FR2759942A1 - Procede et appareil d'impression utilisant une encre durcissable par exposition a de l'energie rayonnante - Google Patents
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Abstract
On décrit un procédé et un appareil d'impression qui utilisent des encres durcissables par exposition à un rayonnement et fournissent un tirage à haute résolution à des vitesses élevées par un procédé en deux stades dans lequel l'image (X) est formée sur un substrat (10) intermédiaire puis est transféré sur le support d'impression (A) . Cela permet d'exposer les deux faces de l'image imprimée (Z) à de l'énergie rayonnante et permet également d'exposer l'image imprimée à la fois à de la chaleur et à de l'énergie rayonnante avant son transfert sur le support d'impression (A) .
Description
PROCÉDÉ ET APPAREIL D'IMPRESSION UTILISANT UNE ENCRE
DURCISSABLE PAR EXPOSITION À DE L'ÉNERGIE RAYONNANTE
La présente invention concerne des procédés et un appareil d'impression qui utilisent des encres
durcissables par exposition à de l'énergie rayonnante.
Ces procédés et cet appareil peuvent être adaptés à une utilisation avec des têtes d'impression à jet d'encre et
des têtes d'impression à transfert thermique.
Dans les procédés et appareils d'impression classiques qui utilisent des encres durcissables par exposition à de l'énergie rayonnante, notamment ceux qui utilisent des têtes d'impression à jet d'encre et des têtes d'impression à transfert thermique, il est difficile à la lumière ou à une autre énergie rayonnante de pénétrer dans des couches d'encre colorées. Les pigments et les colorants occultent ou absorbent l'énergie rayonnante, en réduisant ainsi l'énergie disponible pour déclencher la polymérisation, et provoquent un durcissement superficiel. Le degré de durcissement décroît au sein de la couche d'encre au fur et à mesure que la profondeur augmente. Il est souhaitable de disposer d'un procédé et d'un appareil qui donnent un durcissement plus en profondeur d'encres pouvant être durcies par un rayonnement et contenant ces
pigments et colorants.
Les imprimantes à jet d'encre sont susceptibles d'être de plus en plus utilisées du fait des progrès technologiques liés aux grandes vitesses d'impression et à leur économie de fonctionnement. Les imprimantes à jet d'encre fonctionnent en général en utilisant plusieurs
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éléments d'actionnement pour expulser des gouttelettes d'encre au moyen d'une pluralité associée de buses. Un actionneur de tête d'impression type est décrit dans le brevet US-A-4.516.140. Chaque élément d'actionnement est en général situé dans une chambre remplie d'une encre provenant d'un réservoir. Chaque élément d'actionnement est associé à une buse qui définit une partie de la chambre. Lors de l'activation d'un élément d'actionnement particulier, une gouttelette d'encre est expulsée par la buse vers le support d'impression, soit sous l'effet d'une pression, soit par vaporisation. On en connaît également certains dans lesquels l'encre est entraînée dans la buse par un champ électrostatique. Dans la plupart des configurations, la tête d'impression comportant les buses est déplacée de façon répétée dans le sens de la largeur du support d'impression sur des rails de guidage. Après chaque mouvement, le support d'impression est décalé de la largeur du balayage pour la passe suivante du stylet. Dans certaines configurations, par exemple pour des imprimantes à grande capacité, la tête d'impression parcourt la largeur totale du support d'impression. Après un nombre désigné d'incréments, il est fait en sorte que chacune des buses soit éjecte de l'encre, soit s'en abstienne. Le mouvement au-dessus du support peut imprimer une bande pratiquement aussi large
que le nombre de buses disposées dans la colonne.
Ces procédés et cet appareil d'impression à jet d'encre classiques ont des limitations. Ces procédés d'impression ont souvent une définition et une qualité insuffisantes et dans certains cas, ont une vitesse d'impression insuffisante du fait de la faible viscosité exigée pour l'encre utilisée. Il est nécessaire que l'encre présente de faibles valeurs de viscosité pour permettre son éjection par la tête d'impression. Cela nécessite souvent une teneur élevée en solvant. La teneur élevée en solvant implique que l'encre soit entraînée dans le support d'impression pour permettre un séchage rapide. Lorsque ces encres pénètrent dans des supports d'impression, les bords tendent à devenir moins bien définis. Des encres de couleurs différentes peuvent migrer les unes vers les autres lorsqu'elles pénètrent dans des supports d'impression absorbants. Lorsque les supports d'impression ont un faible taux d'absorption de l'encre, comme par exemple des films transparents, l'encre a tendance à s'accumuler par endroits du fait de sa tension superficielle. En outre, la vitesse d'impression est réduite en raison du fait que l'encre demande un temps de séchage plus long sur un substrat non absorbant. Un, autre problème pouvant se poser dans une impression par jet d'encre est le gondolage du papier, se traduisant par le fait que les supports d'impression gonflent une fois que l'encre a été absorbée, en provoquant une déformation du papier (gondolage). Il est souhaitable de disposer d'un procédé et d'un appareil d'impression à jet d'encre, dans lesquels la qualité d'impression et la vitesse d'impression ne souffrent pas
de la teneur élevée en solvant de l'encre.
