KR20070022002A - Uv curing for ink jet printer - Google Patents
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Abstract
프린팅 스테이션(406)에서 제품, 물품 또는 다른 물건(402)을 프린팅하고, 프린팅 스테이션에서 제품, 물품 또는 다른 물건에 적용된 UV 경화성 잉크 내의 UV 광개시제에 경화 스테이션(400)에서의 UV광의 적용을 향상시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 프린팅 스테이션에서 프린팅 헤드로 제품, 물품 또는 다른 물건 상에 UV 경화성 잉크를 프린팅하는 단계; 경화 스테이션에서 UV-LED 칩의 UV-LED 어레이 세트(408)를 제공하거나 포함하는 단계, 및 상기 세트의 UV-LED 어레이 및 상기 프린트된 제품, 물품 또는 다른 물건 사이에서 상대적 이동을 일으키는 단계 또는 이를 위한 메카니즘을 포함한다.Printing a product, article or other article 402 at printing station 406 and improving the application of UV light at curing station 400 to a UV photoinitiator in a UV curable ink applied to the product, article or other article at printing station A method and apparatus for printing, the method comprising: printing a UV curable ink onto an article, article or other article from a printing station to a printing head; Providing or including a set of UV-LED arrays 408 of UV-LED chips at a curing station, and causing relative movement between the set of UV-LED arrays and the printed product, article or other article, or It includes a mechanism for.
UV경화, UV 광개시제, 프린팅 스테이션, 경화 스테이션 UV curing, UV photoinitiator, printing station, curing station
Description
본 발명은 제품, 물품 또는 다른 물건 상에 잉크를 경화시키기 위하여 방출된 자외선(UV)광을 이용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 여기서 상기 잉크는 UV광에 노출시 상기 잉크 내의 모노머를 결합 폴리머로 전환시켜 모노머 물질을 고체화하는 UV 광개시제를 포함한다. The present invention relates to a method and apparatus for using emitted ultraviolet (UV) light to cure ink on a product, article or other article, wherein the ink binds monomers in the ink upon exposure to UV light. UV photoinitiators to convert to solidify the monomer material.
지금까지는, UV 발광 다이오드(LED) 어레이가 잉크, 코팅제 또는 접착제를 경화시키기 위하여 제안되었다. 두꺼운 폴리머는 경화하는데 보다 긴 파장을 요구한다. 표면 경화는 보다 짧은 파장을 요구한다. Until now, UV light emitting diode (LED) arrays have been proposed to cure inks, coatings or adhesives. Thick polymers require longer wavelengths to cure. Surface hardening requires shorter wavelengths.
착색된 코팅제는 안료의 흡수파장과 다른 파장으로 보다 잘 경화된다. 이는 잉크, 코팅제 또는 접착제 내의 수지 및 첨가제의 파장 흡수 특성에 대해서도 마찬가지이다. Colored coatings cure better at wavelengths different from the absorption wavelength of the pigment. The same is true for the wavelength absorbing properties of resins and additives in inks, coatings or adhesives.
따라서, 잉크젯 프린터 및 다른 프린터를 위한 개선된 UV 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.Accordingly, it would be desirable to provide improved UV methods and apparatus for ink jet printers and other printers.
경제적이고, 효과적이며, 사용하기 편리하고 효율적인 잉크젯 프린터 및 다른 프린터를 위한 개선된 방법 및 경화장치가 제공된다. There is provided an improved method and curing apparatus for inkjet printers and other printers that are economical, effective, convenient and efficient to use.
이하에서 더욱 상세하게 기술되는 바와 같이, 본 발명의 방법 및 기구 또는 장치는 프린팅의 잉크를 경화시키기 위하여 새로이 프린트된 제품, 물품 또는 다른 물건 위에 UV-LED로부터 방출된 UV광을 적용하기 위한 기술 및 구조를 제공한다. As described in more detail below, the methods and apparatus or apparatus of the present invention provide a technique for applying UV light emitted from a UV-LED onto a newly printed product, article or other article to cure the ink of the printing and Provide structure.
UV-LED 칩에 의해 방출된 빛의 세기는 상기 UV-LED 칩의 온도가 증가함에 따라 영향을 받거나 감소되기 때문에, 본 발명의 일 실시예는 상기 칩을 장착한 기판 상에 열방산 핀을 포함하는 냉각 시스템 및 상기 UV-LED 칩의 온도를 예정된 범위내 또는 일반적으로 일정하게 유지하기 위하여 상기 핀을 지나 냉각 공기를 불어넣는 장치를 제공한다. Since the intensity of light emitted by the UV-LED chip is affected or reduced as the temperature of the UV-LED chip increases, one embodiment of the present invention includes heat dissipation fins on the substrate on which the chip is mounted. To provide a cooling system and a device to blow cooling air through the fins to maintain the temperature of the UV-LED chip within a predetermined range or generally constant.
또한, 기판의 온도 또는 방출된 빛의 세기가 기판 상에 냉각 공기를 불어넣는 팬에 전류 또는 전압을 조절하기 위하여 측정되고 사용될 수 있으며, 이에 의하여 칩의 가열이 광도를 감소시키려고 할 때 기판의 냉각을 증가시켜 기판의 일정한 온도를 유지하고, 이에 의해 일반적으로 일정한 광도를 유지시킨다. In addition, the temperature of the substrate or the intensity of the emitted light can be measured and used to adjust the current or voltage to a fan that blows cooling air onto the substrate, whereby cooling of the substrate when the chip is about to reduce brightness To maintain a constant temperature of the substrate, thereby generally maintaining a constant luminous intensity.
나아가, "순방향 전압 매칭 기술(forward voltage matching techniques) ", VF,가 LED 칩 스트링(string) 또는 열(row)을 제공하기 위하여 이용된다 (칩의 선택). 여기서, 칩에 의해 생긴 전류는 단지 약 5% 및 약 10% 사이에서 변하는데 이에 의해 "커런트 호깅(current hogging)"이 최소화된다.Furthermore, "forward voltage matching techniques", V F , are used to provide an LED chip string or row (chip selection). Here, the current generated by the chip varies between only about 5% and about 10%, thereby minimizing "current hogging".
광원과 그 빛으로 방사되는 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건 사이의 거리는 빛의 세기에 영향을 미친다. 그러나, UV 경화성 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건이 UV-LED 어레이에 너무 가까우면, 균일한 복사 패턴을 얻을 수 없을 것이다. 따라서 UV-LED 칩 어레이 사이의 바람직한 거리는 UV-LED 칩의 전원 출력의 50%에서 UV-LED 칩으로부터 발산하는 빛으로부터 균일한 패턴의 빛을 제공하는 거리이다. 이 거리는 2θ1/2의 시야원뿔각(viewing cone angle)으로 정의된다.The distance between the light source and the product, article, ink, coating, adhesive, or other article that is emitted by the light affects the light intensity. However, if UV curable products, articles, inks, coatings, adhesives or other objects are too close to the UV-LED array, a uniform radiation pattern will not be obtained. The preferred distance between the UV-LED chip arrays is thus the distance that provides a uniform pattern of light from the light emitted from the UV-LED chip at 50% of the power output of the UV-LED chip. This distance is defined as the viewing cone angle of 2θ 1/2 .
다른 UV 파장 방출 다이오드가 이용가능하게 됨에 따라, 넓은 범위의 UV광이 장치 및 기구를 경화시키는데 적용될 수 있다. As other UV wavelength emitting diodes become available, a wide range of UV light can be applied to cure devices and appliances.
나아가, 보다 큰 파장의 변화를 얻기 위하여, 광파장의 증가를 증대시키기 위하여 형광체가 선택된 하나 이상의 형광램프와 같은 다른 광원 다음에 UV-LED 칩 어레이가 배치될 수 있다. 예를 들어, 매사추세츠주 댄버스의 오스람 실바니아 주식회사는 351nm를 방출하는 타입 2011C 형광램프, 371nm를 방출하는 타입 2052, 433nm를 방출하는 타입 2092 및 420nm를 방출하는 타입 2162를 제공한다. Further, in order to obtain a larger wavelength change, a UV-LED chip array may be placed after other light sources, such as one or more fluorescent lamps, with phosphors selected to increase the light wavelength increase. For example, Osram Sylvania, Inc., of Danvers, Mass., Provides Type 2011C fluorescent lamps emitting 351 nm, Type 2052 emitting 371 nm, Type 2092 emitting 433 nm and Type 2162 emitting 420 nm.
대형접합 UV-LED 칩(한 면 위에 400마이크론 이상) 또한 보다 높은 광밀도에서 UV광을 방출하기 때문에 사용될 수 있는 것으로 생각된다. It is thought that large junction UV-LED chips (more than 400 microns on one side) can also be used because they emit UV light at higher light densities.
더 나아가 1/X의 인접한 열들 사이의 공간 오프셋이 UV-LED 칩의 어레이에 제공될 수 있으며, 여기서 X는 열의 수와 동일하다.Furthermore, the spatial offset between adjacent columns of 1 / X can be provided to the array of UV-LED chips, where X is equal to the number of columns.
본 발명의 교시에 따르면, 프린팅 스테이션에서 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건을 프린팅하고, 상기 프린팅 스테이션에서 제품, 물품, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건에 적용된 UV 경화성 잉크에서 UV 광개시제에 경화 스테이션에서의 UV광 적용을 향상시키기 위한 방법 및 UV 경화장치가 제공된다. 이는 프린팅 스테이션에서 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건 상에 프린팅 헤드를 이용하여 UV 경화성 잉크를 프린팅하는 단계; 경화 스테이션에서 UV-LED 칩의 UV-LED 어레이 세트를 제공하거나 포함하는 단계, 및 상기 UV-LED 어레이 세트 및 상기 프린트된 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건 사이에서 상대적 이동을 일으키는 단계를 포함한다. According to the teachings of the present invention, a product, article, ink, coating agent, adhesive or other article is printed at a printing station and cured to a UV photoinitiator in a UV curable ink applied to the product, article, coating agent, or other article at the printing station. A method and UV curing apparatus are provided for improving UV light application at a station. This may include printing a UV curable ink using a printing head on a product, article, ink, coating agent, adhesive or other article at a printing station; Providing or including a set of UV-LED arrays of UV-LED chips at a curing station, and causing relative movement between the UV-LED array set and the printed product, article, ink, coating, adhesive, or other article It includes.
발명의 보다 상세한 설명은 하기 설명 및 수반하는 도면에 관련된 첨부된 청구항에 제공된다. Further details of the invention are provided in the following claims and the appended claims relating to the accompanying drawings.
도 1은 캐소드 및 애노드 패드를 포함하는 종래 기술의 UV LED 칩 어셈블리의 상부 평면도이다. 1 is a top plan view of a prior art UV LED chip assembly including a cathode and an anode pad.
도 2는 본 발명의 교시에 따라 비거나 또는 그 위에 애노드 및 캐소드가 장착될 수 있는 기본블록 또는 기판 설계의 상부 평면도이다.FIG. 2 is a top plan view of a basic block or substrate design in which anodes and cathodes may be mounted on or above empty in accordance with the teachings of the present invention.
도 3은 본 발명의 교시에 따라 하나의 열에서 UV LED 어셈블리의 교차 열이 인접한 열의 UV LED 어셈블리와 엇갈리도록 UV LED 어셈블리의 열들이 어레이에 배열되는 UV LED 어셈블리의 하나의 어레이의 정면도이다.3 is a front view of one array of UV LED assemblies in which the columns of the UV LED assembly are arranged in the array such that the cross rows of the UV LED assemblies in one row are staggered with the UV LED assemblies in adjacent rows in accordance with the teachings of the present invention.
도 4는 본 발명의 교시에 따라 각각 도 3에 나타낸 UV LED 어셈블리의 여섯 열을 가지는 세 어레이의 패널의 정면도로서, X방향으로 패널을 이동, 왕복 또는 옮길 수 있도록 패널의 일측 모서리에 접하며 패널의 반대측 모서리에서의 스프링에 접하여 이동하는 제1편심캠 및 Y방향으로 패널의 움직임을 일으키고 이에 의해 제1 및 제2 캠이 회전될 때 모든 어레이가 궤도, 원형, 또는 타원형의 경로로 이동하도록 패널의 상부 모서리에 접하며 패널의 하부 모서리에 접하여 베어링한 스프링에 접하여 작동하는 제2편심캠을 개략적으로 보여준다.FIG. 4 is a front view of three arrays of panels, each having six rows of UV LED assemblies shown in FIG. 3 in accordance with the teachings of the present invention, abutting one side edge of the panel to move, reciprocate or move the panel in the X direction; The first eccentric cam moves in contact with the spring at the opposite edge and the panel moves in the Y direction, thereby causing all the arrays to move in the orbital, circular, or elliptical path when the first and second cams are rotated. A second eccentric cam is shown schematically, operating in contact with a spring bearing the upper edge and the lower edge of the panel.
도 5는 UV 경화될 제품, 물품 또는 다른 물건으로 이루어지거나, 또는 이를 운반하는 웨브의 블록 개략도이다. 여기서, 무산소의, 공기보다 무거운 기체가 웨브의 이동 경로 상부 가까이에 배치된 가스 튜브로부터 주입되는 동안 각 제품, 물품 또는 다른 물건이 UV LED 어셈블리의 어레이를 지나 이동함에 따라 UV 광개시제를 가지는 제품, 물품 또는 다른 물건이 경화될 수 있도록, 상기 웨브는 도 4에 나타낸 UV LED 어셈블리의 어레이의 패널을 지나 일반적으로 수직인 경로로 움직이도록 롤러 위를 타게 된다. 5 is a schematic block diagram of a web made of, or carrying, a product, article, or other article to be UV cured. Here, a product, article having an UV photoinitiator as each product, article or other item moves past an array of UV LED assemblies while an oxygen-free, heavier than air gas is injected from a gas tube disposed near the top of the web's path of travel. Alternatively, the web may be burned on a roller to move in a generally vertical path past a panel of the array of UV LED assemblies shown in FIG. 4 so that other objects can be cured.
도 6은 UV 경화될 제품, 물품 또는 다른 물건으로 이루어지거나 이를 운반하는 웨브의 블록개략도이다. 여기서, 무산소 기체가 웨브의 이동 경로 바닥 가까이에 위치된 가스 튜브로부터 주입되는 동안 각 제품, 물품 또는 다른 물건이 UV LED 어셈블리의 어레이를 지나 이동함에 따라 UV 광개시제를 가지는 각 제품, 물품 또는 다른 물건이 경화될 수 있도록, 상기 웨브는 도 4에 나타낸 UV LED 어셈블리의 어레이의 패널을 지나 일반적으로 수직인 경로로 움직이도록 롤러 위를 타게 된다.6 is a block diagram of a web made of or carrying a product, article or other article to be UV cured. Here, each product, article or other article with a UV photoinitiator is moved as each product, article or other article moves past the array of UV LED assemblies while oxygen-free gas is injected from a gas tube located near the bottom of the web's path of travel. In order to be curable, the web is burned on a roller to move in a generally vertical path past a panel of the array of UV LED assemblies shown in FIG. 4.
도 7은 UV LED 어셈블리의 3단 엇갈림을 수립하도록 각 열의 UV LED 어셈블 리 사이의 공간이 증가되는 적어도 세 열로 UV LED 어셈블리를 배치하는 또 다른 방법의 평면도이다. FIG. 7 is a plan view of another method of placing a UV LED assembly in at least three rows in which the space between the UV LED assemblies of each row is increased to establish a three stage stagger of the UV LED assembly.
