專利名稱：在熱成像處理期間牢固地保持物品的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用粉末在食品、移動的幅材或片狀物以及其它物品上產(chǎn)生圖像，特別是涉及在熱成像處理期間牢固地保持物品的裝置。
背景技術(shù)：
有時需要使用圖像標記物品、幅材或片狀物。雖然包裝可包括各種不同的信息，但是在產(chǎn)品或物品上直接作標記可以提供附加的產(chǎn)品標識、裝飾、廣告或銷售信息。因為板狀形式的材料經(jīng)常用于包裝或制成需要包括各種不同信息的產(chǎn)品，在板狀材料上直接作標記就可以提供附加的產(chǎn)品標識、裝飾、廣告或銷售信息。片狀材料被用來傳達信息，從而也需要在這樣的片狀物上直接作標記。用于涂覆或標記不同類型基底的幾種技術(shù)是公知的。靜電處理方法代表了一組這種技術(shù)。例如，在復(fù)印行業(yè)中，有時利用兩種初級的基于粉末的處理和一種基于液體的處理來產(chǎn)生圖像。這種方法既可用于單組份顯影系統(tǒng)也可用于雙組份顯像系統(tǒng)。在干式雙組份顯影系統(tǒng)中，可以使用例如載體粉末和成像粉末(例如公知的調(diào)色劑)。在系統(tǒng)中載體典型地被重復(fù)使用；而根據(jù)用來產(chǎn)生圖像的材料的數(shù)量，成像粉末可以被耗盡，并且可以從貯存器或其它源重新補充成像粉末。這種方法的特定類型包括將圖像轉(zhuǎn)印到相對平坦表面的激光打印技術(shù)。當前的方法則很復(fù)雜，共使用七個處理步驟。而且，這些方法不能用來直接地標記熱敏基底或非平面表面，并且這些方法浪費作標記用的粉末。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在熱成像處理期間牢固地保持物品的裝置，該裝置包括適于與所述物品相接觸的導(dǎo)電接觸部分；以及圍繞所述接觸部分設(shè)置并與所述接觸部分和與所述物品電隔離的導(dǎo)電護罩，其中，利用第一極性的電壓對所述導(dǎo)電護罩施加偏壓，并且利用相反極性的電壓對所述物品施加偏壓。優(yōu)選地，所述接觸部分包括機械導(dǎo)電的緊固件。優(yōu)選地，所述機械導(dǎo)電的緊固件包括螺栓。優(yōu)選地，所述機械導(dǎo)電的緊固件包括夾具。優(yōu)選地，所述接觸部分包括導(dǎo)電彈性體。所述裝置還包括管，所述管被施加真空，以使所述物品相對于所述接觸部分保持就位。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種利用粉末直接在物品、幅材或片狀物上做標記的方法，該方法包括將物品、幅材或片狀物移動到第一工作站、第二工作站和第三工作站。該方法包括在物品、幅材或片狀物和第一工作站之間建立電場并在第一工作站處借助于電場將帶電粉末靜電轉(zhuǎn)印或施加到物品、幅材或片狀物的表面上。在第二工作站處粉末被成影像地熔化或燒結(jié)在物品、幅材或片狀物的表面上。在第三工作站處將粉末的未熔化或未燒結(jié)部分從物品、幅材或片狀物的表面上移除。該技術(shù)可用于在物品、幅材或片狀物的表面上產(chǎn)生單色標記或多色標記。如果要產(chǎn)生多色標記，物品、幅材或片狀物會被移動到多組工作站，每組工作站包括粉末轉(zhuǎn)印工作站、成像工作站和粉末移除工作站。也可以存在其它工作站。通過設(shè)置能牢固地保持物品、幅材或片狀物的保持器或傳送系統(tǒng)來控制物品、幅材或片狀物相對于各個工作站的位置，直到完成成像。在一些實施例中可存在各種不同的特征。例如，在一特定實施例中，在物品移動到每個工作站時可使用機械緊固件、工具或真空來通過保持器保持物品。