Dans l'impression par transfert thermique, des images sont formées sur un substrat récepteur par chauffage de zones extrêmement précises d'un ruban d'impression à l'aide de résistances à couches minces. Ce chauffage de la zone localisée provoque le transfert de l'encre ou d'un autre matériau sensible du ruban vers le substrat récepteur. Le matériau sensible est généralement un pigment ou un colorant. Ces techniques produisent des images ayant une définition et une qualité meilleures que les procédés à jet d'encre, en raison du fait qu'on utilise des encres à haute viscosité qui n'ont pas à pénétrer dans le support de réception comme dans une mèche. La vitesse d'impression n'est pas réduite par la pénétration de l'encre. Cependant, les encres durcissables aux UV et les encres durcissables à la lumière visible présentent le défaut de durcir en surface du fait des limites imposées à la pénétration de
l'énergie rayonnante.
La présente invention a pour objectif de fournir un procédé et un appareil perfectionnés pour effectuer une impression en utilisant une encre durcissable par
exposition à de l'énergie rayonnante.
Selon un premier aspect de la présente invention, celle-ci vise un procédé d'impression caractérisé par les étapes qui consistent: a) à déposer de l'encre sous la forme d'une image sur la surface d'un substrat intermédiaire à partir d'une source d'encre, l'encre pouvant être durcie par de l'énergie rayonnante et l'image d'encre ayant une surface supérieure et une surface inférieure; b) à exposer au moins la surface supérieure de l'image d'encre sur le substrat intermédiaire à de l'énergie rayonnante afin de durcir au moins partiellement l'image d'encre; et c) à transférer l'image d'encre exposée se trouvant sur le substrat intermédiaire vers un substrat récepteur de telle façon que la surface supérieure et la surface inférieure de l'image d'encre soient inversées en formant
une image d'encre transférée sur le substrat récepteur.
L'image d'encre transférée sur le substrat récepteur peut ensuite être exposée à de l'énergie rayonnante afin de
durcir davantage l'encre.
De préférence, la source d'encre est une tête d'impression à jet d'encre, l'encre étant déposée en étant éjectée par celle-ci, le procédé comprend l'étape consistant à déplacer la surface du substrat intermédiaire sur lequel l'image d'encre est déposée avant d'exposer la surface supérieure de l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire à de l'énergie rayonnante, le substrat intermédiaire est un rouleau de transfert qui tourne de façon à produire un mouvement de sa surface sur laquelle est déposée l'image d'encre, par rapport à la source d'encre, le substrat intermédiaire est une courroie qui tourne pour produire un mouvement de la surface sur laquelle est déposée l'image d'encre par rapport à la source d'encre, l'énergie rayonnante est une lumière ultraviolette, une lumière visible, un rayonnement infrarouge ou des combinaisons de ceux-ci, le procédé consiste à chauffer l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire à une température supérieure à la température ambiante, et à refroidir l'image d'encre transférée se trouvant sur le substrat récepteur à la température ambiante, l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire est chauffée à une température supérieure à la température ambiante par chauffage du substrat intermédiaire avant que l'image d'encre soit déposée sur celui- ci, l'image d'encre transférée se trouvant sur le substrat récepteur est durcie en une encre sèche après exposition de la surface supérieure de l'image d'encre transférée à de l'énergie rayonnante, l'image d'encre transférée se trouvant sur le substrat intermédiaire est entièrement durcie avant son transfert sur le substrat récepteur, la source d'encre parcourt la surface du substrat intermédiaire dans une direction perpendiculaire à la direction de rotation du rouleau de transfert, la source d'encre est stationnaire, la surface supérieure et la surface inférieure de l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire, sont toutes deux exposées à de l'énergie rayonnante. Dans un mode de réalisation préféré, l'encre peut être déposée sur le substrat intermédiaire par une tête d'impression à jet d'encre, bien que l'utilisation d'autres techniques d'impression, comme l'impression par transfert thermique, soit également appropriée. L'énergie rayonnante est de préférence une lumière ultraviolette, t6 2759942 bien que de la lumière visible ou un rayonnement infrarouge puisse également être utilisé. Lors du durcissement de l'encre tant avant qu'après le transfert vers le substrat récepteur, les deux côtés de l'encre peuvent être durcis, ce qui permet une meilleure pénétration du rayonnement et l'élimination du
durcissement d'une seule surface.
