專利名稱：用于固化油墨、被覆層和粘結(jié)劑的光發(fā)射裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置和方法，是利用交錯(cuò)陣列排列的紫外光發(fā)射二極管(以下將“光發(fā)射二極管”簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED)，以及用移動(dòng)LED陣列的機(jī)構(gòu)來避免“熱點(diǎn)”，并對(duì)移動(dòng)物體提供均勻的紫外光照射，移動(dòng)物體包括了含有紫外光活性劑的油墨、被覆層或者粘結(jié)劑，在紫外光的照射下，油墨、被覆層或者粘結(jié)劑中的單體材料轉(zhuǎn)換為聚合物而固化。此外，惰性、非氧氣體被噴入紫外LED以交錯(cuò)陣列方式排列以把紫外光照射到移動(dòng)物體的區(qū)域，以增強(qiáng)用紫外光激活的紫外光活性劑的固化作用。
背景技術(shù)：
迄今，紫外光燈已經(jīng)用于紫外固化油墨、被覆層或者粘結(jié)劑的場(chǎng)合。
最近，加拿大安大略省米西索加的EXFO和EFOS已經(jīng)發(fā)展了一種紫外LED，并且把紫外LED以很大的數(shù)量聚集在一起，用于把對(duì)紫外光敏感的單體固化，使單體聚合而把油墨、被覆層或者粘結(jié)劑固化。
雖然使用大量的紫外LED帶來了很多好處，即在成本和能量損耗上帶來效果，仍然需要解決以低照度紫外LED以及克服“熱點(diǎn)”而實(shí)現(xiàn)有效固化的問題。在“熱點(diǎn)”之處比其它地方提供了對(duì)油墨、被覆層或者粘結(jié)劑更強(qiáng)的固化作用。
此外，在現(xiàn)有的紫外LED中，LED被放置在用來取得均勻的背景光顯示和其它的光照射的場(chǎng)合。對(duì)這種均勻性的評(píng)價(jià)，主要是要求在視頻顯示場(chǎng)合得到均勻的背景光顯示。
因而，希望提供一種改進(jìn)的紫外光裝置和方法，使得由紫外LED發(fā)出的紫外光能夠更加均勻，并且避免“熱點(diǎn)”，來更有效地固化油墨、被覆層或者粘結(jié)劑。
發(fā)明概述以下將要更為詳細(xì)地描述本發(fā)明的裝置和方法。本發(fā)明提供的技術(shù)和裝置使得由紫外LED發(fā)出的紫外光更為均勻地照射到油墨、被覆層或者粘結(jié)劑上，使得更為有效地固化油墨、被覆層或者粘結(jié)劑，以及由于紫外光更為均勻地照射，減少了(即使不是全部消除)“熱點(diǎn)”。
根據(jù)本發(fā)明提供了在一個(gè)板上交錯(cuò)排列的紫外LED組件的陣列，其中，紫外LED組件的安置要使得每一行和相鄰行交錯(cuò)排列。
除了使相鄰行的紫外LED組件相錯(cuò)開而外，帶有應(yīng)當(dāng)被固化的紫外油墨、被覆層或者粘結(jié)劑的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品，被放置在網(wǎng)格上(或之中)，并且緊鄰著上述的陣列移動(dòng)通過。
進(jìn)而，上述的板在X方向和Y方向上移動(dòng)或者說平移，更像一個(gè)按軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的撒沙器，從而使得由每一個(gè)紫外LED組件所發(fā)出的光在一個(gè)軌道區(qū)域上，例如在一個(gè)圓形或者橢圓形上而稍微擺動(dòng)，從而減少了“熱點(diǎn)”的產(chǎn)生，并且向帶有紫外油墨、被覆層或者粘結(jié)劑的產(chǎn)品、物件或其它物品提供更加均勻的紫外光。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格垂直地移動(dòng)。在帶有可紫外固化的油墨、被覆層或者粘結(jié)劑的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品移過裝配有紫外LED組件的陣列的板時(shí)，在移動(dòng)路徑的上端噴入分子量比空氣大的氣體。更進(jìn)一步，在帶有可紫外固化的油墨、被覆層或者粘結(jié)劑的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的移動(dòng)路徑的下端噴入分子量比空氣小的氣體。
本發(fā)明的裝置和方法使得由一個(gè)帶有紫外LED組件的陣列的板發(fā)出均勻的光。當(dāng)產(chǎn)品和/或者說燈具相對(duì)于并且穿過由紫外LED組件發(fā)出的紫外光束移動(dòng)時(shí)，就達(dá)到了這個(gè)結(jié)果。這種移動(dòng)有可能獲得均勻的產(chǎn)品。也就是說，產(chǎn)品的移動(dòng)或者是光陣列的移動(dòng)是要解決在產(chǎn)品移動(dòng)的方向上或者在燈移動(dòng)的方向上的均勻性問題。
