利用外部光學元件的差別紫外光固化的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種照明模塊，其具有固態(tài)光發(fā)射器的陣列，封裝，其中固態(tài)光發(fā)射器的陣列存在于該封裝內，該封裝具有視窗和鄰近視窗安排的外部光學元件，該外部光學元件具有涂層，當被來自固態(tài)光發(fā)射器的陣列的光照射時該涂層形成光學圖案。
【專利說明】利用外部光學元件的差別紫外光固化
【背景技術】
[0001]很多不同類型的涂層和墨汁依靠通過紫外(UV)光的固化。涂層和墨汁會形成具體的表面處理或比具有優(yōu)于更加傳統(tǒng)的材料的具體優(yōu)勢。例如，依靠UV固化的一種墨汁類型由凝膠型墨汁而不是傳統(tǒng)的液體墨汁組成。在墨汁中，凝膠墨汁通常具有更高的固體百分比。這通常導致更好的顏色飽和度并允許在印刷表面上的較薄墨汁層的更好的顏色飽和度，從而導致合成影像更明亮的和更深的顏色。
[0002]印刷中出現(xiàn)的問題涉及印制圖像的光澤度。光澤度通常意味著圖像上的級別或反射率或光澤感?？刂乒鉂啥忍峁┝四軌驗椴煌膽眠x擇不同級別的光澤度的印刷機的能力。在某些情況中，印刷機會需要高光澤度，而另一些情況下會需要較小光澤度，或更多啞光。
[0003]UV固化應用已經(jīng)開始采用固態(tài)照明模塊，而不是更傳統(tǒng)的固化系統(tǒng)，如水銀弧光燈。固態(tài)照明模塊通常利用激光二極管或發(fā)光二極管(LED)，從而避免使用弧光燈及其伴隨的危險材料。固態(tài)模塊通常利用較少的功率，在較低的溫度上運行，且能夠通過控制LED陣列而不是單個燈，來提供某些控制級別。固態(tài)照明模塊也可以關于用于固化系統(tǒng)中的光學器件提供某些額外的靈活性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]圖1顯示利用差別固化的印刷系統(tǒng)的實施例。
[0005]圖2顯示具有差別固化附件的照明模塊的實施例。
[0006]圖3-5顯示可用于差別固化的圖案的示例。
【具體實施方式】
[0007]圖1顯示利用差別固化的印刷系統(tǒng)的實施例。在具體的實施例中，印刷系統(tǒng)由‘卷套’或輥間印刷系統(tǒng)組成。然而，這僅僅提供可能的系統(tǒng)的一個示例。印刷系統(tǒng)也可能是:單張饋送系統(tǒng)(sheet fed system),其中印刷基底由個體紙張組成；或切割紙張系統(tǒng),其中基底被印刷在輥上并且然后在印刷之后在沒有被第二輥拾取的情況下被切割。不試圖進行限制，也不應該由這里含有的示例和討論暗示。
[0008]在圖1中，印刷系統(tǒng)10由輥間配置組成，其中印刷基底14從分配器輥12進入印刷進程，并且當由拾取輥16收集時離開。隨著它沿PROCESS箭頭的方向運動，印刷頭18將墨汁分配到印刷基底14上。印刷頭可以分配很多不同類型的墨汁，包含液體、凝膠或糊劑，但是所有的墨汁均需要某種固化，以凝固圖像，從而避免對圖像的涂抹或其他損害。
[0009]通常，某些類型的能源將能量傳遞給印刷頭18所分配的未固化墨汁。能源可以由熱或光形式的輻射、固化化合物形式的化學制品等組成。這個討論將關注光，其可以包含或不包含可以被認為是熱的紅外光。在這個具體的實施例中，固化系統(tǒng)利用紫外光和墨汁，包括紫外光固化墨汁。
