CN114746813A - 在数字印刷中使用红外辐射来干燥油墨 - Google Patents

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Abstract

一种系统(10、110)，包括：(i)柔性中间转印构件(ITM)(44、500、600)，所述柔性中间转印构件包括：以下项的堆叠：(a)第一层(602)，所述第一层位于所述ITM(44、500、600)的外表面处，被配置为接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板(50、51)，以及(b)第二层(603)，所述第二层包括保持颗粒(622)的基质，被配置为接收穿过所述第一层(602)的光学辐射(99)，并且通过吸收所述光学辐射(99)来加热所述ITM(44、500、600)；(ii)照明组件(113)，所述照明组件被配置为通过引导所述光学辐射(99)入射在所述颗粒(622)上来干燥所述墨滴；以及(iii)温度控制组件(121)，所述温度控制组件被配置为通过将气体(101)引导到所述ITM(44、500、600)来控制所述ITM(44、500、600)的温度。

Description

在数字印刷中使用红外辐射来干燥油墨
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年11月25日提交的美国临时专利申请号62/939,726的权益，该申请的公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及数字印刷过程，并且具体地涉及用于在数字印刷过程期间干燥施加到表面的油墨的方法和系统。
背景技术
光学辐射(诸如红外(IR)和近IR辐射)已经用于在各种印刷过程中干燥油墨。
例如，美国专利申请公开2012/0249630描述了一种用于印刷图像的过程，该过程包括用水性喷墨油墨印刷基板并用近红外干燥系统来干燥印刷的图像。各种实施方案提供了一种用于喷墨印刷和干燥油墨的过程，该过程改善了在光谱的近IR区域中的吸收来实现水性、蓝移油墨的改善的干燥性能，并且提供了一种喷墨油墨组，该喷墨油墨组改善了黑色和黄色喷墨油墨的平衡的近IR干燥。
发明内容
本文描述的本发明的实施方案提供了一种系统，所述系统包括柔性中间转印构件(ITM)、照明组件和温度控制组件。所述ITM包括至少以下项的堆叠：(i)第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处并且被配置为从油墨供应子系统接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板，以及(ii)第二层，所述第二层包括将颗粒保持在相应的给定位置处的基质。所述第二层被配置为接收穿过所述第一层的光学辐射，并且所述颗粒被配置为通过吸收所述光学辐射的至少一部分来加热所述ITM。所述照明组件被配置为通过引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上来干燥所述墨滴。所述温度控制组件被配置为通过将气体引导到所述ITM来控制所述ITM的温度。
在一些实施方案中，所述第一层和所述第二层彼此相邻，并且所述颗粒被布置为彼此相距预定义距离，以便均匀地加热所述外表面。在其他实施方案中，所述颗粒在距所述外表面的给定距离处嵌入在所述第二层的主体内，以便均匀地加热所述外表面。在另外的其他实施方案中，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为接收指示所述ITM的温度的温度信号，并且基于所述温度信号来控制以下至少一者：(i)所述光学辐射的强度，以及(ii)所述气体的流率。
在实施方案中，所述系统包括一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的给定位置处并且被配置为产生所述温度信号。在另一个实施方案中，所述照明组件包括一个或多个光源，所述一个或多个光源设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的预定义位置处。在又一个实施方案中，所述光源中的至少一者与所述油墨供应子系统的印刷杆相邻地安装，所述印刷杆被配置为将所述墨滴引导到所述外表面。
在一些实施方案中，所述照明组件至少包括阵列，所述阵列包括多个所述光源。在其他实施方案中，所述阵列包括沿着所述ITM的移动方向布置的所述多个所述光源。
在实施方案中，所述光学辐射包括红外(IR)辐射，并且所述颗粒中的至少一者包括炭黑(CB)。在另一个实施方案中，所述气体包括加压空气，并且所述温度控制组件包括鼓风机，所述鼓风机被配置为供应所述加压空气。
根据本发明的实施方案，另外提供了一种方法，所述方法包括：将光学辐射引导到柔性中间转印构件(ITM)，所述ITM包括至少以下项的堆叠：(i)第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处来接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板，以及(ii)第二层，所述第二层包括保持设置在一个或多个相应的给定位置处的颗粒的基质。所述光学辐射穿过所述第一层，所述颗粒吸收所述光学辐射的至少一部分以加热所述ITM，并且所述光学辐射入射在所述第二层的所述颗粒中的至少一些上，以便干燥所述外表面上的所述墨滴。通过将气体引导到所述ITM来控制所述ITM的温度。
根据本发明的实施方案，进一步提供了一种用于制造柔性中间转印构件(ITM)的方法，所述方法包括产生第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处来接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板。向所述第一层施加第二层，所述第二层包括保持设置在一个或多个相应的给定位置处的颗粒的基质。
在一些实施方案中，产生所述第一层包括将所述第一层施加到载体上，并且所述方法包括在至少施加所述第二层之后从所述ITM移除所述载体。
根据本发明的实施方案，进一步提供了一种系统，所述系统包括柔性中间转印构件(ITM)、照明组件和温度控制组件。
在一些实施方案中，所述照明组件包括一个或多个光源，所述一个或多个光源设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的预定义位置处，并且被配置为引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上。在其他实施方案中，所述光源中的至少一者与印刷杆相邻地安装，所述印刷杆将所述墨滴引导到所述ITM。
在实施方案中，所述照明组件至少包括光源的阵列，所述光源沿着所述ITM的移动方向布置，并且被配置为引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上。在另一个实施方案中，所述照明组件和所述温度控制组件被包装在壳体中。
结合附图，从以下对本发明的实施方案的详细描述中将更充分地理解本发明，在附图中：
附图说明
图1和2图2是根据本发明的一些实施方案的数字印刷系统的示意性侧视图；
图3是根据本发明的实施方案的用于在数字印刷过程中干燥油墨的干燥器的示意性侧视图；
图4是根据本发明的实施方案的用于在数字印刷过程中干燥油墨的主干燥器的示意性侧视图；
图5是根据本发明的实施方案的在数字印刷系统中使用的橡皮布的示意性图解说明；
图6是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于生产在数字印刷系统中使用的橡皮布的过程序列的截面图的图示；
图7是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于生产数字印刷系统的橡皮布的方法的流程图；并且
图8是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于在数字印刷过程期间干燥油墨并控制橡皮布的温度的方法的流程图。
具体实施方式
概述
下文描述的本发明的实施方案提供了用于在数字印刷过程期间干燥施加到基材表面的油墨的改进技术。
在一些实施方案中，数字印刷系统包括可移动的柔性中间转印构件(ITM)(在本文中也称为橡皮布)、用于将墨滴施加到ITM的图像形成站、照明组件以及温度控制组件。照明组件被配置为将红外(IR)辐射引导到ITM。
在一些实施方案中，ITM包括多层堆叠，所述多层堆叠包括(i)释放层，所述释放层对IR辐射是透明的并且位于ITM的外表面处，从而面向照明组件。释放层被配置为从图像形成站的印刷杆接收墨滴，使得当ITM移动时，印刷杆在释放层的相应区段处形成多个油墨图像。随后，ITM被配置为将油墨图像转印到目标基材，诸如片材或连续卷材。
在一些实施方案中，ITM进一步包括联接到释放层并且对IR辐射基本上不透明的层(在本文中也称为“IR层”)。IR层具有包含合适类型的有机硅的基质和嵌入IR层的基质中的炭黑(CB)颗粒。
在一些实施方案中，IR层被配置为接收穿过释放层的IR辐射，并且响应于IR辐射，CB颗粒被配置为至少加热IR层和ITM的释放层，以便干燥施加到释放层的墨滴。
在一些实施方案中，CB颗粒被布置在IR层的主体内，彼此相距预定义距离并且与释放层的外表面相距给定距离。在此类实施方案中，由于有机硅基质的低导热性，从CB颗粒发出的热量可均匀地分布在IR层和隔离层内，并且由此可跨释放离层的外表面均匀地干燥油墨。
应注意，ITM在特定温度下(例如，在大约140℃或150℃下)可能会损坏。在一些实施方案中，温度控制组件包括鼓风机，所述鼓风机被配置为在约30℃下供应指向ITM的加压空气，以防止ITM过热。
在一些实施方案中，数字印刷系统还包括处理器和安装在相对于ITM的相应位置处的多个温度传感器。温度传感器中的每一者被配置为产生指示ITM在相应位置处的温度的温度信号。
在一些情况下，释放层的表面在相邻的油墨图像之间包括不接收墨滴的裸露区段，并且因此ITM更容易在裸露区段处过热。在一些实施方案中，随着ITM移动，处理器被配置为控制温度传感器以感测裸露区段处的ITM温度。
在一些实施方案中，基于温度信号，处理器被配置为控制照明组件以调节IR辐射的强度，和/或控制温度控制组件以调节加压空气的流率，以便保持裸露区段的温度低于上述特定温度。在其他实施方案中，照明和冷却组件可以开环操作，例如，无需测量和调节温度。
在一些实施方案中，图像形成站可包括多个印刷杆，每个印刷杆被配置为印刷不同颜色的油墨图像。应注意，油墨图像的一些区段可包括由安装在数字印刷系统上且彼此相距预定义距离的第一印刷杆和第二印刷杆分别且顺序地印刷的不同的第一颜色和第二颜色的油墨的混合物。
在一些实施方案中，数字印刷系统具有多个单元，每个单元包括一个或多个IR光源和加压空气出口，所述加压空气出口经由出口阀联接到温度控制组件。在此类实施方案中，单元安装在第一印刷杆与第二印刷杆之间，并且被配置为部分地干燥由第一印刷杆施加到ITM的第一颜色的墨滴，使得在施加第二颜色的墨滴之后，第一颜色和第二颜色的墨滴将在释放层的表面上彼此混合。
在一些实施方案中，数字印刷系统包括沿ITM的移动方向布置的多个(例如，十个)单元的阵列，以便获得由印刷杆在ITM上印刷的油墨图像的完全干燥。