保持器可包括適于與物品電接觸的接觸部分以及圍繞物品設(shè)置并與物品電隔離的導(dǎo)電護罩。利用第一極性的電壓對導(dǎo)電護罩施加偏壓，接觸部分適于利用相反極性的電壓對物品施加偏壓，以及粉末轉(zhuǎn)印工作站適于利用第一極性的電壓電對粉末施加偏壓。導(dǎo)電護罩可相對于物品設(shè)置并對導(dǎo)電護罩施加偏置電壓，以對粉末在粉末轉(zhuǎn)印工作站處被轉(zhuǎn)印到的物品上的區(qū)域進行限制。例如，導(dǎo)電護罩可相對于物品設(shè)置并被施加電偏壓，以使產(chǎn)生的電場阻止粉末被轉(zhuǎn)印到物品的背面或側(cè)面。在另外的實施例中，機械保持系統(tǒng)并不是優(yōu)選的，保持器的接觸部分可包括例如導(dǎo)電彈性體波紋管。保持器可以包括被施加真空的管，以使物品相對于導(dǎo)電彈性體波紋管被牢固地保持就位。在另外的實施例中，板狀材料或片狀材料被牢固地保持并順次移動到粉末轉(zhuǎn)印工作站、成像工作站和粉末移除工作站。在幅材或片狀物和粉末轉(zhuǎn)印工作站之間建立電場，以使幅材或片狀物被粉末涂覆?？赏ㄟ^將被施加偏壓的滾筒或板布置成與幅材或片狀物緊密接觸并位于與粉末移除工作站相對的一側(cè)上來產(chǎn)生電場。帶電粉末在粉末轉(zhuǎn)印工作站處被轉(zhuǎn)印到幅材或片狀物的表面上。然后，采用成像工作站使在幅材或片狀物上的該粉末層中的圖像定影，并且最后，采用粉末移除工作站來移除未被用來成像的粉末，從而將最終的圖像保留在幅材或片狀物上。在另一實施例中，物品、幅材或片狀物對于要利用的電偏壓來說導(dǎo)電不充分或者太厚，就不能在物品、幅材或片狀物和粉末轉(zhuǎn)印工作站之間產(chǎn)生電場。在該實施例中，可以在物品、幅材或片狀物移動到粉末轉(zhuǎn)印工作站之前利用電暈或施加偏壓的滾筒來在物品、 幅材或片狀物的表面上產(chǎn)生靜電電荷。粉末轉(zhuǎn)印工作站可包括用于順次使帶有靜電電荷的粉末緊靠近物品、幅材或片狀物的表面的部件，以使粉末受電場的影響而移動到物品、幅材或片狀物的表面上。可通過相對于物品、幅材或片狀物對粉末轉(zhuǎn)印工作站的全部或部分施加電偏壓來實現(xiàn)該電場。工作站也可包括用于補充粉末和用于對補充的粉末靜電充電的部件?？山柚诘幌抻陔姇灢考蚰Σ辽姴考绫砻鎱^(qū)域接觸來進行粉末充電。粉末轉(zhuǎn)印工作站可通過但不限于機械的、重力的、流體的、磁性的、靜電的、或空氣或氣體壓力系統(tǒng)使粉末與物品、幅材或片狀物的表面靠近。成像工作站可包括激光器或二極管，以在物品、幅材或片狀物上提供粉末的局部熔化或燒結(jié)，并且該激光器或二極管適于掃描、調(diào)制和聚焦來自激光器或二極管的以成影像的方式通過物品、幅材或片狀物的表面的光束。物品、幅材或片狀物在圖像產(chǎn)生期間可以是靜止的或移動的。在一實施例中，物品、幅材或片狀物在圖像產(chǎn)生期間是移動的，并設(shè)置有使激光器或二極管的動作與物品、幅材或片狀物的速度和/或位置同步的部件。在已經(jīng)完成成像之后，粉末移除工作站可使用靜電的、機械的、液體的、正向加壓氣體、或真空或這些手段的結(jié)合來從物品、幅材或片狀物的表面移除過多的粉末。在一特定實施例中，粉末移除工作站具有沿彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)的一對滾筒。滾筒可包括毛刷，以使非平面物品的表面可與粉末移除系統(tǒng)物理上接觸。毛刷可包括例如合成導(dǎo)電纖維?？衫门c物品、幅材或片狀物的極性相反的電壓對滾筒施加偏壓，以從物品、 幅材或片狀物的表面移除粉末的未熔化或未燒結(jié)部分。