[发明专利]打印系统和其写模块

说明书

公开了一种打印系统，该打印系统包括写模块和具有成像表面的构件，以及具有构造为携带聚合物的成像表面和相对于所述写模块可移动的构件。所述写模块构造成将多个单独可控的光束引导在所述成像表面上，所述多个光束在横向于成像表面的移动方向的方向上彼此间隔，将光束入射在所述成像表面的点上用于在该点处软化或液化由所述成像表面携带的聚合物。在该点处被软化或被液化的聚合物能够转印到衬底或用作所述成像表面的粘合剂。所述写模块包括多个集成电子模块，每个集成电子模块具有单独可控的多个光源的阵列，每个光源产生所述多个光束中的相应光束。在本发明中，每个光源包括至少两个垂直腔面发射激光器(VCSEL)发光半导体结，所述至少两个VCSEL发光半导体结彼此串联连接并构造为将光在彼此相同的点处引导在所述成像表面上。

本申请要求来自2017年8月8日提交的GB 1712726.7的巴黎公约优先权，其内容通过引用并入本文，如同在此完全阐述一样

技术领域

本公开涉及一种具有写模块的数字打印系统，所述写模块包含多个光源并寻求减轻由使用垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为光源的高功率写模块的热生成所引起的问题。

背景技术

数字打印提供了在没有使用物理模板的情况下打印所期望的物品的能力。在数字二维(2D)打印中，主要保存在数字存储中的图像，经由对油墨沉积的控制而被转印至衬底，以在衬底上形成打印物品。图像转印或者可以直接地实现到衬底上，或者可以间接地实现到诸如橡皮布这样的中间介质，从中间介质将图像转印到衬底。在三维(3D)打印(这里假设为“增材”)中，打印对象为一层在一层之后生成，每一个这样的层被打印为在前一层的顶部上的半2D打印物品(半2D打印物品意指具有小但未为零的厚度的打印物品)。在最近公开的打印技术中，将图像转印以在衬底上最终形成打印输出的过程，涉及将结构化的光束辐射在目标表面上以便在其上形成所期望的图像的步骤。目标表面在一些示例中可以是打印衬底或中间转印构件(有时被称为橡皮布)，或者是在这种打印衬底或中间转印构件上建造的、可以通过这种辐射来改性的任何材料。

同一申请人的WO 2016/189512(下文称为‘512)公开了一种打印设备，用于将聚合物材料制成的薄膜打印到衬底的表面上。所述打印设备包括具有成像表面的可移动转印构件，其构造为在操作期间被涂覆有单层颗粒，该单层颗粒包括热塑性聚合物并在需要时还包括着色剂。根据‘512的一些实施例，打印设备进一步包括成像装置，所述成像装置用于随着成像表面沿相对于该装置的基准X方向移动而向成像表面投射单独可控的激光束。成像装置包括具有多个激光束发射元件的多个半导体芯片或晶片，其以下列方式安装在支承件上：当被连续激活时，所发射的激光束跨越成像表面勾画出一组沿X方向延伸的平行线并且基本在Y方向上均匀间隔。根据‘512的一些实施例，激光束发射元件是垂直腔面发射激光器(VCSEL或VCSEL元件)，并且半导体芯片是VCSEL芯片阵列。提供给半导体芯片用于激活一个或多个激光元件的信号与转印构件的移动同步，从而使高分辨率图像由所发射的激光束勾画到成像表面上。在操作期间，被涂覆的成像表面的选定区域暴露于被激活的激光束元件的激光束，由此使所述选定区域内的颗粒发黏。通过将被涂覆的成像表面和衬底的表面互相压靠，在成像表面的选定区域上形成的发黏膜可以转印到衬底的表面。

应注意的是，当前的VCSEL技术主要基于砷化镓(GaAs)半导体(尽管存在例外)，并且大比例的市售VCSEL相应地构造为在红外(IR)范围内辐射。因此，本文的术语“光”或“辐射”在应用于光源(即VCSEL)时有意要包括能够软化聚合物的所有电磁(EM)辐射，即使这种辐射没有在电磁频谱的可见范围内。暴露于这种辐射的材料(例如热塑性聚合物)被称为被辐照的或被辐射的。