熱熔的方法與設備的製作方法
2023-12-10 17:14:12 5
專利名稱：熱熔的方法與設備的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及到印製技術，具體涉及到熱熔的方法與設備，更具體則涉及到這樣的熱熔機構，用來在例如有可熔覆蓋層的紙等媒體上形成具有光滑或織紋狀飾面的耐久圖像。
背景技術：
在噴墨列印的基片中，由於絕大多數噴墨墨汁採用了水基系統，當存在有水份時便易於滲墨和陰潤。
於是在相關技術中需要有這樣的熔化機構和應用此種機構的方法，它們能用於熱熔覆蓋層上減少滲墨和陰潤的可能性，並能在熔融表面上給出種種網紋。
發明概述本發明通過提供能用於熱熔覆蓋層並能在熔融面上給出各種網紋的設備和應用這種設備的方法，克服了先有技術中的缺陷。
如上所述，用噴墨列印的基片在存在有水份時易於滲墨和陰潤，這是由於絕大多數噴墨墨汁採用了水基系統之故。耐久圖像用的易熔可印覆蓋層是Francis Joseph Kronzer於1996，8，16，以「耐久圖像用易熔可印覆蓋層」為題提交的，共同轉讓美國專利申請No．689980的主題(其內容已綜合於此供參考)，它啟發了本申請來提出一種系統，其中通過將上述塗層加熱到約350°F，可以熔封已印刷的墨汁。
一般地說，本發明是針對這樣一種設備，它用於使圖像形成在有一個側面上至少是部分存在易熔覆蓋層的基本平整的片狀媒體上，此設備包括加熱輥；相對此加熱輥安裝成可旋轉形式而限定出一加熱的夾緊區的可變形輥；以及第一和第二具有相對應的相互共面而有不同織紋的表面的循環織物，這兩個織物一起通過上述夾緊區，使得當上述片狀媒體引入到此夾緊區內時，取決於此相對應的哪個織物表面是與此片狀媒體的一側面接觸，而使此側面上形成不同的織紋。
為此本發明的第一目的在於提供改進的熔化機構。
本發明的第二目的在於提供用於熔化水基噴墨墨汁的改進的熔化機構。
本發明的第三個目的在於提供用於包封水基噴墨墨汁的改進的熔化機構。
本發明的第四個目的在於提供便於使用的改進的熔化機構。
本發明的第五個目的在於提供高效操作的改進的熔化機構。
本發明的第六個目的在於提供與熱熔塗層結合使用的熔化機構和應用這種機構的方法。
本發明的第七個目的在於提供能選擇表面織紋而不需機械變換技術的熔化機構和應用這種機構的方法。
本發明的第八個目的在於提供與熱熔覆蓋層結合使用的整體式印刷與熔化機構和應用這種機構的方法。
本發明的其他目的、特點與優點通過閱讀下面結合附圖對本發明最佳實施例所作的詳細說明以及所附權利要求書，當可獲得理解。
附圖簡述
圖1是本發明第一實施例的熔化設備10的基本部件隔離出來的示意圖，其中的「紙道」基本上是水平的，包括皮帶30、為內部固定加熱件51加熱的加熱輥50、可變形輥60和引出輥70。
圖2是本發明第二實施例的熔化設備200的基本部件隔離出來的右視圖。其中的「紙道」基本上是垂直的，將來自印刷機的文件240處理成熔成的文件240F。圖中以虛線所示的供選擇的「有織紋片」240S可以與文件240對準地放置，賦予一種不同於循環織物230外表面所給的織紋。
圖3是本發明第三實施例的基本部件的隔離出來的右視圖，其中的「紙道」基本是垂直的。此結構與圖2所示結構類似，只是它包括了不是一個而是兩個循環織物，這兩條織物在最佳實施形式中包括了兩個不同的暴露的表面織紋，用於與媒體表面上的熱熔塗層接觸。
圖4是本發明第四實施例即熔化設備400的一部分的右視圖，其中的紙道是S形的。
圖5是本發明的第二實施例即熔化設備200的頂視平面圖，此設備的蓋已除去。
圖6是本發明第二實施例即熔化設備200的前視圖，此設備的蓋已除去而其可變形輥201則以部分橫剖面表明。
圖7是本發明第二實施例即熔化設備200的一部分的左視圖，此設備的蓋已除去。另一條第二織物231也以虛線示明。
圖8是本發明第五實施例500的透視圖，其中本發明的熔化器510用來與印表機520相結合，它們都安裝於機架505上。圖8示明就位的熔化器蓋。
圖9與圖8類似，只是熔化器蓋已不在原位。
最佳實施例的詳細描述下面對圖1-9作一般性參考，各圖中以相同的標號表明相同的部件。
結構與操作概要首先參看圖1，本發明一般包括應用具有輥隙區20和傳送織物30的熔化設備10。具有熱熔塗層的媒體引入到此夾緊區內，得以對它加熱與加壓。傳送織物30具有足夠小的熱質量和充分大的長度，使得在其上剛熔化的覆蓋層能粘附到此傳送織物30的表面上的同時能夠適當地冷卻，然後在引出輥50的表面剝離。此熔化的塗層密封在另外的傳統噴墨印刷過程中事先用在此覆蓋層上部的墨汁。
採用了一種與熔化設備10相結合的方法，其中使覆蓋層的媒體(例如紙、布、透明軟片或其他媒體)通過熔化設備10，而讓此設備在加熱輥的輥隙對此媒體加熱與加壓。這種方法可用來在有需要時賦予此媒體以表面織紋，為熔融的塗層提供阻擋面使之不會粘附到加熱輥上，同時允許所得到的熔成的媒體能在此覆蓋層已冷卻至其熔化溫度之下時能從上述阻擋面上剝離下來。
各種實施例本發明通過種種實施例來描述。
圖1是本發明第一實施例的熔化設備10的基本部件隔離開來的示意圖，其中的「紙道」基本上是水平的，包括皮帶30、加熱輥50、可變形輥60和引出輥70。
圖2是本發明第二實施例的熔化設備200的基本部件隔離開來的右視圖。其中的「紙道」基本上是垂直的，將來自印刷機的文件240處理成熔成的文件240F。圖中以虛線所示的供選擇的「有織紋片」240S可以與文件240對準地放置，賦予一種不同於循環織物230外表面所給的織紋。
圖3是本發明第三實施例的基本部件的隔離出來的右視圖，其中的「紙道」基本是垂直的。此結構與圖2所示結構類似，只是它包括了不是一個而是兩個循環織物，這兩條織物在最佳實施形式中包括了兩個不同的暴露的表面織紋，用於與媒體表面上的熱熔塗層接觸。
圖4是本發明第四實施例即熔化設備400的一部分的右視圖，其中的紙道是S形的。
圖5是本發明的第二實施例即熔化設備200的頂視平面圖，此設備的蓋已除去。
圖6是本發明第二實施例即熔化設備200的前視圖，此設備的蓋已除去而其可變形輥201則以部分橫剖面表明。
圖7是本發明第二實施例即熔化設備200的一部分的左視圖，此設備的蓋已除去。另一條第二織物231也以虛線示明。
圖8是本發明第五實施例500的透視圖，其中本發明的熔化器510用來與印表機520相結合，它們都安裝於機架505上。圖8示明就位的熔化器蓋。
圖9與圖8類似，只是熔化器蓋已不在原位。
第一實施例-設備10首先參看圖1，它示明了本發明的熔化設備10的第一實施例的一部分，包括加熱輥夾緊區20和傳送織物30。此加熱輥夾緊區20由兩個相互壓頂並具有基本上平行的縱向轉動軸線的圓柱形輥50、60所確定。這兩個夾緊輥50、60中的至少一個包含有加熱件，而另一個輥則可以彎曲來加大夾緊區的印跡。
設備10的各種輥設備10的各個輥可旋轉地安裝於此設備的機架12上。這些輥包括加熱的輥50、可變形輥60與引出輥70。
在圖1所示實施例中，輥50是加熱輥，它是空心圓柱形，通過其中心設有石英質遠紅外加熱管給輥面提供輻射熱，當然，在不脫離本發明的精神與範圍的前提下也可以採用其他的加熱結構。
加熱輥50相對於熔化設備10的機架12作可旋轉的安裝，且使其轉動軸線基本水平，當然，在不脫離本發明的精神與範圍的前提下也可以取其他定向。加熱輥50通過後述的一列鏈傳動裝置和齒輪裝置由馬達驅動。
可變形輥60相對於熔化設備10的機架12可旋轉地安裝成使得其旋轉軸線基本為水平的，當然，在不脫離本發明的精神與範圍的前提下也可以取其他定向。此變形輥60是本項技術中周知的這類，包括金屬的軸狀芯和外部的可變形層，由後述一列為馬達驅動的減速齒輪與鏈傳動。
引出輥70相對於熔化設備10的機架可旋轉地安裝成使其旋轉軸線基本為水平的，但在不背離本發明的精神與範圍時也可以取其他定向。引出輥70不是驅動輥而是為織物驅動的。
設備10的夾緊區夾緊區20(見圖1)通過加熱輥50與可變形輥60的相互作用確定。
加熱輥的夾緊區20是由兩個圓柱形輥50與60相互壓靠而形成的。這兩個夾緊輥的至少一個包括有加熱件，而另一個輥則可以彎曲來加大夾緊區的印跡。
設備10的織物30傳送織物30如本項技術中周知的是由TEFLON塗層的玻璃纖維織物製成。帶30卷繞著輥50、60之一，但有較大於輥的周長，允許有幾英寸的松馳長度。此傳送織物的松馳部分為一小半徑的引出輥70張緊，此引出輥能幫助從傳送織物上取下媒體和拉緊此織物。
帶30需有充分小的熱質量和足夠的長度，以使其上的熔化覆蓋層能適當地冷卻而能粘附到織物表面上，然後在引出輥上從表面剝離下。
帶30(以及其他實施例中的其他帶)的一種結構包括有TEFLON塗層的玻璃纖維或本項技術中所用的其他周知材料。
設備10的應用將塗層的媒體以其覆蓋層側朝向傳送織物通過此熔化設備。不然，加熱時，變熱的發粘覆蓋層就會粘附到加熱了的夾緊輥上。
這種循環織物的傳送速度應高到足以熔化尼龍而又不使紙燃燒，此織物的表面速度經發現最好是5-50釐米／分。
第二實施例現在參看圖2與5-7，它們是有關本發明第二實施例的幾個圖，此第二實施例與圖1所示第一實施例的主要不同處是紙道基本是垂直而不是水平的。
同時參看圖5-7，熔化設備10包括的固定機架12有一板狀部分，上面裝附著此設備的各種部件。後面可以注意到，機架12也可以是能支承用來與此熔化設備10相結合的其他設備如印刷機的整體基本上是剛性機架的一部分。
此熔化設備的可動部分為變速直流馬達80驅動，但在本發明的精神與範圍內也可考慮其他驅動裝置。而之所以選擇直流馬達是因為它可以變速地驅動上述的各種輥，這種會有助於為所述循環織物提供需要的送料速度，此速度要慢到足以熔化尼龍而又不能慢到使織物或紙燃燒。
圖5-7示明了用來驅動本發明第二實施例的種種部件的各種驅動件。電驅動馬達280有一根驅動鏈輪的軸，此鏈輪驅動鏈條207(見圖7)，鏈條207則驅動安裝成可相對此設備10的機架205旋轉的自由軸206上所裝時的另一鏈輪(見圖5與7)。裝附於自由軸206上的另一鏈輪經過另一循環鏈208連接到裝附於可變形輥260上的鏈輪。由此可見驅動馬達280驅動著可變形輥260。所有的循環鏈(以及所有的循環織物)都可包括空轉的和張緊的鏈輪或輥，這是本項技術中周知的。
如圖6與7所示，在可變形輥260裝有鏈輪一端的相對端上設有第一傳動齒輪209，它通過一對嚙合的齒輪嚙合並驅動裝附到加熱輥250上的第二傳動齒輪210。因此可以看出，可變形輥260驅動加熱輥250。上述齒輪的嚙合情形最好要使此可變形輥的表面速度與加熱輥250的速度基本同步。
引出輥270不是由上述馬達驅動而是為循環織物230驅動。
在該注意到，圖7示明了可以有選擇的採用第二(必要時)織物231與循環織物230相結合，而使單一設備能提供雙重織紋，這將在下面的第三實施例中詳細論述。
第三實施例圖3所示的另一實施例採用了雙織物系統以用於雙面媒體。通過採用兩條不同的織物330、331，這兩條織物具有不同的表面織紋，則在熔化過程過程中取決於與哪一面接觸，可將至少兩種不同的織紋賦予所熔化的材料而不需任何機械變換技術。
在上述結構中，採用第二引出輥371來支承第二織物331。第一引出輥以類似於前述輥270的方式支承第一織物。
第四實施例在又另一實施例中，熔化設備400有一位於加熱輥450附近的空轉輥480，使得傳送織物430能取蜿蜒形式而較長地與加熱輥接觸，從而能增加停延時間。圖7中還示明有一輥470用來張緊松馳部分。過程變量將包括可調的停延時間(涉及到傳送帶速度、溫度與壓力)以及冷卻時間。
第五實施例參看圖8-9，其中示明了本發明第五實施例的設備500，這是一種組合型設備500，包括熔化器510和印表機520，它們兩者都安裝在機架505上。
在上述結構中，印表機可以設想為相關技術中周知的噴墨印表機，而此熔化器可以設想為前述第二實施例中的熔化設備200。
於此種結構下，媒體可借重力直接垂直下降到或直接送入熔化設備510中。
於此種結構下，應知尼龍或其他經過適當處置的紙，例如1996年8月16日提交的共同未決、共同轉讓的美國專利申請系列No．689 980(其內容已綜合於此供參考)中所公開的，是要通過印刷機520處理的。
應該認識到這類印表機的某些具有其自身的加熱件，但這種加熱只是用來除去水份或熔劑以防汙損，而不是用來提供適於熔化的溫度的。
其他設想的實施例與設想的用途應知在不脫離本發明的精神與範圍的前提下，可以對上述各種實施例作出變更與改進的。例如圖2中以虛線部240-S所示，要是在所述塗層通過熔化設備之前將一片聚酯薄膜或其他合適的材料置於此覆蓋層之上，則可以形成精緻、平滑的無光光潔度。這樣就能用單一織物的設備來給出多種表面織紋，包括不僅僅是傳送織物所提供的基本織紋，但是取決於所選擇的織物，通過使用獨立的片料例如上述的聚酯薄膜，可以提供較平滑或是較粗糙的織紋。
散熱裝置290如圖2所示，其中有長條形的細長散熱裝置290，此散熱裝置具有U形的橫剖面或也可以是L形的橫剖面(未示明)。這種散熱裝置還具有由其間的細長橫向槽所確定的連續帶接觸面和相對延伸的散熱「指狀物」。有需要時，可用空氣吹過所述的「指狀物」。
正如一般所知道的，當織物加熱，它常向橫向膨脹，其結果是熱膨脹使織物中出現波浪形。為此，細長的散熱裝置290也可以用作合適的整潔工具，消除因熱傳輸的差別造成織物的某些波浪形。
尺寸熔化設備200中加熱輥的外徑是2英寸、可變形輥的外徑是3英寸、引出輥的外徑是0．75英寸。
材料加熱輥可以取鋼管結構。
變形輥可以取硫化橡膠結構。
冷卻翅片可以用鋁製成。
引出輥可以用鋼管結構。
所述傳送織物可以是本項技術中周知的那些，包括由TEFLON塗層的玻璃纖維織物，厚5-30密耳而最好是10-20密耳，例如Astechnologies(在喬治亞州Roswell市)所提供的。如果經濟上可行，最好採用無縫織物。
