吸除材料围绕在位于该两个辊之间的一个或多个轨迹辊 上；以及接着将该吸除材料巻绕在第二辊的与该浮雕图像印刷组件的 已成像表面接触的至少 一部分上。
全文摘要
本发明涉及浮雕图像印刷组件的动态UV曝光和热显影，具体涉及一种使浮雕图像印刷组件动态成像、UV曝光并热显影的方法和系统，该浮雕图像印刷组件包括印刷版和印刷套筒。成像步骤是使用喷墨印刷以在光致固化材料层上产生原位掩模层，接着通过该原位掩模而曝光该光致固化层于光化辐射下而完成的。之后，该印刷组件在热显影系统中显影以在表面上产生所需浮雕图像。视需要，该改良系统还可包括对该印刷组件进行后曝光/去黏处理的装置。
文档编号G03F7/34GK101283314SQ200680037549
公开日2008年10月8日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年10月13日
发明者加里·T·马克哈特, 理查德·J·比加韦蒂, 瑞安·维斯特 申请人:麦克德米德印刷方案股份有限公司