Dans un autre mode de réalisation, l'image d'encre formée sur la surface du substrat intermédiaire est chauffée à une température supérieure à la température ambiante et l'image transférée est refroidie à la température ambiante. L'exposition de l'image d'encre transférée sur le substrat de réception à un rayonnement
est alors facultative.
Selon un autre aspect de la présente invention, celle-ci vise un appareil destiné à imprimer des images sur un substrat récepteur, comprenant: a) une tête d'impression conçue pour former des images sur un substrat avec une encre durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante; caractérisé par b) un substrat intermédiaire disposé de facon à recevoir des images d'encre formées par la tête d'impression, sur une surface de celui-ci; c) des moyens d'avance destinés à déplacer la surface du substrat intermédiaire qui reçoit des images d'encre par rapport à la tête d'impression; d) une source d'énergie rayonnante disposée de façon à exposer les images d'encre se trouvant sur la surface du substrat intermédiaire à de l'énergie rayonnante; et e) des moyens d'entraînement qui sont conçus pour déplacer le substrat récepteur de façon à l'amener au contact des images d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire et à ce qu'il soit superposé à ces images d'encre, de telle manière que l'image d'encre soit
transférée vers le substrat récepteur.
De préférence,
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il est prévu des moyens de chauffage destinés à chauffer l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire à une température supérieure à la température ambiante, il est prévu une seconde source d'énergie rayonnante disposée de façon à exposer l'image d'encre transférée se trouvant sur le substrat récepteur à de l'énergie rayonnante, la source d'énergie rayonnante sert également à chauffer les images d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire à une température supérieure à la température ambiante, les moyens de chauffage comprennent des éléments chauffants à résistance thermique disposés sous la surface du substrat intermédiaire, la tête d'impression comporte un mécanisme de déplacement transversal destiné à déplacer la tête d'impression par rapport au substrat intermédiaire dans une direction sensiblement perpendiculaire au mouvement du mécanisme d'avance, la tête d'impression est stationnaire et couvre la largeur du substrat intermédiaire, il est prévu des moyens de protection destinés à protéger la tête d'impression de l'énergie rayonnante émise par la source d'énergie rayonnante, le substrat intermédiaire comprend un rouleau de transfert, les moyens d'avance faisant tourner le rouleau de transfert, le substrat intermédiaire comprend une courroie ou un ruban continu, les moyens d'avance faisant tourner la courroie ou le ruban continu selon des cycles répétés, la source d'énergie rayonnante est une source de lumière ultraviolette, une source de lumière visible ou une source de lumière infrarouge, une baguette de nettoyage destinée à nettoyer la surface du rouleau de transfert avant que des images d'encre provenant de la tête d'impression soient formées sur celui-ci, O une tête d'impression à transfert thermique pour chauffer l'image d'encre à une température supérieure à la température ambiante et pour transférer l'image d'encre de la courroie ou du ruban continu vers un substrat récepteur de façon à former une image d'encre transférée. Une seconde source d'énergie rayonnante peut être prévue pour exposer l'image d'encre transférée à de l'énergie rayonnante, de façon à durcir davantage
l'encre.
La tête d'impression peut être une tête d'impression à jet d'encre ou une tête d'impression à transfert thermique. Dans un mode de réalisation, on utilise des moyens de chauffage pour chauffer l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire à une
température supérieure à la température ambiante.
L'utilisation d'une seconde source d'énergie rayonnante
pour durcir davantage l'encre est alors facultative.
Des modes de réalisation de la présente invention seront décrits ci- après à titre non limitatif d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'une imprimante proposée par la présente invention, qui utilise un rouleau de transfert en tant que substrat intermédiaire; la figure 2 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'une imprimante proposée par la présente invention, qui utilise un rouleau de transfert en tant que substrat intermédiaire; la figure 3 est une représentation schématique d'un chariot pour tête d'impression à jet d'encre convenant pour une utilisation conformément à la présente invention; la figure 4 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'une imprimante proposée par la présente invention, qui utilise une courroie ou un ruban continu en tant que substrat intermédiaire; la figure 5 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation d'une imprimante proposée par la présente invention, qui utilise une courroie ou un ruban continu en tant que substrat intermédiaire; la figure 6 est une représentation schématique
d'une tête d'impression à jet d'encre pleine largeur.
La présente invention concerne des procédés d'impression et des imprimantes et ne concerne pas les moyens permettant de former une image, qui sont en général des têtes d'impression. Aucune limitation particulière n'est imposée à la tête d'impression pour autant qu'elle puisse former une image au moyen d'une encre durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante. Comme têtes d'impression appropriées, on citera des têtes d'impression à jet d'encre et des têtes d'impression à transfert thermique. Comme têtes d'impression à jet d'encre appropriées, on citera celles qui sont activées thermiquement, par un cristal piézoélectrique ou par un champ électrostatique. Les modes de réalisation décrits ici concernent souvent des têtes d'impression à jet d'encre; cependant, l'invention
n'est pas limitée à ces cas.
Les procédés d'impression et les imprimantes de la présente invention utilisent une encre durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante et un substrat intermédiaire sur lequel une image d'encre est formée avec l'encre durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante. L'utilisation du substrat intermédiaire offre de nombreux avantages, parmi lesquels on peut citer 1) un durcissement en deux stades pour l'encre durcissable par exposition à un rayonnement, ce qui permet d'exposer les deux faces de l'image d'encre à de l'énergie rayonnante pour un durcissement plus complet et plus rapide et 2) un durcissement dans lequel il ne se produit aucune
migration du solvant sur le support d'impression final.
La figure 1 représente une imprimante 200 de la présente invention et illustre le principe de fonctionnement d'un exemple de procédé d'impression de la présente invention. L'imprimante 200 utilise deux têtes d'impression à jet d'encre en tant qu'élément 55 de formation d'image. Cependant, les imprimantes et les procédés de la présente invention comprennent l'utilisation a) de têtes d'impression à jet d'encre uniques, b) de plus de deux têtes d'impression à jet d'encre, c) de têtes d'impression à transfert thermique et d'autres moyens pour déposer de l'encre, en tant qu'éléments de formation d'image. Le substrat intermédiaire utilisé dans l'imprimante 200 est un rouleau 10 debtransfert. Les têtes 50 d'impression à jet d'encre forment une image d'encre sur le rouleau 10 de transfert par dépôt d'encre B sur la surface 11. La surface 11 du rouleau 10 de transfert est déplacée par rapport à l'élément 50 de formation d'image pour permettre un dépôt supplémentaire sur celui-ci d'encre B. Un mécanisme d'avance assure ce mouvement relatif. Pour l'imprimante 200, un rouleau 52 de pression est utilisé comme mécanisme d'avance. Le rouleau 52 de pression fait tourner le rouleau 10 de transfert autour de son axe 53 tout en déplaçant le substrat A récepteur entre le rouleau 52 de pression et le rouleau 10 de transfert. Le mécanisme d'avance peut varier dans une large mesure en ce qui concerne sa structure et comporte des moyens d'entraînement simples pour faire tourner le rouleau 10
de transfert autour de l'axe 53.
La source 51 d'énergie rayonnante expose des images d'encre X se trouvant sur la surface 11 du rouleau 10 de transfert. Les images d'encre sont au moins partiellement durcies du fait de cette exposition. L'image d'encre exposée est ensuite transférée sur un substrat A récepteur. Cela est réalisé par un mécanisme d'entraînement conçu pour déplacer les substrats récepteurs de façon qu'ils viennent au contact des images d'encre et soient superposés à celles-ci sur le substrat intermédiaire. Dans l'imprimante 200, le rouleau 52 de pression joue le rôle de mécanisme d'entraînement qui déplace le substrat A récepteur de façon qu'il vienne au contact d'images d'encre X et soit superposé à celles-ci sur la surface 11 du rouleau 10 de transfert. La pression appliquée par le rouleau 52 est telle que l'image d'encre X soit transférée sur un substrat A récepteur pour former une image d'encre Z. Le mécanisme d'entraînement peut varier dans une large mesure en ce qui concerne sa structure et son fonctionnement. Le transfert de l'image d'encre X exposée se trouvant sur le substrat intermédiaire vers un substrat récepteur, inverse la surface supérieure T et la surface inférieure L de l'image d'encre X en formant une image transférée Z. Dans l'imprimante 200, une seconde source 56 d'énergie rayonnante expose les images d'encre Z transférées à de l'énergie rayonnante. La seconde source d'énergie rayonnante est un élément facultatif dans certains modes de réalisation de l'invention dans lesquels la source 51 d'énergie rayonnante durcit de façon incomplète l'image d'encre. Un mode de réalisation d'une imprimante qui n'utilise qu'une seule source d'énergie rayonnante est illustré dans la figure 2. L'imprimante 201 comprend une tête 60 d'impression à jet d'encre unique en tant qu'élément 65 de formation d'image, qui dépose de l'encre B