用于間接噴墨打印機(jī)中的圖像接收表面處理的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種噴墨打印機(jī)，所述噴墨打印機(jī)將包括液體載體和吸收劑的親水組合物的層施加到間接圖像接收部件的圖像接收表面。打印機(jī)中的干燥器從親水組合物的層去除液體載體的一部分以在圖像接收表面上形成吸收劑的干燥層并且在干燥層上形成水性墨圖像。當(dāng)水性墨圖像和打印介質(zhì)移動通過形成于間接圖像接收部件和轉(zhuǎn)印定影部件之間的轉(zhuǎn)印定影壓合部時水性墨圖像和干燥層的至少一部分轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)的表面。
【專利說明】用于間接噴墨打印機(jī)中的圖像接收表面處理的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及水性間接噴墨打印機(jī)，并且特別地涉及用于水性墨噴墨打印的表面準(zhǔn)備。

【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，噴墨打印機(jī)器或打印機(jī)包括將液體墨的液滴或射流噴射到記錄或圖像形成表面上的至少一個打印頭。水性噴墨打印機(jī)使用基于水或溶劑的墨，顏料或其它著色劑懸浮在其中或在溶液中。一旦水性墨由打印頭噴射到圖像接收表面上，水或溶劑蒸發(fā)以穩(wěn)定圖像接收表面上的墨圖像。當(dāng)水性墨直接噴射到介質(zhì)上時，當(dāng)介質(zhì)是多孔的(例如紙)時水性墨傾向于滲透到介質(zhì)中或改變介質(zhì)的物理性質(zhì)。由于撞擊介質(zhì)的墨微滴的擴(kuò)散取決于介質(zhì)表面性質(zhì)和孔隙率，因此打印質(zhì)量是不一致的。為了解決該問題，已開發(fā)將墨噴射到安裝到鼓或環(huán)形帶的膠版上的間接打印機(jī)。墨在膠版上干燥并且然后轉(zhuǎn)印到介質(zhì)。這樣的打印機(jī)避免響應(yīng)介質(zhì)與水性墨中的水或溶劑接觸發(fā)生的圖像質(zhì)量、液滴擴(kuò)散和介質(zhì)性質(zhì)的變化。間接打印機(jī)也減小由用于保持最后墨圖像的多種不同類型的紙和膜的使用而產(chǎn)生的其它介質(zhì)性質(zhì)的變化的影響。
[0003]在水性墨間接打印中，水性墨噴射到典型地稱為膠版的中間成像表面上，并且在將圖像轉(zhuǎn)印定影到介質(zhì)襯底、例如紙的片材之前墨在膠版上部分地干燥。為了保證出色的打印質(zhì)量，噴射到膠版上的墨滴必須在干燥之前擴(kuò)散并且不合并。否則，墨圖像出現(xiàn)顆粒并且具有缺失。擴(kuò)散的缺少也可以導(dǎo)致打印頭中的丟失或故障噴墨器以產(chǎn)生墨圖像中的條紋。水性墨的擴(kuò)散由具有高能量表面的材料促進(jìn)。然而為了便于墨圖像從膠版轉(zhuǎn)印到介質(zhì)襯底，表面具有較低表面能量的膠版是優(yōu)選的。膠版表面的這些直接相反和競爭性質(zhì)使膠版的材料的選擇困難。減小墨滴表面張力有幫助，但是擴(kuò)散仍然一般不足以獲得適當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量。增加膠版的表面能量的膠版材料的離線氧等離子體處理已被嘗試并且顯示是有效的。這樣的離線處理的益處可能由于隨著時間的表面污染、磨損和老化是短暫的。
[0004]間接水性噴墨打印過程面臨的一個挑戰(zhàn)涉及打印過程期間的墨滴的擴(kuò)散。間接圖像接收部件由低表面能量材料形成，其促進(jìn)墨從間接圖像接收部件的表面轉(zhuǎn)印到接收最后打印圖像的打印介質(zhì)。然而低表面能量材料也傾向于促進(jìn)單獨的墨滴在圖像接收表面上的“?；?。由于在將墨滴轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)之前打印機(jī)部分地干燥水性墨滴，因此水性墨在打印過程期間沒有機(jī)會擴(kuò)散。由此產(chǎn)生的打印圖像可能看上去為顆粒狀并且在最后打印圖像中，實線或?qū)嵭拇蛴^(qū)域作為一系列點而不是連續(xù)特征再現(xiàn)。因此，在間接打印過程期間改善水性墨滴的擴(kuò)散特性的間接噴墨打印機(jī)的改進(jìn)將是有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，一種間接噴墨打印機(jī)使用親水組合物和水性墨形成打印圖像。所述打印機(jī)包括:間接圖像接收部件，所述間接圖像接收部件具有配置成在所述噴墨打印機(jī)中在過程方向上移動的圖像接收表面；表面維護(hù)單元，所述表面維護(hù)單元配置成將包括液體載體和吸收劑的親水組合物的層施加到所述圖像接收表面；干燥器，所述干燥器定位和配置成在所述表面維護(hù)單元已將所述親水組合物施加到所述圖像接收表面以后從所述親水組合物的層去除所述液體載體的至少一部分以形成所述吸收劑的干燥層；多個噴墨器，所述多個噴墨器配置成將水性墨噴射到所述干燥層上以在所述圖像接收表面上形成水性墨圖像；以及轉(zhuǎn)印定影部件，所述轉(zhuǎn)印定影部件接合所述圖像接收部件以形成轉(zhuǎn)印定影壓合部，當(dāng)所述干燥層上的所述水性墨圖像移動通過所述轉(zhuǎn)印定影壓合部時所述轉(zhuǎn)印定影部件配置成將壓力施加到移動通過所述轉(zhuǎn)印定影壓合部的打印介質(zhì)以將所述水性墨圖像和所述干燥層的至少一部分轉(zhuǎn)印定影到所述打印介質(zhì)的表面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是打印片材介質(zhì)的水性間接噴墨打印機(jī)的示意圖。
[0007]圖2是打印連續(xù)幅的水性間接噴墨打印機(jī)的示意圖。
[0008]圖3是包括環(huán)形帶間接圖像接收部件的噴墨打印機(jī)的示意圖。
[0009]圖4是將親水組合物施加到噴墨打印機(jī)中的間接圖像接收部件的表面的表面維護(hù)單元的示意圖。
[0010]圖5A是形成于噴墨打印機(jī)中的間接圖像接收部件的表面上的親水組合物的側(cè)視圖。
[0011]圖5B是在干燥器去除親水組合物中的液體載體的一部分之后的間接圖像接收部件的表面上的干燥親水組合物的側(cè)視圖。
[0012]圖5C是形成于間接圖像接收部件的表面上的干燥親水組合物上的水性墨圖像的一部分的側(cè)視圖。
[0013]圖是在打印機(jī)中的干燥器去除水性墨中的水的一部分之后形成于干燥親水組合物上的水性墨圖像的一部分的側(cè)視圖。
[0014]圖5E是在噴墨打印機(jī)中的轉(zhuǎn)印定影操作之后接收水性墨圖像和親水組合物的干燥層的一部分的打印介質(zhì)的側(cè)視圖。
[0015]圖6A是在多色打印過程期間覆蓋有吸收劑的干燥層的圖像接收表面的側(cè)視圖。
[0016]圖6B是在形成于干燥層上的多色墨圖像的部分干燥過程之后的圖6A的圖像接收表面的側(cè)視圖。
[0017]圖6C是在多色打印圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)之后的打印介質(zhì)的側(cè)視圖。
[0018]圖7是使用水性墨的間接噴墨打印機(jī)中的打印圖像的過程的方塊圖。
[0019]圖8是形成于低表面能量圖像接收表面上的墨滴和形成于在間接圖像接收表面上形成的親水組合物的層上的墨滴的圖示。

【具體實施方式】
[0020]當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“親水”表示吸引在水性墨中使用的水分子或其它溶劑的組合物或化合物。當(dāng)在本文中使用時，對親水組合物的稱謂表示運載親水吸收劑的液體載體。液體載體的例子包括但不限于運載吸收劑的分散體、懸浮體或溶液的液體、例如水或酒精。干燥器然后去除液體載體的一部分并且剩余的固相或膠相吸收劑具有高表面能量以吸收水性墨滴中的水的一部分，同時允許水性墨滴中的著色劑在吸收劑的表面上擴(kuò)散。當(dāng)在本文中使用時，對吸收劑的干燥層的稱謂表示在液體載體的全部或相當(dāng)大部分已通過干燥過程從組合物去除之后的親水化合物的布置。如下面更詳細(xì)地所述，間接噴墨打印機(jī)使用液體載體、例如水在圖像接收部件的表面上形成親水組合物的層以施加親水組合物的層。液體載體用作將液體載體中的吸收劑運送到圖像接收表面以在圖像接收表面上形成親水組合物的均勻?qū)拥囊环N機(jī)制。
[0021]當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“吸收劑”表示一種材料，所述材料是親水組合物的一部分、具有親水性質(zhì)并且在打印過程期間在打印機(jī)將吸收劑干燥成覆蓋圖像接收表面的干燥層或“皮膚”之后基本上不溶于水性墨中的水和其它溶劑。打印機(jī)干燥親水組合物以去除液體載體的全部或一部分以在圖像接收表面上形成吸收劑的干燥“皮膚”。吸收劑的干燥層對于噴射到圖像接收表面上的墨滴具有高表面能量。高表面能量促進(jìn)干燥層的表面上的墨的擴(kuò)散，并且在打印過程期間高表面能量將水性墨保持就位在移動圖像接收部件上。
[0022]當(dāng)水性墨滴接觸干燥層中的吸收劑時，吸收劑吸收水性墨滴中的水和其它溶劑的一部分。吸收水的干燥層的部分中的吸收劑膨脹，但是在打印操作期間保持大致完整并且不溶解。不接觸水性墨的干燥層的部分中的吸收劑具有對圖像接收表面的較高附著力和對打印介質(zhì)、例如紙的較低附著力。吸收來自水性墨的水和溶劑的干燥層的部分具有對圖像接收表面的低附著力，并且防止墨中的著色劑和其它高粘性成分接觸圖像接收表面。因此，干燥層中的吸收劑促進(jìn)墨滴的擴(kuò)散以形成高質(zhì)量打印圖像，在打印過程期間將水性墨保持就位，促進(jìn)墨潛像從圖像接收部件轉(zhuǎn)印到紙或另一打印介質(zhì)，并且在水性墨圖像已轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)之后促進(jìn)打印介質(zhì)從圖像接收表面分離。
[0023]圖1示出高速水性墨圖像產(chǎn)生機(jī)器或打印機(jī)10。如圖所示，打印機(jī)10是間接打印機(jī)，其在圍繞中間旋轉(zhuǎn)部件12安裝的膠版21的表面上形成墨圖像并且然后將墨圖像轉(zhuǎn)印到穿過形成于膠版21和轉(zhuǎn)印定影輥19之間的壓合部18的介質(zhì)。膠版21的表面14被稱為膠版21和旋轉(zhuǎn)部件12的圖像接收表面，原因是表面14接收親水組合物和水性墨圖像，其在打印過程期間轉(zhuǎn)印定影到打印介質(zhì)?，F(xiàn)在參考打印機(jī)10描述打印周期。當(dāng)在該文獻(xiàn)中使用時，“打印周期”表示打印機(jī)準(zhǔn)備用于打印的成像表面、將墨噴射到準(zhǔn)備表面上、處理成像表面上的墨以穩(wěn)定并且準(zhǔn)備用于轉(zhuǎn)印到介質(zhì)的圖像和將圖像從成像表面轉(zhuǎn)印到介質(zhì)的操作。
[0024]打印機(jī)10包括框架11，所述框架直接地或間接地支撐下面所述的操作子系統(tǒng)和部件。打印機(jī)10包括間接圖像接收部件，所述間接圖像接收部件在圖1中顯示為旋轉(zhuǎn)成像鼓12，但是也可以配置成支撐環(huán)形帶。成像鼓12具有圍繞鼓12的圓周安裝的外膠版21。當(dāng)部件12旋轉(zhuǎn)時膠版在方向16上移動。在方向17上可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)印定影輥19抵靠膠版21的表面被裝載以形成轉(zhuǎn)印定影壓合部18，形成于膠版21的表面上的墨圖像在所述轉(zhuǎn)印定影壓合部內(nèi)轉(zhuǎn)印定影到介質(zhì)片材49上。在一些實施例中，鼓12中或打印機(jī)的另一位置處的加熱器(未顯示)將膠版21上的圖像接收表面14加熱到在大約50°C到70°C的范圍內(nèi)的溫度。升高的溫度促進(jìn)用于淀積親水組合物的液體載體的和淀積在圖像接收表面14上的水性墨滴中的水的部分干燥。
[0025]膠版由具有較低表面能量的材料形成以便于在壓合部18中將墨圖像從膠版21的表面轉(zhuǎn)印到介質(zhì)片材49。這樣的材料包括硅樹脂、氟硅樹脂、氟橡膠(Viton)等。在墨圖像轉(zhuǎn)印到介質(zhì)片材49之后表面維護(hù)單元(SMU) 92去除留在膠版21的表面上的殘余墨。膠版的低能量表面不有助于優(yōu)質(zhì)墨圖像的形成，原因是這樣的表面不如高能量表面那樣好地擴(kuò)散墨滴。因此，SMU 92將親水組合物的涂層施加到膠版21上的圖像接收表面14。親水組合物有助于擴(kuò)散圖像接收表面上的水性墨滴，導(dǎo)致固體從液體墨中沉淀出來，并且有助于從膠版釋放墨圖像。親水組合物的例子包括表面活性劑、淀粉等。
[0026]在圖4所示的一個實施例中，SMU 92包括部分地浸沒到保持液體載體中的親水組合物的儲存器408中的涂層施加器、例如供應(yīng)輥404。供應(yīng)輥404響應(yīng)圖像接收表面14在過程方向上的運動而旋轉(zhuǎn)。供應(yīng)輥404從儲存器408提取液體親水組合物并且在圖像接收表面14上淀積親水組合物的層。如下所述，親水組合物作為具有大約I μ m到10 μ m的厚度的均勻?qū)颖坏矸e。SMU 92在圖像接收表面14上淀積親水組合物以形成親水組合物的液體載體中的吸收劑的均勻分布。在干燥過程之后，干燥層形成在打印過程期間在打印機(jī)噴射墨滴之前基本上覆蓋圖像接收表面14的吸收劑的“皮膚”。在一些示例性實施例中，供應(yīng)輥404是由諸如橡膠的材料制造的anilox輥或彈性體輥。SMU 92可操作地連接到下面更詳細(xì)所述的控制器80以使控制器能夠選擇性地操作供應(yīng)輥、計量刮刀和清潔刮刀以將涂層材料淀積和分配到膠版的表面上并且從膠版21的表面去除未轉(zhuǎn)印墨像素。
[0027]打印機(jī)10和200包括干燥器96，所述干燥器發(fā)出熱并且可選地朝著施加到圖像接收表面14的親水組合物引導(dǎo)氣流。在圖像接收部件通過打印頭模塊34A-34D以接收水性打印圖像之前，干燥器96促進(jìn)從親水組合物蒸發(fā)液體載體的至少一部分，以在圖像接收表面14上留下吸收劑的干燥層。
[0028]打印機(jī)10和200包括也稱為鼓上圖像(“10D”)傳感器的光學(xué)傳感器94A，當(dāng)部件12旋轉(zhuǎn)經(jīng)過所述傳感器時所述傳感器配置成檢測從膠版表面14和施加到膠版表面的涂層反射的光。光學(xué)傳感器94A包括在交叉過程方向上跨過膠版21布置的單獨的光學(xué)檢測器的線性陣列。光學(xué)傳感器94A生成對應(yīng)于從膠版表面14和涂層反射的光的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)圖像接收部件12在方向16旋轉(zhuǎn)膠版21經(jīng)過光學(xué)傳感器94A時，光學(xué)傳感器94A生成被稱為“掃描行”的一系列圖像數(shù)據(jù)排。在一個實施例中，光學(xué)傳感器94A中的每個光學(xué)檢測器還包括三個感測元件，所述感測元件對對應(yīng)于紅、綠和藍(lán)(RGB)反射光顏色的光的波長敏感。替代地，光學(xué)傳感器94A包括發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的照明源，或者在另一實施例中，傳感器94A具有將白光照射到膠版21的表面上的照明源并且使用白光檢測器。光學(xué)傳感器94A將互補(bǔ)顏色的光照射到圖像接收表面上以允許使用光電檢測器檢測不同的墨顏色。由光學(xué)傳感器94A生成的圖像數(shù)據(jù)由打印機(jī)10和200中的控制器80或其它處理器分析以識別膠版上的涂層的厚度和面積覆蓋度?？梢詮膩碜阅z版表面和/或涂層的鏡面反射或漫射光反射識別厚度和覆蓋度。其它光學(xué)傳感器、例如94B、94C和94D類似地配置并且可以位于圍繞膠版21的不同位置以識別和評價打印過程中的其它參數(shù)，例如丟失或不工作噴墨器和圖像干燥之前的墨圖像形成(94B)，用于圖像轉(zhuǎn)印的墨圖像處理(94C)，和墨圖像轉(zhuǎn)印的效率(94D)。替代地，一些實施例可以包括光學(xué)傳感器以生成可以用于評價介質(zhì)上的圖像質(zhì)量的附加數(shù)據(jù)(94E)。
[0029]打印機(jī)10包括生成并且控制空氣流動通過打印區(qū)域的氣流管理系統(tǒng)100。氣流管理系統(tǒng)100包括打印頭空氣供應(yīng)裝置104和打印頭空氣返回裝置108。打印頭空氣供應(yīng)裝置104和返回裝置108可操作地連接到打印機(jī)10中的控制器80或某個其它處理器以使控制器能夠管理流動通過打印區(qū)域的空氣。氣流的該調(diào)節(jié)可以通過作為整體的打印區(qū)域或圍繞一個或多個打印頭陣列。氣流的調(diào)節(jié)幫助防止墨中的蒸發(fā)溶劑和水在打印頭上凝結(jié)并且?guī)椭魅醮蛴^(qū)域中的熱以減小墨在噴墨器中干燥(其可以阻塞噴墨器)的可能性。氣流管理系統(tǒng)100也可以包括傳感器以檢測打印區(qū)域中的濕度和溫度從而允許空氣供應(yīng)裝置104和返回裝置108的溫度、流動和濕度的更精確控制以保證打印區(qū)域內(nèi)的最佳條件。打印機(jī)10中的控制器80或某個其它處理器也可以允許參考圖像區(qū)域中的墨覆蓋度乃至系統(tǒng)100的操作時間控制系統(tǒng)100，從而當(dāng)未正在打印圖像時空氣僅僅流動通過打印區(qū)域。
[0030]高速水性墨打印機(jī)10也包括具有一種顏色的水性墨的至少一個源22的水性墨供應(yīng)和輸送子系統(tǒng)20。由于所示的打印機(jī)10是多色圖像產(chǎn)生機(jī)器，因此墨輸送系統(tǒng)20包括代表四⑷種不同顏色CYMK(青、黃、品紅、黑)的水性墨的四(4)個源22、24、26、28。在圖1的實施例中，打印頭系統(tǒng)30包括打印頭支撐件32，所述打印頭支撐件為也稱為打印盒單元的多個打印頭模塊34A至34D提供支撐。每個打印頭模塊34A-34D有效地延伸跨過膠版的寬度并且將墨滴噴射到膠版21的表面14上。打印頭模塊可以包括單打印頭或以交錯布置配置的多個打印頭。每個打印頭模塊可操作地連接到框架(未顯示)并且對準(zhǔn)以噴射墨滴從而在膠版表面14上的涂層上形成墨圖像。打印頭模塊34A-34D可以包括關(guān)聯(lián)的電子裝置、墨儲存器和墨管道以將墨供應(yīng)到一個或多個打印頭。在所示的實施例中，管道(未顯示)將源22、24、26和28可操作地連接到打印頭模塊34A-34D以將墨的供應(yīng)提供給模塊中的一個或多個打印頭。通常熟悉的是，打印頭模塊中的一個或多個打印頭的每一個可以噴射單色墨。在其它實施例中，打印頭可以配置成噴射兩種或更多種顏色的墨。例如，模塊34A和34B中的打印頭可以噴射青和品紅墨，而模塊34C和34D中的打印頭可以噴射黃和黑墨。所示模塊中的打印頭布置在相對于彼此偏移或交錯的兩個陣列中，以增加由模塊打印的每種顏色分離的分辨率。這樣的布置能夠?qū)崿F(xiàn)以如下打印系統(tǒng)的分辨率的二倍來打印，所述打印系統(tǒng)僅僅具有僅僅噴射一種顏色的墨的打印頭的單陣列。盡管打印機(jī)10包括四個打印頭模塊34A-34D，所述打印頭模塊的每一個具有打印頭的兩個陣列，但是替代配置包括不同數(shù)量的打印頭模塊或在模塊內(nèi)的陣列。
[0031]在膠版表面14上的打印圖像離開打印區(qū)域之后，圖像在圖像干燥器130之下通過。圖像干燥器130包括加熱器、例如輻射紅外、輻射近紅外和/或強(qiáng)制熱空氣對流加熱器134，顯示為加熱空氣源136的干燥器136，以及空氣返回裝置138A和138B。紅外加熱器134將紅外熱施加到膠版21的表面14上的打印圖像以蒸發(fā)墨中的水或溶劑。加熱空氣源136在墨之上引導(dǎo)加熱空氣以補(bǔ)充來自墨的水或溶劑的蒸發(fā)。在一個實施例中，干燥器136是具有與干燥器96相同的設(shè)計的加熱空氣源。盡管干燥器96沿著過程方向定位以干燥親水組合物，但干燥器136也沿著過程方向定位在打印頭模塊34A-34D之后以部分地干燥圖像接收表面14上的水性墨?？諝馊缓笥煽諝夥祷匮b置138A和138B收集和排出以減小氣流對打印區(qū)域中的其它部件的干擾。
[0032]如圖進(jìn)一步所示，打印機(jī)10包括例如儲存各種尺寸的紙介質(zhì)片材的一個或多個堆疊的記錄介質(zhì)供應(yīng)和操作系統(tǒng)40。記錄介質(zhì)供應(yīng)和操作系統(tǒng)40例如包括片材或襯底供應(yīng)源42、44、46和48。在打印機(jī)10的實施例中，供應(yīng)源48是用于儲存和供應(yīng)例如呈切割介質(zhì)片材49的形式的圖像接收襯底的高容量紙供應(yīng)裝置或進(jìn)給器。記錄介質(zhì)供應(yīng)和操作系統(tǒng)40也包括具有介質(zhì)預(yù)調(diào)節(jié)組件52和介質(zhì)后調(diào)節(jié)組件54的襯底操作和輸送系統(tǒng)50。打印機(jī)10包括可選的定影裝置60以在打印介質(zhì)穿過轉(zhuǎn)印定影壓合部18之后將附加的熱和壓力施加到打印介質(zhì)。在圖1的實施例中，打印機(jī)10包括原稿進(jìn)給器70，所述原稿進(jìn)給器具有文檔保持托盤72、文檔片材進(jìn)給和取回裝置74和文檔曝光和掃描系統(tǒng)76。
[0033]機(jī)器或打印機(jī)10的各種子系統(tǒng)、部件和功能的操作和控制借助于控制器或電子子系統(tǒng)(ESS)80執(zhí)行。ESS或控制器80可操作地連接到圖像接收部件12、打印頭模塊34A-34D(和因此打印頭)、襯底供應(yīng)和操作系統(tǒng)40、襯底操作和輸送系統(tǒng)50并且在一些實施例中連接到一個或多個光學(xué)傳感器94A-94E。ESS或控制器80例如是獨立的、專用的微型計算機(jī)，具有帶電子存儲器84的中央處理單元(CPU)82和顯示器或用戶接口(UI)86。ESS或控制器80例如包括傳感器輸入和控制電路88以及像素布置和控制電路89。另外，CPU82讀取、捕捉、準(zhǔn)備和管理圖像輸入源、例如掃描系統(tǒng)76或在線或工作站連接90和打印頭模塊34A-34D之間的圖像數(shù)據(jù)流。因而，ESS或控制器80是用于操作和控制所有其它機(jī)器子系統(tǒng)和功能(包括下述的打印過程)的主要多任務(wù)處理器。
[0034]控制器80可以用執(zhí)行編程指令的通用或?qū)Ｓ每删幊烫幚砥鲗崿F(xiàn)。執(zhí)行編程功能所需的指令和數(shù)據(jù)可以存儲在與處理器或控制器關(guān)聯(lián)的存儲器中。處理器、它們的存儲器和接口電路將控制器配置成執(zhí)行下述的操作。這些部件可以設(shè)在印刷電路卡上或作為專用集成電路(ASIC)中的電路被提供。電路的每一個可以用獨立處理器實現(xiàn)或者多個電路可以在相同處理器上實現(xiàn)。替代地，電路可以用分立部件或設(shè)在超大規(guī)模集成(VLSI)電路中的電路實現(xiàn)。而且，本文中所述的電路可以用處理器、ASIC、分立部件或VLSI電路的組合實現(xiàn)。
[0035]在操作中，用于待產(chǎn)生的圖像的圖像數(shù)據(jù)從掃描系統(tǒng)76或經(jīng)由在線或工作站連接90被發(fā)送到控制器80以便處理和生成輸出到打印頭模塊34A-34D的打印頭控制信號。另外，控制器80例如從經(jīng)由用戶接口 86的操作者輸入確定和/或接受相關(guān)子系統(tǒng)和部件控制，并且因此執(zhí)行這樣的控制。因此，用于適當(dāng)顏色的水性墨輸送到打印頭模塊34A-34D。另外，相對于膠版表面14執(zhí)行像素布置控制以形成對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的墨圖像，并且可以呈介質(zhì)片材49的形式的介質(zhì)由源42、44、46、48中的任何一個供應(yīng)并且由記錄介質(zhì)輸送系統(tǒng)50操縱以便定時輸送到壓合部18。在壓合部18中，墨圖像從膠版和涂層21轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印定影壓合部18內(nèi)的介質(zhì)襯底。
[0036]盡管圖1中的打印機(jī)10和圖2中的打印機(jī)200被描述為具有圍繞中間旋轉(zhuǎn)部件12安裝的膠版21，但是可以使用圖像接收表面的其它配置。例如，中間旋轉(zhuǎn)部件可以具有整合到它的圓周中的表面，能夠使水性墨形成于該表面上。替代地，膠版配置成環(huán)形帶并且與圖1和圖2中的部件12 —樣旋轉(zhuǎn)以便形成水性圖像。這些結(jié)構(gòu)的其它變型可以被配置用于該目的。當(dāng)在該文獻(xiàn)中使用時，術(shù)語“中間成像表面”包括這些各種配置。
[0037]在一些打印操作中，單墨圖像可以覆蓋膠版21的整個表面14(單間距)或者多個墨圖像可以淀積在膠版21上(多間距)。在多間距打印架構(gòu)中，圖像接收部件的表面可以被分割成多個段，每個段包括在文檔區(qū)域中的全頁圖像(即，單間距)和分離形成于膠版21上的多個間距的文檔間區(qū)域。例如，雙間距圖像接收部件包括由圍繞膠版21的圓周的兩個文檔間區(qū)域分離的兩個文檔區(qū)域。類似地，例如，四間距圖像接收部件包括四個文檔區(qū)域，每個對應(yīng)于在膠版21的一次通過或一轉(zhuǎn)期間形成于單介質(zhì)片材上的墨圖像。
[0038]一旦一個或多個圖像已在控制器80的控制下形成于膠版和涂層上，所示的噴墨打印機(jī)10操作打印機(jī)內(nèi)的部件以執(zhí)行用于將一個或多個圖像從膠版表面14轉(zhuǎn)印和定影到介質(zhì)的過程。在打印機(jī)10中，控制器80操作致動器以驅(qū)動介質(zhì)輸送系統(tǒng)50中的輥64中的一個或多個將介質(zhì)片材49在過程方向P上移動到鄰近轉(zhuǎn)印定影輥19的位置并且然后通過轉(zhuǎn)印定影輥19和膠版21之間的轉(zhuǎn)印定影壓合部18。轉(zhuǎn)印定影輥19將壓力施加到記錄介質(zhì)49的背面以便將記錄介質(zhì)49的正面壓靠在膠版21和圖像接收部件12上。盡管也可以加熱轉(zhuǎn)印定影輥19，但是在圖1的示例性實施例中，未加熱轉(zhuǎn)印定影輥19。相反地，用于介質(zhì)片材49的預(yù)調(diào)節(jié)組件52設(shè)在通向壓合部的介質(zhì)路徑中。預(yù)調(diào)節(jié)組件52將介質(zhì)片材49調(diào)節(jié)到有助于將圖像轉(zhuǎn)印到介質(zhì)的預(yù)定溫度，因此簡化轉(zhuǎn)印定影輥的設(shè)計。由轉(zhuǎn)印定影輥19在被加熱介質(zhì)片材49的背面上產(chǎn)生的壓力便于圖像從圖像接收部件12轉(zhuǎn)印定影(轉(zhuǎn)印和定影)到介質(zhì)片材49上。圖像接收部件12和轉(zhuǎn)印定影輥19兩者的旋轉(zhuǎn)或滾動不僅將圖像轉(zhuǎn)印定影到介質(zhì)片材49上，而且也有助于將介質(zhì)片材49輸送通過壓合部。圖像接收部件12繼續(xù)旋轉(zhuǎn)以允許重復(fù)打印過程。
[0039]在圖像接收部件移動通過轉(zhuǎn)印定影壓合部18之后，圖像接收表面經(jīng)過清潔單元，所述清潔單元從圖像接收表面14去除吸收劑的殘余部分和少量的殘余墨。在打印機(jī)10和200中，清潔單元具體化為接合圖像接收表面14的清潔刮刀95。刮刀95由擦拭圖像接收表面14而不導(dǎo)致膠版21損壞的材料形成。例如，清潔刮刀95由打印機(jī)10和200中的撓性聚合物材料形成。如下面圖3中所示，另一實施例具有包括輥或其它部件的清潔單元，在圖像接收部件移動通過轉(zhuǎn)印定影壓合部18之后所述輥或其它部件施加水和去垢劑的混合物以從圖像接收表面14去除殘余材料。當(dāng)在本文中使用時，術(shù)語“去垢劑”或清潔劑表示適合于從圖像接收表面去除吸收劑的干燥部分和可能保留在圖像接收表面上的任何殘余墨的任何表面活性劑、溶劑或其它化學(xué)化合物。合適的去垢劑的一個例子是硬脂酸鈉，其是通常在肥皂中使用的化合物。另一例子是IPA，其是很有效地從圖像接收表面去除墨殘余物的常用溶劑。
[0040]在圖2所示的實施例中，相似部件用在圖1中的打印機(jī)的描述中使用的相似的附圖標(biāo)記來識別。圖1和圖2的打印機(jī)之間的一個區(qū)別是所使用的介質(zhì)的類型。在圖2的實施例中，介質(zhì)幅W在需要時從介質(zhì)卷204解卷并且未顯示的各種電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個或多個輥208以推進(jìn)介質(zhì)幅W通過壓合部18，因此介質(zhì)幅W可以卷繞到輥212上以便從打印機(jī)去除。替代地，介質(zhì)可以被引導(dǎo)到執(zhí)行諸如切割、粘合、整理和/或裝訂介質(zhì)等的任務(wù)的其它處理站。打印機(jī)10和200之間的另一區(qū)別是壓合部18。在打印機(jī)200中，轉(zhuǎn)印輥連續(xù)地保持壓靠膠版21，原因是介質(zhì)幅W連續(xù)地存在于壓合部中。在打印機(jī)10中，轉(zhuǎn)印輥配置成選擇性地朝著和遠(yuǎn)離膠版21移動以允許壓合部18的選擇性形成。壓合部18在圖1的實施例中與介質(zhì)到達(dá)壓合部以接收墨圖像同步地形成并且當(dāng)介質(zhì)的后緣離開壓合部時從膠版分離以去除壓合部。
[0041]圖3是另一噴墨打印機(jī)300的簡化示意圖，其中間接圖像接收部件呈環(huán)形帶13的形式。帶13在由箭頭316指示的過程方向上移動以經(jīng)過SMU92、干燥器96、打印頭模塊34A-34D和墨干燥器35A-3?以接收吸收劑的干燥層和形成于干燥層上的水性墨潛像。帶13由低表面能量材料形成，例如硅樹脂、氟硅樹脂、氫氟彈性體以及硅樹脂和氫氟彈性體的雜合物和混合物等。在打印機(jī)300中，帶13在形成轉(zhuǎn)印定影壓合部318的壓力輥320和319之間通過。打印介質(zhì)、例如介質(zhì)片材330與墨潛像同時移動通過壓合部318。墨潛像和干燥層中的吸收劑的一部分從帶13轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印定影壓合部318中的打印介質(zhì)330以形成打印圖像。在完成轉(zhuǎn)印定影操作之后清潔單元395從帶13去除干燥層中的吸收劑的殘余部分。盡管為了簡化未明確地顯示，但是打印機(jī)300包括類似于打印機(jī)10和200的附加部件，包括但不限于控制器、光學(xué)傳感器、介質(zhì)供應(yīng)裝置、介質(zhì)路徑、墨儲存器以及與操縱噴墨打印機(jī)中的墨和打印介質(zhì)關(guān)聯(lián)的其它部件。
[0042]圖7描繪在將液體墨滴噴射到干燥層上之前使用親水組合物操作水性間接噴墨打印機(jī)以在間接圖像接收部件的圖像接收表面上形成親水組合物中的干燥吸收劑的干燥涂層或“皮膚”層的過程700。為了示例性目的結(jié)合圖1-圖3和圖5A-圖5B的打印機(jī)描述過程700。
[0043]過程700開始于打印機(jī)將具有液體載體的親水組合物的層施加到圖像接收部件的圖像接收表面(方塊704)。在打印機(jī)10和200中，鼓12和膠版21在過程700期間在過程方向上沿著指示的圓形方向16移動以接收親水組合物。在打印機(jī)300中，環(huán)形帶13如由過程方向箭頭316所指示的以環(huán)形移動。在打印機(jī)10和200中，SMU 92將具有液體載體的親水組合物施加到成像鼓12的表面14。在打印機(jī)300中，SMU 92將親水組合物施加到成像帶13的表面。
[0044]過程700繼續(xù)為打印機(jī)中的干燥器干燥親水組合物以去除液體載體的至少一部分并且在圖像接收表面上形成吸收劑的干燥層(方塊708)。在打印機(jī)10、200和300中，干燥器96施加輻射熱并且可選地包括風(fēng)扇以將空氣循環(huán)到鼓12或帶13的圖像接收表面上。圖5B描繪吸收劑的干燥層512。干燥器96去除液體載體的一部分，減小形成于圖像接收表面上的干燥層的層厚度。在打印機(jī)10、200和300中，干燥層512的厚度在不同實施例中為大約0.1 μ m到3 μ m的量級，并且在打印機(jī)10,200和300的實施例中在0.1到0.5 μ m之間。
[0045]過程700繼續(xù)為具有親水皮膚層的圖像接收表面移動經(jīng)過將水性墨滴噴射到干燥層和圖像接收表面上以形成水性打印潛像的一個或多個打印頭(方塊712)。打印機(jī)10、200和300中的打印頭模塊34A-34D以CMYK顏色噴射墨滴以形成打印圖像。
[0046]如圖5C中所示，接收水性墨524的干燥層512的部分從水性墨吸收水并且膨脹，如區(qū)域520所示。區(qū)域520中的吸收劑吸收墨中的水和其它溶劑并且吸收劑響應(yīng)水和溶劑的吸收而膨脹。水性墨524包括著色劑，例如顏料、樹脂、聚合物等。吸收劑512基本上不透墨524中的著色劑，并且著色劑保留在干燥層512的表面上，在此水性墨擴(kuò)散。由于干燥層512在厚度上典型地小于I μ m,因此干燥層520中的吸收劑僅僅吸收來自水性墨524的水的一部分，而墨524保持水的大部分。
[0047]圖8描繪三個打印圖案的例子。圖形804A-804B是轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)的水性墨滴的圖像。圖形804C顯示水性噴墨直接打印到優(yōu)質(zhì)噴墨相片紙上的圖像。圖案804A描繪形成于具有低表面能量的裸圖像接收表面上并且然后轉(zhuǎn)印到普通紙的墨滴。圖像接收表面的低表面能量促進(jìn)墨滴“粒化”或保持單獨的微滴的形式而不是合并在一起。圖案804C描繪直接噴射到專門涂覆用于噴墨打印的高品質(zhì)紙的打印墨滴。圖案804C中的墨滴在比圖案804A中的墨滴更大的程度上擴(kuò)散，但是紙快速地吸收墨中的著色劑的大部分，這減小墨的顯性密度。
[0048]再次參考圖7，過程700繼續(xù)為圖像接收部件上的水性墨的部分干燥過程(方塊716)。干燥過程去除來自圖像接收表面上的水性墨和親水皮膚層的水的一部分使得轉(zhuǎn)印到打印機(jī)中的打印介質(zhì)的水量不產(chǎn)生打印介質(zhì)的折皺或其它變形。在打印機(jī)10和200中，力口熱空氣源136朝著圖像接收表面14引導(dǎo)加熱空氣以干燥打印的水性墨圖像。
[0049]過程700繼續(xù)為打印機(jī)將水性墨潛像從圖像接收表面轉(zhuǎn)印定影到打印介質(zhì)、例如紙的片材(方塊720)。在打印機(jī)10和200中，鼓12的圖像接收表面14接合轉(zhuǎn)印定影輥19以形成壓合部18。打印介質(zhì)、例如打印機(jī)10中的紙的片材或打印機(jī)200中的連續(xù)紙幅移動通過鼓12和轉(zhuǎn)印定影輥19之間的壓合部。在打印機(jī)300中，帶13和打印介質(zhì)330兩個穿過由壓力輥320和319形成的壓合部318。墨潛像從帶13的表面轉(zhuǎn)印并且轉(zhuǎn)印定影到壓合部318中的打印介質(zhì)330。
[0050]如圖5E中所示，水性墨和吸收墨的干燥層的部分在轉(zhuǎn)印定影壓合部中與圖像接收表面504分離，原因是圖像接收表面504對在打印墨圖像532之下形成的吸收劑528具有低水平的附著力。干燥層512中的吸收劑的干燥部分具有對打印介質(zhì)536的微小附著力，這在轉(zhuǎn)印定影過程的完成之后促進(jìn)打印介質(zhì)536從圖像接收表面504分離。相比之下，現(xiàn)有技術(shù)的脫離劑、例如硅油促進(jìn)墨從圖像接收表面脫離，但是也在圖像接收部件和打印介質(zhì)之間形成粘合層，這在轉(zhuǎn)印定影操作之后將打印介質(zhì)從圖像接收部件分離時出現(xiàn)困難。如圖5E中所示，干燥層512中的吸收劑的干燥部分在轉(zhuǎn)印定影操作的完成之后典型地保留在圖像接收表面504上，原因是吸收劑對打印介質(zhì)具有低水平的附著力。
[0051]在過程700期間，打印機(jī)在轉(zhuǎn)印定影操作之后從圖像接收表面清潔干燥層中的吸收劑的殘余部分(方塊724)。在一個實施例中，流體清潔系統(tǒng)395例如使用水和去垢劑與在圖像接收表面上的機(jī)械攪動相結(jié)合從帶13的表面去除吸收劑的殘余部分。
[0052]在打印操作期間，過程700返回到上面參考方塊704所述的處理以將親水組合物施加到圖像接收表面，打印另外的水性墨圖像，以及將水性墨圖像轉(zhuǎn)印定影到打印介質(zhì)以便獲得打印過程中的另外打印頁。打印機(jī)10、200和300的示例性實施例在“單道次”模式下操作，其在間接圖像接收部件的單次旋轉(zhuǎn)或巡回中形成干燥層、打印水性墨圖像并且將水性墨圖像轉(zhuǎn)印定影到打印介質(zhì)。
[0053]在過程700的一些實施例中，打印機(jī)使用墨的單層、例如圖5A-圖5B中所示的墨形成打印圖像。然而在打印機(jī)10、200和300中，多個打印頭模塊允許打印機(jī)用多種顏色的墨形成打印圖像。在過程700的其它實施例中，打印機(jī)使用多種墨顏色形成圖像。在打印圖像的一些區(qū)域中，多種顏色的墨可以在相同區(qū)域中重疊在圖像接收表面上。例如，圖6A提供具有吸收劑的干燥層612和吸收劑的膨脹層620的圖像接收表面504的圖示。圖6A描繪墨的四個打印層624、628、632和636。在一個實施例中，墨層624-636分別對應(yīng)于黑、青、品紅和黃色墨。墨的最低層624是在墨的其它層之前形成于干燥層612上的黑色墨，允許干燥層612為黑色墨提供最高質(zhì)量的擴(kuò)散和墨滴保持。在其它配置中，打印機(jī)按照可替代的順序噴射不同墨顏色以用首先形成的干燥層中吸收劑上的不同顏色的墨形成打印圖像的一部分。如上所述，區(qū)域620中的膨脹吸收劑吸收液體墨624-636中的一些水和其它溶劑，但是由于吸收劑的干燥層在厚度上小于I μ m,因此液體墨保持水的大部分。在圖6A中，所有四種水性墨顏色在過程700中所述的部分干燥之前打印在圖像接收表面504和干燥層612上。圖6B描繪具有分別對應(yīng)于黑、青、品紅和黃色墨的部分干燥墨層644、648、652和656的吸收劑的部分干燥部分640。如圖6C中所示，打印機(jī)在轉(zhuǎn)印定影過程期間將多色部分干燥墨層644-656和底層的吸收劑部分640轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)660。