도 8은 다른 파장에서 UV광을 방출하는 UV LED 어셈블리의 엇갈린 어레이(UV LED 어레이)의 평면도이다.8 is a top view of a staggered array (UV LED array) of UV LED assemblies emitting UV light at different wavelengths.
도 9는 네 열의 LED 칩의 하나의 다이 어레이(die array)의 평면도이다.9 is a plan view of one die array of four rows of LED chips.
도 10은 도 9에 나타낸 어레이의 부분 확대도이다. 10 is a partially enlarged view of the array shown in FIG. 9.
도 11은 도 9에 나타낸 어레이의 셋의 배열 또는 라인 및 상기 어레이의 라인 옆에 배치된 두 개의 긴 형광램프이다.FIG. 11 is an arrangement or line of a set of arrays shown in FIG. 9 and two long fluorescent lamps arranged next to the lines of the array.
도 12는 열방산 핀을 포함하는 알루미늄 히트 싱크(heat sink) 상에 번갈아 장착된 사기코팅된 기판 상에 장착되는 UV LED 어레이의 측면도이다.FIG. 12 is a side view of a UV LED array mounted on a porcelain coated substrate alternately mounted on an aluminum heat sink comprising heat dissipation fins.
도 13은 도 12에 나타낸 UV LED 어레이의 측사시도로서, 전력 공급 컨덕터의 UV LED 어레이로의 통로에 대한 히트 싱크를 통한 통로를 보여준다.FIG. 13 is a side perspective view of the UV LED array shown in FIG. 12, showing the passage through the heat sink for the passage of the power supply conductor to the UV LED array.
도 14는 네 개의 히트 싱크가 장착된 도 12 및 13에 나타낸 UV LED 어레이가 제품의 이동하는 웨브에 인접하여 장착된 것을 제외하고는 도 5와 유사한 도면으로서, 상기 히트 싱크의 열방산 핀에 냉각공기를 적용하기 위한 네 개의 팬을 보여준다. FIG. 14 is a view similar to FIG. 5 except that the UV LED array shown in FIGS. 12 and 13 with four heat sinks mounted adjacent to the moving web of the product, cooling to the heat dissipation fins of the heat sink; Shows four fans for applying air.
도 15는 LED 어레이를 스플래터(splatter)로부터 보호하기 위하여 시트의 유리 또는 플라스틱 물질로 덮인, 도 11에 나타낸 타입의 네 UV LED 어레이의 평면도이다.FIG. 15 is a plan view of four UV LED arrays of the type shown in FIG. 11 covered with a sheet of glass or plastic material to protect the LED array from splatters.
도 16은 도 15에 나타낸 UV LED 어레이의 단편적인 단면도로서, 유리 또는 플라스틱 보호층 위로 위치된 제품을 보여주고 있으며 상기 제품과 유리 또는 플라스틱 보호층 사이에 질소기체층을 보여준다.FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of the UV LED array shown in FIG. 15 showing a product positioned over a glass or plastic protective layer and showing a nitrogen gas layer between the product and the glass or plastic protective layer.
도 17은 제품이 프린트되고 나서 지지대 또는 컨베이어 상에 배치되고 상기 프린트를 경화시키기 위하여 UV-LED 어레이가 상기 프린트된 제품 위로 통과되거나 컨베이어가 UV-LED 어레이 아래로 이동되는 프린팅 및 경화 스테이션의 상부 평면도이다.17 is a top plan view of a printing and curing station where a product is printed and then placed on a support or conveyor and a UV-LED array is passed over the printed product or the conveyor is moved under the UV-LED array to cure the print. to be.
도 18은 프린트된 콤팩트 디스크를 UV-LED 어레이 아래로 운반하는 컨베이어의 상부평면도이다.18 is a top plan view of a conveyor for carrying printed compact discs down a UV-LED array.
도 19는 콤팩트 디스크를 운반하는 턴테이블의 상부평면도로서, 이는 콤팩트 디스크의 프린팅이 일어나는 일정간격 떨어진 프린트 헤드 아래로 콤팩트 디스크를 이동시키기 위하여 제1 인덱스(index)되고 계속해서 상기 프린트를 경화시키기 위하여 새롭게 프린트된 콤팩트 디스크를 일정간격 떨어진 UV-LED 어레이를 지나 이동시키는 제2 인덱스가 따른다. FIG. 19 is a top plan view of a turntable carrying a compact disc, which is first indexed to move the compact disc below a spaced apart print head at which printing of the compact disc occurs and newly refreshed to cure the print. A second index is followed that moves the printed compact disk past the spaced UV-LED array.
도 20은 UV-LED 어셈블리의 UV-LED 칩이 가열함에 따라 냉각을 증가시키기 위하여 광센서로 광도를 측정한 다음 상기 감지된 광도에 근거하여 히트 싱크 상에 바람을 불어넣는 가변속도 냉각팬에 전류 또는 전압을 조절함으로써 상기 UV-LED 칩으로부터 일반적으로 일정한 광출력을 이루는 일반적으로 일정한 온도를 유지할 수 있는, 히트 싱크를 장착한 기판 상에 장착된 UV-LED 어셈블리로부터 일반적으로 일정한 광도를 유지하기 위한 시스템의 블록개략도이다. 20 shows a current in a variable speed cooling fan that measures light intensity with an optical sensor to increase cooling as the UV-LED chip of the UV-LED assembly heats up and then blows on the heat sink based on the detected light intensity. Or to maintain a generally constant luminous intensity from a UV-LED assembly mounted on a substrate with a heat sink, which can maintain a generally constant temperature resulting in a generally constant light output from the UV-LED chip by adjusting the voltage. Block diagram of the system.
도 21은 상기 어셈블리의 UV-LED 칩이 가열함에 따라 냉각을 증가시키기 위 하여 열/온도 센서가 히트 싱크 상에 장착된 UV-LED 어셈블리를 또한 장착하는 기판 상에 히트 싱크의 온도를 측정한 다음 상기 감지된 온도에 근거하여 팬에 전류 또는 전압을 조절함으로써 UV-LED 칩으로부터 일반적으로 일정한 광출력을 이루는 일반적으로 일정한 온도를 유지할 수 있는, 도 20과 유사한, 일반적으로 일정한 광도를 유지하기 위한 시스템의 블록개략도이다. Figure 21 measures the temperature of the heat sink on a substrate that also mounts a UV-LED assembly with a heat / temperature sensor mounted on the heat sink to increase cooling as the UV-LED chip of the assembly heats up. A system for maintaining a generally constant luminous intensity, similar to FIG. 20, which can maintain a generally constant temperature resulting in a generally constant light output from a UV-LED chip by adjusting the current or voltage to the fan based on the sensed temperature. Is a block diagram of.
도 22는 본 발명의 교시에 따라 구성된 프린팅 및 경화 스테이션의 입면도이다.22 is an elevation view of a printing and curing station constructed in accordance with the teachings of the present invention.
도 23은 도 22의 상기 프린팅 및 경화 스테이션의 상부 평면도이다.FIG. 23 is a top plan view of the printing and curing station of FIG. 22.
도 24는 히트 싱크에 의하여 한정되는 히팅 스테이션을 포함하는 변경된 프린팅 경화 스테이션의 상부 평면도이다. 24 is a top plan view of a modified printing curing station that includes a heating station defined by a heat sink.
발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예 및 최적예의 구체적인 설명은 여기에 설명된다. Detailed description of preferred embodiments and best practices for carrying out the invention is described herein.