優點從以上所述可知，本發明提供了熔化機構和應用此機構的方法，用來熔化其中不需獨立的脫模層的熱熔覆蓋層，同時可使熔成的覆蓋層具有表面織紋(平滑或帆布狀)，並能從傳送織物上將完工的媒體「自動剝離」。
結論雖然本發明已參考所公開的實施例作了特別詳細的說明，但應認識到在後附權利要求書所說明的的精神與範圍內，是可以實現眾多的變動與改進的。
權利要求
1．用於將圖像賦予基本為平整的片狀媒體上的設備，此媒體的一個側面上至少是部分地具有易熔覆蓋層，所述設備包括加熱輥；相對於此加熱輥作可旋轉的安裝而能確定出加熱的夾緊區的可變形輥；以及具有相互面對且呈不同織紋的對應面的一起通過此夾緊區的第一與第二循環帶；使得當上述片狀媒體引到此夾緊區內時，取決於是哪個所述對應的循環帶面與該片狀媒體的前述一個側面接觸，而給予此側面以不同的織紋。
2．權利要求1所述的設備，其中所述夾緊區是由包括可變形輥在內的一對輥確定。
3．權利要求2所述的設備，其中還包括有將水基墨汁加到所述易熔的紙覆蓋層上的裝置。
4．權利要求3所述的設備，其中所述第一與第二循環帶都至少是部分由玻璃纖維製成。
5．權利要求4所述的設備，其中還包括有與上述第一和第二循環帶相對應的第一和第二引出輥，此第一和第二引出輥構造成有助於將所述平片狀媒體從所述帶上引出。
6．權利要求2所述的設備，其中所述設備還包括確定所述第一循環第一部分通道的引出輥；以及沿著所述第一循環帶在前述夾緊區和此引出輥之間通道的散熱裝置。
7．權利要求1所述的設備，其中還包括用來將水基墨汁加到所述易熔的紙覆蓋層上的裝置。
8．權利要求7所述的設備，其中所述第一和第二循環帶都至少是部分由玻璃纖維製成。
9．權利要求8所述的設備，其中還包括有與所述第一和第二循環帶相對應的第一和第二引出輥，此第一和第二引出輥構造成有助於將所述平片狀媒體從所述帶上引出。
10．權利要求1所述的設備，其中所述設備還包括確定所述第一循環帶一部分通道的引出輥；以及沿著所述第一循環帶在前述夾緊區和此引出輥之間通道的散熱裝置。
11．用於將圖像賦予基本為平整的片狀媒體上的設備，此媒體的一個側面上至少是部分地具有易熔覆蓋層，所述設備包括機架；裝附於此機架上的印表機；以及裝附於此機架上的熔化器，此熔化器與印表機構造成可使所述基本上為平整的片狀媒體通過此印表機，在上面接受所述圖像，然後傳送到上述熔化器而由其熔化。
12．權利要求11所述的設備，其中所述印表機位於此熔化器之上，使得所述介質能借重力由此印表機落到該熔化器內。
13．權利要求12所述的設備，其中所述熔化器包括一對循環帶，各通過一共同的夾緊區且各確定出不同的表面織紋，使得當此片狀媒體引入此夾緊區內時，取決於是哪個所述對應的循環帶面與該片狀媒體的前述一個側面接觸，而給予此側面以不同的織紋。
14．權利要求11所述的設備，其中所述熔化區包括一對循環帶，各通過一共同的夾緊區且各確定出不同的表面織紋，使得當片狀媒體引入此夾緊區內時，取決於是哪個所述對應的循環帶面與該片狀媒體的前述一個側面接觸，而給予此側面以不同的織紋。
15．權利要求11所述的設備，其中所述設備還包括確定所述第一循環帶一部分通道的引出輥；以及沿著所述第一循環帶在前述夾緊區和此引出輥之間通道的散熱裝置。
16．權利要求11所述的設備，其中還包括用來將水基墨汁加到前述易熔的紙覆蓋層上的裝置。
