[发明专利]用辐射可固化墨进行能效包装印刷的数字固化方法和系统

说明书

技术领域

本公开涉及可辐射可固化墨，包括辐射可固化相变凝胶型墨。尤其是，本公开内容涉及采用光栅的方法对基底上的辐射可固化墨进行数字化固化。

背景技术

在印刷过程中，辐射可固化相变凝胶型墨可以用来在基底上形成图像。可以将该墨暴露在辐射中使其固化。典型的辐射-固化技术包括但不仅限于：利用例如波长范围约240-450nm的紫外（UV）光或更不可见的光固化，可选地在光引发剂和/或感光剂的存在下进行；在存在或不存在高温热引发剂（该引发剂在喷射温度基本无活性）的情况下采用热固化方法进行固化；或者是二者的适当结合。

在该暴露过程中，墨中含有的光引发剂成分可以通过紫外（UV）射线辐射，入射光通量将墨中的单体转化为交联的聚合物基体，从而在基底上形成坚硬耐久的图案。在某些应用中，固化前首先将墨在底板上散开或涂平可能是理想的。将墨均匀涂平可以使图像光泽更均匀并掩盖缺失的印刷头喷射。此外，某些印刷应用，如包装，能受益于具有相对恒定的印刷厚度的薄的墨层。

UV可固化墨用于许多需要耐久印刷图案的应用中，如包装印刷。重要的一类UV可固化墨包括丙烯酸酯单体、低聚物、特定的光引发剂，以及其它暴露于UV光能量时可发生化学反应并形成聚合的、交联的、耐久图案的组分。这种固化工艺被应用于，例如，由胶版印刷、平板印刷（offset）以及喷墨印刷系统等形成的UV固化图像。

在相关的系统中，印刷过程中使用汞弧灯照射并固化UV墨图案。可以使用如铁或者镓等对所述汞弧灯进行不同的掺杂。这些灯都价格不菲，截至本发明的提交之日，根据宽度和制造商的不同一般需花费$15,000或以上。此外，在印刷作业期间，这样的灯照射底板上的整个图像区域，包括不含待固化墨的区域，造成了能源的浪费。所述灯以宽频谱和高功率发出光，而其中大部分光对固化过程无益。在高速印刷过程中，使用多个汞灯。将固化墨所需的功率设定得足够高以固化墨中最难固化的染色的墨或最厚的墨层。

发明内容

采用适当水平的功率固化墨图案中特定的部分，从而节约能源并能进行进一步的图像处理，如光泽控制，这是合乎需要的。在一个实施例中，方法可以包括使用UV光对图像进行数字化扫描以固化图像的墨。所述方法可以包括用由激光二极管发射的第一功率水平的光扫描第一部分的墨。

在一个实施例中，所述方法可以包括由激光二极管发射第一功率水平或第二功率水平的光。所述方法可以包括根据图像数据控制激光二极管的发射。所述方法包括所发射的第二功率水平的激光二极管光扫描墨的第二部分。所述方法包括扫描图像的第一部分和图像的第二部分，其中第一图像部分包含第一种颜色的墨，第一功率水平适于固化所述第一种颜色的墨；而第二图像部分包含第二种颜色的墨，第二功率水平适于固化第二种颜色的墨。

所述方法可以包括扫描图像的第一部分以及扫描图像的第二部分，其中第一图像部分包含第一种厚度的墨层，而第二图像部分包含具有第二种厚度的墨层。第一功率水平适于固化具有第一种厚度的墨层，而第二功率水平适于固化具有第二种厚度的墨层。

在一个实施例中，数字固化系统可以包括光源；和被配置为利用所述光源发射的光扫描图像的光栅扫描装置。系统可以包括所述扫描装置，该扫描装置包括多面镜，该多面镜被配置为使所述光源发射的光旋转并对所述光源发射的光重定向；以及扫描镜头，该扫描镜头被配置为对从所述多面镜至图像的光重定向。

在一个实施例中，所述光源可以包含UV光源，例如以适当波长发射激光的激光二极管。在另一个实施例中，所述光源可以包括发光二极管（LED）。系统可以包含多个光源以及相关联的光栅扫描装置。

在一个实施例中，所述光源可以是可调节的，以便发出所需功率水平的光。例如，所述光源可以可调地配置为发射第二功率水平和第一功率水平的光。在一个实施例中，系统可以包括控制器，所述控制器与所述光源和所述扫描装置中的至少一个耦合，该控制器被配置为控制扫描装置中可旋转镜的速度和控制光源发射光的功率水平两者中的至少一者。

所述数字固化体系可以数字化定位（address）图像以优选地固化图像的墨。例如，所述光源和所述扫描系统可以配置成根据图像数据对图像进行数字化定位。图像数据可以包括与各自的图像部分相关联的功率水平数据，以利用所发出的合适数量功率的用于固化的光照射该各自的部分。

本文描述了示例性实施例。然而，可以想象，包含本文所描述的装置和系统的特征的任何系统都包含在示例性实施例的范围和主旨内。

附图说明

图1所示为一实施例的数字固化系统的示意图;