所公开的技术通过在印刷图像上获得均匀的干燥过程来提高印刷图像的质量。此外，所公开的技术通过减少油墨干燥的时间并且因此减少印刷过程的循环时间来提高数字印刷系统的生产力。
系统描述
图1是根据本发明的实施方案的数字印刷系统10的示意性侧视图。在一些实施方案中，系统10包括滚动的柔性橡皮布44，所述柔性橡皮布循环通过油墨供应子系统(在本文中也称为图像形成站60)、多个干燥站、压印站84和橡皮布处理站52。在本发明的上下文中和在权利要求中，术语“橡皮布”和“中间转印构件(ITM)”可互换使用且指代包括一个或多个层的柔性构件，所述一个或多个层用作被配置为接收油墨图像并且将油墨图像转印到目标基板的中间构件，如下文将详细描述。
在一种操作模式中，图像形成站60被配置为在橡皮布44的表面的上运行部上形成数字图像42的镜像油墨图像，所述镜像油墨图像在本文中也被称为“油墨图像”(未示出)或为简洁起见称为“图像”。随后，将油墨图像转印到位于橡皮布44的下运行部下面的目标基板(例如，纸、折叠箱、多层聚合物或呈片材或连续卷材形式的任何合适的柔性包装)。
在本发明的上下文中，术语“运行部”指代橡皮布44的在其上方引导橡皮布44的任何两个给定辊之间的长度或节段。
在一些实施方案中，在安装期间，可将橡皮布44边缘对边缘粘附，以便形成连续橡皮布环路(未示出)。在美国临时申请62/532,400中详细描述了用于安装接缝的方法和系统的示例，所述临时申请的公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，图像形成站60通常包括多个印刷杆62，每个印刷杆安装(例如，使用滑块)在位于橡皮布44的上运行部的表面上方的固定高度处的框架(未示出)上。在一些实施方案中，每个印刷杆62包括与橡皮布44上的印刷区域一样宽的一串印刷头并且包括可单独控制的印刷喷嘴。
在一些实施方案中，图像形成站60可包括任何合适数量的杆62，每个杆62可含有印刷流体，诸如不同颜色的水状油墨。油墨通常具有可见的颜色，诸如但不限于蓝绿色、品红色、红色、绿色、蓝色、黄色、黑色和白色。在图1的示例中，图像形成站60包括七个印刷杆62，但可包括例如具有任何选定颜色(诸如蓝绿色、品红色、黄色和黑色)的四个印刷杆62。
在一些实施方案中，印刷头被配置为将不同颜色的墨滴喷射到橡皮布44的表面上以便在橡皮布44的外表面上形成油墨图像(未示出)。
在一些实施方案中，不同的印刷杆62沿着移动轴线彼此间隔开，所述移动轴线在本文中也被称为橡皮布44的移动方向，由箭头94表示。在这种配置中，杆62之间的准确间隔以及在引导每个杆62的墨滴与移动橡皮布44之间的同步对于达成图像图案的正确放置至关重要。
在一些实施方案中，系统10包括干燥器66。在本示例中，每个干燥器66包括基于红外线(基于IR)的加热器，所述加热器被配置为通过增加橡皮布44的温度并且蒸发油墨的液体载体的至少一部分来干燥施加到ITM表面的油墨的一些液体载体。在图1的示例中，干燥器66定位在印刷杆62之间并且被配置为部分地干燥沉积在橡皮布44的表面上的墨滴。
应注意，印刷在橡皮布44上的油墨图像的一些区段可能包括两种或更多种颜色的油墨的混合物，以便产生不同的颜色。例如，蓝绿色和品红色的混合物可产生蓝色。在该示例中，红色印刷杆可沿着橡皮布44的移动方向(由箭头94表示)定位在黄色印刷杆之前。
在一些实施方案中，在橡皮布44的表面上的给定位置处喷射红色油墨之后，系统10的处理器20被配置为控制位于红色印刷杆和黄色印刷杆之间的干燥器66中的一者或多种以部分地干燥红色油墨。在此类实施方案中，在给定位置处喷射黄色油墨之后，红色油墨的部分干燥使得红色油墨和黄色油墨能够混合，以便在橡皮布44的表面上的给定位置处形成橙色。
在一些实施方案中，橡皮布44具有操作温度的规范，例如，橡皮布44被配置为在低于约140℃或150℃的温度下操作，以便防止对橡皮布44的结构造成损坏，诸如变形。在一些实施方案中，系统10还包括温度控制组件121(在下面的图3和图4中详细描述)，所述温度控制组件被配置为向橡皮布44的表面供应任何合适的气体，以便减少由基于IR的加热器施加的热量，并且由此保持橡皮布44的温度低于约140℃或150℃或任何其他特定温度。
在一些实施方案中，气体可包括加压空气，并且温度控制组件121可包括中央鼓风机，所述中央鼓风机被配置为经由出口阀将加压空气供应到干燥器66。在一些实施方案中，干燥器66包括用于加热橡皮布44的前述基于IR的加热器和用于冷却橡皮布44的气流通道的组合。在此类实施方案中，加压空气可用于冷却干燥器66的被基于IR的加热器加热的区段。
在一些实施方案中，温度控制组件121还包括排气口，所述排气口被配置为泵送用于冷却橡皮布44和干燥器66的加压空气，以便减少或防止油墨副产物在印刷头的表面处凝结。
在本公开的上下文中和在权利要求中，术语“干燥单元”可以是指包括用于加热橡皮布44的基于IR的加热器和用于冷却橡皮布44的气流通道的组合的设备。在系统10的示例配置中，每个干燥器66可包括单个干燥单元。
下面在图3和图4中详细描绘温度控制组件121和干燥器66的结构和功能。
在一些实施方案中，在印刷杆之间的这种加热可有助于例如减少或消除印刷头的表面处的凝结和/或处置飞溅点(例如，分布在主墨滴周围的残余物或小滴)，和/或防止印刷头的喷墨喷嘴堵塞，和/或防止橡皮布44上的不同颜色的墨滴不合期望地彼此融合。
在一些实施方案中，系统10包括干燥站(在本文中称为主干燥器64)，所述干燥站被配置为干燥由图像形成站60施加到橡皮布44的表面的油墨图像。应注意，干燥器66中的每一者被配置为在油墨图像的形成期间干燥墨滴。
在系统10的示例配置中，主干燥器64包括平行于橡皮布44的移动方向布置成行的十个干燥单元的阵列。在这种配置中，主干燥器64被配置为接收处于任何合适的温度(例如，在约60℃和约100℃之间)的橡皮布44并且在被主干燥器64加热之后将橡皮布44的温度增加到任何合适的温度，例如，在约110℃和约150℃之间。
当通过主干燥器64时，橡皮布44(其上具有油墨图像)暴露于IR辐射并且可达到前述温度(例如，约140℃)。在一些实施例中，主干燥器64被配置为通过蒸发大部分或全部的液体载体而只在橡皮布44的表面上留下树脂层和着色剂来彻底地干燥油墨，所述着色剂被加热到变成发黏油墨膜的程度。
下面例如将在图4中详细描绘主干燥器64的结构和功能。
在一些实施方案中，系统10包括立式干燥器96，所述立式干燥器具有用于泵送(例如，使用真空)从橡皮布44的表面蒸发的气体残余物的组件。另外地或替代地，立式干燥器96可包括气刀，所述气刀被配置为在橡皮布44的表面上吹加压空气(或任何其他合适的气体)，以便降低橡皮布44的温度和/或从橡皮布44的表面去除前述气体残留物。
在一些实施方案中，处理器20被配置为在立式干燥器96中控制真空水平和/或气压，以便在橡皮布44的表面上获得期望的清洁度和/或温度。应注意，在印刷在橡皮布44上的油墨图像进入压印站84之前，橡皮布44的表面的清洁度特别重要，如将在本文中详细描述。
在一些实施方案中，系统10包括橡皮布预热器98，所述橡皮布预热器包括具有约1120mm的示例性长度或任何其他合适长度的IR辐射源(未示出)。IR热源可包括例如由Heraeus(德国哈瑙)或Helios(瑞士诺瓦扎诺)供应的符合指定的功率密度(取决于应用)的任何合适的产品。在此类实施方案中，橡皮布预热器98被配置用于将橡皮布44均匀地加热到约75℃的示例性温度，以便将橡皮布44准备好用于由图像形成站60执行的油墨图像的印刷过程(如上所述)。
应注意，橡皮布模块70的各种元件(诸如辊78)通常保持在室温(例如，25℃)或通常低于干燥喷射在橡皮布44的表面上的油墨所需的温度的任何其他合适的温度。因此，当沿着橡皮布模块70的这些元件滚动时，橡皮布44在冷却。在一些实施方案中，处理器20控制立式干燥器96以在橡皮布44进入压印站84之前完成(如果需要的话)油墨干燥，并且进一步控制橡皮布预热器98以在进入图像形成站60之前保持橡皮布44的指定温度(例如，约75℃)。
在其他实施方案中，橡皮布预热器98可包括鼓风机(未示出)，所述鼓风机被配置为供应和引导热空气以加热橡皮布44的表面。本发明人发现，使用IR辐射减少了在从图像形成站60接收油墨图像之前获得橡皮布44的指定温度的时间(与热空气相比)。当启动系统10时，减少的时间尤其重要，因此，提高了系统10的可用性和生产力。例如，本发明人发现，橡皮布44可使用IR辐射在几分钟(例如，五分钟)内或使用热空气在约半小时内加热到约75℃。
在一些实施方案中，系统10包括橡皮布模块70，所述橡皮布模块包括橡皮布44。在一些实施方案中，橡皮布模块70包括一个或多个辊78，其中辊78中的至少一者可包括编码器(未示出)，所述编码器被配置为记录橡皮布44的位置，以便控制橡皮布44的区段相对于相应的印刷杆62的位置。
在一些实施方案中，辊78的编码器通常包括旋转编码器，所述旋转编码器被配置为产生指示相应辊的角度位移的基于旋转的位置信号。应注意，在本发明的上下文中和在权利要求中，术语“指示(indicative of)”和指示“(indication)”可互换使用。
在其他实施方案中，橡皮布模块70可包括用于感测和/或跟踪橡皮布44的一个或多个参考点的位置的任何其他合适的设备。例如，橡皮布44可包括设置在橡皮布表面上和/或雕刻在橡皮布内的标记。在此类实施方案中，系统10可包括感测组件，所述感测组件被配置为感测标记并且例如向处理器20发送指示橡皮布44的相应标记的位置的位置信号。
在一些实施方案中，橡皮布44可包括由彼此交织的两组或更多组纤维制成的织物。所述织物具有根据交织纤维的周期性图案变化的不透明度。在一些实施方案中，系统10可包括光学组件(未示出)，所述光学组件具有在橡皮布44的一侧处的光源和在橡皮布44的另一侧处的光检测器。光学组件被配置为用光来照射橡皮布44，检测穿过织物的光并且从检测到的光得出一个或多个位置信号，所述一个或多个位置信号指示织物的周期性图案中的一个或多个相应的位置参考点(例如，纤维)。
在一些实施方案中，基于信号，处理器20被配置为控制印刷过程并且监测系统10的各种元件(诸如橡皮布44)的状况。
另外地或替代地，橡皮布44可包括用于控制系统10的各种模块的操作的各种合适类型的集成编码器(未示出)。例如在美国临时申请62/689,852中详细描述了集成编码器的一个实施方式，所述临时申请的公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，在辊76和78以及动力张紧辊上引导橡皮布44，所述动力张紧辊在本文中也被称为浮动辊(dancer)组件74。浮动辊组件74被配置为控制橡皮布44的松弛长度并且其移动由双向箭头示意性地表示。此外，橡皮布44因老化而出现的任何拉伸将不会影响系统10的油墨图像放置性能，并且将仅需要通过张紧浮动辊组件74来收起更多松弛。在一些实施方案中，浮动辊组件74可以是机动化的。
例如在美国专利申请公布案2017/0008272中和上述PCT国际公布案WO 2013/132424中更详细地描述了辊76和78的配置和操作，上述公布案的公开内容全部以引用方式并入本文。
