[发明专利]喷墨式印刷机和喷墨印刷方法

说明书

本发明涉及喷墨式印刷机和喷墨印刷方法。特别地，但非排他性地，本发明涉及一种改装为适合使用含有挥发性组分比如水和/或有机溶剂的喷墨油墨的喷墨式印刷机，还涉及使用所述印刷机进行印刷的方法。

对于用于食物和其它货物的包装材料的印刷，传统地使用传统印刷方法比如柔性版印刷进行。典型地，在包装材料的柔性版印刷中使用的油墨是基于挥发性有机溶剂比如乙醇和乙酸乙酯的。因而油墨非常迅速干燥而使得印刷线(print line)以相对高的速度运转。

喷墨印刷具有许多胜过传统印刷方法的优点，其包括短的拣字(set up)时间和从保存在计算机中的图片进行印刷而不需要准备画稿或其它印刷元件的能力。然而，在按需喷墨印刷中使用快干溶剂基油墨，这可能导致喷嘴堵塞，使得定期的印刷头维护成为必要并且可能导致对印刷头的不可逆转的破坏。为此原因，用于工业按需喷墨印刷的溶剂基油墨被设计为更慢地干燥并因此在印刷后非常需要加热步骤以使油墨在合理的时间内干燥。无水无溶剂的可辐射固化喷墨油墨已为人知，并可以使用例如UV辐射使其非常迅速地干燥。然而，由于未固化的单体具有从已印刷的包装材料转移的可能，因此这些油墨并未在包装，特别是用于食品材料的包装中找到太多的应用。

快干油墨已经应用在连续式喷墨印刷中，这是因为在连续式喷墨印刷中持续地使用印刷喷嘴，因此由喷嘴中的油墨干燥而导致的堵塞不太可能发生。然而，连续式喷墨印刷典型地用于比如其中不需要高分辨率的批次和日期码的印刷应用中，而不适于生产包装中通常需要的高质量图像。

因此，对于可以使用在印刷介质上快速干燥的溶剂基喷墨油墨而不遭受由印刷头喷嘴中油墨干燥导致的喷嘴堵塞问题的喷墨式印刷机和喷墨印刷方法仍然存在需要。

用于家庭、办公室或其它应用中的水基喷墨油墨广为人知。水是相对挥发性的，并且其蒸发率如果没有通过湿润剂比如甘油、二甘醇和其它二醇在这些油墨中的存在得到降低，则将导致不适宜的喷嘴堵塞水平。这些湿润剂经常以至多30重量％的水平存在，它们防止了喷嘴中的油墨完全干燥。然而，它们也阻止油墨在无孔承印物比如聚合物膜上适当地干燥，出于此原因，或其它原因，期望提供一种可以使用具有湿润剂含量减少或没有湿润剂的水基油墨而不发生不可接受的喷嘴堵塞的印刷方法。

为了减少这些需要，本发明提供了一种按需喷墨印刷设备，该设备用于将包含水或挥发性溶剂的油墨印刷到连续卷筒承印物上，该印刷设备具有：印刷头；用于保持印刷头附近的水或溶剂蒸气的腔室，所述腔室具有用于连续卷筒承印物的入口和用于已印刷的连续卷筒承印物的出口；以及用于将连续卷筒承印物通过腔室入口进料到腔室，经过印刷头并从腔室出口出来的装置。

本发明还提供了按需喷墨印刷方法，所述方法包括下列步骤：使连续的卷筒承印物通过入口进入到装有印刷头的腔室中，将喷墨油墨喷墨印刷到承印物上以及使已印刷的承印物通过出口从腔室中出来。

所述腔室保持印刷头附近的水或溶剂蒸气并且特别地保持印刷头喷嘴附近的水或溶剂蒸气，并因此帮助防止水或溶剂从印刷头喷嘴中的油墨中蒸发，从而降低油墨干燥的速率和喷嘴堵塞。腔室内部的气氛可以是90％被水或溶剂蒸气饱和的，并且优选是完全被水或溶剂蒸气饱和的。腔室可以为任何合适的形状和构造。优选地，入口、印刷头和出口是对齐的，以使得连续卷筒承印物可以容易地进料进入、通过并从腔室中出来。用于使连续卷筒承印物进料通过腔室入口、经过印刷头并从腔室出口出来的装置可以为任何合适的配置，例如，包括传送带、传动辊、夹紧辊(nip roller)等。

在按需喷墨印刷(与连续式喷墨印刷相反)中，期望的是，印刷头喷嘴和承印物之间的间隙非常小，以至于墨滴移动的距离也相应地非常小，以便最小化由墨滴向承印物移动时的偏斜所导致的分辨率损失。特别是当印刷高质量图像(比如典型地在包装材料上所需要的那些高质量图像)时的情况。在本发明的设备和方法中，承印物被带入腔室中，因此在印刷的时刻可以与印刷头非常接近。优选地，印刷机的配置使得在印刷时连续卷筒承印物和印刷头之间的距离小于1mm，更优选小于0.75mm，并且特别地优选0.5mm以下。