多功能热真空空气加压形成机器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及多功能热真空空气加压形成机器。向衬底涂敷装饰膜的系统和方法，其减少在向衬底涂敷装饰膜期间膜起皱的出现，并且保证装饰膜上的图案或者图像向衬底的更均匀传送。相同系统和方法可以用来涂敷向衬底层叠的装饰膜。用于在从装饰膜向衬底传送图像或者图案之后冷却装饰膜并且从衬底去除用过的装饰膜的系统和方法。
【专利说明】多功能热真空空气加压形成机器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本非临时专利申请是于2010年7月21日提交、标题为“DIFFUSION DECORATIONTECHNOLOGY”的第12/840，884号共同未决美国专利申请按照35U.S.C.§ 120的部分继续申请，该共同未决美国专利申请又按照35U.S.C.§ 119(e)要求对标题为“DIFFUSIONDECORATION TECHNOLOGY”的第61/267，634号美国临时专利申请的优先权，并且本申请还按照 35U.S.C.§ 119(e)要求对发明人 Spring Wu> Banghong Hu> Oliver Ren 和 CharlesRaymon Hill 于 2012 年 3 月 20 日提交、标题为 “MULTIFUNCTIONAL THERMO-VACUUM-AIRPRESSURIZED FORMING MACHINE”的第61/613，313号美国临时专利申请的优先权，出于所有目的而通过整体引用将所有这些申请结合于此。
【技术领域】
[0003]本发明涉及向衬底或者工件传送装饰图像的领域。更具体而言，本发明涉及用于向衬底涂敷包括装饰图像的装饰膜的系统和方法。
【背景技术】
[0004]可以通过使用 如下装饰膜用称为图形(graphic)的图案或者图像来装饰衬底，该装饰膜被加热以激活向衬底传送墨或者颜料(dye)、由此向衬底传送图形。为了向衬底均匀涂敷图形，必须在不使装饰膜起皱的情况下向衬底涂敷装饰膜。也希望向装饰膜施加力从而推进装饰膜与衬底接触以有效地向衬底传送图像。向装饰膜施加力进一步加剧装饰膜起皱或者未与衬底进行均匀接触的问题、由此降低了向衬底传送的图形的质量。
【发明内容】
[0005]当前要求保护的本发明教导用于向衬底涂敷装饰膜的系统和方法，这些系统和方法减少在向衬底涂敷装饰膜期间膜起皱的出现并且保证装饰膜上的图案或者图像向衬底的更均匀传送。当前要求保护的本发明也公开用于冷却装饰室并且从在从装饰膜向衬底传送图像或者图案之后从衬底去除用过的装饰膜的系统和方法。系统和方法也可以用来向衬底涂敷向衬底层叠的装饰膜。
[0006]可以获取高分辨率多色图像用于创建装饰膜。然后向广泛多种物品的表面涂敷装饰膜而未改变图形涂敷过程的设置并且未引起涂料过度喷涂的环境和浪费问题。向待装饰物品的表面中扩散装饰图像。扩散颜料或者墨向衬底的表面中和下面渗透，从而传送的图像在衬底材料上和中。不冋于制造商通常在制造后涂敷的涂料和贴花，也可以在制造待装饰物品之前、期间或者之后使用当前要求保护的本发明。
[0007]当前要求保护的本发明提供用于通过向物品表面中扩散墨来具体多色装饰物体的表面的系统和方法。获取装饰图像用于创建装饰膜，装饰膜固着到室中的物品，向室施加热，并且通过向待装饰物品中扩散装饰膜的墨来向物品中传送装饰图像。一种用于装饰物品的表面的系统可以包括通用计算系统以及用于获取和存储装饰图像的扫描仪。该系统还可以包括用于使用扩散墨向空白装饰膜上打印装饰图像、由此创建装饰膜的多色打印机。待装饰物品放置于底座上。底座的尺度使得底座与室的开口基本上平行保持待装饰物品的表面。装配的物品放置于室以内。装饰膜大于室的开口。在装饰膜放置到开口上并且由此放置到待装饰物品上时，打印面被引向待装饰物品的表面，从而装饰膜与室的开口重叠。保持架放置于装饰膜之上并且耦合到室、由此固定室、装饰膜和装配于室以内的待装饰物品的相对位置。在一些实施例中，室、装饰膜和保持架形成气密室而待装饰物品在气密室以内。室然后装配到加热机器。在一些实施例中，加热机器包括真空源和可选空气进口源，该真空源和该可选空气进口源耦合到室以汲取室以内的真空、由此将传送更牢固地拉到待装饰物品的表面上。耦合到空气进口和真空源的阀以及真空泵能够控制室以内的真空水平。加热源然后在室之上降低并且固着就位。在一些实施例中，在加热源在接通状态中之时锁定加热源就位以有助于人身安全。向装饰膜、室和待装饰物品施加热源达预定加热循环。在加热循环完成时，可以去除热源并且允许室冷却。在室变凉时，去除保持架，丢弃或者回收用过的装饰膜，并且去除成品装饰物品。在一些实施例中，可以打开真空泵、空气进口阀和真空源阀以经过室汲取气流以增强室的冷却。在一些实施例中，在热源中的通风管在冷却循环结束时从热源放热以辅助冷却热源、由此有助于人身安全。在一些实施例中，热源、真空泵、空气进口阀和真空阀与控制系统对接以使过程步骤中的任何或者所有过程步骤自动化。本领域技术人员将认识到完整商用系统可以包括用于有助于系统操作和人身安全的附加传感器、互锁和控制，这些附加传感器、互锁和控制包括真空传感器、室空气温度传感器、室架温度传感器、过温度开关、紧急关停或者“终止”开关、热源位置互锁以及键开关封锁控制。本领域技术人员还将认识到控制系统可以实施为适当编程的通用计算系统或者由该计算系统控制。编程的通用计算系统可以包括用来获取、存储和打印装饰图像的计算系统。