이제 도면을 좀더 상세하게 참조하면, 캐소드 패드(12) 및 UV LED 칩(16)을 포함하는 칩(16)을 장착한 애노드(14)를 포함하는 종래의 자외선 발광 다이오드(UV LED) 어셈블리(10)가 도 1에 도시되어 있다. 각 캐소드 패드(12, 도 1)는 각 애노드(14)가 그러하듯이 와이어 컨덕터에 접속된다. Referring now to the drawings in more detail, a conventional ultraviolet light emitting diode (UV LED)
이제 도 2를 참조하면, 다수의 UV LED 칩(16)을 제공하는, UV LED 어셈블리(10), 즉 패드(12) 및 애노드(14),의 제1어레이(21)를 그 위에 가지는 기본블 록(building block, 20)이 도시되어 있다. 상기 기본블록은 도 3 및 4에 나타낸 바와 같이 어레이(21, 23 및 25)의 그룹(22)을 형성하도록 유사한 기본블록과 짝지어질 수 있도록 설계된다. 이러한 방식으로, 몇 개의 블록 20은 서로를 일치시키게 체결하고 패널(28, 도 4) 상에 패턴으로(예를 들면, 바닥의 타일과 같이) 배열될 수 있다. Referring now to FIG. 2, a base with a
도 3에서 보는 바와 같이, 각 어레이(21, 23 및 25)에서 UV LED 어셈블리(10)은 UV LED 어셈블리(10)의 제1 하부 열(36)에서 일정간격으로 떨어져 있다. 다음에, 인접한 제2열(38)에서 UV LED 어셈블리(10)는 제1열의 UV LED 어셈블리 사이의 공간 위에 위치하도록 엇갈린 방식으로 배열된다. 같은 방식으로, UV LED 어셈블리(10)의 다음 상부 열(40)은 엇갈리게 되며 도 3에 나타낸 바와 같이 UV LED 어레이(21)에는 전체의 스무 개의 엇갈린 열이 제공된다. As shown in FIG. 3, the
또한, 도 3에서 보는 바와 같이 제1어레이(21)에서 최하단 열(36)의 첫째 UV LED 어셈블리의 시작은 제2 하부 왼편 어레이(23)의 최하단 열(42)의 끝에서 마지막 UV LED 어셈블리(10)의 끝과 맞도록 정렬된다.Also, as shown in FIG. 3, the beginning of the first UV LED assembly of the
그 다음에, 제1 어레이(21)에서 최상부 열(44)의 첫째 UV LED 어셈블리(10)의 시작은 제2 하부 왼편 어레이(23)에서 최상단 열(46)의 마지막 UV LED 어셈블리의 끝과 맞도록 정렬된다. 다음에, 제1 어레이(21)에서 최하단 열(36)의 마지막 UV LED 어셈블리의 끝은 제3 하부 오른편 어레이(25)에서 최하단 열(48)의 첫째 UV LED 어셈블리의 시작에 맞도록 정렬된다. 마지막으로, 제1 어레이(21)에서 최상단 열(44)의 마지막 UV LED 어셈블리의 끝은 도 3에서 보는 바와 같이 제3 하부 오른 편 어레이(25)에서 최상단 열(49)의 첫째 UV LED 어셈블리(10)의 시작에 맞도록 정렬된다.Then, the start of the first
도 4에 최적으로 나타낸 것과 같이, 각 UV LED 어셈블리(10)로부터의 UV광이 어레이에서 인접한 열에 대응하여 일정간격으로 놓여지고 엇갈리게 될 뿐만 아니라 다른 어레이의 열에 대응하여 일정간격으로 놓여지고 엇갈리게 될 수 있도록 세 개의 어레이(21, 23 및 25)가 패널(28) 위에 엇갈린 방식으로 정렬될 수 있다. 또한 도시하지는 않았지만, 여섯 개의 어레이처럼, 세 개의 어레이(21, 23 및 25)보다 많이 제공될 수 있다.As optimally shown in FIG. 4, the UV light from each
또한 도 4에 나타낸 메커니즘, 바람직하게 편심캠(50 및 52)은, 마치 궤도 샌더(orbital sander)에서와 같이, X방향 전후로, Y방향 상하로, 패널(28)을 이동시키거나, 옮기거나 왕복시키기 위하여 제공될 수 있다. 제1 x축 편심캠(50)은 샤프트(54) 둘레를 회전하도록 장착되어, 패널(28)의 다른 측면 모서리(60)에 접하여 작동하도록 배치된 나선형 장력 스프링과 같은 스프링(58)을 구비한 패널(28)의 일 측면 모서리(56)에 접하여 작동한다.In addition, the mechanism shown in FIG. 4, preferably the
다음으로, 제2 y축 편심캠(52, 도 4)은 샤프트(64) 상에서 회전하도록 장착되어, 패널(28)의 하부 모서리(70)에 접하여 작동하도록 배치된 나선형 장력 스프링과 같은 스프링(68)의 작동에 마주 대하여 패널(28)의 상부 모서리(66)에 접하여 작동한다. Next, the second y-axis eccentric cam 52 (FIG. 4) is mounted to rotate on the
가변속도 전동기(도시하지 않음)와 같은 발동기에 의한 각 샤프트(54 및 64, 도 4)의 회전은 패널(28)을 일반적으로 궤도, 고리모양, 원형, 또는 타원형 경로의 이동으로 움직이게 할 수 있다. 이는, 방출되는 UV광을 발산시키고 경화될 제품, 물품 또는 다른 물건에 상기 UV광을 균일하게 적용하기 위하여 패널(28) 상에 장착된 각각의 어레이(21, 23 및 25)에서 각각의 열의 UV LED 어셈블리(10)의 궤도 이동을 가져온다. 이러한 UV광의 발산은 또한 UV광의 소위 "핫 스팟"의 발생을 최소화하거나 모두 제거한다. Rotation of each
도 5에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 교시에 따라 구성된 UV 경화장치, 어셈블리, 메커니즘 또는 기구의 개략적 블록도가 나타나 있다. 여기서 UV LED 어레이(21, 23 및 25)의 패널(28)은 일반적으로 수직으로 배치되고 웨브(74)를 포함하는 컨베이어 벨트의 이동경로에 아주 인접하여 배치된다-웨브(74)는 UV LED 어레이(21, 23 및 25)의 패널에 아주 근접하게 일반적으로 똑바로 수직으로 이동하도록 롤러(76, 78 및 80)를 타게 된다. 이러한 목적을 위하여, 컨베이어의 롤러(76, 78 및/또는 80) 중 적어도 하나가 드라이브 롤러일 수 있다.As shown in FIG. 5, a schematic block diagram of a UV curing device, assembly, mechanism or apparatus constructed in accordance with the teachings of the present invention is shown. The
상기 웨브(74, 도 5) 내부 또는 상부에 배치된 라벨 같은 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건은 플라스틱 커버층 및 라벨 사이에 하나 이상의 UV 경화성 잉크, 코팅제 및/또는 접착제를 가질 수 있다. 상기 UV 경화성 잉크, 코팅제 및/또는 접착제는 예정된 UV 파장범위 내에서 UV광을 받게 될 때 UV 경화성 잉크, 코팅제 또는 접착제 내의 모노머를 고분자화할 UV 광개시제를 포함할 수 있다. UV curable products, articles or other articles, such as labels disposed on or within the web 74 (FIG. 5), may have one or more UV curable inks, coatings and / or adhesives between the plastic cover layer and the label. The UV curable ink, coating and / or adhesive may comprise a UV photoinitiator that will polymerize monomers in the UV curable ink, coating or adhesive when subjected to UV light within a predetermined UV wavelength range.