在可選的實施例中，滾筒被偏壓并且使?jié)L筒上的粉末與物品、幅材或片狀物的表面接觸或靠近物品、幅材或片狀物的表面，以從物品、幅材或片狀物的表面移除粉末的未熔化或未燒結(jié)部分。在該實施例中，滾筒上的粉末的極性可與物品、幅材或片狀物表面上的粉末的極性相反。來自粉末移除工作站的粉末的未熔化或未燒結(jié)部分可以再循環(huán)，以在粉末移除工作站處被重復(fù)利用。在一些實施例中展現(xiàn)了各種優(yōu)點。這些優(yōu)點包括但不限于能夠在非平面表面上產(chǎn)生彩色和單色的圖像并控制這種圖像的位置，以在不能以其它方式接受基于粉末熔化的圖像的熱敏表面上產(chǎn)生圖像，并且創(chuàng)建了簡單易用并顯著地減少了處理步驟的數(shù)目來形成基于粉末熔化的圖像的成像系統(tǒng)，由此降低了所述成像系統(tǒng)和方法的成本和復(fù)雜性。其它優(yōu)點包括能夠重復(fù)利用先前已經(jīng)被施加到物品、幅材或片狀物的表面的粉末，由此降低了粉末成像系統(tǒng)的材料費用。應(yīng)用的例子可包括但不限于使用粉末在糖果產(chǎn)品的表面例如糖外殼的蜜餞上、以及在玩具例如汽車模型上、或在塑料薄膜例如一次性尿布封套上、或在片狀金屬例如控制面板上產(chǎn)生圖像。


根據(jù)以下的說明書、附圖以及權(quán)利要求，其它特征和優(yōu)點將變得很明了。圖1表示利用靜電將粉末施加到物品上并在物品表面上產(chǎn)生圖像的裝置。圖IA表示利用靜電將粉末施加到連續(xù)的幅材或片狀物上并且在幅材或片狀物的表面上產(chǎn)生圖像的裝置。圖2表示當物品在成像處理期間移動到各個工作站時，使用機械工具來牢固地保持物品的保持器的例子。圖2A表示當物品在成像處理期間移動到各個工作站時，使用真空牢固地保持物品的保持器。圖3表示依照特定實施例的粉末轉(zhuǎn)印工作站的細節(jié)。圖4表示用于從物品的表面移除未熔化或未燒結(jié)粉末的移除工作站的例子。圖5是使用粉末在物品的表面上產(chǎn)生多色圖像的裝置的方框圖。
具體實施例方式
5
圖1表示利用靜電將粉末施加到物品上(例如物品的表面上)并且產(chǎn)生圖像的裝置。該裝置可用來在各種不同的三維物品(包括具有彎曲、階梯、傾角或平坦表面的物品) 上形成涂層或產(chǎn)生圖像。這樣的物品的例子可包括，但不限于，用于人類消費的糖果點心、 用于動物消費的食物(例如狗骨頭)、或非食用物品(例如微縮模型玩具汽車)以及處理物品(例如一次性尿布封套)。如圖1所示，該裝置可包括用于牢固地保持要利用粉末作標記的物品22的保持器21 ；適于利用靜電將粉末轉(zhuǎn)印到物品的表面的粉末轉(zhuǎn)印工作站31 ；包括能量源12的成像工作站13，用于選擇性地熔化物品表面上的粉末；粉末移除工作站41，用于將粉末的未熔化或未燒結(jié)部分從物品的表面上移除；以及傳送器11，用于在物品被保持器保持時將物品22順次傳送到粉末轉(zhuǎn)印工作站、成像工作站和粉末移除工作站。在一些申請中，需要構(gòu)造該裝置，以使多個物品以高速率順次移動到上述工作站，同時當每個物品順序地移動到工作站31、13和41時使用粉末在該物品上涂覆或產(chǎn)生圖像。在第一工作站31，當糖果或其他物品22被保持器21牢固地保持時使粉末被靜電轉(zhuǎn)印到該糖果或其他物品22的表面上。物品22優(yōu)選被保持成在第一工作站處在要涂覆的物品表面和粉末源之間建立電場。這可以例如通過采用第一極性的電壓對粉末轉(zhuǎn)印工作站施加偏壓和采用相反極性的電壓對物品施加偏壓來實現(xiàn)。用于物品的保持器21的例如導(dǎo)電護罩的外殼23應(yīng)該與物品電隔離并相對于物品施加電偏壓，以使其未被粉末涂覆。