CN105818531B - 标签印刷机的双反射紫外线固化装置 - Google Patents

标签印刷机的双反射紫外线固化装置 Download PDF

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Abstract

一种标签印刷机的双反射紫外线固化装置，由一个长方形箱体、一个光源控制器、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜、小抛物柱面反光镜、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成，该装置通过宽度检测机构和速度传感器实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整第一面光源和第二面光源的照射范围和照射强度，通过两级抛物柱面反光镜的反射，形成一条光强倍增的强光带，可同时对标签纸张的表层和深层油墨进行固化。

Description

标签印刷机的双反射紫外线固化装置
技术领域：
本发明涉及一种紫外线固化装置，特别是一种标签印刷机的双反射紫外线固化装置，该装置与传统的紫外线固化装置相比，更节能、环保、快速、高效，可取代现有标签印刷机的紫外线固化装置。
背景技术：
固化是指油墨、涂料、胶粘剂、密封剂等由液体状态转化为固体状态的过程，紫外线固化是利用紫外线和加入到油墨、涂料、密封剂中的光引发剂产生光化学反应实现快速固化的方法，
标签印刷中油墨的快速固化是标签印刷过程的重要环节，但在标签印刷行业中，大多利用高压水银灯和金属卤素灯构成的点光源和线光源实现紫外线固化，高压水银灯和金属卤素灯都存在耗能高、含重金属污染物和寿命短的特点，在使用中需要频繁更换高压水银灯和金属卤素灯，因此利用高压水银灯和金属卤素灯实现紫外线固化，成本高、能耗大还会形成重金属环境污染，既不节能也不环保，
近年来人们把紫外光发光二极管引入到紫外线固化领域，开发出了紫外光发光二极管固化装置，
和高压水银灯和金属卤素灯紫外线固化方法相比，紫外光发光二极管固化方法能够大幅度降低能源消耗、固化过程不产生臭氧和易挥发有机物质排放、光源使用寿命长、不需要预热及冷却，特别有利于标签印刷和对热敏感的承印材料印刷，但现有的紫外光发光二极管固化装置的光源照射范围和光源照射强度都是固定不变的，不能根据印刷品的宽度和印刷速度适时调整光源照射范围和光源照射强度，能源消耗较大、系统稳定性和控制精度不高、紫外线固化效果较差，
因此，根据标签印刷宽度和标签印刷速度适时调整光源照射范围和光源照射强度，可进一步降低紫外光发光二极管固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、提高紫外线固化效果，
发明内容:
为了进一步降低紫外光发光二极管固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、提高紫外线固化效果，本发明提出了一种标签印刷机的双反射紫外线固化装置，该装置采用紫外光发光二极管构成两组平面光源，两组平面光源发出的平行光通过两级抛物柱面反光镜的反射，形成一条光强倍增的强光带，可同时对标签纸张的表层和深层油墨进行固化，并且该装置通过实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整两组平面光源的照射范围和照射强度，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由一个长方形箱体、一个光源控制器、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜、小抛物柱面反光镜、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成的标签印刷机固化装置，长方形箱体分为上箱体和下箱体两部分，上箱体和下箱体通过一组合页相连接，在下箱体的上部开有一个长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，
光源控制器、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜都设置在上箱体内，光源控制器设置在上箱体的上端，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器并排设置在光源控制器的下面，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的底面和上表面都与标签纸张平面平行，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的前端面上都设置有一个进水孔，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的后端面上都设置有一个出水孔，冷水从进水孔流入第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，热水从出水孔流出第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，
光源控制器由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源控制器根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源控制器根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器的底面上，第一块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管沿着出纸孔等距离的分为长宽相同的N组小平面光源，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器的底面上，第二块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管沿着出纸孔等距离的分为长宽相同的N组小平面光源，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第一块陶瓷基光源板上的N组小平面光源与第二块陶瓷基光源板上的N组小平面光源沿着出纸孔一一对齐排列，
小抛物柱面反光镜开口向下的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器之间，大抛物柱面反光镜开口向上的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的正下方，大抛物柱面反光镜的反光面正对小抛物柱面反光镜的反光面，大抛物柱面反光镜与小抛物柱面反光镜的焦线重合，在大抛物柱面反光镜的中间位置正对小抛物柱面反光镜开有一条宽度与小抛物柱面反光镜开口宽度相同的导光狭缝，第一块和第二块陶瓷基光源板的正面正对大物柱面反光镜的反光面，使得第一块和第二块陶瓷基光源板正面上的各组小平面光源发出的平行光通过大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜的反射，形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝垂直的照射在标签纸张上，对标签纸张上油墨的表层和深层同时进行固化，宽度检测机构由N个光电对管构成，N个光电对管都与光源控制器的光照宽度检测部分电连接，各光电对管沿着出纸孔等距离的一字排列，并且各光电对管一一对应的位于第一块和第二块陶瓷基光源板上的各组小平面光源的下方，各光电对管的发射管设置在长方形的出纸孔的上端，各光电对管的接收管设置在长方形的出纸孔的下端，当一定宽度的标签纸张经过长方形的进纸孔和出纸孔穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器的光照宽度检测部分，第一块和第二块陶瓷基光源板上的与处于断开状态的光电对管相对应的各组小平面光源通过光源控制器的光源驱动部分加电发光，其余各组小平面光源不加电发光，
速度传感器设置在下箱体内，并且速度传感器位于长方形的进纸孔的下端，速度传感器与光源控制器的光照强度检测部分电连接，速度传感器紧贴标签纸张，当标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔时，标签纸张的移动速度信号通过速度传感器被送到光源控制器的光照强度检测部分，由光源控制器根据速度传感器检测到的速度信号调整第一面光源和第二面光源的光照强度，
本发明的有益效果是：通过宽度检测机构和速度传感器实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整第一面光源和第二面光源的照射范围和照射强度，通过两级抛物柱面反光镜的反射，形成一条光强倍增的强光带，可同时对标签纸张的表层和深层油墨进行固化，进一步提高了表层和深层油墨的固化速度，
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体正视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
图4是本发明的C-C剖视图。
具体实施方式：
在图1和图2中，由一个长方形箱体、光源控制器11、第一长方形水冷散热器10-1、第二长方形水冷散热器10-2、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜13、小抛物柱面反光镜16、一个宽度检测机构和速度传感器12构成的标签印刷机固化装置，长方形箱体分为上箱体1和下箱体2两部分，上箱体1和下箱体2通过合页14相连接，在下箱体2的上部开有长方形的进纸孔4-1和长方形的出纸孔4-2，标签纸张5在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔4-1和长方形的出纸孔4-2，
在图2、图3和图4中，光源控制器11、第一长方形水冷散热器10-1、第二长方形水冷散热器10-2、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜13和小抛物柱面反光镜16都设置在上箱体1内，光源控制器11设置在上箱体1的上端，第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2并排设置在光源控制器11的下面，第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2的底面和上表面都与标签纸张5的纸面平行，在第一长方形水冷散热器10-1的前后两端面上设置有进水孔9-1和出水孔9-2，在第二长方形水冷散热器10-2的前后两端面上设置有进水孔9-3和出水孔9-4，冷水分别从进水孔9-1和进水孔9-3流入第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2，热水分别从进水孔9-2和进水孔9-4流出第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2，
光源控制器11由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源控制器根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源控制器根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
在图3中，第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板15-1正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板15-1的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器10-1的底面上，第一块陶瓷基光源板15-1上的紫外光发光二极管被分为小平面光源3-1、小平面光源3-2、小平面光源3-3、小平面光源3-4、小平面光源3-5、小平面光源3-6、小平面光源3-7、小平面光源3-8、小平面光源3-9、小平面光源3-10、小平面光源3-11、小平面光源3-12、小平面光源3-13、小平面光源3-14、小平面光源3-15、小平面光源3-16、小平面光源3-17、小平面光源3-18、小平面光源3-19、小平面光源3-20、小平面光源3-21、小平面光源3-22、小平面光源3-23，每一小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器11的光源驱动部分电连接，