상기 UV 경화성 잉크, 코팅제 및/또는 접착제는 바람직하게는 패널(28)에 가장 가까이에 마주대하는 웨브(74, 도 5)의 측면에 배치된다. 바람직하게는, 상기 UV LED 어셈블리는 상기 잉크, 코팅제 또는 접착제에 근접하되 UV-LED 칩으로부터 발산하는 광원뿔이 칩의 광 전원 출력의 적어도 50%인 시야원뿔각(viewing cone angle), 2θ1/2보다 가깝지 않아야 한다. UV 방출광의 효력은 처리되는 제품, 물품 또는 다른 UV 경화성 물건까지의 거리가 증가함에 따라 기하급수적으로 사라진다. The UV curable inks, coatings and / or adhesives are preferably disposed on the side of the web 74 (FIG. 5) facing the
바람직하게는, 상기 제품, 물품 또는 다른 UV 경화성 물건을 포함하는 웨브(74)가 패널(28)을 지나 이동함에 따라 패널(28) 및 UV LED 어셈블리의 궤도 이동을 일으키도록 샤프트(50 및 52, 도 4)가 회전된다. 그러한 움직임은 또한 "핫 스팟(hot spots)" 또는 "콜드 스팟(cold spots)"을 최소화하고 UV LED 어셈블리(10)으로부터 UV광의 균일한 스위핑, 분배 및 적용을 제공한다.Preferably, the
도 5에 나타낸 어셈블리 또는 기구의 블록개략도는 경화하는 동안 제품, 물품 또는 다른 물건의 UV 경화를 억제하는 산소에의 노출을 최소화하기 위하여 제공된다. 상부의 가스 주입을 제공하는 가스튜브(84)가 상기 웨브(74)의 화살표(88)로 표시되는 하부 방향 이동경로의 상부 말단(86) 가까이에 공기보다 무거운 무산소함유 기체, 예를 들어 이산화탄소를 주입하기 위하여 어셈블리 및 기구 상에 제공된다. 따라서, 패널(28) 상의 UV LED 어셈블리(10) 및 경화될 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건을 포함하는 웨브(74) 사이에 무산소 영역을 제공하도록 상기 기체가 패널(28) 및 웨브(74) 사이의 공간에서 아래쪽으로 흐를 수 있다.A block schematic of the assembly or appliance shown in FIG. 5 is provided to minimize exposure to oxygen to inhibit UV curing of a product, article or other object during curing. A
하부 제지부를 제공하는 와이퍼 블레이드(90, 도 5)는 궤도를 도는 UV LED 어레이(21, 23 및 25, 도 4) 및 이동하는 웨브(74, 도 5) 사이의 공간에 기체를 보관, 압축, 수집 및/또는 덮기 위하여 패널(28)의 하부 모서리(70)에 인접하여 배치 될 수 있다. 바람직하게 상기 와이퍼 블레이드(90)는 패널(28)의 하부 모서리(70)에 고정되며, 이동하는 웨브(74)에 끌리게 배치된 외부 모서리(92)를 가진다. 이러한 방식으로, 주입된 기체는 경화영역을 빠져나가지 못하도록 제지될 수 있다. The wiper blades 90 (FIG. 5) providing the lower papermaking unit store and compress the gas in the space between the orbiting
도 6은, 이동하는 웨브(74)는 롤러(94, 96 및 98) 주위를 타게 되며, 이들 중 적어도 하나는 드라이브 롤러일 수 있고, 도 5에 나타낸 UV 경화장치, 어셈블리 및 기구에서와 마찬가지로, UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건을 위 또는 안에 구비한 웨브(74)를 UV LED 어셈블리의 어레이(21, 23 및 25, 도 4)를 장착한 패널(28)을 지나 화살표(100)로 나타낸 것과 같이 윗방향으로 이동시키도록 구성된 UV 경화장치, 어셈블리, 메커니즘 또는 기구의 블록개략도이다. FIG. 6 shows that the moving
도 6에 나타낸 장치, 어셈블리 또는 기구에서, 궤도를 도는 패널(28, 도 4) 및 위로 이동하는 웨브(74, 도 6) 사이의 공간에 비활성의, 공기보다 가벼운 무산소함유 기체, 예를 들어 헬륨을 주입하도록 하부의 가스주입을 제공하는 가스 튜브(104)가 웨브(74)의 이동경로(100)의 하부 말단(106) 가까이에 배치된다. 이에 의하여 웨브(74)에 의해 운반되는 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건에서 UV 광개시제의 경화를 향상시키고 용이하게 하는 무산소 영역을 제공한다. In the device, assembly or instrument shown in FIG. 6, an oxygen free gas, such as helium, which is lighter than air, inert in the space between the orbiting panel 28 (FIG. 4) and the moving web 74 (FIG. 6). A
도 5에 나타낸 UV 경화장치, 어셈블리 및 기구에서와 마찬가지로, 공기보다 가벼운 기체의 유출을 최소화하고 궤도를 도는 패널(28, 도 4)과 이동하는 웨브(74, 도 6) 사이의 경화영역에 주입된 가스를 보관, 압축, 수집 및/또는 덮기 위하여 도 6에 나타낸 것과 같이 패널(28)의 상부 모서리(68) 가까이에 상부 제지부(108)을 제공하는 와이퍼 블레이드(108)가 배치된다. 또, 와이퍼 블레이드(108, 도 6)는 상부 모서리(68)에 고정되고 웨브(74)에 끌리도록 배치될 수 있다.As in the UV curing apparatus, assembly and apparatus shown in FIG. 5, injection into the curing zone between the orbiting panel 28 (FIG. 4) and the moving web 74 (FIG. 6) minimizes the outflow of gas lighter than air. A
UV LED 어셈블리(10)를 과열시키는 것을 막기 위하여, 즉 UV LED 어셈블리(10)에 의해 발생된 열을 제어하기 위하여, UV LED 어셈블리에 공급되는 전력은 상대적으로 높은 주파수에서, 주기적으로 또는 순차적으로 활성화되고 비활성화될 수 있다. 즉 켜졌다 꺼졌다 할 수 있다. 또한, 온(on)-오프(off) 사이클의 충격계수(duty cycle)는 UV광 세기를 조절하도록 변경될 수 있다. In order to prevent overheating of the
도 7에는 UV LED 어셈블리, 즉 LED 칩(16)을 배치하여 도 2 및 3에 나타낸 것과 동일한 균일성을 얻을 수 있는 또 다른 방법이 도시되어 있다. 이는 균일성을 얻기 위하여 3 열을 사용하는 것이다. 즉, 제1열(112)에서 LED 칩(16)을 X 간격으로 배열시키고, 다음 열(114, 열 2)은 제1열(112)의 시작으로부터 간격 1/3 X에서 시작하고 다음 열(116, 열 3)은 제1열(112)의 시작으로부터 간격 2/3 X에서 또는 제2열(114)의 시작으로부터 간격 1/3 X에서 시작하도록 한다.FIG. 7 shows another way in which a UV LED assembly, i.
UV LED 어셈블리(10)으로부터 광선의 원하는 엇갈림을 제공하도록 간격 X는 1, 2, 3, 4, 5 등의 UV LED 어셈블리(10)의 폭과 일치하는 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는 x는 열의 수와 같다.It can be understood that the spacing X coincides with the width of the
또한, UV 경화성 잉크, 코팅제 또는 접착체가 UV LED 어셈블리 위에 튈 경우에는, UV LED 어셈블리(10)을 보호하기 위하여 맑고 투명한 보호시트 또는 층의 플라스틱 물질이 어레이(21, 23 및 25) 위로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 보호시트 또는 층은 주기적으로 깨끗하게 하거나 교체된다.In addition, when the UV curable ink, coating or adhesive is deposited on the UV LED assembly, a clear, transparent protective sheet or layer of plastic material may be placed over the
도 8에 나타낸 어레이(220)에는 UV LED 어셈블리(216)의 여섯 엇갈린 열(201-206)이 도시되어 있다. 이러한 어레이(220)는 도 2에 나타낸 어레이와 유사하다. 그러나, 상기 어레이에서 개개의 UV LED 어셈블리(216)는 다른 파장 방출을 가지는 UV광을 적용하기 위하여 다른 파장을 가지며, 이는 UV 광개시제를 포함하고 서로 다른 두께를 가지는 잉크, 코팅제 및 접착제를 경화시키는데 보다 효과적이다. The
LED 또는 형광램프로부터 방출되는 UV광은 특정파장, 예를 들어 370nm인 하나의 파장에서 피크를 가지는 종종 분광 에너지 분포(the Spectral Energy Distribution)라 불리는 파장의 범위를 넘는다.The UV light emitted from an LED or fluorescent lamp is over a range of wavelengths, often called the Spectral Energy Distribution, which has a peak at one wavelength, for example 370 nm.