在其他实施方案中，浮动辊组件74可包括基于加压空气的浮动辊组件(未示出)，其包括气室和装配在气室中的轻型辊。气室可包括入口和开口，所述开口的大小和形状被设定为紧密地装配在辊上。基于加压空气的浮动辊组件可包括可控制的鼓风机(除了温度控制组件121的前述鼓风机外)，所述可控制的鼓风机被配置为经由给定入口将加压空气供应到气室中。加压空气对辊施加均匀的压力并且使辊沿气室的纵向轴线移动。因此，辊可通过开口从气室伸出，并且在被橡皮布44旋转时向橡皮布44施加张力。例如在美国临时申请62/889,069中进一步描述了基于加压空气的浮动辊组件，所述临时申请的公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，系统10可包括沿着橡皮布44设置在一个或多个位置处的一个或多个张力传感器(未示出)。张力传感器可集成在橡皮布44中或可包括在橡皮布44外部的传感器，所述传感器使用任何其他合适的技术来获取指示施加到橡皮布44的机械张力的信号。在一些实施方案中，系统10的处理器20和附加控制器被配置为接收由张力传感器产生的信号，以便监测施加到橡皮布44的张力并且控制浮动辊组件74的操作。
在压印站84中，橡皮布44在压印滚筒82与压力滚筒90之间通过，所述压力滚筒被配置为承载可压缩的橡皮布。
在一些实施方案中，系统10包括控制操纵台12，所述控制台被配置为控制系统10的多个模块，诸如橡皮布模块70、位于橡皮布模块70上方的图像形成站60以及基板运输模块80，所述基板运输模块位于橡皮布模块70下方并且包括一个或多个压印站，如将在下文描述。
在一些实施方案中，操纵台12包括处理器20(通常是通用计算机)，所述处理器具有合适的前端和接口电路以用于经由电缆(在本文中称为电缆57)与浮动辊组件74的控制器且与控制器54介接，并且用于从所述控制器接收信号。
在一些实施方案中，示意性地示出为单个装置的控制器54可包括在预定义位置处安装在系统10上的一个或多个电子模块。控制器54的电子模块中的至少一者可包括电子装置，诸如控制电路或处理器(未示出)，所述电子装置被配置为控制系统10的各种模块和站。在一些实施方案中，处理器20和控制电路可以软件进行编程，以实施印刷系统所使用的功能并且将软件的数据存储在存储器22中。例如，软件可通过网络以电子形式下载到处理器20和控制电路，或所述软件可提供在非暂时性有形介质上，诸如光学存储器介质、磁性存储器介质或电子存储器介质。
在一些实施方案中，操纵台12包括显示器34，所述显示器被配置为显示从处理器20接收的数据和图像或由用户(未示出)使用输入装置40插入的输入。在一些实施方案中，操纵台12可具有任何其他适合的配置，例如在美国专利9,229,664中详细描述了操纵台12和显示器34的替代配置，所述美国专利的公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，处理器20被配置为在显示器34上显示数字图像42，所述数字图像包括图像42的一个或多个节段(未示出)和/或可存储在存储器22中的各种类型的测试图案。
在一些实施方案中，橡皮布处理站52被配置为通过例如冷却橡皮布和/或将处理流体施加到橡皮布44的外表面和/或清洗橡皮布44的外表面来处理橡皮布。在橡皮布处理站52处，橡皮布44的温度可降低到期望的温度值。可通过使橡皮布44在被配置为在橡皮布的外表面上施加冷却和/或清洗和/或处理流体的一个或多个辊或叶片上通过来实施处理。
在一些实施方案中，橡皮布处理站52可定位成与压印站84相邻。另外地或替代地，橡皮布处理站可包括与印刷杆62相邻的一个或多个杆(未示出)。在这种配置中，可通过喷射将处理流体施加到橡皮布44。
在一些实施方案中，系统10包括一个或多个温度传感器92(在本示例中是传感器92A、92B、92C和92D)，所述传感器设置在相对于橡皮布44的一个或多个相应的给定位置处并且被配置为产生指示橡皮布44的表面温度的信号(在本文中也称为“温度信号”)。
在一些实施方案中，温度传感器92A至92D中的至少一者可包括基于IR的温度传感器，所述基于IR的温度传感器被配置为感测从橡皮布44的表面发射的基于温度的IR辐射。在其他实施方案中，温度传感器92A至92D中的至少一者可包括任何其他合适类型的温度传感器。
在图1的示例配置中，系统10包括：(i)第一温度传感器92A，所述第一温度传感器设置为紧密接近橡皮布张力驱动辊(在本文中称为辊78A)，(ii)第二温度传感器92B，所述第二温度传感器设置在第一印刷杆62与第一干燥器(在本文中称为预热器66A)之间，(iii)第三温度传感器92C，所述第三温度传感器设置在最右边的印刷杆62(在移动方向上)和主干燥器64之间，以及(iv)第四温度传感器92D，所述第四温度传感器设置为紧密接近橡皮布控制驱动辊(在本文中称为辊78B)。
在一些实施方案中，设置在橡皮布预热器98和图像形成站60之间的温度传感器92A被配置为感测橡皮布44在进入图像形成站60之前的温度。在实施方案中，温度传感器92B(沿箭头94所示的移动方向)定位在预热器66A之后，以便测量橡皮布44在进入第一印刷杆之前的温度。
在一些实施方案中，控制器54和/或处理器20被配置为从上述温度传感器中的一者或多者接收温度信号，并且基于接收到的温度信号来控制印刷过程，如下面将详细描述。
在其他实施方案中，来自温度传感器92B的温度信号可能足以控制开始由图像形成站60执行的印刷过程的新循环，使得温度传感器92A可能是冗余的并且因此可从系统10的配置中移除。
应注意，橡皮布44的温度对于图像形成站60执行的印刷过程的质量很重要。在一些实施方案中，橡皮布44的温度设定为预定义温度(例如，约70℃)，以便：(i)干燥由第一印刷杆施加到ITM的第一颜色的墨滴，以及(ii)将橡皮布温度(由典型温度约为30℃或35℃的墨滴冷却)恢复到约70℃的预定义温度。
在一些实施方案中，响应于橡皮布加热，第一印刷流体(例如，油墨)的受控量的蒸气通常从橡皮布表面蒸发，而不会粘附到任何印刷杆62的喷嘴。此外，基于油墨图像所需的颜色方案，第一油墨的温度由橡皮布温度控制，使得在施加第二颜色的墨滴之后，第一颜色和第二颜色的墨滴彼此混合，以便在橡皮布44的释放层的表面上形成所要求的颜色。
在系统10的示例配置中，温度传感器92A至92D定位在印刷过程的每个事件或子步骤之后，这会影响或可能会影响橡皮布44的温度。在一些实施方案中，基于从温度传感器接收的温度信号，处理器20(和/或控制器54)被配置为控制电源(未示出)以调整施加到相应加热器的一个或多个红外源(例如，在下面的图3中示出)的功率密度。
在此类实施方案中，处理器20被配置为以反馈模式和前馈模式两者使用闭环方法来调整施加到干燥器的功率密度。术语“反馈”是指基于在使用给定干燥器之后测量到的温度来调整给定干燥器中的功率密度，以便在橡皮布的后续区段获得所需的温度。术语“前馈”是指基于在使用干燥器之前测量到的温度来调整功率密度，以便补偿与所需温度的任何偏差。在图1的示例配置中，处理器20被配置为基于从温度传感器92A接收的温度信号分别使用闭环的反馈模式和前馈模式来控制施加到预热器98和66A的一个或多个IR源的功率密度。例如，当从传感器92A接收的信号指示橡皮布44的第一区段的温度低于预定义70℃温度时，处理器20控制电源以：(i)增加施加到预热器66A的功率密度以在橡皮布44的第一区段中获得70℃(使用前馈模式)，以及(ii)增加施加到预热器98的功率密度以在橡皮布44的第二区段中获得70℃，所述第二区段在第一区段之后(使用反馈模式)。
在一些实施方案中，在调整施加到预热器66A的电源的功率密度之后，处理器20接收来自温度传感器92B的温度信号。在温度为约70℃的情况下，处理器20允许图像形成站60的第一印刷杆将第一油墨的墨滴施加到橡皮布44。但是在温度传感器92B测量的温度明显不同于约70℃(例如，约50℃)的情况下，处理器20防止图像形成站60的印刷杆将墨滴施加到橡皮布44，并且控制电源以将橡皮布温度调整到约70℃的预定义温度。只有在获得70℃之后，处理器20控制图像形成站60以使用印刷条62重新开始印刷过程，如上所述。
在一些实施方案中，使用上述技术，处理器20被配置为：(i)基于从温度传感器92C接收的温度信号来控制施加到主干燥器64的功率密度，以及(ii)基于从温度传感器92D接收的温度信号来控制施加到立式干燥器96的功率密度。另外地或替代地，处理器20可使用从温度传感器92D接收的信号来调整供应到主干燥器64的功率密度。
在一些实施方案中，响应于接收到温度信号，处理器20被配置为通过调整下面在图3和图4中详细示出和描述的气流通道中的加压空气的流率来控制橡皮布温度。应注意，处理器20被配置为使用前馈和反馈方法对系统10的相关鼓风机进行闭环控制。例如，当测量的温度超过橡皮布44的所需温度时，处理器20被配置为控制鼓风机以增加施加到橡皮布44的加压空气的流量。类似地，当测量的温度低于橡皮布44的所需温度时，处理器20被配置为控制鼓风机以减少施加到橡皮布44的加压空气的流量。
在一些实施方案中，处理器20被配置为同时控制IR辐射的强度(通过调整功率密度供应)和加压空气的流量两者，以便控制橡皮布44的温度。例如，响应于从温度传感器92D接收到指示橡皮布44的温度明显不同于约140℃的信号，处理器20可控制主干燥器64和立式干燥器96中的至少一者，以调整IR辐射的强度和/或加压空气的流量，以便在橡皮布44上获得约140℃的指定温度。
在其他实施方案中，基于前述温度信号，处理器20还被配置为控制系统10的其他组件和站的操作，诸如但不限于橡皮布处理站52。例如在PCT国际公布案WO 2013/132424和WO 2017/208152中描述了此类处理站的示例，所述国际公布案的公开内容全部以引用方式并入本文。
另外地或替代地，在图像形成站处进行喷墨之前，可通过喷射将处理流体施加到橡皮布44。
在图1的示例中，站52安装在压印站84与图像形成站60之间，但站52可与橡皮布44相邻地安装在压印站84与图像形成站60之间的任何其他或额外的一个或多个合适的位置处。如上文所述，另外地或替代地，站52可包括与图像形成站60相邻的杆。
在图1的示例中，压印滚筒82将油墨图像压印到目标柔性基板(诸如单个片材50)上，所述目标柔性基板由基板运输模块80从输入堆叠86经由压印滚筒82输送到输出堆叠88。
在一些实施方案中，橡皮布44的下运行部在压印站84处与压印滚筒82选择性地相互作用，以通过压力滚筒90的压力作用将图像图案压印到被压缩在橡皮布44与压印滚筒82之间的目标柔性基板上。在图1中所示的单工印刷机(即，在片材50的一侧上印刷)的情况下，仅需要一个压印站84。
在其他实施方案中，模块80可包括两个或更多个压印滚筒以便准许一个或多个双工印刷。两个压印滚筒的配置也使得能够以印刷双面印刷物的两倍速度进行单面印刷。另外，还可印刷大量混合的单面印刷物和双面印刷物。在替代实施方案中，模块80的不同配置可用于在连续卷材基板上进行印刷。例如在美国专利9,914,316和9,186,884、PCT国际公布案WO 2013/132424、美国专利申请公布案2015/0054865和美国临时申请62/596,926中提供了双工印刷系统和用于在连续卷材基板上印刷的系统的详细描述和各种配置，上述文献的公开内容以引用方式并入本文。
如上文简要地描述，片材50或连续卷材基板(未示出)由模块80从输入堆叠86携载并穿过位于压印滚筒82与压力滚筒90之间的辊隙(未示出)。在辊隙内，橡皮布44的携带油墨图像的表面例如通过可压缩橡皮布(未示出)而被压力滚筒90牢固地压靠在片材50(或其他合适的基板)上，使得油墨图像被压印到片材50的表面上并且与橡皮布44的表面利落地分离。随后，片材50被运输到输出堆叠88。
在图1的示例中，辊78定位在橡皮布44的上运行部处并且被配置为在与图像形成站60相邻地通过时保持橡皮布44拉紧。此外，特别重要的是控制橡皮布44在图像形成站60下方的速度，以便获得墨滴的准确喷射和沉积，从而通过形成站60将油墨图像放置在橡皮布44的表面上。
在一些实施方案中，压印滚筒82周期性地与橡皮布44接合和脱离以将油墨图像从移动的橡皮布44转印到在橡皮布44与压印滚筒82之间通过的目标基板。在一些实施方案中，系统10被配置为使用前述辊和浮动辊组件对橡皮布44施加力矩，以便保持上运行部拉紧并且基本上隔离橡皮布44的上运行部以不受下运行部中发生的机械振动影响。
在一些实施方案中，系统10包括图像质量控制站55(在本文中也称为自动质量管理(AQM)系统)，所述图像质量控制站用作集成在系统10中的闭环检查系统。在一些实施方案中，站55可定位成与压印滚筒82相邻(如图1中所示)或定位在系统10中的任何其他合适的位置处。
在一些实施方案中，站55包括相机(未示出)，所述相机被配置为获取印刷在片材50上的前述油墨图像的一个或多个数字图像。在一些实施方案中，相机可包括：任何适合的图像传感器，诸如接触式图像传感器(CIS)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器；以及扫描仪，所述扫描仪包括具有约一米的宽度或任何其他合适的宽度的狭缝。
在本公开的上下文中和在权利要求中，用于任何数值或范围的术语“约”或“大约”指示允许部件的一部分或集合为其预期目的起作用的适合的尺寸公差，如本文中所述。例如，“约”或“大约”可指代所述值的值±20％的范围，例如，“约90％”可指代72％到100％的值的范围。
在一些实施方案中，站55可包括分光光度计(未示出)，所述分光光度计被配置为监测印刷在片材50上的油墨的质量。
在一些实施方案中，将由站55获取的数字图像传输到处理器，诸如处理器20或站55的任何其他处理器，所述处理器被配置为评估相应印刷图像的质量。基于评估和从控制器54接收的信号，处理器20被配置为控制系统10的模块和站的操作。在本发明的上下文中和在权利要求中，术语“处理器”指代被配置为处理从站55的相机和/或分光光度计接收的信号的任何处理单元，诸如处理器20或者连接到站55或与所述站集成的任何其他处理器或控制器。应注意，本文中所描述的信号处理操作、控制相关指令和其他计算操作可由单个处理器实施或在一个或多个相应计算机的多个处理器之间共享。
在一些实施方案中，站55被配置为检查印刷图像和测试图案的质量以便监测各种属性，诸如但不限于与片材50的全图像配准，颜色与颜色(C2C)配准、印刷的几何形状、图像均匀性、颜色的轮廓和线性度以及印刷喷嘴的功能性。在一些实施方案中，处理器20被配置为自动检测几何失真或前述属性中的一者或多者的其他误差。例如，处理器20被配置为在给定数字图像的设计版本(在本文中也称为“母版”或“源图像”)与给定图像的印刷版本的由相机获取的数字图像之间进行比较。
在其他实施方案中，处理器20可例如对测试图案应用任何合适类型的图像处理软件，以检测指示前述误差的失真。在一些实施方案中，处理器20被配置为分析检测到的失真以便对故障模块施加校正动作，和/或将指令馈送到系统10的另一个模块或站以便补偿检测到的失真。
在一些实施方案中，处理器20被配置为基于从站55的分光光度计接收的信号来检测印刷颜色的轮廓和线性度的偏差。
在一些实施方案中，处理器20被配置为基于由站55获取的信号来检测各种类型的缺陷：(i)在衬底(例如，橡皮布44和/或片材50)中的缺陷，诸如划痕、针孔和断边；和(ii)印刷相关缺陷，诸如不规则色斑、飞溅点和污迹。
在一些实施方案中，处理器20被配置为通过在印刷的区段与原始设计(在本文中也称为母版)的相应参考区段之间进行比较来检测这些缺陷。处理器20还被配置为将缺陷分类并且基于分类和预定义标准来拒绝具有不在指定的预定义标准内的缺陷的片材50。
在一些实施方案中，站55的处理器被配置为例如在缺陷密度高于指定阈值的情况下决定是否停止系统10的操作。站55的处理器还被配置为在系统10的模块和站中的一者或多者中发起校正动作，如上文所述。校正动作可即时实施(在系统10继续印刷过程的同时)，或通过停止印刷操作并解决系统10的相应模块和/或站中的问题来离线实施。在其他实施方案中，系统10的任何其他处理器或控制器(例如，处理器20或控制器54)被配置为在缺陷密度高于指定阈值的情况下开始校正动作或停止系统10的操作。
另外地或替代地，处理器20被配置为例如从站55接收指示系统10的印刷过程中的附加类型的缺陷和问题的信号。基于这些信号，处理器20被配置为自动估计图案放置准确程度和上文未提及的附加类型的缺陷。在其他实施方案中，还可使用用于检查印刷在片材50上(或在上文所述的任何其他基板上)的图案的任何其他合适的方法，例如使用外部(例如，离线)检查系统或任何类型的测量器具和/或扫描仪。在这些实施方案中，基于从外部检查系统接收的信息，处理器20被配置为发起任何合适的校正动作和/或停止系统10的操作。
为阐明本发明起见，系统10的配置被简化且仅通过示例提供。例如在美国专利9,327,496和9,186,884、PCT国际公布案WO 2013/132438、WO 2013/132424和WO 2017/208152、美国专利申请公布案2015/0118503和2017/0008272中详细描述了上文在印刷系统10中描述的部件、模块和站以及附加的部件和配置，上述文献的公开内容全部以引用方式并入本文。
通过示例示出系统10的特定配置，以便说明由本发明的实施方案解决的某些问题并且证明这些实施方案在增强此类系统的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案绝不仅限于此特定类别的示例系统，并且本文中所描述的原理可类似地应用于任何其他类别的印刷系统。
例如，在其他实施方案中，干燥器66和/或橡皮布预热器98可包括多于一个IR辐射源。类似地，主干燥器64可包括任何其他合适数量的干燥单元，或任何其他合适类型的油墨干燥设备。
在替代实施方案中，干燥器中的至少一者可包括辐射源，所述辐射源被配置为发射除IR之外的辐射。例如，近IR、可见光、紫外(UV)或任何其他合适的波长或波长范围。
图2是根据本发明的实施方案的数字印刷系统110的示意性侧视图。在一些实施方案中，系统110包括橡皮布44，所述橡皮布循环通过图像形成站160，并且通过上面在图1中描述的干燥站64、立式干燥器96、橡皮布预热器98和橡皮布处理站52。
在一些实施方案中，系统110被配置为将油墨图像从移动橡皮布44转印到连续柔性卷材基板(在本文中称为卷材51)，所述连续柔性卷材基板是系统110的目标基板。在此类实施方案中，系统110包括基材转印模块100，所述基材转印模块被配置为将卷材51从印刷前缓冲单元186经由用于从橡皮布44接收油墨图像的一个或多个压印站85输送到印刷后缓冲单元188。
每个压印站85可具有适合于将油墨图像从橡皮布44转印到卷材51的任何配置。在一些实施方案中，橡皮布44的下运行部可在压印站85处与压印滚筒192选择性地相互作用，以通过压力滚筒190的压力作用将图像图案压印到被压缩在橡皮布44与压印滚筒192之间的卷材51上。在图2中所示的单工印刷机(即，在卷材51的一侧上印刷)的情况下，仅需要一个压印站85。在图2中未示出的双工印刷(即，在卷材51的两侧上印刷)的情况下，系统110可包括例如两个压印站85。
在一些实施方案中，基板转印模块100可具有用于输送卷材51的任何合适的配置。在美国临时申请62/784,576(申请人案号LCP16/001，代理人案号1373-1009)中详细描述了一种示例实现方式，所述临时申请的公开内容以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，卷材51包括一层或多层任何合适的材料，诸如铝箔、纸、聚酯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、双轴取向聚丙烯(BOPP)、取向聚酰胺(OPA)、双轴取向聚酰胺(BOPA)、其他类型的取向聚丙烯(OPP)、收缩膜(在本文中也称为聚合物塑料膜)、或适合于呈连续卷材形式的软包装的任何其他材料，或它们的任何合适组合，例如，在多层结构中。卷材51可用于各种应用，诸如但不限于食品包装、塑料袋和管、标签、装饰和地板。
在一些实施方案中，图像形成站160通常包括多个印刷杆62，每个印刷杆安装(例如，使用滑块)在位于橡皮布44的上运行部的表面上方的固定高度处的框架(未示出)上。在一些实施方案中，每个印刷杆62包括被布置为覆盖橡皮布44上的印刷区域的宽度的多个印刷头并且包括可单独控制的印刷喷嘴，也如上文在图1中描述。
在一些实施方案中，图像形成站160可包括任何合适数量的印刷杆62，每个印刷杆62可含有前述印刷流体，诸如水状油墨。油墨通常具有可见的颜色，诸如但不限于蓝绿色、品红色、红色、绿色、蓝色、黄色、黑色和白色。在图2的示例中，图像形成站160包括白色印刷杆61以及具有任何选定颜色(诸如蓝绿色、品红色、黄色和黑色)的四个印刷杆62。
在一些印刷应用中，在所有其他颜色之前将白色油墨施加到卷材51的表面，并且在一些情况下，重要的是在卷材51的至少一些区段中，白色不会与其他颜色的油墨混合。
在一些实施方案中，系统110包括白色油墨干燥站(在本文中称为白色干燥器97)，所述白色油墨干燥站被配置为干燥由图像形成站160施加到橡皮布44的表面的白色油墨。在此类实施方案中，白色干燥器97可包括五个干燥单元，每个干燥单元包括用于加热橡皮布44的前述基于IR的加热器和用于冷却橡皮布44的一个或多个气流通道的组合。
在其他实施方案中，白色干燥器97可包括适合于干燥白色油墨的任何其他配置，例如，白色干燥器97可包括任何其他数量的干燥单元，或者可包括使用任何其他合适的干燥技术的任何其他合适的干燥器设备。
在实施方案中，白色干燥器97由处理器20和/或控制器54控制，并且被配置为干燥由白色印刷杆61施加到橡皮布44的表面的白色油墨。在该实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制白色干燥器97以部分地或完全地干燥施加到橡皮布44的表面的白色油墨。
在系统110的配置中，白色干燥器97代替用于干燥除白色之外的任何颜色的油墨的一个干燥器66。应注意，在本配置中，系统110不具有在白色干燥器97和第一干燥器66之间的印刷杆，但在其他实施方案中，系统110可具有在白色干燥器97和第一干燥器66之间的任何合适的印刷部件(例如，印刷杆)或感测部件(例如，温度传感器或任何其他类型的传感器)。
在其他实施方案中，系统110可包括用于干燥或部分地干燥除白色之外的任何特定颜色的油墨的任何其他合适类型的干燥器。
在其他印刷应用中，可在所有其他颜色之后将白色油墨施加到卷材51的表面。在替代实施方案中，可使用在系统110外部或与所述系统集成的子系统将白色油墨施加到卷材51的表面。在此类实施方案中，在使用图像形成站160将其他颜色施加到橡皮布44的表面之前或之后，并且特别是在压印站85中将其他颜色施加到卷材51的表面之前或之后，将白色油墨施加到卷材51的表面。
在一些实施方案中，温度传感器92B设置在前述第一干燥器66和印刷杆62之间，以便在使用印刷杆62施加具有除白色之外的颜色的油墨之前确认橡皮布44的表面温度。此外，温度传感器92B设置在图像形成站160的最后印刷杆和主干燥器64之间。应注意，温度传感器92A、92C和92D在上面图1的系统110和系统10两者中设置在相同位置。然而，温度传感器92B沿着橡皮布44的路径设置在白色印刷和干燥之后(在本示例中，在印刷杆61和干燥器97之后)并且在除白色之外的颜色(例如，蓝绿色、品红色、黄色、黑色或任何其他颜色)的第一印刷杆62之前。