[0008]当前要求保护的本发明可以装饰的物品类型有许多并且是多样的。当前要求保护的本发明可以装饰的材料包括金属、塑料、竹子、木材、玻璃和金属，从而也可以预涂覆这样的材料。可以装饰的一些典型示例物品包括公知电子设备的装饰部分，这些电子设备包括蜂窝电话、数字音乐播放器、膝上型计算机、装饰汽车零件、厨具、瓷砖和灯座。当前要求保护的本发明的系统很好地适合于在制造过程中生产装饰的物品或者作为单独售后定制服务。在制造过程中，制造商可以接收用于定制的装饰的订单并且将它们的制造产品线输出的部分转向其中装饰某些零件的装饰定制线，然后向零售商或者终端客户递送成品物品。在售后定制过程中，客户可以将待装饰物品带到在其拆卸它的商店，可以按照客户要求装饰、重新组装并且向客户递送一个或者多个零件。此外，第三方供应商可以根据客户订单从制造商订购待装饰非成品零件、装饰零件并且向制造商、向定制机构或者向终端用户运送回装饰的零件。另外，用于创建装饰膜的系统和方法可以从用于装饰制造物品的系统和方法完全分离。例如一个销售商可以专门从事获得用于装饰膜介质的客户订单和创建装饰膜介质，而另一销售商可以专门从事使用从第一销售商获得的装饰膜介质以装饰物品。
[0009]在一个方面中，一种通过扩散来装饰物品的方法包括:将待装饰物品放入具有用于物品的支撑物的室中；将具有装饰图像的装饰膜放置到待装饰物品的一面上，该装饰图像包括扩散墨；将装饰膜固着到室；并且将室加热至选择的温度达选择的时间。在一些实施例中，在加热室之后去除装饰膜。在一些实施例中，该过程还包括以气密方式将装饰膜固着到室并且改变室内的气压。在一些实施例中，将室加热至选择的温度包括将室加热至在120°C至300°C的范围中的温度。在一些实施例中，加热室达选择的时间包括加热持续在5分钟至45分钟的范围中的时间。
[0010]在另一方面中，一种创建具有装饰图像的装饰膜的方法包括:获取将在装饰物品时使用的装饰图像；并且用扩散墨向空白装饰膜上印刻装饰图像、由此创建具有装饰图像的装饰膜。在一些实施例中，获取装饰图像包括数字地获取装饰图像。在一些实施例中，数字地获取装饰图像包括经由网络接收装饰图像作为文件。在一些实施例中，网络是因特网、蜂窝网络、分组交换网络、内部网、局域网或者公共交换电话网络。在一些实施例中，印刻装饰图像包括使用扩散墨来印刻，并且在一些实施例中，印刻装饰图像包括使用多色墨。在一些实施例中，向装饰图像上印刻装饰图像包括使用颜料扩散墨打印机来打印。
[0011]在又一方面中，一种用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器包括:室，具有用于接收物品的支撑物；用于相对于待装饰物品固着装饰膜位置的装置；以及热源，可去除地热耦合到室。在一些实施例中，用于将装饰膜固着到室的装置可以包括装饰膜到室的气密连接。在一些实施例中，该机器还包括耦合到室的真空源。在一些实施例中，该机器还包括耦合到室的热去除系统。
[0012]在又一实施例中，一种用于向待装饰物品上传送装饰图像的系统包括:计算系统，耦合到网络；扫描仪和打印机，与计算系统通信，其中打印机加载有装饰膜和墨供应；以及用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器。该机器包括:室，具有用于接收物品的支撑物；用于在相对于待装饰物品的固定位置将装饰膜固着到室的装置；热源，可去除地耦合到室；以及真空源，耦合到室。在一些实施例中，用于将装饰膜固着到室的装置包括基本上气密密封。在一些实施例中，该系统耦合到网络，其中网络是来自因特网、蜂窝网络、分组交换网络、内部网、局域网和公共交换电话网络构成的组的网络。
[0013]在另一方面中，在包含衬底和装饰膜的室中实现一种向衬底涂敷装饰膜的方法，装饰膜限定在室内的第一子室和第二子室，每个子室耦合到真空源，室包括加热源。该方法包括:将室加热至第一温度；向第一子室和第二子室二者施加真空；停止到第一子室的真空；以及向第一子室施加压缩空气源。在一个优选实施例中，加热室包括向室施加多个热源中的至少一个热源。优选地，多个热源之一包括红外线热源。该方法优选地还包括在停止到第一子室的真空之后在第二温度加热室。该方法也可以包括冷却室的可选步骤。在一个优选实施例中，该方法包括维持在第二温度对室的加热达预定时间段。该方法也可以包括以下步骤:从衬底去除装饰膜，包括停止向第一子室施加压缩空气；以及向第一子室施加真空。可以通过向第二子室施加压缩空气来增强去除。
[0014]一种用于向衬底涂敷装饰膜的系统包括:室，配置用于接收衬底和装饰膜，装饰膜限定在室内的第一子室和第二子室；真空源，耦合到第一子室和第二子室中的每个子室；压缩空气源，耦合到至少第一子室；以及加热源，耦合到室。优选地，加热源包括多个加热元件类型。在另一优选实施例中，多个加热元件类型包括红外线加热元件。该系统还包括:控制系统，被配置用于控制对室的加热；控制向第一子室和第二子室中的每个子室施加真空源；以及控制向至少第一子室施加压缩空气。控制系统优选地还被配置用于:在第一温度加热室；向第一子室和第二子室中的每个子室施加真空；然后停止到第一子室的真空，并且向第一子室施加压缩空气；以及将室加热至第二温度。在另一优选实施例中，控制系统还被配置用于维持在第二温度对室的加热达预定时间段。控制系统还可以被配置用于向第一子室施加真空。该系统还可以被配置用于执行从衬底去除装饰膜。该系统包括耦合到第二子室的压缩空气源。控制系统还被配置用于向第二子室施加压缩空气。在另一实施例中，控制系统还被配置用于冷却室。优选地，该系统还包括耦合到第二子室的压缩空气源，其中冷却室包括向第一子室和第二子室中的至少一个子室施加压缩空气和真空、由此使冷却气流在至少一个子室内流动。
[0015]在又一实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括在被执行时实施上述方法中的任何方法的处理器可执行指令。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰图像的系统的图。
[0017]图2A图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器的室的图。
[0018]图2B图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器的室的内部截面图的图。
[0019]图2C图示根据一些实施例的具有待装饰物品的用于待装饰物品的支撑物的图。
[0020]图2D图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器的室的图，该室包括装饰膜和保持架(retaining frame)。
[0021]图2E图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器的组装的室的图。
[0022]图2F图示一些实施例中的根据这里描述的过程的已经接收向物品传送的装饰图像的成品物品的图。
[0023]图3图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器的内部部件的图。
[0024]图4图示根据一些实施例的用于向物品传送装饰图像的制备物品的方法的步骤的图。
[0025]图5图示根据一些实施例的向物品传送装饰图像的方法的步骤的图。
[0026]图6图示根据一些实施例的装饰室。
[0027]图7图示根据一些实施例的包括加热源的装饰室。
[0028]图8图示根据一些实施例的包括加热源和真空源的装饰室。
[0029]图9图示根据一些实施例的用于装饰衬底的系统。
[0030]图10图示根据一些实施例的用于装饰衬底的系统。
[0031]图11图示根据一些实施例的用于装饰衬底的系统。
[0032]图12示出根据一些实施例的向衬底涂敷装饰膜的方法的步骤。
[0033]图13示出根据一些实施例的冷却已经装饰的衬底的方法的步骤。
[0034]图14示出根据一些实施例的从衬底去除装饰膜的方法的步骤。
[0035]图15图示根据一些实施例的用于装饰衬底的系统的控制系统。
【具体实施方式】
[0036]本申请的实施例涉及用于向待装饰物品传送装饰图像的系统和方法。本领域普通技术人员将认识到公开的具体实施例为说明性的，而不会以任何方式解释为限制。将理解必须进行许多为实现方式所特有的决策以便与适用法规和安全要求、业务要求以及为设计所特有的目标相符，并且这样的设计细微差别将合理地在这样的约束内例行地设计的本领域普通技术人员的知识内。
[0037]根据当前要求保护的本发明的一种用于向待装饰物品传送装饰图像的系统使制造商、售后定制者或者终端用户能够装饰物品的一个或者多个部分以便使物品个性化。例如个人可能想要用他们的家人的图片装饰他们的膝上型计算机壳，或者用他们从原创艺术发展的图像装饰蜂窝电话盖。这样的装饰使物品个性化，从而更容易将其与市面上的许多其它相似单元进行区分。因此，一种用于向待装饰物品传送装饰图像的系统首先包括用于获取图像的装置。这样的装置包括从销售商可以提供的存储图像列表获得图像、客户上传个性化的图像作为装饰订单的一部分、从网络(比如因特网)下载图像、从相机传送图像、从视频相机捕获视频帧以及用扫描仪扫描图像。一旦获取图像，通过扩散墨打印机向空白装饰膜上打印图像从而产生装饰膜。使用装饰膜的机器包括用于保持待装饰物品和装饰膜的室、热源以及真空源。为待装饰的具体部分制成或者选择底座。在待装饰物品装配于底座上并且底座放置于室中时，待装饰表面与室中的开口基本上平行并且可以从开口略微突出。装饰膜让墨向下地放置于待装饰表面上，并且保持架放置于装饰膜上方和室上从而固定室、物品和装饰膜的相对位置。装饰膜将室有效地分离成第一子室和第二子室。独立可控真空源和压缩空气源耦合到第一子室和第二子室中的每个子室。室被装配到机器，并且降低热源与装饰膜接触或者接近接触。开始热循环并且继而是可选的冷却循环。在预热过程期间，向第一子室和第二子室施加真空。然后向第一子室施加压缩空气以对装饰膜施加力从而将它推进到衬底上。预热过程软化装饰膜从而允许它向衬底均匀涂敷。在热循环期间，从装饰膜向待装饰物品的表面的传送扩散墨，从而向待装饰物品的表面中扩散墨，然后至少部分地热固化扩散墨以稳定传送的图像。然后从室去除或者关断热源。可选的冷却过程通过向第一子室施加压缩空气并且通过施加真空从第一子室抽出所得受热空气来操作。在第二可选过程中，通过向第二子室施加压缩空气并且向第一子室施加真空从而使装饰膜从衬底剥离而从衬底去除用过的装饰膜。从机器去除室，从室去除保持架，丢弃或者回收用过的装饰膜，并且从室去除成品部分。在一些实施例中，室是机器的未去除和更换的固定部分。
[0038]图1图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰图案123的系统100的图。系统100包括颜料扩散传送打印机110、个人计算系统120、路由器130和扫描仪140。颜料扩散传送打印机110包括颜料扩散墨盒114。颜料扩散传送打印机110接收空白图像传送介质112A、从经由路由器130通信地耦合到颜料扩散传送打印机110的个人计算机120接收装饰图像并且使用颜料扩散墨114来打印装饰图像123以创建装饰膜112B。备选地，颜料扩散传送打印机110能够从扫描仪140接收装饰图像。个人计算机120是常规计算设备并且包括监视器122、键盘124和鼠标125或者本领域已知的其它输入设备。个人计算机120经由路由器130通信地耦合到扫描仪140、颜料扩散传送打印机110和网络150。路由器130还能够经由线缆调制解调器132或者相似通信设备耦合到网络150。个人计算机120能够从扫描仪140、便携存储介质(比如闪存棒128)、⑶-ROMl26、本地硬驱动127或者通过直接客户上传通过网络150、作为附件经由电子邮件或者其它网络传送手段接收装饰图像123。系统100还包括如图3中进一步描述的用于向待装饰物品(未示出)传送装饰膜112B上的装饰图像123的机器310。
[0039]图2A图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜112B(图1)上的装饰图像123 (图1)的机器310(图1和图3)的室210的图。图2B图示根据一些实施例的用于向待装饰物品传送装饰膜上的装饰图像的机器310(图1和图3)的室210的内部截面图的图。室210包括带法兰的架212。在架上的法兰有助于密封在低侧上有机器310并且在顶侧上有热源312 (图3)的室210。在下文描述的图3中示出机器310的内部部件的细节。在一些实施例中，架312可以无法兰并且利用用于将室密封到机器310 (图1和图3)和热源(312)的其它已知装置、比如特殊形成的垫圈或者O环。在一些实施例中，室210包括传感器块218。在一些实施例中，传感器块218包括温度传感器和真空传感器。传感器块218能够与下文关于图3进一步讨论的控制电子装置370对接。在一些实施例中，带法兰的架212被配置用于耦合到下文在图3中更具体讨论的可选清洁空气进口 214和可选真空源216。带法兰的架212被配置用于接收如图2C中所示用于待装饰物品299的支撑物220。
[0040]图2D图示用于向待装饰物品299传送装饰膜112B上的装饰图像的机器310 (图1和图3)的室210的图，该室包括装饰膜112B和保持架230。示出待装饰物品299装配于室210以内的支撑物220上。支撑物将待装饰物品定位使得待装饰物品的表面与室的开口基本上平行。然后，包含待传送装饰图像的装饰膜112B放置于待装饰物品299的表面之上而装饰膜112B的颜料扩散墨表面被引向与待装饰物品299的表面接触。保持架230在装饰膜112B之上可移除地耦合到室210、由此在待装饰物品299的表面之上牢固地保持装饰膜并且借助保持架230将装饰膜112B保持于相对于待装饰物品299和室210的固定位置。将保持架230耦合到室210的方法对于其中将使用真空源216 (图2B)的应用为基本上气密。耦合方法可以是任何适当机械可去除耦合装置，该装置包括但不限于带螺纹的紧固器、C夹具或者夹子、磁耦合或者对保持架230的机械压强。
[0041]图2E图示用于向待装饰物品299 (图2C和2D)传送装饰膜112B上的装饰图像的机器310(图1和图3)的组装的室250的图。组装的室250能够装配于用于向待装饰物品299传送装饰膜112B上的装饰图像的机器上。在一些实施例中，室210 (图2A、图2B和图3)持久地固定到机器310。
[0042]图2F图示一些实施例中的根据这里描述的过程的已经接收向物品传送的装饰图像的成品物品299的图。
[0043]图3图示根据一些实施例的用于向待装饰物品299传送装饰膜112B上的装饰图像的机器310的内部部件的图。组装的室250可移除地耦合到机器310。如果将使用清洁空气源214和/或真空源216，则组装的室250在机器上可移除地耦合到它们。在一些实施例中，室210 (图2D)持久地耦合到机器310，并且底座220 (图2D)、待装饰物品299 (图2D)、装饰膜112B(图2D)和保持架230 (图2D)被组装到持久耦合的室210 (图2D)上以形成组装的室250。在其中室210 (图2D)持久地耦合到机器310的实施例中，为了方便，清洁空气源214和真空源216也持久地耦合到室210。本领域技术人员将认识到清洁空气进口(intake) 214和真空进口 216也可以备选地可移除地耦合(未示出)到室210。机器310的下壳可以包括用于向组装的室250汲取冷却空气的清洁空气进口过滤器330。空气进口阀332能够被关闭以在加热期间保持组装的室250以内的热量并且在使用真空源216的情况下维持组装的室250中的真空。真空泵230能够汲取室250上的真空以便提高在室250中的装饰膜112B(图1)与待装饰物品299之间的物理接触。在室以内的真空比大气压更有效地将装饰膜112B拉动到紧密地抵住待装饰物品299、由此提高向待装饰表面中的扩散墨的传送。如果将使用真空源216，则关闭空气进口阀332，打开真空阀334，接通真空泵320，并且在组装的室250内创建真空。在实现所需真空水平时，真空泵320能够被关断或者往回节流以维持室250中的真空。真空泵320能够通过打开空气进口阀332经过真空排气装置排出从组装的室250去除的空气，这从机器310以外汲取冷空气进入过滤器330、经过打开阀332、经由连接214进入室250并且经过真空连接216、真空阀334流出、进入真空泵320并且流出真空排气装置350、由此加速室以及装饰的物品的冷却。
