CN1980961A - 用于喷墨打印机的紫外光 - Google Patents

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Abstract

一种用来在印刷位点印刷产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象，并提高在固化位点对可紫外固化油墨中的紫外光引发剂施加的紫外光的方法和设备，所述油墨是在所述印刷位点施用到所述产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上的，其包括以下步骤和用于以下步骤的机械装置：在印刷位点用印刷头在产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上印刷可紫外固化的油墨；在与固化点相邻的位置或在固化点提供或包括UV－LED芯片的UV－LED阵列组，使所述UV－LED阵列组和所述印刷的产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象之间相对移动。

Description

用于喷墨打印机的紫外光
发明背景
1.发明领域
本发明涉及使用发射的紫外(UV)光固化产品、制品或其他对象上的油墨的方法和设备，所述油墨包含紫外光引发剂，当该引发剂暴露于紫外光时，会将油墨内的单体转化为连接的聚合物，使单体材料固化。
2.相关领域描述
迄今为止，已经提出了使用紫外光发射二极管(LED)阵列固化油墨、涂料或粘合剂。厚的聚合物需要较长的波长来固化。表面固化需要较短的波长。
着色的涂料使用不同于颜料吸收波长的波长能够更好地固化。对于油墨、涂料或粘合剂中树脂和添加剂的波长吸收特性也是如此。
因此，需要提供用于喷墨打印机和其他打印机的改进的方法和设备。
发明简述
本发明提供了一种用于喷墨打印机和其他打印机的改进的方法和固化设备，所述方法和设备廉价、有效、便于使用而且高效。
在下文中将更详细地描述到，本发明的方法和装置或设备提供了向刚印刷的产品、制品或其他对象上施加由UV-LED发射的紫外光，使得印刷油墨固化的技术和结构。
由于UV-LED芯片发射的光的强度会因为UV-LED芯片温度的升高而受到影响或减弱，本发明一个实施方式考虑提供冷却系统，该冷却系统包括位于安装芯片的基片上的散热片，并且使冷却空气吹过该散热片，而将UV-LED芯片的温度保持在预定范围内或保持基本稳定。
由于基片受热会导致光强度减小，还可对基片的温度或所发射的光的强度进行监控，以此来控制向基片吹冷却空气的风扇的电流或电压，从而增强基片的冷却，使基片保持恒温，以保持基本恒定的光强度。
进一步采用“正相电压匹配技术”VF，(选择芯片)以提供LED芯片的串或行，其中芯片引入的电流的变化仅为大约5-10％，从而使“电流错乱”最小。
光源与被光辐照的可UV固化产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象之间的距离会影响光强度。但是如果可UV固化产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象过于靠近UV-LED阵列，将不会有均匀的辐照图案(pattern)。因此，UV-LED芯片阵列之间优选距离是能够由UV-LED芯片发散的光提供均匀的图案、而且位于UV-LED所输出功率的50％的距离。该距离定义为2θ1/2观察锥角。
由于可以获得其它的UV波长发光二极管，可将宽范围的UV光用于固化设备和装置中。
另外，为使波长有更大的改变，可将UV-LED芯片阵列与其他光源相邻地放置，所述其他光源是例如一种或多种荧光灯，选择它们的磷光体来扩大光波长的增加。例如，美国麻省丹佛市的OSRAM SYLVANIA，INC.提供了发射51纳米辐射的2011C型荧光灯，发射371纳米辐射的2052型荧光灯，发射433纳米辐射的2092型荧光灯，以及发射420纳米辐射的2162型荧光灯。
还考虑使用大结点(junction)UV-LED芯片(在一侧超过400微米)，这是由于它们能够发生更高光强度的紫外光。
还可以在UV-LED芯片阵列中相邻的行之间提供1/x的间隔偏移，其中x等于行数。
根据本发明，提供了用来在印刷位点(station)印刷产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象的方法和UV固化设备，所述方法和设备还可以在固化位点增加向可紫外固化油墨中的紫外光引发剂施加的紫外光，所述可紫外固化的油墨是在印刷位点施涂到产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上的，所述方法和设备包括以下步骤或用于以下步骤的机械装置：在印刷位点用印刷头在产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上印刷可UV固化油墨；在固化位点提供或包括UV-LED芯片的UV-LED阵列组(set)，使UV-LED阵列组和印刷的产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象之间发生相对运动。
在以下描述和所附权利要求书中，结合附图对本发明进行了更详细的解释。
附图简述
图1是现有技术的UV LED芯片组件的俯视平面图，该组件包括用作阴极的垫片和阳极。
图2是相配合的构件块或基片结构的俯视图，根据本发明所述，所述构件块或基片可以是空白的，或者其上安装有阳极和阴极。
图3是根据本发明的一个UV LED组件阵列的正视图，其中UV LED组件的行在阵列中排列，UV LED组件的行与相邻行中的组件相错开。
图4是根据本发明图3所示三个阵列的面板的正视图，每个阵列包括六行UV LED组件，图中示意性地显示了第一偏心凸轮和第二偏心凸轮，所述第一偏心凸轮与面板相对侧边上的弹簧的作用相对抗，向面板的一个侧边移动，使得面板沿X方向移动、往复运动或平移，所述第二偏心凸轮向面板的上部边缘施加作用，与支承着面板下部边缘的弹簧的作用相对抗，使面板沿Y方向运动，从而当第一偏心凸轮和第二偏心凸轮旋转的时候，使所有的阵列沿轨道(orbital)路径、圆形或椭圆形的路径移动。
图5是由待紫外固化的产品、制品或其他对象制成的输送带(web)或载有所述产品、制品或其他对象的输送带的方框示意图，所述输送带在辊上沿大体垂直的路径移动通过图4所示UV LED组件阵列的面板，使得其中包含紫外光引发剂的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象能够在移动通过UV LED组件阵列的过程中被固化，在它们移动通过阵列的同时，从位于所述输送带移动路径顶部附近的通气管注入比空气重的非氧气体。
图6是由待紫外固化的产品、制品或其他对象制成的输送带或载有所述产品、制品或其他对象的输送带的方框示意图，所述输送带在辊上沿大体垂直的路径移动通过图4所示UV LED组件阵列的面板，使得其中包含紫外光引发剂的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象能够在移动通过UV LED组件阵列的过程中被固化，在它们移动通过阵列的同时，从位于所述输送带移动路径底部附近的通气管注入非氧气体。
图7是将UV LED组件以至少三行设置的另一种方法的平面图，每一行中UV LED组件之间的间距增大，形成UV LED组件的三行错开。
图8是发射不同波长的紫外光的UV LED组件错开阵列(UV-LED阵列)的平面图。
图9是四行LED芯片的一个芯片阵列(die array)的平面图。
图10是图9所示阵列一部分的放大图。
图11是三个图9所示阵列的排列或行的形式，在此阵列行旁边设置了两个长形荧光灯。
图12是安装在涂敷瓷的基片上的UV LED阵列的侧面正视图，所述基片安装在具有散热片的铝散热器上。
图13是图12所示的UV LED的侧面透视图，显示了通过散热器、用来使导向UV-LED阵列的电源导线通过的通道。
图14是与图5类似的图，其不同之处在于图14显示了图12和13中所示的四个安装了散热器的UV-LED阵列被安装在与产品移动输送带相邻的位置，显示了四个风扇，用来向散热器的散热片提供冷却空气。
图15是图11所示类型的四个UV-LED阵列的平面图，该阵列用玻璃或塑料片覆盖，保护LED阵列使其免于被溅上杂物。
图16是图15所示UV-LED阵列的片段截面图，图中显示了位于玻璃或塑料保护层上面的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象，还显示了位于产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象与玻璃或塑料保护层之间的氮气层。
图17是印刷和固化位点的俯视图，该印刷和固化位点用来印刷产品、制品或其他对象，然后将其置于支架或输送器上，使UV-LED阵列在所述印刷的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象上方通过，或者使输送器在UV-LED阵列下面移动，使印刷物固化。
图18是在UV-LED阵列下方的载有印刷光盘的传送机的俯视图。
图19是承载光盘的转台的俯视图，该转台首先转换位置使光盘移动到分隔的印刷头下面，在这里印刷光盘，然后第二次转换位置，使刚印刷的光盘移动通过间隔的UV-LED阵列，以固化印刷物。
图20是用来将UV-LED组件发射的光强度基本保持恒定的系统的方框示意图，所述组件安装在基片上，还安装有散热器，该系统通过用光传感器监控光强度。然后根据检测到的光强度控制向散热器吹风的可变速风扇的电流或电压，当UV-LED组件中的UV-LED芯片升温的时候，增加冷却的力度，从而保持基本恒定的温度，使得UV-LED芯片的光输出基本恒定。
图21是与图20类似的用来将光强度基本保持恒定的系统的方框示意图，该系统用安装在散热器上的热/温度传感器监控装有UV-LED组件的基片上的散热器的温度，然后当组件中的UV-LED芯片升温的时候，根据检测到的温度控制风扇的电流或电压，增大冷却的力度，以保持基本恒定的温度，使得UV-LED芯片的光输出基本恒定。
图22是根据本发明所述构建的印刷位点和固化位点的正视图。
图23是图22的印刷位点和固化位点的俯视图。
图24是改进的印刷固化位点的俯视图，该位点还包括由加热灯形成的加热位点。
发明详述
下文中对本发明优选实施方式和最佳实施方式进行了详细描述。
下面更详细地来看附图，在图1中显示了现有技术的紫外光发射二极管(UV LED)组件10，该组件10包括装有芯片16的阴极垫片(pad)12和阳极14，所述芯片包括UV LED芯片16。阴极垫片12(图1)各自与导线导体(wire conductor)连接，阳极14也各自与导线导体连接。
下面来看图2，图中显示了构件块20，该构件块上具有UV LED组件10(即垫片12和阳极14)的第一阵列21，该阵列提供了多个UV LED芯片16。如图3和图4所示，该构件块设计成与类似的构件块相配合形成阵列21、23和25的组22。几个构件块20可以通过这种方式相配地互相结合，可以以一定的图案(例如屋瓦状)排列在面板28上(图4)。
如图3所示，各个阵列21、23和25中的UV LED组件10在其下部第一行36中是间隔开的。然后，在相邻的第二行3 8中，UV LED组件10以错开方式排列，使得它们位于第一行中UV LED组件10之间间隔的上方。之后上方的UV LED组件10行40也以相同的方式错开，图3显示形成在UV LED阵列21中的总共20个错开的行。
如图3所示，第一阵列21最下面的行36的第一个UV LED组件10的起点与下方左边的第二阵列23最下面的行42终点的最后一个UV LED阵列10的终点相对齐。
然后，第一阵列21中最上面行44中第一个UV LED组件10的起点与下面左边的第二阵列23中最上面行46中最后一个UV LED组件10的终点对齐。然后，第一阵列21中最下面的行36中最后一个UV LED组件10的终点与下方右边第三阵列25中最下面行48中第一个UV LED组件10的起点对齐。如图3所示，最后，第一阵列21中最上面行44中最后的UV LED组件10的终点与下面右边第三阵列25中最上面行49中第一UV LED组件10的起点相对齐。
在图4中最佳地显示出，三个阵列21，23和25可以以错开的形式排列在面板28上，使得每UV LED组件10发射的紫外光不仅与阵列中相邻的行间隔并错开，而且还相对于其他阵列中的行间隔并错开。尽管图中未显示，但是还可提供比三个阵列21，23和25更多的阵列，例如可提供六个阵列。
图4中还显示了能够使面板沿X方向前后和沿Y方向上下移动、平移或往复运动(很像在轨道喷砂器中的运动)的机械装置，优选为偏心凸轮50和52。安装第一x轴偏心凸轮50是用来绕轴54旋转，对面板28的一个侧边56施加作用，安装一个弹簧58(例如张力盘簧)对面板28的另一个侧边60施加作用。
安装第二y轴偏心凸轮52(图4)，在轴64上旋转，对面板28的上部边缘66施加作用，以对抗弹簧(例如张力盘簧)68的作用，安装弹簧68是用来对面板28的下部边缘70施加作用。
通过变速电动机(图中未显示)之类的原动机使轴54和64各自发生旋转(图4)，这会使面板28沿通常为轨道形状、圆形或椭圆形运动路线移动。这将使得安装在面板28上的各阵列21，23和25中各行内的各个UV LED组件10进行轨道运动，将发射的紫外光发散开，并将紫外光均匀地施加在待紫外固化的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象上。如果没有完全消除所谓紫外光“热点”的产生，也可使这种紫外光的发散最小化。
如图5所示，图中显示了一种紫外固化设备、组件、机械装置或装置的方框示意图，其中UV LED阵列21，23和25的面板28大体上垂直地放置，与传送带的移动路径紧密相邻，所述传送带包括输送带74，该输送带74在辊76，78和80上传送，与UV LED阵列21，23和25的面板紧密相邻地大体直立而垂直地通过该面板。出于此目的，传送机的辊76，78和/或80中的至少一个可以是驱动辊。
位于输送带中或之上的可紫外固化产品、制品或其他对象(例如标签)(图5)可以在辅料覆盖层和标签之间包含一种或多种可紫外固化油墨、涂料和/或粘合剂。在所述可紫外固化油墨、涂料和/或粘合剂中可包含紫外光引发剂，当对其施加预定紫外波长范围内的紫外光的时候，该紫外光引发剂将使可紫外固化油墨、涂料或粘合剂中的单体聚合。
所述可紫外固化的油墨涂料和/或粘合剂优选位于输送带74最靠近面板28、而且朝向面板28的面上(图5)。较佳的是，所述UV LED组件紧邻所述油墨、涂料或粘合剂，但是接近程度不超过观察锥角2θ1/2，从UV-LED芯片发出的光锥至少为芯片输出光功率的50％。应当注意发射的紫外光的效率会随着与被处理的产品、制品或其他可紫外固化对象间距离的增加而指数衰减(dissipate)。
较佳的是，当包含产品、制品或其他可紫外固化对象的输送带74移动通过面板28的时候，通过偏心凸轮50和52(图4)的旋转使得面板28进行轨道运动。这种运动还使得“热点”或“冷点”最小化，使得UV LED组件10产生的紫外光能够均匀地扫描、分布和施用。
提供图5所示组件或装置的方框示意图，使得所述产品、制品或其他对象在固化过程中最小程度地暴露于氧气，氧气会抑制紫外固化。在所述组件和装置上安装了上部注射气体的充气管84，用来在输送带74向下运动的路径(用箭头88表示)的上端86附近注射比空气重、而且不含氧气的气体(例如二氧化碳)，使得该气体能够在面板28和输送带74之间的空间向下流动，从而在面板28上的UV LED组件10和包含可紫外固化产品、制品或其他待固化对象的输送带74之间提供无氧气氛。
可以在与面板28下部边缘70相邻的位置安装刮片90(图5)，以形成下部抑制装置，用来保持、压缩、收集和/或阻挡轨道运动的UV LED阵列21，23和25(图4)与移动的输送带(图5)之间区域内的气体。较佳的是，所述刮片90被固定在面板28的下部边缘70上，具有用来在移动的输送带74附近刮擦、或抵着输送带74刮擦的外部边缘92。通过这种方法，可以抑制注入的气体从固化区域逸出。
图6是构建的紫外固化设备、组件、机械装置或装置的方框示意图，其中移动的输送带74绕辊94，96和98传送，这些辊中的至少一个可以是驱动辊，使得其上或其中具有可紫外固化产品、制品或其他对象的输送带74如箭头100所示地向上移动，而通过安装有UV LED组件的阵列21，23和25(图4)的面板28，这与图5中所示的紫外固化设备、组件和装置很相似。
在图6所示的设备、组件或装置中，在输送带74移动路径的下端106附近安装了通气管104，作为下部气体注入装置，用来向轨道运动的面板28(图4)和向上移动的输送带74(图6)之间的区域注入比空气轻、不含氧气的惰性气体(例如氦气)，从而提供无氧区域，以提高和促进所述输送带74所携带的可紫外固化产品、制品或其他对象中紫外光引发剂的固化。
如图6所示，在面板28的上部边缘68附近安装了刮片108(图6)，以提供上部抑制装置108，使得比空气轻的气体的逸出最小化，并保持、压缩、收集和/或阻挡轨道运动的面板28(图4)和移动的输送带74(图6)之间固化区域内注入的气体，这与图5所示的紫外固化设备、组件和装置十分类似。还可将刮片108(图6)固定在上部边缘68，用来在输送带74附近刮擦或抵住输送带74刮擦。
为避免UV LED组件10过热，即控制UV LED组件10所产生的热量，可以以较高的频率周期性地或依次地激活或停止向UV LED组件提供的能量，即打开和关闭。所述开-关循环的工作循环还可发生变化，以调节紫外光的强度。
图7显示了另一种放置UV LED组件(即LED芯片16)的方式，该方式达到了与图2所述方式相同的均匀性。该方式使用三行达到均匀性。也即是说，使第一行112中的LED芯片16以间距X排列，使下一行114(第2行)从第一行112起点的1/3间距处开始，使下一行116(第3行)从第一行112起点的2/3间距处、或距离第二行114起点的1/3间距处开始。
应当理解间距X可等于UV LED组件10宽度的1，2，3，4，5倍等，使得UVLED组件10发射的光束具有所需的错开。较佳的是x等于行数。
当可紫外固化油墨、涂料或粘合剂可能溅在LED组件10上时，可将澄清/透明的塑料保护片或保护层置于阵列21，23和25上以保护UV LED组件10。然后周期性地清洁或更换该保护片或保护层。
在图8所示的阵列200中，显示了UV LED组件216的六个错开的行201-206。阵列200与图2所示的阵列类似。但是阵列中单独的UV LED组件216可具有不同的波长，用来施加具有不同波长的发射的紫外光，这些不同波长的紫外光可更有效地固化那些其中包含紫外光引发剂且具有不同厚度的油墨、涂料和粘合剂。
应理解LED或荧光灯发射的紫外光具有一定的波长范围，通常被称为光谱能量分布，该分布在确定的波长处(例如370纳米处)具有一个峰。
UV LED组件可以随机形式、固定形式或有序的行的形式设置。例如，在行201中，第一UV-LED组件216A可发射波长390纳米的光，下一个UV LED组件216B可发射波长370纳米的紫外光，接下来的UV LED组件216C可发射波长415纳米的紫外光，依此类推，在此行中重复该形式。接下来的行202和随后的行203-206可具有相同或不同的形式。
或者，行201中所有的UV LED组件216可发射波长390纳米的光，行202中所有的UV LED组件216可发射波长370纳米的光，行203中所有的UV LED组件216可发射波长415纳米的光，在余下的行204-206中可重复该形式。所述形式或次序也可改变，例如可采用370纳米，390纳米和415纳米。
另一种变体可以是发射波长为415纳米，390纳米和370纳米或其他波长的UV LED组件的随机混合，从而可以得到发射例如波长为350纳米，400纳米和420纳米的光的紫外波长发射二极管。
图9显示了四行221-224UV LED组件226的灯面板(lamp panel)阵列220。该面板阵列220约4英寸长，具有两个总线条(bus strip)227和228。
如图10所示，第一行221中的第一UV LED组件221A可发射波长370纳米的光，第二行222中的第一UV LED组件222A可发射波长390纳米的光，第三行223中的第一UV LED组件223A可发射波长420纳米的光，第四行221中的第一UVLED组件224A可发射波长400纳米的光。
第一行221中的第二UV LED组件221B可发射波长390纳米的光，第二行222中的第二UV LED组件222B可发射波长400纳米的光，第三行223中的第二UV LED组件223B可发射波长370纳米的光，第四行221中的第二UV LED组件224B可发射波长420纳米的光。
各行221-224中的第三UV LED组件221C，222C，223C和224C分别可发射波长为420纳米，390纳米，400纳米和370纳米的光。应当理解UV LED发射的紫外光在一定光谱范围内，该光谱范围内的峰值波长是标识的波长。
另外，为得到最大的波长变化，可将面板阵列220置于与另一光源(例如一个或多个荧光灯)相邻的位置，选择所述另外光源的磷光体，以增加光波长。例如，Danvers MA的OSRAM GmbH的分部OSRAM SYLVANIA，INC.提供了一种发射波长351纳米的光的磷光2011C型荧光灯，发射波长为371纳米的磷光2052型灯，发射波长为433纳米的磷光2092型灯，发射波长为420纳米的磷光2162型灯。
有许多可以很容易地添加到固化混合的波长的例子。另外，可以用杀菌灯或Pen Ray灯添加波长254纳米的光。
在图11中显示了两个荧光灯231和232，它们可以设置在细长的面板234相邻的位置，所述细长的面板234由首尾相连而且电连接(焊接)在一起的三个面板阵列220形成。可以安装与输送带74类似、而且承载着可紫外固化的产品、制品或其他对象的输送带，使其如箭头236所示地通过细长的面板234。
应当理解可以将许多个(例如3-8个)面板阵列220首尾相连地设置，形成紫外光发射区域，且可将一个以上或两个荧光灯与该发光区域一起使用。
可以通过例如凸轮(见图4)使面板234以足够的振幅振动，以确保四种不同波长的重叠。
也可以使可紫外固化的产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象横穿两个荧光灯231和232和使用的任意另外的光源。
在所述产品的一些实施方式中，油墨、涂料或粘合剂可包含在两种或更多种频率(例如365纳米和385纳米)下活化的两种或更多种光引发单体，导向产品、制品或其他对象上的光线将包括这些波长的光。
如图5和图6所示以及上文所述的结构那样，可将惰性气体注入面板234与其中或其上包括可紫外固化产品、制品或其他对象的移动的输送带之间的空间。
经验性试验说明具有较大面积的LED芯片可发射强度较高的紫外光。当固化过程中面板234和输送带之间的间隔是一个影响因素的时候，这种特征会是很重要的。关于这一点，大结点(junction)面积LED芯片发射的光多于小结点LED芯片。大结点芯片每一面等于或大于400微米，小结点芯片一个面小于400微米。较大的芯片被称为大结点LED，所产生的光密度大于小结点LED芯片。
图12中显示了一种线性UV LED阵列组件250，该组件包括具有从中延伸出的散热片254的铝散热器252。在散热器252的顶部具有两个涂敷瓷的钢制基片260，在基片上安装有与图9所示阵列类似的UV LED芯片阵列258和256。在阵列256和258的涂敷瓷的钢制基片260之下设有散热器填料270，该散热器填料用来将涂敷瓷的钢制基片260固定在散热器252的上表面。应当理解散热器填料270不仅将UV LED芯片阵列256和258固定在散热器252的上表面上，而且还将热量从UV LED阵列256和258传导到散热器252。
图13是图12所示UV LED阵列组件250的透视图。将会看到，将第二UV LED芯片阵列274置于UV LED芯片阵列256后面，它们用导线280和282连接起来。还可看到散热器252上具有基本与散热片254平行的通道284，该通道用来从UVLED芯片阵列274接受一对电源导线288和290。另外，在散热器中还提供了与UV LED芯片阵列258相邻的基本平行于散热片254的另一通道292，用来从UVLED芯片阵列258接受一对电源导线294和296。
图14是紫外固化设备300的方框图，该设备包括多个(例如四个)UV LED芯片阵列组件250。这些组件250可以固定在一起，可以通过例如凸轮，以类似于图5所示面板28的振动方式进行振动。
在辊302，304和306上输送一个输送带301(图5)，使其以紧邻地靠近一组UVLED芯片阵列组件250的形式通过这些组件。辊302，303或304中的一个可以是传送机的驱动辊。
在图5的实施方式中，通过紫外芯片阵列组件250的散热片254提供散热。由于阵列256，258和274中阵列内的UV LED芯片所发射的光强度会由于UV LED芯片阵列256，258和274的发热而减弱，因此这种散热是很重要的。因此，在此实施方式中，通过散热片254的散热使UV LED芯片阵列256，258和274的温度保持在预定温度范围内。
可以通过提供风扇，例如图14所示的风扇312，314，316和318，进一步加强对图5中的UV-LED阵列256，258和274的温度控制。应当理解可以在散热器252上安装温度传感器，用来向风扇312-318的控制电路(图中未显示)说明阵列的温度。当传感器检测到温度高于某一阈值的时候，该控制电路可打开风扇312-318，当传感器检测到温度低于某一阈值的时候，关闭风扇。通过这种方式，可以将UV LED芯片所发射光线的光强度保持在高水平。
图15显示了与图9所示阵列类似的多个四阵列220，这些阵列安装在基片上，用玻璃或塑料保护片320覆盖，该保护片提供了覆盖或密封，保护LED阵列220使其免于被溅上杂物。
图16是图15所示被覆盖的UV LED芯片阵列面板220的一部分的截面图。图中显示待固化的产品、制品或其他对象324位于玻璃片或塑料片320上方，向产品、制品或其他对象324和覆盖片320之间的区域提供氮气。当然，在覆盖片320下面是UV LED芯片阵列面板220。
图17中显示了印刷和固化位点400，在印刷位点406印刷产品、制品或其他对象402(图中所示在相邻的支架(support)404上)，然后将其置于支架404(可以是图18所示的支承输送器)上，在这里使UV-LED阵列的组件408在刚印刷的产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上移动或往复运动(或者使支承输送器在UV-LED阵列的组件408下面移动)，使印刷物固化。所述产品、制品或其他对象402可以是平面的，或者可具有弯曲的形状，例如为手机外壳。
图18中显示了固化位点420，承载有印刷光盘424的传送机422在此位点在UV-LED阵列的组件426下面移动。
图19显示了在印刷头434和UV-LED阵列组件436下面的用来承载光盘432的转台430。该转台首先转换位置，使光盘432移动到间隔的印刷头434下，在这里进行光盘432的印刷，然后转台第二次转换位置，使刚印刷的光盘432移动通过间隔开的UV-LED阵列组件，以固化印刷物。
由于UV-LED芯片在发光时会产生热量，而且光强度会随着温度的升高而降低，因此需要将UV-LED芯片基本保持在恒定的温度，以保持基本恒定的光强度/输出。这可通过几种不同的系统完成。如图20所示，图中显示了一种用来保持基本恒定的光强度的系统500。此处，系统500包括光传感器502，用来监测从UV-LED阵列504组件506中UV-LED阵列504内UV-LED芯片向印刷的产品、制品或其他对象507(例如光盘(CD))发射的光强度。控制电路508使用检测到的光强度控制向可变速风扇510输出的电流或电压，所述风扇向安装在基片514上的散热器512吹出冷却空气，所述基片514安装在UV-LED阵列504的组件506上。当UV-LED芯片发热升温时，风扇510的转速增大，以增加对散热器512的冷却，冷却散热器512和安装在基片514上的UV-LED芯片，将UV-LED芯片保持在基本恒定的温度，使得UV-LED芯片的光输出基本恒定。
图21显示了另一个系统600。用来将光强度基本保持恒定的系统600包括监测基片606上的散热器604温度的热/温度传感器602，所述基片606还安装了包括多个UV-LED芯片的UV-LED阵列610的组件608。控制电路612使用检测到的温度控制向散热器604吹冷却空气的可变速风扇614的电流或电压，所述散热器604安装在基片606上，所述基片上装有UV-LED阵列610的组件608。当UV-LED芯片变热时，增大风扇614的转速，以增加对散热器604的冷却力度，冷却散热器604和安装在基片606上的UV-LED芯片，从而将UV-LED芯片保持在基本恒定的温度，使得UV-LED芯片的光输出基本恒定。
在两个系统500和600中，如图所示，散热器512或604与基片514或606下侧的UV-LED阵列504或610隔开。在实际中，散热器512或604优选位于基片UV-LED阵列504或610上方的基片514或606上。
根据本发明所述，可将UV-LED阵列用于油墨印刷和固化系统，例如图22所示的系统620。此处，安装了印刷头622，用来在片材或产品、制品或其他对象(例如纸张)上进行横向往复运动，从而在其上印刷可紫外固化的油墨。安装了第一组两个UV-LED阵列626和628，使其在印刷头622的任一侧与印刷头622一起移动。
然后，沿非横向方向(见图23的箭头)将纸片622在另一组630的一个或多个UV-LED阵列下移动，所述阵列可包括能够在一种或多种其他波长下发射紫外光的LED芯片。
如果需要，如图23所示，可以使纸片622进一步转换(index)或移动通过发射另一种波长的光的荧光灯632。
如图24所示固化位点642可包括至少一个加热灯640。在一优选实施方式中，所述加热灯640是红外灯。在一些情况下，可使用其他种类的加热灯。
此处，首先使印刷的产品、制品或其他对象644(例如光盘(CD)，计算机磁盘，瓶盖或手机外壳部件)在传送机645之上、在加热灯640下方移动，所述加热灯640是用于可紫外固化油墨的，该油墨在加热时可以更好或更快地固化。然后使所述产品、制品或其他对象644在一组646UV-LED阵列下移动。
应当理解如果需要提供更均匀的光线，可以根据上文所述使组630和646往复运动或振动。
UV-LED阵列组630还可结合系统500或600，使得其中UV-LED芯片的温度基本保持恒定。
从以上描述可以很清楚地看出，本发明的方法和装置或设备具有许多优点，其中一些优点已经在上文中描述，其它的优点是本发明固有的。
尽管已经显示和描述了本发明的实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可以在不背离本发明的前提下，对元件、部件、设备、装置、过程(方法)步骤、及其在其他产品、制品、油墨、涂料、粘合剂和/或对象上的应用进行各种改变和替换。因此，本发明的范围仅受到所附权利要求书的限制。

Claims (6)

1.一种用来在印刷位点印刷产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象，并提高在固化位点对可紫外固化油墨中的紫外光引发剂施加的紫外光的方法，所述油墨是在所述印刷位点施用到所述产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上的，其特征是，所述方法包括：
在印刷位点用印刷头在产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上印刷可紫外固化的油墨；
在与固化点相邻的位置或在固化位点提供至少一组紫外光发射二极管芯片的紫外光发射二极管阵列；
使至少一组所述紫外光发射二极管阵列与所述印刷的产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象之间相对移动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述印刷头与至少一些紫外光发射二极管阵列组一起，相对于产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象横向地往复运动；和/或
至少一组所述紫外光发射二极管阵列与印刷头相邻地设置在固化位点；和/或
所述产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象相对于至少一组紫外光发射二极管阵列发生位置转换和/或移动；
当所述产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象相对于至少一组紫外光发射二极管阵列发生位置转换和/或移动的同时，至少一组紫外光发射二极管阵列发生往复运动和/或振动；
将至少一个荧光灯设置在所述固化位点；和/或
所述印刷过的产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象在至少一个荧光灯附近和/或相邻位置和/或下方转换位置和/或移动。
3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
所述紫外光发射二极管阵列组中至少一个紫外光发射二极管芯片所发射光的波长不同于该紫外光发射二极管阵列中一些其它紫外光发射二极管芯片所发光的波长；和/或
从至少一些紫外光发射二极管阵列中发射的紫外光的强度基本是恒定和/或均匀的。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
至少一个紫外光发射二极管阵列中的至少一些紫外光发射二极管芯片是错开的。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：
将至少一个加热灯置于通向固化位点的路径附近和/或路径上；和/或
将可紫外固化的油墨印刷在产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上，并在其上进行加热；和/或
在印刷位点加热可紫外固化的油墨；和/或
用红外加热灯使得可紫外固化的油墨在所述产品、制品、涂料、粘合剂或其他对象上加热、聚合和/或固化。
6.一种用于上述权利要求中任一项所述的方法的紫外固化设备，其特征是，所述紫外固化设备包括：
设置在固化位点或其附近的至少一组紫外光发射二极管芯片的紫外光发射二极管阵列，所述固化位点与印刷位点的印刷头靠近、邻近和/或相邻；和/或
用来使得所述至少一组紫外光发射二极管阵列与所述产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象发生相互运动的机械装置；和/或
用来使印刷头和所述至少两组所述紫外光发射二极管阵列一起横向地和/或相对于所述产品、制品、油墨、涂料或其他对象往复运动的往复运动机械装置；和/或
用来使所述产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象在至少一组紫外光发射二极管阵列的周围、附近、邻近和/或下方转换位置和/或移动的换位机械装置；和/或
一种用来使至少一组紫外光发射二极管阵列相对于所述产品、制品、油墨、涂料、粘合剂或其他对象振动的机械振动装置。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication