用于单程式喷墨印刷的设备及方法技术

公开了一种用于在具有表面(51)的受墨体(50)上单程印刷的方法及喷墨印刷装置(10)，装置包括用于将N种墨水喷射在表面(51)上的多组喷嘴(15-18,25-28)，其中N大于或等于一，N种墨水包括第一墨水，并且其中多组喷嘴包括用于喷射第一墨水的第一组喷嘴(15)和第二组喷嘴(25)；装置还包括用于在第一墨水由第一组喷嘴喷射在表面上时辐射固化第一墨水的器件(19,41-43)，其中用于辐射固化的器件(19,41-43)定位在第一组喷嘴(15)与第二组喷嘴(25)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于单程式喷墨印刷的设备及方法
本专利技术涉及呈现高图像质量的高速单程式喷墨印刷装置及方法。
技术介绍
在喷墨印刷中，将墨水流体的细滴直接投射到受墨体表面上，而印刷装置与受墨体之间无物理接触。印刷装置电子地储存印刷数据，并且控制用于喷出液滴成图像的机构。通过使印刷头关于受墨体移动来完成印刷，即，印刷头横跨受墨体移动或反之亦然或两者。印刷头具有喷嘴，滴从该喷嘴喷出。在单程印刷过程中，通常喷墨印刷头覆盖受墨体的整个宽度，并且因此可保持静止，同时受墨体表面在喷墨印刷头下方输送。如果良好的图像质量能够在多种受墨体上获得，则这允许高速印刷。喷墨墨水的成分取决于使用的喷墨印刷方法并且取决于待印刷的受墨体的性质。UV可固化墨水比例如基于水或溶剂的喷墨墨水更适于非吸收性受墨体。然而，发现UV可固化墨水在大致非吸收性受墨体上的行为和相互作用相比于基于水或溶剂的墨水在吸收性受墨体上更复杂。具体而言，墨水在具有低表面能量的非吸收性受墨体上的良好且受控的扩展为有问题的。EP1199181A(TOYOINK)公开了一种用于在合成树脂基底的表面上喷墨印刷的方法，包括以下步骤：1.对表面进行表面处理，以便向表面提供65-72mJ/m2的比表面自由能，2.提供表面张力为25-40mN/m的活化能量束可固化的墨水，3.利用喷墨印刷装置排放墨水到具有比表面自由能的表面上，从而在表面上形成所述墨水的印刷部分，以及4.将活化能量束投射到印刷部分上。EP1199181A(TOYOINK)的方法看起来教导了受墨体表面的表面能量应当大于墨水的表面能量。但是在实例中，虽然四种未经处理的合成的树脂基底(ABS、PBT、PE和PS)的表面能量高于四种不同的墨水的表面能量，但是未观察到良好的"图像质量"，即，墨水的良好扩展。在实例中用于提高受墨体的表面自由能的表面处理为电晕处理和等离子体处理。由于此类表面处理的寿命相当有限，故最好将表面处理装备并入到喷墨印刷机中，这使印刷机更复杂和昂贵。EP2053104A(AGFAGRAPHICS)公开了一种用于使用单程式喷墨印刷机生产印刷塑料袋的辐射可固化喷墨印刷方法，其中涂底漆的聚合基底的表面能量Ssub比非水性辐射可固化喷墨液体的表面张力SLiq小至少4mN/m。大体上，用于表征喷墨墨水的表面张力为其"静态"表面张力。然而，喷墨印刷为动态过程，其中表面张力在测量为数十毫秒的时间量程上显著变化。表面活性分子以不同的速度扩散至新形成的表面和在其上自身定向。取决于分子的类型和周围介质，它们以不同的速率减小表面张力。此类新形成的表面不仅包括离开印刷头的喷嘴的墨水微滴的表面，而且还包括着陆在受墨体上的墨水微滴的表面。最大气泡压力张力测量法是允许在低至毫秒的短时间范围内测量表面活性剂溶液的动态表面张力的唯一技术。传统的环式或板式张力计不可测量这些快变化。EP1645605A(TETENAL)公开了一种辐射可硬化的喷墨墨水，其中在第一秒内的动态表面张力必须下降至少4mN/m，以便改进在多种基底上的粘着。根据第[0026]段，通过最大气泡压力张力测量法测量的墨水的动态表面张力在10ms的表面龄下为37mN/m，并且在1000ms的表面龄下为30mN/m。UV可固化喷墨墨水在受墨体上的扩展可通过部分固化或"销固化(pincuring)"处理进一步控制，其中墨水微滴被"销住"，即，固定化并且进一步扩展不发生。例如，WO2004/002746(INCA)公开了一种使用可固化墨水以多程印刷基底区域的喷墨印刷方法，该方法包括在区域上沉积第一程的墨水；使在第一程中沉积的墨水部分固化；在区域上沉积第二程的墨水；以及在区域上完全固化墨水。