[0054]圖6A-圖6C的多色打印實施例對應(yīng)于過程700的實施例，其中打印機(jī)在執(zhí)行部分干燥過程之前在吸收劑的單干燥層上形成墨的多種顏色。在另一實施例中，打印機(jī)在將墨的另一顏色噴射到形成于圖像接收表面上的吸收劑的單層上之前執(zhí)行每種墨顏色的部分干燥。如圖3中所示，打印機(jī)300包括分別在從打印頭模塊34A-34D的每一個噴射墨之后執(zhí)行部分干燥的干燥器35A-3?。
【權(quán)利要求】
1.一種噴墨打印機(jī)，其包括: 間接圖像接收部件，所述間接圖像接收部件具有配置成在所述噴墨打印機(jī)中在過程方向上移動的圖像接收表面； 表面維護(hù)單元，所述表面維護(hù)單元配置成將包括液體載體和吸收劑的親水組合物的層施加到所述圖像接收表面； 干燥器，所述干燥器定位和配置成在所述表面維護(hù)單元已將所述親水組合物施加到所述圖像接收表面以后從所述親水組合物的層去除所述液體載體的至少一部分以形成所述吸收劑的干燥層； 多個噴墨器，所述多個噴墨器配置成將水性墨噴射到所述干燥層上以在所述圖像接收表面上形成水性墨圖像；以及 轉(zhuǎn)印定影部件，所述轉(zhuǎn)印定影部件接合所述圖像接收部件以形成轉(zhuǎn)印定影壓合部，所述轉(zhuǎn)印定影部件配置成當(dāng)所述干燥層上的所述水性墨圖像移動通過所述轉(zhuǎn)印定影壓合部時將壓力施加到移動通過所述轉(zhuǎn)印定影壓合部的打印介質(zhì)以將所述水性墨圖像和接收所述水性墨的所述干燥層的區(qū)域轉(zhuǎn)印定影到所述打印介質(zhì)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)，其中所述溶劑是水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印機(jī)，其還包括: 清潔單元，所述清潔單元定位和配置成在所述表面維護(hù)單元將所述親水組合物施加到所述圖像接收表面之前從所述圖像接收表面去除未被轉(zhuǎn)印到所述打印介質(zhì)的所述干燥層的另一區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其還包括: 另一干燥器，所述另一干燥器定位和配置成從形成于所述干燥層上的所述水性墨圖像去除液體溶劑的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，所述表面維護(hù)單元還包括: 儲存器，所述儲存器包含所述親水組合物；以及 輥，所述輥部分地浸沒在所述儲存器中并且接合所述圖像接收表面，所述輥配置成響應(yīng)所述圖像接收部件在所述過程方向上的運動而旋轉(zhuǎn)以從所述儲存器提取所述親水組合物并且在所述圖像接收表面上形成所述親水組合物的層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，所述表面維護(hù)單元配置成形成具有Iμ m到10 μ m的厚度的所述親水組合物的層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，所述干燥器配置成從所述親水組合物的層去除所述液體載體的部分以形成具有0.1 μ m到I μ m的所述吸收劑的厚度的所述干燥層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其還包括: 加熱器，所述加熱器配置成將所述圖像接收表面的溫度加熱到50°C到70°C的范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，所述多個噴墨器還包括: 第一多個噴墨器，所述第一多個噴墨器配置成將第一顏色的水性墨噴射到所述干燥層上; 第二多個噴墨器，所述第二多個噴墨器配置成在所述第一多個噴墨器噴射所述第一顏色的所述水性墨之后將第二顏色的水性墨噴射到所述干燥層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的打印機(jī)，其還包括: 第一干燥器，所述第一干燥器定位和配置成在所述第二多個噴墨器將所述第二顏色的水性墨噴射到所述干燥層上之前從形成于所述干燥層上的所述第一顏色的水性墨去除液體溶劑的一部分；以及 第二干燥器，所述第二干燥器定位和配置成在所述第二多個噴墨器將所述第二顏色的水性墨噴射到所述干燥層上之后從形成于所述干燥層上的所述第一顏色的所述水性墨和所述第二顏色的所述水性墨去除液體溶劑的一部分。
【文檔編號】B41J2/01GK104441971SQ201410440550
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月20日
【發(fā)明者】C-H·劉 申請人:施樂公司