热熔的方法与设备的制作方法

专利名称：热熔的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及到印制技术，具体涉及到热熔的方法与设备，更具体则涉及到这样的热熔机构，用来在例如有可熔覆盖层的纸等媒体上形成具有光滑或织纹状饰面的耐久图像。
背景技术：
在喷墨打印的基片中，由于绝大多数喷墨墨汁采用了水基系统，当存在有水份时便易于渗墨和阴润。
于是在相关技术中需要有这样的熔化机构和应用此种机构的方法，它们能用于热熔覆盖层上减少渗墨和阴润的可能性，并能在熔融表面上给出种种网纹。
发明概述本发明通过提供能用于热熔覆盖层并能在熔融面上给出各种网纹的设备和应用这种设备的方法，克服了先有技术中的缺陷。
如上所述，用喷墨打印的基片在存在有水份时易于渗墨和阴润，这是由于绝大多数喷墨墨汁采用了水基系统之故。耐久图像用的易熔可印覆盖层是Francis Joseph Kronzer于1996，8，16，以“耐久图像用易熔可印覆盖层”为题提交的，共同转让美国专利申请No．689980的主题(其内容已综合于此供参考)，它启发了本申请来提出一种系统，其中通过将上述涂层加热到约350°F，可以熔封已印刷的墨汁。
一般地说，本发明是针对这样一种设备，它用于使图像形成在有一个侧面上至少是部分存在易熔覆盖层的基本平整的片状媒体上，此设备包括加热辊；相对此加热辊安装成可旋转形式而限定出一加热的夹紧区的可变形辊；以及第一和第二具有相对应的相互共面而有不同织纹的表面的循环织物，这两个织物一起通过上述夹紧区，使得当上述片状媒体引入到此夹紧区内时，取决于此相对应的哪个织物表面是与此片状媒体的一侧面接触，而使此侧面上形成不同的织纹。
为此本发明的第一目的在于提供改进的熔化机构。
本发明的第二目的在于提供用于熔化水基喷墨墨汁的改进的熔化机构。
本发明的第三个目的在于提供用于包封水基喷墨墨汁的改进的熔化机构。
本发明的第四个目的在于提供便于使用的改进的熔化机构。
本发明的第五个目的在于提供高效操作的改进的熔化机构。
本发明的第六个目的在于提供与热熔涂层结合使用的熔化机构和应用这种机构的方法。
本发明的第七个目的在于提供能选择表面织纹而不需机械变换技术的熔化机构和应用这种机构的方法。
本发明的第八个目的在于提供与热熔覆盖层结合使用的整体式印刷与熔化机构和应用这种机构的方法。
本发明的其他目的、特点与优点通过阅读下面结合附图对本发明最佳实施例所作的详细说明以及所附权利要求书，当可获得理解。
附图简述

图1是本发明第一实施例的熔化设备10的基本部件隔离出来的示意图，其中的“纸道”基本上是水平的，包括皮带30、为内部固定加热件51加热的加热辊50、可变形辊60和引出辊70。
图2是本发明第二实施例的熔化设备200的基本部件隔离出来的右视图。其中的“纸道”基本上是垂直的，将来自印刷机的文件240处理成熔成的文件240F。图中以虚线所示的供选择的“有织纹片”240S可以与文件240对准地放置，赋予一种不同于循环织物230外表面所给的织纹。
图3是本发明第三实施例的基本部件的隔离出来的右视图，其中的“纸道”基本是垂直的。此结构与图2所示结构类似，只是它包括了不是一个而是两个循环织物，这两条织物在最佳实施形式中包括了两个不同的暴露的表面织纹，用于与媒体表面上的热熔涂层接触。
图4是本发明第四实施例即熔化设备400的一部分的右视图，其中的纸道是S形的。
图5是本发明的第二实施例即熔化设备200的顶视平面图，此设备的盖已除去。
图6是本发明第二实施例即熔化设备200的前视图，此设备的盖已除去而其可变形辊201则以部分横剖面表明。
图7是本发明第二实施例即熔化设备200的一部分的左视图，此设备的盖已除去。另一条第二织物231也以虚线示明。
图8是本发明第五实施例500的透视图，其中本发明的熔化器510用来与打印机520相结合，它们都安装于机架505上。图8示明就位的熔化器盖。
图9与图8类似，只是熔化器盖已不在原位。
最佳实施例的详细描述下面对图1-9作一般性参考，各图中以相同的标号表明相同的部件。