“X軸”方向上的均勻性是通過產(chǎn)品或者LED陣列的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。
“Y軸”方向上的均勻性是通過安置LED芯片來實(shí)現(xiàn)的。為了達(dá)到與一個(gè)典型的紫外固化過程相一致的固化速率，使用了非常大數(shù)量的LED芯片，以及需要提供使聚合物固化所需要的大量的紫外線能量。
構(gòu)筑這些陣列的第一步是構(gòu)筑并聯(lián)或者串聯(lián)的電子電路，這些陣列是順序排列或者是把LED芯片按照芯片間距離的線性關(guān)系排列(讓我們稱這個(gè)距離為X)。第二行的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)自X處開始，而每一個(gè)LED芯片與同一行中的相鄰的LED芯片應(yīng)當(dāng)以距離X分開。
第三行起點(diǎn)位置在相應(yīng)于第二行的起點(diǎn)位置的X處開始，在陣列當(dāng)中的每一行LED芯片都應(yīng)當(dāng)繼續(xù)這種偏移。這樣做以后出現(xiàn)了兩個(gè)情況。首先，因?yàn)樽贤釲ED芯片的交替放置，使得光均勻性提高。這就產(chǎn)生了一種交互的光發(fā)射。其次，因?yàn)槊恳恍械钠鹗嘉恢枚急人耙恍械钠鹗嘉恢孟嗖钚酒嚯x的一半，就產(chǎn)生了一種階梯效果。隨著陣列的尺寸增大，這使得在Y軸方向的光照更加均勻。
放置LED芯片的另一種方法會(huì)達(dá)到同樣的均勻性。這應(yīng)當(dāng)是使用3行LED芯片來達(dá)到這一均勻性。也就是說，LED芯片間以距離X安置，并且下一行(第2行)的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)于第1行的起點(diǎn)位置的處開始，而再下一行(第3行)的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)從相應(yīng)于第1行的起點(diǎn)位置的2/3處或者在相應(yīng)于第2行的起點(diǎn)位置的處開始。
再一個(gè)方式是提供4行LED芯片來提高均勻性，使第1行中的LED芯片彼此以距離X相分開。第2行的第一個(gè)LED芯片的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)于第1行的第一個(gè)LED芯片起點(diǎn)位置的X處開始。第3行的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)于和第1行的第一個(gè)LED芯片起點(diǎn)位置的X處開始，或者在相應(yīng)于前一行的起點(diǎn)位置的X處開始。
本發(fā)明的裝置和方法是基于大量的LED以長(zhǎng)的多行形式安裝，而仍然有一個(gè)均勻的光分布。
此外，在可紫外固化的油墨或者粘結(jié)劑會(huì)濺到LED陣列的地方，需要在把陣列外覆蓋上薄的透明的塑料薄層，以保護(hù)陣列。這個(gè)薄層應(yīng)當(dāng)被周期性地清潔或者替換。
在以下的詳細(xì)描述和相關(guān)的權(quán)利要求當(dāng)中，會(huì)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更為詳細(xì)的解釋。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的紫外LED組件的俯視圖，它包括一個(gè)陰極和安裝了一個(gè)紫外LED芯片的陽極；圖2是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)來排列單元或者基底的設(shè)計(jì)的俯視圖，這些單元或者基底或者是空白的或者有安裝在其中的一個(gè)陰極和一個(gè)陽極；圖3是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的紫外LED組件陣列的主視圖，其中紫外LED組件行按陣列方式排列，而一行紫外LED組件與相鄰行的紫外LED組件相交錯(cuò)；圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的圖3所示的紫外LED組件所組成的6個(gè)陣列的板的主視圖。