[0010]照明模塊20發(fā)射紫外光24，其撞擊印制圖像并固化或凝固和固定墨汁。照明模塊20可以作為印刷頭18的一部分而存在，或可以單獨地存在。為了容易討論，照明模塊脫離印刷發(fā)動機單獨地存在。在這個實施例中，照明模塊包含外部光學元件22，其中圖案存在于該光學元件上。圖案選擇性地阻礙和允許來自照明模塊的光的傳播。通過改變撞擊可固化墨汁的光的量，元件22改變部分圖像相對于圖像的另一些部分的固化所占據(jù)的時間。這影響最終光澤度。很多用戶要求控制圖像的光澤度。
[0011]照明模塊可以包含保持外部元件24的支架或支撐件，或者印刷頭可以包含這樣的支撐件。這將允許系統(tǒng)用戶改變外部光學元件，以便允許使用不同圖案。圖2顯示照明模塊的實施例的更詳細的圖。
[0012]在圖2的實施例中，照明模塊具有外殼30，基底34存在于外殼30內。基底通常含有跡線和其他必需的電子部件，以便允許光發(fā)射器(如36)的陣列運轉并產生光。光發(fā)射器的陣列通常由固態(tài)光發(fā)射器組成，如激光二極管或發(fā)光二極管(LED)。光發(fā)射器的陣列通常在控制器40的控制下運轉，該控制器如微處理器、專用集成電路(ASIC)、微控制器等，在這里被統(tǒng)稱為控制器。
[0013]雖然固態(tài)光發(fā)射器通常利用比其他類型的固化照明組件(如弧光燈)更少的熱運轉，但是它們確實產生熱。如32的散熱器可與外殼30產生接觸，以便從照明模塊移除熱，或可與外殼30集成。散熱器可由氣冷或液冷散熱器組成，且可采用散熱翅片、風扇、冷凍冷卻器、熱管、微通道冷卻器等的任何組合。
[0014]光發(fā)射器的陣列可具有眾多不同配置中的一個。它們可處于χ-y陣列、單個元件構成的一行，由具有χ-y陣列或安排在一起的一行的幾個基底組成，等等。同樣地，照明模塊可以由安裝到或者其他方式一起連接到一個照明模塊的幾個單個照明模塊組成。
[0015]為了通過采用差別固化控制光澤度，照明模塊將包含外部光學元件，如24。如前面提及的，外部光學元件可以安裝到與照明模塊20的視窗38分離開的支架或其他支撐件。這僅僅提供這樣的安排的一個示例。也可將外部光學元件附著到照明模塊的視窗，不過這可能使得去除更困難。
[0016]甚至可以印刷或以其他方式形成用于直接地在照明模塊的視窗上改變光澤度的圖案。然而，這會導致與光通量(optical throughput)有關的其他問題,將使得改變圖案困難，并會阻止改動現(xiàn)有照明模塊。在偏移外部光學元件的情況下(其中在元件和視窗之間存在間隙)，現(xiàn)有的照明模塊將具有鄰近它們安裝的元件。在玻璃上印刷或以其他方式形成圖案會阻止先前的照明模塊具有這種能力。
[0017]在圖案直接位于照明模塊的玻璃上的實施例中，外部光學元件將由圖案自身組成。也可利用在視窗上印刷的或以其他方式構圖的薄膜，同樣地，其中薄膜可以成為外部光學元件。
[0018]通常，圖案將沿橫于進程(cross-process)方向變化。如圖1顯不的,進程方向定義了印刷基底行進的方向。橫于進程方向位于垂直于進程方向。通常，圖案不能阻止用于整個進程方向的所有光，其中基底沿該進程方向行進經(jīng)過照明模塊。即使比圖像中的其他部分墨汁更慢些或更快些，來自照明模塊的某些光仍必須撞擊墨汁以允許它固化。
[0019]圖3-5顯示圖案的示例。應該注意，這些僅僅是示例，且不傾向于以任何方式限制其他可能的圖案或配置。圖3顯示具有漸變圖案50的外部光學元件。如可看到的，圖案在進程方向和橫于進程方向都具有漸變，其中由CROSS PROCESS箭頭顯示橫于進程方向并且進程方向與其垂直。
[0020]圖4顯示可替換的圖案，以便強調，圖案自身可采取任何圖案的形式，只要它允許足夠的光進入以固化印制圖像的所有部分中的墨汁并允許固化的可變性即可。固化的可變性改變了成品圖像的最終光澤度。
[0021]圖5展示了墨汁首先通過圖案的干凈部分56接收照明模塊的所有照度的方法。然后，圖案改變成在58處的抖動模式。利用在顯示器中的抖動過濾器中常見的噪音功能隨機地產生抖動圖案。這個圖案顯示，圖案可由圖案自身內的不同圖案的塊組成。也可出現(xiàn)其他圖案，包含虎皮條紋(tiger stripe)或其他動物啟發(fā)的圖案、塊和棋盤狀圖案、漸變等。
[0022]以此方式，相對簡單的部件允許圖像的墨汁中的固化圖案的改變。固化圖案關于墨汁多久固化以及墨汁接收多少照度的變化，會改變橫于圖像的光澤度。這為印刷機提供了簡單的可改裝的方法，以便調整和控制圖像的光澤度。
[0023]因此，盡管已經(jīng)對利用差別固化的墨汁固化系統(tǒng)的方法和裝置的具體的實施例這點進行了描述，不過不試圖將這樣具體的參考看作本實用新型的范疇的限制，其范疇落于所附權利要求中闡明的范疇。
【權利要求】
1.一種照明模塊，特征在于其包括； 固態(tài)光發(fā)射器陣列； 封裝，所述固態(tài)光發(fā)射器陣列存在于該封裝內，所述封裝具有視窗；和 鄰近所述視窗安排的外部光學元件，所述外部光學元件具有涂層，當由來自所述固態(tài)光發(fā)射器陣列的光照射時，所述涂層形成光學圖案。
2.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述固態(tài)光發(fā)射器陣列包括發(fā)光二極管陣列或激光二極管陣列中的一個。
3.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述固態(tài)光發(fā)射器陣列發(fā)射紫外光。
4.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述封裝進一步包括: 基底，所述固態(tài)光發(fā)射器陣列被安裝在該基底上； 向所述陣列提供功率和控制的電路；和 在所述封裝的與所述視窗相反的側面上的冷卻設備。
5.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述外部光學元件包括一片透明材料，其具有被涂覆到所述材料的表面上的圖案。
6.根據(jù)權利要求5所述的照明模塊，特征在于所述圖案包括由黑色的和干凈的元件組成的圖案或漸變圖案中的一者。
7.根據(jù)權利要求5所述的照明模塊，特征在于所述圖案包括被印刷到所述透明材料上的黑色墨汁的圖案。
8.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述外部光學元件包括具有被形成到其內的圖案的一片材料，其中去除所述材料的至少部分以便允許來自所述陣列的光通過。
9.根據(jù)權利要求1所述的照明模塊，特征在于所述圖案包括沿進程方向或橫于進程方向中的一者變化的圖案。
10.一種墨汁固化系統(tǒng)，特征在于其包括: 在具有視窗的封裝中的至少一個固態(tài)光發(fā)射器陣列； 鄰近所述視窗安排的外部光學元件，所述外部光學元件具有涂層，當通過來自所述固態(tài)光發(fā)射器陣列的光照射時，所述涂層形成光學圖案；和 印刷機，其被安排成將墨汁分配到印刷基底上，通過紫外光照射可固化所述墨汁，所述固態(tài)光發(fā)射器陣列鄰近所述印刷基底被安排成使得來自所述陣列的光接觸所述墨汁，所述外部光學元件被安排在所述陣列和所述印刷基底之間。
【文檔編號】B41J2/455GK203792904SQ201290000810
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年9月19日 優(yōu)先權日:2011年9月20日
【發(fā)明者】T·莫拉菲 申請人:佛森技術公司