在图4中，第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板15-2正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板15-2的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器10-2的底面上，第二块陶瓷基光源板15-2上的紫外光发光二极管也被分为小平面光源7-1、小平面光源7-2、小平面光源7-3、小平面光源7-4、小平面光源7-5、小平面光源7-6、小平面光源7-7、小平面光源7-8、小平面光源7-9、小平面光源7-10、小平面光源7-11、小平面光源7-12、小平面光源7-13、小平面光源7-14、小平面光源7-15、小平面光源7-16、小平面光源7-17、小平面光源7-18、小平面光源7-19、小平面光源7-20、小平面光源7-21、小平面光源7-22、小平面光源7-23，每一小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器11的光源驱动部分电连接，
第一块陶瓷基光源板15-1上的N组小平面光源与第二块陶瓷基光源板15-2上的N组小平面光源沿着出纸孔4-2一一对齐排列，第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2上的各组小平面光源长宽相同，
在图2中，小抛物柱面反光镜16开口向下的设置在第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2之间，大抛物柱面反光镜13开口向上的设置在第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2的正下方，大抛物柱面反光镜13的反光面正对小抛物柱面反光镜16的反光面，大抛物柱面反光镜13的焦线F与小抛物柱面反光镜16的焦线f重合，在大抛物柱面反光镜13的中间位置正对小抛物柱面反光镜16开有一条宽度与小抛物柱面反光镜16开口宽度相同的导光狭缝W，第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2的正面正对大物柱面反光镜13的反光面，使得第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2正面上的各组小平面光源发出的平行光通过大抛物柱面反光镜13和小抛物柱面反光镜16的反射，形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝W垂直的照射在标签纸张5上，对标签纸张5上的油墨6的表层和深层同时进行固化，
在图2和图4中，宽度检测机构由发射管8-1和接收管8-2构成的第一光电对管、发射管8-3和接收管8-4构成的第二光电对管、发射管8-5和接收管8-6构成的第三光电对管、发射管8-7和接收管8-8构成的第四光电对管、发射管8-9和接收管8-10构成的第五光电对管、发射管8-11和接收管8-12构成的第六光电对管、发射管8-13和接收管8-14构成的第七光电对管、发射管8-15和接收管8-16构成的第八光电对管、发射管8-17和接收管8-18构成的第九光电对管、发射管8-19和接收管8-20构成的第十光电对管、发射管8-21和接收管8-22构成的第十一光电对管、发射管8-23和接收管8-24构成的第十二光电对管、发射管8-25和接收管8-26构成的第十三光电对管、发射管8-27和接收管8-28构成的第十四光电对管、发射管8-29和接收管8-30构成的第十五光电对管、发射管8-31和接收管8-32构成的第十六光电对管、发射管8-33和接收管8-34构成的第十七光电对管、发射管8-35和接收管8-36构成的第十八光电对管、发射管8-37和接收管8-38构成的第十九光电对管、发射管8-39和接收管8-40构成的第二十光电对管、发射管8-41和接收管8-42构成的第二十一光电对管、发射管8-43和接收管8-44构成的第二十二光电对管、发射管8-45和接收管8-46构成的第二十三光电对管构成，各个光电对管都与光源控制器11的光照宽度检测部分电连接，各光电对管沿着长方形的出纸孔4-2等距离的一字排列，并且各光电对管一一对应的位于第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2上的各组小平面光源的下方，各光电对管的发射管设置在长方形的出纸孔4-2的上端，各光电对管的接收管设置在长方形的出纸孔4-2的下端，小平面光源3-1和小平面光源7-1由第一光电对管控制、小平面光源3-2和小平面光源7-2由第二光电对管控制、小平面光源3-3和小平面光源7-3由第三光电对管控制、小平面光源3-4和小平面光源7-4由第四光电对管控制、小平面光源3-5和小平面光源7-5由第五光电对管控制、小平面光源3-6和小平面光源7-6由第六光电对管控制、小平面光源3-7和小平面光源7-7由第七光电对管控制、小平面光源3-8和小平面光源7-8由第八光电对管控制、小平面光源3-9和小平面光源7-9由第九光电对管控制、小平面光源3-10和小平面光源7-10由第十光电对管控制、小平面光源3-11和小平面光源7-11由第十一光电对管控制、小平面光源3-12和小平面光源7-12由第十二光电对管控制、小平面光源3-13和小平面光源7-13由第十三光电对管控制、小平面光源3-14和小平面光源7-14由第十四光电对管控制、小平面光源3-15和小平面光源7-15由第十五光电对管控制、小平面光源3-16和小平面光源7-16由第十六光电对管控制、小平面光源3-17和小平面光源7-17由第十七光电对管控制、小平面光源3-18和小平面光源7-18由第十八光电对管控制、小平面光源3-19和小平面光源7-19由第十九光电对管控制、小平面光源3-20和小平面光源7-20由第二十光电对管控制、小平面光源3-21和小平面光源7-21由第二十一光电对管控制、小平面光源3-22和小平面光源7-22由第二十二光电对管控制、小平面光源3-23和小平面光源7-23由第二十三光电对管控制，当一定宽度的标签纸张5经过长方形的进纸孔4-1和出纸孔4-2穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张5隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器11的光照宽度检测部分，并通过光源控制器11的光源驱动对处于断开状态的光电对管控制的各个小平面光源加电发光，
速度传感器12设置在下箱体2内，并且速度传感器12位于长方形的进纸孔4-1的下端，速度传感器12与光源控制器11的光照强度检测部分电连接，速度传感器12紧贴标签纸张5，当标签纸张5在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔4-1和长方形的出纸孔4-2时，标签纸张5的移动速度信号通过速度传感器12被送到光源控制器11的光照强度检测部分，由光源控制器11根据速度传感器12检测到的速度信号调整第一面光源和第二面光源的光照强度。

Claims (1)

1.一种标签印刷机的双反射紫外线固化装置，由一个长方形箱体、一个光源控制器、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜、小抛物柱面反光镜、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成，其特征是：长方形箱体分为上箱体和下箱体两部分，上箱体和下箱体通过一组合页相连接，在下箱体的上部开有一个长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，
光源控制器、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜都设置在上箱体内，光源控制器设置在上箱体的上端，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器并排设置在光源控制器的下面，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的底面和上表面都与标签纸张平面平行，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的前端面上都设置有一个进水孔，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的后端面上都设置有一个出水孔，冷水从进水孔流入第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，热水从出水孔流出第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，
光源控制器由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源控制器根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源控制器根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器的底面上，第一块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管沿着出纸孔等距离的分为长宽相同的N组小平面光源，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器的底面上，第二块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管沿着出纸孔等距离的分为长宽相同的N组小平面光源，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第一块陶瓷基光源板上的N组小平面光源与第二块陶瓷基光源板上的N组小平面光源沿着出纸孔一一对齐排列，
小抛物柱面反光镜开口向下的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器之间，大抛物柱面反光镜开口向上的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的正下方，大抛物柱面反光镜的反光面正对小抛物柱面反光镜的反光面，大抛物柱面反光镜与小抛物柱面反光镜的焦线重合，在大抛物柱面反光镜的中间位置正对小抛物柱面反光镜开有一条宽度与小抛物柱面反光镜开口宽度相同的导光狭缝，第一块和第二块陶瓷基光源板的正面正对大物柱面反光镜的反光面，使得第一块和第二块陶瓷基光源板正面上的各组小平面光源发出的平行光通过大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜的反射，形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝垂直的照射在标签纸张上，对标签纸张上油墨的表层和深层同时进行固化，
宽度检测机构由N个光电对管构成，N个光电对管都与光源控制器的光照宽度检测部分电连接，各光电对管沿着出纸孔等距离的一字排列，并且各光电对管一一对应的位于第一块和第二块陶瓷基光源板上的各组小平面光源的下方，各光电对管的发射管设置在长方形的出纸孔的上端，各光电对管的接收管设置在长方形的出纸孔的下端，当一定宽度的标签纸张经过长方形的进纸孔和出纸孔穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器的光照宽度检测部分，第一块和第二块陶瓷基光源板上的与处于断开状态的光电对管相对应的各组小平面光源通过光源控制器的光源驱动部分加电发光，其余各组小平面光源不加电发光，
速度传感器设置在下箱体内，并且速度传感器位于长方形的进纸孔的下端，速度传感器与光源控制器的光照强度检测部分电连接，速度传感器紧贴标签纸张，当标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔时，标签纸张的移动速度信号通过速度传感器被送到光源控制器的光照强度检测部分，由光源控制器根据速度传感器检测到的速度信号调整第一面光源和第二面光源的光照强度。
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