在一些实施方案中，温度传感器92B、92C和92D设置在通常影响或可能影响橡皮布44的温度的处理子步骤之后，也如上面在图1中所述。
在一些实施方案中，系统110可包括干燥站(本文称为底部干燥器75)，所述干燥站被配置为发射红外光或任何其他合适频率或频率范围的光以使用上述技术来干燥形成在橡皮布44上的油墨图像。在图2的示例中，底部干燥器75可包括五个干燥单元，每个干燥单元包括用于加热橡皮布44的前述基于IR的加热器和用于冷却橡皮布44的一个或多个气流通道的组合。
在一些实施方案中，系统110包括温度传感器92E，所述温度传感器设置在底部干燥器75和压印站85之间、通常紧密接近底部干燥器75。
在一些实施方案中，处理器20(和/或控制器54)被配置为上面在图1中描述的电源(未示出)，以调整施加到相应加热器和/或干燥器的一个或多个红外源(在下面的图3和图4中示出)的功率密度，以便沿着系统110的相应区段保持橡皮布44的预定义温度。
在一些实施方案中，使用上面在图1中描述的技术，处理器20(和/或控制器54)被配置为对沿着系统110的相应区段的橡皮布44的温度分布执行闭环控制。基于从温度传感器92A至92E中的至少一者接收的温度信号来执行控制，并且基于温度信号，处理器20控制施加到相应基于IR的加热器(例如、加热器98以及干燥器97、66、64、96和75中的一者或多者)的IR电源的功率密度。
在其他实施方案中，底部干燥器75可包括适于在橡皮布进入压印站85之前干燥橡皮布44的下运行部处的油墨的任何其他合适的配置。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为选择性地控制系统10(图1所示)和系统110(图1所示)的每个干燥器。
可基于特定数字印刷应用的各种条件来执行控制。例如，基于施加到橡皮布44表面的颜色的类型、顺序和表面覆盖水平，并且基于橡皮布44和目标基材的类型(例如，片材50或卷材51)。
术语“覆盖水平”是指施加到橡皮布44表面的颜色量。例如，250％的覆盖水平是指施加到指定用于印刷在橡皮布44上并随后转印到目标基材的油墨图像的预定义区段(或整个区域)的两个半油墨层。应注意，两个半墨层层可包括如上所述的前述颜色的油墨中的三种或更多种。应当理解，较大的覆盖水平通常需要较大的IR辐射通量，并且因此需要用于冷却橡皮布44的较高空气流量。
在其他实施方案中，油墨干燥过程可以开环进行，例如，无需通过温度控制组件121来控制以下至少一者：(a)IR辐射的强度和(b)加压空气流率。例如，作为用于印刷特定图像的过程配方的一部分，配方参数可包括油墨图像的覆盖水平，并且处理器20和/或控制器54可通过温度控制组件121来预设以下一者或多者：(a)Ir辐射的强度和(b)加压空气流率，以便干燥油墨并且保持橡皮布44的温度低于指定的温度(例如，约140℃或约150℃)。
通过示例示出系统110的特定配置，以便说明由本发明的实施方案解决的某些问题并且证明这些实施方案在增强此类系统的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案绝不仅限于此特定类别的示例系统，并且本文中所描述的原理可类似地应用于任何其他类别的印刷系统。
在图像印刷单元中实现的干燥单元
图3是根据本发明的实施方案的用于干燥由印刷杆62施加的油墨的干燥器66的示意性侧视图。在一些实施方案中，干燥器66包括单个干燥单元，诸如上面在图1中简要地描述并在本文中进一步详细描述的干燥单元。
在一些实施方案中，干燥器66包括通向空气入口通道(AIC)122的一个或多个开口，所述空气入口通道具有鼓风机并且被配置为将加压空气101(或任何其他类型的合适气体)供应到干燥器66中。
在一些实施方案中，干燥器66还包括通向空气出口通道(AOC)123的一个或多个开口，所述空气出口通道具有抽气设备(例如，合适类型的真空或负压泵)，所述抽气设备被配置为在至少冷却橡皮布44之后抽取加压空气101，如将在本文中描述。
在本公开的概念中和在权利要求中，术语“温度控制组件”是指AIC 122和AOC 123中的至少一者或它们的组合，并且被配置为将加压空气101(或任何其他合适类型的气体)引导到橡皮布44的外表面106，以便将橡皮布44的温度降低到低于指定温度(例如，约140℃或约150℃)。
在一些实施方案中，干燥器66通常定位在图像形成站60内，并且主干燥器64定位在图像形成站60和压印站84之间，使得在油墨图像在压印站84中转印到目标基材(例如，片材50)之前进行施加到橡皮布44的油墨图像的干燥过程。应注意，温度控制组件121被配置为例如经由管道或管(未示出)将加压空气101供应到干燥器66和主干燥器64，以便将橡皮布44的温度控制在上述指定的温度范围内。在其他实施方案中，系统10可包括多个AIC 122和/或AOC 123，例如，用于干燥器66的第一组AIC 122和AOC 123以及用于主干燥器64的第二组AIC 122和AOC 123。在替代实施方案中，系统10可包括由处理器20和/或由与处理器20同步和/或由所述处理器控制的本地控制器控制的AIC 122和/或AOC 123的任何其他合适的配置。
在一些实施方案中，干燥器66包括一个或多个基于IR的加热器，在本示例中是具有IR辐射源的照明组件113，为简洁起见在本文中称为源111。在图3的示例中，干燥器66包括布置在干燥器66的两个相应空腔中的两对源111。每个源111被配置为将IR辐射的射束99引导到橡皮布44。例如，每个源111被配置为朝向橡皮布44的表面106发射约30w/cm和约300w/cm之间的功率密度。
在其他实施方案中，干燥器66可包括具有任何合适的几何形状并以任何合适的配置布置的任何其他合适数量的源111(或被配置为发射IR或其他合适的一种或多种波长的光的任何其他合适类型的一个或多个光源)。
在一些实施方案中，干燥器66可包括联接在源111和干燥器66的空腔之间的一个或多个反射器108。反射器108被配置为将从源111发射的射束99朝向橡皮布44反射，以便提高基于IR的干燥过程的效率和速度，并且减少由射束99施加到干燥器66的IR辐射量(并且因此减少过度加热)。
例如，每个反射器108可将约90％的射束99朝向橡皮布44反射并且可吸收剩余的10％，这可增加干燥器66的空腔处的温度。
在一些实施方案中，干燥器66包括热传递组件(HTA)104，所述热传递组件包括围绕反射器108布置的导热材料(例如，铜、铝或其他金属或非金属材料)作为导热肋和迹线。HTA 104被配置为将过多的热量从干燥器66的相应空腔消散出去。
在干燥器66的示例配置中，加压空气101经由AIC 122在约30℃下或在约5℃至约100℃之间的任何其他合适温度下进入干燥器66。随后，加压空气101流过干燥器66的内部通道以将热量(例如，通过热对流)从HTA 104输送出去，并且然后经由干燥器66的开口95朝向表面106上的位置102引导。加压空气101在表面106上流动以传递来自橡皮布44的热量，并且随后，AOC 123经由干燥器66的空气出口通道112将加压空气101从表面106抽出，以保持橡皮布44的温度低于上述指定的温度。
如图1至图3所示，干燥器66可位于印刷杆62附近，并且通常位于两个相邻的印刷杆62之间。在一些实施方案中，干燥器66被配置为经由空气出口通道112抽出加压空气101，使得加压空气101不会与印刷杆62中的任一者发生物理接触。应注意，加压空气101包括可能干扰印刷过程的油墨成分的蒸气。例如，此类蒸气可部分地或完全地阻塞印刷杆62的喷嘴，这可能会降低印刷图像的质量(例如，在完全阻塞喷嘴的情况下缺少油墨，或者在部分阻塞喷嘴的情况下包括干油墨簇的缺陷)。
在一些实施方案中，干燥器66的结构防止来自AIC 122的加压空气101与加压空气101的混合物通过开口95进入表面106。如上所述，在流过开口95之后，加压空气101被迫经由空气出口通道112流入AOC 123。换句话说，可能含有油墨残留物的流出空气和用于冷却表面106的进入空气在干燥器66内从不相互混合。
在一些实施方案中，射束99基于源111在干燥器66的空腔内的位置而被引导到位置102。类似地，干燥器66被设计为使得加压空气101被引导到位置102以用于冷却橡皮布44。应注意，干燥器66的每个干燥单元包括两组基于IR的加热和基于加压空气的冷却，在它们之间具有空气出口通道112。在这种配置中，加压空气101从干燥器66的侧面流向橡皮布44，并且通过位于干燥器66的中心的空气出口通道112从橡皮布44流出，以便防止加压空气101和印刷杆62之间的接触。
在一些实施方案中，距离131(其为干燥器66和表面106之间的距离)可用于控制基于IR的加热和基于空气的冷却的量。原则上，较小的距离131加快橡皮布44的加热速率。换句话说，当距离131较小时，响应基于IR的加热，橡皮布44将更快地达到指定的温度(例如，约140℃或约150℃)，从而导致橡皮布44的表面上的油墨更快干燥。
在一些实施方案中，距离131可以是例如当将干燥器66安装在系统10和/或系统110的框架上时预定的。在其他实施方案中，距离131可被控制，例如，通过使用任何合适的支架以相对于橡皮布44移动干燥器66来控制。
在一些实施方案中，通过控制距离131，处理器20可控制由源111施加到橡皮布44的预定义区段的功率密度的强度和均匀性。例如，较大的距离131可导致施加到橡皮布44的给定区段的功率密度较小，但可提高给定区段内和紧密接近所述区段的加热均匀性。类似地，橡皮布44和干燥器66之间的接近度可能会影响干燥器66的冷却水平。例如，较大的距离131降低了加压空气101对橡皮布表面的冷却效果。
如上所述，当橡皮布44沿箭头94所示的方向移动时，位于干燥器66附近的印刷杆62将墨滴喷射到橡皮布44。在将在下面的图6中更详细描述的一些实施方案中，干燥器66和橡皮布被设计成使得射束99被配置为加热橡皮布44，并且升高的温度引起油墨中携带的液体的蒸发，以便干燥或部分地干燥表面106上的油墨。应注意，不将射束99引导到油墨以进行蒸发，而是引导到橡皮布44以增加橡皮布的温度。类似地，加压空气101由AIC 122引导到橡皮布44，并且由AOC 123从橡皮布抽出，以便降低其温度。
干燥器66的干燥单元的特定配置通过示例方式提供，以便说明由本发明的实施方案解决的某些问题(诸如部分地干燥施加到橡皮布44上的油墨图像和冷却橡皮布)，并且证明这些实施方案在增强数字印刷系统(诸如上述系统10和110)的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案绝不仅限于此特定配置和类别的示例干燥单元，并且本文中所描述的原理可类似地应用于数字印刷系统或任何其他类型的印刷系统中的任何其他类别的干燥单元。
在其他实施方案中，加压空气101可单独用于降低橡皮布44的温度，而单独的(例如，专用的)冷却设备置可用于冷却HTA 104。
包括多个干燥单元的干燥器
图4是根据本发明的实施方案的主干燥器64的示意性侧视图。在一些实施方案中，主干燥器64包括多个干燥单元222，以及在相应的一对相邻干燥单元222之间的空气出口通道130。
现在参考插图133，所述插图示出了一对干燥单元222和位于它们之间的空气出口通道130。每个干燥单元222定位在距橡皮布44的表面106的距离132处。应注意，距离132可不同于距离131并且可以是可控的，例如，使用如上面在图3中描述的支架。替代地，距离132可基于图像形成站的框架和橡皮布44的位置之间的距离来预定。