sur la surface 11 du rouleau 10 de transfert. Un mécanisme d'avance tel que celui utilisé dans l'imprimante 200 de la figure 1, est employé dans l'imprimante 201. Le rouleau 52 de pression joue le rôle de mécanisme d'avance pour faire tourner le rouleau 10 de transfert de façon à déplacer la surface 11 par rapport à la tête 60 d'impression à jet d'encre. Une source 151 d'énergie rayonnante, par l'intermédiaire d'ampoules 150, expose les images d'encre X se trouvant sur la surface 11 du rouleau 10 de transfert à de l'énergie rayonnante et peut durcir entièrement l'image d'encre X. L'imprimante 201 contient en outre un moyen pour chauffer l'image d'encre X à une température supérieure à la température ambiante. Des ampoules 150 jouent également le rôle de moyens pour chauffer les images d'encre X à une température supérieure à la température ambiante. Un autre mode de réalisation consiste à préchauffer le rouleau 10 de transfert, ce qui peut s'effectuer au moyen d'éléments 31 chauffants à résistance thermique. Ceux-ci peuvent être configurés d'une manière analogue aux rouleaux de transfert utilisés dans des imprimantes à laser classiques et des photocopieurs qui font fondre un toner sec. L'image d'encre X exposée et chauffée est ensuite transférée sur un substrat A récepteur par le rouleau 52 de pression de la manière décrite pour l'imprimante 200 de la figure 1. Il n'est pas nécessaire d'exposer l'image d'encre Z transférée à une seconde source d'énergie rayonnante si l'encre est entièrement durcie. Cependant, on laisse refroidir l'image d'encre transférée à la température ambiante de façon à la durcir
et à réduire son caractère collant.
Pour augmenter le caractère collant de l'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire, on peut chauffer cette dernière d'un certain nombre de manières, par exemple au moyen d'une source d'énergie rayonnante telle que celle se trouvant dans l'imprimante 201 de la figure 2, par transfert de la chaleur provenant du rouleau 52 de pression, au moyen d'éléments chauffants résistifs ou par
des courants d'air chaud (non représentés).
Des combinaisons de dispositifs peuvent être utilisées pour chauffer l'image d'encre. Ces moyens de chauffage peuvent facultativement être utilisés avec une imprimante comportant deux sources d'énergie rayonnante,
comme dans l'imprimante 200 de la figure 1.
Les imprimantes 200 et 201 contiennent chacune un écran 25. Cet écran sert à isoler les éléments de formation d'image 50 et 60 de l'énergie rayonnante. Cet écran est facultatif et peut être superflu selon la position de la source d'énergie rayonnante et de l'élément de formation d'image. Les imprimantes 200 et 201 contiennent également chacune une baguette 30 de nettoyage facultative. La baguette de nettoyage élimine l'éventuelle encre résiduelle qui n'a pas été transférée sur un substrat récepteur depuis le substrat intermédiaire. L'énergie rayonnante émise par la source d'énergie rayonnante est de préférence une lumière ultraviolette, une lumière visible, un rayonnement infrarouge une combinaison de ceux-ci. La source d'énergie rayonnante sélectionnée dépend du mécanisme de durcissement destiné à l'encre utilisée. Des encres durcies par de la lumière ultraviolette sont couramment utilisées et ces sources
d'énergie rayonnante sont préférées.
Le procédé et l'appareil de l'invention offrent l'avantage que lorsqu'un durcissement par de l'énergie rayonnante est difficile à mener à terme, l'image d'encre peut être exposée à de l'énergie rayonnante sur ses surfaces supérieure et inférieure du fait de leur inversion lors du transfert des images d'encre du substrat intermédiaire au substrat récepteur. Les encres peuvent être facilement formulées de façon à durcir entièrement lors d'un transfert sur le substrat récepteur. Les encres peuvent également être formulées de façon à être entièrement durcies avant le transfert. Des encres qui sont formulées de façon à être entièrement durcies par l'unique source d'énergie rayonnante bénéficient également de l'utilisation du substrat intermédiaire lorsqu'elles sont déposées par une tête d'impression à jet d'encre en raison du fait que les solvants nécessaires pour favoriser le dépôt et la formation de l'image d'encre par ces têtes d'impression, sont éliminés par chauffage de l'image d'encre; ce qui permet de réduire l'influence que ces solvants ont sur des substrats récepteurs d'images tels que du papier. Le chauffage de l'image d'encre se trouvant sur le substrat intermédiaire offre également la possibilité d'améliorer la cinétique de la réaction. Il est nécessaire de chauffer entièrement l'image d'encre durcie à une température supérieure à la température ambiante pour amollir l'image d'encre et permettre son transfert sur un
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substrat récepteur o elle se solidifie en un solide
exempt de caractère collant à la température ambiante.