结构与操作概要首先参看图1，本发明一般包括应用具有辊隙区20和传送织物30的熔化设备10。具有热熔涂层的媒体引入到此夹紧区内，得以对它加热与加压。传送织物30具有足够小的热质量和充分大的长度，使得在其上刚熔化的覆盖层能粘附到此传送织物30的表面上的同时能够适当地冷却，然后在引出辊50的表面剥离。此熔化的涂层密封在另外的传统喷墨印刷过程中事先用在此覆盖层上部的墨汁。
采用了一种与熔化设备10相结合的方法，其中使覆盖层的媒体(例如纸、布、透明软片或其他媒体)通过熔化设备10，而让此设备在加热辊的辊隙对此媒体加热与加压。这种方法可用来在有需要时赋予此媒体以表面织纹，为熔融的涂层提供阻挡面使之不会粘附到加热辊上，同时允许所得到的熔成的媒体能在此覆盖层已冷却至其熔化温度之下时能从上述阻挡面上剥离下来。
各种实施例本发明通过种种实施例来描述。
图1是本发明第一实施例的熔化设备10的基本部件隔离开来的示意图，其中的“纸道”基本上是水平的，包括皮带30、加热辊50、可变形辊60和引出辊70。
图2是本发明第二实施例的熔化设备200的基本部件隔离开来的右视图。其中的“纸道”基本上是垂直的，将来自印刷机的文件240处理成熔成的文件240F。图中以虚线所示的供选择的“有织纹片”240S可以与文件240对准地放置，赋予一种不同于循环织物230外表面所给的织纹。
图3是本发明第三实施例的基本部件的隔离出来的右视图，其中的“纸道”基本是垂直的。此结构与图2所示结构类似，只是它包括了不是一个而是两个循环织物，这两条织物在最佳实施形式中包括了两个不同的暴露的表面织纹，用于与媒体表面上的热熔涂层接触。
图4是本发明第四实施例即熔化设备400的一部分的右视图，其中的纸道是S形的。
图5是本发明的第二实施例即熔化设备200的顶视平面图，此设备的盖已除去。
图6是本发明第二实施例即熔化设备200的前视图，此设备的盖已除去而其可变形辊201则以部分横剖面表明。
图7是本发明第二实施例即熔化设备200的一部分的左视图，此设备的盖已除去。另一条第二织物231也以虚线示明。
图8是本发明第五实施例500的透视图，其中本发明的熔化器510用来与打印机520相结合，它们都安装于机架505上。图8示明就位的熔化器盖。
图9与图8类似，只是熔化器盖已不在原位。
第一实施例-设备10首先参看图1，它示明了本发明的熔化设备10的第一实施例的一部分，包括加热辊夹紧区20和传送织物30。此加热辊夹紧区20由两个相互压顶并具有基本上平行的纵向转动轴线的圆柱形辊50、60所确定。这两个夹紧辊50、60中的至少一个包含有加热件，而另一个辊则可以弯曲来加大夹紧区的印迹。
设备10的各种辊设备10的各个辊可旋转地安装于此设备的机架12上。这些辊包括加热的辊50、可变形辊60与引出辊70。
在图1所示实施例中，辊50是加热辊，它是空心圆柱形，通过其中心设有石英质远红外加热管给辊面提供辐射热，当然，在不脱离本发明的精神与范围的前提下也可以采用其他的加热结构。
加热辊50相对于熔化设备10的机架12作可旋转的安装，且使其转动轴线基本水平，当然，在不脱离本发明的精神与范围的前提下也可以取其他定向。加热辊50通过后述的一列链传动装置和齿轮装置由马达驱动。
可变形辊60相对于熔化设备10的机架12可旋转地安装成使得其旋转轴线基本为水平的，当然，在不脱离本发明的精神与范围的前提下也可以取其他定向。此变形辊60是本项技术中周知的这类，包括金属的轴状芯和外部的可变形层，由后述一列为马达驱动的减速齿轮与链传动。
引出辊70相对于熔化设备10的机架可旋转地安装成使其旋转轴线基本为水平的，但在不背离本发明的精神与范围时也可以取其他定向。引出辊70不是驱动辊而是为织物驱动的。
设备10的夹紧区夹紧区20(见图1)通过加热辊50与可变形辊60的相互作用确定。
加热辊的夹紧区20是由两个圆柱形辊50与60相互压靠而形成的。这两个夹紧辊的至少一个包括有加热件，而另一个辊则可以弯曲来加大夹紧区的印迹。
设备10的织物30传送织物30如本项技术中周知的是由TEFLON涂层的玻璃纤维织物制成。带30卷绕着辊50、60之一，但有较大于辊的周长，允许有几英寸的松驰长度。此传送织物的松驰部分为一小半径的引出辊70张紧，此引出辊能帮助从传送织物上取下媒体和拉紧此织物。
带30需有充分小的热质量和足够的长度，以使其上的熔化覆盖层能适当地冷却而能粘附到织物表面上，然后在引出辊上从表面剥离下。
带30(以及其他实施例中的其他带)的一种结构包括有TEFLON涂层的玻璃纤维或本项技术中所用的其他周知材料。
设备10的应用将涂层的媒体以其覆盖层侧朝向传送织物通过此熔化设备。不然，加热时，变热的发粘覆盖层就会粘附到加热了的夹紧辊上。
这种循环织物的传送速度应高到足以熔化尼龙而又不使纸燃烧，此织物的表面速度经发现最好是5-50厘米／分。
第二实施例现在参看图2与5-7，它们是有关本发明第二实施例的几个图，此第二实施例与图1所示第一实施例的主要不同处是纸道基本是垂直而不是水平的。
同时参看图5-7，熔化设备10包括的固定机架12有一板状部分，上面装附着此设备的各种部件。后面可以注意到，机架12也可以是能支承用来与此熔化设备10相结合的其他设备如印刷机的整体基本上是刚性机架的一部分。
此熔化设备的可动部分为变速直流马达80驱动，但在本发明的精神与范围内也可考虑其他驱动装置。而之所以选择直流马达是因为它可以变速地驱动上述的各种辊，这种会有助于为所述循环织物提供需要的送料速度，此速度要慢到足以熔化尼龙而又不能慢到使织物或纸燃烧。
图5-7示明了用来驱动本发明第二实施例的种种部件的各种驱动件。电驱动马达280有一根驱动链轮的轴，此链轮驱动链条207(见图7)，链条207则驱动安装成可相对此设备10的机架205旋转的自由轴206上所装时的另一链轮(见图5与7)。装附于自由轴206上的另一链轮经过另一循环链208连接到装附于可变形辊260上的链轮。由此可见驱动马达280驱动着可变形辊260。所有的循环链(以及所有的循环织物)都可包括空转的和张紧的链轮或辊，这是本项技术中周知的。
如图6与7所示，在可变形辊260装有链轮一端的相对端上设有第一传动齿轮209，它通过一对啮合的齿轮啮合并驱动装附到加热辊250上的第二传动齿轮210。因此可以看出，可变形辊260驱动加热辊250。上述齿轮的啮合情形最好要使此可变形辊的表面速度与加热辊250的速度基本同步。
引出辊270不是由上述马达驱动而是为循环织物230驱动。
在该注意到，图7示明了可以有选择的采用第二(必要时)织物231与循环织物230相结合，而使单一设备能提供双重织纹，这将在下面的第三实施例中详细论述。
第三实施例图3所示的另一实施例采用了双织物系统以用于双面媒体。通过采用两条不同的织物330、331，这两条织物具有不同的表面织纹，则在熔化过程过程中取决于与哪一面接触，可将至少两种不同的织纹赋予所熔化的材料而不需任何机械变换技术。
在上述结构中，采用第二引出辊371来支承第二织物331。第一引出辊以类似于前述辊270的方式支承第一织物。
第四实施例在又另一实施例中，熔化设备400有一位于加热辊450附近的空转辊480，使得传送织物430能取蜿蜒形式而较长地与加热辊接触，从而能增加停延时间。图7中还示明有一辊470用来张紧松驰部分。过程变量将包括可调的停延时间(涉及到传送带速度、温度与压力)以及冷却时间。
第五实施例参看图8-9，其中示明了本发明第五实施例的设备500，这是一种组合型设备500，包括熔化器510和打印机520，它们两者都安装在机架505上。
在上述结构中，打印机可以设想为相关技术中周知的喷墨打印机，而此熔化器可以设想为前述第二实施例中的熔化设备200。
于此种结构下，媒体可借重力直接垂直下降到或直接送入熔化设备510中。
于此种结构下，应知尼龙或其他经过适当处置的纸，例如1996年8月16日提交的共同未决、共同转让的美国专利申请系列No．689 980(其内容已综合于此供参考)中所公开的，是要通过印刷机520处理的。
应该认识到这类打印机的某些具有其自身的加热件，但这种加热只是用来除去水份或熔剂以防污损，而不是用来提供适于熔化的温度的。
其他设想的实施例与设想的用途应知在不脱离本发明的精神与范围的前提下，可以对上述各种实施例作出变更与改进的。例如图2中以虚线部240-S所示，要是在所述涂层通过熔化设备之前将一片聚酯薄膜或其他合适的材料置于此覆盖层之上，则可以形成精致、平滑的无光光洁度。这样就能用单一织物的设备来给出多种表面织纹，包括不仅仅是传送织物所提供的基本织纹，但是取决于所选择的织物，通过使用独立的片料例如上述的聚酯薄膜，可以提供较平滑或是较粗糙的织纹。
散热装置290如图2所示，其中有长条形的细长散热装置290，此散热装置具有U形的横剖面或也可以是L形的横剖面(未示明)。这种散热装置还具有由其间的细长横向槽所确定的连续带接触面和相对延伸的散热“指状物”。有需要时，可用空气吹过所述的“指状物”。
正如一般所知道的，当织物加热，它常向横向膨胀，其结果是热膨胀使织物中出现波浪形。为此，细长的散热装置290也可以用作合适的整洁工具，消除因热传输的差别造成织物的某些波浪形。
尺寸熔化设备200中加热辊的外径是2英寸、可变形辊的外径是3英寸、引出辊的外径是0．75英寸。
材料加热辊可以取钢管结构。
变形辊可以取硫化橡胶结构。
冷却翅片可以用铝制成。
引出辊可以用钢管结构。
所述传送织物可以是本项技术中周知的那些，包括由TEFLON涂层的玻璃纤维织物，厚5-30密耳而最好是10-20密耳，例如Astechnologies(在乔治亚州Roswell市)所提供的。如果经济上可行，最好采用无缝织物。
优点从以上所述可知，本发明提供了熔化机构和应用此机构的方法，用来熔化其中不需独立的脱模层的热熔覆盖层，同时可使熔成的覆盖层具有表面织纹(平滑或帆布状)，并能从传送织物上将完工的媒体“自动剥离”。
结论虽然本发明已参考所公开的实施例作了特别详细的说明，但应认识到在后附权利要求书所说明的的精神与范围内，是可以实现众多的变动与改进的。
权利要求
1．用于将图像赋予基本为平整的片状媒体上的设备，此媒体的一个侧面上至少是部分地具有易熔覆盖层，所述设备包括加热辊；相对于此加热辊作可旋转的安装而能确定出加热的夹紧区的可变形辊；以及具有相互面对且呈不同织纹的对应面的一起通过此夹紧区的第一与第二循环带；使得当上述片状媒体引到此夹紧区内时，取决于是哪个所述对应的循环带面与该片状媒体的前述一个侧面接触，而给予此侧面以不同的织纹。
2．权利要求1所述的设备，其中所述夹紧区是由包括可变形辊在内的一对辊确定。
3．权利要求2所述的设备，其中还包括有将水基墨汁加到所述易熔的纸覆盖层上的装置。
4．权利要求3所述的设备，其中所述第一与第二循环带都至少是部分由玻璃纤维制成。
5．权利要求4所述的设备，其中还包括有与上述第一和第二循环带相对应的第一和第二引出辊，此第一和第二引出辊构造成有助于将所述平片状媒体从所述带上引出。
6．权利要求2所述的设备，其中所述设备还包括确定所述第一循环第一部分通道的引出辊；以及沿着所述第一循环带在前述夹紧区和此引出辊之间通道的散热装置。
7．权利要求1所述的设备，其中还包括用来将水基墨汁加到所述易熔的纸覆盖层上的装置。
8．权利要求7所述的设备，其中所述第一和第二循环带都至少是部分由玻璃纤维制成。
9．权利要求8所述的设备，其中还包括有与所述第一和第二循环带相对应的第一和第二引出辊，此第一和第二引出辊构造成有助于将所述平片状媒体从所述带上引出。
10．权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括确定所述第一循环带一部分通道的引出辊；以及沿着所述第一循环带在前述夹紧区和此引出辊之间通道的散热装置。
11．用于将图像赋予基本为平整的片状媒体上的设备，此媒体的一个侧面上至少是部分地具有易熔覆盖层，所述设备包括机架；装附于此机架上的打印机；以及装附于此机架上的熔化器，此熔化器与打印机构造成可使所述基本上为平整的片状媒体通过此打印机，在上面接受所述图像，然后传送到上述熔化器而由其熔化。
12．权利要求11所述的设备，其中所述打印机位于此熔化器之上，使得所述介质能借重力由此打印机落到该熔化器内。
13．权利要求12所述的设备，其中所述熔化器包括一对循环带，各通过一共同的夹紧区且各确定出不同的表面织纹，使得当此片状媒体引入此夹紧区内时，取决于是哪个所述对应的循环带面与该片状媒体的前述一个侧面接触，而给予此侧面以不同的织纹。
14．权利要求11所述的设备，其中所述熔化区包括一对循环带，各通过一共同的夹紧区且各确定出不同的表面织纹，使得当片状媒体引入此夹紧区内时，取决于是哪个所述对应的循环带面与该片状媒体的前述一个侧面接触，而给予此侧面以不同的织纹。
15．权利要求11所述的设备，其中所述设备还包括确定所述第一循环带一部分通道的引出辊；以及沿着所述第一循环带在前述夹紧区和此引出辊之间通道的散热装置。
16．权利要求11所述的设备，其中还包括用来将水基墨汁加到前述易熔的纸覆盖层上的装置。
17．将图像赋予两块相分离的基本为平整的片状媒体上的方法，各媒体包括一侧面，其上至少是部分地具有易熔层，此方法包括下述步骤A)提供设备，此设备本身包括1)加热辊；2)相对于此加热辊作可旋转的安装而能确定出加热的夹紧区的可变形辊；以及具有相互面对且呈不同织纹的对应面的一起通过此夹紧区的第一与第二循环带；B)按第一定向将所述一片状媒体引入此夹紧区，使得在前述一侧上的易熔的纸覆盖层与第一循环带面向外一侧相接触而被赋予第一相应织纹；以及C)按第二定向将所述第二片状媒体引入此夹紧区，使得在前述一侧上的易熔覆盖层与第二循环带面向外一侧相接触而被赋予第二相应织纹。
18．权利要求17所述的方法，其中还包括有这样的步骤采用所具片件织纹与前述两个循环带的任一所述织纹均不同的中间织纹片，以给所述易熔层提供与此织纹片的织纹相应的织纹。
19．权利要求17所述的方法，其中所述步骤A还包括提供用来将水基墨汁加到上述易熔覆盖层上的装置。
20．权利要求17所述的方法，其中所述步骤A还包括提供用来将水基墨汁加到上述易熔的纸覆盖层上的装置。
21．将图像赋予两块相分离的基本为平整的片状媒体上的方法，各媒体包括一侧面，其上至少是部分地具有易熔层，此方法包括下述步骤A)提供设备，此设备包括1)加热辊；2)相对于此加热辊作可旋转的安装而能确定出加热的夹紧区的可变形辊；以及构造成能通过此夹紧区并具有有带面织纹的外带表面的循环带；B)提供具有不同于上述带的外表面织纹的片表面织纹的中间片；C)将所述片状媒体引入前述夹紧区，使得所述第一片状媒体被赋予第一表面织纹；以及D)将所述第二片状媒体与所述中间织纹片一起引入前述夹紧区，使得此第二片状媒体被赋予与所述中间织物片的织纹相应的第二表面织纹。
22．权利要求21所述的方法，其中所述中间织纹片在通过前述夹紧区时与所述可压缩的辊接触。
23．权利要求21所述的方法，其中所述中间织纹片在通过前述夹紧区时与所述加热辊接触。
24．权利要求21所述的方法，其中所述步骤A还包括提供各具有不同表面织纹的第一和第二循环带，使得通过应用此第一和第二循环带和前述中间织纹片可以形成三种不同的表面织纹。
25．权利要求21所述的方法，其中在执行步骤A的过程中还包括提供给将水基墨汁加到所述易熔的纸覆盖层上的装置。
26．将图像赋予基本为平整的片状媒体的方法，此片状媒体有一个侧面，其上至少是部分地具有易熔层，所述方法包括下述步骤提供都安装在机架上的打印机与熔化机；将所述片状媒体引到此打印机上，使此媒体通过所述打印机并在其上接收打印的图像，然后送至上述熔化机进行熔化。
27．权利要求26所述的方法，其中所述打印机是位于所述熔化机之上，使得此上述方法执行过程中该片状媒体能借重力落入所述熔化机内。
28．权利要求27所述的方法，其中所述熔化机包括至少一条至少是部分由玻璃纤维制成的循环带。
29．权利要求28所述的方法，其中所述步骤A还包括下述步骤在所述易熔的纸覆盖层进入上述打印机之前给其施加水基墨水。
全文摘要
用于有覆盖层的媒体来密封和粘合定向喷墨的墨汁的熔化设备。此设备包括一或多条循环带,以于涂有易熔覆盖层的媒体上形成具有光滑或织纹状饰面的耐久图像。在一最佳实施例中,采用了两条循环带,各有不同的表面织纹,取决于此有覆盖层的媒体(例如纸)置换于此熔化设备上的方式。可有选择地为用户提供两种易熔覆盖层织纹。
文档编号B41M5/00GK1283152SQ98812
公开日2001年2月7日 申请日期1998年12月23日 优先权日1997年12月30日
发明者M·L·琼斯, L·H·吉普森 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司