并且圖示了作用于對(duì)著板的一個(gè)側(cè)邊的第一偏心凸輪，而在板的相對(duì)的側(cè)邊對(duì)著一個(gè)彈簧，使板能在X方向上運(yùn)動(dòng)或者擺動(dòng)；以及圖示了對(duì)著板的一個(gè)上邊運(yùn)動(dòng)的第二偏心凸輪，而在板的相對(duì)的下邊對(duì)著一個(gè)彈簧，使板能在Y方向上運(yùn)動(dòng)；從而使得，當(dāng)?shù)谝缓偷诙馆喞@著各自的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，所有的陣列按照一個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)、按照?qǐng)A形或者橢圓形的路徑運(yùn)動(dòng)；圖5是網(wǎng)格的傳動(dòng)圖，網(wǎng)格攜帶著應(yīng)當(dāng)被紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品繞過滾輪，在通常是垂直的路徑上運(yùn)動(dòng)，并通過如圖4所示的紫外LED組件陣列的板，使得帶有紫外活性劑的產(chǎn)品、物件或其它物品移過紫外LED組件陣列時(shí)能夠被固化，同時(shí)，較空氣重的非氧氣體自一個(gè)位于靠近網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)路徑頂部的氣管噴入；圖6是網(wǎng)格的傳動(dòng)圖，網(wǎng)格攜帶著應(yīng)當(dāng)被紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品繞過滾輪，在通常是垂直的路徑上運(yùn)動(dòng)，并通過如圖4所示的紫外LED組件的陣列的板，使得帶有紫外活性劑的產(chǎn)品、物件或其它物品移過紫外LED組件陣列時(shí)能夠被固化，同時(shí)，非氧氣體自一個(gè)位于靠近網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)路徑底部的氣管噴入；圖7是放置至少三行紫外LED組件的另一種方案的平面圖，其中每一行中的紫外LED組件之間的間隔增加，以使三行紫外LED組件交錯(cuò)排列。
具體實(shí)施例方式
在此詳細(xì)描述實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和最佳方式。
現(xiàn)在參考附圖作更具體的描述，在圖1當(dāng)中表明了現(xiàn)有的紫外LED組件10，它包括一個(gè)陰極塊12和安裝了一個(gè)包括紫外LED芯片的芯片16的陽極14，每一個(gè)陰極塊12(圖1)連接到導(dǎo)線，每一個(gè)陽極14也是如此。
現(xiàn)在參考圖2，其中表明的組件單元20有一個(gè)由紫外LED組件10，即陰極塊12和陽極14構(gòu)成的第一陣列21，提供了多個(gè)紫外LED芯片16。組件單元20和類似的組件單元交錯(cuò)排列形成如圖3和圖4所示的陣列21、23和25構(gòu)成的陣列組22。按照這種方式，幾個(gè)組件單元20能夠彼此交錯(cuò)排列，在如圖4所示的板28上形成一個(gè)圖案(例如像地面上的磁磚)。
如圖3所示，在每一個(gè)陣列21、23和25當(dāng)中的紫外LED組件10按照紫外LED組件10的最下一行36的方式分開排列。隨后在相鄰的第二行38，紫外LED組件10以交錯(cuò)方式排列，使得它們按照第一行中的紫外LED組件10之間的間隔錯(cuò)開。按照同樣的方式，紫外LED組件10的再上一行40也被交錯(cuò)排列，而總數(shù)為20交錯(cuò)排列的行構(gòu)成了圖3所示的紫外LED組件21。
再如圖3所示，在第一陣列21中最低一行36當(dāng)中的第一個(gè)紫外LED組件10的起始端是和第二(下左)陣列23中的最下一行42末尾的最后一個(gè)紫外LED組件10的末端相對(duì)齊。
于是，如圖3所示，在第一陣列21中最上一行44當(dāng)中的第一紫外LED組件10的起始端是和第二(下左)陣列23中的最上一行46的最后一個(gè)紫外LED組件10的末端相對(duì)齊。再往下，在第一陣列21中最下一行36當(dāng)中的最后一個(gè)紫外LED組件10的末端是和第三(下右)陣列25中的最下一行48中的第一紫外LED組件10的起始端相對(duì)齊。最后，在第一陣列21的最上一行44當(dāng)中的最后一個(gè)紫外LED組件10的末端是和第三(下右)陣列25中的最上一行49的第一個(gè)紫外LED組件10的起始端相對(duì)齊。
最好為如圖4所示，在板28上的三個(gè)陣列21、23和25按照交錯(cuò)方式排列，使得由每一個(gè)紫外LED組件10發(fā)出的紫外光不僅相對(duì)于陣列當(dāng)中的相鄰行相分開和交錯(cuò)開，而且相對(duì)于其它陣列當(dāng)中的行也能夠相分開和交錯(cuò)開。同樣，比三個(gè)陣列21、23和25更多的陣列，比如6個(gè)陣列也可使用，在此未示出。
圖4也表明了機(jī)構(gòu)，最好是偏心凸輪50和52，它們能使板28在X方向向左和向右、在Y方向向上和向下運(yùn)動(dòng)、平移、或者說往復(fù)擺動(dòng)，更像一個(gè)軌道運(yùn)行的撒沙器。首先，在X軸方向上，偏心凸輪50繞著它的軸54旋轉(zhuǎn)，用來頂住板28的一個(gè)側(cè)邊56，頂住板28的另一個(gè)側(cè)邊60的是彈簧58(比如一個(gè)螺旋形的張力彈簧)。
隨后在Y軸方向上，如圖4所示的，偏心凸輪52繞著它的軸64旋轉(zhuǎn)，用來頂住板28的上邊緣66，頂住板28的下邊緣70的彈簧68(比如一個(gè)螺旋形的張力彈簧)。
圖4當(dāng)中軸54和64的每一個(gè)的旋轉(zhuǎn)是用一個(gè)電動(dòng)機(jī)，比如一個(gè)可變速度的馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)，使得板28按照一個(gè)通常軌道運(yùn)動(dòng)、按照弧形、圓形或橢圓形運(yùn)動(dòng)路徑。這將使得裝在板28上的陣列21、23和25的每一個(gè)當(dāng)中的每一行紫外LED組件10也按軌道運(yùn)動(dòng)，使得所發(fā)出的紫外光散開并且均勻地照射到應(yīng)當(dāng)被紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品上。這種紫外光的散開也使得所謂紫外光的“熱點(diǎn)”如果不是完全消除，也得到減少。
圖5表明了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所得到的一種紫外固化裝置、組件、機(jī)構(gòu)或者器件的傳動(dòng)圖。紫外LED陣列21、23和25的板28通常是垂直安置的，并且緊鄰包括網(wǎng)格74的傳送帶的運(yùn)動(dòng)路徑，網(wǎng)格74繞過滾輪76、78和80通常向上并且垂直地、緊鄰于紫外LED陣列21、23和25的板移動(dòng)。為此，傳送器的滾輪76、78和/或80當(dāng)中的至少一個(gè)應(yīng)當(dāng)是驅(qū)動(dòng)滾輪。
放在網(wǎng)格74(圖5)上或網(wǎng)格中的可紫外固化產(chǎn)品、物件或其它物品，比如標(biāo)識(shí)，有一層或多層可固化的油墨、被覆層和/或粘結(jié)劑。這個(gè)可紫外固化的油墨、被覆層和/或粘結(jié)劑中有紫外光活性劑，會(huì)將可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑當(dāng)中的單體物質(zhì)在受到一個(gè)預(yù)先確定的紫外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光照射時(shí)聚合。
可紫外固化的油墨、被覆層和/或粘結(jié)劑最好位于圖5當(dāng)中的網(wǎng)格74的最靠近和面向板28的一邊。優(yōu)選地，在紫外LED組件和油墨、被覆層或粘結(jié)劑之間的間隔為0.001英寸到0.3英寸之間，來增強(qiáng)紫外發(fā)射光的效果。當(dāng)紫外光與被處理的產(chǎn)品、物件或其它的可紫外固化的物品之間的距離增加時(shí)，紫外光呈指數(shù)衰減。
優(yōu)選地，圖4的軸50和52的旋轉(zhuǎn)使得當(dāng)載有產(chǎn)品、物件或其它可紫外固化的物品的網(wǎng)格74移過板28的時(shí)候，造成板28和紫外LED組件作軌道運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)也減少了“熱點(diǎn)”并實(shí)現(xiàn)了自紫外LED組件10發(fā)出的紫外光的均勻掃描、散開、和照射。
如圖5所示的組件或者說器件的傳送器減少了產(chǎn)品、物件或其它物品在固化過程當(dāng)中暴露于氧氣的機(jī)會(huì)，氧氣會(huì)阻止紫外固化過程。在組件和器件中，提供了向上噴氣的氣管84，用來噴射比空氣重的不含氧氣體，例如二氧化碳，氣管在靠近由箭頭88所表明的網(wǎng)格74向下移動(dòng)路徑的上端86，使得氣體能夠在板28和網(wǎng)格74之間的空間向下流動(dòng)，以在板28上的紫外LED組件10和載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格74之間形成一個(gè)絕氧的區(qū)域。
圖5所示的擋板90提供了一種位于靠近板28下端70的在下的阻擋器，用來保持、壓縮、收集、和/或封閉在圖4表明的擺動(dòng)的紫外LED陣列21、23、和25與圖5表明的移動(dòng)的網(wǎng)格74之間的區(qū)域中的氣體。擋板90最好固定在板28的下端70處，并且有一個(gè)位于擋板正對(duì)著移動(dòng)的網(wǎng)格74處的外邊緣92。這樣，阻擋了噴入的氣體不致逸出固化區(qū)域。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所構(gòu)成的紫外固化裝置、組件、機(jī)構(gòu)、或者器件的傳送圖，其中移動(dòng)的網(wǎng)格74繞過其中至少有一個(gè)用作為驅(qū)動(dòng)滾輪的滾輪94、96、和98，使得載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格74如箭頭100所示向上移動(dòng)通過板28，板28載有圖4中的紫外LED組件所成的陣列21、23、和25，這和圖5當(dāng)中所表明的紫外固化裝置、組件、和器件相同。
在圖6所示的裝置、組件、和器件中，靠近網(wǎng)格74的移動(dòng)路徑的下端106，提供了在下部的噴射氣體的氣管104，用來噴射比空氣輕的不含氧的惰性氣體，例如氦氣，噴入圖4所示的擺動(dòng)的板28和圖6所示的向上移動(dòng)的網(wǎng)格74之間的區(qū)域，以提供一個(gè)絕氧的區(qū)域來增強(qiáng)和完成由網(wǎng)格74所攜帶的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品中的紫外光活性劑的固化。
圖6所示的擋板108提供了一種位于靠近板28的上端68的上部的阻擋器，用來使比空氣輕的氣體逸出減少、壓縮、收集、和/或封閉在圖4表明的擺動(dòng)的板28與圖6表明的移動(dòng)的網(wǎng)格74之間的可固化的區(qū)域中，這和圖5當(dāng)中所表明的紫外固化裝置、組件、和器件相同。同樣，圖6的擋板108固定在上端68處，并且正對(duì)著網(wǎng)格74設(shè)置。
為了避免紫外LED組件10過熱，即為了控制紫外LED組件10所產(chǎn)生的熱量，以相對(duì)高的頻率，周期性地或者說順序激勵(lì)和去激勵(lì)(也就是接通和斷開)供應(yīng)給紫外LED組件的能量。也就是說通過改變接通和斷開周期的占空比來調(diào)節(jié)紫外光的強(qiáng)度。
圖7表明了排列紫外LED組件，也就是說LED芯片16的另一種方法，并且取得了如圖2和3所表明的相同的均勻性，這個(gè)方法是利用三行紫外LED組件10來實(shí)現(xiàn)均勻性。也就是說，在第1行112以距離X來安置LED芯片16，下一行114(第2行)的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)在對(duì)應(yīng)于第1行112的起點(diǎn)位置向后移動(dòng)相應(yīng)于芯片距離的處開始，而再下一行116(第3行)的起點(diǎn)位置應(yīng)當(dāng)在對(duì)應(yīng)于第1行112的起點(diǎn)位置向后移動(dòng)相應(yīng)于芯片距離的2/3處開始，或者說在相應(yīng)于第2行114的起點(diǎn)位置向后移動(dòng)相應(yīng)于芯片距離的處開始。
應(yīng)當(dāng)明白，間隔X能夠等于1、2、3、4、5、或更多個(gè)紫外LED組件10的寬度，使得自紫外LED組件10發(fā)出的光柱實(shí)現(xiàn)所希望的交錯(cuò)。
此外，在可紫外固化的油墨或者粘接劑會(huì)濺射到紫外LED組件10上的地方，需要在陣列21、23、和25外設(shè)置一個(gè)清潔/透明的塑料薄層，以保護(hù)紫外LED組件10。這個(gè)薄層應(yīng)當(dāng)被周期性地清潔或者替換。
由前面的描述可以明顯看出，本發(fā)明的裝置和方法有許多優(yōu)點(diǎn)，某些優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在上面描述，而某些優(yōu)點(diǎn)是發(fā)明所固有的。例如紫外LED組件10的板28能夠緊鄰載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格74放置，這使得由紫外LED組件10發(fā)出的紫外光能夠更好地影響可紫外固化的油墨、被覆層、和/或粘結(jié)劑的固化。