在一些实施方案中，每个干燥单元222具有两个空腔，每个空腔具有照明组件113的一对源111，所述一对源被配置为引导射束99以使用上面在图3中的针对干燥器66描述的技术来加热橡皮布44。干燥单元222还包括热传递组件(HTA)124，所述热传递组件具有与HTA 104相同的冷却功能，但具有适合干燥单元222的结构的不同结构。
在一些实施方案中，加压空气101经由AIC 122在约30℃或任何其他合适的温度下进入干燥单元222，例如，如上面在图3中描述，并且流过HTA 124以用于冷却干燥单元222。随后，加压空气101被引导离开干燥单元222、通过开口195、朝向橡皮布44，以便降低橡皮布44的温度，如上面在图3中针对干燥器66所述，并且使用上面在图3中描述的相同技术经由空气出口通道130远离橡皮布44而朝向AOC 123泵送。
应注意，在这种配置中，加压空气101从干燥单元222的中心流出到橡皮布44，并且通过位于干燥单元222的侧面的空气出口通道130被泵送远离橡皮布44。
在图4的示例中，主干燥器64包括九个干燥单元222和在主干燥器64的端部处的两个一半的干燥单元222。在该配置中，主干燥器64包括十个空气出口通道130，与具有总共九个空气出口通道130的一组十个全尺寸干燥单元222(未示出)相比，这改进了加压空气101的抽取。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为从温度传感器92A至92E中的一者或多者接收温度信号，并且基于温度信号来控制以下至少一者：(a)由一个或多个光源(诸如源111)施加到橡皮布44的光学辐射的强度，以及(b)被引导到橡皮布44的表面106的加压空气101或任何其他合适的气体的流率。
在本示例中，处理器20和/或控制器54被配置为基于从沿着橡皮布44设置的多个温度传感器接收的多个温度信号来控制IR光强度和加压空气101的流率。如上所述，橡皮布44通常被周围环境的温度冷却。例如，周围空气的温度和辊78的温度可显著小于100℃(例如，在约25℃和100℃之间的任何温度)。
在一些实施方案中，系统110的白色干燥器97和底部干燥器75可各自包括五个干燥单元222，所述五个干燥单元以类似于主干燥器64的配置或使用任何其他合适的配置进行布置。在一个实施方案中，橡皮布预热器98可包括单个干燥单元222，或一个干燥器66，或一个或多个源111，而没有用于使加压空气111流动的设备。
在一些实施方案中，干燥单元222的结构防止来自AIC 122的加压空气101与加压空气101的混合物通过开口195进入表面106。如上所述，在流过开口195之后，加压空气101被迫经由位于相邻的单元222之间的空气出口通道130流入AOC 123。换句话说，在流过开口195之后，可能含有油墨残留物的加压空气不与在干燥单元222内流动的进入空气混合。
通过示例提供了主干燥器64、白色干燥器97、底部干燥器75、干燥单元222和空气出口通道130的配置。在其他实施方案中，这些干燥器和单元中的至少一者可具有任何其他合适的配置。例如，系统10和/或系统110可包括联接到上述干燥器中的一者或多者的多个AIC 122和/或AOC 123，而不是具有中央AIC 122和AOC 123并使用阀(未示出)控制加压空气101的流率。
控制油墨干燥过程
图5是根据本发明的实施方案的在数字印刷系统中使用的橡皮布500的示意性图解说明。橡皮布500可代替例如上面在图1至图4中示出的系统10和110的橡皮布44。
在一些实施方案中，橡皮布500在箭头94表示的移动方向上移动，并且包括其上印刷有油墨图像的区段502以及位于相邻的区段502之间且不接收来自上述印刷杆61和62的墨滴的区段506。
在一些实施方案中，橡皮布500具有约1040mm至1050mm的宽度510，区段502具有约750mm的长度504，并且区段506具有约750mm的长度508。
在一些实施方案中，源111通常沿着宽度510布置并且源111中的至少一些具有允许沿着橡皮布500的整个宽度均匀加热的约1120mm的宽度。在此类实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制橡皮布500在箭头94的方向上以维持橡皮布500的整个区域的均匀加热的预定义速度(例如，约1.7米/秒)的移动。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制温度传感器92(例如，温度传感器92A至92E)以预定义频率(在本示例中是约每20毫秒)测量橡皮布500的温度。在此类实施方案中，以1.7米/秒的移动速度，每个温度传感器92以约每34mm的频率测量橡皮布500的温度。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为接收温度信号554和555，所述温度信号分别指示(例如，由温度传感器92)在橡皮布500的区段502和506处测量的温度。如上面在图2中所述，橡皮布温度尤其取决于覆盖水平，所述覆盖水平是施加到橡皮布表面的油墨量。
在橡皮布500的示例中，区段502中的覆盖水平可根据油墨图像的图案而变化，而不接收来自印刷杆61和62的油墨的区段506预计具有均匀的温度。应注意，由于设置在区段502上的油墨的潜热，射束99的至少一些能量被油墨吸收，并且对于直接加热橡皮布500不太有效。
在一些实施方案中，当处理器20和/或控制器54从温度传感器92中的一者或多者(例如，选自温度传感器92A至92E)接收到温度信号554和555时，在区段506处测量的温度通常高于在区段502处测量的温度。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为基于温度信号554和555使用任何合适的分析来确定橡皮布500的最高温度。例如，处理器20和/或控制器54可存储预定义量(例如，约100)的最新温度信号554和555。随后，处理器20和/或控制器54可从存储的信号中选择指示前三个最高温度的温度信号，并且可通过计算前三个最高温度的中值来确定橡皮布500的最高温度。
在其他实施方案中，处理器20和/或控制器54可使用温度信号554和555的任何合适的分析来确定橡皮布500的最高温度。
在替代实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制温度传感器92A至92E中的一者或多者的温度，以使用任何其他合适的采样频率来测量橡皮布500的温度。
在一些实施方案中，基于计算的橡皮布500的最高温度，处理器20和/或控制器54被配置为控制从源111发射的IR辐射的强度，以及加压空气101的流率。
在此类实施方案中，响应于计算出约140℃的最高温度，处理器20和/或控制器54被配置为降低射束99的强度和/或增加加压空气101的流率。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为基于温度信号554和555的任何合适的采样量来计算沿着橡皮布500的不同区段的温度。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为保持指示印刷过程的最高和最低指定温度的阈值，并且通过控制上述干燥器中的至少一些(例如，主干燥器64和底部干燥器75)来维持橡皮布500的温度。
例如，响应于在主干燥器64之后感测和计算低于最低指定温度的温度水平，处理器20和/或控制器54被配置为控制底部干燥器75以增加射束99的强度和/或降低加压空气101的流率。
如上所述，除了加压空气101的流率之外，橡皮布通常由与橡皮布发生物理接触的周围环境冷却。例如，包围橡皮布的空气(或其他气体)的温度和辊78的温度可显著小于100℃(例如，在约25℃和100℃之间的任何温度)。
在一些实施方案中，处理器20可接收指示橡皮布的相应标记或其他参考点的位置的位置信号，如上面在图1中所述。基于位置信号，处理器20和/或控制器54被配置为在上述干燥器中的一者或多者处调整射束99的强度和/或加压空气101的流率。
例如，当橡皮布在系统10中移动时，处理器20可将橡皮布500的第一特定标记与区段502相关联，并且将橡皮布500的第二特定标记与区段506相关联。在实施方案中，当第一特定标记紧密接近主干燥器64的给定源111通过时，处理器20可控制主干燥器64以增加从给定源111引导到橡皮布500的射束99的强度。
类似地，当第二特定标记紧密接近主干燥器64的给定源111通过时，处理器20可控制主干燥器64以降低从给定源111发射的射束99的强度。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为例如在干燥器62中设定光束99的恒定强度和加压空气101的恒定流率。在此类实施方案中，设置在橡皮布表面上的给定位置处的第一组墨滴将部分地干燥，使得稍后由其他印刷杆施加到给定位置的第二组墨滴将与第一组墨滴混合以便在橡皮布的给定位置产生指定的混合颜色。
在一些实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制施加到橡皮布(例如，橡皮布44或橡皮布500)的加压空气101的温度。例如，加压空气101的指定温度可以是约30℃。系统10和110可在具有广泛范围的环境温度的各个国家和季节操作。例如，环境温度可在温暖国家的夏季约45℃和寒冷国家的冬季约-30℃之间的范围内。
在一些实施方案中，在低于30℃的环境温度下，系统10和110被配置为从通过AOC123从橡皮布44的表面106提取的热空气中过滤油墨副产品。在此类实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为控制AIC 122以在热过滤空气和环境的空气之间进行混合，以便使约30℃的空气被加压并施加到橡皮布44。
在一些实施方案中，在高于30℃的环境温度下，处理器20和/或控制器54被配置为控制AIC 122以由印刷厂使用系统10或110在环境的热空气和(例如，使用空调系统或任何其他技术)冷却的空气之间进行混合，以使空气处于约30℃并且将混合空气加压并施加到橡皮布44。
在一些实施方案中，系统10和110包括联接到电缆(未示出)的电流传感器(未示出)，所述电缆向源111供应电流。电流传感器被配置为感测电缆上的电感水平。在此类实施方案中，处理器20和/或控制器54被配置为从电流传感器接收指示流过电缆的电流的信号并且确定相应的源111是否起作用。
橡皮布结构和用于生产适于对油墨进行基于IR的干燥的橡皮布的过程序列
图6是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于生产橡皮布600的过程序列的截面图的图示。橡皮布600可代替例如上面在图1至图5中示出和描述的系统10和110中的任一者的橡皮布44及其特征。
所述过程开始于在载体(未示出)上制备包括橡皮布600的六层的示例性堆叠。
在一些实施方案中，载体可由柔性箔形成，诸如包含铝、镍和/或铬的柔性箔。在实施方案中，箔包括镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材，在本文中也称为聚酯，例如，涂有烘熏铝金属的PET。
在一些实施方案中，载体可由抗静电聚合物膜(例如，聚酯膜)形成。可使用各种技术获得抗静电膜的性质，诸如向聚合物组合物添加各种添加剂，例如铵盐。
在一些实施方案中，载体具有粗糙度(Ra)为大约50nm或更小的抛光平坦表面(未示出)，在本文中也称为载体接触表面。
在一些实施方案中，提供流体第一可固化组合物(未示出)，并且由其在载体接触表面上形成释放层602。在一些实施方案中，释放层602包括油墨接收表面612，所述油墨接收表面被配置为例如从图像形成站60接收油墨图像，并且将油墨图像转印到上面在图1中示出和描述的目标基材，诸如片材50。应注意，层602并且特别是表面612被配置为对油墨图像具有低释放力，所述释放力通过表面612和油墨图像之间的润湿角(在本文中也称为后退接触角(RCA))来测量，如下面将描述。
低释放力使得油墨图像能够从表面612完全转印到片材50。在一些实施方案中，释放层602可包括透明硅弹性体，诸如乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，或来自任何其他合适类型的有机硅聚合物，并且可具有约10μm至15μm的示例性厚度，或大于约10μm的任何其他合适的厚度。
在一些实施方案中，流体第一可固化材料包含乙烯基官能化有机硅聚合物，例如，除末端乙烯基外还包括至少一个侧向乙烯基的乙烯基-有机硅聚合物，例如乙烯基官能的聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方案中，流体第一可固化材料可包含乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、除末端乙烯基外还包含聚硅氧烷链上的至少一个侧向乙烯基的乙烯基官能化聚二甲基硅氧烷、交联剂和加成固化催化剂，并且任选地进一步包含固化延迟剂。
在图6的示例中，可将释放层602均匀地施加到基于PET的载体上，平整到5μm至200μm的厚度并且在120℃至130℃下固化约2至10分钟。应注意，油墨转印表面612的疏水性可具有约60°的RCA以及0.5至5微升(μl)的蒸馏水滴。在一些实施方案中，释放层602的表面(与将在下面描述的表面614接触的表面)可具有显著更高的RCA，通常为约90°。
在一些实施方案中，用于产生油墨转印表面612的PET载体可具有40°或更小的典型RCA。所有接触角测量均使用由KrüssTMGmbh,Borsteler Chaussee 85,22453Hamburg,Germany生产的接触角分析仪“Easy Drop”FM40Mk2和/或使用由Particle and SurfaceSciences Pty.Ltd.,Gosford,NSW,Australia生产的Dataphysics OCA15 Pro来进行。
在一些实施方案中，橡皮布600包括IR层603，所述IR层具有约30μm至150μm的示例性厚度范围，并且被配置为吸收射束99的全部IR辐射或其相当大的部分。在本示例中，IR层603适于在其顶部5μ内吸收约50％的射束99的IR辐射。换句话说，IR层603对射束99是基本上不透明的。
现在参考示出IR层603的截面图的插图611。在一些实施方案中，IR层603被施加到释放层602并且具有与其交界的表面612，以及与下面详细描述的顺应层604交界的表面618。
在一些实施方案中，IR层603包含由硅树脂(例如，PDMS)制成的基质和设置在层603的PDMS基质的主体内的给定位置处的多个颗粒622。在一些实施方案中，颗粒622包括合适类型的颜料，诸如但不限于现成的炭黑(CB)颗粒，每个颗粒具有在约10μm(对于约30μm的IR层603厚度)和30μm(对于约50μm的IR层603厚度)之间的典型直径范围。
在一些实施方案中，颗粒622嵌入在IR层603的主体处，在与表面614相距约10μm或20μm的距离616内。颗粒622也沿着层603以彼此相距约0.1μm至5μm的距离617均匀地布置。在其他实施方案中，距离616和617可在不同的橡皮布之间改变，例如，至少一个颗粒可紧密接近或接触表面614或618中的任一者。类似地，距离617可沿IR层603变化。
在一些实施方案中，将颗粒622嵌入IR层603的主体内而不是在表面614处，可提高IR层603和释放层602之间的粘合力。类似地，将颗粒622嵌入IR层603的主体内可提高IR层603和顺应层604之间的粘合力。
在一些实施方案中，在将释放制剂涂覆在PET上并进行固化之后，具有CB颗粒的IR层603被涂覆在固化的释放层上并且也被固化。应注意，将CB颗粒或任何其他合适类型的颗粒插入IR层603中可通过在将层施加到释放层之前将IR层的基质中的颗粒混合、或通过在将IR层施加到释放层之后设置颗粒、或使用任何其他合适的技术来进行。随后，将PDMS层涂覆在固化的IR层的顶部上，并且施加玻璃纤维层并将所有结构固化。最后，将有机硅树脂涂覆在玻璃纤维织物上并将其固化。
在其他实施方案中，CB颗粒及其位置可能影响施加到释放层602的表面612的油墨的干燥过程，如下面将详细描述。
现在返回参考橡皮布600的总体视图。在一些实施方案中，橡皮布600包括顺应层604(在本文中也称为保形层)，所述顺应层通常由PDMS制成并且可包括黑色颜料添加剂。顺应层604被施加到IR层603并且可具有约150μm的典型厚度或等于或大于约100μm的任何其他合适的厚度。
在一些实施方案中，顺应层604可具有例如不同于释放层602和IR层603的机械性质(例如，更大的抗张能力)。可例如通过相对于释放层602和/或IR层603使用不同的组合物、通过改变用于制备释放层602和/或IR层603的制剂的成分之间的比例、和/或通过向此类制剂中添加其他成分、和/或通过选择不同的固化条件来获得这种所需的性质差异。例如，添加填料颗粒可增加顺应层604相对于释放层602和/或IR层603的机械强度。
在一些实施方案中，顺应层604具有允许释放层602和表面612紧密跟随其上印有油墨图像的基材(例如，片材50)的表面轮廓的弹性性质。除了顺应层602的材料之外，将顺应层602附接到与油墨转印表面612相对的侧可涉及施加粘合剂或粘合组合物。
在一些实施方案中，橡皮布600包括增强堆叠层(在本文中也称为支撑层607或橡皮布600的骨架)，所述增强堆叠层施加到顺应层604并且在下面详细描述。在一些实施方案中，支撑层607被配置为向橡皮布600提供对可能由例如通过辊78和浮动辊组件74施加到橡皮布600的扭矩引起的变形或撕裂的改进的机械阻力。在一些实施方案中，橡皮布600的骨架包括由PDMS或任何其他合适材料制成的粘合层606，所述粘合层与编织玻璃纤维层608一起形成。在一些实施方案中，层606和608可分别具有约150μm和约112μm的典型厚度，或任何其他合适的厚度，使得支撑层607的厚度通常为约200μm。
在其他实施方案中，可使用任何其他合适的过程来生产骨架，例如通过设置层606并且随后将层608联接到其上并进行聚合，或者通过使用任何其他过程序列。
在一些实施方案中，聚合过程可基于由铂催化催化的氢化硅烷化反应，商业上称为“加成固化”。
在其他实施方案中，橡皮布600的骨架可包括呈网状物或织物形式的任何合适的纤维增强物，以向橡皮布600提供足够的结构完整性来在橡皮布600例如在系统10中保持张紧时承受拉伸。骨架可通过用任何合适的树脂涂覆纤维增强物来形成，所述树脂随后被固化并且在固化之后保持柔性。
在替代实施方案中，支撑层607可单独形成，使得纤维嵌入和/或浸渍在独立地固化的树脂中。在该实施方案中，支撑层607可经由粘合剂层附接到顺应层604，从而可选地消除使支撑层607原位固化的需要。在该实施方案中，支撑层607无论是在顺应层604上原位形成还是单独形成都可具有约100μm至约500μm之间的厚度，其中一部分归因于纤维或织物的厚度，所述厚度通常在约50μm和300μm之间变化。应注意，支撑层607的厚度不限于上述值。
在一些实施方案中，橡皮布600包括高摩擦层610(在本文中也称为抓握层)，所述高摩擦层由通常透明的PDMS制成并且被配置为在橡皮布600与上面分别在图1和图2中描述的系统10和110的辊和浮动辊之间进行物理接触。应注意，虽然层610由相对软的材料制成，但面向辊的表面具有高摩擦，使得橡皮布600将承受由辊和浮动辊施加的扭矩而不会滑动。在示例实施方案中，层610可具有约100μm的厚度，但可替代地具有任何其他合适的厚度，例如在10μm和1mm之间。
例如在PCT国际公布案WO 2017/208144中详细描述了实现生产橡皮布600的层602、604、606、608和610的附加实施方案，所述国际公布案的公开内容以引用方式并入本文。
现在返回参考插图611。例如，如上面在图1、图3和图4中描述，图像形成站60的印刷杆62将墨滴施加到橡皮布44的表面106。在图6所示的橡皮布600的示例中，图像形成站60的印刷杆62将墨滴施加到释放层602的表面612。
在一些实施方案中，颗粒622的CB含量被配置为吸收穿过释放层602的射束99的IR辐射。响应于射束99的IR辐射，颗粒622被配置为具有比IR层603的有机硅基质的温度更高的温度。换句话说，CB颗粒吸收IR辐射并跨IR层603发射热波620和621。在此类实施方案中，热波620和621分别增加层602和604的温度。
在一些实施方案中，IR层603的有机硅基质具有低导热性，使得热波620在IR层603内传播并且跨IR层603和释放层602形成均匀增加的温度。
另外地或替代地，CB颗粒可嵌入释放层602中。
在一些实施方案中，将释放层602(其对IR辐射是透明的)放置在IR层603(其被配置为吸收IR辐射)的顶部上就能在橡皮布600内捕获热波620和621，并且由此加快施加到表面612的墨滴的干燥过程。
在此类实施方案中，由热波620产生的热量可在层602和603之间和层内积聚，并且这些层的低导热性允许热量跨橡皮布600的表面612均匀地分布。
基于以上对橡皮布600的描述，颗粒622与层610的外表面之间的总厚度为约0.5mm，而颗粒622与表面612之间的距离为约20μm或30μm。如图6所示，热波621看起来比热波620短，从而表明由CB颗粒产生的大部分热量正在朝向表面612消散。在此类实施方案中，由CB颗粒产生的大部分热量用于干燥施加到橡皮布600的表面612的墨滴。
图7是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于生产橡皮布600的方法的流程图。所述方法开始于第一层生产步骤700，其中生产在基于PET的载体接触表面上形成的释放层602，如上面在图6中描述。在一些实施方案中，释放层602包括油墨接收表面612，所述油墨接收表面被配置为例如从图像形成站60接收油墨图像，并且将油墨图像转印到上面在图1中示出和描述的目标基材，诸如片材50。在一些实施方案中，释放层602对于IR辐射的射束99至少部分地透明并且位于橡皮布600的外表面处，如上面在图6中示出和详细描述。
在第二层施加步骤702处，将IR层603施加到释放层602。在一些实施方案中，IR层603包括由有机硅(例如，PDMS)制成的基质。所述基质保持多个颗粒622(例如，炭黑颗粒)，所述多个颗粒设置在层603的PDMS基质的主体内的给定位置，并且被配置为吸收用于加热释放层602并干燥施加到油墨接收表面612的墨滴的至少一部分的光学辐射(在本示例中是射束99的IR辐射)。步骤702结束图7的方法，然而，上面在图6中详细描述用于生产橡皮布600的附加步骤。
图8是示意性地示出根据本发明的实施方案的用于在数字印刷过程期间干燥油墨并控制橡皮布的温度的方法的流程图。
在本公开的上下文中和在权利要求中，术语“橡皮布”是指图1至图4的橡皮布44、图5的橡皮布500、图6的橡皮布600，以及任何其他类别的合适的ITM。图8的方法的实施方案使用橡皮布600来描述，但适用于上述所有类型的橡皮布和ITM，以及其他合适类型的ITM。
所述方法开始于光学辐射引导步骤800，其中将IR辐射(诸如射束99)引导到释放层602的表面612，所述表面对光学辐射至少部分地透明，并且被配置为：(i)接收墨滴，(ii)在其上形成图像，以及(iii)将图像转印到目标基板，诸如片材50或卷材51。在一些实施方案中，射束99的IR辐射中的至少一些被设置在层603的PDMS基质的主体内的给定位置处的颗粒622(例如，炭黑颗粒)吸收。
在一些实施方案中，当被颗粒622吸收时，IR辐射加热释放层602并且至少部分地干燥形成在释放层的表面上的油墨图像的墨滴。
在结束所述方法的橡皮布温度控制步骤802处，处理器20控制温度控制组件以预定义流率引导气体(在本示例中是加压空气)来控制橡皮布的温度，例如，到约70℃或80℃，如图上面在图1和图2中描述。
例如，如上面在图2和图3中所述，干燥器66包括通向AIC 122的一个或多个开口，所述ACI具有鼓风机并且被配置为将加压空气101(或任何其他类型的合适气体)供应到干燥器66中。在一些实施方案中，干燥器66还包括通向AOC 123的一个或多个开口，所述AOC具有抽气设备(例如，合适类型的真空或负压泵)，所述抽气设备被配置为在冷却橡皮布之后抽取加压空气101。
尽管本文描述的实施方案主要解决数字印刷系统中的中间转印构件的干燥，但本文描述的方法和系统也可用于其他应用，诸如用于干燥来自任何基板的液体，或用于其他应用，诸如但不限于任何基板的加热或退火或固化。
因此将了解，通过示例来引证上文所述的实施方案，并且本发明不限于已在上文特别地示出且描述的内容。而是，本发明的范围包括上文所述的各种特征的组合和子组合两者，以及本领域技术人员在阅读前述描述之后将想到且现有技术中未公开的变化和修改。以引用方式并入本专利申请中的文件应被视为本申请的整体部分，但在这些并入的文件中定义的任何术语与本说明书中明确或隐含地做出的定义冲突的情况下，应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (32)

1.一种系统，所述系统包括：
柔性中间转印构件(ITM)，所述ITM包括至少以下项的堆叠：(i)第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处并且被配置为从油墨供应子系统接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板，以及(ii)第二层，所述第二层包括将颗粒保持在相应的给定位置处的基质，其中所述第二层被配置为接收穿过所述第一层的光学辐射，并且其中所述颗粒被配置为通过吸收所述光学辐射的至少一部分来加热所述ITM；
照明组件，所述照明组件被配置为通过引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上来干燥所述墨滴；以及
温度控制组件，所述温度控制组件被配置为通过将气体引导到所述ITM来控制所述ITM的温度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一层和所述第二层彼此相邻，并且其中所述颗粒被布置为彼此相距预定义距离，以便均匀地加热所述外表面。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述颗粒在距所述外表面的给定距离处嵌入在所述第二层的主体内，以便均匀地加热所述外表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，并且所述系统包括处理器，所述处理器被配置为接收指示所述ITM的温度的温度信号，并且基于所述温度信号来控制以下至少一者：(i)所述光学辐射的强度，以及(ii)所述气体的流率。
5.根据权利要求4所述的系统，并且所述系统包括一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的给定位置处并且被配置为产生所述温度信号。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述照明组件包括一个或多个光源，所述一个或多个光源设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的预定义位置处。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述光源中的至少一者与所述油墨供应子系统的印刷杆相邻地安装，所述印刷杆被配置为将所述墨滴引导到所述外表面。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述照明组件至少包括阵列，所述阵列包括多个所述光源。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述阵列包括沿着所述ITM的移动方向布置的所述多个所述光源。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述光学辐射包括红外(IR)辐射，并且其中所述颗粒中的至少一者包括炭黑(CB)。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述气体包括加压空气，并且其中所述温度控制组件包括鼓风机，所述鼓风机被配置为供应所述加压空气。
12.一种方法，所述方法包括：
将光学辐射引导到柔性中间转印构件(ITM)，所述ITM包括至少以下项的堆叠：(i)第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处来接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板，以及(ii)第二层，所述第二层包括保持设置在一个或多个相应的给定位置处的颗粒的基质，其中所述光学辐射穿过所述第一层，并且所述颗粒吸收所述光学辐射的至少一部分以加热所述ITM，并且其中所述光学辐射入射在所述第二层的所述颗粒中的至少一些上，以便干燥所述外表面上的所述墨滴；以及
通过将气体引导到所述ITM来控制所述ITM的温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一层和所述第二层彼此相邻，并且其中所述颗粒被布置为彼此相距预定义距离，以便均匀地加热所述外表面。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述颗粒在距所述外表面的给定距离处嵌入在所述第二层的主体内，以便均匀地加热所述外表面。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，并且所述方法包括接收指示所述ITM的温度的温度信号，并且基于所述温度信号来控制以下至少一者：(i)所述光学辐射的强度，以及(ii)所述气体的流率。
16.根据权利要求15所述的方法，并且所述方法包括通过感测所述ITM的在一个或多个相应的给定位置处的所述温度来产生所述温度信号。
17.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，并且所述方法包括设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的预定义位置处的一个或多个光源，其中引导所述光学辐射包括使用所述一个或多个光源。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述光源中的至少一者与印刷杆相邻地安装，所述印刷杆将所述墨滴引导到所述外表面。
19.根据权利要求17所述的方法，其中引导所述光学辐射包括至少使用阵列来引导所述光学辐射，所述阵列包括多个所述光源。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述阵列包括沿着所述ITM的移动方向布置的所述多个所述光源。
21.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中引导所述光学辐射包括引导红外(IR)辐射，并且其中所述颗粒中的至少一者包括炭黑(CB)。
22.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述气体包括加压空气，并且其中控制所述ITM的所述温度包括使用鼓风机来供应所述加压空气。
23.一种用于制造柔性中间转印构件(ITM)的方法，所述方法包括：
产生第一层，所述第一层位于所述ITM的外表面处来接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板；以及
向所述第一层施加第二层，所述第二层包括保持设置在一个或多个相应的给定位置处的颗粒的基质。
24.根据权利要求23所述的方法，其中产生所述第一层包括将所述第一层施加到载体上，并且包括在至少施加所述第二层之后从所述ITM移除所述载体。
25.一种系统，所述系统包括：
柔性中间转印构件(ITM)，所述ITM被配置为从油墨供应子系统接收墨滴以在其上形成油墨图像，并且将所述油墨图像转印到目标基板，其中所述ITM包括在相应的给定位置处的颗粒，其中所述ITM被配置为接收光学辐射，并且其中所述颗粒被配置为通过吸收所述光学辐射的至少一部分来加热所述ITM；
照明组件，所述照明组件被配置为通过引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上来干燥所述墨滴；以及
温度控制组件，所述温度控制组件被配置为通过将气体引导到所述ITM来控制所述ITM的温度。
26.根据权利要求25所述的系统，其中所述光学辐射包括红外(IR)辐射，并且其中所述颗粒中的至少一者包括炭黑(CB)。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述气体包括加压空气，并且其中所述温度控制组件包括鼓风机，所述鼓风机被配置为将所述加压空气引导到所述ITM。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的系统，并且所述系统包括处理器，所述处理器被配置为接收指示所述ITM的温度的温度信号，并且基于所述温度信号来控制以下至少一者：(i)所述光学辐射的强度，以及(ii)所述气体的流率。
29.根据权利要求25至27中任一项所述的系统，其中所述照明组件包括一个或多个光源，所述一个或多个光源设置在相对于所述ITM的一个或多个相应的预定义位置处，并且被配置为引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述光源中的至少一者与印刷杆相邻地安装，所述印刷杆将所述墨滴引导到所述ITM。
31.根据权利要求25至27中任一项所述的系统，其中所述照明组件至少包括光源的阵列，所述光源沿着所述ITM的移动方向布置，并且被配置为引导所述光学辐射入射在所述颗粒中的至少一些上。
32.根据权利要求25至27中任一项所述的系统，其中所述照明组件和所述温度控制组件被包装在壳体中。
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