상기 UV LED 어셈블리는 임의의, 혼합된 방식 또는 연속된 열로 배치될 수 있다. 예를 들어, 열(201)에서 제1 UV-LED 어셈블리(216A)는 390nm에서 발광하고, 다음 UV-LED 어셈블리(216B)는 370nm에서 UV 발광하고, 다음의 UV LED 어셈블리(216C)는 415nm에서 UV발광할 수 있으며, 열 전체에 걸쳐 이러한 패턴을 반복한다. 다음 열(202), 및 뒤의 열들(203-206)은 동일한 패턴 또는 다른 패턴을 가질 수 있다. The UV LED assemblies can be arranged in any, mixed fashion or in continuous rows. For example, in
양자택일적으로, 열(201)의 모든 UV LED 어셈블리(216)는 390nm에서 발광하고, 열(202)의 모든 UV LED 어셈블리(216)은 370nm에서 발광하고, 열(203)의 모든 UV LED 어셈블리(216)는 415nm에서 발광할 수 있으며, 이러한 패턴은 나머지 열(204-206)에서 반복될 수 있다. 또한 상기 패턴 또는 순서, 예를 들어 370nm, 390nm 및 415nm는 변경될 수 있다. Alternatively, all
또 다른 변형예는, 그런 UV 파장 방출 다이오드가 예를 들어 350nm, 400nm 및420nm에서 이용가능 하듯이, 415nm, 390nm 및 370nm 또는 다른 파장에서 발광하는 UV LED 어셈블리의 임의의 혼합체일 수 있다. Another variant may be any mixture of UV LED assemblies that emit at 415 nm, 390 nm and 370 nm or other wavelengths, such as UV wavelength emitting diodes are available for example at 350 nm, 400 nm and 420 nm.
도 9에는 UV LED 어셈블리(226)의 네 열(221-224)의 램프 패널 어레이(220)가 도시되어 있다. 상기 패널 어레이(220)는 길이가 약 4인치일 수 있으며 두 버스 스트립(227 및 228)을 가진다. 9 shows four rows 221-224 of
도 10에 나타낸 바와 같이, 제1열(221)의 제1 UV LED 어셈블리(221A)는 370nm에서 발광하고, 제2열(222)의 제1 UV LED 어셈블리(222A)는 390nm에서 발광하고, 제3열(223)의 제1 UV LED 어셈블리(223A)는 420nm에서 발광하고, 제4열(221)의 제1 UV LED 어셈블리(224A)는 400nm에서 발광할 수 있다. As shown in FIG. 10, the first
제1열(221)의 제2 UV LED 어셈블리(221B)는 390nm에서 발광하고, 제2열(222)의 제2 UV LED 어셈블리(222B)는 400nm에서 발광하고, 제3열(223)의 제3 UV LED 어셈블리(223B)는 370nm에서 발광하고, 제4열(224)의 제2 UV LED 어셈블리(224B)는 420nm에서 발광할 수 있다. The second
각 열(221-224)에서 제3 UV LED 어셈블리(221C, 222C, 223C 및 224C)는 각각 420nm, 390nm, 400nm 및 370nm에서 발광할 수 있다. 상기 UV LED들은 분광 범위에서 UV광을 방출하고 상기 분광 범위에서 피크 파장은 특정된 파장인 것으로 이해할 수 있을 것이다. In each row 221-224 the third
나아가, 파장의 최대 변화를 얻기 위하여, 상기 패널 어레이(220)는 광 파장의 증가를 늘리기 위하여 형광체가 선택된 형광램프와 같은 또 다른 광원 다음에 배열될 수 있다. 예를 들면, 매사추세츠주 댄버스의 오스람사의 오스람 실바니아 주식회사 부는 351nm를 방출하는 형광체 타입 2011C 형광램프, 371nm를 방출하는 형광체 타입 2052 램프, 433nm를 방출하는 형광체 타입 2092 램프 및 420nm를 방출하는 형광체 타입 2162 램프를 제공한다. Further, in order to obtain the maximum change in wavelength, the
이들은 혼합을 경화시키기 위하여 용이하게 추가될 수 있는 파장의 몇몇 예들이다. 나아가, 살균램프 또는 팬레이(Pen Ray) 램프가 254nm를 추가하는데 사용될 수 있다. These are some examples of wavelengths that can easily be added to cure the mix. Furthermore, sterile lamps or Pen Ray lamps can be used to add 254 nm.
도 11에는 한 끝과 다른 끝이 이어져 배열되고 서로 전기적으로 접속된(납으로 때워진) 세 개의 패널 어레이(220)에 의해 형성되는 긴 패널(234)에 인접하여 배치될 수 있는 두 형광램프(231 및 232)가 도시되어 있다. 상기 웨브(74)와 유사하고 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건을 운반하는 웨브는 화살표(236)로 표시된 것과 같이 긴 패널(234)를 가로질러 이동하도록 배열될 수 있다. 11 shows two fluorescent lamps that can be placed adjacent to an
패널 어레이(220)의 수, 예컨대 셋(3)-여덟(8)은 UV 발광 영역을 형성하도록 한끝에 다른 끝이 이어져 배열될 수 있으며, 하나 또는 둘 이상의 형광램프가 상기 발광영역에 사용될 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. The number of
상기 패널(234)은 네 개의 다른 파장의 겹침을 확보하도록 중대한 스위프와 함께, 캠(도 4)과 같이 하듯이, 진동할 수 있다. The
UV 경화성 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건은 또한 두 형광램프(231 및 232) 및 추가 적용된 광원을 가로지를 수 있다. UV curable products, articles, inks, coatings, adhesives or other articles may also cross two
상기 제품의 일부 실시예에서, 상기 잉크, 코팅제 또는 접착제는 예를 들어 365nm 및 385nm와 같이 둘 이상의 파장에서 활성화되는 둘 이상의 광개시되는 모노 머를 포함할 수 있으며 상기 제품, 물품 또는 다른 물건에 가해지는 광선은 이들 파장의 빛을 포함할 것이다. In some embodiments of the article, the ink, coating or adhesive may comprise two or more photoinitiated monomers activated at two or more wavelengths, such as, for example, 365 nm and 385 nm and may be added to the article, article or other article. The losing rays will contain light of these wavelengths.