17．將圖像賦予兩塊相分離的基本為平整的片狀媒體上的方法，各媒體包括一側面，其上至少是部分地具有易熔層，此方法包括下述步驟A)提供設備，此設備本身包括1)加熱輥；2)相對於此加熱輥作可旋轉的安裝而能確定出加熱的夾緊區的可變形輥；以及具有相互面對且呈不同織紋的對應面的一起通過此夾緊區的第一與第二循環帶；B)按第一定向將所述一片狀媒體引入此夾緊區，使得在前述一側上的易熔的紙覆蓋層與第一循環帶面向外一側相接觸而被賦予第一相應織紋；以及C)按第二定向將所述第二片狀媒體引入此夾緊區，使得在前述一側上的易熔覆蓋層與第二循環帶面向外一側相接觸而被賦予第二相應織紋。
18．權利要求17所述的方法，其中還包括有這樣的步驟採用所具片件織紋與前述兩個循環帶的任一所述織紋均不同的中間織紋片，以給所述易熔層提供與此織紋片的織紋相應的織紋。
19．權利要求17所述的方法，其中所述步驟A還包括提供用來將水基墨汁加到上述易熔覆蓋層上的裝置。
20．權利要求17所述的方法，其中所述步驟A還包括提供用來將水基墨汁加到上述易熔的紙覆蓋層上的裝置。
21．將圖像賦予兩塊相分離的基本為平整的片狀媒體上的方法，各媒體包括一側面，其上至少是部分地具有易熔層，此方法包括下述步驟A)提供設備，此設備包括1)加熱輥；2)相對於此加熱輥作可旋轉的安裝而能確定出加熱的夾緊區的可變形輥；以及構造成能通過此夾緊區並具有有帶面織紋的外帶表面的循環帶；B)提供具有不同於上述帶的外表面織紋的片表面織紋的中間片；C)將所述片狀媒體引入前述夾緊區，使得所述第一片狀媒體被賦予第一表面織紋；以及D)將所述第二片狀媒體與所述中間織紋片一起引入前述夾緊區，使得此第二片狀媒體被賦予與所述中間織物片的織紋相應的第二表面織紋。
22．權利要求21所述的方法，其中所述中間織紋片在通過前述夾緊區時與所述可壓縮的輥接觸。
23．權利要求21所述的方法，其中所述中間織紋片在通過前述夾緊區時與所述加熱輥接觸。
24．權利要求21所述的方法，其中所述步驟A還包括提供各具有不同表面織紋的第一和第二循環帶，使得通過應用此第一和第二循環帶和前述中間織紋片可以形成三種不同的表面織紋。
25．權利要求21所述的方法，其中在執行步驟A的過程中還包括提供給將水基墨汁加到所述易熔的紙覆蓋層上的裝置。
26．將圖像賦予基本為平整的片狀媒體的方法，此片狀媒體有一個側面，其上至少是部分地具有易熔層，所述方法包括下述步驟提供都安裝在機架上的印表機與熔化機；將所述片狀媒體引到此印表機上，使此媒體通過所述印表機並在其上接收列印的圖像，然後送至上述熔化機進行熔化。
27．權利要求26所述的方法，其中所述印表機是位於所述熔化機之上，使得此上述方法執行過程中該片狀媒體能借重力落入所述熔化機內。
28．權利要求27所述的方法，其中所述熔化機包括至少一條至少是部分由玻璃纖維製成的循環帶。
29．權利要求28所述的方法，其中所述步驟A還包括下述步驟在所述易熔的紙覆蓋層進入上述印表機之前給其施加水基墨水。
全文摘要
用於有覆蓋層的媒體來密封和粘合定向噴墨的墨汁的熔化設備。此設備包括一或多條循環帶,以於塗有易熔覆蓋層的媒體上形成具有光滑或織紋狀飾面的耐久圖像。在一最佳實施例中,採用了兩條循環帶,各有不同的表面織紋,取決於此有覆蓋層的媒體(例如紙)置換於此熔化設備上的方式。可有選擇地為用戶提供兩種易熔覆蓋層織紋。
文檔編號B41M5/00GK1283152SQ98812
公開日2001年2月7日 申請日期1998年12月23日 優先權日1997年12月30日
發明者M·L·瓊斯, L·H·吉普森 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司