СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ДВУСТОРОННЕГО КРАСОЧНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ, ВОСПРОИЗВОДИМОГО НА БУМАЖНОЙ ЛЕНТЕ СТРУЙНЫМИ МОДУЛЯМИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF FIXING BILATERAL COLOURFUL IMAGE REPRODUCED ON PAPER TAPE USING JET MODULES, AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к полиграфии, в частности к сушильным устройствам для рулонных печатных машин.
Известны сушильные устройства, которые предназначены для ускоренного закрепления красочного изображения путем воздействия инфракрасного излучения на запечатанную бумажную ленту [1]. Сушильные устройства содержат нагревательные элементы в виде инфракрасных излучателей, размещенные по обеим сторонам относительно проводимой ленты. Для эффективной работы сушильного устройства может быть организована подача воздуха, который охлаждает лампы путем их обдува. При этом сам воздух нагревается, что способствует совместно с инфракрасным излучением ламп, ускорению процесса закрепления краски.
Для закрепления красочного изображения в струйных печатных устройствах в зависимости от свойства чернил и бумаги также используются ИК-излучатели, располагаемые над запечатанной бумажной лентой [2]. Это позволяет обеспечить надежную проводку запечатанной ленты без отмарывания и искажения элементов красочного изображения. Известно, что основной состав красителя (водных чернил), применяемых в струйных принтерах, составляет вода, которая удаляется испарением и впитыванием в бумагу. Для активного испарения и проникновения водной основы красителя в капилляры бумаги необходима повышенная температура. С этой целью запечатанную бумагу при входе в зону печати нагревают до 40-70°C в зависимости от типа чернил и бумаги. Для большей надежности закрепления красочного изображения на бумажной ленте она при выходе из печатной зоны также может подвергаться тепловому воздействию ИК-излучателей. Конструктивно ИК-излучатели размещаются за пределами действия струйных модулей. Однако инфракрасные нагреватели энергозатраты имеют большие габариты, что создает дополнительные трудности при обслуживании печатной секции.
В предлагаемом техническом решении тепловое воздействие на запечатываемую ленту осуществляется одновременно с нанесением на нее красочного изображения в период контакта ленты с нагретым лентоведущим цилиндром, что значительно экономичнее и эффективнее других способов передачи тепла. При контактном способе нагревания достигается высокая плотность теплового потока через обогреваемую цилиндрическую поверхность при минимальных энергетических затратах, что позволяет увеличить скорость проводки ленты, избежать отмарывания и уменьшить габариты печатной секции. В процессе контакта бумажной ленты с нагретой вращающейся цилиндрической поверхностью температура ее быстро повышается, приближаясь к температуре цилиндра, а после схода с цилиндра понижается до температуры окружающей среды. Интенсивность нагревания ленты и надежное закрепление красочного изображения зависит от времени взаимодействия ее с нагретой цилиндрической поверхностью, что определяется углом охвата лентой цилиндра, сопоставимое с временем теплового воздействия на бумагу.
Предлагаемый способ закрепления красочного изображения, воспроизводимого на бумажную ленту струйными модулями, отличается меньшими энергетическими затратами, компактностью и универсальностью исполнения. В процессе проводки ленты лентоведущими цилиндрами осуществляется ее запечатывание струйными модулями с одновременным эффективным закреплением на ней красочного изображения при условии максимального времени контакта ленты с лентопроводящим цилиндром, сопоставимого с наибольшим углом охвата его нагретой поверхности. Подобное техническое решение обеспечивает эффективное закрепления красочного изображения, воспроизводимого на бумажной ленте струйными модулями.
Устройство для реализации способа закрепления красочного изображения относится к полиграфии, в частности к рулонному цифровому печатному оборудованию. Оно содержит блоки ИК-нагревателей, размещаемые между лентопроводящими цилиндрами внутри печатной секции. Известна печатная секция цифровой рулонной машины, содержащая два вращающихся лентопроводящих цилиндра, расположенных горизонтально на одном уровне и установленных в стенках станины печатной секции для организации печати и проводки ленты. С внешней стороны ленты размещены струйные модули, обеспечивающие перенос красителя на лицевую и оборотную сторону бумажной ленты, а также блоки ИК-нагревателей для закрепления красочного изображения, установленные по ходу проводки ленты вне действия модулей [2].