Comme indiqué précédemment, l'élément de formation d'image qui est utilisé dans l'imprimante de la présente invention peut varier dans une large mesure en ce qui concerne la structure d'une tête d'impression à jet
d'encre à des têtes d'impression à transfert thermique.
Il n'est pas nécessaire que ces têtes d'impression soient différentes des têtes d'impression classiques. Qu'elles soient thermiques, électrostatiques ou activées par des cristaux piézoélectriques, ces têtes d'impression ont de préférence une pluralité de buses qui permettent de produire diverses couleurs. Les têtes d'impression à transfert thermique sont moins préférées en raison du fait que les encres déposées sont solides à la température ambiante, ce qui nécessite un chauffage de l'encre de façon à permettre un transfert final de l'image d'encre du substrat intermédiaire à un substrat récepteur. L'élément de formation d'image peut comporter des rails de guidage ou un autre mécanisme qui permet à la tête d'impression de parcourir la surface du substrat intermédiaire dans une direction perpendiculaire au mouvement dudit mécanisme d'avance. La figure 3 illustre un mode de réalisation de ce type utilisé dans l'élément 300 de formation d'image, qui comprend une tête 301 d'impression à jet d'encre munie de quatre buses 302. La tête 301 d'impression est montée sur un rail 305 de guidage et une vis 306 d'entraînement est vissée dans la tête 301 d'impression de façon que la tête 301 d'impression coulisse le long du rail 305 de guidage lorsque la vis 306 d'entraînement est mise en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire des aiguilles d'une montre par un dispositif 309 d'entraînement. Des éléments 310 de châssis supportent le rail 305 de guidage et la vis 306 d'entraînement. L'élément de formation d'image peut comprendre une tête d'impression qui couvre toute la largeur du support d'impression ou une partie substantielle de celle-ci, comme illustré dans la figure 6, o l'élément 400 de formation d'image comprend une tête 401 d'impression à buses 402 multiples, montée sur un rail 405. Le substrat intermédiaire est de préférence un tambour ou un rouleau, comme illustré dans les figures 1 et 2. Cependant, il est envisageable que les dimensions et la configuration du substrat intermédiaire puissent varier notablement selon les nécessités. A titre d'exemple, letsubstrat intermédiaire peut comprendre des plaques individuelles, ou une courroie ou un ruban continu. La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'invention dans lequel le substrat intermédiaire est une courroie ou un ruban continu. La figure 4 illustre une imprimante 500 de la présente invention qui utilise une
courroie 7 continue en tant que substrat intermédiaire.
La tête 4 d'impression à transfert thermique, associée à un ruban 6d'impression à transfert thermique, constitue l'élément 2 de formation d'image. De l'encre 9 du ruban 6 est transférée sur la courroie 7 continue sous la forme d'une image d'encre X. La courroie 7 continue est déplacée par rapport à l'élément 2 de formation d'image par une série de rouleaux 15 d'entraînement et de rouleaux 22 de guidage. Une source 37 d'énergie rayonnante expose les images X se trouvant sur la courroie 7 continue. Le mécanisme 3 d'entraînement déplace le substrat A récepteur de façon qu'il vienne au contact de l'image X d'encre se trouvant sur la courroie 7 continue et soit superposé à celle-ci, et transfère l'image d'encre X sur le substrat A récepteur. Le mécanisme 3 d'entraînement comprend un rouleau 10 d'entraînement qui entraîne le substrat A récepteur vers le rouleau 12 de pression, celui-ci pressant le substrat A récepteur contre la courroie 7 continue pour transférer l'image d'encre X. Si cela est souhaitable, l'image d'encre Z transférée se trouvant sur le substrat
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récepteur est exposée à une seconde source 38 d'énergie rayonnante. De la chaleur est appliquée à l'image d'encre X pour en augmenter le caractère collant, et améliorer son transfert sur le substrat A récepteur. Dans l'imprimante 500, de la chaleur est appliquée à l'image d'encre X par l'intermédiaire du rouleau 12 de pression
et par la source 37 d'énergie rayonnante.