또한, 도 5 및 6에서 나타낸 구조에서 제시하고 위에서 설명한 것과 같이, 상기 패널(234)과 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물건을 위 또는 안에 포함하는 이동 웨브 사이의 공간에 비활성 기체가 주입될 수 있다. In addition, an inert gas may be injected into the space between the
실험에 의한 테스트는 더 넓은 면적을 가지는 LED 칩이 더 높은 세기의 UV광을 방출할 수 있음을 보여준다. 이러한 특성은 상기 패널(234) 및 웨브 사이의 공간이 경화에 있어 한 요인인 경우에 중요할 수 있다. 이러한 점에서 넓은 접합 면적의 LED칩은 작은 접합 LED칩보다 많은 빛을 방출한다. 넓은 접합 칩은 한 면에 400 마이크론 이상을 가질 수 있으며 작은 접합 칩은 한 면에 400 마이크론 이하를 가질 수 있다. 보다 넓은 칩은 대형접합 LED로 불리워지며 소형 접합 LED 칩보다 더 높은 광도를 제공한다. Experimental tests show that LED chips with larger areas can emit higher intensity UV light. This property may be important when the space between the
도 12에는 연장하는 열방산 핀(254)를 구비한 알루미늄 히트 싱크(252)를 포함하는 선형 UV LED 어레이 어셈블리(250)이 도시되어 있다. 상기 히트 싱크(252) 상부 위에는 두 개의 사기코팅된 스틸 기판(260)이 있고, 그 위에는 도 9에 나타낸 어레이와 유사한 UV LED 칩 어레이(254 및 256)가 장착되어 있다. 상기 어레이(256 및 258)의 사기코팅된 스틸 기판(260) 아래에는 상기 사기코팅된 스틸 기판(260)을 히트싱크(252)의 상부 표면에 고착시키기 위하여 히트 싱크 화합물(270)이 제공된다. 상기 히트 싱크 화합물(270)은 UV LED 칩 어레이(256 및 258)를 히트싱크(252) 상부 표면에 고정시킬 뿐만 아니라 열을 UV LED 어레이(256 및 258)로 부터 히트싱크(252)로 전도시킨다. 12 shows a linear UV
도 13은 도 12에 나타낸 UV LED 어레이 어셈블리(250)의 사시도이다. 여기에는 제2 UV LED 칩 어레이(274)가 UV LED 칩 어레이(256) 뒤에 배치되어 있고 그들은 와이어 컨덕터(280 및 282)로 서로 연결되어 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 상기 열 핀(254)에 일반적으로 평행하게 뻗어 있고 UV LED 칩 어레이(274)로부터 한 쌍의 전력 공급 와이어 컨덕터(288 및 290)를 수용하기 위하여 위치된 통로(284)와 함께 히트싱크(252)가 제공되고 있음을 알 수 있을 것이다. 나아가, UV LED 칩 어레이(258)로부터 연장된 한 쌍의 전력 공급 와이어 컨덕터(294 및 296)를 수용하기 위하여 UV LED 칩 어레이(258)에 인접하여 열방산 핀(254)에 일반적으로 평행하게 연장하는 히트싱크(252)에 또 다른 통로(292)가 제공된다. FIG. 13 is a perspective view of the UV
도 14는 다수의, 예를 들어 네 개의 UV LED 칩 어레이 어셈블리(250)을 포함하는 UV 경화장치(300)의 블록도이다. 상기 어셈블리(250)는 서로 고정될 수 있으며 도 5에 나타낸 패널(28)의 진동과 유사하게, 캠에 의한 것처럼, 진동할 수 있다. 14 is a block diagram of a
웨브(301, 도 5)는 UV LED 칩 어레이 어셈블리(250)의 열에 아주 근접하여 지나도록 롤러(302, 304 및 306) 위를 타게 된다. 상기 롤러(302, 304 및 306) 중 하나는 컨베이어의 드라이브 롤러일 수 있다. Web 301 (FIG. 5) rides on
도 5의 실시예에서, 열방산(heat dissipation)은 UV LED 칩 어레이 어셈블리(250)의 열의 열방산 핀(254)에 의하여 이루어진다. 이는 상기 어레이(256, 258 및 274)에서 UV LED 칩으로부터의 빛의 세기가 상기 UV LED 칩 어레이(256, 258 및 274)의 가열에 의하여 감소될 수 있기 때문에 중요하다. 따라서, 이 실시예에서 UV LED 칩 어레이(256, 258 및 274)의 온도는 상기 열방산 핀(254)를 통한 열방산에 의하여 예정된 온도 범위 내에서 유지된다. In the embodiment of FIG. 5, heat dissipation is achieved by
도 5에서 UV LED 어레이(256, 258 및 274) 온도의 온도조절은 도 14에 나타낸 팬(312, 314, 316 및 318)과 같은 팬을 제공함으로써 더욱 향상될 수 있다. 이는 상기 팬(312-318)의 제어회로(도시하지 않음)에 어레이의 온도를 표시하기 위하여 온도센서가 상기 히트싱크(252) 상에 제공될 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 상기 제어회로는 센서가 소정 값 이상으로 온도를 감지하면 상기 팬(312-318)을 켜지게 하고 소정 값 아래로 온도를 감지하면 꺼지게 할 수 있다. 이러한 방식으로, UV LED 칩으로부터의 광선의 광도를 높은 수준에서 유지할 수 있다. The temperature control of the
도 15는 기판 상에 장착되고 스플래터로부터 LED 어레이(220)를 보호하기 위하여 커버 또는 덮개를 제공하는 유리 또는 플라스틱의 보호시트(320)로 씌워진, 도 9에 나타낸 어레이에 유사한 다수의 네 개 어레이(220)를 나타낸다. FIG. 15 shows a number of four arrays similar to the array shown in FIG. 9, mounted on a substrate and covered with a
도 16은 도 15에 나타낸 씌워진 UV LED 칩 어레이 패널(220)의 부분 단면도이다. 여기에서 경화될 제품(324)는 상기 유리 또는 플라스틱 커버 시트(320) 위에 나타나 있고 상기 제품(324) 및 커버 시트(320) 사이의 공간에 질소 기체가 공급된다. 다음에 마찬가지로 상기 커버 시트(320) 아래에 UV LED 칩 어레이 패널(220)이 있다. FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the covered UV LED
도 17에는 프린팅 및 경화 스테이션(400)이 나타나 있다. 여기서 제품, 물품또는 다른 물건(402, 인접한 지지부(404) 상에 나타냄)은 프린팅 스테이션(406) 에서 프린트되고 이어서 지지부(404)(이는 도 18에 나타낸 것과 같이 지지 컨베이어일 수 있다) 상에 위치되어 여기서 UV LED 어레이(408)의 어셈블리(408)가 새로이 프린트된 제품, 물품, 코팅제, 접착제 또는 다른 물건 위로 이동 또는 왕복한다 (또는 상기 지지 컨베이어가 UV-LED 어레이의 어셈블리(408) 아래로 이동된다.) 상기 제품, 물품 또는 다른 물건(402)은 평면이거나 휴대 전화 하우징과 같은 만곡된 형태를 가질 수 있다. 17 shows a printing and curing
도 18에는 프린트된 컴팩트 디스크(424)를 운반하는 컨베이어(422)가 UV-LED 어레이의 어셈블리(426) 아래로 이동되는 경화 영역(420)이 나타나 있다. 18 shows a
도 19에는 프린트 헤드(434) 및 UV-LED 어레이의 어셈블리(436) 아래로 컴팩트 디스크(432)를 운반하기 위한 턴테이블(430)이 나타나 있다. 상기 턴테이블은 컴팩트 디스크(432)의 프린팅이 일어나는 일정간격으로 떨어진 프린트 헤드(434) 아래로 컴팩트 디스크(432)를 이동시키도록 제1 인덱스(index)되고 계속해서 상기 프린트를 경화시키기 위하여 새로이 프린트된 컴팩트 디스크(432)를 일정간격 떨어진 UV-LED 어레이의 어셈블리를 지나 이동시키도록 상기 턴테이블의 제2 인덱스가 이어진다. 19 shows a
UV-LED 칩이 발광할 때 열이 발생되고, 온도가 증가함에 따라 광도가 감소하기 때문에, 일반적으로 일정한 광도/출력을 유지하기 위하여 UV-LED 칩을 일반적으로 일정한 온도로 유지하는 것이 바람직하다. 이는 몇몇 다른 시스템을 이용하여 수행될 수 있다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 일정한 광도를 유지하기 위한 하나의 시스템(500)이 사실적으로 도시되어 있다. 여기서, 상기 시스템(500) 은 프린트된 제품, 물품 또는 다른 물건(507), 예를 들어 컴팩트 디스크(CD)를 향해 있는 UV-LED 어레이(504)의 어셈블리(506)에서 상기 UV-LED 어레이(504)의 UV-LED 칩으로부터의 광도를 측정하기 위한 광 센서(502)를 포함한다. 감지된 빛의 세기는, UV-LED 어레이(504)의 어셈블리(506)를 또한 장착하고 있는 기판(514) 상에 장착된 히트 싱크(512) 상에 냉각공기를 불어넣는 가변속도 냉각팬(510)에 전류 또는 전압을 제어하는 제어 회로(508)에 의해 사용된다. UV-LED 칩이 가열함에 따라, 기판(514) 상에 장착된 히트 싱크(512) 및 UV-LED 칩을 냉각시키도록 상기 히트 싱크(512)의 냉각을 증대시키기 위하여 상기 팬(510)의 속도가 증가된다. 이에 의해 상기 UV-LED 칩을 일반적으로 일정한 온도로 유지할 수 있으며 이는 UV-LED 칩으로부터 일반적으로 일정한 광 출력 결과를 가져온다. Since the heat is generated when the UV-LED chip emits light and the brightness decreases with increasing temperature, it is generally desirable to maintain the UV-LED chip at a constant temperature in order to maintain a constant brightness / output. This can be done using some other system. As shown in FIG. 20, generally one
또 다른 시스템(600)이 도 21에 사실적으로 도시되어 있다. 여기서 일반적으로 일정한 광도를 유지하기 위한 상기 시스템(600)은 다수의 UV-LED 칩을 포함하는 UV-LED 어레이(610)의 어셈블리(608)를 또한 장착하고 있는 기판(606) 위에 히트 싱크(604)의 온도를 측정하는 열/온도 센서(602)를 포함한다. 감지된 온도는 UV-LED 어레이(610)의 어셈블리(608)을 장착한 기판(606) 상에 장착된 히트 싱크(604) 상에 냉각 공기를 불어넣는 가변속도 팬(614)에 전류 및 전압을 제어하는 제어 회로(612)에 의해 사용된다. UV-LED 칩이 가열함에 따라, 기판(606) 상에 장착된 히트 싱크(604) 및 UV-LED 칩을 냉각시키도록 상기 히트 싱크(604)의 냉각을 증대시키기 위하여 상기 팬(614)의 속도가 증가된다. 이에 의하여 상기 UV-LED 칩을 일반적으로 일정한 온도로 유지할 수 있으며 이는 UV-LED 칩으로부터 일반적으 로 일정한 광 출력 결과를 가져온다. Another
양 시스템(500 및 600)에서, 상기 히트 싱크(512 또는 604)는 기판(514 또는 606)의 하부면 상에 UV-LED 어레이(504 또는 601)로부터 일정간격 떨어져 있다. 실제 실시에서, 바람직하게는 상기 히트 싱크(512 또는 604)가 UV-LED 어레이(504 또는 610) 바로 위의 기판(514 또는 606) 상에 배치된다. In both
본 발명의 교시에 따르면, 상기 UV-LED 어레이는 도 22에 나타낸 시스템(620)과 같은 잉크 프린팅 및 경화 시스템에 사용될 수 있다. 여기서, 프린팅 헤드(622)는 위에 UV 경화성 잉크로 프린트할 물질 또는 제품, 물품 또는 다른 물건, 예컨대 종이의 조각(624)을 거쳐 횡단 이동을 왕복하기 위하여 배열된다. 제1 세트의 두 UV-LED 어레이(626 및 628)는 상기 프린팅 헤드(626)의 어느 한 면 위에 프린팅 헤드(622)와 함께 이동하도록 배열된다. In accordance with the teachings of the present invention, the UV-LED array can be used in ink printing and curing systems, such as the
다음에, 상기 종이의 조각(622)은 하나 이상의 다른 파장에서 UV광을 방출하는 LED 칩을 가질 수 있는 하나 이상의 UV-LED 어레이의 또 다른 세트(630) 아래에서 비횡단 방향(도 23에서 화살표를 보라)으로 인덱스된다. Next, the piece of
도 23에 나타낸 것과 같이 바람직하게는, 상기 종이의 조각(622)는 또 다른 파장에서 빛을 방출하는 형광램프(632)를 지나 더 인덱스되거나 이동될 수 있다. As shown in FIG. 23, the piece of
도 24에 나타낸 것과 같이, 적어도 하나의 히트 램프(640)가 경화 스테이션(642)에 포함될 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 히트 램프(640)는 IR, 적외선 램프이다. 일부 경우에서는, 다른 타입의 히트 램프가 사용될 수 있다. As shown in FIG. 24, at least one
여기에서, 콤팩트 디스크(CD), 컴퓨터 디스크, 병뚜껑 또는 휴대전화 하우징부품과 같은 프린트된 제품, 물품 또는 다른 물건(644)은 가열된 때보다 더 잘 또는 빠르게 경화시키는 UV 경화성 잉크를 위하여 상기 히트 램프(640) 아래에서 컨베이어(645) 위에서 먼저 이동된다. 다음에 상기 제품, 물품 또는 다른 물건(644)은 UV-LED 어레이의 세트(646) 아래로 이동된다. Here, the printed product, article or
보다 균일한 빛을 제공하기 위하여 바람직하다면 상기 세트(630 및 646)는 여기에서 이미 설명한 바와 같이 왕복하거나 진동할 수 있는 것으로 이해할 수 있다. It will be appreciated that the
또한, 상기 세트(630 및 646)의 UV-LED 어레이는 상기 UV-LED 칩의 온도를 일반적으로 일정하게 유지하기 위하여 상기 시스템(500 또는 600)과 결합할 수 있다. In addition, the UV-LED arrays of the
전술한 설명으로부터 본 발명의 방법 및 기구 또는 장치는 다수의 이점을 갖는다는 것은 명백할 것이다. 이중 일부는 위에서 설명하였고 나머지는 본 발명에 내재해 있다. It will be apparent from the foregoing description that the methods and apparatus or apparatus of the present invention have a number of advantages. Some of these have been described above and others are inherent in the present invention.
발명의 실시예를 보여주고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야의 당업자라면 본 발명의 기술사항의 범위 내에서 이의 구성, 부분, 설비, 장치, 제조(방법) 단계 및 사용의 재구성 뿐만 아니라 다양한 변형예 및 대체물, 및 다른 제품, 물품, 잉크, 코팅제, 접착제 및/또는 물건 상에 이용이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 동반하는 청구항에 의하여 수반되는 것으로 한정된다. While the embodiments of the invention have been shown and described, those skilled in the art will recognize that various modifications as well as configurations, parts, equipment, devices, manufacturing (methods) steps and uses thereof within the scope of the invention. And alternatives, and other products, articles, inks, coatings, adhesives and / or articles. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the accompanying claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020067015719A KR20070022002A (en) | 2004-01-07 | 2004-06-29 | Uv curing for ink jet printer |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/753,947 | 2004-01-07 | ||
US10/789,020 | 2004-02-20 | ||
KR1020067015719A KR20070022002A (en) | 2004-01-07 | 2004-06-29 | Uv curing for ink jet printer |
Publications (1)
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Family
ID=43653816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020067015719A KR20070022002A (en) | 2004-01-07 | 2004-06-29 | Uv curing for ink jet printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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2004
- 2004-06-29 KR KR1020067015719A patent/KR20070022002A/en active IP Right Grant
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