WO03/074619(DOTRIX/SERICOL)公开了单程式喷墨印刷过程，其包括以下步骤：将第一墨滴施加于基底，并且随后将第二墨滴施加到第一墨滴上，而没有第一墨滴的中间固化，其中第一墨滴和第二墨滴具有不同的粘度、表面张力或固化速度。在实例中，公开了使用高速单程式喷墨印刷机来通过"湿罩湿印刷"过程在PVC基底上印刷UV可固化墨水，其中第一/随后的墨滴不固化，即，它们在施加下一种墨滴之前不被辐射。以该方式，由于在基底上组合的墨滴的墨水体积增大，故可实现墨水扩展的增加。然而，虽然可以以该方式增加墨水的扩展，但受墨体上的相邻滴倾向于聚结和渗出到彼此中，特别是在具有小表面能量的非吸收性受墨体上。当印刷速度提高时，诸如例如在单程式喷墨印刷中，观察到光泽均匀性问题。EP1930169A(AGFAGRAPHICS)公开了一种UV可固化喷墨印刷方法，其使用第一组印刷程，在其期间部分固化发生，接着是第二组程，在其期间部分固化不发生，用于改进光泽均匀性。在以上论述的WO03/074619(DOTRIX/SERICOL)中公开了'湿罩湿'单程式印刷(其也称为'湿中湿')。不同的墨水，例如，不同颜色的墨水可湿罩湿地印刷。EP2335940(AgfaGraphics)公开了一种呈现高图像质量的单程式喷墨印刷方法，其中具有指定动态表面张力的第一墨水在受墨体上部分地固化，此后，具有指定动态表面张力的第二墨水喷射在受墨体上。此类印刷方法可称为"湿罩半干"。这需要固化参数和墨水性质的良好调整。仍存在对一种用于呈现高图像质量的单程式喷墨印刷的设备及方法的需要。
技术实现思路
本专利技术的实施例减少或消除了与现有技术的装置和方法相关联的缺陷和问题。用于单程式喷墨印刷的本文中公开的装置和方法的实施例解决或极大地减小了以下问题中的一个或更多个的效果：由于印刷头的点布局误差、由于印刷头中的故障喷嘴、由于串扰、由于侧射、由于聚结、由于渗出(所有都在下文中详细论述)而引起的印刷图像中的线或其它制造物的可见性。已经发现，获得了单程式喷墨印刷图像，其通过将特定类型的墨水(例如，特定颜色的墨水)分成部分(例如，两个部分)，以及通过在墨水的第一部分喷射在受墨体上之后固化墨水的第一部分，以及通过随后喷射墨水的其它(多个)部分而呈现非常良好的图像质量，而不需要甚至在具有小表面能量的非吸收性受墨体上的表面处理，诸如电晕。为了克服以上描述的问题，本专利技术的优选实施例提供了如权利要求1中所述的一种用于单程式印刷的喷墨印刷装置，以及如权利要求9中所述的一种单程式喷墨印刷方法。本专利技术的另外的优点和实施例将从以下描述变得显而易见。附图说明本专利技术的另外的特征将从附图中变得显而易见，其中：图1为根据本专利技术的喷墨印刷装置的实施例的示意图；图2为根据本专利技术的喷墨印刷装置的另一个实施例的示意图；图3为根据本专利技术的喷墨印刷装置的又一个实施例的示意图；图4为用于如以上论述的"湿罩半干"印刷方法的根据现有技术的喷墨印刷装置的实施例的示意图；图5为根据本专利技术的喷墨印刷装置的实施例的俯视图的示意图。具体实施方式定义用语"辐射可固化墨水"意思是墨水能够通过"用于辐射固化的手段"来固化，该手段在本文献中为UV辐射或电子束。用语"大致非吸收性喷墨受墨体"意思是满足以下两个标准中的至少一个的任何喷墨受墨体：1)墨水渗透到喷墨受墨体中不深过2μm；a)喷射到喷墨受墨体的表面上的100pL(微微升)的微滴的不超过20%在5秒内消失到喷墨受墨体中。如果存在一个或更多个涂层，则干厚度应当小于5μm。标准分析方法可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具有表面(51)的受墨体(50)上单程印刷的喷墨印刷装置(10)，所述装置包括：用于将N种墨水喷射在所述表面(51)上的多组喷嘴(15‑18,25‑28)，其中N大于或等于一，所述N种墨水包括第一墨水，并且其中所述多组喷嘴包括用于喷射所述第一墨水的第一组喷嘴(15)和第二组喷嘴(25)；用于在所述第一墨水由所述第一组喷嘴喷射在所述表面上时辐射固化所述第一墨水的器件(19,41‑43)，其中所述用于辐射固化的器件(19,41‑43)定位在所述第一组喷嘴(15)和所述第二组喷嘴(25)之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.02 EP 12157840.5;2012.03.13 US 61/6099581.