CN105856832B - 标签印刷机双反射紫外线多级快速固化装置 - Google Patents
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Abstract
一种标签印刷机双反射紫外线多级快速固化装置，由一个长方形箱体、一个光源控制器、N个紫外线强光源发生器、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成，该装置采用紫外光发光二极管和双抛物柱面反光镜构成多条光强倍增的强光带，可同时对标签纸张的表层和深层油墨进行固化，并且该装置通过实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整光源的照射范围和照射强度。
Description
技术领域：
本发明涉及一种紫外线固化装置，特别是一种标签印刷机双反射紫外线多级快速固化装置，该装置与传统的紫外线固化装置相比，更节能、环保、快速、高效，可取代现有标签印刷机的紫外线固化装置。
背景技术：
固化是指油墨、涂料、胶粘剂、密封剂等由液体状态转化为固体状态的过程，紫外线固化是利用紫外线和加入到油墨、涂料、密封剂中的光引发剂产生光化学反应实现快速固化的方法，
标签印刷中油墨的快速固化是标签印刷过程的重要环节，但在标签印刷行业中，大多利用高压水银灯和金属卤素灯构成的点光源和线光源实现紫外线固化，高压水银灯和金属卤素灯都存在耗能高、含重金属污染物和寿命短的特点，在使用中需要频繁更换高压水银灯和金属卤素灯，因此利用高压水银灯和金属卤素灯实现紫外线固化，成本高、能耗大还会形成重金属环境污染，既不节能也不环保，
近年来人们把紫外光发光二极管引入到紫外线固化领域，开发出了紫外光发光二极管固化装置，
和高压水银灯和金属卤素灯紫外线固化方法相比，紫外光发光二极管固化方法能够大幅度降低能源消耗、固化过程不产生臭氧和易挥发有机物质排放、光源使用寿命长、不需要预热及冷却，特别有利于标签印刷和对热敏感的承印材料印刷，但现有的紫外光发光二极管固化装置的光源照射范围和光源照射强度都是固定不变的，不能根据印刷品的宽度和印刷速度适时调整光源照射范围和光源照射强度，能源消耗较大、系统稳定性和控制精度不高、紫外线固化效果较差，
因此，根据标签印刷宽度和标签印刷速度适时调整光源照射范围和光源照射强度，并且采用多级双反射构成的多条紫外线强光带,可进一步降低紫外光发光二极管固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、并且大幅提高紫外线固化速度，
发明内容:
为了进一步降低紫外光发光二极管固化装置的能源消耗、提高系统稳定性和控制精度、大幅提高紫外线固化速度，本发明提出了一种标签印刷机双反射紫外线多级快速固化装置，该装置采用紫外光发光二极管和双抛物柱面反光镜构成多条光强倍增的强光带，可同时对标签纸张的表层和深层油墨进行固化，并且该装置通过实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整光源的照射范围和照射强度，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由一个长方形箱体、一个光源控制器、N个紫外线强光源发生器、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成的标签印刷机固化装置，各个紫外线强光源发生器的结构和各项尺寸相同，长方形箱体分为上箱体和下箱体两部分，上箱体和下箱体通过一组合页相连接，在下箱体的上部开有一个长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，
光源控制器由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源驱动部分根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源驱动部分根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
光源控制器和N个紫外线强光源发生器都设置在上箱体内，光源控制器设置在上箱体的上端，N个紫外线强光源发生器从进纸孔到出纸孔整齐的并排设置在光源控制器的下面，各个紫外线强光源发生器的底面都与标签纸张的纸面平行，
宽度检测机构由M个光电对管构成，每个光电对管都有一个光发射管和一个光接收管，M个光电对管都与光源控制器的光照宽度检测部分电连接，M个光电对管沿着出纸孔整齐的等距离一字排列，各光电对管的发射管设置在长方形的出纸孔的上端，各光电对管的接收管设置在长方形的出纸孔的下端，
第一个紫外线强光源发生器由小箱体、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜构成，第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜都设置在小箱体内的，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器并排设置在小箱体的上端，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的底面和上表面都与标签纸张的纸面平行，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的前后两端面上都设置有一个进水孔和一个出水孔，冷水从进水孔流入第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，热水从出水孔流出第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，
第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器的底面上，第一块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管被分为长宽相同的M组小平面光源，M组小平面光源和M个光电对管一一对齐的沿着出纸孔等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器的底面上，第二块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管被分为长宽相同的M组小平面光源，M组小平面光源和M个光电对管一一对齐的沿着出纸孔等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
小抛物柱面反光镜开口向下的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器之间，大抛物柱面反光镜开口向上的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的正下方，大抛物柱面反光镜的反光面正对小抛物柱面反光镜的反光面，大抛物柱面反光镜与小抛物柱面反光镜的焦线重合，在大抛物柱面反光镜的中间位置正对小抛物柱面反光镜开有一条宽度与小抛物柱面反光镜开口宽度相同的导光狭缝，第一块和第二块陶瓷基光源板的正面正对大物柱面反光镜的反光面，使得第一块和第二块陶瓷基光源板正面上的各组小平面光源发出的平行光，通过大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜的反射形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝垂直的照射在标签纸张上，对标签纸张上油墨的表层和深层同时进行固化，
N个紫外线强光源发生器的结构、各项尺寸和工作过程都与第一个紫外线强光源发生器完全相同，
当一定宽度的标签纸张经过长方形的进纸孔和出纸孔穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器的光照宽度检测部分，N个紫外线强光源发生器中与处于断开状态的光电对管对齐排列的各组小平面光源通过光源控制器的光源驱动部分加电发光，其余各组小平面光源不加电发光，
速度传感器设置在下箱体内，并且速度传感器位于长方形的进纸孔的下端，速度传感器与光源控制器的光照强度检测部分电连接，速度传感器紧贴标签纸张，当标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔时，标签纸张的移动速度信号通过速度传感器被送到光源控制器的光照强度检测部分，由光源控制器根据速度传感器检测到的速度信号调整N个紫外线强光源发生器中各组加电发光的小平面光源的光照强度，
本发明的有益效果是：通过宽度检测机构和速度传感器实时检测标签印刷的宽度和标签印刷的速度，可实时调整光源的照射范围和照射强度，进一步降低紫外光发光二极管固化装置的能源消耗和提高系统稳定性和控制精度，并且采用多级双反射构成的多条紫外线强光带,大幅提高了紫外线固化速度。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体正视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
图4是本发明的C-C剖视图。
图5是本发明的D-D剖视图。
图6是本发明的E-E剖视图。
具体实施方式：
在图1、图2和图3中，一个长方形箱体、一个光源控制器11、N个紫外线强光源发生器、一个宽度检测机构和一个速度传感器12构成的标签印刷机固化装置，各个紫外线强光源发生器的结构和各项尺寸相同，长方形箱体分为上箱体16和下箱体17两部分，上箱体16和下箱体17通过一组合页14相连接，在下箱体17的上部开有一个长方形的进纸孔7-1和长方形的出纸孔7-2，标签纸张18在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔7-1和长方形的出纸孔7-2，
光源控制器11由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源驱动部分根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源驱动部分根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
光源控制器11和N个紫外线强光源发生器都设置在上箱体16内，光源控制器11设置在上箱体16的上端，N个紫外线强光源发生器从进纸孔7-1到出纸孔7-2整齐的并排设置在光源控制器11的下面，各个紫外线强光源发生器的底面都与标签纸张18的纸面平行，
在图2和图3中，宽度检测机构由发射管8-1和接收管8-2构成的第一光电对管、发射管8-3和接收管8-4构成的第二光电对管、发射管8-5和接收管8-6构成的第三光电对管、发射管8-7和接收管8-8构成的第四光电对管、发射管8-9和接收管8-10构成的第五光电对管、发射管8-11和接收管8-12构成的第六光电对管、发射管8-13和接收管8-14构成的第七光电对管、发射管8-15和接收管8-16构成的第八光电对管、发射管8-17和接收管8-18构成的第九光电对管、发射管8-19和接收管8-20构成的第十光电对管、发射管8-21和接收管8-22构成的第十一光电对管、发射管8-23和接收管8-24构成的第十二光电对管、发射管8-25和接收管8-26构成的第十三光电对管、发射管8-27和接收管8-28构成的第十四光电对管、发射管8-29和接收管8-30构成的第十五光电对管、发射管8-31和接收管8-32构成的第十六光电对管、发射管8-33和接收管8-34构成的第十七光电对管、发射管8-35和接收管8-36构成的第十八光电对管、发射管8-37和接收管8-38构成的第十九光电对管、发射管8-39和接收管8-40构成的第二十光电对管、发射管8-41和接收管8-42构成的第二十一光电对管、发射管8-43和接收管8-44构成的第二十二光电对管、发射管8-45和接收管8-46构成的第二十三光电对管构成，各光电对管的发射管设置在长方形出纸孔7-2的上端，各光电对管的接收管设置在长方形出纸孔7-2的下端，23个光电对管沿着出纸孔7-2整齐的等距离一字排列，