Un autre mode de réalisation est constitué par l'imprimante 501 illustrée dans la figure 5, qui utilise une tête 60 d'impression à jet d'encre en tant qu'élément de formation d'image et une tête 1 d'impression à transfert thermique, comme dans le cas de la tête 4 d'impression de la figure 4, pour chauffer l'image X. La tête 1 d'impression transfère l'image d'encre du ruban 7 continu vers le substrat A récepteur, après exposition à de l'énergie rayonnante. Il est clair qu'il n'est pas nécessaire que les substrats intermédiaires soient constitués par la courroie elle-même, ceci pouvant également être des substrats plans ou tridimensionnels placés sur la courroie. Avec ces modes de réalisation, des encres peuvent être appliquées à des substrats récepteurs présentant des formes tridimensionnelles
telles que des bouteilles, des flacons et des boîtes.
Le substrat récepteur le plus courant est constitué de feuilles de papier, parmi lesquelles du papier en bande, du papier à dessin, du papier coloré, et des rouleaux continus. Cependant, le procédé et l'appareil de la présente invention sont bien adaptés à une utilisation avec des feuilles de matière plastique, des films de matière plastique, ainsi que des objets tridimensionnels tels que des bouteilles de matière plastique, des boites
en carton, en tant que substrats récepteurs.
Il est clair que le mécanisme d'avance et le mécanisme d'entraînement peuvent varier dans une large mesure en ce qui concerne leur configuration et leur structure. Divers moyens d'entraînement peuvent être utilisés pour faire avancer les substrats intermédiaires, comme par exemple des moteurs, des poulies, des chaînes,
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des dispositifs d'entraînement pneumatiques, etc. Divers rouleaux de pression est diverses configurations d'entraînement peuvent être utilisés pour entraîner des substrats récepteurs plans pour le transfert de l'image d'encre. Des montages plus complexes sont nécessaires pour des substrats récepteurs tridimensionnels tels que
des bouteilles et des boîtes.
Claims (27)
1. Procédé d'impression, caractérisé par les étapes qui consistent: a) à déposer de l'encre sous la forme d'une image (X) sur une surface (11) d'un substrat (10, 7) intermédiaire à partir d'une source (50, 60, 301, 401, 4) d'encre, l'encre étant durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante et l'image d'encre (X) ayant une surface supérieure (T) et une surface inférieure (L); b) à exposer au moins la surface supérieure (T) de l'image d'encre (X) se trouvant sur le substrat intermédiaire (10, 7) à de l'énergie rayonnante pour durcir au moins partiellement l'image d'encre (X); et c) à transférer l'image d'encre (X) exposée se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire vers un substrat (A) récepteur de telle façon que la surface supérieure (T) et que la surface inférieure (L) de l'image d'encre (X) soient inversées en formant une image
d'encre (Z) transférée sur le substrat (A) récepteur.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à exposer la surface supérieure (T) de l'image d'encre transférée (Z) se trouvant sur le substrat récepteur (A) à de l'énergie rayonnante afin de durcir davantage l'image d'encre
transférée (Z).
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'encre est une tête (50, , 301, 401) d'impression à jet d'encre, l'encre étant
déposée en étant éjectée par celle-ci.
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4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'étape consistant à déplacer la surface (11) du substrat intermédiaire (10, 7) sur lequel l'image d'encre (X) est déposée avant d'exposer la surface supérieure (T) de l'image d'encre (X) se trouvant sur le
substrat intermédiaire (10, 7) à de l'énergie rayonnante.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat intermédiaire est un rouleau (10) de transfert qui tourne de façon à produire un mouvement de sa surface (11) sur laquelle est déposée l'image d'encre (X), par rapport à la source (50, 60,
301, 401) d'encre.
6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat intermédiaire est une courroie (7) qui tourne pour produire un mouvement de la surface (11) sur laquelle est déposée l'image d'encre (X)
par rapport à la source d'encre.
7. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'énergie rayonnante est une lumière ultraviolette, une lumière visible, un
rayonnement infrarouge ou des combinaisons de ceux-ci.
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé par les étapes consistant à chauffer l'image d'encre (X) se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire à une température supérieure à la température ambiante, et à refroidir l'image d'encre transférée (Z) se trouvant sur le substrat récepteur (A)
à la température ambiante.
9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'image d'encre (X) se trouvant sur le substrat intermédiaire (10, 7) est chauffée à une température supérieure à la température ambiante par chauffage du substrat (10, 7) intermédiaire avant que
l'image d'encre (X) soit déposée sur celui-ci.
10. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'image d'encre transférée (Z) se trouvant sur le substrat récepteur (A) est durcie en une [J encre sèche après exposition de la surface supérieure (T) de l'image d'encre transférée (Z) à de l'énergie rayonnante.
11. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'image d'encre transférée (X) se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire est entièrement durcie avant son transfert sur le substrat
récepteur (A).
12. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la source (301) d'encre parcourt la surface (11) du substrat (10) intermédiaire dans une direction perpendiculaire à la direction de rotation du
rouleau (10) de transfert.
13. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la source (400) d'encre est stationnaire.
14. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la surface supérieure (T) et la surface inférieure (L) de l'image d'encre (X) se trouvant sur le substrat intermédiaire (10), sont toutes deux
exposées à de l'énergie rayonnante.
15. Appareil destiné à imprimer des images sur un substrat récepteur (A) comprenant: a) une tête (50, 60, 301, 401, 9) d'impression conçue pour former des images sur un substrat avec une encre durcissable par exposition à de l'énergie rayonnante, caractérisé par b) un substrat (10, 7) intermédiaire disposé de façon à recevoir des images d'encre (X) formées par la tête (5, 60, 301, 401, 9) d'impression sur une surface (11) de celui-ci; c) un mécanisme d'avance (52) pour déplacer la surface (11) du substrat (10, 7) intermédiaire par rapport à la tête (50, 60, 301, 401, 9) d'impression; d) une source (51, 151, 37) d'énergie rayonnante disposée de façon à exposer les images d'encre (X) se trouvant sur la surface (11) du substrat (10, 7) intermédiaire à de l'énergie rayonnante; et e) des moyens (52, 3) d'avance qui sont conçus pour déplacer le substrat récepteur (A) de façon qu'il vienne au contact des images d'encre (X) se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire et à ce qu'il soit superposé à celles-ci, de telle manière que l'image d'encre (X) soit transférée sur le substrat récepteur (A)
et forme une image d'encre transférée (Z) sur celui-ci.
16. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé des moyens de chauffage (150, 31) destinés a chauffer l'image d'encre (X) se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire à une température supérieure à la
température ambiante.
17. Appareil suivant la revendication 15 ou 16, caractérisé par une seconde source (56, 38) d'énergie rayonnante disposée de façon à exposer l'image d'encre transférée (Z) se trouvant sur le substrat récepteur (A)
à de l'énergie rayonnante.
18. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la source (51, 151, 37) d'énergie rayonnante sert également à chauffer les images d'encre (X) se trouvant sur le substrat (10, 7) intermédiaire à
une température supérieure à la température ambiante.
19. Appareil suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent des éléments chauffants (31) à résistance thermique disposés sous la surface (11) du substrat (10, 7) intermédiaire.
20. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la tête (50, 60) d'impression comporte un mécanisme de déplacement transversal (305, 306) destiné à déplacer la tête (301) d'impression par rapport au substrat (10) intermédiaire dans une direction sensiblement perpendiculaire au mouvement du mécanisme
(52) d'avance.
21. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la tête (401) d'impression est stationnaire et couvre la largeur du substrat (10, 7) intermédiaire.
22. Appareil suivant la revendication 20, caractérisé par des moyens de protection (25) destinés à protéger la tête d'impression (50, 60) de l'énergie rayonnante émise par la source (51, 151, 37) d'énergie rayonnante.
23. Appareil suivant la revendication 15, dans lequel le substrat intermédiaire comprend un rouleau (10) de transfert, les moyens (52) d'avance faisant tourner le
rouleau (10) de transfert.
24. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le substrat intermédiaire comprend une courroie ou un ruban (7) continu, les moyens d'avance (15, 22) faisant tourner la courroie ou le ruban (7)
continu selon des cycles répétés.
25. Appareil suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la source (51, 56, 151, 37, 38) d'énergie rayonnante est une source de lumière ultraviolette, une source de lumière visible ou une
source de lumière infrarouge.
26. Appareil suivant la revendication 23, caractérisé par une baguette de nettoyage (30) destinée à nettoyer la surface (11) du rouleau de transfert (10) avant que des images d'encre (X) provenant de la tête
(50, 60) d'impression soient formées sur celui-ci.
27. Appareil suivant la revendication 24, comprenant une tête d'impression à transfert thermique (4) pour chauffer l'image d'encre (X) à une température supérieure à la température ambiante et pour transférer l'image d'encre (X) de la courroie ou du ruban continu (7) vers un substrat récepteur (A) de façon à former une
image d'encre transférée (7).
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|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20081031 |