進(jìn)而，當(dāng)載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格74移過在板28上交錯(cuò)排列的紫外LED組件10的陣列21、23、和25中的紫外LED組件10的交錯(cuò)行時(shí)，能使紫外光均勻地照射到所有的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品中的所有待固化的油墨、被覆層、和/或粘結(jié)劑上。
更進(jìn)而，緊鄰著載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的移動(dòng)網(wǎng)格的紫外LED組件10的擺動(dòng)或者說軌道運(yùn)動(dòng)，會(huì)使得紫外光在網(wǎng)格74上(或之中)的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品上能夠更均勻地掃描。
最后，在紫外LED組件10的擺動(dòng)的或者說呈軌道運(yùn)動(dòng)的板28和帶有單體材料的可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品的網(wǎng)格74之間的區(qū)域中使用比空氣重或者比空氣輕的非氧氣體，會(huì)加強(qiáng)在可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品上更加均勻地掃描紫外光的作用。
雖然已經(jīng)表明和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)明白，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，能夠完成各種修改和替換，以及組件、部件、設(shè)備、裝置、工藝步驟、和它們的應(yīng)用的重新安排，而沒有脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅僅為所附的權(quán)利要求書所局限。
權(quán)利要求
1.一種以紫外光照射在可紫外固化的產(chǎn)品、物件或其它物品中的可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑當(dāng)中的紫外光激活劑上，以增強(qiáng)固化作用的裝置，其特征在于，所述的裝置包括有著滾輪組件的傳送器，用來使載有或者容納可紫外固化的產(chǎn)品、物件和/或其它物品的網(wǎng)格移動(dòng)通過一個(gè)路徑；紫外光發(fā)射二極管(紫外LED)組件陣列，此陣列安裝在靠近傳送器的板上，以發(fā)出紫外光；上噴射器，用來在網(wǎng)格的通常是垂直路徑的上部終端截面處噴入比空氣重的非氧氣體，以在可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑的固化過程中，在板和網(wǎng)格之間產(chǎn)生一個(gè)基本上是絕氧的區(qū)域；和/或下噴射器，用來在網(wǎng)格的通常是垂直路徑的下部終端截面處噴入比空氣輕的非氧氣體，以在可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑的固化過程中，產(chǎn)生一個(gè)基本上是絕氧的區(qū)域；和/或移動(dòng)包含有紫外LED組件陣列的板的機(jī)構(gòu)，當(dāng)載有可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品的網(wǎng)格通過板的時(shí)候，這個(gè)機(jī)構(gòu)使板相對(duì)于網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)；和/或包括振動(dòng)器的機(jī)構(gòu)，用來使得載有可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品的網(wǎng)格通過紫外LED組件的板的時(shí)候，使LED組件陣列的板按照軌道運(yùn)動(dòng)，按照弧形、圓形或橢圓形路徑運(yùn)動(dòng)；和/或紫外LED組件的陣列，此陣列的至少第二行中的多個(gè)紫外LED組件與第一行紫外LED組件相鄰排列，但第二行的紫外LED組件按照與相鄰的第一行的紫外LED組件間的距離和第一行相分開，使得第二行的紫外LED組件相對(duì)于第一行的紫外LED組件相錯(cuò)開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述的裝置包括在板的紫外LED組件上覆蓋的薄的、透明的塑料材料薄層，以防止由可紫外固化的油墨和/或粘結(jié)劑向紫外LED組件的濺射；以及周期性清潔或更換的透明塑料材料薄層。
3.如前述的任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置，其特征在于在板上有至少兩行相錯(cuò)開的紫外LED組件，以在板上形成相錯(cuò)開的紫外LED組件陣列；和/或在紫外LED組件陣列的每一行中的紫外LED組件彼此以距離X相分開，并且第二行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置在相應(yīng)于從第一行的起點(diǎn)位置的1/2X處開始，而第二行的紫外LED組件彼此以距離X相分開，并且第三行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置在相應(yīng)于從第二行的起點(diǎn)位置的1/2X處開始；或者在紫外LED組件陣列的每一行中的紫外LED組件彼此以距離X相分開，并且第二行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置在相應(yīng)于從第一行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置的1/3處開始，并且下一行或者說第三行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置在相應(yīng)于從第一行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置的2/3處開始，或者說在相應(yīng)于從第二行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置的1/3處開始；或者在紫外LED組件陣列的每一行中的紫外LED組件彼此以距離X相分開，并且第二行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)在相應(yīng)于從第一行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置的1/4X處開始，并且第三行的第一個(gè)紫外LED組件的起點(diǎn)位置在相應(yīng)于從第一行的起點(diǎn)位置的1/2X處開始，或者說在相應(yīng)于從第二行的起點(diǎn)位置的1/4X處開始；和/或紫外LED組件陣列包括在板上以交錯(cuò)方式安置的交錯(cuò)的紫外LED組件的6個(gè)陣列。
4.如前述的任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置，其特征在于，所述的裝置包括用來噴入氣體的氣體噴射器；和/或主要用來阻擋氣體流動(dòng)的阻擋器；氣體可以是氦氣、二氧化碳、或氮?dú)?；阻擋器包括一個(gè)上阻擋器，主要用來阻擋氣體從紫外LED組件的板的上端逸出，和/或阻擋器包括帶有擋板的上阻擋器，所述的上阻擋器安裝在紫外LED組件的板和傳送器的網(wǎng)格之間的通道的上端附近；和/或阻擋器包括一個(gè)下阻擋器，主要用來阻擋氣體從LED組件的板的下端逸出，和/或阻擋器包括帶有擋板的下阻擋器，所述的下阻擋器安裝在LED組件的板和傳送器的網(wǎng)格之間的通道的下端附近。
5.如前述的任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置，其特征在于，所述的裝置包括在X、Y軸方向上的至少一個(gè)方向上移動(dòng)紫外LED組件的板的機(jī)構(gòu)，使得紫外光基本上均勻地照射到在傳送器的網(wǎng)格上(和/或中)載有的可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品上，以實(shí)質(zhì)性地減少熱點(diǎn)；和所述的機(jī)構(gòu)包括在X軸和Y軸兩路徑方向上移動(dòng)板的軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)載有可紫外固化的產(chǎn)品、物件和/或其它物品的傳送器的網(wǎng)格通過紫外LED組件的板的時(shí)候，紫外LED組件的板按照軌道運(yùn)動(dòng)，按照弧形、圓形或橢圓形路徑運(yùn)動(dòng)；和/或所述的機(jī)構(gòu)包括用來作用于紫外LED組件的板的一邊的偏心凸輪，和作用于紫外LED組件的板的另一邊的彈簧；和/或所述的機(jī)構(gòu)包括安裝在相鄰于紫外LED組件的板的一邊的彈簧和安裝在相鄰于所述的紫外LED組件的板的另一邊的軸上的凸輪，以及用來旋轉(zhuǎn)所述的軸的驅(qū)動(dòng)器，使得凸輪旋轉(zhuǎn)并且使紫外LED組件的板對(duì)著彈簧作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；和/或所述的機(jī)構(gòu)包括用來作用于紫外LED組件的板的一邊的第一偏心凸輪，和作用于紫外LED組件的板的相對(duì)一邊的彈簧，以及作用于紫外LED組件的板的另外一邊的第二偏心凸輪以及作用于和紫外LED組件的板的另一邊相對(duì)一邊的彈簧，使得在載有可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品的傳送器的網(wǎng)格通過紫外LED組件的板的時(shí)候，使板在X軸和Y軸路徑上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以至于紫外LED組件的板按照一個(gè)通常軌道運(yùn)動(dòng)，按照弧形、圓形或橢圓形路徑運(yùn)動(dòng)或者擺動(dòng)。
6.一種構(gòu)成和/或使用前述任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置的方法包括設(shè)置紫外LED組件的陣列，使第一行的紫外LED組件和相鄰的紫外LED組件相分開；至少一個(gè)相鄰于第一行紫外LED組件排列的第二行有多個(gè)紫外LED組件，而且第二行的紫外LED組件起點(diǎn)按照第一行的紫外LED組件的相鄰間隔開始，使得第二行的紫外LED組件相對(duì)于第一行的紫外LED組件相錯(cuò)開；至少第一和第二行的紫外LED組件交錯(cuò)排列；以及運(yùn)送在傳送器的網(wǎng)格當(dāng)中(或上)的含有紫外光激活劑的可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品，并通過至少兩組紫外LED組件，使得交錯(cuò)排列的紫外LED組件能夠?qū)勺贤夤袒a(chǎn)品、物件和/或其它物品上的可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑提供基本上均勻的照射。
7.一種構(gòu)成和/或使用前述任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置的方法包括在載有可紫外固化產(chǎn)品、物件和/或其它物品的傳送器的網(wǎng)格通過紫外LED組件的板的時(shí)候，使板在X軸和Y軸路徑上運(yùn)動(dòng)，以至于紫外LED組件的板作軌道運(yùn)動(dòng)，按照弧形、圓形或橢圓形路徑運(yùn)動(dòng)或者擺動(dòng)；和/或運(yùn)送在傳送器的網(wǎng)格當(dāng)中(或上)的含有紫外光激活劑的可紫外固化的產(chǎn)品、物件和/或其它物品通過LED組件的陣列；和/或往復(fù)運(yùn)動(dòng)紫外LED組件的板，使得紫外光往復(fù)地掃過紫外LED組件的板，以使紫外固化光基本上均勻地掃過可紫外固化的產(chǎn)品、物件和/或其它物品，以實(shí)質(zhì)上地減少熱點(diǎn)。
8.一種構(gòu)成和/或使用前述任一個(gè)權(quán)利要求當(dāng)中的裝置的方法，其特征在于所述的固化方法包括把紫外光照射在紫外光激活劑上；聚合可紫外固化的油墨、被覆層和/或粘結(jié)劑；在聚合的過程中，沿著傳送器網(wǎng)格通過LED組件陣列的通道噴入比空氣輕的氣體，使可紫外固化的油墨、被覆層或粘結(jié)劑最少地暴露于氧氣中。
全文摘要
一種使紫外光均勻照射在可紫外固化油墨、被覆層或者粘結(jié)劑中的光活性劑上的裝置和方法，包括了安裝在一個(gè)板(68)上的紫外光發(fā)射二極管組件，其中，第一行中的紫外LED組件與相鄰的組件相間隔分開。至少一個(gè)相鄰于第一行紫外LED組件排列的第二行有多個(gè)紫外LED組件，而第二行的紫外LED組件按照相鄰的第一行的紫外LED組件間的距離和第一行相分開，使得第二行的紫外LED組件相對(duì)于第一行的紫外LED組件相錯(cuò)開。在網(wǎng)格(74)中(或上)的可紫外固化的產(chǎn)品能夠被傳送通過紫外LED組件(100)，利用滾輪(94、96、98)、擋板(108)、和使板運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)有效的紫外固化。
文檔編號(hào)C08J7/18GK1910206SQ200480040787
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2004年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月23日
發(fā)明者斯蒂芬·B·西格爾 申請(qǐng)人:康特羅柯瑞有限公司