一种用于在具有表面(51)的受墨体(50)上单程印刷的喷墨印刷装置(10)，所述装置包括：用于将N种墨水喷射在所述表面(51)上的多组喷嘴(15-18,25-28)，其中N大于或等于一，所述N种墨水包括第一墨水，并且其中所述多组喷嘴包括用于喷射所述第一墨水的第一组喷嘴(15)和第二组喷嘴(25)；用于在所述第一墨水由所述第一组喷嘴喷射在所述表面上时辐射固化所述第一墨水的第一器件(19,41-43)，其中所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)定位在所述第一组喷嘴(15)和所述第二组喷嘴(25)之间；用于在所述N种墨水由所述多组喷嘴(15-18,25-28)喷射在所述表面上时最终固化所述N种墨水的器件(30)；其特征在于所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)，其适于在所述第一墨水由所述第一组喷嘴(15)喷射在所述表面上时销固化所述第一墨水，所述销固化限定为固化程度，其中转变了涂覆配方中的官能团的至少5%。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)在所述装置中静止，并且其中所述装置还包括用于使所述受墨体(50)相对于所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)移动的器件。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一组喷嘴(15)布置用于将第一子图像印刷在所述表面(51)上，并且其中所述第二组喷嘴(25)布置用于将第二子图像印刷在所述表面(51)上，并且其中所述第二组喷嘴(25)相对于所述第一组喷嘴(15)以交错图案定位，使得所述第一子图像和所述第二子图像相互填隙。4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，N等于四，并且其中所述多组喷嘴(15-18,25-28)包括八组喷嘴(15-18,25-28)，所述第一墨水为黑色墨水，所述四种墨水还包括蓝绿色墨水、品红色墨水和黄色墨水，所述八组喷嘴(15-18,25-28)包括用于喷射所述黑色墨水的所述第一组喷嘴(15)和所述第二组喷嘴(25)、用于喷射所述蓝绿色墨水的第一组喷嘴(16)和第二组喷嘴(26)、用于喷射所述品红色墨水的第一组喷嘴(17)和第二组喷嘴(27)，以及用于喷射所述黄色墨水的所述第一组喷嘴(18)和第二组喷嘴(28)，并且其中所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)定位在所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)上游的用于喷射所述黑色墨水的所述第一组喷嘴(15)、用于喷射所述蓝绿色墨水的所述第一组喷嘴(16)、用于喷射所述品红色墨水的所述第一组喷嘴(17)以及用于喷射所述黄色墨水的所述第一组喷嘴(18)与所述用于辐射固化的第一器件(19,41-43)下游的用于喷射所述黑色墨水的所述第二组喷嘴(25)、用于喷射所述蓝绿色墨水的所述第二组喷嘴(26)、用于喷射所述品红色墨水的所述第二组喷嘴(27)以及用于喷射所述黄色墨水的所述第二组喷嘴(28)之间。5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多组喷嘴包括用于所述N种墨水中的各种的两组喷嘴，或者其中所述多组喷嘴包括用于所述N种墨水中的各种的三组喷嘴，或者其中所述多组喷嘴包括用于所述N种墨水中的各种的四组喷嘴。6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述多组喷嘴(15-18,25-28)具有一组分辨率，所述多组喷嘴中的各个特定组的喷嘴具有特定的分辨率，所述装置还包括：用于将墨滴喷射穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：S德穆特，D蒂勒曼斯，P布拉克，
申请(专利权)人：爱克发印艺公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE