CN112055657A - 用于柔版印刷的装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种网纹辊,在其表面上具有至少一个通道(302a、302b;312a、312b;402a、402b),该至少一个通道(302a、302b;312a、312b;402a、402b)具有沿与网纹辊(104)的周向方向成角度的直路线方向延伸的路线(602),每个通道均由第一壁(301a;311a;401a)和与第一壁(301a;311a;401a)相对的第二壁(301b;311b;401b)限定,所述第一壁具有在一个或多个点处接触第一直虚拟线(303b;313b;403b)而不与所述第一直虚拟线相交的曲折形状,所述第一直虚拟线位于通道侧,且平行于所述路线方向;所述第二壁具有在一个或多个点处接触所述第二直虚拟线而不与所述第二直虚拟线相交的曲折形状,所述第二直虚拟线位于所述通道侧,且平行于所述第一直虚拟线;所述第一直虚拟线与所述第二直虚拟线隔开距离D,其中,所述距离D=0,或‑12μm<D<12μm,优选地,‑5μm<D<5μm,以及最优选地,‑2μm<D<2μm。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于打印的装置。更具体地,本发明涉及一种用于柔版印刷的装置。乃至更具体地,本发明涉及网纹辊的装置、网纹辊的制造以及网纹辊的使用。
背景技术
图1中示出了典型柔版印刷过程/装置的剖视图。典型柔版印刷过程/装置100包括墨斗101、墨斗辊/筒102、计量系统103和104、包括待印刷图案的印刷板/印刷版105、印刷版105附接到其上的印刷版筒(或印刷辊/筒)106、压印筒107和待印刷图案的基底108。可省略印刷板105,在这种情况下,待印刷图案设置在筒106的外表面上。
墨斗101包括一定量的墨。如本领域技术人员所知,其粘度取决于所需的应用。墨斗辊102从墨斗101装载墨,并将装载的墨提供给打印表单105。在将装载的墨供应到印刷版105之前,可使用计量系统103和104。计量系统可包括刀片103和网纹辊104。计量系统103和104的主要目的是根据印刷版105或印刷辊106的表面上的图案均匀地或不均匀地向印刷版105或印刷辊106提供所需量的墨。网纹辊应能够根据待印刷图案将任何量和局部分布的墨分配到印刷版105或印刷辊106。为此,网纹表面图案应在其整个有效表面上是均匀的。
刀片103用于从网纹辊104的表面刮去多余的墨,以便沿着网纹辊的表面均匀地分布墨。网纹辊104包括特定的表面图案,该表面图案包括例如孔或通道,该孔或通道设计成从墨斗辊102或直接从墨斗101接收墨,将墨分布在网纹辊104上,并进一步将墨转移到印刷版105。该表面图案可具有沿着网纹辊104的圆周方向延伸的孔或一个或多个通道,如例如在WO09082225中所解释的。印刷版105和/或印刷辊106包括待印刷在基底108上的印刷图案(例如,纸、衣服、塑料片等)。基底108放置在印刷版105(或印刷辊106)和压印筒107之间。对于多色打印,可能需要如图1所示的顺序过程,该过程中的每个都在基底108上打印至少一种颜色。
在图1中,可省略墨斗辊102和/或刀片103。也可省略印刷版105,以及印刷图案可直接位于印刷辊106的表面上。在本文件的其余部分中,术语印刷辊可指包括印刷版105和印刷辊106二者的结构以及仅具有印刷辊106的结构(在其表面上直接具有印刷图案)。
更一般地,对于网纹辊,网纹辊已用于印刷工业中的柔版印刷方法中。这种印刷方法通常用于印刷不同的基底,诸如纸、标签、胶带、(塑料)袋和盒子。网纹辊可用于除了柔版印刷方法以外的印刷方法中。也有胶版印刷和凹版印刷。在这些其它方法中使用网纹辊以精确和恒定量转移墨。
网纹辊包括具有钢芯或铝芯的大致硬的圆柱件。在芯的顶部设置陶瓷薄层。在薄层中,通常刻有小的墨孔,下文称为孔。在已知的实施方式中,在网纹辊的表面上形成具有六边形或蜂窝状图案的孔。孔具有作为孔尺寸和孔深度的函数的用于接收墨的容积。通过执行激光雕刻方法,可使用激光在网纹辊的表面上形成图案和孔。该方法可包括连续激光器或脉动激光器。激光被引导至网纹辊的表面上,形成激光光斑,以及激光光斑将在表面上雕刻图案。激光的强度足以局部蒸发网纹辊外层的材料,例如氧化铬。这将形成孔。孔包括在辊的表面中被孔壁围绕的局部凹部。单个孔壁可为用于两个相邻孔的壁,从而分隔孔。
网纹辊(anilox roll)通过轴承安装在诸如图1所示的柔版印刷装置的印刷装置中。网纹辊包括可安装在印刷装置的框架上的圆柱件的纵向端部。网纹辊可释放地安装,以允许清洁或快速更换。网纹辊可绕其纵轴线沿圆周方向旋转。
旋转网纹辊可部分地出现在墨斗(例如,图1中的101)中,或墨斗辊(例如,图1中的102)部分地出现在墨斗(例如,图1中的101)中,所述清筛辊与网纹辊接触,用于将墨转移到网纹辊上,并转移到孔中。在操作中,包括网纹辊的印刷装置将操作成将墨转移到网纹辊的表面上,以及表面结构设置层用于将墨保持在表面上和表面中。墨是粘性的。刀片(例如,图1中的103)可用于从网纹辊或墨辊刮除过量的墨。墨将保留在网纹辊表面上形成的孔中。
在操作中,网纹辊将旋转,以及网纹辊的表面将接触可旋转的印刷辊(例如,具有图1中的印刷版105的印刷辊106)。在网纹辊的操作模式中,印刷辊将接收在网纹辊表面上/表面中收集的墨的部分。转印墨的量和局部分布将取决于要打印的图像。印刷辊将在下一步骤中将墨转移到基底上(例如,图1中的108)。
基底上的所需颜色强度受网纹辊表面上的墨膜的平均厚度的影响。影响墨膜厚度的一个重要因素是包含在孔中的墨的容积。如果包含在孔中的墨的容积增加,则更多的墨将被转移到印刷辊,并最终印刷在基底上,从而增强所得的颜色。当使用具有相对大容积(即,可包含大容积的墨)的孔的网纹辊从而转移相对大的墨滴时,在基底上形成重墨层(即,厚墨膜),而印刷中的细节是使用小孔(即,包含小墨滴)获得。其中需要重墨层的过程在本领域中也称为“全色调”,而具有相对薄的墨层印刷较小细节的过程在本领域中称为“半色调”。
全色调印刷和半色调印刷通常在不同的印刷过程中使用单独的和不同的网纹辊,但是成本较高。因此,在印刷过程中通常使用单个网纹辊。印刷过程可能同时需要全色调印刷和半色调印刷二者,例如,一些区域需要重墨层(全色调),而其它区域(半色调)需要较少的墨层。然而,现有技术中的网纹辊不能在一个印刷过程中同时为全色调印刷和半色调印刷提供所需的墨。
更具体地,孔的密度以线每厘米表示(称为线数(line screen))。用于现有技术孔状表面结构的已知线数为例如每厘米100-180线。这里,每厘米X线的线数是指每厘米X个相邻孔。不同的线数对于类似类型的网纹辊具有特定的印刷目的,例如,孔的深度基本上相同,并且孔壁厚基本上相同。例如,具有每厘米100线的网纹辊可很好地适用于在基底上印刷重墨层(即,全色调印刷),这是因为孔大。在网纹辊的操作模式下,将转移相对大量的墨。具有每厘米180线的网纹辊将具有高分辨率,使得它们更适于由于小孔而在基底上印刷细节(例如,半色调印刷)。具有较高线数的网纹辊将转移具有相对较小容积的墨滴,这将导致在该网纹辊的这种操作模式中总共转移较少的墨。大多数现有技术的具有高线数的网纹辊不太适于印刷重墨层。
在现有技术的印刷方法中,在高分辨率和颜色强度之间找到平衡。可为较高的线数提供具有更深的孔。这将增加孔容积。然而,在实践中,使用增加深度的孔将导致孔中残留的墨残留物增多。不是所有的墨都将从孔转移到印刷辊上。因此,印刷的基底仍然不能显示出所需的颜色强度。另外,因此,具有增加深度的孔的网纹辊更难清洁。
发明内容
目前已知的网纹辊可能不能单独满足目前在印刷工业中设定的标准。因此,在许多应用中,需要连续地使用具有不同线数的不同网纹辊,这减慢印刷过程并使得印刷过程劳动密集,耗时且昂贵。另外,在网纹辊上的已知图案可能由于重力或网纹辊在印刷时的转动,特别是网纹辊的高速转动,而导致墨不均匀分布或墨污垢。另外,在网纹辊上的已知图案在通过刮刀刮掉剩余的墨时可能导致雾状效果,即,墨可在空气中喷射。
本发明旨在提供比传统的网纹辊更好的网纹辊,以及更容易制造、成形或雕刻网纹辊的方法。
根据本发明的实施方式,网纹辊具有圆柱形的形状和在设置其外表面上的用于在打印装置中传送流体的图案,其中,所述图案包括用于接收流体、将流体分配到圆柱件上并传送流体的至少一个通道,该通道具有与网纹辊的圆周方向成一定角度沿直线方向延伸的路线,每个通道均由第一壁和与第一壁相对的第二壁限定,所述第一壁具有曲折形状,该曲折形状在一个或多个点处接触第一直虚拟线,但不与第一直虚拟线相交,所述第一虚拟线在通道侧且平行于所述路线方向;所述第二壁具有曲折形状,该曲折形状在一个或多个点处接触第二直虚拟线,但不与所述第二直虚拟线相交,所述第二直虚拟线位于通道侧且平行于所述第一直虚拟线;所述第一直虚拟线与所述第二直虚拟线隔开距离D,其中所述距离D=0或-12μm<D<12μm,优选地,-5μm<D<5μm,以及最优选地,-2μm<D<2μm。
根据本发明的实施方式,每个通道的第一壁和第二壁彼此平行地弯曲,而无相位差。
根据本发明的实施方式,每个通道以及第一壁和第二壁均具有带重复图案的波形,诸如正弦波、锯齿形波或三角形波。
根据本发明的实施方式,重复图案的波长小于通道宽度的4倍,优选地小于通道宽度的2倍。
根据本发明的实施方式,每个通道均具有与第一壁和第二壁相同的重复图案。
根据本发明的实施方式,每个通道的通道宽度均在5μm和150μm之间,优选地在10μm和100μm之间,以及乃至更优选地在20μm和80μm之间。
根据本发明的实施方式,每个通道均设置成适于半色调印刷和全色调印刷。
根据本发明的实施方式,角度(β)大于0。
根据本发明的实施方式,当横截面线垂直于直线边界线时,每个通道均具有U形或V形横截面。
根据本发明的实施方式,U形或V形的横截面尺寸对于通道的每个点均基本相同。
根据本发明的实施方式,每个通道均具有沿其整个长度相同的通道宽度。
根据本发明的实施方式,第一壁和第二壁的壁宽在1μm-10μm的范围内,优选在1μm-5μm的范围内,最优选在1μm-3μm的范围内。
根据本发明的实施方式,通道基本上覆盖网纹辊的整个有效表面。
根据本发明的实施方式,打印装置包括打印设备,该打印设备具有待打印基底的供应部和墨的供应部,其中,该打印设备包括安装在轴承中的根据上述实施方式中的任一项所述的网纹辊。
根据本发明的实施方式,印刷装置是柔版印刷装置。
根据本发明的实施方式,一种用于形成网纹辊的方法包括:提供具有待加工的外表面的网纹辊的圆柱件;至少提供连续激光源,以及利用由连续激光源形成的激光光斑对网纹辊的外表面进行激光雕刻,以获得经加工的网纹辊;其中,该方法还包括在激光的光路中应用光导,以使激光光斑能够在待加工的外表面上往复移动,该往复移动导致激光光斑在网纹辊上在平行于网纹辊的纵轴线的方向上移位,同时连续地旋转网纹辊并平行于纵轴线移动激光源,使得激光源雕刻整个外表面,从而在网纹辊的外表面中形成通道,其中所述网纹辊为如上述实施方式中的任一个所限定的网纹辊。
根据本发明的实施方式,沿着网纹辊的经度的往复移动的移位/偏移速度Vs满足:
-Ld<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=Rd
其中A是往复移动的幅度,Ww是形成通道的壁的宽度,Wb是激光的光束宽度,以及t1和t2是两个相邻的时间点,t2>t1,当网纹辊转向相同位置时,其中Ld和Rd是12μm,优选地,Ld和Rd是5μm,更优选地,Ld和Rd为2μm,乃至更优选地,Rd为0且Ld为5μm或乃至更优选地2μm,最优选地,Ld=Rd=0。
根据本发明的实施方式,一种设置成形成用于印刷过程中的网纹辊的装置包括:支承单元,设置成支承圆柱形网纹辊,并使网纹辊绕纵轴线旋转;雕刻单元,设置成相对于网纹辊的圆柱轴线平行运动,以在网纹辊的外表面上雕刻结构,以及驱动单元,设置成驱动雕刻单元的雕刻设置,其中雕刻单元包括至少一个连续激光源,该激光源设置成用激光光斑对网纹辊的外表面进行激光雕刻,其中雕刻单元还包括在激光源的光路中的光导,该光导设置成在网纹辊的外表面上以重复的方式往复移动激光光斑,其中,光导布置成在网纹辊上在基本上平行于网纹辊的纵轴线的方向上随着网纹辊上的往复移动而引起激光光斑的移位,支承单元布置成连续地旋转网纹辊,以及该装置布置成平行于所述纵轴线连续地移动激光源,使得激光源雕刻整个外表面,并由此在网纹辊的外表面中形成通道,其特征在于,该装置设置成执行上述方法的实施方式。
根据本发明的实施方式,光导实现为声光调制器。
根据本发明的实施方式,光导通过移动单元连接至雕刻单元,以及其中移动单元设置用于使激光光斑能够往复移动。
附图说明
下面将参照附图更详细地讨论本发明,在附图中:
图1是示出典型的柔版印刷过程和/或装置的图。
图2A和图2B示出了根据现有技术的网纹辊的表面的详细视图的示例。
图3A和图3B是根据现有技术的网纹辊的表面部分的详细视图的示例。
图4是根据本发明的网纹辊的表面部分的详细视图的示例。
图5A和图5B是根据本发明的网纹辊的表面部分的详细视图的示例。
图6是根据本发明的网纹辊的表面部分的详细视图的示例。
图7是通过根据本发明的网纹辊的通道状图案的横截面。
图8是示出如何制造根据本发明的网纹辊的图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本公开的实施方式。然而,本发明的实施方式不限于特定实施方式,且应解释为包括本公开的所有修改、改变、等效设备和方法和/或替代实施方式。
这里使用的术语“具有”、“可具有”、“包括”和“可包括”表示存在相应特征(例如,诸如数值、函数、操作或部分的元素),以及不排除附加特征的存在。
本文所用的术语“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或“A或/和B中的一个或多个”包括与其一起列举的项目的所有可能组合。例如,“A或B”、“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”意指:(1)包括至少一个A,(2)包括至少一个B,或(3)包括至少一个A和至少一个B二者。
这里所使用的诸如“第一”和“第二”的术语可修改各种元件,而不管相应元件的顺序和/或重要性,以及不限制相应的元件。这些术语可用于实现将一个元件与另一元件区分开的目的。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可称为第二元件,以及类似地,第二元件可称为第一元件。
应当理解的是,当一个元件(例如第一元件)与另一元件(例如第二元件)“(可操作地或通信地)联接”或“连接至”另一元件(例如第二元件)时,该元件可直接与另一元件联接/连接,以及在该元件和另一元件之间可存在居间元件(例如第三元件)。相反,应当理解的是,当元件(例如,第一元件)与另一元件(例如,第二元件)“直接联接”或“直接连接”时,在该元件和另一元件之间不存在中间元件(例如,第三元件)。
本文所用的表述“配置为(或设置为)”可根据上下文与“适合于”、“具有能力”、“被设计为”、“适于”、“制成”或“能够”互换使用。术语“配置为(设置为)”不一定意味着硬件级中的“"专门设计为”。相反,表述“配置为...的装置”可意味着该装置是与特定上下文中的其它装置或部件一起“能够...”的。
在描述本公开的各种实施方式中使用的术语用于描述特定实施方式的目的,以及不旨在限制本公开。如本文所用,单数形式旨在也包括复数形式,除非上下文另外清楚地指示。除非另外定义,否则本文使用的包括技术或科学术语的所有术语均具有与相关领域的普通技术人员通常理解的那些相同的含义。在通常使用的词典中定义的术语应解释为具有与相关技术的上下文含义相同或相似的含义,以及除非在本文中清楚地定义它们,否则不应解释为具有理想的或夸大的含义。根据情况,即使在本公开中定义的术语也不应解释为排除本公开的实施方式。
图2A是示出网纹辊104的表面的详细视图的示例。所示的表面结构从现有技术中已知。图2A仅示出了整个表面的部分。所示结构存在于整个有效表面上,即可用于实际印刷过程的表面部分上。网纹辊104设置有结构14,该结构14可由多个规则定位的封闭孔15形成。孔15由网纹辊104中的凹部形成。孔15通过具有宽度w1的侧壁17彼此分开。根据现有技术,宽度w1可为3μm-20μm。侧壁确保墨不能从一个孔移动至另一孔。如果墨提供到具有表面结构14的网纹辊104的表面上,则侧壁17在墨水平之上延伸。墨将存在于孔15中。过量的墨将由刀片103除去。
孔具有全局尺寸h,即从一个壁到相对壁的尺寸为3μm-20μm。在使用过程中,网纹辊的表面受到磨损的影响。因此,具有倾斜侧部的壁随着时间的推移而变厚,以及整体尺寸h变小。在使用一段时间之后,磨损已破坏了壁,从而需要对表面进行再处理。每个孔均具有深度(未示出)。每个孔均具有一定的容积。墨容积对应于要转移到印刷辊和基底上的墨滴。图2a中的孔是六边形的,以及孔以蜂窝状结构定位。然而,其它形状的孔也是可能的。两个相邻孔的中心点之间的距离c确定网纹辊的线数,其中该距离垂直于辊的旋转/圆周方向测量。用于现有技术的孔状表面结构的已知的线数是每厘米100线、120线、140线、180线。在本文后面将更详细地讨论线数。
将墨从网纹辊转移到印刷辊上的问题在于,墨可保留在该形成的孔中,如图2A所示,在网纹辊的表面上。墨的粘度以及印刷过程的速度可导致墨残留在网纹辊上。这将影响基底的印刷。另外,孔可用作将空气带入墨中导致墨起泡的气泵,以及墨中的所述空气将限制新墨转移到孔中。孔中的空气应该用墨替换,以及需要一定的时间来进行这种替换,从而限制旋转速度,并最终限制打印速度。
图2B示出了根据现有技术的网纹辊104的外表面的另一示例。在该实施方式中,通道18沿着网纹辊的外表面设置。通道具有宽度h(15μm-120μm)并且通过具有厚度t的壁19彼此分离。通道的纵向方向相对于网纹辊的旋转方向R以角度α定位。角度α以夸大的形式示出。在一些应用中,所示的通道实际上是在网纹辊的外表面上从网纹辊的一端螺旋到另一端的单个通道的平行通道部分。然后,角度α取决于通道的宽度、激光束上的馈源和壁的宽度,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。可替代地,所示通道可为包括多个平行的螺旋通道的表面图案的部分。这种实施方式适于以平滑的方式将墨施加到基底上。很明显的是,通道设计成直线,因而对墨在通道中的散布没有限制。因此,由于墨在图2B所示的孔中容易自由移动,因而墨可在空气中由于重力或网纹辊的旋转、特别是高速旋转而不均匀地分布或损坏。
图3A和图3B是通常从WO2009/082225获知的网纹辊的表面的详细视图的示例。
网纹辊包括网纹辊外表面上的通道和通道壁,以及通道和通道壁在外表面上呈特定的曲折图案和/或波浪形,例如呈正弦波、锯齿、三角形或其它规则图案等的形式。例如,如图3A所示,三个相邻的通道壁301a、301b和301c形成两个相邻的通道302a和302b。通道302a和302b位于网纹辊104的外表面上,用于从墨斗辊102或墨斗101接收墨,然后将墨转移到印刷版105或印刷辊106。同样,所示的所有通道302a和302b实际上可为在网纹辊104的外部有效表面上螺旋的单个通道的部分。在这种情况下,壁301a和301b实际上是在有效外网表面上方螺旋的单个壁的部分。另外,虚拟直线303a和303c实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。而且,虚拟直线303b和303d实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。稍后将详细讨论虚拟直线303和303c。
可替代地,通道302a和302b可为在网纹辊104的外表面上螺旋的两个或多个平行通道的部分。
在下面的描述中,术语“左”和“右”相对于垂直于网纹辊纵轴线的圆周线定义。本领域技术人员应当理解这些术语在本申请的上下文中的含义。
图3A中的壁301a、301b、301c中的每一个均可包含在两条直线虚拟线之间,这两条直线虚拟线之间具有最小的距离。这两条直的虚拟线彼此平行。例如,壁301a包含在两条直的虚拟线303a和303b之间,其中直的虚拟线303a在壁301a的左侧,而直的虚拟线303b在壁301a的右侧。平行的虚拟线303a和303b接触壁311a的一个或多个峰。因而,虚拟线303a和303b之间的区域限定了壁301a所在的网纹表面上的区域。换言之,这里的最小距离意味着当容纳整个壁301a时,直的虚拟线303a和303b之间的距离不可能更小。即,在壁301a右侧的直线303b具有至壁301a的最小距离,或换言之,在壁301a上的每个点均具有距直线303b的最小可能距离(当直的虚拟线303b在壁301a的右侧时)。
应该理解的是,直的虚拟线位于网纹辊的外表面上,以及在外表面上遵循螺旋线,如通道302a、302b。当网纹辊的外表面放置在2D环境上,例如在平坦表面上展开时,虚拟线是直的。直的虚拟线的这种解释应该用于理解本发明。
类似地,壁301b包含在两个平行的直虚拟线303c和303d之间,这两个直虚拟线之间具有最小距离,其中,线303c在壁301c的左侧,线303d在壁301b的右侧(在303c和301b之间以及在303d和301b之间没有重叠)。所有的虚拟线303a、303b、303c和303d均平行。直的虚拟线303c和303d之间的距离在包含整个壁301b时不可能更小。因此,在壁301b左侧的直线303c具有距壁301b的最小距离,即,在壁301b上的每个点均具有到直线303c的最小可能距离(当303c在301b的左侧时)。虚拟线303c和303d接触壁301b的一个或多个峰。因而,虚拟线303c和303b之间的区域限定了网纹表面上壁301b所在的区域。在图3A的情况下,虚拟线303a和303b之间的区域不与虚拟线303c和303d之间的区域重叠。
虚拟直线也可与上述不同地进行描述。例如,通道302a由两个相对的壁301a和301b限定,以及壁301a位于壁301b的左侧。虚拟直线303b位于壁301a的右侧,并且与壁301a具有最小的距离,以及壁301a不与线303b相交。而另一虚拟直线303c在壁301b的左侧,并且与壁301b具有最小的距离,以及壁301b不与直线303c相交。
在图3A的示例中,线303c在线303b的右侧。因此,在用于壁301a的右直虚拟线303b和用于壁301b的左直虚拟线303c之间存在距离D,以及线303b位于线303c的左侧。在这种情况下,如果D相对较大,则当墨被接收并填充在通道302a中时,在通道302a中存在周向自由流动部分(即,在直的虚拟线303b和303c之间),其中墨可直接沿着通道302a的路线(即,直的虚拟线303b和/或303c之一的方向)流动。发明人已发现,如果线303b和303c之间的该周向自由运动部分太宽,则在某些情况下可能是不利的。例如,由于墨在线303b和303c之间的该部分中的周向自由移动的可能性,当网纹辊旋转时,墨可能在空气中变质,或可能导致至少墨在网纹辊的表面上的不均匀分布,这可能导致不希望的打印结果。对于一定的墨粘度,当网纹辊的旋转速度高时,即高切向速度,这取决于旋转速度(每分钟转数)和网纹辊的直径,这种缺点可能更严重。
在以上对图3A的描述中,用于壁的左直虚拟线和右直虚拟线可理解为壁的两个直的边界线,其中一个边界线在壁的通道侧上,而另一边界线在壁的另一侧上。例如,在图3A中,壁301a有两个直的边界线303a和303b。当考虑通道302a时,直的边界线303b在壁301a的通道302a侧,而直的边界线303a在壁的另一侧。类似地,壁301b有两个直的边界线303c和303d。当考虑通道302a时,直的边界线303c在壁301a的通道302a侧,而直的边界线303d在壁的另一侧。因此,当两个相邻的壁形成通道时,两个直的虚拟线之间的上述距离可理解为两个直的边界线之间的距离,其中每个边界线均在壁的通道侧。在图3A的情况下,直的边界线303c不与壁301a重叠,和/或直的边界线303b不与壁301b重叠。在这种情况下,相对宽的通道302a由两个壁301a和301b形成。
图3B示出了在网纹辊的外表面上的通道和壁的另一种已知的正弦波图案。例如,在这种模式中,三个相邻的壁311a、311b和311c形成两个通道312a和312b。通道312a和312b可(远远)窄于图3A中的通道302a和302b。更具体地,与图3A类似,在图3B中,两个直的虚拟线313a和313b包含在虚拟线313a和313b之间的具有最小距离的壁311a,其中虚拟线313a在壁311a的左侧,而虚拟线313b在壁311a的右侧(虚拟线313a和壁311a之间以及虚拟线313b和壁311a之间没有重叠)。虚拟线313a和313b彼此平行,并接触壁311a的一个或多个峰。因而,虚拟线313a和313b之间的区域限定了网纹表面上壁311a所处的区域。
两条直的虚拟线313c和313d在中间包含壁311b,在虚拟线313c和313d之间具有最小的距离,其中,线313c在壁311b的左侧,以及线313d在壁311b的右侧(在313c和311b之间以及在313d和311b之间没有重叠)。即,与图3A中的虚拟线类似,直的虚拟线313b在壁311a的右侧具有最小距离,而直的虚拟线313c在壁311b的左侧具有最小距离。虚拟线313c和313d彼此平行,并接触壁311b的一个或多个峰。因而,虚拟线313c和313d之间的区域限定网纹表面上壁311b所在的区域。在图3B的情况下,虚拟线313a和313b之间的区域与虚拟线313c和313d之间的区域重叠。
虚拟直线也可与上述不同地进行描述。例如,有两个壁311a和311b,以及壁311a在壁311b的左侧。虚拟直线313b位于壁311a的右侧(没有重叠),并且与壁311a具有最小的距离。另一虚拟直线313c位于壁311b的左侧(没有重叠),并与壁311b具有最小的距离。
所有的虚拟直线313a、313b、313c和313d均彼此平行,以及当图3B所示的图案也在网纹辊表面上螺旋时,在网纹辊表面上螺旋。
同样,所示的所有通道312a和312b实际上均可为在网纹辊104的外部有效表面上螺旋的单个通道的部分。在这种情况下,壁311a和311b实际上是在有效外网纹表面上方螺旋的单个壁的部分。另外,虚拟直线313a和313c实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。而且,虚拟直线313b和313d实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。
可替代地,通道312a和312b可为在网纹辊104的外表面上螺旋的两个或多个平行通道的部分。
在图3B的示例中,线313b位于线313c的右侧,以及在这两条线之间存在距离D。另外,当D相对较大时,存在一些不利之处。例如,在通道中的墨移动困难,因为墨的自由移动被壁阻挡。因此,当刀片103用于从网纹辊刮去多余的墨时,可能引起“薄雾效应”,即,细墨滴被喷射在空气中,因为墨不能在通道中快速分布。对于一定的墨粘度,由于网纹辊的旋转速度高,即具有高切向速度(网纹辊的表面速度),这取决于旋转速度(每分钟转数)和网纹辊的直径,因而在高速印刷中薄雾效果变得更差。
在以上对图3B的描述中,用于壁的左右直虚拟线可理解为壁的两个直边界线,其中一个边界线在壁的通道侧上,而另一边界线在壁的另一侧上。例如,在图3B中,壁311a有两个直的边界线313a和313b。当考虑通道312a时,直的边界线313b位于壁311a的通道312a侧,而直的边界线313a位于壁的另一侧。类似地,壁311b有两个直的边界线313c和313d。当考虑通道312a时,直的边界线313c在壁311a的通道312a侧,而直的边界线313d在壁的另一侧。因此,当两个壁相邻并形成通道时,两个直的虚拟线之间的上述距离可理解为两个直的边界线之间的距离,其中每个边界线均在壁的通道侧。在图3B的情况下,直的边界线311c与壁311a重叠,和/或直的边界线311b与壁311b重叠。在这种情况下,非常窄的通道312a由两个壁311a和311b形成。
根据本发明的实施方式,在图4中示出了网纹辊的通道和壁图案。通常,限定通道402a、402b和壁401a、401b、401c和401d的形状的图案可为正弦波、锯齿、三角形图案和任何其它合适的规则重复图案中的一种。优选地,该图案在网纹辊表面的整个有效表面区域上螺旋排列。通道402a、402b的相对侧处的相邻壁优选地以同相关系平行。当图案是正弦波、锯齿和三角形中的一个时,波形图案的幅度和波长之间的适当比率可在>1/8的范围内,优选地>1/2。
图4示出了形成两个相邻通道(从左到右)402a和402b的三个相邻壁(从左到右)401a、401b和401c。两条平行的直虚拟线403a和403b包含介于其间的壁401a,直虚拟线403a和403b之间距离最小,其中线403a在壁401a的左侧,线403b在壁401a的右侧(线403a和壁401a之间以及线403b和壁401a之间没有重叠)。两条直的虚拟线403c和403d包含介于其间的壁401b,直的虚拟线403c和403d具有最小距离,其中线403c在壁401b的左侧,线403d在壁401b的右侧(线403c和壁401b之间以及线403d和壁401b之间没有重叠)。即,与图3A和图3B中的虚拟线类似,直的虚拟线403b在壁401a的右侧上具有最小的距离,而直的虚拟线403c在壁4011b的左侧上具有最小的距离。虚拟线403a和403b彼此平行,并接触壁401a的一个或多个峰。因而,虚拟线403a和403b之间的区域限定壁401a所在的网纹表面上的区域。类似地,虚拟线403c和403d彼此平行,并接触壁401b的一个或多个峰。因而,虚拟线403c和403d之间的区域限定网纹表面上壁401b所在的区域。
虚拟直线也可与上述不同地进行描述。例如,通道402a由两个相对的壁401a和401b限定,以及壁401a位于壁401b的左侧。虚拟直线403b位于壁401a的右侧(没有交叉),并且与壁401a具有最小的距离。而另一虚拟直线403c位于壁401b的左侧(没有交叉),并且与壁401b具有最小的距离。
同样,所示的所有通道402a和402b实际上均可为在网纹辊104的外部有效表面上螺旋的单个通道的部分。在这种情况下,壁401a、401b和401c实际上是在有效外网表面上方螺旋的单个壁的部分。另外,虚拟线403a和403c实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。而且,虚拟直线403b和403d实际上是在有效外部网纹表面上螺旋的单个虚拟直线的部分。
可替代地,通道402a和402b可为在网纹辊104的外表面上螺旋的两个或多个平行通道的部分。
与图3A或图3B不同,在图4中,线403b和403c彼此重合,或基本上重合。换言之,线403b和403c之间的距离D等于0。发明人已发现,这种设置具有几个优点。利用图4中的图案,不存在自由流动的通道部分以允许墨沿通道自由移动,诸如图3A中的303b和303c之间的通道部分。因此,由于网纹辊的转动,墨不太可能喷射到空气中,以及墨更可能均匀地分布在网纹辊的通道的不同部分中。另外,利用图4中的图案,墨比图3B中的更少地被壁阻塞,因此,墨可更容易地在通道中移动,以防止上述薄雾效应,以及可更快地分布在通道中。根据准确的波型图案,即通道宽度、图案的波振幅和图案的波长,可在全色调范围和半色调范围内支持宽范围的打印应用。实验表明,与在类似情况下的其它图案相比,考虑到墨的喷射和薄雾效应,图4的图案具有非常好且平衡的性能。
在以上对图4的描述中,用于壁的左右直虚拟线可理解为壁的两个直边界线,其中一个边界线在壁的通道侧上,而另一边界线在壁的另一侧上。例如,在图4中,壁401a有两个直边界线403a和403b。当考虑通道402a时,直边界线403b在壁401a的通道402a一侧,而直边界线403a在壁的另一侧。类似地,壁401b有两个直边界线403c和403d。当考虑通道402a时,直边界线403c在壁401a的通道402a侧,而直边界线403d在壁的另一侧。因此,当两个壁相邻并形成通道时,两个直虚拟线之间的上述距离可理解为两个直边界线之间的距离,其中,这两个直边界线中的每个均在壁的通道侧。在图4的情况下,直边界线403c和直边界线403b基本上是同一条线。
实验表明,虚拟线/边界线403b和403c不需要如图4所示那样精确地重合。当
-12μm<D<12μm,
优选地,-5μm<D<5μm,
更优选地,-3μm<D<3μm,
乃至更优选地,-2μm<D<2μm
最优选地,D=0。(如图4所示。)时,
可实现相对于图3A和图3B的一般现有技术的改进性能。
注意,D>0表示线403c位于线403b右侧,并且仍然可存在非常微小的墨自由流动的情况。D<0表示线403c位于线403b左侧,并且线403a和403b之间的区域与线403c和404d之间的区域重叠的情况:不可能有笔直的自由墨流动。
根据本发明的实施方式,网纹辊外表面上的通道在网纹辊外表面上具有相同的路线。另外,网纹辊的外表面上的壁具有相同的路线。例如,如图4所示,通道402a和402b具有相同或相似的形状,以及壁401a、401b和401c具有相同的形状,其也具有与通道402a和402b相同的形状,即,壁和通道二者都是正弦形状。
在图5A和图5B中示出了一些其它示例,这些其它示例是本发明的可替代示例。例如,在图5A中,壁具有锯齿状图案,以及通道具有类似的形状。在图5B中,壁和通道具有类似的三角形形状。然而,壁的形状可与通道的形状不同。例如,通道可为连接的孔的形状(即,类似于珍珠项链的形状),但是通道周围的壁可为不同的形状。
根据本发明的实施方式,网纹辊的外表面上的通道和/或壁可具有重复的图案,例如正弦波(如图3A、图3B和图4所示)、如图5A所示的锯齿形波和如图5B所示的三角形。通道和/或壁的其它接收形状也是可能的,例如,由连接的重复孔形成的通道,其中孔可具有圆形、椭圆形、正方形或其它可能的形状。
根据本发明的实施方式,通道具有相同的宽度和/或壁具有相同的宽度。具有相同通道宽度的通道可导致墨在网纹辊表面上均匀分布。壁宽基本相同,这可导致基本相同的沟道宽度。通道宽度可大于壁宽度,或小于壁宽度。
图5A和图5B的实施方式的通道和壁的尺寸以及D值可与上面参考图4的实施方式所提到的相同。
根据本发明的实施方式,每个通道均具有垂直于直线(例如,图4中的403a、403b、403c或403d)的U形横截面或V形横截面。优选地,U形或V形的尺寸,即宽度和深度,对于穿过整个网纹辊表面的通道的每个部分都是均匀的。U形或V形可具有弯曲底部或平坦底部。U形或V形开口的宽度可大于或等于底部的宽度。
图7示出了壁和通道的一个示例性横截面视图剖视图。附图标记701a和701b表示壁,而附图标记702a和702b表示通道。如图7所示,壁701a、701b的部分的壁厚度/宽度可随着距网纹辊104的表面的深度而变化。例如,壁701a、701b在网纹辊表面上的厚度可小于考虑在网纹辊104中较深的壁701a、701b的部分时壁701a、701b的厚度。即,壁701a、701b的顶部可比壁的底部薄(具有较小的宽度)。因而,壁701a、701b可具有倒置的U形或V形横截面形状。由于壁宽度/厚度在深度方向上与网纹辊104的表面的不同,因而壁701a、701b的宽度/厚度可在使用一段时间之后改变。即,网纹辊的磨损可增加网纹辊表面上的壁701a、701b的宽度。例如,在图7中,在长时间使用之后,壁701a、701b的顶部上的厚度可增加,因此,通道702a、702b的宽度可减小,这导致距离D的减小。
根据本发明的实施方式,通道彼此平行。更优选地,通道彼此平行而无相位差,这可导致如图4和图5B所示具有相同宽度的通道。根据本发明的实施方式,壁可彼此平行,如图4和图5A、图5B所示。更优选地,壁彼此平行而无相位差,这可能导致如图4和图5B所示的具有恒定宽度的通道。
根据本发明的实施方式,网纹辊的外表面上的通道可为与一个通道或多个通道不同的部分。例如,在网纹辊的表面上仅有一个通道(即,连续通道),该通道在网纹辊的表面上具有螺旋形状(或弹簧形状)(例如,以相对于网纹辊的圆周方向的角度延伸),其中、螺旋形状(即,弹簧形状)的中心轴线与圆柱形网纹辊的中心轴线相同。以及如图3A、图3B、图4、图5A或图5B所示,该通道/这些通道的部分在网纹辊的表面上形成图案。因此,图案可由一个连续通道或由多个连续通道形成。
根据本发明的实施方式,一些虚拟直线可为沿着网纹辊的轴向方向的螺旋形状(即,弹簧形状)的来自一个虚拟直线的部分。例如,图4中的虚拟线403a、403b、403c或403d可为来自一个螺旋形状(即,弹簧形状)的虚拟线的部分。
根据本发明的实施方式,沿着网纹辊的圆周在一圈的长度上的通道可包括整数个重复图案(一个图案是例如一个正弦、一个锯齿、一个三角形等),这将导致平行的通道。
根据本发明的实施方式,通道的路线可具有相对于圆柱形网纹辊的圆周方向的角度β。图6示出了一个示例,其中线601是圆柱形网纹辊的圆周方向,以及线602示出了通道的路线。在图6的实施方式中,图案是正弦波图案,以及路线602与正弦波的中心线一致。通道的路线602平行于直虚拟线603a和/或603b,其中直虚拟线603a和603b包括其间具有线603a和603b之间的最小距离的壁。圆周方向601和通道路线602之间的角度β大于0°,但在大多数情况下,角度β是非常小的。角度β的实际值取决于平行螺旋通道的数量、通道的宽度、壁的厚度和网纹辊104的直径。
根据本发明的实施方式,通道和壁覆盖网纹辊的整个有效外表面。优选地,通道和/或壁的图案在网纹辊的整个外表面上相同或基本相同。
根据本发明的实施方式,打印装置(例如,如图1所示)包括在本申请中提到的网纹辊。优选地,印刷装置是柔版印刷装置。
网纹辊具有两个重要的参数,即线数和容积。线数通常是每米或厘米的孔的数量,或每米或厘米的线(即,壁或通道)的数量。例如,利用图2B中的图案,线数可为每米的壁的数量。容积是在网纹辊表面上每平方米或每平方英寸包含的墨量(例如,以墨膜的形式)。通常使用的容积单位是Billion Cubic Micron每平方英寸(BCM)(即,BCM/inch2,有时BCM在工业中直接用作BCM/inch2)或立方厘米每平方米(即,cm3/m2,其可理解为网纹辊表面上的平均墨膜厚度)。
通常,线数确定打印的详细程度。例如,线数确定打印时线可能有多薄,这是与计算机屏幕或TV中的像素参数类似的概念。容积值确定打印可多重,例如,高色强度(重墨打印),这是与计算机屏幕或TV的色强度参数类似的概念。因此,两个参数在印刷工业中都是关键的。
关注于详细打印的打印过程/操作模式,例如文本打印,可称为半色调打印,而关注于大的连续区域的打印过程/操作模式在工业上可称为全色调打印。半色调印刷模式通常需要平均薄的墨膜层,以及全色调印刷模式通常需要平均厚的墨膜层。
显然,如图2A所示,在具有孔的传统网纹辊中,线数和容积(即,墨膜的厚度)没有完全彼此独立。例如,高线数可导致低墨容积(即,包括于网纹表面中并转移到印刷辊的小墨滴),因为表面上有更多的壁和浅孔(小而深的孔难以清洁)。以及由于壁较少和孔可能更深,因而低线数可导致高墨容积(即,包含于网纹表面中并转移到印刷辊的大墨滴)。用于传统网纹辊的这两个参数的一些典型值总结在下表中(来自table 64 on page 71 in the2006 edition of text book:“Technik Des Flexodrucks”by Prof.K.-H.Meyer)。
表1传统线数和容积
如上表所示,很明显,传统的/已知的网纹辊不可用在具有不同要求的不同印刷方案中(例如,在细节/半色调印刷过程中和在重墨/全色调印刷过程中),或用在包括不同要求的一个印刷方案中(例如,在同时具有细节/半色调印刷和重墨/全色调印刷的一个印刷过程中)。因此,传统上需要多个网纹辊来实现不同的印刷目的/过程,这很昂贵。更具体地说,已知网纹辊的一个问题是:网纹辊通常具有单值的线数,因此,仅对一种类型的印刷起作用。例如,已知的网纹辊不允许在基底上印刷图像,其中图像同时包括重墨/全色调印刷和细节/半色调印刷。更换网纹辊是耗时且昂贵的过程,因为打印将暂时停用,且将设置具有不同线数的不同网纹辊。
根据本发明的实施方式,其中通道布置成适合于不同的操作模式/打印模式,例如,细节/半色调打印和重墨/全色调打印,即,具有本发明中描述的图案的网纹辊(例如,如图3、图4、图5和图6中所示)可同时用于两种打印。
因为墨的自由运动部分地受到曲折壁的限制,因而本发明可防止墨损坏或不均匀分布,尤其是当网纹辊高速旋转时。图2B的图案不能解决这种墨损坏和墨的不均匀分布(由于重力和网纹辊的旋转)。另外,因为在本发明中墨的自由运动不会由壁完全阻挡,因而容易从墨斗或墨斗辊吸收墨,然后将墨分布在整个网纹辊表面上的一个或多个通道上。另外,由于本发明中墨的自由移动比图3B中所示的图案更容易(特别是当D>5μm时),因而雾效应被最小化。
根据本发明的实施方式,通道中的每个均具有通道宽度,该通道宽度在5μm和150μm之间,优选地在10μm和100μm之间,以及乃至更优选地在20μm和80μm之间。另外,壁中的每个的壁宽在1μm-10μm的范围内,优选在1μm-5μm之间,乃至更优选在1μm-3μm之间。
本发明还涉及一种用于形成网纹辊的方法。该方法包括为具有待加工外表面的网纹辊提供圆柱体。该方法优选包括提供至少一个激光源和激光雕刻网纹辊外表面。显然,本领域技术人员将能够使用以与激光类似的方式工作的未来技术来执行根据本发明的方法。
根据本发明的方法包括用激光源形成的激光光斑对网纹辊的外表面进行激光雕刻。激光及其激光光斑能够将光束的强度聚焦到网纹辊上的小位置。这允许对网纹辊进行加工。网纹辊可用于印刷工业。
根据本发明实施方式的方法可包括在激光的光路中应用光导,以使激光光斑能够在待加工外表面的网纹辊的纵向方向上执行往复移动。往复移动导致激光光斑在网纹辊表面上的位置重复运动。往复移动优选引起网纹辊上的激光光斑在主要平行于网纹辊的纵轴线的方向上移位。这产生了以令人惊讶的简单方式在待加工表面上执行激光光斑的重复运动的能力。
在实施方式中,在制造期间,网纹辊以恒定速度旋转。另外,当在网纹辊表面上形成具有螺旋路线的图案时,激光源和网纹辊操作成在网纹辊的纵向方向上彼此相对移动。然后,激光光斑通过三个分量相对于网纹辊表面移动:圆周分量,该圆周分量是恒定的;纵向移动,该纵向移动由激光源相对于网纹辊的纵向移动引起;以及上述往复移动。由此获得大致均匀的网纹辊表面材料的蒸发。这允许形成大致均匀的通道,例如具有图4、图5A、图5B和图6中所示的形状之一。优选地,通道的深度和宽度在整个形成的通道中大致恒定。另外,通道将具有大致U形的横截面。
在实施方式中,光导由现有技术中已知的声光调制器-AOM来实现。向AOM提供变化的电流引起往复移动。通过这种方式,可引起激光束轨迹偏转,从而导致激光光斑移动。变化的电流可为正弦电流,诸如公知的交流电流(AC)。由此,产生类似正弦的往复移动。以不同波形提供变化的电流导致网纹辊上的另一图案,如图5A、图5B所示。
特别有利的是应用使用连续激光器的方法。这使得能够连续地旋转网纹辊,同时在表面上往复地移动激光光斑。与旋转可绕纵轴线连续旋转的网纹辊相结合,可烧制摆动轨道。该轨道与CD或DVD上的轨道相当。形成包括由未燃烧的壁包围的这种摆动凹槽的外表面的方法可有利地应用在印刷工业中。激光雕刻在这里用于形成沿网纹辊的旋转方向延伸的通道,其中该通道形成根据本发明的图案,例如如图3A、图3B(-12μm≤D≤12μm)和图4至图6所示。
根据本发明的实施方式,每当网纹辊旋转到相同位置时,激光光斑完成整数次的完全往复移动。这保证了通道部分在网纹辊的表面上彼此平行。即,网纹辊的外表面的切向速度Va(即,网纹辊的表面速度,m/s)满足以下等式:
(t2-t1)*Va=n*Lw,[等式1],
其中,t1和t2是当网纹辊转动到相同位置时的两个相邻时间点(t2>t1),n是整数,Lw是在网纹辊的圆周方向上的重复图案的长度。还满足以下等式:
t2-t1=n*Δt,[等式2]
其中Δt是激光光斑的完全往复移动的时间。
根据本发明的实施方式,当网纹辊在时间t1旋转到一个位置并且在时间t2下一次旋转到相同位置时,从t1开始沿着网纹辊的经度的往复移动与从t2开始沿着网纹辊的经度的往复移动彼此不重叠,并且具有小于12μm的距离,优选地,为5μm,乃至更优选地为2μm,或最优选地为D=0(即,当图3A中的0<D≤12μm时雕刻图案,或最优选地当图4至图6中D=0时雕刻图案)。或者上述两个往复移动可具有重叠,并且重叠部小于12μm,优选小于5μm,以及乃至更优选小于2μm(即,当-12μm<D<0μm或优选-5μm<=D<0μm或乃至更优选-2μm<=D<0μm时,雕刻图3B中所示的图案)。
根据本发明的实施方式,沿着网纹辊的经度的往复移动的移位/偏移速度Vs满足以下等式:
-12μm<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=12μm,[等式3]
其中A是往复移动的幅度,Ww是壁的宽度,Wb是激光的光束宽度(和/或通道宽度),以及t1和t2是当网纹辊转动到相同位置时的两个相邻时间点(t2>t1)。
更优选地,往复移动的移位/偏移速度Vs满足以下等式:
-5μm<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=5μm,[等式4];
乃至更优选地,往复移动的移位/偏移速度Vs满足以下等式:
-2μm<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=2μm,[等式5];
乃至更优选地,激光光斑的往复移动的移位/偏移速度Vs满足以下等式:
0<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=12μm,[等式6];
0<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=5μm,[等式7];或
0<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=2μm,[等式8]。
最优选地,激光光斑的往复移动的移位/偏移速度Vs满足以下等式:
2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)=0[等式9]。
本发明的另一目的通过一种用于形成用于印刷过程中的网纹辊的装置来实现,该装置包括支承单元,该支承单元用于支承圆柱形的网纹辊,并用于使网纹辊绕纵轴线旋转。根据本发明的一方面,所述装置包括具有激光源的雕刻单元,激光源布置成相对于网纹辊的圆柱轴线平行运动,用于在网纹辊的外表面上雕刻结构,尤其是与旋转的网纹辊组合。该装置还包括用于驱动雕刻单元的雕刻设置的驱动单元。雕刻设置是用于雕刻的驱动参数,可用驱动参数来影响雕刻。本领域技术人员将理解如何设置雕刻。
在另一有利实施方式中,雕刻单元包括位于激光的光轨迹中的光导,其中该光导可移动地连接至雕刻单元。这使得激光光斑能够在网纹辊的表面上机械往复移动,除了整个雕刻单元的运动之外。额外的运动进行叠加。
有利的是设置具有物镜的雕刻单元。该物镜能够聚焦激光。该物镜可为执行往复移动的光导。
可为雕刻单元设置两道或多道激光和/或一个或多个分束器。这样,可同时在网纹辊中提供多个平行的通道。
图8示出了根据本发明实施方式的用于在网纹辊中形成结构的装置的示意图。这里使用激光器60。激光器60是雕刻单元61的一部分。雕刻单元61沿着网纹辊63的纵轴线62定位。网纹辊63仅示意性地示出。该图未按比例绘制。雕刻单元61位于框架(未示出)上,以及框架使得雕刻单元能够沿网纹辊63沿箭头62纵向移动。可应用合适的引导装置,诸如引导轨道。
网纹辊63位于支承在轴承上并连接至框架上的容器中。这样,网纹辊能够根据箭头64绕其纵轴线旋转。围绕轴线的旋转以及沿着轴线的运动的组合使得能够通过用激光雕刻整个外表面来进行加工。用于制造的结构,更具体地,用于根据现有技术使用这些运动雕刻网纹辊的结构,使得能够以小于1微米的精度进行加工。该方法允许在网纹辊的表面上形成通道。通道中的材料被蒸发,同时保留壁部分。
雕刻单元61产生激光束。激光束可通过已知的光导65-68集中在网纹辊63的外表面70上的点69处,在本实施方式中,光导65-68由四个角镜形成。在形成斑点的位置处,集中一定量的热量,使得网纹辊的外表面的一块材料将蒸发。该材料可为陶瓷成分,例如氧化铬。本领域技术人员将熟悉不同的组合物和/或化合物。
通过聚焦激光光斑69,可蒸发网纹辊的外表面的部分。在本发明的优选实施方式中,使用连续激光器60。使激光器的脉冲与旋转和纵向运动同步是更连续的。更具体地,通过使用连续激光器以及辊和/或雕刻单元的连续运动,可在网纹辊63上形成蒸发材料的连续轨迹,从而形成通道。可高速形成连续的轨道。该速度仅受激光器功率的限制。
在本发明的另一实施方式中,激光器60的光束71在激光器60和光斑69之间的轨迹中受到光导(如AOM)的影响。光导72可在待雕刻的表面上实施光斑的往复移动73。结果,光斑将重复地执行相同的运动,优选地以连续的速度。该运动与网纹辊的旋转(例如,连续旋转)可共同导致光斑的位置连续变化。优选地,往复移动导致光斑在平行于网纹辊的纵轴线的方向上的移位73。这种与连续激光器相结合的变化例如可用于形成根据图3至图6的通道图案。
优选地,激光光斑的往复移动是正弦波、锯齿或类似三角形的运动。该运动可以以机械方式或电子方式进行控制。在图8所示的优选实施方式中,使用AOM 74和另一方面由电源75提供的电压的组合。电压供应至AOM 74。光导72,更具体地说AOM 74,将用作激光光斑的往复移动的产生装置。电压供应至AOM 74以引起射束71的轨迹变化,更具体地,引起光斑的最终移位。例如,所提供的电压是重复的,从而导致光斑的运动也是重复的。控制单元76例如设置在AOM 74和电源75之间的电连接中。控制单元76能够调节所提供的电压。控制单元76可连接至外部控制器,用于使AOM控制电压与网纹辊63的旋转64(可为恒定的)以及整体沿雕刻单元61的网纹辊63的运动62同步。
电压的变化例如由诸如幅度和频率的参数来表征。这两个参数可分别与移位量和往复移动的重复有关。
发生器装置和光导的其它实施方式也是可能的。还可使用移动镜。在另一实施方式中,可使用干涉效应来产生光斑的往复移动。
在不偏离本发明的主要概念的情况下,可想象不同轮廓的实施方式的变化。可清楚的是,通过使用优选实施方式来描述本发明。本发明不限于这些实施方式。
尽管结合优选实施方式描述和将描述本发明,但是显然,在本发明的范围内,多个和不同的实施方式是可能的。本申请的目的是保护所描述的实施方式、由权利要求书指示的实施方式及其等同物。所属领域的技术人员将了解的是,本发明的优点是实验上已知的,且能够构建不同的实施方式。发明人的意图是还利用本申请来保护这些实施方式。
更具体地,本领域技术人员能够根据本申请中的公开内容对网纹辊的表面形成限制,其允许获得一个或多个优点。因此,应该允许功能保护。
根据本发明的实施方式,网纹辊具有圆柱形的形状和在其外表面上设置的用于在打印装置中传送流体的图案,其中所述图案包括至少一个通道,该至少一个通道用于接收流体,将流体分配到圆柱件上并传送流体,该通道具有与网纹辊的圆周方向成一定角度沿直路线方向延伸的路线,每个通道均由第一壁和与所述第一壁相对的第二壁限定,所述第一壁具有曲折形状,该曲折形状在一个或多个点处接触第一直虚拟线但不与所述第一直虚拟线相交,所述第一虚拟线在通道侧且平行于所述路线方向;所述第二壁具有曲折形状,该曲折形状在一个或多个点处接触第二直虚拟线但不与所述第二直虚拟线相交,所述第二直虚拟线位于通道侧且平行于所述第一直虚拟线;所述第一直虚拟线与所述第二直虚拟线隔开距离D,其中所述距离D=0或-12μm<D<12μm,优选地-5μm<D<5μm,以及最优选地-2μm<D<2μm。
根据本发明的实施方式,每个通道的第一壁和第二壁彼此平行地弯曲而无相位差。
根据本发明的实施方式,每个通道以及第一壁和第二壁均具有重复图案的波形,诸如正弦波、锯齿形波或三角形波。
根据本发明的实施方式,重复图案的波长小于通道宽度的4倍,优选地小于通道宽度的2倍。
根据本发明的实施方式,每个通道均具有与第一壁和第二壁相同的重复图案。
根据本发明的实施方式,每个通道的通道宽度均在5μm和150μm之间,优选地在10μm和100μm之间,以及乃至更优选地在20μm和80μm之间。
根据本发明的实施方式,每个通道均布置成适于半色调印刷和全色调印刷。
根据本发明的实施方式,角度(β)大于0°。
根据本发明的实施方式,当横截面线垂直于直线边界线时,每个通道均具有U形或V形横截面。
根据本发明的实施方式,U形或V形的横截面尺寸对于通道的每个点基本上是相同的。
根据本发明的实施方式,每个通道均具有沿其整个长度相同的通道宽度。
根据本发明的实施方式,第一壁和第二壁的壁宽在1μm-10μm的范围内,优选在1μm-5μm的范围内,最优选在1μm-3μm的范围内。
根据本发明的实施方式,通道基本上覆盖网纹辊的整个有效表面。
根据本发明的实施方式,打印装置包括打印设备,该打印设备具有用于待打印的基底的供应部和用于墨的供应部,其中,该打印设备包括安装在轴承中的根据上述实施方式中的任一项所述的网纹辊。
根据本发明的实施方式,印刷装置是柔版印刷装置。
根据本发明的实施方式,用于形成网纹辊的方法包括:提供具有待加工外表面的网纹辊的圆柱件;至少提供连续激光源;以及利用由连续激光源形成的激光光斑对网纹辊的外表面进行激光雕刻,以获得经加工的网纹辊;其中该方法还包括在激光的光路中应用光导,以使激光光斑能够在待加工的外表面上往复移动,往复移动导致激光光斑在网纹辊上在平行于网纹辊的纵轴线的方向上移位,同时连续地旋转网纹辊并平行于纵轴线移动激光源,使得激光源雕刻整个外表面,从而在网纹辊的外表面中形成通道,其中,网纹辊为如上述实施方式中的任一个所限定的网纹辊。
根据本发明的实施方式,沿着网纹辊的经度的往复移动的移位/偏移速度Vs满足:
-Ld<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=Rd,
其中A是往复移动的幅度,Ww是形成通道的壁的宽度,Wb是激光的光束宽度,以及t1和t2是两个相邻的时间点,t2>t1,当网纹辊转向相同的位置时,其中Ld和Rd是12μm,优选地,Ld和Rd是5μm,更优选地,Ld和Rd为2≤μm,乃至更优选地,Rd为0且Ld为5≤μm或乃至更优选地2≤μm,最优选地,Ld=Rd=0。
根据本发明的实施方式,设置成形成用于印刷过程中的网纹辊的装置包括:支承单元,设置成支承圆柱形网纹辊,并使网纹辊绕纵轴线旋转;雕刻单元,设置成相对于网纹辊的圆柱形轴线平行运动,以在网纹辊的外表面上雕刻结构;以及驱动单元,设置成驱动雕刻单元的雕刻设备,其中雕刻单元包括至少一个连续激光源,该激光源设置成用激光光斑对网纹辊的外表面进行激光雕刻,其中雕刻单元还包括在激光源的光路中的光导,该光导设置成在网纹辊的外表面上以重复的方式往复移动激光光斑,其中,光导布置成通过在网纹辊上在基本上平行于网纹辊的纵轴线的方向的往复移动而引起激光光斑的移位,支承单元布置成连续地旋转网纹辊,以及该装置布置成平行于所述纵轴线连续地移动激光源,使得激光源雕刻整个外表面,并由此在网纹辊的外表面中形成通道,其特征在于,该装置设置成执行上述方法的实施方式。
根据本发明的实施方式,光导实现为声光调制器。
根据本发明的实施方式,光导通过移动单元连接至雕刻单元,以及其中移动单元设置成用于使激光光斑能够往复移动。
Claims (20)
1.一种网纹辊,具有圆柱形形状和设置在其外表面上的图案,所述图案用于在印刷装置中转移流体,
其中,所述图案包括至少一个通道(302a、302b;312a、312b;402a、402b),用于接收所述流体,将所述流体分配至圆柱件上并传送所述流体,所述通道(302a、302b;312a、312b;402a、402b)具有沿与所述网纹辊(104)的周向方向成角度的直路线方向延伸的路线(602),
每个通道(302a;312a;402a)均由第一壁(301a;311a;401a)和与所述第一壁(301a;311a;401a)相对的第二壁(301b;311b;401b)限定,
所述第一壁(301a;311a;401a)具有在一个或多个点处接触第一直虚拟线(303b;313b;403b)而不与所述第一直虚拟线(303b;313b;403b)相交的曲折形状,所述第一直虚拟线(303b;313b;403b)位于通道侧,且平行于所述路线方向;
所述第二壁(301b;311b;401b)具有在一个或多个点处接触第二直虚拟线(303c;313c;403c)而不与所述第二直虚拟线(303c;313c;403c)相交的曲折形状,所述第二直虚拟线(303c;313c;403c)位于所述通道侧,且平行于所述第一直虚拟线(303b;313b;403b);
所述第一直虚拟线(303b;313b;403b)与所述第二直虚拟线(303c;313c;403c)隔开距离D,
其中,所述距离D=0,或
-12μm<D<12μm,
优选地,-5μm<D<5μm,
以及最优选地,-2μm<D<2μm。
2.根据权利要求1所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)的所述第一壁(301a;311a;401a)和所述第二壁(301b;311b;401b)彼此平行地弯曲而无相位差。
3.根据权利要求2所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)以及所述第一壁(301a;311a;401a)和所述第二壁(301b;311b;401b)具有重复图案的波形,诸如正弦波、锯齿形波或三角形波。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述重复图案具有小于所述通道宽度的4倍、优选地小于所述通道宽度的2倍的波长。
5.根据权利要求2、3或4所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)均具有与所述第一壁(301a;311a;401a)和所述第二壁(301b;311b;401b)相同的重复图案。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)的通道宽度均在5μm与150μm之间,优选在10μm与100μm之间,乃至更优选在20μm与80μm之间。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)均布置成适于半色调印刷和全色调印刷。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的网纹辊,其中,所述角度(β)大于0°。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的网纹辊,其中,每个通道(302a;312a;402a)在横截面线垂直于直线边界线(303b、303c;313b、313c;403b、403c)时具有U形横截面或V形横截面。
10.根据权利要求9所述的网纹辊,其中,所述U形横截面或V形横截面的尺寸对于所述通道的每个点基本上相同。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的网纹辊,其中,每个通道均具有沿其整个长度相同的通道宽度。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的网纹辊,其中,所述第一壁和所述第二壁的壁宽在1μm-10μm的范围内,优选在1μm-5μm的范围内,最优选在1μm-3μm的范围内。
13.根据权利要求1-12中的任一项所述的网纹辊,其中,所述通道基本上覆盖所述网纹辊的整个有效表面。
14.一种印刷装置,包括印刷设备,所述印刷设备具有用于待印刷基底的供给部和用于墨的供给部,其中,所述印刷设备包括安装在轴承中的根据前述权利要求中的任一项所述的网纹辊。
15.根据权利要求14所述的印刷装置,其中,所述印刷装置是柔版印刷装置。
16.一种用于形成网纹辊(5、63)的方法,包括:
提供所述网纹辊的圆柱件,所述圆柱件具有待加工外表面(70、100);
至少提供连续激光源(60);以及
利用由所述连续激光源形成的激光光斑(69)对所述网纹辊的外表面进行激光雕刻,以获得经加工的网纹辊;
其中,所述方法还包括在所述激光的光路中应用光导(72),以使得所述激光光斑能够在所述待加工外表面上往复移动(73),
所述往复移动(73)使所述网纹辊(5、63)上的激光光斑(69)在平行于所述网纹辊的纵轴线(62)的方向上移位,同时连续旋转所述网纹辊(63)并使所述激光源平行于所述纵轴线移动,使得所述激光源(60)雕刻整个外表面(70、100),并由此在所述网纹辊的外表面中形成通道(24),
其中,所述网纹辊为根据权利要求1-13中的任一项所限定的网纹辊。
17.根据前述权利要求16中任一项所述的方法,其中,沿着所述网纹辊的经度的所述往复移动的所述移位/偏移速度Vs满足:
-Ld<=2*((t2-t1)*Vs-A-Ww-Wb)<=Rd,
其中,A是所述往复移动(73)的幅度,Ww是形成所述通道的壁的宽度,Wb是所述激光的光束宽度,以及t1和t2是两个相邻的时间点,t2>t1,当所述网纹辊转向相同位置时,
其中,Ld和Rd为12μm,
优选地,Ld和Rd为5μm,
更优选地,Ld和Rd为2μm,
乃至更优选地,Rd为0,且Ld为5μm或乃至更优选地为2μm,
最优选地,Ld=Rd=0。
18.一种布置成形成在印刷过程中使用的网纹辊(5、63)的装置,包括:
支承单元,布置成支承圆柱形网纹辊,并围绕纵轴线旋转所述网纹辊;
雕刻单元(61),布置成相对于所述网纹辊的圆柱轴线(62)平行移动,以在所述网纹辊的外表面(70、100)上雕刻结构;以及
驱动单元,布置成驱动所述雕刻单元(61)的雕刻设置,
其中,所述雕刻单元至少包括连续激光源(60),所述连续激光源(60)布置成用激光光斑(69)激光雕刻所述网纹辊(5、63)的外表面,
其中,所述雕刻单元还包括在所述激光源的光路中的光导(72),所述光导(72)布置成在所述网纹辊的外表面上以重复的方式往复移动所述激光光斑(69),
其中,所述光导布置成在基本上平行于所述网纹辊的纵轴线(62)的方向上随着所述网纹辊(5、63)上的往复移动而引起所述激光光斑(69)的移位,所述支承单元布置成连续地旋转所述网纹辊(63),以及所述装置布置成平行于所述纵轴线连续地移动所述激光源,使得所述激光源(60)雕刻整个外表面(70、100),从而在所述网纹辊的外表面中形成通道(24),其特征在于,所述装置布置成执行权利要求16或17所述的方法。
19.根据权利要求17所述的装置,其中,所述光导(72)实现为声光调制器。
20.根据权利要求17所述的装置,其中,所述光导(72)通过移动单元连接至所述雕刻单元(61),以及其中,所述移动单元布置成使所述激光光斑(69)能够往复移动(73)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201208 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |