CN115485146A - 用于打印柔性幅材的系统和方法以及打印组合物 - Google Patents

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Abstract

一种打印系统,包括被适配用于沿处理方向运输柔性幅材(24)的运输设备,以及沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元(44、60、70、82)。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分(226)和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分(228),其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。

Description

用于打印柔性幅材的系统和方法以及打印组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年3月12日提交的题为“用于打印柔性幅材的系统和方法以及打印组合物”的美国临时专利申请序列号62/988,723的优先权,其全部内容通过引用并入本文。本申请要求在2020年3月12日提交的题为“用于打印柔性幅材的系统和方法以及打印组合物”的美国临时专利申请序列号62/988,731的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本主题涉及打印系统和方法,并且更具体地涉及用于打印柔性幅材的系统和方法。
背景技术
柔版打印是印刷工业中利用柔性凸版的众所周知的技术。它用于许多基材上的打印,包括塑料、金属薄膜和其他不透水材料。
喷墨打印也是一种众所周知的技术,其中,通过将油墨液滴沉积到基材上来将数字图像再现在基材上。
此外,高速打印系统已被开发用于在基材上打印,诸如可收缩聚合物薄膜的幅材。此种材料通常表现出弹性和可塑性特性两者,这些特性取决于一个或多个所施加的影响,诸如力、热量、化学物质、电磁辐射等。在系统设计过程期间必须仔细考虑这些特性,因为这对于以下可能是必要的:1.)控制成像期间的材料收缩,以便生成的成像薄膜随后可用于收缩包装过程,以及2.)通过最小化由于基材的弹性变形能力造成的系统部件之间的动态相互作用来避免系统控制问题。这样的考虑也会影响套准打印内容的过程,以便准确地再现内容。
具体来说,柔性幅材可被单面打印(即在一侧上)或被双面打印(即两侧)。在任一情况下,单独打印的图像,即使是由单个打印单元(例如,多色成像器单元)打印,也必须彼此精确套准,以最小化套准不良误差,诸如色彩偏移、龟纹、不期望的网点增益效应,或类似情况。
此外,部分由于对基于溶剂的组合物中在干燥过程中散发的挥发性有机化合物(“VOC”)的环境和健康担忧,水基的油墨和涂料在商业打印应用、包括但不限于柔版打印和喷墨打印中的使用一直在增加。
当用于食品行业打印时,健康问题尤为突出。例如,瑞士制定了监管食品包装打印油墨的立法。编制可能用于打印油墨的成分清单,以求去除一些被认为致癌、致突变或对生殖有毒的物质。虽然仅在瑞士有要求,但在制造用于间接食品接触目的诸如食品包装的(一种或多种)油墨和/或(一种或多种)油墨接收化合物时,关于打印油墨和涂料类似物的瑞士条例RS 817.023.21在全球被普遍认可是有用的。
对于在多孔或可渗透的基材或幅材上的一般打印,油墨中的水在干燥过程中被幅材的表面部分地吸收。然而,当水基油墨沉积在不可渗透的幅材,诸如塑料幅材、金属幅材和类似表面上时存在问题。由于油墨在干燥和/或固化期间主要经由蒸发干燥,水基油墨的渗透或吸收到幅材本身的能力的缺乏导致单油墨液滴散布在幅材表面上。如果一组单独的油墨液滴散开并相互接触,则所期望的图像质量可能由于相邻油墨液滴的聚结受不利影响。这是高速打印时通常会出现的问题。
此外,在高速打印过程中可能会出现称为“油墨再转移”或“脱落”的另一问题,其中打印图像的油墨在接触幅材系统的另一部分诸如惰辊之前没有被充分干燥,并且油墨无意地从打印区域转移到辊上。
此外,如果在打印过程中基材的温度超过基材的尺寸完整性阈值,则基材可能会收缩和/或变形,从而导致无法使用的产品。
上述讨论仅提供一般背景信息,并不旨在用于帮助确定要求保护的主题的范围。
发明内容
根据一个方面,一种打印系统包括被适配用于沿处理方向运输柔性幅材的运输设备以及沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。第一成像器单元以第一分辨率在幅材上打印,而第二成像器单元以不同于第一分辨率的第二分辨率在幅材上打印。第一闭环控制系统控制幅材处理以及第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的第一部分和第二部分中的至少一个距幅材的距离。第二闭环控制系统控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准。
根据另一方面,一种用于打印可热收缩幅材的打印系统包括被适配用于沿处理方向运输柔性幅材的运输设备以及沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。第一成像器单元包括以第一分辨率在幅材上打印的打印头,并且第二成像器单元包括以不同于第一分辨率的第二分辨率在幅材上打印的打印头。第一闭环控制系统控制幅材处理和至少一个打印头距幅材的距离,以及第二闭环控制系统响应于幅材温度并控制打印干燥而不发生幅材的显著收缩。第三闭环控制系统控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准。
根据又一方面,一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统包括用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元、用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元和闭环控制系统,该闭环控制系统控制幅材处理以及第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距幅材的距离。第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据更进一步的方面,一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统包括用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元、用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元和闭环控制系统,该闭环控制系统控制幅材处理以及第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距幅材的距离。第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据又一方面,一种打印方法包括以下步骤:沿处理方向运输柔性幅材,并且提供沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,并且第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。此外,第一成像器单元可操作以第一分辨率在幅材上打印,并且第二成像器单元可操作以不同于第一分辨率的第二分辨率在幅材上打印。该方法进一步包括以下步骤:控制幅材处理、控制第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的第一部分和第二部分中的至少一个距幅材的距离以及控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准。
根据更进一步的方面,一种打印可热收缩幅材的方法包括以下步骤:沿处理方向运输柔性幅材,并且操作沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上以第一分辨率打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上以不同于第一分辨率的第二分辨率打印的第二部分。此外,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且第一部分和第二部分中的每一个包括至少一个打印头。该方法进一步包括以下步骤:控制幅材处理、控制至少一个打印头距幅材的距离、响应于幅材温度控制在幅材上干燥打印而不发生幅材的显著收缩并且控制第一成像器单元与第二成像器单元之间的套准。
根据又一方面,一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法包括以下步骤:操作第一成像器单元以用于将第一打印组合物施加到幅材上、操作第二成像器单元以用于将第二打印组合物施加到幅材上以及操作闭环控制系统,该闭环控制系统控制幅材处理以及第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距幅材的距离。第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据另一方面,一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法包括以下步骤:操作第一成像器单元以用于将第一打印组合物施加到幅材上、操作第二成像器单元以用于将第二打印组合物施加到幅材上以及操作闭环控制系统,该闭环控制系统控制幅材处理以及第一成像器单元和第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距幅材的距离。第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据另一方面,一种用于打印可热收缩幅材的打印系统包括被适配用于沿处理方向运输柔性幅材的运输设备以及沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元,其中,第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。至少一个干燥器可操作以在幅材上干燥打印而不发生幅材的显著收缩。第一闭环控制系统响应于幅材温度的指示并控制至少一个干燥器,并且第二闭环控制系统控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准。
根据另一方面,一种用于打印可热收缩幅材的打印系统包括被适配用于沿处理方向运输柔性幅材的运输设备以及沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,第一成像器单元以第一分辨率在幅材上打印并且第二成像器单元以不同于第一分辨率的第二分辨率在幅材上打印。至少一个干燥器可操作以在幅材上干燥打印而不发生幅材的显著收缩。第一闭环控制系统响应于幅材温度的指示且控制至少一个干燥器。第二闭环控制系统控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准,其中,第二闭环控制系统被适配用于将由第一成像器单元的第一部分打印的第一内容与由第二成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由第一成像器单元的第二部分打印的内容与由第二成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制第一成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制第二成像器单元的第一部分和第二部分。
根据又一方面,一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统包括用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元和用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元。第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据更进一步的方面,一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统包括用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元和用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元。第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
另一个方面涉及一种打印热收缩幅材的方法,包括以下步骤:沿处理方向运输柔性幅材,并且操作沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元以将水基油墨施加到幅材上。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。该方法进一步包括以下步骤:在幅材上干燥打印而不发生幅材的显著收缩,响应于幅材温度控制至少一个干燥器,并且控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准。
根据更进一步的方面,一种打印热收缩幅材的方法包括以下步骤:沿处理方向运输柔性幅材,并且操作沿处理方向彼此偏移的第一和第二可单独控制的喷墨成像器单元以向幅材施加水基油墨。第一成像器单元和第二成像器单元中的每一个包括可操作以在幅材的第一部分上打印的第一部分和可操作以在幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,第一和第二成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的。该方法进一步包括以下步骤:在幅材上干燥打印而不发生幅材的显著收缩,并且响应于幅材温度控制至少一个干燥器。更进一步地,该方法包括控制第一成像器单元和第二成像器单元之间的套准的步骤,包括以下步骤:操作第二闭环控制系统以将由第一成像器单元的第一部分打印的第一内容与由第二成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由第一成像器单元的第二部分打印的内容与由第二成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制第一成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制第二成像器单元的第一部分和第二部分。
根据另一方面,一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法包括操作用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元和操作用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元的步骤。第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
根据又一方面,一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法包括操作用于将第一打印组合物施加到幅材上的第一成像器单元和操作用于将第二打印组合物施加到幅材上的第二成像器单元的步骤。第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种。第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
在考虑以下详细描述和附图后,其他方面和优点将变得显而易见,其中,在整个说明书中相同的标号表示相同的结构。
简要描述仅旨在提供根据一个或多个说明性实施例在本文中公开的主题的简要概述,并且不用作解释权利要求或限定或限制本发明的范围的指南,本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供该简要描述用于以简化形式介绍对概念的说明性选择,这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。该简要描述并不旨在用于标识所要求保护的主题的主要特征或基本特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决背景中提到的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
为了能够理解本发明的特征的方式,可以通过参考某些实施例来获得对本发明的详细描述,其中一些实施例在附图中图示。然而,要注意的是,附图仅图示了本发明的某些实施例,因此不应被认为是对其范围的限制,因为本发明的范围包括其他同等有效的实施例。附图不一定按比例绘制,重点通常放在说明本发明的某些实施例的特征上。在附图中,相同的标号用于在各个视图中指示相同的零件。因此,为了进一步理解本发明,可以参考以下详细描述,结合附图阅读,其中:
图1是用于在基材上打印图像和/或文本的示例性系统的简化框图;
图2是待由图1的系统成像的聚合物薄膜的端视图;
图3是图1的打印管理系统的简化功能框图;
图4是图1的第四成像器单元的示例性实施例的组合示意图和框图,该图图示了幅材可旋转设备和控制系统;
图5是图4的实施例中使用的惰辊的侧视图;
图6是图4的辊202d、202e的局部透视侧视图;
图7是图4的惰辊208a、202g和202f、铺展辊204和滚筒72的局部透视图;
图8是图4的实施例中使用的轧辊206的侧视图;
图9是图8的轧辊206的一部分的放大局部侧视图;
图10是图4的铺展辊204、轧辊206和滚筒72的局部侧视透视图;
图11是图10的铺展辊的侧视图;
图12是大体沿图4的线12-12截取的成像器单元和控制系统以及相关部件的另一部分的组合局部侧视图和框图;
图13是用于实现图4的控制系统的计算机系统的框图;
图14是由图13的计算机系统执行的编程流程图;
图15是由计算机系统连同图13所示的硬件一起执行以实现图14的框404和424中的每一个的编程流程图;
图16是用于实现图1的打印管理系统的计算机系统的框图;
图17是由图16的打印管理系统执行的编程流程图;
图18是图1的幅材的一部分的简化平面图,该图图示了其上的套准标记的应用;
图19是图18的套准标记的局部放大视图;
图20是幅材的局部平面视图,其中内容部分打印在幅材的两路中;
图21是图20的打印内容部分之一的放大平面视图;
图22是带有成像器单元和传感器的幅材的一部分的局部平面视图;
图23是幅材的局部平面视图,其中内容部分打印在幅材的五路中;
图24A和24B图示了收缩幅材对打印在其上的图像的影响;
图25是图3的打印管理系统的失真校正过程的框图;
图26是由图25的失真校正过程的失真校正器过程所采取的步骤流程图;
图27是由图25的失真校正过程的印中失真分析器所采取的步骤流程图;
图28是由图25的失真校正过程的厂内失真分析器所采取的步骤的流程图;
图29是在客户现场处所采取的用于生成由图1的系统打印的幅材生产的袋的图像的步骤流程图;
图30是图25的失真校正过程的客户现场失真分析器的流程图;
图31A和31B图表式地图示确定由图1的系统打印在幅材上的图像的失真;
图32是图1的系统的干燥器单元的简化框图;
图32A是用于实现图32的闭环干燥器管理系统的计算机系统的框图;
图33是由图1的系统的全局干燥器控制系统所采取的用于配置图32的干燥器单元的操作参数的步骤流程图;
图34是由闭环干燥器控制器所采取的用于控制图32的干燥器单元的步骤流程图;
图35是由闭环干燥器控制器所采取的用于确定材料的干燥是否不足的步骤流程图;
图36是由闭环干燥器控制器所采取的用于降低由图1的系统打印的幅材的温度的步骤流程图;
图37是由闭环干燥器控制器所采取的用于提高由图1的系统打印的幅材的温度的步骤流程图;以及
图38A和38B是示出图32的干燥器单元的温度传感器的简化框图。
具体实施方式
图1示出用于在基材上打印内容(例如图像和/或文本)的示例性系统20,基材诸如用于食品级应用中的可收缩塑料薄膜。然而,应当理解,系统20可针对例如食品级以外的任何应用被用于在加工期间尺寸稳定或不稳定的任何聚合物或其它柔性材料上进行打印。系统20优选以高速操作,例如,大约零到约500以上英尺每分钟(fpm)且甚至高达约1000 fpm,尽管系统可根据需要或期望以不同的速度操作。所图示的系统20能够在基材的两侧上打印图像和/或文本(即,系统20能够进行双面打印),尽管并非必须如此。在所示实施例中,基材的第一侧在第一次期间由一系列特定单元成像,基材然后被翻转并且基材的另一侧在第二次期间被所有的特定单元或仅被特定单元的子集成像。特定单元中的一个或多个的第一部分可以在第一次期间被操作,并且特定单元中的一个或多个的从第一部分侧向偏移的第二部分可以在第二次期间被操作。特定单元中的一个或多个也可以在一次期间同时处理和/或成像基材的两侧,在这种情况下,此类(一个或多个)单元在基材的另一次期间不必被操作。在所示实施例中,第一部分在侧向范围上与第二部分相等,尽管并非必须如此。因此,例如,该系统可具有52英寸的宽度,并且可以双面打印高达26英寸宽的基材。替选地,可在单次生产运行期间将52英寸宽(或更小)的基材打印在单侧上(即单面打印)。如果需要,可按照所公开的成像器单元和其他单元添加附加的成像器单元和相关的干燥器和幅材导向器单元,以便获得全宽(即在所公开的实施例中为52英寸)的双面打印能力。更进一步,可适应具有不同宽度诸如64英寸(或更大或更小宽度)的基材。
此外,所示系统20可以包括仅使用喷墨打印机的全数字系统,尽管可使用其他打印方法进行一层或多层成像,诸如柔版打印、平版胶印、丝网打印、凹版打印、凸版打印等等。喷墨技术提供按需滴液的能力,因此,除其他优点外,还允许高水平的色彩控制和图像定制。
除上述外,确定的喷墨头适用于施加可能需要的(一个或多个)高不透明度基础油墨,使得打印在其上的其他油墨可以接收足够的(例如)反射白光,从而使叠印的油墨可以充分发挥其过滤功能。一些打印头技术更适于泛涂打印,如打印外涂层清漆、底漆和白色以及金属油墨。
另一方面,使用高分辨率打印头打印高保真图像实现最佳质量。使用滚筒技术和喷墨打印是维持套准、控制柔性/可收缩薄膜基材和再现扩展色域调色板的优选方式。
本文中公开的系统具有打印扩展色域图像的能力。在一些情况下,所要求的颜色再现可能需要定制的专色来准确匹配颜色。在这些情况下,可使用额外的第八通道(如果需要,还可以使用附加的通道)与系统中的其它进程同步地来打印(一个或多个)自定义颜色。
使用水基油墨在柔性/可收缩薄膜上打印面临许多挑战,需要流体管理、温度控制和闭环工艺。因此,在本系统中,例如,以高速维持高质量色域的能力是由(一个或多个)传感器控制的又一过程,该或这些传感器可包括一个或多个校准摄像头,以在大型运行期间连续微调系统。
如本文所用,短语“可热收缩”的使用是参考在185°F时显示出至少10%的总自由收缩(即机器方向和横向方向的自由收缩的总和)的薄膜,如由ASTM D2732所测量的,其全部内容在此以引用方式并入本文。在185°F时显示小于10%的总自由收缩的所有薄膜在本文中被指定为不可热收缩的。可热收缩薄膜在185°F下的总自由收缩率可以是至少15%、或至少20%、或至少30%、或至少40%、或至少45%、或至少50%、或至少55%、或至少60%、或至少65%、或至少70%,如由ASTM D2732所测量的。热收缩性可以通过在固态(即在低于聚合物的玻璃化转变温度的温度下)进行取向来实现。所采用的总取向因子(即,横向方向的拉伸和机器方向的牵引)可以是任何所期望的因子,诸如至少2X、至少3X、至少4X、至少5X、至少6X、至少7X、至少8X、至少9X、至少10X、至少16X、或从1.5X至20X、从2X至16X、从3X至12X、或从4X至9X。
如图1所示,所示系统20包括第一牵拉模块22,该牵拉模块在第一次打印穿过系统20的开始时将塑料的幅材24中的幅材从辊25展开,该辊25由轧辊23啮合。幅材24可包括扁平柱体或管状的塑料薄膜,该塑料薄膜包括两层,这两层具有侧面24a、24b(参见图2),这些侧面在侧折叠部24c、24d处接合,尽管如果需要,幅材24替代地可简单地包括单层材料,并且参阅上文。一旦被模块22展开,幅材24可通过表面能调整系统进行处理,诸如常规类型的电晕处理单元26,其增加幅材24的表面能。电晕处理应对大量紧密间隔的液滴施加到低表面能不可渗透材料时可能遇到的成像情况,如果对此不进行补偿,会由于聚结效应导致所施加的油墨的位置失真。电晕处理模块能够同时处理幅材24的两侧。以闭环方式控制幅材24的侧向位置的常规类型的第一幅材导向器28然后将经电晕处理的幅材24引导至第一成像器单元30。操作第一干燥器单元32以干燥由第一成像器单元30施加到幅材24的材料。由第一成像器单元30施加的材料可沉积在整个幅材24上,或可选择性地仅施加到一些或所有之后将接收油墨的区域。
第二牵拉模块40和第二幅材导向器42(其中,后者可与第一幅材导向器28相同)将幅材24递送到第二成像器单元44,该第二成像器单元将由第一供应单元45供应的材料打印在幅材24上。第二干燥器单元46可被操作以干燥由第二成像器单元44施加的材料。
此后,幅材24由第三幅材导向器48(同样,其可与第一幅材导向器28相同)引导到第三成像器单元60,该第三成像器单元将由第二供应单元62供应的材料施加在其上,诸如在至少部分覆盖由第二成像器单元44沉积的材料的位置处。第三干燥器单元64可被操作以干燥由第三成像器单元60施加的材料,然后幅材24由第四幅材导向器66(也可与第一幅材导向器28相同)引导到第四成像器单元70,该第四成像器单元包括相对高分辨率的扩展色域成像器单元70。
成像器单元70包括滚筒72,在该滚筒周围布置有喷墨打印头,用于将主要原色油墨CMYK施加到幅材24上、连同将次级原色油墨橙色、紫色和绿色OVG以及任选的专色油墨S以相对高的分辨率诸如1200dpi以及高速(例如,100-500fpm)施加到幅材24上。以高打印速度校准扩展色域打印。因此所施加的液滴尺寸相对较小(大约3-6pL)。如果需要,成像器单元70能以不同的分辨率操作和/或应用不同的液滴尺寸。油墨分别由第三供应单元74和第四供应单元76供应,并且在一些实施例中,油墨是水基型的。包括CMYK和OVG油墨的原色能够在幅材24上再现扩展色域的详细图像和高质量图形。第四干燥器单元80被设置在第四成像器单元70的下游并且在此干燥所施加的油墨。
在成像之后,幅材24可由幅材导向器81(优选地与第一幅材导向器28相同)引导并由第五成像器单元82涂覆,该第五成像器单元包括以相对低的分辨率和大的液滴尺寸操作的喷墨打印机(例如,600dpi,5-12pL大小的液滴)以将外涂层,诸如清漆,施加到幅材24的成像部分。外涂层由第五干燥器单元84干燥。此后,幅材由幅材导向器88(也优选地与第一幅材导向器28相同)引导,由幅材翻转杆90翻转,该幅材翻转杆可包括已知的气杆,并且返回到第一牵拉模块22以启动穿过系统20的第二次,随后例如,如上所述,可在幅材24的第二侧上进行材料沉积/成像。然后将完全成像的幅材24存储在由轧辊101啮合的卷取辊100上,然后可进一步处理,例如,以形成收缩包装袋。
虽然幅材24在图1中示出为在第二次开始时返回到第一牵拉模块22,但可以注意到,幅材可替代地递送到系统20中的另一个点,诸如幅材导向器28、第一成像器单元30、牵拉模块40、幅材导向器42或成像器单元44(例如,当不预涂幅材24时),绕过前端单元和/或模块,诸如模块22和电晕处理单元26。
此外,在幅材24要被单面打印(即,仅在一侧)的情况下,打印的幅材24可在穿过系统20的第一次之后立即存储在卷取辊100上,在此完全省略第二次。
幅材24可为多层的并且可具有0.25mm或更小的厚度,或0.5至30密耳,或0.5至15密耳,或1至10密耳,或1至8密耳,或1.1至7密耳,或1.2至6密耳,或1.3至5密耳,或1.5至4密耳,或1.6至3.5密耳,或1.8至3.3密耳,或2至3密耳,或1.5至4密耳,或0.5至1.5密耳,或1至1.5密耳,或0.7至1.3密耳,或0.8至1.2密耳,或0.9至1.1密耳的厚度。幅材24可具有根据1998年4月公布的ASTM D 1746-97“塑料片材透明度的标准测试方法”测量的薄膜透明度百分比(在本文中也称为薄膜清晰度),该标准测试方法的全部内容在此被并入,该测量的薄膜透明度百分比为至少15%,或至少20%,或至少25%,或至少30%。
优选地,系统20包括在辊25(其是从动辊)和牵拉模块22之间的第一张力区、牵拉模块22和成像器单元30之间的第二张力区、成像器单元30和牵拉模块40之间的第三张力单元、牵拉模块40和成像器单元44之间的第四张力区、成像器单元44和成像器单元60之间的第五张力区、成像器单元60和滚筒72之间的第六张力区、滚筒72和成像器单元82之间的第七张力区以及成像器单元82和卷取辊100(其是从动辊)之间的第八张力区。一个或多个张力区可设置在成像器单元82和牵拉模块22之间和/或系统20中的其它点处。限定张力区端部的元件中的每个例如都包括从动辊(其在成像器单元30、44、60、70和82的情况下包括成像器滚筒),该从动辊具有轧辊,如下文更详细描述的。优选地,所有张力区在长度上都限制在约20英尺或更短。每个张力区中的幅材张力由一个或多个张力控制器控制,使得幅材张力不落在(一个或多个)预定范围之外。
第一、第二和第三成像器单元30的性质和设计可随着系统20中使用的打印方法而变化。例如,在结合使用柔版打印和喷墨复制的特定实施例中,第一成像器单元30则可将包含透明底漆和白色着色剂(诸如二氧化钛)分散体的组合物以浸涂方式施加到幅材24。第二成像器单元44(其可包括喷墨打印机或柔版打印单元)此后可将一种或多种金属油墨沉积到幅材上的至少从第一成像器单元30接收材料的部分中。在这样的实施例中,不需要第三成像器单元60,并且可省略与其相关联的成像器单元60和干燥器单元64以及幅材导向器66。
在另一个实施例中,第一成像器单元30包括将白色颜料油墨施加到幅材24的柔版打印单元,第二成像器单元44包括施加一种或多种金属油墨的喷墨打印机或柔版打印单元,并且第三成像器单元60包括将透明底漆施加到幅材24的喷墨打印机或柔版打印单元。
在整个系统20中使用喷墨技术的又一个实施例中,包括喷墨打印机的第一成像器单元30可将包含透明底漆和白色着色剂诸如二氧化钛的分散体的组合物施加到幅材24。包括喷墨打印机的第二成像器单元44此后可将一种或多种金属油墨沉积到幅材上的至少从第一成像器单元30接收材料的部分中。在这样的实施例中,不需要第三成像器单元60,并且可省略与其相关联的成像器单元60和干燥器单元64以及幅材导向器66。
在又一实施例中,第一成像器单元30包括将白色颜料油墨施加到幅材24的喷墨打印机,第二成像器单元44包括施加一种或多种金属油墨的喷墨打印机,并且第三成像器单元60包括将透明底漆施加到幅材24的喷墨打印机。
成像器单元30、44、60、70和82中的任何一个或多个可被省略,或者其功能可与一个或多个其它成像器单元组合。因此,例如,在应用组合的底漆和白色颜料材料的情况下,该组合物可由成像器单元30或44中的一个打印并且可省略成像器单元30、44中的另一个。
在一些实施例中,第一成像器单元30、第二成像器单元44和第三成像器单元60中的每一个都包括600dpi(每英寸点数)喷墨打印机,每个都使用压电喷墨头施加相对大的液滴(即,至少5-12皮升(pL)),尽管成像器单元30、44和/或60能以不同的分辨率操作且/或施加不同大小的液滴。因此,例如,设计用于本系统中的金属和预涂油墨的打印头可具有400dpi的分辨率和20-30pL的液滴体积。预涂材料、白色和金属油墨具有相对重的颜料负载和/或大的颗粒尺寸,这最好由成像器单元30、44、60的相对低的分辨率/大的液滴尺寸头施加。
在替选的实施例中,底漆、白色和涂层成像器单元中的一个或多个可以相对高的分辨率和/或小的液滴尺寸,诸如1200dpi/3-6pL操作。
底漆使幅材24表面的至少一部分适于接收之后施加的水基油墨。优选(尽管不是必须)在处理之前就施加底漆且在第四成像器单元70施加专色油墨,以便此类颜色被直接施加到干燥的底漆。
优选地,第四成像器单元70包括上面所描述的喷墨打印机,使得可利用按需滴液技术,尤其在打印到打印的可变性、高分辨率和精确控制套准的能力方面。
第五成像器单元82还优选地包括至少以1200dpi或2400dpi操作的喷墨打印机,尽管其可替代地通过不同的打印方法诸如柔版打印单元来实施。
如下文更详细地指出,监督或全局控制系统120响应于传感器(图1中未示出)并且负责生产运行期间的各种系统设备的整体闭环控制。包括打印管理控制系统130的另一控制系统也以闭环方式控制各种成像器单元,以控制图像再现以及颜色校正、套准、对丢失像素的校正等。打印管理控制系统130控制各种成像器单元30、44、60、70和82。例如,成像器单元70包括第一和第二成像器部分225、227,其中,每个成像器部分225、227针对专色S和颜色CMYK和OVG中的每种都包括一个或两个打印头、总共十六个打印头(在每个成像器部分都有一个打印头的情况下)。八个打印头226a-226d和228a-228d。
同样在所示实施例中,每个干燥器单元32、46、64、80和84在打印期间由相关的闭环干燥器管理系统(图1中未显示)控制,以除其他之外最小化图像偏移(有时称为“脱落”),这可能会导致伪影,伪影可能是由于:沉积在幅材上的油墨干燥不当或不充分而导致未干燥的油墨/涂层粘附(即偏移)到一个或多个系统处理部件,诸如(一个或多个)惰辊或(一个或多个)其它部件,并从此类(一个或多个)系统处理部件运输到幅材的其它部分。
在实施为部分或完全喷墨系统的情况下,第一成像器单元至第五成像器单元30、44、60、70和/或82使用的打印头可为相同或不同类型的,甚至在每个打印机内,且/或,如前所述,可以使用不同的打印方法来施加油墨/涂层。在任何情况下,全局控制系统120和/或打印管理控制系统130被编程为在预处理期间转换表示各种层的输入数据,诸如通过光栅图像处理过程将打印就绪的源格式(例如Adobe便携式文档格式或PDF)的数据转换为位图或(一个或多个)其它页面表示形式,其中考虑到各种打印头类型/打印方法的操作特性(诸如(一个或多个)分辨率和(一个或多个)待沉积的液滴尺寸)和幅材属性(诸如受热时的收缩率)。
除前述之外,可提供一个或多个附加的控制系统,例如用以在幅材24被传输穿过系统20时跟踪和控制幅材24,且如下文进一步所述。视情况或需要而定,各种控制系统可通过一个或多个合适的可编程设备、输入传感器和输出控制设备一起或单独实施。
接下来参考图3,以概括的形式示出打印管理控制系统130的示例性实施例,其中假设第一成像器单元30将预涂材料施加到整个幅材24的选定部分上或整个幅材24上,使得这种成像器单元30的控制是直接的,因此未示出。示例性打印管理控制系统130以打印就绪的格式诸如PDF或其它打印就绪或非打印就绪的格式获取页面150,并将每个页面划分到表示待由成像器单元44、60、70和82成像的层的数据中。更具体地,使用图示的页面150作为示例,处理单元152将限定页面150的数据划分到表示四个层150a、150b、150c和150d的层数据中,这些层分别以白色、银色、原色(带有可选专色)和外涂层被打印,考虑到特定油墨和幅材材料,根据需要对层数据进行颜色校正,并使用光栅图像处理(RIP)技术将经颜色校正的层数据转换为四层位图(框154)。处理单元152然后确定套准参数,这些套准参数与层位图结合使用以控制各个成像器单元44、60、70和82(框156),使得层图像相互叠置地被准确地打印在幅材24上。
可包括适当编程的计算机或服务器或其它可编程设备的处理单元152响应于由传感器产生的反馈信号,传感器包括位置编码器160以及可选地包括摄像头162,这些传感器感测幅材位置和被打印的图像,使得处理单元152和/或其它控制可以在启动、关闭和稳态操作期间以闭环方式操作。
已经发现,由于褶皱和拼接部造成的打印头损坏风险,数字成像可热收缩可延展管材料存在幅材处理问题,而褶皱和拼接部对于正常的柔版打印成像过程来说是没有风险的。可延展薄膜幅材中的褶皱可能通过若干方式形成:1.)由于平滑的轧接点,困在幅材24中的空气形成穴,并且这些穴包裹在实心惰辊上,在幅材移动期间无意中爆破气穴并使材料表面失真;2.)接触点之间的距离可能过大,从而使材料自行折叠;3.)接触辊之间的对齐公差可能未充分受控制,导致褶皱形成;4.)标准张力控制方法通常不能足够精确地控制以避免起皱。
例如,为了解决这些问题,幅材处理系统220管理幅材24往返于第四成像器单元70的行进,在图4中示出该幅材处理系统的一部分。(应当注意,第四成像器单元70相比于其在图3中的显示被前后倒置)。类似和/或相同的部件可用于控制幅材在系统20的其他部分的移动,如下文更详细描述的。幅材处理系统220包括轴颈化(journaled)的进料惰辊202a-202g、轴颈化的铺展辊204、与滚筒72相邻设置的轴颈化的轧辊206和轴颈化的出料惰辊208a-208d。应当注意,如有必要或需要,可替代地使用更多或更少数量的辊来运输幅材24。
参考图5、6和10,在所示实施例中,惰辊202和208彼此相同,并且惰辊202、208中的每一个由金属或其他材料制成。具体参考图5,惰辊202a包括柱形表面202a-1和对角式延伸的凹槽202a-2和202a-3,这些凹槽优选但不一定以直角彼此交叉。凹槽202a-2和202a-3彼此全部相同。惰辊202、208中的每一个,诸如惰辊202a,优选包括两个独立轴颈化(即分割的)部分,包括半部202a-4和202a-5,它们之间相隔很小的距离,诸如万分之一英寸,使得半部202a-4和202a-5可以响应于例如52英寸的幅材在其上方的通过而旋转,或者可以响应于例如两个26英寸的幅材在其上方的通过以不同的速度独立地旋转。优选地,每个部分202a-4和202a-5的每个凹槽202a-2和202a-3具有从每个辊部分202a-4和202a-5的一个轴向端部连续延伸到辊部分202a-4和202a-5的另一个轴向端部的V形或U形。铺展辊204可包括任何已知或常规的任何合适类型的铺展辊,诸如固定弓形辊、可调节弓形辊、凹形幅材铺展辊、ESR分段扩张器辊或扩张器幅材铺展辊。
在所示实施例中,铺展辊204包括带有两个螺旋凹槽204a和204b(图11)的常规弹性柱形辊。
参考图7-9,轧辊206也是常规或已知的设计并且包括弹性外表面206a和多个凹槽206b。凹槽206b垂直于辊206的纵向轴线设置且因此彼此平行。在所示实施例中,凹槽206b具有彼此相同的尺寸且沿辊206等距间隔开,尽管一些或所有凹槽206b可以具有与一些或所有其余的凹槽206b不同的尺寸。此外,在所示实施例中,每个凹槽206b具有矩形横截面形状,其包括与纵向轴线平行的十六分之一英寸的宽度、十六分之一英寸的深度以及相邻凹槽的中心之间的四分之一英寸的间距。此外,外表面206a可以由橡胶或其他合适的材料制成。在操作过程中,被困在幅材24中的空气聚集在凹槽206b中并穿过与滚筒72的辊隙,使得不允许空气在辊隙后积聚并且可能地将幅材24拉伸或冲破。
优选地,每个惰辊202和208与相邻辊202、204、206和208的中心到中心间距在38至28英寸之间的范围内,更优选地在36至30英寸之间的范围内,并且最优选地在35至33英寸之间的范围内。替选地,每个惰辊202和208与相邻辊202、204、206和208的中心到中心间距不超过约36英寸、更优选地不超过约34英寸、并且最优选地小于或等于约30英寸,以便幅材24的无支撑长度在系统200中的所有点处都被限制。此外,通过确保系统中每个辊202、204、206和208的中心线优选地沿每个辊的纵向轴线与选定的单个虚拟基准点对齐不超过约0.001英寸每英尺、并且更优选地沿每个辊的纵向轴线与选定的单个虚拟基准点对齐不超过约0.00075英寸每英尺、并且最优选地沿每个辊的纵向轴线与选定的单个虚拟基准点对齐小于或等于约0.0005英寸每英尺的对齐来精确地控制辊到辊对齐。此外,在系统20中的每个关键轧接点之前,诸如辊204的铺展辊被设置在不大于特定距离处。具体地,铺展辊204优选地被设置在距轧辊206和滚筒72之间的轧接点约6英寸至约11英寸之间的范围内,更优选地约6.5英寸至约9.0英寸之间的范围内,并且最优选地约7.0英寸至约8.5英寸之间的范围内的距离,该距离如在幅材24与铺展辊204和轧接点离开接触的点之间测量的。替选地,铺展辊204优选地被设置在距轧辊206和滚筒72之间的轧接点约10英寸或更小、更优选地约8.5英寸或更小、并且最优选地约7英寸或更小的距离以维持辊隙中材料无皱,该距离如在幅材24与铺展辊204和轧接点离开接触的点之间测量的。因此,系统200可以具有上述的参数量级,包括不大于34英寸的相邻辊之间的辊间距、沿每个辊的纵向轴线到选定的单个虚拟基准点的不大于约0.001英寸每英尺的对齐、以及在铺展辊和轧接点之间的不大于约7英寸的距离。替选地可以根据需要使用上述列举的参数量级的任何其他(一个或多个)组合,诸如约36或约30英寸的辊间距、约0.00075或约0.0005英寸每英尺的对齐、以及在铺展辊和轧接点之间的约10英寸或约8.5英寸的距离。
限定张力区端部的每个元件都包括如图8和9中所示的与从动辊或滚筒相邻的轧辊。此外,除了辊25之外,诸如图11中所示的和/或如上所述的铺展辊被设置在张力区端部处每个辊隙的上游。而且,幅材24在每个张力区内由与辊202、208相似或相同的惰辊以上述间距被支撑。
系统200还可以并入打印头间隙控制系统。此外,虽然前述对于最小化褶皱形成的发生率是有效的,但褶皱仍可能发生且/或可能需要适应拼接部。因此,如下所述作出规定以控制打印头间隙和防止损坏一个或多个喷墨打印头。下文描述的控制系统222结合成像器单元70示出,而使用相同或基本相似的控制系统结合其余成像器单元30、44、60和/或82,这应该是显而易见的。如果需要,各种控制系统的元件可以组合和/或共享且/或这些系统可以完全分开。由于控制系统222控制十六个打印头的位置,并且其余的成像器单元使用较少的打印头并且可能以不同的分辨率和/或液滴尺寸操作,因此必须修改除下文所述之外的控制系统以考虑这些差异,这对于本领域的普通技术人员来说应该是显而易见的。在所示实施例中,成像器单元30、44、60、70和82的第一部分打印在幅材24的第一侧24a上,并且成像器单元30、44、60、70和82的第二部分打印在幅材24的第二侧24b上。
如在图4和12中所见,任何合适类型的多个厚度传感器223感测幅材24的一个或多个厚度,例如,在沿其长度或宽度的间隔点处。根据需要,多个传感器223可以替代地由单个传感器,诸如延伸跨过幅材24的全部或部分宽度的CCD摄像头代替。控制系统222响应于传感器223的(一个或多个)输出并且包括并控制多个致动器224,这些致动器224控制两个成像器部分的各个打印头的面的距离,每个成像器部分包括一个或两个打印头,其中,每个部分的打印头226和228在图4中以概括形式示出,其中八个228a-228h在图3中示出,其中八个226a-226d和228a-228d在图12中示出,应当理解总共包括十六个打印头,针对颜色CMYK和OVG以及专色S中的每一种包括两个打印头(在每个成像器部分包括单个打印头的情况下)。具体地,参考图12,打印头226a、228a可独立操作并以并排关系设置以将青色施加到幅材24的整个宽度,打印头226b、228b以并排关系设置并且可独立操作以将品红色施加到幅材24的整个宽度,其余的打印头依此类推(如图3中所见,打印头226、228围绕滚筒72的外缘被设置并且用于颜色OVGS的打印头226、228设置在图12的滚筒72后面,因此在该图中不可见)。每种颜色的打印头226与相同颜色的打印头228侧向直接相邻(即,打印头226、228的最内部的喷射孔或端口的间距基本上等于打印头226、228的其余相邻孔或端口之间的间距)以便可以对全宽幅材进行成像,而不会在幅材24上由打印头226、228成像的部分之间产生侧向间隙。此外,打印头226、228中的每一个(以及成像器单元30、44、60和82中的打印头中的每一个)在处理方向和侧向方向上是固定的,并且响应于传感器223和控制系统222的其余部分可通过致动器224径向移动,优选彼此独立地朝向和远离滚筒72也即幅材24移动。打印头226、228的位置可以由传感器,诸如用于一个或多个打印头226的位置传感器229确定(提供类似的传感器来感测其余打印头的位置),并且致动器224能以闭环方式被控制以获得精确的定位。系统222因此允许基于由传感器223产生的反馈根据基材厚度从每个打印头面到滚筒72的动态闭环的打印头间隙。在这方面,幅材位置编码器230,它可以是一个光学装置,(并且它可以包括位置编码器160或者可以与其分开)感测幅材位置和/或速度,例如在其移动期间通过检测打印在幅材24上的感测标记,以便打印头226和/或228被正确定位,以用于在幅材厚度在滚筒72处变化时获得最佳成像。根据需要,一个打印头的间隙可以与(一个或多个)其他打印头的间隙相同或不同。在优选实施例中,约0.0405至约0.052英寸的打印头间隙距离可以适应从约.0005至约.012英寸范围内的基材厚度,尽管可以替选地适应不同的间隙范围,并且因此适应不同的基材厚度范围。
厚度传感器223还能够检测幅材24中的拼接部和/或褶皱。替选地,可以在幅材行进的任何合适点处提供常规光学或其他合适种类的专用拼接部/褶皱传感器231(图4和13)。例如,从多层或拼接胶带可能会感觉到不透明度增加或超声波信号衰减。在检测到拼接部或褶皱的情况下,控制系统222响应于来自传感器223或231的信号,感测幅材位置编码器230的输出,并且就在拼接部或褶皱到达滚筒72之前的适当时间暂时缩回所有打印头226、228,使得拼接部或褶皱不会损坏任何打印头。一旦拼接部或褶皱已经通过打印头,控制系统222将打印头226、228移回它们的适当间隙距离。
控制系统222还包括张力控制,该张力控制响应于设置在一个或多个辊202、208(诸如图4和13的辊202c中的应变仪202c-1)和/或其他张力区中的其他辊中的一个或多个应变仪,并且控制系统20中的一个或多个从动辊的速度,诸如控制滚筒72的移动的驱动马达73(图13)和第三成像器单元60中的驱动马达233,该驱动马达向从动辊235提供动力,以控制在每个张力区、诸如第六张力区处的幅材24中的张力。
图13图示尤其适配用于实施控制系统222的计算机系统300,应当理解,本文公开的任何或所有控制系统,诸如控制系统120、130中的一个或多个,和/或(一个或多个)干燥器控制系统,可以由类似的计算机系统或由计算机系统300实现。因此,例如,计算机系统300还可以包括处理单元152并且可以实现控制系统222。计算机系统300包括个人计算机、服务器或其他可编程设备302,除了别的以外,计算机系统300还具有存储器304,存储器304存储由处理模块或控制器306执行以实现控制系统222的编程。设备302接收来自应变仪包含应变仪202c-1、幅材位置编码器230和传感器223、229和231的信号,并控制致动器224和各种驱动马达,诸如如下所述的驱动马达73和驱动马达233。
图14所示的编程由设备302执行以实现控制系统222。编程从框350开始,该框检测操作者何时推动“慢进给”按钮352(图13),在系统20首次预加载幅材24的材料之后。关于后者,幅材24优选仅被加载通过那些在通过系统20期间须被激活并因此被启用的系统部件,由此绕过未使用的系统部件。
一旦框350确定操作者按下慢进给按钮352,控制就传递到执行预张紧和幅材表征序列的一系列框。框356命令第一张力区中的从动辊消除第一张力区中的松弛。再次参考图1,假设系统20的所有部件都被启用以供使用,框356命令牵拉模块22中的从动辊旋转直到在第一张力区中实现目标张力,此时将从动辊维持在该位置。然后框358测量第一张力区中的拉伸以获得第一张力区中基材的表征。拉伸由框358(以及随后的框)使用设置在惰辊中的辊编码器诸如图4和图13的辊202c中的辊编码器359来计算,连同由相应张力区中的一个或多个应变仪所感测到的张力一起,其中,(一个或多个)应变仪可以与上述应变仪202c-1相似或相同。
与框356相同的框360命令第二张力区中的从动辊包括第一成像器单元30中的从动辊旋转并消除第二张力区中的松弛,直到实现第二张力区的目标张力。然后与框358相同的框362测量幅材24在第二张力区中的拉伸,以便表征幅材24在该区域中的部分。与框356和358相同的后续框,诸如框370、372,依次消除第三至第八其余张力区中的松弛,将幅材24张紧至目标值,并测量每个区域中的拉伸以表征在第三至第八张力区中的每一个中的幅材24。
在框372之后,框380接收关于基材幅材24的数据并计算幅材24的材料的弹性模量。可以由操作者、另一个人或通过标记诸如感测到的条形码所提供的数据可以包括关于幅材24的材料的信息。弹性模量、由框358、362、372和用于其他幅材张力区的相应框所采取的幅材表征或两者,可以在编程中的后续点处被使用,如下文更详细说明,以建立PID控制器参数。此外,如果框358、362、372和其他幅材张力区的相应框所采取的幅材表征表明测量的表征与基材数据和/或计算的基材弹性模量之间存在显著差异,则可以采取措施,诸如立即禁用系统20、激活灯光和/或声音警报等。
同样在框372之后,控制暂停,直到操作者再次按下慢进给按钮352,随后执行传递到启动生产运行的框382。框382向各种马达和相关联的马达驱动器诸如图13的马达驱动器384、386提供电力。
在框382之后,框394释放与卷取辊100(图1)相关联的回卷制动器396(图13)。此后框397重置比例-积分-微分(PID)控制器398(图13),其中两个与启用的张力区中的一个相关联。PID控制器由设备302实现。然后框400将每个PID控制器398的比例和积分增益设定为预定值。
在框400之后,框402检查以确定幅材24是单面打印还是双面打印。如果仅在一面打印幅材,则控制传递到下文更详细描述的框404,该框为启用的单元操作各种从动辊,从而实现所命令的系统吞吐量。框408检查以确定操作者是否已经命令系统20停止。如果不是,则控制返回框404,并且控制保持在框404,直到操作者命令系统200停止,于是控制传递到框410。
框410使回卷制动器396接合,框412然后以受控方式缓慢地降低启用单元中的各种从动辊的速度命令,并且框414将各种马达断电以使幅材24受控地停止。
如果框402确定要在两面打印幅材,则控制传递到框420,该框将围绕诸如惰辊202或208的辊的侧向中心线的多个惯性矩求和,以获得在该辊所设置在的张力区域中由两个幅材产生的总张力的指示。框420进一步对围绕由辊202或208支撑的第一幅材部分的侧向中心线的多个惯性矩求和,并且由第二幅材部分产生的张力通过在确定总张力时将由框420计算的后者力矩总和设定为等于零来获得。
框422然后通过对围绕第二幅材的侧向中心线的惯性矩求和并且在确定总张力时将这些求和的力矩设定为零来计算第一幅材中的张力。优选地与框404相同的框424以适当的速度为启用的单元操作各种从动辊以用于所命令的吞吐量,同时还控制张力区中的张力。框408然后检查以确定操作者是否已经命令系统20停止。如果不是,则控制返回框420,并且控制保持在包括框420、422和424的循环中,直到操作者命令系统200停止,于是控制传递到框410、412和414,从而使系统20受控地停止。
图15图示了用于实现图14的框404和424中的每一个的编程和硬件的组合。该编程响应于由操作者(图13)输入到计算机系统300的吞吐量速度命令。该编程包括优选彼此相同或相似的执行分支450a、450b、...、450N。分支450a例如控制马达73,分支450b控制马达452,该马达向另一张力区中的从动辊诸如设置在第七张力区中的成像器单元82中的从动辊提供动力。分支450N可以控制第三成像器单元60中的驱动马达233。其他从动辊由相同或相似的执行分支450控制。
由于执行分支450相同或相似,将仅详细描述执行分支450a。分支450a开始于框460a,该框通过考虑滚筒72的直径的第一比率调节吞吐量速度命令,使得滚筒72的表面以所命令的切向速度移动以控制幅材张力和系统吞吐量。接下来,框462a通过基于由张力传感器464a产生的张力反馈信号的第二比率进一步修改速度命令,该张力传感器可以包括一个或多个应变仪、诸如设置在一个或多个辊202、208中的在这种情况下设置在第六张力区的应变仪202c-1(图4和13),其中,张力反馈信号由PID控制器398中的第一个398a-l进行修改。所得的命令信号被提供给马达驱动器384以操作马达73。PID控制器398中的第二个398a-2响应于由马达位置传感器462c产生的马达位置反馈信号,并向马达驱动器384提供修改的反馈信号,使得该马达驱动器作为闭环控制器进行操作。值得注意的是,PID控制器398a-1是一个相对较慢的控制器,因此通过缓慢调节从动辊的位置可以在相对宽的范围内控制张力。
另一方面,PID控制器398a-2是一个相对动作较快的控制器,它维持从动辊的同步操作。
图16图示计算机系统300,该计算机系统被特别适配用于以数字方式实施打印管理控制系统130,其中应当理解,本文公开的控制系统中的任何或全部,诸如控制系统120和/或干燥器控制系统中的一个或多个,可由类似的计算机系统或计算机系统300实现。因此,例如,系统300可包括处理单元152,并且如果需要,可实现控制系统120。计算机系统300包括具有存储器304的个人计算机、服务器或其它可编程设备302,该存储器除其他之外存储如图17所示的程序,该程序由处理模块或控制器306执行以实现打印管理控制系统130。设备302接收来自各种传感器的信号,这些传感器可包括摄像头和/或其它设备。具体地,在所示实施例中,设备302响应于一个或多个图像传感器,诸如位于成像器单元70上游的摄像头500、502以及可包括摄像头或常规感测标记设备的另一图像传感器504,该感测标记设备被适配用于穿过幅材24的背面24b感测套准标记。设备302还可响应于由位置编码器160和可选地由摄像头162产生的幅材位置信号。摄像头162在使用时,对幅材24的整个宽度(在所示实施例中为54英寸)进行成像,并允许打印管理控制系统130(或系统20的其它控制系统中的任何控制系统)将由打印头打印的图像拼接在一起,进行颜色到颜色的套准和颜色校准,检测丢失的(一个或多个)像素,并且在整个幅材上进行打印头规范化。
设备302还响应于其它摄像头(未示出),每个摄像头位于其它成像器单元30、44、60和82的上游,并且包括一个或多个像素缓冲器307,其存储数据以结合第四成像器单元70以下面描述的方式控制第一至第五成像器单元。
常规地,由空白区域分隔开的重复的一系列内容部分沿幅材24的长度被打印。每个内容部分可包括图像、文本或二者。因此,例如,在图20所示的实施例中,幅材24将在侧向间隔开的两路556、558中的第一侧24a上被打印重复的图像组560、562,其中,图像560、562沿着垂直于侧向方向的处理方向偏移,使得内容部分被空白区域分开(图20中仅示出了一组图像560、562,其中应当理解,其它等距(或非等距)的组沿处理方向被打印在幅材24上且沿着幅材被打印)。应当注意,幅材24可在不同数量的(一个或多个)路中单面或双面地被打印,并且打印的内容可或可不沿着处理方向相对彼此偏移。同样在所示实施例中,图像560、562是相同的,或基本相同,尽管系统20可打印包括任何种类的打印内容的(一个或多个)图像和/或文本,并且路中的打印内容可为基本或完全不同的。
如图21中所示,诸如内容部分560的每个打印内容部分具有沿侧向方向的X方向和沿处理方向的Y方向。在所示实施例中,每个内容部分具有与Y方向相等的X方向,其中,两者在宽度和长度上分别都为n个单位(诸如英寸)。此外,原点563位于图像560的左上角。
图17的编程对于每路556、558被独立执行。编程开始于框580,该框指示包括系统20的部分的第一打印设备、诸如第二成像器单元44在幅材24的第一侧24a上打印套准标记或基准584(其中一个在图15中示出,另一个在图20中示出),其中,每个套准标记与由单元44放置的重复的打印内容部分中的一个一起被打印,并且相对于且邻近该打印内容部分被设置在受控位置585(其中之一在图18中可见)处。具体地,如图19和20的实施例中所见,每个套准标记584可以是任何合适的设计,诸如例如以三角形配置所布置的三个白点,其中,三个点的中心被设置在上游且向左分别沿处理方向和横向方向与当完全打印时将成为相关联的内容部分、诸如图20中所示的图像560a、的原点563距精确的距离。套准标记584因此优选地被打印在待成像的幅材区域之外。
再次参考图17,编程在框590处继续,该框感测图16成像器单元60下游和成像器单元70上游的摄像头500的输出。在所示实施例中,摄像头500包括CCD设备或其它合适的光学设备,其产生整个幅材24、整个幅材部分24a和/或24b或每个幅材部分24a或24b的仅一部分的光学再现。因此,在所示实施例中,例如,系统300包括分开的摄像头500和502,尽管这些摄像头可被单个摄像头代替,该单个摄像头同时捕获侧向偏移的幅材侧面24a和24b的图像。在任一情况下,提供至少一个摄像头来感测幅材24每一侧上的每个套准标记。当摄像头500检测到套准标记的中心点时,框592确定中心点在X方向和Y方向上从预期位置的任何物理偏移。可包括一个或多个输出路环形缓冲器的(一个或多个)像素缓冲器307连同经光栅图像处理(RIP)的数据被预存储,这些数据是用于接下来待成像的若干内容部分和相关联的路中的中间空白部分。对此,可注意到,(一个或多个)输出路环形缓冲器基于顺序性的逐个光栅连续地输出内容部分和中间空白部分的数据。如果框592确定位置校正是必要的,则框594顺序性地偏移与第一光栅中的RIP数据相关联的指针(“X,Y索引”),以便成像器单元70成像的接下来的内容部分。框596监视偏移过程,并且当第一光栅的最后一个RIP数据的偏移过程被完成时,框598使用第一光栅的指针来将第一光栅的RIP数据在所需的偏移处递送到像素缓冲器307的输出缓冲器,该偏移是通过计数由位置编码器160产生的脉冲来确定。框594、596和598连续地操作以偏移用于后续光栅的RIP数据的指针并将此数据递送到输出缓冲区。接下来,框600将RIP数据到成像器单元70的递送延迟一段时间,该时间考虑到套准标记距成像器单元70接下来待打印的内容部分的前沿的距离和由位置编码器160所检测的幅材的速度,并且框602在适当的时间将RIP数据传输到单元70,使得内容部分被准确地打印在幅材24上。
来自框602的控制返回到框590以等待下一个套准标记的感测。
如先前所述,在路558中再现内容部分的编程与上面所示和描述的相同,并且这种编程独立于图17的编程来执行。事实上,如图23中所示,更多路,诸如路610、612、614、616和618的每个均可由图17的编程的实例来打印,其中,编程实例独立操作。
图10示出对幅材的两侧24a、24b进行套准的实施例。一旦第一侧24a如上文所述被成像,则幅材如前所述被翻转并在第二次期间穿过第二、侧向偏移的路径。在一个实施例中,传感器504通过透明幅材24检测套准标记584。替选地,传感器504可被设置在幅材24下方并直接检测套准标记584。在任一情况下,图17的编程实例操作成像器单元44在幅材侧24b上的被套准的位置中打印白色内容部分,以及打印另一套准标记589,该另一套准标记在相对于由成像器单元44这次在幅材24的第二侧上打印的内容部分的配置和放置方面与套准标记584相似或相同。此后,摄像头502检测套准标记589,以便与由成像器单元44施加的白色打印内容套准地操作成像器单元70。
如果需要,其余的成像器单元30、60和82中的每个成像器单元的每个侧向部分都可通过图5的编程的独立实例来操作,从而实现整个成像器单元到成像器单元的套准,无论是单面打印还是双面打印。
牵拉模块22、幅材导向器42、48、66和81以及上述的辊提供幅材运输装置,其将幅材24输送经过成像器单元44、60、70和82。在一些实施例中,成像器单元44、60和82中的每一个分别包括喷墨打印单元1184、1186和1188,以及分别包括打印单元控制器1190、1192和1194。每个喷墨打印单元1184、1186和1188被适配用于基本上沿着幅材24的宽度选择性地沉积特定材料。特别地,每个喷墨打印单元1184、1186和1188包含充足数量的喷墨打印头,使得此类喷墨打印头的喷射喷嘴基本上跨越幅材24的宽度。在一些实施例中,如果喷墨打印单元1184、1186或1188包含多个喷墨打印头(而不仅仅是一个幅材宽度的喷墨打印头),那么此类多个喷墨打印头以线性方式彼此端对端邻接设置以跨越幅材24。在其它实施例中,此类多个喷墨打印头可设置在二维喷墨打印头阵列中的载体(未示出)中,使得喷墨打印头(以及包括此类喷墨打印头的喷墨打印单元1184、1186或1188)的喷射喷嘴跨越幅材24的宽度。
此外,成像器单元70包含围绕滚筒72的周长设置的多个喷墨打印单元228a-228h。每个喷墨打印单元228a-228h包含充足数量的喷墨打印头,使得喷墨打印头的喷射喷嘴基本上跨越幅材24的宽度。包括每个喷墨打印单元228a-228h的(一个或多个)喷墨打印头被适配用于沿着基本上沿着幅材24的宽度沉积特定材料。例如,包括喷墨打印单元228a的(一个或多个)喷墨打印头被设置成使得此类(一个或多个)喷墨打印头可基本上沿着幅材24的宽度沉积青色油墨。类似地,包括喷墨打印单元228b-228h的(一个或多个)喷墨打印头被设置成使得此类(一个或多个)喷墨打印头可分别沉积品红色、黄色、黑色、橙色、紫色、绿色和专色油墨。
类似于喷墨打印单元1184、1186和1188的喷墨打印头的布置,包括每个喷墨打印单元228a-228h的喷墨打印头能以线性方式或二维阵列彼此端对端邻接设置,使得每个喷墨打印组228的喷墨打印头的喷射喷嘴跨越幅材24的宽度。
每个喷墨打印单元1184、1186、1188和228a-228h分别与打印单元控制器1190、1192、1194和1196a-1196h相关联。每个打印单元控制器1190、1192和1194从打印管理控制系统130接收分别由与其相关联的打印单元1184、1186和1188待打印的层数据150a、150b和150d以及应该打印此类层数据150a、150b和150d的位置信息。每个打印单元控制器1190、1192和1194分别控制喷墨打印单元1184、1186和1188,以使此类打印单元的喷嘴根据此类层数据150a、150b和150d以及位置数据将油墨(或其它材料)喷射到幅材24上。
另外,打印管理控制系统130向打印单元控制器1196a-1196h提供表示要使用原色油墨打印的所有颜色位图的层数据150c以及在幅材24上打印此类层数据150c的位置信息。在一些实施例中,将层数据150c完整地提供给所有打印单元控制器1196a-1196h。作为响应,打印单元控制器1196从层数据150c中选择与待由喷墨打印单元228打印的油墨颜色相关联的颜色位图,并且生成信号以使此类打印单元228的喷墨打印头根据所选择的位图和位置数据沉积此类油墨颜色的液滴。在其它实施例中,打印管理控制系统130将位图从与由喷墨打印单元228打印的油墨颜色相关联的层数据150c提供给与此类喷墨打印单元相关联的打印单元控制器1196。
在一些实施例中,为了支持高速打印,在打印期间随着幅材24被运输,包括成像器单元44、60、70和82的所有喷墨打印单元(和喷墨打印头)的位置在此被固定(即固定的)。
如以上所讨论的,成像器单元44、60、70、82以及因此其喷墨打印单元1184、1186和1188可分别被操作以沉积具有不同体积和不同分辨率的油墨或其它材料的液滴。
在一个实施例中,成像器单元44将白色(或其它)着色剂沉积到透明幅材24上,以形成可在其上沉积后续着色剂的背衬(或轮廓)。因为白色着色剂包含诸如二氧化钛的颗粒,所以需要相对大的液滴体积(例如,在约5皮升/滴和12皮升/滴之间)来容纳此类颗粒。另外,因为轮廓包括始终具有基本上相同强度水平的图像,所以轮廓能以相对低的分辨率例如600点每英寸形成。此类大的液滴大小和低分辨率也可允许材料的液滴聚结并且形成一致的着色剂层以形成轮廓。
如以上所讨论的,成像器单元60在由成像器单元44沉积的着色剂的顶部上沉积金属油墨。像由成像器单元44沉积的着色剂一样,金属油墨典型地包含着色剂和具有相对大的颗粒大小的其它材料,并且金属油墨被沉积以形成强度可变性小的打印图像。因此,使用金属油墨的图像可使用相对大体积的液滴(例如,从约5皮升/滴到12皮升/滴)并且以相对低的分辨率(例如,约600点每英寸)形成。
成像器单元70在幅材上形成高分辨率颜色图像。因此,成像器单元70使用每个打印单元228以具有相对低的体积(例如,在约3皮升/滴和约6皮升/滴之间)和高分辨率(例如,1200点每英寸或更多)的油墨液滴形成图像。此类低液滴体积和高分辨率形成始终具有强度可变性的图像,以再现其中具有精细细节的页面150。
在一些实施例中,由光栅图像处理和颜色校正过程(框154)生成的层数据150a-150d为加网位图数据,并且喷墨打印单元1184、1186、228和1188分别由打印单元控制器1190、1192、1196和1194控制,以根据此类加网位图数据将材料的液滴放置在幅材24上。在其它实施例中,由光栅图像处理和颜色校正过程(框154)生产的位图数据没有被加网,并且打印单元控制器1190、1192、1196和1194对由光栅图像处理和颜色校正过程(框154)提供的位图数据进行加网,并且驱动打印单元1190、1192、1196和1194根据由打印单元控制器1190、1192、1196和1194形成的加网数据在幅材24上沉积材料的液滴。
在一些实施例中,用于驱动低分辨率喷墨打印单元1184和1186的数据根据传统的半色调(例如调幅)加网图案进行加网。另外,用于驱动高分辨率喷墨打印单元228和1188的数据根据调频加网图案进行加网。本领域的普通技术人员将理解,使用调频加网图案允许再现使用此类图案打印的更多细节。也可使用对本领域的普通技术人员显而易见的其它加网方法。
在一些实施例中,打印单元控制器1190、1192、1196和1194在与用于实现打印管理控制系统130的计算机处理器分离的一个或多个计算机处理器上操作。在其它实施例中,打印单元控制器1190、1192、1196和1194中的一个或多个可作为用于实现打印管理控制系统130的计算机处理器上的过程来操作。
如上所述,在一些实施例中,成像器单元82用于在由成像器单元70打印的图像上沉积涂层材料。为了确保沉积薄层涂层,此类成像器单元也使用相对小的液滴体积以高分辨率打印。
对本领域的普通技术人员显而易见的是,使用尽可能使用大液滴大小以相对低的分辨率打印的喷墨打印头可比使用以小液滴大小以高分辨率打印的喷墨打印头更具成本效益。另外,本领域的普通技术人员将理解,必须分别在以低分辨率/大液滴大小打印的打印单元控制器1190和1192与喷墨打印单元1184和1186之间传输的数据量可基本上小于必须从以高分辨率/小液滴大小打印的喷墨打印控制器228和喷墨打印单元1196传输的数据量,并且因此实现打印单元控制器1190和1192的成本可小于实现喷墨打印控制器228的成本。
再次参考图3,摄像头162可设置在图像单元82之后,当使用时,该摄像头对幅材24的整个宽度(在图示实施例中为54英寸)成像,并且允许打印管理控制系统130(或系统20的任何其它控制系统)进行颜色到颜色套准和颜色校准,检测和校正(一个或多个)丢失像素和缝合误差(由相邻头打印的图像的部分之间的间隙或对齐误差),并且在幅材上进行打印头规范化。
在一些实施例中,打印管理控制系统130在进行光栅图像处理和颜色校正过程(框154)之前进行失真校正过程(框1200)。如下文更详细描述的,失真校正过程(框1200)调节页面150(或其元素)的尺寸,以当幅材24的一部分用于收缩包裹应用时,对幅材24的在其上打印此类页面150的部分的收缩进行补偿。
图24A和24B图示由打印管理控制系统130进行的失真校正过程(框1200)所执行的尺寸补偿。在图24B所示的示例中,假设在打印之后,幅材24将用于生产收缩包裹的包装1202(即,在幅材24收缩之后),该包装上打印有尺寸为(x,y)的第一图像1204和尺寸为(w,z)的第二图像1206。打印管理控制系统130进行失真校正(框1200),并且确定,为了补偿薄膜的收缩,应该打印具有尺寸(x’,y’)的第一图像1204并且应该打印具有尺寸(w’,z’)的第二图像。
失真校正过程(框1200)还确定到网点增益改变,作为打印有此类图像的幅材24的部分收缩的结果,该网点增益改变可导致图像1204和1206中的每一个,例如因为当此类部分被收缩时,幅材上的干墨滴之间的距离减小。此后,失真校正过程(框1200)调节待打印的图像数据,以在将此类图像数据提供给光栅图像处理和颜色校正过程(框154)之前补偿此类网点增益改变。
还参考图25,失真校正过程(框1200)包含失真校正器过程(框1232)、页面分析器过程(框1234)、失真加载器过程(框1236)和数据库1238。图26示出由失真校正过程(框1200)所采取的步骤流程图1250。参考图3和24-26,在步骤1252,失真校正器过程(框1232)加载打印的页面文件和打印参数,包含由成像器单元44、60、70和82待沉积的油墨(或其它材料)、在其上打印的幅材24的材料、幅材24将形成(通过收缩)的最终产品等。
在步骤1254,失真加载器过程(框1236)根据作业参数向数据库1238查询失真信息数据。特别地,此类失真信息数据包含关于幅材24的材料的不同部分在收缩时经历的尺寸改变的信息。例如,与靠近幅材中心部分的幅材24的一部分相比,幅材24的靠近幅材外边缘的部分可收缩更多(或更少)。在一些实施例中,此类尺寸改变信息包含当幅材收缩到未收缩幅材24上的等间距水平线和垂直线的网格位置时发生的改变。等间距水平线和垂直线限定包括网格的二维单元阵列。网格的每个单元与幅材24的一部分相关联,在该部分上可打印图像,并且表示此类图像的邻近像素的预定区域。例如,网格的每个单元可表示32像素宽×32像素高的图像的一部分。对本领域的普通技术人员显而易见的是,每个单元可表示具有其它尺寸的图像的部分。网格的每个单元与失真信息相关联,该失真信息包含如何修改在与单元相关联的幅材24的一部分上待打印的图像的一部分,以补偿由于打印后幅材的收缩而可发生在图像的此类打印部分上的失真。
与每个单元相关联的失真信息包含水平垂直比例因子,通过这些因子应调节在与单元相关联的幅材24的一部分上待打印的图像的一部分的尺寸。此外,与每个单元相关联的失真信息还包含关于调节的信息,这些调节应该对与单元相关联的图像的一部分的像素的颜色值做出,以补偿可能由于幅材24收缩而导致的对于沉积在幅材24上的每种类型的油墨(或其它材料)的干液滴的网点增益改变。
另外,失真信息数据可识别幅材24上不应打印可扫描元素(例如条形码、QR码等)的部分,因为例如当幅材24围绕设置在其中的产品被收缩时,此类部分可变得过于失真或甚至被遮挡。如果这些可扫描元素碰巧落在幅材24上不应打印可扫描元素的一部分上,那么失真信息还可识别幅材24的替选位置,在该替选位置上应该重新定位此类可扫描元素。
在步骤1256,页面分析器过程(框1234)从在步骤1252加载的页面文件中选择待打印的页面元素。此类页面元素可包含图像、可扫描元素、文本框等。在步骤1258,失真校正器过程(框1232)确定所选择的页面元素在幅材24上待打印的位置,使用在步骤1254加载的失真信息和此类位置来确定施加到所选择页面元素的尺寸改变,并且调节所选择的页面元素的尺寸(例如,通过对图像重新采样、调节字体度量等)以形成经调节的页面元素。在步骤1258,失真校正器过程(框1232)还可根据失真数据对经调节的页面元素在未收缩幅材24上待打印的开始位置进行调节。
在步骤1260,失真校正器过程(框1232)检查所选择的页面元素是否为可扫描元素,并且经调节的开始位置是否将打印的可扫描元素放置在幅材24的不应该打印此类可扫描元素的部分上。如果是,那么失真校正器过程(框1232)前进到步骤1262,否则失真校正器前进到步骤1264。
在步骤1262,失真校正器过程(框1232)将可扫描元素的位置(如在步骤1258所调节的)调节到替选位置(例如,如在步骤1254加载的失真数据中所识别的),并且前进到步骤1264。
在步骤1264,失真校正器过程(框1232)对经调节的页面元素的像素值进行调节,以补偿由于幅材24收缩而可能发生的网点增益改变。替选地,例如,如果页面元素不是图像,那么失真校正器过程(框1232)调节由与页面元素相关联的页面文件中的打印命令所指定的颜色值,这对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
在步骤1266,失真校正器过程(框1232)将在步骤1260由于被施加网点增益补偿而产生的经调节的页面元素添加到输出页面文件和打印命令,以使页面元素在幅材24上在步骤1258或1262所确定的位置处被打印。
在步骤1268,页面分析器过程(框1234)确定是否有任何附加的页面元素尚未被处理,如果有,那么返回到步骤1256以选择另一个页面元素。否则,在步骤1270,失真加载器过程(框1232)将输出页面文件添加到与光栅图像处理和颜色校正过程(图3的框154)相关联的输入队列,或者以其他方式将输出页面文件提供给此类过程。此后,失真校正框1200退出。
再次参考图3和25,失真校正过程(框1200)包括形成和调节存储在数据库1238中的失真信息的印中失真分析器过程(框1280)、厂内失真分析器过程(框1282)和客户现场失真分析器过程(框1284)。
图27为由印中失真分析器过程(框1280)所采取的在生产运行期间监控失真的步骤流程图1300。
参考图27,在步骤1302,印中失真分析器过程(框1280)加载生产作业的参数,包含在幅材24上待打印的页面150、包括幅材24的材料等。
在步骤1304,印中失真分析器过程(框1280)根据生产作业的参数从数据库1238中选择失真信息。
在步骤1306,印中失真分析器过程(框1280)等待生产作业开始。
在步骤1308,印中失真分析器过程(框1280)从沿着干燥器单元84和卷取辊100之间的幅材24的路径所设置的摄像头(未示出)接收在幅材24上所打印的页面的图像。在一些实施例中,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)确定页面何时将处于摄像头的视野中,并且指示摄像头获取图像。在其它实施例中,摄像头根据正在打印的幅材速度和页面大小以预定速率获取在幅材上所打印的所有页面的图像。可使用对本领域的普通技术人员来说显而易见的其它方式操作摄像头以获取打印的页面的图像。
在步骤1310,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)相对于用于生成打印页面的页面数据150(图3)分析打印页面的图像,以估计在打印期间发生的失真。
在步骤1312,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)确定在步骤1310所确定的失真量(在打印页面的尺寸上或在网点增益上)是否超过预定的可接受的失真水平,并且如果如此,那么印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)在步骤1314向打印管理控制系统130生成错误,以由于过度失真而停止生产运行并且退出。
否则,在步骤1316,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)根据在步骤1310确定的失真,调节数据库1238中与生产运行的参数相关联的失真信息。
在步骤1318,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)确定生产运行是否已经完成,并且如果如此,那么退出。否则,印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)前进到步骤1308,以接收另一个图像。
厂内失真分析器过程(框1282)分析由幅材24形成的代表性袋的图像,以产生失真校正器过程(框1232)和印中失真分析器印中失真分析器过程(框1280)使用的失真信息。在一些实施例中,待放置在由幅材24形成的袋中的产品模型可被放置在代表性袋中,并且代表性袋可在其周围收缩。图28说明由厂内失真分析器过程(框1282)所采取的步骤流程图1350。
在步骤1352,厂内失真分析器过程(框1282)加载用于打印用于形成袋的幅材24的作业参数。
在步骤1354,厂内失真分析器过程(框1282)初始化与作业参数相关联的新失真信息。
在步骤1356,在袋已经形成且热收缩之后,厂内失真分析器过程(框1282)接收代表性袋的图像。
在步骤1358,厂内失真分析器过程(框1282)在接收的图像中识别打印在袋上的打印页面元素,并且通过例如将打印页面元素的内容和位置与页面150中的页面元素的规格进行比较,来选择页面150中对应于打印页面元素的页面元素。此外,厂内失真分析器过程(框1282)进行诸如边缘检测、阈值处理等的图像处理操作,以将接收的图像中的打印页面元素与接收的图像的其它部分隔离。
在步骤1360,厂内失真分析器过程(框1282)确定在步骤1356所识别的打印页面元素和与其对应的页面150中的页面元素之间的尺寸和位置失真。
在步骤1362,厂内失真分析器过程(框1282)用在步骤1356所确定的尺寸和位置失真更新在步骤1354产生的失真信息,并且将此类失真与未收缩幅材24上所打印的页面元素的位置相关联(如在页面150中指定的)。
在步骤1364,厂内失真分析器过程(框1282)确定是否在步骤1356所接收的图像中的所有打印页面元素都已被分析,并且如果是,那么前进到步骤1366。否则,厂内失真分析器过程(框1282)前进到步骤1358,以识别另一个打印元素。
在步骤1366,厂内失真分析器过程(框1282)将步骤1362和1364中产生的失真信息存储在数据库1238中,并且然后退出。
再次参考图25,根据产品已被放置在由幅材24形成的袋中并且袋围绕产品收缩之后所接收的信息,客户现场失真分析器过程(框1284)被用于更新存储在数据库1238中的失真信息。
图29示出由装袋系统所采取的用于准备供客户现场失真分析器过程(框1284)使用的数据的步骤流程图1400。在步骤1402,产品被放置在由打印幅材24生产的袋中。
在步骤1404,收缩其中具有产品的袋(例如,在热水浴中或对于本领域的普通技术人员显而易见的其它方法)。
在步骤1406,扫描收缩袋上的可扫描打印元素。
在步骤1408,由扫描可扫描打印元素产生的数据(例如,SKU或其它识别信息)和可扫描打印元素的图像被存储在计算机(未示出)上。计算机可以是在客户现场失真分析器过程(框1284)操作的生产设施处、在云中的计算机上、或者在客户现场失真分析器过程(框1284)可访问的任何其它位置。
在步骤1410,装袋系统确定是否还有附加的袋待装载产品并且被扫描,并且如果是,那么前进到步骤1402。否则,装袋系统退出。
周期性地,例如,在预定数量的生产运行以生产其中待放置特定类型产品的袋之后,客户现场失真分析器过程(框1284)在步骤1408(图29)操作以确定失真误差是否导致扫描误差。
图30为由客户现场失真分析器过程(框1284)所采取的用于更新失真信息以减少扫描误差的步骤流程图1450。在步骤1452,客户现场失真分析器过程(框1284)选择与误扫描相关联的可扫描页面元素的图像。此类可扫描页面元素可在其中编码有关于何时和何地来自被压印袋的幅材24被打印有可扫描页面元素、序列码和其它生产信息的信息。
在步骤1454,客户现场失真分析器过程(框1284)加载导致误扫描的打印的可扫描项目被打印在幅材24上的作业期间的作业参数、页面150和与作业相关联的失真信息。
在步骤1456,客户现场失真分析器过程(框1284)相对于页面150中的可扫描页面元素分析在步骤1452所选择的每个图像,以确定在所选择的图像中存在的失真。
在步骤1458,客户现场失真分析器过程(框1284)根据在步骤1456确定的失真来更新在步骤1454加载并且与作业参数相关联的失真信息。在步骤1460,客户现场失真分析器过程(框1284)将更新的失真存储在数据库1238中,以供后续作业使用,其作业参数与在步骤1454加载的作业参数相同。
此后,客户现场失真分析器过程(框1284)退出。
图31A和31B图表式图示尺寸失真信息可如何在步骤1310(图27)、步骤1360(图28)和步骤1456(图30)产生的示例。
参考图31A,产生单元1502的第一二维阵列1500,其中,每个单元跨越待打印的元素的预定数量的像素。为了清楚起见,与网格的每个单元相关联的附图标记1502仅在图31A中的几个此类单元示出。
优选地,第一二维阵列1500的每个单元1502水平和垂直跨越相等数量的像素。待打印的页面150中的图像元素1504与单元1502的二维阵列相关联,以确定图像元素1504跨越的单元1502的数量。在图31A所示的示例中,图像1504水平跨越5个单元区域且垂直跨越5个单元区域。
参考图31B,在图像元素1504打印在幅材24上之后,在幅材24已经收缩并且形成袋之后获取打印的页面元素的图像1506。获取的图像与单元1512的第二二维阵列1510对齐。一开始,每个单元1512的尺寸与每个单元1510的尺寸相同。
此后,调节单元1512的尺寸,使得获取的图像1506跨越图像1504所跨越的相同数量的单元1502(即,5×5)。由经调节的单元1512跨越的水平像素数除以由单元1502跨越的水平像素数提供水平比例因子。类似地,由经调节的单元1512跨越的垂直像素数除以由单元1502跨越的垂直像素数提供垂直比例因子。此类水平和垂直比例因子存储在数据库1238中的失真信息中。
如以上所讨论的,每个单元1502与图像1504的一部分的预定像素区域相关联。可如上所述分析与每个单元相关联的图像的此类部分的改变,以确定每个经调节的单元1512的尺寸。水平和垂直比例因子可从此类确定的尺寸来计算,并且存储为与每个单元1502相关联的失真信息。类似地,可分析由于幅材24的收缩而引起的图像密度(即网点增益)的改变,以确定补偿此类改变所需的网点增益调节,并且也被存储为与每个单元1502相关联的失真信息。
参考图32,分别与成像器单元30、44、60、70和82相关联的每个干燥器单元32、46、64、80和84包括闭环干燥器控制器2202、编码器辊2204、一个或多个加热器单元2206a-2206n、一个或多个温度感测装置2208a-2208n、辊2210和摄像头2212。
在幅材24被成像器单元30、44、60、70或82打印后,如上所述,幅材24被输送经过编码器辊2204,该编码器辊生成多个信号,在此,每进行一次周转生成一个此类信号。成像器单元70包括多个打印头228a-228h,这些打印头例如将原色和/或专色油墨沉积到幅材24上。
每个加热器单元2206a-2206n分别与温度感测装置2208a-2208n相关联,并且(一个或多个)加热器单元2206a-2206n和温度感测装置2208a-2208n被设置成,使得幅材24在它们之间被输送。此外,每个加热器单元2206生成加热空气流,该加热空气流被吹向幅材24的其上具有由成像器单元30、44、62或68沉积的材料的侧面2214。在优选实施例中,加热空气流的方向与幅材24的侧面2214垂直。然而,加热空气流能以其他角度或甚至可以横向于幅材地被导向幅材,以加热幅材。
闭环干燥器控制器2202监测幅材24上材料的干燥和由温度感测装置2208产生的幅材24的温度指示,以确保材料被充分干燥,并且确保幅材24的温度不会高到损坏幅材(例如,导致幅材收缩)。系统20的所有闭环干燥器控制器2202在生产运行前由全局干燥器控制系统2216根据生产运行的参数进行配置。全局干燥器控制系统2216和闭环干燥器控制器2202构成上述的闭环干燥器管理系统2217。
在幅材24经过(一个或多个)加热器单元2206a-2206n和(一个或多个)温度感测装置2208之间后,幅材被输送经过辊2210和摄像头2212。辊2210是接触幅材24的侧面2214的第一辊(或干燥器单元32、46、64、80、84的任何其他部件),并因此接触沉积在此侧面2214上的任何材料。辊2210可以是支撑幅材24的惰辊、促进幅材冷却的冷却器辊,或在幅材24被输送经过(一个或多个)加热器单元2206a-2206n后首先接触侧面2214的任何其他类型的辊或部件。摄像头2212被定位成在幅材24在此被输送时捕捉侧面2214的一个或多个图像。
在生产运行(或打印作业)开始时,全局干燥器控制系统2216从数据系统2218接收关于生产运行的信息,并以最小温度和最大温度配置闭环干燥器控制器2202,幅材24必须达到该最小温度以干燥由分别与干燥器单元32、46、64、80或84相关联的成像器单元30、44、60、70或82沉积在其上的材料,并且幅材的温度不能超过该最大温度,以确保幅材不发生非期望的收缩或其他损坏。全局干燥器控制系统2216还确定幅材24可以被输送的最大速度,以确保幅材24有充足的加热器停留时间(即暴露于由(一个或多个)加热器单元2206a-2206n生成的(一个或多个)加热空气流)来干燥沉积的材料,并配置运输控制2220以设定幅材24的输送速度。
图32A图示尤其被适配用于实施闭环干燥器管理系统2217的计算机系统2230,其中应理解的是,本文所公开的任何或所有控制系统,诸如控制系统120、130、2218和/或2220中的一个或多个,可以由相似的计算机系统或由计算机系统2230实施。因此,例如,计算机系统2230也可以包括一个或多个处理单元2232,并可以实施闭环干燥器管理系统2217。每个处理单元2232包括个人计算机、服务器或具有存储器2234的其他可编程装置,该存储器除其他外存储由一个或多个处理模块或控制器2236执行的编程,以实施闭环干燥器管理系统2217。(一个或多个)处理单元2232中的一个或多个接收来自(一个或多个)温度感测装置2208和其他传感器的信号,接收来自幅材位置编码器2204的信号,控制加热器单元2206和/或干燥器单元32、46、64、80或84的鼓风机2482以及摄像头2212的操作,并与监督控制120、数据系统2218和运输控制2220进行通信。
图33是由全局干燥器控制系统2216所采取的用于配置闭环干燥器控制器2202和运输控制2220的步骤流程图2250。具体来说,在步骤2252,全局干燥器控制系统2216从数据系统2218接收关于生产运行的信息,包含例如,包括幅材24的基材的特性、所期望的幅材输送速度、由每个成像器单元30、44、62和68沉积的材料的特性,每个成像器单元30、44、62和68待沉积的分辨率和液滴大小,以及待打印的内容。
在步骤2254,全局干燥器控制系统2216分析待打印的内容,由每个成像器单元30、44、62和68待打印的分辨率、以及此类成像器单元为了产生由成像器单元30、44、62和68中的任一成像器单元在幅材24的任何部分上待沉积的最大材料体积估计而配置沉积的液滴大小。此类最大材料体积可以表示为材料的点百分比、每幅材面积的材料体积,或对于本领域技术人员明显的另外的度量。
在一些实施例中,幅材24的每面积最大材料体积在内容被准备好打印时由另一个系统(未示出)计算且被存储在数据系统2218中。在此类实施例中,在步骤2254,全局干燥器控制系统2216从数据系统接收每面积最大材料体积。
在步骤2256,全局干燥器控制系统2216基于包括幅材24的基材的特性确定此类基材在不被损坏的情况下可达到的最大温度。在一些实施例中,数据系统2218包含用于每个类型基材的此类最大温度信息,并且全局干燥器控制系统2216检索此类信息。
在优选实施例中,在步骤2256所确定的最大幅材温度低于会导致幅材24收缩或其他伤害的温度。例如,如果包括幅材24的特定基材在130°F(约54°C)的温度下开始收缩,则最大幅材温度可被设定为125°F(约52°C)。
再一次参考图33,在步骤2258,全局干燥器控制系统2216确定幅材24将必须达到的最小幅材温度,以便充分干燥在步骤2254所确定的每面积最大材料体积。在一些实施例中,数据系统2218包括信息:即对于每个类型的材料,特定体积的此类材料必须达到才能被干燥的温度。在此类实施例中,全局干燥器控制系统2216使用此类材料信息和每面积最大材料体积以确定幅材必须达到的最小幅材温度。
在优选实施例中,在步骤2258所确定的最小幅材温度高于在生产运行期间待沉积的每面积最大材料体积完全干燥的温度。例如,如果要在生产运行中待沉积的每面积最大材料体积在115°F的温度下完全干燥,则最小幅材温度可被设定为120°F。
在其他实施例中,全局干燥器控制系统2216可以根据在步骤2256所确定的最大幅材温度通过例如将最大幅材乘以大于零且小于1的预定值来计算最小幅材温度。在一些实施例中,此类预定值在约0.90至约0.98之间。在其他实施例中,此类预定值在约0.85和约0.98之间,并且在其他实施例中,此类预定值在约0.95和约0.97之间。
在一些实施例中,全局干燥器控制系统2216根据由所有成像器单元30、44、60、70和82沉积的每面积最大材料体积来计算一个最小幅材温度。在其他实施例中,全局干燥器控制系统2216根据分别预期由与此类加热器单元2206相关联的成像器单元30、44、60、70或82沉积的每面积最大材料体积来计算用于每个干燥器单元32、46、64、80或84的最小幅材温度。
在步骤2260,全局干燥器控制系统2216计算必要幅材速度,该必要幅材速度将为幅材提供充足的加热器停留时间,以达到在步骤2258所估计的最小幅材温度。在一些实施例中,数据系统2218提供关于幅材24上的材料充分干燥所必需的停留时间和温度的信息,并且数据系统2218或全局干燥器控制系统2216基于包括幅材24的材料和加热器单元2206的加热特性来确定必要幅材速度以提供此类停留时间。
在步骤2262,全局干燥器控制系统2216确定在步骤2260所计算的幅材速度是否小于或等于在步骤2252所加载的期望幅材输送速度。如果是这样,则全局干燥器控制系统2216在步骤2264配置运输控制2220以将生产运行的幅材速度设定为期望幅材输送速度。否则,在步骤2266,全局干燥器控制系统2216配置运输控制2220以将生产运行的幅材速度设定为在步骤2260所计算的必要幅材速度。
在步骤2270,全局干燥器控制系统2216根据分别在步骤2258和2256所确定的最小和最大幅材温度,配置每个干燥器单元32、46、64、80和84的闭环干燥器控制器2202。
在步骤2272,全局干燥器控制系统2216沿幅材24的宽度确定位置,该位置用于接收在步骤2254中所计算的每面积最大材料体积。在一些实施例中,全局干燥器控制系统2216操作摄像头2212定位设备(未示出)以自动定位摄像头2212,使得摄像头2212能够捕捉此类所确定的位置。在其他实施例中,全球干燥器控制系统2216通知操作员手动定位摄像头2212,这样使摄像头2212可以捕捉所确定的位置。此后,退出全局干燥器控制系统2216。
再一次参考图32,在闭环干燥器控制器2202和运输控制2220已由全局干燥器控制系统2216配置并且开始生产运行之后,每个闭环干燥器控制器2202操作与其相关联的(一个或多个)加热单元2206,以将幅材24的温度维持在最小和最大温度之间。此外,闭环干燥器控制器2202检测沉积在幅材24上的材料是否没有被充分干燥和例如是否发生脱落,并作为响应,相应地调节与其相关联的(一个或多个)加热单元2206和/或运输控制2220。
图34示出由闭环干燥器控制器2202所采取的用于维持幅材24的温度并检测和防止干燥不足的步骤流程图2300。参考图34,在步骤2302,闭环干燥器控制器2202加载由全局干燥器控制系统2216在步骤2256和2258(图33)所确定的最小和最大温度信息。
在步骤2304,闭环干燥器控制器2202选择干燥单元32、46、64、80或84中可用的(一个或多个)加热单元2206a-2206n中的哪些将被操作以在生产运行期间将幅材24的温度至少维持在最小温度。在一些实施例中,干燥器单元32、46、64、80、84可被配置仅具有一个加热器单元2206。在其他实施例中,干燥器单元32、46、64、80、84可被配置具有多达18个(或更多)加热器单元2206,并且在生产运行期间可以仅使用此类加热器单元的子集。在预期大量材料覆盖或者干燥缓慢的材料沉积在幅材24上的情况下,可以使用所有可用的加热器单元2206。在一些实施例中,可以在生产运行开始时使用所有的加热器单元2206,并且可以在生产运行期间响应于对幅材24温度的监测来调节加热器单元2206的数量。
在步骤2308,闭环干燥器控制器2202确定在生产运行期间由每个所选加热器单元2206生成的加热空气流的温度和速度。例如,幅材24在被打印后所经过的所选加热器单元中的第一个(例如加热器单元2206a)可被配置成,以比随后的加热器单元2206更低的速度和更高的温度将加热空气流导向幅材24的表面2214。对于本领域普通技术人员显而易见的是,沉积在幅材24上的材料在幅材24到达第一加热器单元2206a时是相对流体的,并且以高速导向加热空气流可干扰此类材料。随着材料干燥,加热空气流能以更高的速度被导向幅材,而不干扰材料。
在一些实施例中,闭环干燥器控制器2202将由第一加热器单元2206a生成的加热空气的速度设定为每线性英寸幅材24宽度每分钟约0.1和约0.2立方英尺之间。此类空气流速度可以在一个或多个随后的加热器单元2206b至2206n处逐步增加,直到由被操作且离成像器单元30、44、60、70或82最远的加热器单元2206生成的加热空气的速度大约为每线性英寸幅材24宽度每分钟2立方英尺。
此外,对于本领域普通技术人员显而易见的是,随着幅材24经过加热器单元2206,材料中溶剂的蒸发促进幅材24的冷却。因此,由第一加热器单元2206a生成的朝向幅材24的加热空气流可能具有较高的温度,因为暴露于此类加热空气流的材料的溶剂含量相对于当材料暴露于来自(一个或多个)随后的加热器单元2206b-2206n的空气时是最高的。
在一些实施例中,由第一加热器单元2206a生成的加热空气流超过幅材24开始收缩的温度(即收缩温度)。例如,如果幅材的收缩温度是130°F(约54°C),则由第一加热器单元2206a生成的加热空气流的温度可被设定为约190°F(约88°C)。此外,由(一个或多个)随后的加热器单元2206b-2206n生成的空气流的温度可以向下倾斜,使得由离成像器单元30、44、60、70或82最远的加热器单元2206生成的空气流接近(或低于)幅材的收缩温度。
在步骤2310,闭环干燥器控制器2202配置在步骤2306所选择的每个加热器单元2206以根据在步骤2308针对该加热器单元2206所确定的速度和温度生成加热空气流。
在步骤2312,闭环干燥器控制器2202等待接收例如来自监督控制系统120(图1)的作业开始信号,该信号指示生产运行开始。同样在步骤2312,闭环干燥器控制器2202指示在步骤2306所选择的(一个或多个)加热器单元2206开始生成加热空气流。
在步骤2314,闭环干燥器控制器2202征询与被用于生产运行的加热器单元2206相关联的温度感测装置2208,以获得由每个温度感测装置2208感测到的幅材24的温度。
在步骤2316,闭环干燥器控制器2202确定是否可能发生材料未充分干燥,如下面更详细地描述。
在步骤2318,闭环干燥器控制器2202确定在步骤315所征询的由温度感测装置中的任一个所感测到的幅材温度是否超过在步骤2302所加载的最大幅材温度,并且如果是这样,则前进到步骤2320。否则,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2322。
在步骤2320,闭环干燥器控制器2202调节(一个或多个)加热器单元2206的操作以促进减小幅材24的温度,并然后前进到步骤2324。
在步骤2322,闭环干燥器控制器2202检查在步骤2314所确定的幅材24的温度是否太低以致沉积在其上的材料无法干燥,或者是否在步骤2316确定到材料干燥不充分,并且如果是这样,则闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324。否则,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2326。特别地,闭环干燥器控制器2202分析由所有温度感测装置2208感测的幅材24的温度,并且如果幅材24的感测温度都不超过最小幅材温度,则闭环干燥器控制器2202确定幅材温度太低。
在步骤2324,闭环干燥器控制器2202调节(一个或多个)加热器单元2206的操作以促进提高幅材24的温度,并然后前进到步骤2326。
在步骤2326,闭环干燥器控制器2202确定是否已从监督控制系统120接收到作业发送信号。如果没有收到此类信号,则闭环干燥器控制器2202返回到步骤2314。否则,闭环干燥器控制器2202启动加热器单元2206的关闭过程并退出。
图35示出由闭环干燥器控制器2202在步骤2316(图34)所采取的用于确定幅材24上的材料是否未充分干燥的步骤流程图2350。参考图32和图35,如上所述,当沉积在幅材24的侧面2214上的材料在此种材料完全干燥之前接触到辊,例如辊2210时,可以检测到幅材的不充分干燥。未干燥的材料中的一部分被转移到辊2210,并然后从辊2210转移到幅材24的侧面2214的随后部分。
参考图35,在步骤2352,闭环干燥器控制器2202确定摄像头2212是否已获得可供分析的幅材24的图像。如果没有获得此类图像,则闭环干燥器控制器2202前进到步骤2354,否则闭环干燥器控制器2202前进到步骤2356。
在步骤2354,闭环干燥器控制器2202分析待打印的内容,以确定将来图像将由成像器单元30、44、62、68在幅材24的第一部分上打印且该图像将在摄像头2212的视野中的第一时间。在步骤2358,闭环干燥器控制器2202使用由编码器辊2204(图32)生成的信号频率和编码器辊2204的预先限定的周长来确定幅材24的速度。
在步骤2360,闭环干燥器控制器2202根据第一时间和幅材速度,确定幅材24的紧随幅材24的第一部分之后并且应该没有材料的第二部分将进入摄像头2212的视野中的第二时间。
在步骤2362,闭环干燥器控制器2202设定触发器,使摄像头2212在第二时间获得幅材24的第二部分的图像,并将此类图像存储在闭环干燥器控制器2202和摄像头2212可访问的存储器位置。在一个实施例中,在步骤2362,闭环干燥器控制器2202设定定时器,该定时器使得在第二时间生成中断。此外,闭环干燥器控制器2202在此类中断被生成时关联待启动的图像捕获过程。此类图像捕获过程引导摄像头2212获得图像、接收所获得的图像并将获得的图像存储在共享存储器中。可以使用对本领域普通技术人员显而易见的其他方式来触发摄像头2212在特定时间捕获图像。
在步骤2362设定触发器后,闭环干燥器控制器2202前进到图34的步骤2316。
如果在步骤2352,闭环干燥器控制器2202确定到可用于分析的图像(即,响应于在步骤2362设定的触发器被致动而获得的图像),则闭环干燥器控制器2202在步骤2356分析所获得的图像。如上所述,所捕获的图像是幅材24的预期不含任何材料的第二部分。闭环干燥器控制器2202分析捕获的图像,以确定其任何像素是否具有指示材料已被转移到幅材24的第二部分的值。例如,闭环干燥器控制器2202可以对所获得的图像施加阈值操作,其选择强度值大于预定强度值的像素。如果作为此类阈值操作的结果,至少预定数量的像素被选择,那么闭环干燥器控制器2202确定已发生了从辊2210到第二部分的材料转移。否则,闭环干燥器控制器2202确定没有发生此类材料转移。应该明显的是,可以使用对本领域普通技术人员显而易见的其他分析所捕获的图像的方法以确定是否发生材料转移。在采取步骤2356之后,闭环干燥器控制器2202前进到图34的步骤2316。
图36是由闭环干燥器控制器2202所采取的用于降低幅材24的温度的步骤流程图2400。参考图36,闭环干燥器控制器2202在步骤2402确定是否可以调节加热空气流的速度来减小幅材24的温度。如果是这样,那么在步骤2404,闭环干燥器控制器2202指示加热器单元2206a-2206n中的一个或多个减小由此生成的加热空气流的速度,并因此减小从此类加热器单元2206到幅材24的热对流。在采取步骤2404之后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
如果在步骤2402,闭环干燥器控制器2202确定加热空气流的速度不能被调节,那么在步骤2406,闭环干燥器控制器2202确定是否可以减小由一个或多个加热器单元2206a-2206n生成的加热空气的温度。例如,如果所有的加热器单元2206a-2206n都在其最小运行温度下运行,那么此类温度不能被减小。
如果加热空气流的温度可以被减小,那么在步骤408,闭环干燥器控制器2202选择加热器单元2206且引导此类加热器单元2206以较低的温度生成加热空气流。在一个实施例中,闭环干燥器控制器2202选择在最大温度下运行的加热器单元2206并将此类加热器单元2206的温度减小预定量(例如,5°F)或减少加热空气流的当前温度设置的百分比(例如,10%)。在其他实施例中,闭环干燥器控制器2202选择并减小由离成像器单元30、44、62或68最远的加热器单元2206生成的加热空气流的温度。在采取步骤2408后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。应该是,可以使用对本领域普通技术人员显而易见的其他方法来选择加热器单元2206以这样的方式和/或此类调节量进行调节。
如果在步骤2406,闭环干燥器控制器2202确定(一个或多个)加热器单元2206a-2206n中的一个的温度不能被减小,则闭环干燥器控制器2202在步骤2410确定是否有一个以上的加热器单元2206a-2206n正在运行,并且如果是这样,是否可以关闭一个此种加热器单元2206。如果是这样,那么在步骤2412,闭环干燥器控制器2202关闭离成像器单元30、44、62或68最远、最近或在最远和最近中间的加热器单元2206。在采取步骤2412之后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。在示例性实施例中,闭环干燥器控制器2202关闭正在运行并且离成像器单元30、44、62或68最远的加热器单元2206。
如果在步骤2410,闭环干燥器控制器2202确定(一个或多个)加热器单元2206a-2206n中的一个不能被关闭,则闭环干燥器控制器2202在步骤2414确定是否可以增大幅材24的输送速度(例如,如果幅材24没有以最大速度输送)以减少幅材24的加热器停留时间。如果是这样,则闭环干燥器控制器2202在步骤2416引导运输控制2220增大幅材速度。在采取步骤2416后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
如果在步骤2414,闭环干燥器控制器2202确定幅材速度不能被增大,那么在一些实施例中,闭环干燥器控制器2202在步骤2418向例如监督控制系统120生成错误信号,即幅材24的温度不能被减小,并且应该警告操作员和/或起动关闭程序。此后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
图37是由闭环干燥器控制器2202所采取的用于提高幅材24的温度的步骤流程图2450。参考图37,闭环干燥器控制器2202在步骤2452确定是否可以调节加热空气流的速度以提高幅材24的温度。如果是这样,那么在步骤2454,闭环干燥器控制器2202增大(一个或多个)加热器单元2206a-2206n中的一个或多个的加热空气流的速度,以增加来自(一个或多个)此类加热器单元2206的热对流。在采取步骤2454之后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
否则,在步骤2456,闭环干燥器控制器2202确定由一个或多个加热器单元2206a-2206n生成的加热空气流的温度是否可以被增大。例如,如果所有的(一个或多个)加热器单元2206a-2206n都在其最大运行温度下操作,那么此类温度不能被增大。
如果加热空气流的温度可以被增大,那么在步骤2458,闭环干燥器控制器2202选择加热器单元2206,并引导此类加热器单元2206以更高的温度生成加热空气流。在一个实施例中,闭环干燥器控制器2202选择在最低温度下运行的加热器单元2206,并将此类加热器单元2206的温度增加预定量(例如,5°F)或增加加热空气流的当前设置温度的百分比(例如,10%)。在其他实施例中,闭环干燥器控制器2202选择并增加由最接近成像器单元30、44、62或68的加热器单元2206生成的加热空气流的温度。在采取步骤2454后,闭环干燥器控制器2202进展到步骤2324(图34)。可以使用对本领域普通技术人员显而易见的其他方法来选择加热器单元2206以这样的方式和/或此类调节量进行调节。
如果在步骤2456,闭环干燥器控制器2202确定由(一个或多个)加热器单元2206a-2206n中的任一个生成的空气流的温度不能被提高以增大幅材24的温度,则闭环干燥器控制器2202在步骤2460确定是否所有的加热器单元2206a-2206n正在运行或是否可以打开附加的加热器单元2206。如果可以打开附加的加热器单元2206,那么在步骤2462,闭环干燥器控制器2202打开附加的加热器单元2206。在采取步骤2462后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。在一些实施例中,闭环干燥器控制器2202打开未运行并且离成像器单元30、44、62或68最远、最近或在中间的加热器单元2206。在示例性实施例中,闭环干燥器控制器2202打开未运行并且最接近成像器单元30、44、62或68的加热器单元2206。
如果在步骤2460,如果闭环干燥器控制器2202确定所有的加热器单元2206a-2206n正在运行,则闭环干燥器控制器2202在步骤2464确定是否可以减少幅材24的输送速度以增加幅材24的加热器停留时间。如果是这样,则闭环干燥器控制器2202在步骤2466引导运输控制2220减小幅材速度。在采取步骤2466后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
如果在步骤2464,闭环干燥器控制器2202确定幅材速度不能被减小,那么在一些实施例中,闭环干燥器控制器2202在步骤2468向例如监督控制系统120生成错误信号,即幅材24的温度不能被增大,并且应该警告操作员和/或起动关闭程序。此后,闭环干燥器控制器2202前进到步骤2324(图34)。
再一次参考图32,在一些实施例中,每个加热器单元2206通过对应的空气管道联接到涡轮鼓风机单元2482。涡轮鼓风机单元2482向所有的(一个或多个)加热器单元2206a-2206n供应未加热空气流,这些加热器单元进而加热此类未加热空气流并产生导向幅材24的加热空气流。在一些实施例中,闭环干燥器控制器2202调节由涡轮鼓风机单元2482生成的未加热空气流的速度,以增大或减小由所有的(一个或多个)加热器单元2206a-2206n生成的加热空气流的速度。此外,闭环干燥器控制器2202可以单独调节加热器单元2206,以由此独立于其他加热器单元2206增大或减小生成的加热空气流的速度。
在一些实施例中,温度传感装置2208可以是温度传感器,其直接感测幅材24的温度以产生幅材24的温度指示。然而,在一些情况下,直接感测幅材24的温度可能并不总是可行的。例如,接触式温度传感器可能会干涉幅材24的输送。然而,无接触式温度传感器例如红外温度传感器可能无法精确感测幅材24的温度,因为例如幅材24具有透明的部分,或有不同颜色的材料设置在其上,和/或包括一种或多种金属组分。图38A和图38B展示了温度感测装置2208的两个实施例,其使用无接触式温度传感器2480来产生幅材24的温度指示。
参考图38A,温度感测装置2208包括设置在加热器单元2206对面的导热辊2483,诸如惰辊,并且幅材骑置在此类导热辊2483上。导热辊2483被幅材24加热,并且温度传感器2480监测导热辊2483的温度以产生幅材24的温度指示。
替选地,参考图38B,代替辊2483,温度感测装置2208包括设置在加热器单元2206对面的导热板2484,并且幅材24被输送经过此类板2484。导热板2484被幅材24加热,并且温度传感器2480监测导热板2484的温度以产生幅材24的温度指示。应该明显的是,在此类实施例中,温度传感器2480可以是无接触式传感器,或可以是附接到板2484的接触式传感器。
可以使用对本领域普通技术人员显而易见的操作温度感测装置2208的其他配置和方式,以产生幅材24的温度指示。
在一些实施例中,可以在干燥器单元32、46、64、80或84中或附近设置附加的传感器,以感测其附近的环境条件。例如,可以在干燥器单元32、46、64、80或84附近设置湿度传感器(未示出),以感测其附近的湿度,并且全局干燥器控制系统216和/或闭环干燥器控制器202可以使用来自此类额外传感器的信息来调节由(一个或多个)加热器单元2206生成的空气流的速度和/或温度。
参考图32,干燥器单元32、46、64、80或84可以包括附加的部件,其例如包括一个或多个辊(例如,辊490)或其他部件(未示出),以在幅材被输送通过此类干燥器单元时导向和/或支持幅材24。
在一些实施例中,全局干燥器控制系统2216可以从闭环干燥器控制器2202接收关于在特定生产运行开始时产生的初始必要幅材速度和最小温度是否未导致沉积在幅材24上的材料被充分干燥的信息。全局干燥器控制系统2216可以调节数据系统2218中的信息,即对于具有与特定生产运行类似的特性的其他生产运行,应该使用较慢的幅材速度和/或较高的温度。
在一些实施例中,全局干燥器控制系统2216可以监测在生产运行期间将由成像器单元30、44、60、70或82打印的内容。如果全局干燥器控制系统2216确定此种内容的特性将导致在幅材24上沉积的材料的体积大大增加或减少,则全局干燥器控制系统2216可产生更新的必要幅材速度和/或幅材24应该达到的最小温度,并根据此类更新的幅材速度和温度重新配置闭环干燥器系统。
对于本领域技术人员来说显而易见,可以使用硬件和/或软件的任何组合来实现本文描述的系统或其部件中的任一个或全部。应当理解和领会,结合附图描述的过程、子过程和过程步骤中的一个或多个可由硬件、软件或硬件和软件的组合在一个或多个电子或数字受控设备上执行。该软件可驻留在合适的电子处理部件或系统中的软件存储器(未示出)中,诸如,例如在附图中示意性地描绘的功能系统、控制器、设备、部件、模块或子模块中的一个或多个。软件存储器,例如存储器304,可包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表(即,“逻辑”可以数字形式、诸如数字电路或源代码,或以模拟形式、诸如模拟源、诸如模拟电气、声音或视频信号来实现)。指令可在处理模块或控制器306内执行,其包括例如一个或多个微处理器、通用处理器、处理器组合、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。此外,框图描述具有不受功能的架构或物理布局限制的物理(硬件和/或软件)实现的功能的逻辑划分。本申请中描述的示例系统可以多种配置来实现,并且可作为单个硬件/软件单元或分开的硬件/软件单元中的硬件/软件部件来操作。
可执行指令可实现为其中存储有指令的计算机程序产品,当由电子系统的处理模块执行时,指导电子系统执行指令。计算机程序产品可选择性地体现在任何非暂时性计算机可读存储介质中,以供指令执行系统、仪器或设备使用或与其结合使用,诸如基于电子计算机的系统、包含处理器的系统或可选择性地从指令执行系统、仪器或设备获取指令并执行指令的其它系统。在本文档的上下文中,计算机可读存储介质是可将程序存储以供指令执行系统、仪器或设备使用或与其结合使用的任何非暂时性装置。非暂时性计算机可读存储介质可选择性地为例如电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、仪器或设备。非暂时性计算机可读介质的更具体示例的非详尽列表包括:具有一根或多根电线的电连接(电子);便携式计算机软盘(磁性);随机访问,即易失性存储器(电子);只读存储器(电子);可擦除可编程只读存储器,诸如例如闪存(电子);光盘存储器,诸如例如CD-ROM、CD-R、CD-RW(光学);和数字多功能光盘存储器,即DVD(光学)。
还应理解,本文档中使用的信号或数据的接收和传输意味着两个或多个系统、设备、部件、模块或子模块能够经由通过某种类型的信号路径行进的信号相互通信。信号可为通信、功率、数据或能量信号,其可沿着第一和第二系统、设备、部件、模块或子模块之间的信号路径将信息、功率或能量从第一系统、设备、部件、模块或子模块传输到第二系统、设备、部件、模块或子模块。信号路径可包括物理、电子、磁性、电磁、电化学、光学、有线或无线连接。信号路径还可包括在第一和第二系统、设备、部件、模块或子模块之间的附加的系统、设备、部件、模块或子模块。
从上文可以明显看出,可以将打印组合物诸如底漆配方直接施加到幅材24的表面上或者可以将其施加在涂覆表面之上、诸如打印在幅材24上的白色油墨和/或金属油墨之上,以便同时使打印图像能够粘附到幅材24上,并提供与叠印油墨的化学相互作用,从而优化颜色保真度和整体图像品质。此外,可以将打印组合物诸如油墨配方直接施加到幅材24的表面上或者可以将其施加在涂覆表面之上、诸如打印在幅材24上的底漆和/或金属油墨之上,以便同时使打印图像能够粘附到幅材24上,并提供与打印组合物的化学相互作用,从而优化颜色保真度和整体图像品质。可以施加可选的打印组合物诸如叠印清漆来改变最终成像幅材24的表面光洁度和外观。
打印组合物可以是由第一成像器单元30通过柔版打印或泛涂方式施加到幅材24上的水基底漆。打印组合物包含颜料遮光剂,例如白色着色剂如二氧化钛的分散体,且因此提供用于随后打印的彩色喷墨图像的背衬以及用于防止光经过到幅材24背面上的不透明性。打印组合物还包括一种或多种聚合物或一种或多种聚合物分散体、表面活性剂、消泡剂或消泡剂分散体、表面处理剂和水。在一个示例性实施例中,颜料遮光剂分散体、聚合物分散体和/或消泡剂分散体的载体包含水,优选去离子水。
打印组合物1
在一个示例性实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约10.00重量%至约30.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体、更优选地约15.00重量%至约25.00重量%、最优选地约20.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、更优选地约0.50重量%至约1.50重量%、并且最优选地约1.00重量%的表面活性剂。打印组合物进一步包含占约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体、更优选地约0.10重量%至约0.20重量%、最优选地约0.15重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体。打印组合物还包含占总打印组合物百分比高达约5.00重量%的表面处理剂、更优选地高达约3.00重量%、最优选地高达约1.00重量%的表面处理剂。打印组合物进一步包含占总打印组合物百分比高达约35.00重量%的颜料遮光剂或等重量的颜料遮光剂分散体。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。
在一个示例性实施例中,聚合物或聚合物分散体,特别是用于柔版打印用途的聚合物或聚合物分散体是阳离子的,优选地是阳离子丙烯酸胶体分散体,其能够使打印组合物和(一种或多种)喷墨油墨粘附到基材上,同时提供与可变打印喷墨油墨的化学相互作用,从而优化打印点的形成、尺寸、颜色保真度和整体图像品质。
在一个示例性实施例中,可从宾夕法尼亚州塔马夸的Gellner工业公司获得的耐碱阳离子丙烯酸共聚物乳液诸如Ottopol K-23可与水混合以产生阳离子丙烯酸胶体分散体。聚合物分散体充当粘合剂以稳定可变打印油墨中的颜料,同时为最终产品提供长期耐用性。
在替选实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是Ottopol K-362或Ottopol K-633,或者可以是非离子的,诸如可从日本东京三井化学公司获得的Ottopol K-502、TakelacTM WS-635或TakelacTM WS-6355。在替选实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是任何其他阳离子或非离子聚合物或聚合物分散体,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子聚合物或聚合物分散体。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含幅材润湿剂,优选可从德国埃森的Evonik工业公司获得的Surfynol® 465。
在替选实施例中,表面活性剂可以替代地是另一种基于乙氧基乙炔二醇的表面活性剂,诸如Surfynol® 420、440或485。可以替代使用其他表面活性剂,诸如基于乙氧基化醇的表面活性剂。替选实施例可替代地包含Surfynol® 104 PG 50,或任何其他阳离子或非离子表面活性剂,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子表面活性剂。
在一个示例性实施例中,消泡剂或消泡剂分散体包含聚硅氧烷乳液、疏水性固体和乳化剂,诸如可从德国韦塞尔的BYK-化学公司获得的BYK®-023。
在替选实施例中,消泡剂或消泡剂分散体可以替代为任何其他阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体。
在一个示例性实施例中,表面处理剂可包含一种或多种可溶性盐,诸如多价盐或其中阳离子选自Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+和Al3+、更优选地选自Ca2+或Mg2+、且最优选地选自Ca2+的结合合适的抗衡离子的盐。在该实施例中,氯化钙是表面处理剂,因为氯化钙增强了油墨中所含颜料固体与打印组合物接触的化学中和及放置。
在一个替选实施例中,表面处理剂可以包含任何其他可溶性盐,诸如食品包装兼容的多价盐。
在一个示例性实施例中,颜料遮光剂或颜料遮光剂分散体,特别是用于柔版打印用途的颜料遮光剂或颜料遮光剂分散体包含可从特拉华州威尔明顿的Chemours公司获得的Ti-PureTM R-900和可从BYK-化学公司获得的Disperbyk®-190。
在一个替选实施例中,颜料遮光剂或颜料遮光剂分散体可替代地包含任何其他颜料遮光剂,诸如食品包装兼容的颜料遮光剂。
在一个实施例中,打印组合物可进一步包含高表面积固体,诸如二氧化硅或氧化铝胶体颗粒。在该实施例中,在重量上水的量减少,以添加高表面积固体连同其他组分使总和达到100.00%。
经由柔版打印技术沉积的打印组合物的总粘度将根据系统20的配置而变化。在一个示例性实施例中,粘度为从约40厘泊(“cP”)至约200cP、更优选地从约55cP至约150cP、最优选地从约70cP至约120cP。
在另一个实施例中,可以使用(一个或多个)喷墨打印头经由第一成像器单元30将打印组合物沉积到幅材24上。在下文中,第二成像器单元44可以将(一种或多种)金属油墨沉积到至少经由第一成像器单元30接收底漆的幅材24的部分上。第三成像器单元60可以将一种或多种一级原色和/或二级原色油墨沉积在至少经由第一成像器单元30接收打印组合物的幅材的部分上。
打印组合物2
在另一个实施例中,可以使用(一个或多个)喷墨打印头使用第三成像器单元60将打印组合物沉积到幅材24上。在该实施例中,白色颜料油墨经由第一成像器单元30沉积,并且(一种或多种)金属油墨由第二成像器单元44沉积在至少从第一成像器单元30接收白色颜料油墨的幅材24的部分上。然后使用第三成像器单元60将水基打印组合物沉积在至少从第一成像器单元30接收白色颜料油墨的幅材24的部分上。
如上所述经由喷墨施加的水基打印组合物是透明的并且包含粘度调节剂、粘度调节剂分散体或粘度调节剂溶液、聚合物、聚合物分散体或聚合物溶液、表面活性剂、消泡剂、消泡剂分散体或消泡剂溶液、抗微生物剂、抗微生物剂分散体或抗微生物剂溶液、表面处理剂和水。在一个示例性实施例中,粘度调节剂分散体或粘度调节剂溶液、聚合物分散体或聚合物溶液、消泡剂分散体和/或抗微生物剂分散体或抗微生物剂溶液的载体包括水,优选去离子水。在一个示例性实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约1.75重量%至约3.25重量%的粘度调节剂或者等重量的粘度调节剂分散体或粘度调节剂溶液、优选地约2.00重量%至约3.00重量%、最优选地约2.25重量%至约2.75重量%的粘度调节剂或者等重量的粘度调节剂分散体或粘度调节剂溶液。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约1.00重量%至约4.00重量%的聚合物或者等重量的聚合物分散体或聚合物溶液、更优选地约1.50重量%至约3.50重量%、最优选地约2.00重量%至约3.00重量%的聚合物或者等重量的聚合物分散体或聚合物溶液。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、更优选地约0.50重量%至约1.75重量%、最优选地约0.75重量%至约1.50重量%的表面活性剂。打印组合物包含占总打印组合物百分比高达约0.01重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比高达约0.02重量%的抗微生物剂或者等重量的抗微生物剂分散体或抗微生物剂溶液。打印组合物包含占总打印组合物百分比高达约7.50重量%的表面处理剂、更优选地高达约6.50重量%、最优选地高达约5.00重量%的表面处理剂。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。
在一个示例性实施例的打印组合物中、特别是与喷墨打印一起使用的打印组合物中,粘度调节剂包含聚醚多元醇溶液。聚醚多元醇溶液可以是非离子的,诸如可从英国伦敦的Elementis获得的Rheolate® 350 D,并且可以与水等份混合以产生不含VOC的基于聚醚多元醇的缔合流变调节剂,以用于水基组合物。
在一个替选实施例中,粘度调节剂可替代地包含任何其他阳离子或非离子粘度调节剂,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子聚醚多元醇溶液。
同样在一个示例性实施例中,聚合物或聚合物分散体或聚合物溶液包含阳离子丙烯酸树脂溶液。可以将耐碱阳离子丙烯酸树脂溶液,优选Ottopol K-633与水混合以产生阳离子低分子量丙烯酸树脂溶液。
在替选实施例中,聚合物或聚合物分散体或聚合物溶液可以是Ottopol K-362、Ottopol K-23或可以是非离子的,诸如Ottopol K-502,或任何其他阳离子或非离子聚合物或聚合物分散体或聚合物溶液,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子聚合物或聚合物分散体或聚合物溶液。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含幅材润湿剂,优选为Surfynol® 465。
在替选实施例中,表面活性剂可以是另一种基于乙氧基乙炔二醇的表面活性剂,诸如Surfynol® 420、440或485。可以替代使用其他表面活性剂,诸如基于乙氧基化醇的表面活性剂。替选实施例可替代地包含Surfynol® 104 PG 50,或任何阳离子或非离子表面活性剂,诸如食品包装兼容的表面活性剂。
在一个示例性实施例中,消泡剂可以是非离子消泡剂,优选Surfynol® DF 110L。
在替选实施例中,消泡剂、消泡剂分散体或消泡剂溶液可以替代地是包含炔二醇和乙二醇中的至少一种的任何其他消泡剂或消泡剂分散体。在替选实施例中,消泡剂或消泡剂分散体可以替代为任何其他阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体。
在一个示例性实施例中,抗微生物剂可包含杀生物剂,优选可从康涅狄格州诺沃克的Arch化学公司获得的Proxel GXL,其中,实现针对微生物的水基产品的防腐。
在替选实施例中,抗微生物剂、抗微生物剂分散体或抗微生物溶液可以替代地是任何其他抗微生物剂、抗微生物剂分散体或抗微生物溶液,诸如食品包装兼容的抗微生物剂、抗微生物剂分散体或抗微生物溶液。
在一个示例性实施例中,表面处理剂可包含一种或多种可溶性盐,诸如多价盐或其中阳离子选自Mg2+、Ca2+、Ba2+、Zn2+和Al3+,优选地选自Ca2+或Mg2+,最优选地选自Ca2+的结合合适的抗衡离子的盐。在该实施例中,氯化钙是表面处理剂,因为氯化钙增强了油墨中所含颜料固体与打印组合物接触的化学中和及放置。
在一个替选实施例中,表面处理剂可以包含任何其他可溶性盐,诸如食品包装兼容的多价盐。
在一个替选实施例中,打印组合物可进一步包含高表面积固体,诸如二氧化硅或氧化铝胶体颗粒。在该实施例中,在重量上水的量减少,以添加高表面积固体连同其他组分使总和达到100.00%。
经由喷墨打印技术沉积的底漆组合物的总粘度将根据系统20的打印头而变化。例如,沉积(一种或多种)彩色油墨、诸如一级原色油墨的(一个或多个)打印头可以具有约3cP至约5cP的粘度范围。沉积白色颜料油墨的(一个或多个)打印头可具有约5cP至约6cP的粘度范围。在一个示例性实施例中,系统20中使用的打印头是压电的,并且具有从约2cP至约10cP、更优选地从约3cP至约10cP、最优选地从约5cP至约6cP的示例性粘度。白色的颜色指数(白色指数)是最浅的颜色并且是无色的(即没有色调)。此外,白色指数具有约0度的色调角、约0%的饱和度和约100%的亮度。非白色的颜色指数(非白色颜色指数)是任何不是最亮颜色且不是无色(即具有色调)的颜色。此外,非白色指数具有大于约0度的色调角、大于约0%的饱和度和小于约100%的亮度。
无论是经由柔版打印、喷墨或其他方式沉积,以上公开的打印组合物都适用于打印系统20,因为它是一种单一的组合物,同时包含粘合剂粘合和油墨吸收的属性,从而将多部分涂层、诸如连接层/粘合剂层和喷墨底漆层联合成可使用多种不同的打印技术、诸如可喷射(即喷墨)或常规(即柔版网纹辊浸涂、柔版点涂)和打印领域中其他已知打印技术施加到幅材24的单一处理。
通常,呈阳离子和/或非离子的打印组合物在化学电荷/pH上是与阴离子喷墨油墨“相反的”,并且通常会与喷墨油墨的颜料相互作用以将它们固定在幅材24上。
此外,这种打印组合物适用于易遭受尺寸变化的幅材24,诸如热收缩膜,由于在直到幅材24的尺寸完整性阈值的低干燥温度下干燥和/或固化的示例性的能力,同时幅材24保持完整性和尺寸。例如,幅材24的尺寸完整性阈值可以是120°F。此外,在这样的低的干燥温度下的最佳干燥和/或固化允许底漆配方被用于具有高吞吐量的可变喷墨打印。运行到运行之间或单次运行内的吞吐量在从约0fpm至约1000fpm的范围中变化,最优选地约500fpm。在变化的吞吐量下使用此类打印组合物的能力使得短运行打印操作和市场细分目标更经济可行。
此外,一旦施加了打印组合物,就可以施加可选的打印组合物诸如叠印清漆来改变最终成像幅材的表面光洁度和外观。
打印组合物3
打印组合物可以是由第一成像器单元30通过喷墨施加到幅材24的水基白色油墨。打印组合物包含颜料或颜料分散体、聚合物或聚合物分散体、助溶剂、表面活性剂和水。在一个示例性实施例中,颜料分散体和/或聚合物分散体的载体包含水,优选去离子水。在一个示例性实施例中,助溶剂是水混溶性的并且是溶剂或载体。在一个示例性实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约10.00重量%至约14.00重量%的颜料或等重量的颜料分散体、优选地约10.50重量%至约13.50重量%、最优选地约11.00重量%至约13.00重量%的颜料或等重量的颜料分散体。打印组合物进一步包含占总打印组合物百分比的约3.00重量%至约7.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体、优选地约3.50重量%至约6.50重量%、最优选地约4.00重量%至约6.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约15.00重量%至约19.00重量%的助溶剂、优选地约15.50重量%至约18.50重量%、最优选地约16.00重量%至约18.00重量%的助溶剂。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约0.20重量%至约0.40重量%的表面活性剂、优选地约0.25重量%至约0.35重量%、并且最优选地约0.30重量%的表面活性剂。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。
在一个示例性实施例中,颜料或颜料分散体包含二氧化钛颜料,优选地可从新泽西州帕西帕尼的Sun化学工业公司获得的Jetsperse® AQ白色(AQD-PWHT)。
在替选实施例中,颜料或颜料分散体可以是任何其他阴离子颜料或颜料分散体,诸如食品包装兼容的阴离子颜料或颜料分散体。
在一个示例性实施例中,聚合物或聚合物分散体是阴离子的并且包含水性聚氨酯分散体(“PUD”),优选地可从日本东京三井化学获得的TakelacTM WPB-341。
在替选实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是任何其他非离子或阴离子聚合物或聚合物分散体,诸如食品包装兼容的非离子或阴离子聚合物或聚合物分散体。
在一个示例性实施例中,助溶剂包括醇基助溶剂,优选地可从日本冈山的Kuraray获得的3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
在替选实施例中,助溶剂可以是任何其他助溶剂,诸如食品包装兼容的助溶剂。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含无溶剂的幅材润湿剂。表面活性剂可以是聚醚改性的聚硅氧烷化合物,优选地可从德国韦塞尔的BYK-化学公司获得的BYK® 345。
在替选实施例中,表面活性剂可以替代地是另一种BYK®表面活性剂,诸如BYK®347、BYK® 348、BYK® 349,或者可以是另一种表面活性剂,诸如可从德国埃森的Evonik获得的DynolTM 980,或者替代地是任何其他表面活性剂,诸如食品包装兼容的表面活性剂。
打印组合物4
打印组合物可以是由第三成像器单元60通过喷墨施加到幅材24的水基非白色油墨。在该示例性实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约3.00重量%至约6.00重量%的颜料或等重量的颜料分散体、优选地约3.50重量%至约5.50重量%、最优选地约4.00重量%至约5.00重量%的颜料或等重量的颜料分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约7.00重量%至约11.00重量%的聚合物或者等重量的聚合物分散体或聚合物溶液、优选地约7.50重量%至约10.50重量%、最优选地约8.00重量%至约10.00重量%的聚合物或者等重量的聚合物分散体或聚合物溶液。打印组合物进一步包含占总打印组合物百分比的约13.00重量%至约17.00重量%的助溶剂、优选地约13.50重量%至约16.50重量%、最优选地约14.00重量%至约16.00重量%的助溶剂。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、优选地约0.50重量%至约1.50重量%、并且最优选地约1.00重量%的表面活性剂。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。在一个示例性实施例中,颜料分散体和/或聚合物分散体或聚合物溶液的载体包含水,优选去离子水。在一个示例性实施例中,助溶剂是水混溶性的并且是溶剂或载体。
在一个示例性实施例中,颜料或颜料分散体包含可从特拉华州纽卡斯尔的FujiFilm Imaging Colorants公司获得的Pro-JetTM颜料APD 1000。颜料分散体可以是一级原色油墨,诸如APD 1000青色分散体、APD 1000品红色分散体、APD 1000 LF黄色分散体和APD 1000黑色。
在替选实施例中,其他颜料分散体可以替代为APD 1500黑色、APD 5000黑色,或任何其他一级原色或二级原色,或专色颜料组合物,诸如食品包装兼容的一级原色或二级原色,诸如橙色、紫色和绿色或专色组合物。
在一个示例性实施例中,聚合物、聚合物溶液或聚合物分散体包含基于松香加合物酯的组合物,优选衍生自可从伊利诺伊州芝加哥的Lawter公司获得的LawterTMFiltrezTM 526A的改性松香溶液。在本申请中,可将衍生自LawterTM FiltrezTM 526A的松香与氢氧化铵和水混合以产生可经由喷墨施加到组合物中的改性松香溶液。
在替选实施例中,聚合物、聚合物溶液或聚合物分散体可以是任何其他食品包装兼容的非离子或阴离子聚合物、聚合物溶液或聚合物分散体。
在一个示例性实施例中,助溶剂可以是基于醇的,优选3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇。
在替选实施例中,助溶剂可以是任何其他助溶剂,诸如食品包装兼容的助溶剂。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含无溶剂的幅材润湿剂。表面活性剂可以是聚醚改性的聚硅氧烷化合物,优选BYK® 345。
在替选实施例中,表面活性剂可以替代地是另一种BYK®表面活性剂,诸如BYK®347、BYK® 348、BYK® 349,或者可以是另一种表面活性剂,诸如DynolTM 980,或者替代地是任何其他食品包装兼容的表面活性剂。
可经由喷墨打印技术沉积的上述打印组合物的总粘度将根据系统20的(一个或多个)打印头而变化。例如,沉积打印组合物诸如一级原色组合物的(一个或多个)打印头可具有约3厘泊(“cP”)至约5cP的粘度范围。沉积具有白色颜色指数的打印组合物的(一个或多个)打印头可具有约5cP至约6cP的粘度范围。在一个示例性实施例中,系统20中使用的打印头是压电的,并且具有从约2cP至约10cP、更优选地从约3cP至约10cP、最优选地从约5cP至约6cP的示例性粘度。白色的颜色指数(白色指数)是最浅的颜色并且是无色的(即没有色调)。此外,白色指数具有约0度的色调角、约0%的饱和度和约100%的亮度。非白色的颜色指数(非白色颜色指数)是任何不是最浅的颜色且不是无色的(即具有色调)。此外,非白色指数具有大于约0度的色调角、大于约0%的饱和度和小于约100%的亮度。
此外,上述公开的打印组合物适用于易遭受尺寸变化的幅材24,诸如热收缩膜,由于在直到幅材24的尺寸完整性阈值的低干燥温度下干燥和/或固化的示例性的能力,同时幅材24保持完整性和尺寸。例如,幅材24的尺寸完整性阈值可以是120°F。在幅材24的尺寸完整性阈值内,上述打印组合物中的助溶剂被认为具有蒸发曲线,其结合其他打印组合物允许打印组合物有效地干燥和粘附到幅材24上。此外,在幅材24的尺寸完整性阈值内,上述打印组合物中的聚合物、聚合物溶液或聚合物分散体的量在与助溶剂和打印组合物中的其他组分一起添加时被认为在较大量时是稳定的。上述打印组合物中聚合物、聚合物溶液或聚合物分散体的高负载量被认为允许打印组合物更好地粘附到幅材24或涂覆表面上,而不会将系统20的(一个或多个)打印头的粘度稀释或降低到粘度范围之外。此外,在这样的低的干燥温度下的最佳干燥和/或固化允许打印组合物被用于具有高吞吐量的可变喷墨打印。运行到运行之间或单次运行内的吞吐量在从约0fpm至约1000fpm的范围中变化,最优选地约500fpm。在变化的吞吐量下使用此类打印组合物的能力使得短运行打印操作和市场细分目标更经济可行。
此外,一旦施加了打印组合物,就可以施加可选的打印组合物,诸如叠印清漆来改变最终成像幅材的表面光洁度和外观。
打印组合物5
打印组合物可以是由第五成像器单元82通过柔版打印或泛涂方式施加到幅材24上的水基叠印清漆。在可选的打印组合物的示例性实施例中,特别是用于柔版打印技术的打印组合物,包含粘度调节剂或粘度调节剂分散体、聚合物或聚合物分散体、表面活性剂、消泡剂或消泡剂分散体、表面添加剂和水。在一个示例性实施例中,粘度调节剂分散体和/或聚合物分散体的载体包含水,优选去离子水。
在一个实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约1.00重量%至约2.00重量%的粘度调节剂或等重量的粘度调节剂分散体、优选地约1.25重量%至约1.75重量%、最优选地约1.50重量%的粘度调节剂或等重量的粘度调节剂分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约8.00重量%至约12.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体、优选地约8.50重量%至约11.50重量%、最优选地约9.00重量%至约11.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、更优选地约0.50重量%至约1.50重量%、并且最优选地约1.00重量%的表面活性剂。打印组合物进一步包含占总打印组合物百分比的约0.15重量%至约0.45重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体、更优选地约0.20重量%至约0.40重量%、最优选地约0.25重量%至约0.35重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约0.35重量%至约0.65重量%的表面添加剂、更优选地约0.40重量%至约0.60重量%、最优选地约0.45重量%至约0.55重量%的表面添加剂。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。
在一个示例性实施例中,粘度调节剂或粘度调节剂分散体包含甲基纤维素,优选地可从特拉华州威尔明顿的DuPont de Nemours公司获得的MethocelTM A15LV。
在一个替选实施例中,粘度调节剂或粘度调节剂分散体可以是任何其他粘度调节剂,诸如食品包装兼容的粘度调节剂。
在一个示例性实施例中,聚合物或聚合物分散体包含基于乙酸乙烯酯和乙烯的水性分散体,诸如可从德国慕尼黑的Wacker化学公司获得的Vinnapas® 410。
在一个替选实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是任何其他聚合物或聚合物分散体,诸如食品包装兼容的水性分散体。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含幅材润湿剂,优选Surfynol® 465。
在替选实施例中,表面活性剂可以是另一种基于乙氧基化乙炔二醇的表面活性剂,或任何其他表面活性剂,诸如食品包装兼容的表面活性剂。
在一个示例性实施例中,消泡剂包含非离子消泡剂,优选Surfynol® DF 110L。
在替选实施例中,消泡剂或消泡剂分散体可以为任何其他阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体。
在一个示例性实施例中,表面添加剂包括包含有机硅的表面添加剂,诸如BYK®-333。
在替选实施例中,表面添加剂可以是任何其他表面添加剂,诸如食品包装兼容的表面添加剂。
打印组合物6
打印组合物可以是由第五成像器单元82通过柔版打印或泛涂方式施加到幅材24上的水基叠印清漆。在可选的打印组合物的一个实施例中,打印组合物包含粘度调节剂或粘度调节剂分散体、聚合物或聚合物分散体、表面活性剂、消泡剂或消泡剂分散体、蜡添加剂或蜡分散体、聚合物改性剂或聚合物改性剂分散体、聚醚硅氧烷共聚物和水。在一个示例性实施例中,粘度调节剂分散体、聚合物分散体、消泡剂分散体、蜡添加剂分散体和/或聚合物改性剂分散体的载体包含水,优选去离子水。
在一个实施例中,打印组合物包含占总打印组合物百分比的约1.00重量%至约2.00重量%的粘度调节剂或等重量的粘度调节剂分散体、优选地约1.25重量%至约1.75重量%、最优选地约1.50重量%的粘度调节剂或等重量的粘度调节剂分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约9.00重量%至约13.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体、优选地约9.50重量%至约12.50重量%、最优选地约10.00重量%至约12.00重量%的聚合物或等重量的聚合物分散体。打印组合物还包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、更优选地约0.50重量%至约1.50重量%、并且最优选地约1.00重量%的表面活性剂。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体、更优选地约0.10重量%至约0.20重量%、最优选地约0.15重量%的消泡剂或等重量的消泡剂分散体。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约1.00重量%至约2.50重量%的蜡添加剂、更优选地约1.25重量%至约2.25重量%、最优选地约1.50重量%至约2.00重量%的蜡添加剂。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约1.75重量%的聚合物改性剂、更优选地约0.50重量%至约1.50重量%、最优选地约0.75重量%至约1.25重量%的聚合物改性剂。打印组合物包含占总打印组合物百分比的约0.25重量%至约1.75重量%的聚醚硅氧烷共聚物、更优选地约0.50重量%至约1.50重量%、最优选地约0.75重量%至约1.25重量%的聚醚硅氧烷共聚物。打印组合物还包含水,诸如去离子水,以及除了任何分散体以外的任何水,其量为使重量总和至100.00%。
在一个示例性实施例中,粘度调节剂或粘度调节剂分散体包含甲基纤维素,优选MethocelTM A15LV。
在一个替选实施例中,粘度调节剂或粘度调节剂分散体可以是任何其他粘度调节剂或粘度调节剂分散体,诸如食品包装兼容的粘度调节剂。
在一个示例性实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是基于乙酸乙烯酯和乙烯的水性分散体,优选地为Vinnapas® 410。
在一个替代实施例中,聚合物或聚合物分散体可以是任何其他聚合物或聚合物分散体,诸如食品包装兼容的水性分散体。
在一个示例性实施例中,表面活性剂包含幅材润湿剂,优选地为Surfynol® 465。
在替选实施例中,表面活性剂可以是另一种基于乙氧基乙炔二醇的表面活性剂,诸如Surfynol® 420、440和485。可以替代使用其他表面活性剂,诸如基于乙氧基化醇的表面活性剂。替选实施例可替代地包含Surfynol® 104 PG 50,或任何其他阳离子或非离子表面活性剂,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子表面活性剂。
在一个示例性实施例中,消泡剂或消泡剂分散体包含聚硅氧烷乳液、疏水性固体和乳化剂,诸如BYK®-023。
在替选实施例中,消泡剂或消泡剂分散体可以为任何其他阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体,诸如食品包装兼容的阳离子或非离子消泡剂或消泡剂分散体。
在一个示例性实施例中,蜡添加剂或蜡添加剂分散体包含水性蜡添加剂,优选地可从德国基希贝格的Keim-Additec获得的Ultralube® E-912。
在替选实施例中,蜡添加剂或蜡添加剂分散体可以是任何其他蜡添加剂或蜡添加剂分散体,诸如食品包装兼容的蜡添加剂或蜡添加剂分散体。
在一个示例性实施例中,聚合物改性剂或聚合物改性剂分散体包含缔合流变改性剂,优选地为Rheolate® 212。
在替选实施例中,聚合物改性剂或聚合物改性剂分散体可以是任何其他流变改性剂,诸如食品包装兼容的缔合流变改性剂。
在一个示例性实施例中,聚醚硅氧烷共聚物包括可从Evonik工业公司获得的TEGO® Glide 410。
在一个替选实施例中,聚醚硅氧烷共聚物可以是任何其他聚醚硅氧烷共聚物,诸如食品包装兼容的聚醚硅氧烷共聚物。
以下示例进一步说明了本公开内容,但不应解释为以任何方式限制其范围。
示例1。可用于本公开的柔版打印应用的打印组合物包含以下重量配方:
a. 35.00重量%的遮光剂分散体(TiO2分散体,包含Ti-PureTM R-900、Disperbyk®-190)(75%固体)
b. 50.00重量%的聚合物分散体(Ottopol K-23)(42%固体)
c. 1.00重量%的表面活性剂(Surfynol® 465)
d. 0.80重量%的消泡剂分散体(BYK®-023)(19%固体)
e. 1.00重量%的表面处理剂(CaCl2)
f. 12.20重量%的去离子水(DI H2O)
12.20%的DI H2O是对已经用于分散体诸如Ottopol K-23分散体的水的附加的去离子水。整个打印组合物中的去离子水的总量为50.67%(计算分散体和其他子组分的水含量)。
示例2。根据本公开的用于喷墨应用的打印组合物包含以下重量配方:
a. 5.00重量%的粘度调节剂分散体(Rheolate® 350 D)(50%固体)
b. 10.00重量%的聚合物分散体(Ottopol K-633)(27%固体)
c. 1.00重量%的表面活性剂(Surfynol® 465)
d. 0.06重量%的消泡剂分散体(Surfynol® DF 110L)(20%固体)
e. 0.10重量%的抗微生物剂分散体(Proxel GXL)(20%固体)
f. 5.00重量%的表面处理剂(CaCl2)
g. 78.84重量%的去离子水(DI H2O)
78.84%的DI H2O是对已经用于分散体诸如Ottopol K-633分散体的水的附加的去离子水。整个底漆配方中的去离子水的总量为88.84%(计算分散体和其他子组分的水含量)。
示例3。可用于本公开的喷墨应用的打印组合物包含以下重量配方:
a. 19.35重量%的颜料分散体(Jetsperse® AQ白色(AQD-PWHT))(62%固体)
b. 19.37重量%的聚合物分散体(TakelacTM WPB-341)(30%固体)
c. 17.43重量%的助溶剂(3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇)
d. 0.30重量%的表面活性剂(BYK® 345)
e. 43.55重量%的去离子水(DI H2O)
43.55%的DI H20是对已用于分散体诸如TakelacTM WPB-341分散体的水的附加的去离子水。整个打印组合物中的去离子水的总量为57.12%(计算分散体和其他子组分的水含量)。
示例4。根据本公开的经由喷墨施加的打印组合物具有以下重量配方:
a. 11.20重量%的颜料分散体(FujiFilm APD 1000青色)(15%固体)
b. 35.00重量%的聚合物溶液(LawterTM FiltrezTM 526A改性松香酯)(32%固体)
c. 15.00重量%的助溶剂(3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇)
d. 1.00重量%的表面活性剂(BYK® 345)
e. 37.80重量%的去离子水(DI H2O)
37.80%的DI H2O是对已经用于分散体的水的附加的去离子水。LawterTMFiltrezTM 526A改性松香酯的pH值为9.00。在25℃下,打印组合物的粘度为4.57cP,表面张力为31.0达因/厘米,pH值为8.92。
示例5。根据本公开的通过喷墨施加的打印组合物具有以下重量配方:
a. 30.00重量%的颜料分散体(FujiFilm APD 1000品红)(15%固体)
b. 29.00重量%的聚合物溶液(LawterTM FiltrezTM 526A改性松香酯)(32%固体)
c. 15.00重量%的助溶剂(3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇)
d. 1.00重量%的表面活性剂(BYK® 345)
e. 25.00重量%的去离子水(DI H2O)
25.00%的DI H20是对已用于分散体的水的附加的去离子水。LawterTM FiltrezTM526A改性松香酯的pH值为9.00。在25℃下,打印组合物的粘度为4.64cP,表面张力为31.2达因/厘米,pH值为8.90。
示例6。根据本公开的通过喷墨施加的打印组合物具有以下重量配方:
a. 30.00重量%颜料分散体(FujiFilm APD 1000LF黄色)(15%固体)
b. 22.50重量%的聚合物溶液(LawterTM FiltrezTM 526A改性松香酯)(32%固体)
c. 15.00重量%的助溶剂(3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇)
d. 1.00重量%的表面活性剂(BYK® 345)
e. 31.50重量%的去离子水(DI H2O)
31.50%的DI H2O是对已经用于分散体的水的附加的去离子水。LawterTMFiltrezTM 526A改性松香酯的pH值为9.00。在25℃下,打印组合物的粘度为4.56cP,表面张力为31.8达因/厘米,pH值为8.94。
示例7。根据本公开的通过喷墨施加的打印组合物具有以下重量配方:
a. 30.00重量%的颜料分散体(FujiFilm APD 1500黑色)(15%固体)
b. 25.50重量%的聚合物溶液(LawterTM FiltrezTM 526A改性松香酯)(32%固体)
c. 15.00重量%的助溶剂(3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇)
d. 1.00重量%的表面活性剂(BYK 345)
e. 28.50重量%的去离子水(DI H2O)
28.50%的DI H2O是对已用于分散体的水的额外去离子水。LawterTM FiltrezTM526A改性松香酯的pH值为9.00。在25℃下,打印组合物的粘度为4.50cP,表面张力为31.4达因/厘米,pH值为8.87。
示例8。可用于本公开的柔版打印应用的打印组合物包含以下重量配方:
a. 30.00重量%的粘度调节剂分散体(MethocelTM A15LV)(5%固体)
b. 10.00重量%的聚合物分散体(Vinnapas® 410)(55%固体)
c. 1.00重量%的表面活性剂(Surfynol® 465)
d. 1.50%重量的消泡剂分散体(Surfynol® DF 110L)(20%固体)
e. 0.50重量%的表面添加剂(BYK®-333)
f. 57.00重量%的去离子水(DI H2O)
示例9。可用于本公开的柔版打印应用的打印组合物包含以下重量配方:
a. 30.00重量%的粘度调节剂分散体(MethocelTM A15LV)(5%固体)
b. 20.00重量%的聚合物分散体(Vinnapas® 410)(55%固体)
c. 1.00重量%的表面活性剂(Surfynol® 465)
d. 0.80重量%的消泡剂分散体(BYK®-023)(19%固体)
e. 5.00重量%的蜡添加剂分散体(Ultralube® E-912)(35%固体)
f. 5.00重量%的聚合物调节剂分散体(Rheolate® 212)(20%固体)
g. 1.00重量%的聚醚硅氧烷共聚物(TEGO® Glide 410)
h. 37.20重量%的去离子水(DI H2O)
37.20%的DI H2O是对已用于其他的水的附加的去离子水。整个打印组合物中的去离子水的总量为82.60%(计算分散体和其他子组分的水含量)。
工业适用性
总之,幅材处理系统200利用一个或多个精确开槽的轧辊、多个交叉开槽的惰辊、在整个系统中精确对齐和间隔开的接触点、动态拼接部检测和随后的图像头缩回以最小化形成褶皱的可能性和其损害。此外,重要成像轧接点之前的铺展辊以及动态间隙和张力控制也有助于最小化系统和产品损坏的风险。控制系统可操作以进行闭环的打印头间隙、拼接部和/或褶皱检测以及打印头缩回以防止打印头损坏。
综上所述,a.)前一区域的张力测量值用于调节从动辊以实现闭环控制;b.)控制计算允许大范围的变化但以较慢的速率在弹性塑料薄膜中建立张力;c.)多个PID控制算法用于每个(即,从动)辊的张力控制,其包括第一PID控制器,该第一PID控制器经调谐用于相对快速地控制辊位置以保持所有辊的同步移动,以及响应于每个区域的张力反馈的第二PID控制器,该第二PID控制器以相对较慢的速度调整辊位置。
此外,包括控制系统130的系统20在不使用任何机械调整的情况下调整从成像器单元到成像器单元的套准。数字系统130调整打印头的发射,而不需要移动基材或打印头阵列来进行套准。通过不侧向移动幅材,褶皱得到控制/消除。
打印系统20还允许在每个成像器单元的单个打印滚筒上使用多个成像器单元进行双面打印。此外,每个成像器单元可以虚拟地/数字地解耦,因此每个成像器单元30、44、60、70和/或82的每个部分可以彼此独立地打印。可以从成像器单元到成像器单元、从一侧到另一侧以及从后到前进行套准对准。这种对准可以通过摄像头和/或高速感测标记系统进行处理。
此外,在一些实施例中,打印系统20利用一种或多种打印方法,诸如柔版打印和喷墨来沉积底漆,从而提高将喷墨图像打印在柔性/可收缩和/或不渗透性基材诸如热收缩基材上的能力,该基材可在高打印吞吐量速度下连续变化,具有(一种或多种)涂料和/或(一种或多种)油墨,该涂料和/或油墨是水基的并且包含用于食品包装的食品法规兼容的(一种或多种)成分,诸如罗列在瑞士条例RS 817.023.21的(一个或多个)附件中的(一种或多种)物质。
此外,在一些实施例中,用于在透明聚合薄膜幅材24上打印的打印系统20包括具有喷墨打印单元1184、1186、1188和228的多个成像器单元44、60、82和228。这种喷墨打印单元被操作以根据由这种喷墨打印单元沉积的材料的类型和由此再现的内容而选择的特定分辨率和液滴大小将材料沉积在幅材24上。此外,失真校正器1200确定在打印之前对页面元素的幅材24上的尺寸和位置的调节,以补偿由幅材24围绕设置在其中的产品制造的袋的热收缩而导致的打印页面元素的失真。
此外,本文公开了一种干燥器管理系统2217,其在一个或多个干燥器单元32、46、64、80和/或84上操作,以干燥设置在幅材上的材料。对于本领域普通技术人员来说,应该显而易见的是,本文所公开的干燥器管理系统2217的实施例可以适用于使用热量和/或加热空气流来干燥沉积在任何类型的基材上的任何类型的材料。此外,应该明显的是,这样的实施例可以适用于使用任何类型的材料沉积过程沉积在基材上的材料。
本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利,均以相同的程度通过引用并入本文,其程度与每个参考文献单独且具体地指示以引用方式并入并在本文中全文阐述的程度相同。
在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一个(a)”和“一个(an)”和“该(the)”以及类似的参考应被解释为涵盖单数和复数,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。除非在本文中另有说明,否则本文中数值范围的列举仅旨在用作单独引用落入该范围内的每个单独值的速记方法,并且每个单独的值被并入说明书中,就好像它在本文中单独列举一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法都能以任何合适的顺序执行。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如,“诸如(such as)”)的使用仅旨在更好地阐明本公开并且不对本公开的范围构成限制,除非另有声明。说明书中的任何语言都不应被解释为指示任何未要求保护的元素对于本公开的实践是必不可少的。
鉴于前面的描述,对本公开的许多修改对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解,所示实施例仅是示例性的,不应被视为限制本公开的范围。该书面描述使用示例来公开本发明,并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元素,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元素,则它们旨在处于权利要求的范围内。

Claims (82)

1.一种打印系统,包括:
运输设备,其被适配用于沿处理方向运输柔性幅材;
沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,所述第一喷墨成像器单元以第一分辨率在所述幅材上打印并且所述第二喷墨成像器单元以不同于所述第一分辨率的第二分辨率在所述幅材上打印;
第一闭环控制系统,其控制幅材处理以及所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的至少一个的第一部分和第二部分中的至少一个与所述幅材的距离;以及
第二闭环控制系统,其控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
2.根据权利要求1所述的打印系统,其中,所述第一闭环控制系统包括打印头位置传感器和打印头致动器。
3.根据权利要求1所述的打印系统,进一步包括支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
4.根据权利要求3所述的打印系统,进一步包括成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊,以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊。
5.根据权利要求4所述的打印系统,其中,每个惰辊被设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且其中,所述铺展辊被设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,以及所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
6.一种用于打印热收缩幅材的打印系统,包括:
运输设备,其被适配用于沿处理方向运输柔性幅材;
沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,所述第一喷墨成像器单元包括以第一分辨率在所述幅材上打印的打印头,并且所述第二喷墨成像器单元包括以不同于所述第一分辨率的第二分辨率在所述幅材上打印的打印头;
第一闭环控制系统,其控制幅材处理和所述打印头中的至少一个与所述幅材的距离;
第二闭环控制系统,其响应于幅材温度,其控制打印干燥而所述幅材不发生显著收缩;以及
第三闭环控制系统,其控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
7.根据权利要求6所述的打印系统,其中,所述第一闭环控制系统包括打印头位置传感器和打印头致动器。
8.根据权利要求6所述的打印系统,进一步包括支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
9.根据权利要求8所述的打印系统,进一步包括成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊,以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊。
10.根据权利要求9所述的打印系统,其中,每个惰辊被设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且其中,所述铺展辊被设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,以及所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
11.一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统,包括:
第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;
第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;以及
闭环控制系统,其控制幅材处理以及所述第一成像器单元和所述第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距所述幅材的距离;
其中,所述第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的打印系统,其中,所述闭环控制系统包括打印头位置传感器和打印头致动器。
13.根据权利要求11所述的打印系统,进一步包括支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
14.根据权利要求13所述的打印系统,进一步包括成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊,以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊。
15.根据权利要求14所述的打印系统,其中,每个惰辊被设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且其中,所述铺展辊被设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,以及所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
16.一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统,包括:
第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;
第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;以及
闭环控制系统,其控制幅材处理以及所述第一成像器单元和所述第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距所述幅材的距离;
其中,所述第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的打印系统,其中,所述闭环控制系统包括打印头位置传感器和打印头致动器。
18.根据权利要求16所述的打印系统,进一步包括支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
19.根据权利要求18所述的打印系统,进一步包括成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊,以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊。
20.根据权利要求19所述的打印系统,其中,每个惰辊被设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且其中,所述铺展辊被设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
21.一种打印方法,所述方法包括以下步骤:
沿处理方向运输柔性幅材;
提供沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,所述第一喷墨成像器单元能操作以第一分辨率在所述幅材上打印,并且所述第二喷墨成像器单元能操作以不同于所述第一分辨率的第二分辨率在所述幅材上打印;
控制幅材处理;
控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的至少一个的第一部分和第二部分中的至少一个距所述幅材的距离;以及
控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,控制距离的步骤包括检测打印头位置和基于检测到的打印头位置操作打印头致动器的步骤。
23.根据权利要求21所述的方法,进一步包括提供支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊的步骤,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
24.根据权利要求23所述的方法,进一步包括提供成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊的步骤。
25.根据权利要求24所述的方法,进一步包括以下步骤:将每个惰辊设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且将所述铺展辊设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,以及所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
26.一种打印热收缩幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
沿处理方向运输柔性幅材;
操作沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以第一分辨率在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以不同于所述第一分辨率的第二分辨率在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,第一部分中的每一个和第二部分中的每一个包括至少一个打印头;
控制幅材处理;
控制所述打印头中的至少一个距所述幅材的距离;
响应于幅材温度控制打印干燥幅材,而所述幅材不发生显著收缩;以及
控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,控制距离的所述步骤包括检测打印头位置和基于检测到的打印头位置操作打印头致动器的所述步骤。
28.根据权利要求26所述的方法,进一步包括提供支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊的步骤,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
29.根据权利要求28所述的方法,进一步包括提供成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊的步骤。
30.根据权利要求29所述的方法,进一步包括以下步骤:将每个惰辊设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且将所述铺展辊设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
31.一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
操作第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;
操作第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;以及
操作闭环控制系统,其控制幅材处理以及所述第一成像器单元和所述第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距所述幅材的距离;
其中,所述第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,操作所述闭环控制系统的步骤包括检测打印头位置和基于检测到的打印头位置操作打印头致动器的步骤。
33.根据权利要求31所述的方法,进一步包括提供支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊的步骤,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
34.根据权利要求33所述的方法,进一步包括提供成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊的步骤。
35.根据权利要求34所述的方法,进一步包括以下步骤:将每个惰辊设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且将所述铺展辊设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
36.一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
操作第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;
操作第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;以及
操作闭环控制系统,其控制幅材处理以及所述第一成像器单元和所述第二成像器单元中的至少一个的至少一个打印头距所述幅材的距离;
其中,所述第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
37.根据权利要求36所述的方法,其中,操作所述闭环控制系统的步骤包括检测打印头位置和基于检测到的打印头位置操作打印头致动器的步骤。
38.根据权利要求36所述的方法,进一步包括提供支撑所述幅材的多个交叉开槽的惰辊的步骤,其中,每个交叉开槽的惰辊包括两个独立轴颈化的部分。
39.根据权利要求38所述的方法,进一步包括提供成像滚筒、与所述成像滚筒相邻并与其形成辊隙的轧辊以及设置在所述多个交叉开槽的惰辊和所述轧辊之间的铺展辊的步骤。
40.根据权利要求39所述的方法,进一步包括以下步骤:将每个惰辊设置为距相邻的惰辊、铺展辊和轧辊不超过第一距离,并且将所述铺展辊设置为距所述辊隙不超过第二距离,其中,所述第一距离在38至28英寸、36至30英寸或35至33英寸的范围内,以及所述第二距离在6至11英寸、6.5至9英寸或7.0至8.5英寸的范围内。
41.一种用于打印热收缩幅材的打印系统,包括:
运输设备,其被适配用于沿处理方向运输柔性幅材;
沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的;
至少一个干燥器,其能操作以在所述幅材上干燥打印而不发生所述幅材的显著收缩;
第一闭环控制系统,其响应于幅材温度的指示,其控制所述至少一个干燥器;以及
第二闭环控制系统,其控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
42.根据权利要求41所述的系统,进一步包括失真校正器,所述失真校正器调节待打印在所述幅材上的页面元素的尺寸,以补偿由于所述幅材的收缩而导致的所打印的页面元素的失真。
43.根据权利要求42所述的系统,其中,所述失真校正器包括客户现场失真分析器,所述客户现场失真分析器分析其中设置有产品的所述幅材的图像以调节失真参数。
44.根据权利要求41所述的系统,其中,所述至少一个干燥器包括加热器单元,所述加热器单元与所述喷墨成像器单元中的一个相关联并且设置在其下游并且被适配用于生成加热空气流以加热所述幅材。
45.根据权利要求44所述的系统,进一步包括设置在所述加热器单元下游的摄像头,其中,所述第一闭环控制系统从所述摄像头接收所述幅材的图像,分析所接收到的图像以检测沉积在所述幅材上的材料的干燥不充分,并且作为响应调节所述加热器单元的操作。
46.根据权利要求41所述的系统,其中,所述第二闭环控制系统被适配用于:将由所述第一喷墨成像器单元的第一部分打印的第一内容与由所述第二喷墨成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由所述第一喷墨成像器单元的第二部分打印的内容与由所述第二喷墨成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制所述第一喷墨成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分。
47.一种用于打印热收缩幅材的打印系统,包括:
运输设备,其被适配用于沿处理方向运输柔性幅材;
沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述喷墨第二成像器单元中的每一个包括能操作以在所述幅材的第一部分上打印的第一部分和能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的,并且其中,所述第一喷墨成像器单元以第一分辨率在所述幅材上打印并且所述第二喷墨成像器单元以不同于所述第一分辨率的第二分辨率在所述幅材上打印;
至少一个干燥器,其能操作以在所述幅材上干燥打印而不发生所述幅材的显著收缩;
第一闭环控制系统,其响应于幅材温度的指示,其控制所述至少一个干燥器;以及
第二闭环控制系统,其控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准,其中,所述第二闭环控制系统被适配用于:将由所述第一喷墨成像器单元的第一部分打印的第一内容与由所述第二喷墨成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由所述第一喷墨成像器单元的第二部分打印的内容与由所述第二喷墨成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制所述第一喷墨成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分。
48.根据权利要求47所述的系统,进一步包括失真校正器,所述失真校正器调节待打印在所述幅材上的页面元素的尺寸,以补偿由于所述幅材的收缩而导致的所打印的页面元素的失真。
49.根据权利要求48所述的系统,其中,所述失真校正器包括客户现场失真分析器,所述客户现场失真分析器分析其中设置有产品的所述幅材的图像以调节失真参数。
50.根据权利要求47所述的系统,其中,所述至少一个干燥器包括加热器单元,所述加热器单元与所述喷墨成像器单元中的一个相关联并且设置在其下游并且被适配用于生成加热空气流以加热所述幅材。
51.根据权利要求50所述的系统,进一步包括设置在所述加热器单元下游的摄像头,其中,所述第一闭环控制系统从所述摄像头接收所述幅材的图像,分析所接收到的图像以检测沉积在所述幅材上的材料的干燥不充分,并且作为响应调节所述加热器单元的操作。
52. 一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统,包括:
第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;以及
第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;
其中,所述第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
53.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物包含约10.00重量%至约30.00%的聚合物、约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约5.00重量%的表面处理剂、高达约35.00重量%的遮光剂中的至少一种;以及
其中,所述第二打印组合物包含约10.00重量%至约14.00重量%的颜料、约3.00重量%至约7.00重量%的聚合物、约15.00重量%至约19.00重量%的助溶剂、约0.20重量%至约0.40重量%的表面活性剂中的至少一种。
54.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物包含约10.00重量%至约30.00%的聚合物、约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约5.00重量%的表面处理剂、高达约35.00重量%的遮光剂中的至少一种;以及
其中,所述第二打印组合物包含约4.00重量%至约5.00重量%的颜料、约7.00重量%至约11.00重量%的聚合物、约13.00重量%至约17.00重量%的助溶剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂中的至少一种。
55.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物的所述聚合物、所述消泡剂、所述表面活性剂、所述表面处理剂、所述遮光剂中的至少一种是食品包装兼容的。
56.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第二打印组合物的所述颜料、所述聚合物、所述助溶剂和所述表面活性剂中的至少一种是食品包装兼容的。
57.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物进一步包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂和抗微生物剂中的至少一种,其是食品包装兼容的。
58.根据权利要求52所述的打印系统,其中,所述第二打印组合物的所述颜料、所述聚合物、所述助溶剂和所述表面活性剂中的至少一种是食品包装兼容的。
59. 一种用于打印聚合热收缩幅材的打印系统,包括:
第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;以及
第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;
其中,所述第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
60.根据权利要求59所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物包含约1.75重量%至约3.25重量%的粘度调节剂、约1.00重量%至约4.00重量%的聚合物、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约0.01重量%的消泡剂、高达约7.50重量%的表面处理剂和高达约0.02重量%的抗微生物剂中的至少一种;并且
其中,所述第二打印组合物包含约10.00重量%至约14.00重量%的颜料、约3.00重量%至约7.00重量%的聚合物、约15.00重量%至约19.00重量%的助溶剂、约0.20重量%至约0.40重量%的表面活性剂中的至少一种。
61.根据权利要求59所述的打印系统,其中,所述第一打印组合物包含约1.75重量%至约3.25重量%的粘度调节剂、约1.00重量%至约4.00重量%的聚合物、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约0.01重量%的消泡剂、高达约7.50重量%的表面处理剂和高达约0.02重量%的抗微生物剂中的至少一种;并且
其中,所述第二打印组合物包含约4.00重量%至约5.00重量%的颜料、约7.00重量%至约11.00重量%的聚合物、约13.00重量%至约17.00重量%的助溶剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂中的至少一种。
62.一种打印热收缩幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
沿处理方向运输柔性幅材;
操作沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元以将水基油墨施加到所述幅材上,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述第一幅材的第一部分上打印的第一部分以及能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的;
在所述幅材上干燥打印而不发生所述幅材的显著收缩;
响应于幅材温度控制至少一个干燥器;以及
控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准。
63.根据权利要求62所述的方法,进一步包括调节待打印在所述幅材上的页面元素的尺寸以补偿由于所述幅材的收缩导致的所打印的页面元素的失真的步骤。
64.根据权利要求63所述的方法,其中,调节步骤包括操作客户现场失真分析器的步骤,所述客户现场失真分析器分析其中设置有产品的所述幅材的图像以调节失真参数。
65.根据权利要求62所述的方法,其中,干燥的步骤包括操作至少一个干燥器的步骤,所述至少一个干燥器包括加热器单元,所述加热器单元与所述喷墨成像器单元中的一个相关联并且设置在其下游并且被适配用于生成加热空气流以加热所述幅材。
66.根据权利要求65所述的方法,进一步包括操作设置在所述加热器单元下游的摄像头的步骤,其中,第一闭环控制系统从所述摄像头接收所述幅材的图像,分析所接收到的图像以检测沉积在所述幅材上的材料的干燥不充分,并且作为响应调节所述加热器单元的操作。
67.根据权利要求62所述的方法,进一步包括操作第二闭环控制系统的步骤,用以:将由所述第一喷墨成像器单元的第一部分打印的第一内容与由所述第二喷墨成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由所述第一喷墨成像器单元的第二部分打印的内容与由所述第二喷墨成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制所述第一喷墨成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分。
68.一种打印热收缩幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
沿处理方向运输柔性幅材;
操作沿所述处理方向彼此偏移的能单独控制的第一喷墨成像器单元和第二喷墨成像器单元以将水基油墨施加到所述幅材上,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元中的每一个包括能操作以在所述第一幅材的第一部分上打印的第一部分以及能操作以在所述幅材的第二部分上打印的第二部分,其中,所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分中的每一个沿处理方向和侧向方向是固定的;
在所述幅材上干燥打印而不发生所述幅材的显著收缩;
响应于幅材温度控制至少一个干燥器;以及
控制所述第一喷墨成像器单元和所述第二喷墨成像器单元之间的套准,包括操作所述第二闭环控制系统的步骤,用以:将由所述第一喷墨成像器单元的第一部分打印的第一内容与由所述第二喷墨成像器单元的第一部分打印的内容套准,将由所述第一喷墨成像器单元的第二部分打印的内容与由所述第二喷墨成像器单元的第二部分打印的内容套准,独立控制所述第一喷墨成像器单元的第一部分和第二部分,并独立控制所述第二喷墨成像器单元的第一部分和第二部分。
69.根据权利要求68所述的方法,进一步包括调节待打印在所述幅材上的页面元素的尺寸以补偿由于所述幅材的收缩导致的所打印的页面元素的失真的步骤。
70.根据权利要求69所述的方法,其中,调整步骤包括操作客户现场失真分析器的步骤,所述客户现场失真分析器分析其中设置有产品的所述幅材的图像以调节失真参数。
71.根据权利要求68所述的方法,其中,干燥的步骤包括操作至少一个干燥器的步骤,所述至少一个干燥器包括加热器单元,所述加热器单元与所述喷墨成像器单元中的一个相关联并且设置在其下游并且被适配用于生成加热空气流以加热所述幅材。
72.根据权利要求71所述的方法,进一步包括操作设置在所述加热器单元下游的摄像头的步骤,其中,所述第一闭环控制系统从所述摄像头接收所述幅材的图像,分析所接收到的图像以检测沉积在所述幅材上的材料的干燥不充分,并且作为响应调节所述加热器单元的操作。
73. 一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
操作第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;以及
操作第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上的;
其中,所述第一打印组合物包含聚合物、消泡剂、表面活性剂、表面处理剂、遮光剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
74.根据权利要求73所述的方法,其中,所述第一打印组合物包含约10.00重量%至约30.00重量%的聚合物、约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约5.00重量%的表面处理剂、高达约35.00重量%的遮光剂中的至少一种;并且
其中,所述第二打印组合物包含约10.00重量%至约14.00重量%的颜料、约3.00重量%至约7.00重量%的聚合物、约15.00重量%至约19.00重量%的助溶剂、约0.20重量%至约0.40重量%的表面活性剂中的至少一种。
75.根据权利要求73所述的方法,其中,所述第一打印组合物包含约10.00重量%至约30.00%的聚合物、约0.05重量%至约0.25重量%的消泡剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约5.00重量%的表面处理剂、高达约35.00重量%的遮光剂中的至少一种;并且
其中,所述第二打印组合物包含约4.00重量%至约5.00重量%的颜料、约7.00重量%至约11.00重量%的聚合物、约13.00重量%至约17.00重量%的助溶剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂中的至少一种。
76.根据权利要求73所述的方法,其中,所述第一打印组合物的所述聚合物、所述消泡剂、所述表面活性剂、所述表面处理剂、所述遮光剂中的至少一种是食品包装兼容的。
77.根据权利要求73所述的方法,其中,所述第二打印组合物的所述颜料、所述聚合物、所述助溶剂和所述表面活性剂中的至少一种是食品包装兼容的。
78. 一种打印聚合热收缩材料的幅材的方法,所述方法包括以下步骤:
操作第一成像器单元,其用于将第一打印组合物施加到所述幅材上;以及
操作第二成像器单元,其用于将第二打印组合物施加到所述幅材上;
其中,所述第一打印组合物包含粘度调节剂、聚合物、表面活性剂、消泡剂、表面处理剂、抗微生物剂和水中的至少一种;
其中,所述第二打印组合物包含颜料、聚合物、助溶剂、表面活性剂和水中的至少一种。
79.根据权利要求78所述的方法,其中,所述第一打印组合物包含约1.75重量%至约3.25重量%的粘度调节剂、约1.00重量%至约4.00重量%的聚合物、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约0.01重量%的消泡剂、高达约7.50重量%的表面处理剂、高达约0.02重量%的抗微生物剂中的至少一种;并且其中,所述第二打印组合物包含约10.00重量%至约14.00重量%的颜料、约3.00重量%至约7.00重量%的聚合物、约15.00重量%至约19.00重量%的助溶剂、约0.20重量%至约0.40重量%的表面活性剂中的至少一种。
80.根据权利要求78所述的方法,其中,所述第一打印组合物包含约1.75重量%至约3.25重量%的粘度调节剂、约1.00重量%至约4.00重量%的聚合物、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂、高达约0.01重量%的消泡剂、高达约7.50重量%的表面处理剂和高达约0.02重量%的抗微生物剂中的至少一种;并且其中,所述第二打印组合物包含约4.00重量%至约5.00重量%的颜料、约7.00重量%至约11.00重量%的聚合物、约13.00重量%至约17.00重量%的助溶剂、约0.25重量%至约2.00重量%的表面活性剂中的至少一种。
81.根据权利要求78所述的方法,其中,所述第一打印组合物的所述粘度调节剂、所述聚合物、所述表面活性剂、所述消泡剂、所述表面处理剂和所述抗微生物剂中的至少一种是食品包装兼容的。
82.根据权利要求78所述的方法,其中,所述第二打印组合物的所述颜料、所述聚合物、所述助溶剂和所述表面活性剂中的至少一种是食品包装兼容的。
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