圖IA表示利用靜電將粉末施加到幅材或片狀物16的平坦表面的裝置。該裝置可用來在各種不同的板狀或片狀材料(包括但不限于金屬、木材、紙和塑料)上產(chǎn)生圖像。如圖IA所示，該裝置包括粉末轉(zhuǎn)印工作站31，用于將粉末靜電轉(zhuǎn)印到幅材或片狀物的表面上；包括能量源12的成像工作站13，用于選擇性地熔化幅材或片狀物表面上的粉末；粉末移除工作站41，用于將粉末的未熔化或未燒結(jié)部分從幅材或片狀物的表面移除；以及傳送器14，用于牢固地保持幅材或片狀物并使幅材或片狀物順次移動到粉末轉(zhuǎn)印工作站、成像工作站和粉末移除工作站。如圖所示，幅材或片狀物16借助于傳送滾筒14從右到左移動通過該裝置。也可采用其它傳送部件例如真空進給器、皮帶、鏈或鏈輪來使幅材或片狀物移動。偏置電壓被施加到幅材或片狀物上，從而在幅材或片狀物與粉末轉(zhuǎn)印工作站31之間建立電場。對于不導(dǎo)電的板狀或片狀材料，可以將偏置電壓施加到與粉末轉(zhuǎn)印工作站31相對的幅材或片狀物的遠端接觸的導(dǎo)電元件15上。導(dǎo)電元件15可以是例如板狀、滾筒狀或靴狀。粉末涂層選擇性地在成像工作站13處被熔化，并且多余的粉末在粉末移除工作站41 處被從幅材或片狀物移除，從而在幅材或片狀物上留下最終的圖像17。圖2表示當物品22在成像處理期間移動到工作站31、13和41時，使用保持器21 牢固地保持物品22的例子。保持器21具有適于與物品接觸的接觸部分27。接觸部分可以是機械導(dǎo)電的緊固件例如螺栓或夾具，以便在確保與物品的良好接觸的同時施加偏壓。導(dǎo)電護罩23圍繞物品22設(shè)置并且與物品22電隔離?？蓪?dǎo)電護罩23相對于物品22設(shè)置成對粉末將被轉(zhuǎn)印到的物品22上的區(qū)域進行限制。例如，導(dǎo)電護罩可被定位成阻止粉末被轉(zhuǎn)印到物品的背面或側(cè)面。為了控制被涂覆的區(qū)域并且防止護罩23被粉末涂覆，利用第一極性電壓對護罩施加偏壓，和利用相反極性的電壓對物品22施加偏壓。圖2A表示當物品22在成像處理期間移動到工作站31、13和41時，使用真空牢固地保持物品22的保持器21的例子。保持器21具有適于與物品接觸的接觸部分25。接觸部分可包括柔軟的導(dǎo)電彈性體，以便在確保與物品的良好接觸的同時施加電場。被施加真空沈的管M可使物品相對于接觸部分25保持就位，以阻止物品相對于保持器移動。導(dǎo)電護罩23圍繞物品22設(shè)置并與物品22電隔離?？蓪?dǎo)電護罩23相對于物品 22設(shè)置成對粉末將被轉(zhuǎn)印到的物品22上的區(qū)域進行限制。例如，導(dǎo)電護罩可被定位成阻止粉末被轉(zhuǎn)印到物品的背面或側(cè)面。為了控制被涂覆的區(qū)域并且防止護罩23被粉末涂覆，利用第一極性電壓對護罩施加偏壓，和利用相反極性的電壓對物品22施加偏壓。成像粉末可包括熱塑性或熱硬化性的聚合物并且還可包括功能劑。功能劑可以是著色劑、食用香料、生物活性劑、金屬、陶瓷、圖象感應(yīng)劑或其它活性材料。聚合物可提供包括功能劑的介質(zhì)，用于形成靜電電荷，或用于熔化物品表面上的調(diào)色劑。在食物上形成圖像時需要使用玻璃體轉(zhuǎn)變溫度較低的聚合體，以避免在熔化處理期間使食物產(chǎn)品熔化。在具有某些高溫功能材料的實施例中，粉末可以不熔化但是可與基底表面燒結(jié)在一起并燒結(jié)到基底表面上，以形成圖像。除了聚合體和功能劑，粉末可選擇地包括一種或多種電荷控制添加劑、臘質(zhì)添加劑、可塑劑、填充劑或稀釋劑或者表面添加劑。電荷控制添加劑可增強摩擦生電的大小和速率，而且能幫助確保長時間地穩(wěn)定地靜電充電。