[0044]在组装的室250可移除地耦合到机器310时，热源312从位置312B下降至位置312A与组装的室250近邻或者接触。在一些实施例中，热源312在点314可旋转地耦合到机器310以有助于热源312的定位。热源312可以是任何常规热源、比如电加热器、气体加热器、微波、激光器、红外线灯或者其它热生成设备。热源312发起热循环，其中根据在组装的室250内的待装饰物品299而将热源带至选择的温度达选择的时间。在一些实施例中，为了人身安全，热源312能够在加热循环期间被锁定到位置312A。热循环从装饰膜112B向待装饰物品299的表面释放扩散墨从而向待装饰物品299的表面中扩散墨。在完成热循环时，在热源312内的热空气能够从排热装置360排出。在一些实施例中，清洁空气进口阀332、真空源阀334、真空泵320和热源312与电子装置控制接口 370对接。出于使机器310的操作自动化的目的，电子装置控制接口 370能够直接或者经由路由器130 (图1)与个人计算机120(图1)对接。使机器310的操作自动化包括计算机120设置热循环参数、时间和温度、如果有则设置真空要求、感测热源位置312A或者312B、在位置中锁定和解锁热源312、在开始热循环之前检测热源位置和锁定状态并且感测在组装的室250和热源内的温度。
[0045]图4图示用于向物品传送装饰图像的用于制备物品的方法400的步骤的图。在步骤405，待装饰物品299 (图2C和2D)装配于支撑物220 (图2C)上，并且支撑物220和物品299被放置于室210 (图2D)以内。装饰膜112B(图2D)然后定位于待装饰物品299上方，而装饰膜的颜料扩散墨侧面向待装饰物品。保持架230 (图2D)固着到室210 (图2D)、由此在组装的室以内将装饰膜112B保持于相对于室架和支撑物以及待装饰物品的固定位置。在步骤410，如果将使用真空源320 (图3)，则在步骤415关闭清洁空气进口阀332 (图3)、打开真空源阀334(图3)并且接通真空源320直至实现设置的真空压强。如果在步骤420实现设置的真空压强，则在步骤425关断或者往回节流(throttle back)真空源320以维持设置的真空压强。
[0046]图5图示用于向物品传送装饰图像的方法500的步骤的图。在步骤505设置加热循环时间和温度、设置可选冷却循环时间和结束温度、将加热器312 (图3)锁定到加热位置并且接通热源312从而开始热循环。当在步骤510完成热循环时，则在步骤515关断热源312。在已经向室施加选择的温度达设定的时间时完成热循环。备选地，热循环能够通过手动中断(未示出)来完成。在热循环完成之后，可选冷却循环开始。冷却循环可以是如下预设时间，在该预设时间内，热源312关断，但是不能提升热源以去除组装的室250(图3)。在热源312关断之后，冷却循环还可以是组装的室250必须在可以提升热源312以去除组装的室250之前降至的温度设置点。冷却循环还可以包括打开空气进口阀332 (图3)、打开真空阀334(图3)并且接通真空泵320 (图3)以向组装的室250中汲取冷却的空气。备选地，冷却循环可以是上文描述的冷却循环的任何组合。当冷却循环在步骤520完成时，则在步骤525将加热器312从它的加热位置解锁、从机器310 (图3)去除室250 (图2D)用于向物品传送装饰图像、从室去除物品并且从待装饰物品去除用过的装饰膜。在室温度已经在选择的温度或者以下持续选择的时间段时完成冷却循环。备选地，冷却循环能够通过手动中断来完成。在一些实施例中，冷却循环是可选的。将冷却时间设置成零或者将冷却温度设置成在热循环温度以上的值是用于在逻辑上使冷却循环可选的方式的示例。使用个人计算机120 (图1)以使装饰膜过程自动化的实施例可以利用其它方法以使冷却循环可选、t匕如在完成加热循环之后从室250解锁热源312。
[0047]图6图示根据一些实施例的装饰室605。室605由室盖610和室板615形成。待装饰衬底620装配于室605以内的衬底支撑物625上、优选地装配于板615上。装饰膜630被装配到室板615，并且室盖610固着到室板615。装饰膜630将室605分离成第一子室605A和第二子室605B。室盖605具有用于在空气作用下耦合到第一子室605A的第一子室压缩空气源650A的开口。室盖605也具有用于在空气作用下耦合到第一子室605A的第一子室真空源640A的开口。室板615具有用于在空气作用下耦合到第二子室605B的的第二子室真空源640B的开口。可选地，室板615也具有用于在空气作用下耦合到第二子室605B的第二子室压缩空气源650B的开口。室盖610包括第一子室压强/真空传感器660A和温度传感器665。室板615包括第二子室压强/真空传感器660B。
[0048]图7图示如图6B中所示并且还包括加热源635的装饰膜605。加热源635包括第一加热元件类型635A和第二加热元件类型635B。第一加热元件类型635A和第二加热元件类型635B中的每个加热元件类型分别可以包括红外线加热源、LED、激光介质、灯泡、受热空气源、比如燃气炉或者线阻热源。第一热生成元件635A和第二热生成元件635B优选地各自独立可控。在一些实施例中，第一热生成兀件635A和第二热生成兀件635B包括不同热生成部件。温度传感器660优选地被定位用于在第一子室605A以内感测。优选地，温度传感器660与装饰膜630接近定位以确定第一子室605A在装饰膜630附近的温度。
[0049]图8图示包括图7的加热源635并且还包括真空源640的装饰室605。真空源640分支成两个真空源点，每个源点优选地由真空源控制阀独立可控。在第一子室真空源点640A向第一子室605A施加真空由真空源640和第一子室真空源控制阀645A的操作状态进行控制。在第二子室真空源点640B向第二子室605B施加真空由真空源640和第二子室真空源控制阀645B的操作状态进行控制。本领域技术人员将认识到第一子室真空源点640A可以在多种位置耦合到室盖610并且由此耦合到第一子室605A以实施要求保护的功能。类似地，第二子室真空源点640B可以在多种位置耦合到室板615并且由此耦合到第二子室605B以实施要求保护的功能。优选地，第二子室真空源点640B位于第二子室内的最低区域或者附近，从而装饰膜未妨碍在通过向第二子室640B施加真空来在衬底620之上下拉装饰膜630时向第二子室605B施加真空。如图8中所示，在第一温度接通第一加热元件类型635A。这软化装饰膜630。接通真空源640，打开第一子室真空源控制645A，并且打开第二子室真空源控制645B、由此从第一子室和第二子室疏散空气。第一子室真空源控制645A和第二子室真空源控制645B分别可操作用于分别独立控制第一子室605A和第二子室605B的真空水平，从而在第二子室605B中的真空水平能够大于第一子室605A中的真空水平。附加控制和阀、比如止回阀和压强调节阀可以用来实现这样的控制。
[0050]图9图示用于装饰如图8中所示衬底620并且还包括压缩空气源650的系统600。压缩空气源650能够是带有或者没有空气接收器的空气压缩机、气体如氩的加压罐或者高速风扇或者适当体积和压强的其它空气移动设备。由压缩空气源650递送的压缩空气的压强和体积可以在范围内可变、接通/关断、脉冲式或者这些的组合。将压缩空气源650拆分成两个分离支路。第一支路在第一子室压缩空气源控制阀655A可控的第一子室压缩空气源点650A向第一子室605A供应压缩空气。第二支路在第二子室压缩空气源控制阀655B可控的第二子室压缩空气源点650B向第二子室605B供应压缩空气。如图9中所示，将第一加热元件类型635A加热至第一温度。热量软化装饰膜630，但是保持热量充分低以避免装饰膜630上的图形向衬底620的大量传送。关闭第一子室真空源控制645A以停止向第一子室605A施加真空。然后使用第一子室压缩空气源控制655A在第一子室压缩空气源点650A向第一子室605A施加压缩空气源650。向第一子室605A施加压缩控制对装饰膜630施加压强。通过施加压缩空气在第一子室605A内生成的正压与在第二子室真空源点640B在第二子室605B内的真空一起的组合使装饰膜630向第二子室605B中向下偏转、由此推进装饰膜630与衬底620接触。对装饰膜630的向下力作用于以减少在装饰膜630内的皱纹形成的方式跨越衬底620的顶部向外拉动装饰膜630。这时，关闭第二子室压缩空气源控制655B，从而未向第二子室650B施加压缩空气。
[0051]图10图示用于装饰如图9中所示衬底620的系统600，其中已经基本上折叠第二子室605B。已经通过由于向第一子室605A施加压缩空气和向第二子室605B施加空气而排空第二子室605B中的空气来折叠第二子室。在向衬底620大量施加装饰膜630时，将第二加热元件类型635B激活成第二温度。本领域技术人员将认识到第一加热元件类型635A和第二加热元件类型635B分别可以是相同类型。维持在第一子室605A内的大气压强，从而向装饰膜630施加力使得向衬底620推进膜。本领域技术人员将认识到第一子室605A的加热可以使第一子室605A内的大气压强与室605内的温度相关地上升。因而可以通过直接控制压缩空气源650或者通过使用第一子室压缩空气源控制655A来调节或者衰减压缩空气源650以防止室605内的过量压强增长。另外，第一子室真空源控制645A可以用来按照需要减少在第一子室605A内的大气压强。
[0052]图11图示用于在已经向如图10中所示衬底620传送装饰膜630上的图形之后装饰衬底620的系统600。在图11中，已经分别关断第一加热元件类型635A和第二加热元件类型635B。可以在从装饰的衬底620去除用过的装饰膜630之前执行可选冷却过程。简单被动冷却过程包括简单地等待预定时间段让冷却自然出现。备选地，另一被动冷却过程包括等待直至在第一子室605A内的温度传感器665指示温度已经冷却至在第一子室605A内的预定温度。主动冷却过程包括在维持或者增加向第一子室605A施加压缩空气之时向第一子室施加受控数量的真空、由此从第一子室605A疏散受热空气。在可选冷却过程完成之后，可以如以下图13中描述的那样执行可选去除过程以从装饰的衬底620去除用过的装饰膜 630。
[0053]图12示出向衬底620涂敷装饰膜630的方法1200的步骤。在方法1200中未示出初始设置步骤。设置步骤包括向室板615内的衬底支撑物625装配衬底620、向室板615装配装饰膜630、然后在室板615之上关闭室盖610以形成室605。室605由装配到室板615的装饰膜630分别细分成第一子室605A和第二子室605B。在初始设置完成之后，涂敷装饰膜的方法开始。在步骤1210通过接通第一加热元件类型635A将室605预热至第一温度。以下图14中所示控制系统1500经由室605内的温度传感器665监视室605内的温度。控制系统1500被配置用于控制第一加热元件635A的操作以维持第一温度。室605的预热1210用于软化装饰膜630。在步骤1220，真空源640与第一子室真空源控制645A和第二子室真空源控制645B结合分别向第一子室605A和第二子室605B 二者施加真空。接着在步骤1230使用第一子室真空源控制645来停止向第一子室605A施加真空。然后与第一子室压缩空气源控制655A结合使用压缩空气源650向第一子室605A施加压缩空气。在步骤1230期间，维持向第二子室605B施加真空，并且未向第二子室605B施加压缩空气。维持步骤1230持续预定时间段。备选地，维持1230直至在室605内实现如在第一子室中的真空和压强传感器665A以及在第二子室中的真空和压强传感器665B测量的预定真空水平。在步骤1240使用加热源635以将室605加热至第二温度以实现向衬底620传送装饰膜630上的图形。第一加热元件类型635A和第二加热元件类型635B中的任一加热元件类型分别或者二者可以用来生成为了实现第二温度而必需的热量。温度传感器665监视室605内的热量。温度传感器665以及包括第一加热兀件类型635A和第二加热兀件类型635B的加热源635与控制系统1500对接以维持室605内的第二温度。在预定时间之后，在步骤1250关断加热源635。如果未使用在步骤1300中描述的可选冷却步骤，则使用第一子室压缩空气源控制655A来停止向第一子室605A施加压缩空气。通过允许室605内的热量被动耗散来冷却室605、衬底620和装饰膜630。备选地，可以在以下图13中描述的步骤1300执行可选冷却循环。在被动或者通过可选冷却循环1300完成冷却之后，可以执行以下图14中描述的可选步骤1400以从衬底620去除用过的装饰膜。在完成方法1200时，可以打开室605，从衬底620去除用过的装饰膜630，并且从衬底支撑物625去除装饰的衬底620。
[0054]图13示出主动冷却室605、衬底620和装饰膜630的可选冷却循环1300的步骤。在上文在图12中描述的方法的步骤1250中，关断加热元件635。也如上文描述的那样，如果未使用可选冷却循环1300，则停止向第一子室605A施加压缩空气。如果使用可选冷却循环1300，则维持向第一子室605A施加压缩空气。在步骤1310中，使用第一子室真空源控制645A来向第一子室605A施加真空。向第一子室605A连续施加压缩空气与向第一子室605A施加真空的组合操作以疏散在第一子室605A内的受热空气、由此冷却室605、衬底620和装饰膜630。本领域技术人员将认识到可以通过在室盖610中打开通向大气的通风口来实现相似效果而不是向第一子室605A施加压缩空气以实现相似冷却效果。备选地，在室盖610中的通向大气的通风口可以与向第一子室605A施加压缩空气结合以迫使空气流出通风口。图13中描述的方法比用于冷却室605的这些备选方式优选，因为未向其中实现方法的环境中放出在实现图13的方法时生成的热量。在完成冷却步骤1310时，然后在步骤1320使用第一子室压缩空气源控制655A来停止向第一子室施加压缩空气。在步骤1330，如果将不使用装饰膜的可选自动化去除，则停止向第一子室施加真空。在图14中描述装饰膜的自动化去除。
[0055]图14示出根据一些实施例的从衬底去除装饰膜的方法1400的步骤。在步骤1410停止向第一子室605A施加压缩空气。也停止向第二子室605B施加真空、由此停止如下组合力，这些组合力推进装饰膜630与衬底620接触。在步骤1420向第一子室605A施加真空。备选地或者附加地，向第二子室605B施加压缩空气。个别地或者在组合中，向第一子室605A施加真空和向第二子室605B施加压缩空气用于从衬底620推开用过的装饰膜630。在步骤1430停止施加所有压缩空气和施加所有真空，并且该方法结束。
[0056]图15图示控制系统1500，该控制系统被配置用于控制用于向衬底施加装饰膜的系统。控制系统1500包括都由系统总线1580通信地耦合的控制器1510、存储器1520、存储装置1530、用户接口 I/O端口 1540、网络接口 1550、其它I/O 1560和扩展I/O模块1570。控制器1510执行向存储装置1530中编程的并且向存储器1520中读取的指令。编程的指令执行用于向衬底施加装饰膜的方法步骤1200。在一个实施例中，其它1/01560包括中断线、定时器/计数器输入和输出、通信线、比如钟控串行I/O、I2C, USB、RS232、RS485和其它通信协议。扩展I/O模块1570包括模拟输入(Al)、模拟输出(AO)、数字输入(DI)和数字输出(D0)。这里，用于第一子室605A和第二子室605B的真空源控制645A和645B分别与数字输出DO-1和D0-2对接。类似地，用于第一子室605A和第二子室605A和605B的压缩空气源控制655A和655B分别与数字输出D0-3和D0-4对接。控制器1510根据图12的方法步骤1200向适当数字输出发送信号。本领域技术人员将认识到可以备选地实施这些控制为与模拟输出对接的连续可变控制阀。也在扩展101570内，真空源640、压缩空气源650、第一类型635A的加热元件和第二类型635B的加热元件分别由模拟输出A0_1、A0_2、A0-3和A0-4控制。控制器1510根据这里公开的方法步骤向这些模拟输出发送控制信号。本领域技术人员将认识到这些连续可变控制可以各自备选地与其它1/01560中的中断或者脉宽调制端口对接。第一子室605A和第二子室605B相应地各自分别包括组合压强和温度传感器660A和660B。第一子室605A还包括温度传感器665。传感器660A、660B和665各自分别与模拟输入Α0-1、Α0-2和A0-3对接。控制器1510根据这里公开的方法步骤监视这些模拟输入及其对应传感器。本领域技术人员将认识到上述控制方案仅为示例并且可以用等效备选方式来实施。
[0057]下文针对每个方法步骤概括加热、压缩空气和真空控制的操作和控制。
[0058]
【权利要求】
1.一种在包含衬底和装饰膜的室中向所述衬底涂敷所述装饰膜的方法，所述装饰膜限定在所述室内各自耦合到真空源的第一子室和第二子室，所述室包括加热源，所述方法包括以下步骤: a.将所述室加热至第一温度； b.向所述第一子室和第二子室施加真空； c.停止到所述第一子室的所述真空；以及 d.向所述第一子室施加压缩空气源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中加热所述室包括向所述室施加多个热源中的至少一个热源。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个热源之一包括红外线热源。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在停止到所述第一子室的所述真空之后，在第二温度加热所述室。
5.根据权 利要求4所述的方法，还包括冷却所述室。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括维持在所述第二温度对所述室的加热达预定时间段。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括: a.停止向所述第一子室施加压缩空气；以及 b.向所述第一子室施加真空。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括向所述第二子室施加压缩空气。
9.一种用于向衬底涂敷装饰膜的系统，包括: a.室，配置用于接收衬底和装饰膜，所述装饰膜限定在所述室内的第一子室和第二子室; b.真空源，耦合到所述第一子室和第二子室中的每个子室； c.压缩空气源，耦合到至少所述第一子室；以及 d.加热源，耦合到所述室。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述加热源包括多个加热元件类型。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述多个加热元件类型中的至少一个加热元件类型包括红外线加热元件。
12.根据权利要求10所述的系统，还包括:控制系统，被配置用于: a.控制对所述室的加热； b.控制向所述第一子室和所述第二子室中的每个子室施加所述真空源；以及 c.控制向至少所述第一子室施加压缩空气。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制系统还被配置用于: a.在第一温度加热所述室； b.向所述第一子室和所述第二子室中的每个子室施加真空；然后 c.停止到所述第一子室的所述真空，并且向所述第一子室施加压缩空气；以及 d.将所述室加热至第二温度。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制系统还被配置用于维持在所述第二温度对所述室的加热达预定时间段。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制系统还被配置用于向所述第一子室施加真空。
16.根据权利要求15所述的系统，还包括耦合到所述第二子室的压缩空气源，其中所述控制系统还被配置用于向所述第二子室施加所述压缩空气。
17.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制系统还被配置用于冷却所述室。
18.根据权利要求17所述的系统，还包括耦合到所述第二子室的压缩空气源，其中冷却所述室包括向所述第一子室和所述第二子室中的至少一个子室施加压缩空气和真空，由此使冷却空气在所述第一子室和所述第二子室中的所述至少一个子室内流动。
19.一种包括处理器可执行指令的非瞬态计算机可读介质，所述处理器可执行指令在被执行时实施对包括加热源和压缩空气源的室执行的方法步骤: a.加热包含衬底和 装饰膜的所述室，其中所述装饰膜限定所述室内的第一子室和第二子室，每个子室耦合到真空源； b.向所述第一子室和第二子室这二者施加真空； c.停止到所述第一子室的所述真空；以及 d.向所述第一子室施加压缩空气。
【文档编号】B44C1/17GK103978823SQ201310177696
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】吴思平, 胡班洪, 任奥利维, C·R·希尔 申请人:弗莱克斯电子有限责任公司