Однако ИК-нагреватели, размещенные в печатной секции, являются энергозатратными, увеличивают габариты секции и отличаются неудобством в обслуживании.
В предлагаемом техническом решении предусмотрена возможность создания устройства для закрепления красочного изображения в виде полых лентопроводящих цилиндров с нагревателями внутри. Вращающиеся нагретые лентопроводящие цилиндры обеспечивают проводку бумажной ленты с одновременным закреплением красочного изображения, воспроизводимого на ней струйными модулями, что составляет печатную секцию рулонной струйной печати
На фиг. 1 показана схема печатной секции струйной печати, на фиг. 2 - схема лентопроводящего цилиндра.
Печатная секция (фиг. 1) содержит: 1 - бумажную ленту, 2, 3 - систему лентонаправляющих валиков, 4, 5 - лентоведущие цилиндры, 6, 7 - струйные модули, 8, 9 - электродвигатели, нагреватели 10, 12 и отражатели 11, 13 (фиг. 1, 2).
Работа закреплящего устройства печатной секции рулонной струйной печати осуществляется следующим образом. Бумажная лента 1, разматываемая с рулона, перемещается вращающимися полыми лентоведущими цилиндрами 4, 5, расположенными горизонтально на одном уровне и закрепленными консольно в стенке станины печатной секции. Для организации проводки ленты используются система лентонаправляющих валиков 2, 3, расстановка которых создает необходимый угол охвата β лентой нагретой поверхности каждого цилиндра. Привод цилиндров осуществляется индивидуальными электродвигателями 8, 9, что позволяет организовать как двустороннюю, так и одностороннюю печать (пунктирная линия на фиг. 1). Над цилиндрами 4, 5 размещены струйные модули 6, 7, сопла которых формируют, согласно алгоритму управления, однокрасочное или многокрасочное изображение по ходу перемещения ленты. Сами цилиндры конструктивно выполнены полыми, что позволяет разместить внутри них нагреватели 10, 12, каждый из которых оснащен отражателями 11, 13. Нагреватель с отражателем вводится вовнутрь лентоведущего цилиндра через отверстие в торцевой его части и установливаются неподвижно относительно вращающегося цилиндра (фиг. 2).
Для повышения эффективности закрепления и усиления теплового воздействия на ленту нагреватели оснащены отражателями 11 и 13 в виде полуокружности. Физическая модель нагревания и теплообменного процесса в зоне контакта для чистой и запечатанной бумажной ленты имеет некоторые различия, поскольку в последнем случае из-за нанесения на нее красителя нарушается теплоемкость отпечатка, представляющего собой двухслойную систему в виде подложки и красителя. Из-за малости толщины слоев этой системы увеличение теплового воздействия на запечатанную ленту будут не значительным. Однако применение отражателя в виде полуокружностей позволит увеличить воздействие теплового потока на отпечаток и обеспечить его надежное закрепление. При этом рабочая часть отражателя должна быть сориентирована в сторону зоны контакта запечатанной ленты с нагретой поверхностью лентоведущего цилиндра по ходу выхода ленты из-под действия струйных модулей.
Для повышения эффективности закрепления и исключения отмарывания необходимо увеличить время контакта бумажной ленты с нагретой поверхностью лентпроводящих цилиндров. Это достигается благодаря организации с помощью системы лентонаправляющих валиков проводки ленты вокруг лентоведущих цилиндров 4, 5 с максимальным углом β охвата нагретой поверхности. Из конструктивных соображений для организации эффективного закрепления запечатанной бумажной ленты необходимо обеспечить максимальное время контакта ленты с нагреваемой поверхностью лентоведущих цилиндров. С учетом этого диаметр лентоведущих цилиндров должен быть равен как минимум 200 мм, а значение максимального угла β охвата поверхлости цилиндрической поверхности определяется по формулам
п
п
β=К2π и К≥0,8,
п
где К - коэффициент полезного использования цилиндрической поверхности.
Основное преимущество закрепляющего устройства, размещенного в секции рулонной струйной печати, заключается в его конструктивной простоте и компактности построения, позволяя совместить процесс печатания с эффективным закреплением красочного изображения, наносимого струйными модулями на бумажную ленту.