臘質(zhì)添加劑可以幫助改進粉末的熔化或融化流動狀態(tài)以及調(diào)色劑中的成份的分散特性?？伤軇┛娠@著地降低熱塑性聚合體的玻璃體轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，使其更柔順并且更容易處理。把填充劑或稀釋劑加入粉末的組份能減少總的成本而且能夠增強容量。其也可作為消光劑使用或影響粉末的流動特性。在該方法中可以采用平均粒子大小在幾微米至大約一百微米范圍內(nèi)的成像粉末。 在優(yōu)選的實施例中，可能使用平均粒子大小在五微米至大約四十微米范圍內(nèi)的粉末。在該方法中可以采用任何顏色的成像粉末。對于很多應(yīng)用而言，在成像工作站中可以采用C02激光器來熔化任何顏色的粉末。而對于某些應(yīng)用，需要使用激光二極管或光纖激光器，尤其是當關(guān)注成本、尺寸以及速度時。一些顏色的粉末(例如無色、黃色、洋紅色、某些藍綠色、藍色和紅色)將不會吸收來自激光二極管或光纖激光器的光束的波長。在這種情況下需要在粉末中加入吸收紅外線的材料。在此提供了一個用于特定目的的使用功能劑的成像粉末在食物產(chǎn)品上生成圖像的示例。對于食物產(chǎn)品而言，需要粉末基本上由食品級的成份組成。粉末可包括例如熱塑性聚合體和著色劑、以及一種或多種電荷控制添加劑、臘質(zhì)添加劑、可塑劑、填充劑或稀釋劑、 或者表面添加劑。在2007年5月10日申請的名稱為“食品級調(diào)色劑”(代理人案件號碼為 21175-003W01)的PCT專利申請中描述了食品級粉末的特別的例子。該申請公開的內(nèi)容在此通過引用而并入?？梢允钩上穹勰┡c磁致激活粉末(也即，載體)機械地混合以形成顯影劑混合物。 在這種方法中，載體的作用是使成像粉末帶有靜電，并且使比較小的成像粉末顆粒黏附到較大的載體顆粒上。這就使得能夠借助靜電力和電磁力將成像粉末傳送到物品、幅材或片狀物的表面。該成像粉末和載體應(yīng)該被混合，以使用于特定成像粉末的施加和成像系統(tǒng)的靜電特性和其它特性最優(yōu)化。圖3表示了依照特定實施例的粉末轉(zhuǎn)印工作站31的進一步的細節(jié)，該粉末轉(zhuǎn)印工作站31包括滾筒33，該滾筒33具有圍繞磁芯34的金屬外殼。在該實施例中，磁芯能夠旋轉(zhuǎn)，而外殼是靜止的。滾筒33的下部被浸沒在被容納在儲存器32中的顯影劑混合物36 中。當磁芯旋轉(zhuǎn)時，穿過外殼的磁場使一些顯影劑混合物36被拾起并被傳送為圍繞外殼表面的層35。在上述舉例說明的實施例中，由保持器21牢固地保持的物品22在距離滾筒33 — 固定距離處被定位或移動通過，該物品可以接觸或不接觸滾筒表面上的顯影劑混合物。在被傳送的顯影混合物到達相對的物品22時，外殼和物品之間的電場開始起作用。該電場被設(shè)定為強于將成像粉末顆粒保持到載體顆粒表面的剩余的靜電力。這使得一些成像粉末被轉(zhuǎn)印到被靜電保持的物品22的表面上?？蛇x地，電場可以是具有恒定偏壓的交變電場， 其結(jié)果是提供了使成像粉末與載體分離開的力，并且還引起了使成像粉末被吸引到物品22 的凈吸引力，該成像粉末被靜電保持在所述物品22上。在此實施例中，物品上粉末涂層的數(shù)量可以由以下因素控制物品和磁性滾筒33 外殼之間的電場的大小、物品和外殼的相對速度或物品和外殼處于相對位置的持續(xù)時間、 施加電場的持續(xù)時間以及粉末上的靜電電荷。在此方法中，假如所述成像粉末是靜電絕緣的，成像粉末就被靜電保持在物品、幅材或片狀物的表面上并且不會落下。物品、幅材或片狀物可以被處理為不需要任何附加的需求就能將粉末附到或固定到表面上?？蛇x地，也可以采用利用復(fù)印業(yè)中的技術(shù)和設(shè)計的粉末轉(zhuǎn)印工作站來涂覆物品、 幅材或片狀物?？蛇x的粉末轉(zhuǎn)印工作站可包括其它滾筒顯影系統(tǒng)，例如不同結(jié)構(gòu)的磁性刷顯影器、毛刷顯影器以及使用接觸式摩擦生電的充電方法使粉末帶電的單一組份滾筒顯影器。也可以使用不用滾筒作為主粉末傳送器的顯影器。這些顯影器可包括級聯(lián)顯影器、其它重力進給顯影器、流化床顯影器和粉末云霧顯影器。在每個實施例中，一般需要帶電粉末被帶到與要被涂覆的物品、幅材或片狀物十分接近的地方，并建立電場以使粉末被感應(yīng)，從而移動到物品的表面上。在一些情況下，可選擇性地使物品、幅材或片狀物的部分表面涂覆有粉末。例如， 可以優(yōu)選只涂覆物品的一個側(cè)面。在一些情況下，可以將具有一個或更多個開口的隔板設(shè)置在物品、幅材或片狀物附近，以使隔板選擇性地阻止粉末被施加到物品、幅材或片狀物的部分上。在其它情況下，護罩或隔板可被分割，而且每個分割片段被施加不同的偏壓，以產(chǎn)生所需的效果。在粉末被施加到物品22之后，在物品仍然被保持器21牢固地保持的同時將該物品移動到成像工作站13，在該成像工作站，物品經(jīng)受能量源，以根據(jù)預(yù)定的圖案或圖像在物品表面上獲得粉末的局部熔化或燒結(jié)。這可以例如通過激光成像來實現(xiàn)，在激光成像中，從激光器發(fā)出的光熔化或燒結(jié)粉末，使得粉末顆粒熔化或燒結(jié)在一起并粘附到物品表面上的特定區(qū)域。因此，激光能量密度應(yīng)該足以熔化粉末或提升其溫度，以使顆粒熔化或燒結(jié)在一起并粘附在物品的表面上?？梢岳缡褂糜蓸藴蕚€人計算機或其它工業(yè)控制器執(zhí)行的軟件來以位圖的形式將所需的圖像圖案提供給激光書寫頭?？赏ㄟ^對激光光束進行調(diào)制和偏轉(zhuǎn)并將激光束聚焦到物品、幅材或片狀物的表面上的小光斑中來產(chǎn)生圖像圖案，其中，粉末被定位在該光斑處?？墒褂貌煌某上裣到y(tǒng)。在一個實施例中，可以使用功率相對低的激光二極管或二極管陣列。在另外的實施例中，可使用光纖激光器。如圖1和IA所示，可以采用一對外部電流計18來產(chǎn)生XY偏轉(zhuǎn)，而二極管或二極管陣列可被直接調(diào)制。可選地，可以使用由馬達驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)的多棱鏡來使光束沿X方向偏轉(zhuǎn)，而傳送器提供Y偏轉(zhuǎn)。如果需要，透鏡可提供聚焦和彎曲校正，以使圖像平面與物品的非平面表面大致匹配。具有所需功率水平的激光二極管和光纖激光器可以被限制到特定的波長(例如， 紅色的或紅外的)，使得這些激光二級管和光纖激光器適用于采用黑色或某些藍綠色粉末， 而不適于采用其它顏色?？蛇x地，對這些波長敏感的未染色材料可以混和到粉末中，使得能量容易被吸收并可以進行熔化或燒結(jié)。在這些實例中，粉末的可見顏色可以是不吸收激光波長的顏色。在另外的實施例中，成像工作站13可包括C02氣體激光組件12。氣體激光組件可將氣體激光器、功率供給器、調(diào)制器、聚焦光學器件和電流偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括在單一殼體內(nèi)。這種組件的好處在于其產(chǎn)生一定波長的激光可被較寬范圍的無色或彩色粉末吸收，并且其具有更高的功率(例如，30瓦特)，能夠滿足更高的速度。利用由高速馬達驅(qū)動的反射多棱鏡的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)甚至可以獲得更高的速度。在這種情況下，外部光束調(diào)制器可以與C02激光器一起使用。也可以使用其它激光成像系統(tǒng)。在一些申請中，物品、幅材或片狀物在成像處理期間可被牢固地保持并順次傳送通過成像工作站。在這些申請中，物品、幅材或片狀物的速度和/或位置可被感測并且被提供給激光控制系統(tǒng)，以使激光器的動作同步并正確地形成圖像。留在物品22表面上的未熔化或未燒結(jié)的粉末不會被擾亂。在一些情形中，在成像已經(jīng)完成后，可能不是很容易看出物品表面上粉末的外觀變化。在成像已經(jīng)完成后，在物品22仍然被保持器21牢固地保持的同時，該物品22被移動到粉末移除工作站41，在該粉末移除工作站處，未熔化或未燒結(jié)的粉末(如果有的話) 被從物品的表面移除，從而在表面上留下熔化或燒結(jié)的圖像?？墒褂渺o電力從物品上移除粉末的未熔化或未燒結(jié)部分。例如，依照特定的實施例，粉末移除工作站41具有彼此沿相反方向旋轉(zhuǎn)的一對滾筒42 (參見圖4)。被保持器保持的物品被連續(xù)帶到緊靠近每個滾筒的位置中。使用電壓對所述的滾筒施加偏壓，所述電壓具有與物品、幅材或片狀物的極性相反的極性，從而在物品和滾筒之間建立電場。這會將粉末的未熔化或未燒結(jié)部分從物品、幅材或片狀物的表面移動到滾筒上。滾筒可包括例如具有人造傳導(dǎo)纖維的毛刷。在這種情況下，纖維應(yīng)該具有一定的深度以允許纖維容易地到達物品的整個涂覆深度，以移除任何未熔化或未燒結(jié)的粉末。在粉末移除工作站41處被移除的未熔化或未燒結(jié)的粉末可在后續(xù)的使用中循環(huán)利用?？赏ㄟ^使每個刷子與金屬滾筒43相接觸而從相反旋轉(zhuǎn)的滾筒上移除粉末，所述金屬滾筒被施加與刷子上的偏壓極性相反的偏壓。一旦粉末被轉(zhuǎn)印到金屬滾筒，就可以借助于例如簡單的彈性刮刀或金屬刀片44來移除粉末。然后，粉末可以在粉末轉(zhuǎn)印工作站31處被重復(fù)使用。在可選實施例中，粉末移除工作站41包括適于彼此沿相反方向旋轉(zhuǎn)的一個或一對磁性滾筒。在該系統(tǒng)中，可以使用與粉末轉(zhuǎn)印處理中所采用的那些材料類似的材料來移除過量的粉末。可以使?jié)L筒上的磁致激活粉末(例如，載體)與物品22的表面相接觸或靠近物品的表面。使電場反轉(zhuǎn)，以使物品表面上的未熔化或未燒結(jié)的粉末被吸引到磁性滾筒并在磁性滾筒旋轉(zhuǎn)時被載體粉末拾起并遠離物品表面。然后，通過提供另一個電場以將粉末轉(zhuǎn)印到另外一組滾筒上來使粉末與磁性滾筒上粉末-載體混合物分離。如上所述，然后，粉末可以在粉末轉(zhuǎn)印工作站41處被重新循環(huán)使用。在另一個的實施例中，可通過施加加壓空氣或其它氣體來移除未熔化或未燒結(jié)的粉末。在另一個的實施例中，可通過施加真空或吸力來移除未熔化或未燒結(jié)粉末。在許多應(yīng)用中，在成像工作站13處，粉末會在物品22、幅材或片狀物的表面上被充分地熔化或燒結(jié)，使得熔化或燒結(jié)的粉末不是很好地粘附到表面上的可能性很小。然而， 在一些應(yīng)用中，需要將物品、幅材或片狀物移動到第四工作站以對物品、幅材或片狀物表面上的粉末提供成像后的閃光或幅射熔化。這種閃光或幅射熔化工作站是公知的并且已經(jīng)用在復(fù)印工業(yè)中。在上述實施例中，物品22被施加電偏壓，以使粉末可被靜電轉(zhuǎn)印到物品上。保持器21使偏壓通過導(dǎo)電接觸部分25。這種技術(shù)可用于靜電傳導(dǎo)的物品。對于非靜電傳導(dǎo)的物品、幅材或片狀物，可以設(shè)置充電工作站來在物品、幅材或片狀物的表面上產(chǎn)生電荷。在那種情況下，接地平面應(yīng)該被設(shè)置在物品、幅材或片狀物的后面。對于物品而言，保持器21 的接觸部分25或27可以用于實現(xiàn)該目的。對于幅材和片狀物，可通過使例如滾筒狀、板狀或鞋形的導(dǎo)電元件15接觸與粉末轉(zhuǎn)印工作站31相對的幅材或片狀物的遠側(cè)來實現(xiàn)該目的。可以例如通過使被施加偏壓的滾筒與物品、幅材或片狀物接觸，或通過使電暈器件與物品、幅材或片狀物間隔開一定的距離來實現(xiàn)該充電工作站。在物品、幅材或片狀物的表面上形成的圖像可包括一個或多個字母數(shù)字符號、圖形符號或其它類型的圖像。由粉末產(chǎn)生的圖像可以是單色的或多色的。在多色圖像的情況下，可以使用兩種或多種不同顏色的粉末重復(fù)進行將粉末施加并熔化到物品上以及從物品上移除未熔化或未燒結(jié)的粉末的工藝。在一些情況下，可以將第一種粉末施加并熔化在物品、幅材或片狀物的部分或全部表面上，以形成涂層。然后將具有不同顏色的第二粉末施加并熔化在物品、幅材或片狀物的表面上以形成圖像。為了便于在物品、幅材或片狀物的表面產(chǎn)生多色圖像，該裝置可包括順次設(shè)置的兩組或多組工作站31、13和41 (見圖5)。因此，例如，可分別在工作站31A和13A處將第一種顏色的粉末施加并熔化或燒結(jié)在物品、幅材或片狀物的表面上?？梢栽诜勰┮瞥ぷ髡?41A處將第一種顏色的未熔化或未燒結(jié)的粉末移除。然后，可分別在工作站31B和1 處將第二種顏色的粉末施加并熔化或燒結(jié)在物品的表面上?？梢栽诘诙勰┮瞥ぷ髡?1B處將第二種顏色的未熔化或未燒結(jié)的粉末移除?？梢圆捎蒙鲜鲅b置在具有非平面或不規(guī)則表面以及平面表面的物品上產(chǎn)生圖像。其它實施例也包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在熱成像處理期間牢固地保持物品的裝置，該裝置包括 適于與所述物品相接觸的導(dǎo)電接觸部分；以及圍繞所述接觸部分設(shè)置并與所述接觸部分和與所述物品電隔離的導(dǎo)電護罩， 其中，利用第一極性的電壓對所述導(dǎo)電護罩施加偏壓，并且利用相反極性的電壓對所述物品施加偏壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述接觸部分包括機械導(dǎo)電的緊固件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述機械導(dǎo)電的緊固件包括螺栓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述機械導(dǎo)電的緊固件包括夾具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述接觸部分包括導(dǎo)電彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括管，所述管被施加真空，以使所述物品相對于所述接觸部分保持就位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在熱成像處理期間牢固地保持物品的裝置，該裝置包括適于與所述物品相接觸的導(dǎo)電接觸部分；以及圍繞所述接觸部分設(shè)置并與所述接觸部分和與所述物品電隔離的導(dǎo)電護罩，其中，利用第一極性的電壓對所述導(dǎo)電護罩施加偏壓，并且利用相反極性的電壓對所述物品施加偏壓。
文檔編號G03G15/20GK102354092SQ201110328320
公開日2012年2月15日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者C·德博爾, M·L·E·古鐵雷斯, P·J·馬松, T·希爾伯特, 小理查德·D·奧尼拉茨 申請人:托里派因斯研究公司, 馬斯公司