在图2、图4、图5和图6中，第一个紫外线强光源发生器由小箱体22、第一长方形水冷散热器10-1、第二长方形水冷散热器10-2、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜13-1和小抛物柱面反光镜13-2构成，第一长方形水冷散热器10-1、第二长方形水冷散热器10-2、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜13-1和小抛物柱面反光镜13-2都设置在小箱体22内的，第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2并排设置在小箱体22的上端，第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2的底面和上表面都与标签纸张18的纸面平行，在第一长方形水冷散热器10-1的前后两端面上设置有进水孔9-1和出水孔9-2，在第二长方形水冷散热器10-2的前后两端面上设置有进水孔9-3和出水孔9-4，冷水从进水孔9-1和进水孔9-3流入第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2，热水从出水孔9-2和出水孔9-4流出第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2，
在图5中，第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板15-1正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板15-1的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器10-1的底面上，第一块陶瓷基光源板15-1上的紫外光发光二极管被分为小平面光源3-1、小平面光源3-2、小平面光源3-3、小平面光源3-4、小平面光源3-5、小平面光源3-6、小平面光源3-7、小平面光源3-8、小平面光源3-9、小平面光源3-10、小平面光源3-11、小平面光源3-12、小平面光源3-13、小平面光源3-14、小平面光源3-15、小平面光源3-16、小平面光源3-17、小平面光源3-18、小平面光源3-19、小平面光源3-20、小平面光源3-21、小平面光源3-22、小平面光源3-23，每一小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器11的光源驱动部分电连接，23组小平面光源和23个光电对管一一对齐的沿着出纸孔7-2等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，
在图6中，第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板15-2正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板15-2的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器10-2的底面上，第二块陶瓷基光源板15-2上的紫外光发光二极管也被分为小平面光源4-1、小平面光源4-2、小平面光源4-3、小平面光源4-4、小平面光源4-5、小平面光源4-6、小平面光源4-7、小平面光源4-8、小平面光源4-9、小平面光源4-10、小平面光源4-11、小平面光源4-12、小平面光源4-13、小平面光源4-14、小平面光源4-15、小平面光源4-16、小平面光源4-17、小平面光源4-18、小平面光源4-19、小平面光源4-20、小平面光源4-21、小平面光源4-22、小平面光源4-23，每一小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器11的光源驱动部分电连接，23组小平面光源和23个光电对管一一对齐的沿着出纸孔7-2等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，
在图4中，小抛物柱面反光镜13-2开口向下的设置在第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2之间，大抛物柱面反光镜13-1开口向上的设置在第一长方形水冷散热器10-1和第二长方形水冷散热器10-2的正下方，大抛物柱面反光镜13-1的反光面正对小抛物柱面反光镜13-2的反光面，大抛物柱面反光镜13-1的焦线F与小抛物柱面反光镜13-2的焦线f重合，在大抛物柱面反光镜13-1的中间位置正对小抛物柱面反光镜13-2开有一条宽度与小抛物柱面反光镜13-2开口宽度相同的导光狭缝W，第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2的正面正对大物柱面反光镜13-1的反光面，使得第一块陶瓷基光源板15-1和第二块陶瓷基光源板15-2正面上的各组小平面光源发出的平行光通过大抛物柱面反光镜13-1和小抛物柱面反光镜13-2的反射，形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝W垂直的照射在标签纸张18上，对标签纸张18上的油墨19的表层和深层同时进行固化，
N个紫外线强光源发生器的结构、各项尺寸和工作过程都与第一个紫外线强光源发生器完全相同，
在图2和图3中，当一定宽度的标签纸张18经过长方形的进纸孔7-1和出纸孔7-2穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张18隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器11的光照宽度检测部分，N个紫外线强光源发生器中与处于断开状态的光电对管对齐排列的各组小平面光源通过光源控制器11的光源驱动部分加电发光，其余各组小平面光源不加电发光，
在图2中，速度传感器12设置在下箱体17内，并且速度传感器12位于长方形的进纸孔7-1的下端，速度传感器12与光源控制器11的光照强度检测部分电连接，速度传感器12紧贴标签纸张18，当标签纸张18在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔7-1和长方形的出纸孔7-2时，标签纸张18的移动速度信号通过速度传感器12被送到光源控制器11的光照强度检测部分，由光源控制器11根据速度传感器12检测到的速度信号，调整N个紫外线强光源发生器中各组加电发光的小平面光源的光照强度。
Claims (1)
1.一种标签印刷机双反射紫外线多级快速固化装置，由一个长方形箱体、一个光源控制器、N个紫外线强光源发生器、一个宽度检测机构和一个速度传感器构成，其特征是：各个紫外线强光源发生器的结构和各项尺寸相同，长方形箱体分为上箱体和下箱体两部分，上箱体和下箱体通过一组合页相连接，在下箱体的上部开有一个长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔，
光源控制器由光照宽度检测部分、光照强度检测部分、光源驱动部分构成，光照宽度检测部分用来实时检测标签纸张宽度，并由光源驱动部分根据标签纸张宽度实时调整平面光源的照射范围，光照强度检测部分用来实时检测标签纸张的移动速度，并由光源驱动部分根据标签纸张的移动速度实时调整平面光源的照射强度，光源驱动部分通过光照宽度检测部分和光照强度检测部分的检测结果，对平面光源提供电能，
光源控制器和N个紫外线强光源发生器都设置在上箱体内，光源控制器设置在上箱体的上端，N个紫外线强光源发生器从进纸孔到出纸孔整齐的并排设置在光源控制器的下面，各个紫外线强光源发生器的底面都与标签纸张的纸面平行，
宽度检测机构由M个光电对管构成，每个光电对管都有一个光发射管和一个光接收管，M个光电对管都与光源控制器的光照宽度检测部分电连接，M个光电对管沿着出纸孔整齐的等距离一字排列，各光电对管的发射管设置在长方形的出纸孔的上端，各光电对管的接收管设置在长方形的出纸孔的下端，
第一个紫外线强光源发生器由小箱体、第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜构成，第一长方形水冷散热器、第二长方形水冷散热器、第一面光源、第二面光源、大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜都设置在小箱体内的，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器并排设置在小箱体的上端，第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的底面和上表面都与标签纸张的纸面平行，在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的前后两端面上都设置有一个进水孔和一个出水孔，冷水从进水孔流入第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，热水从出水孔流出第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器，
第一面光源由整齐的焊接在第一块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第一块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第一长方形水冷散热器的底面上，第一块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管被分为长宽相同的M组小平面光源，M组小平面光源和M个光电对管一一对齐的沿着出纸孔等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
第二面光源由整齐的焊接在第二块陶瓷基光源板正面上的多个紫外光发光二极管构成，第二块陶瓷基光源板的背面通过导热胶粘贴在第二长方形水冷散热器的底面上，第二块陶瓷基光源板上的紫外光发光二极管被分为长宽相同的M组小平面光源，M组小平面光源和M个光电对管一一对齐的沿着出纸孔等距离一字排列，并且各组小平面光源由与其对齐排列的光电对管控制，每一组小平面光源内的紫外光发光二极管电串联后与光源控制器的光源驱动部分电连接，
小抛物柱面反光镜开口向下的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器之间，大抛物柱面反光镜开口向上的设置在第一长方形水冷散热器和第二长方形水冷散热器的正下方，大抛物柱面反光镜的反光面正对小抛物柱面反光镜的反光面，大抛物柱面反光镜与小抛物柱面反光镜的焦线重合，在大抛物柱面反光镜的中间位置正对小抛物柱面反光镜开有一条宽度与小抛物柱面反光镜开口宽度相同的导光狭缝，第一块和第二块陶瓷基光源板的正面正对大物柱面反光镜的反光面，使得第一块和第二块陶瓷基光源板正面上的各组小平面光源发出的平行光，通过大抛物柱面反光镜和小抛物柱面反光镜的反射形成一束光强倍增的平行光穿过导光狭缝垂直的照射在标签纸张上，对标签纸张上油墨的表层和深层同时进行固化，N个紫外线强光源发生器的结构、各项尺寸和工作过程都与第一个紫外线强光源发生器完全相同，
当一定宽度的标签纸张经过长方形的进纸孔和出纸孔穿过中间部分光电对管的发射管和接收管之间时，该部分光电对管的发射管发出的光线被标签纸张隔断不能到达接收管，该部分光电对管处于断开状态，其余光电对管处于导通状态，各光电对管的状态被送到光源控制器的光照宽度检测部分，N个紫外线强光源发生器中与处于断开状态的光电对管对齐排列的各组小平面光源通过光源控制器的光源驱动部分加电发光，其余各组小平面光源不加电发光，
速度传感器设置在下箱体内，并且速度传感器位于长方形的进纸孔的下端，速度传感器与光源控制器的光照强度检测部分电连接，速度传感器紧贴标签纸张，当标签纸张在标签印刷机的带动下，以速度v穿过长方形的进纸孔和长方形的出纸孔时，标签纸张的移动速度信号通过速度传感器被送到光源控制器的光照强度检测部分，由光源控制器根据速度传感器检测到的速度信号调整N个紫外线强光源发生器中各组加电发光的小平面光源的光照强度。
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