打印系统、打印设备以及印刷品生产方法

打印系统、打印设备以及印刷品生产方法
【专利摘要】根据本发明的一个方面，一种打印设备，其包括：等离子体处理单元，配置为通过向打印介质表面施加等离子体处理，酸化至少打印介质的表面；第一打底剂施加单元，配置为通过向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而施加打底剂处理；以及，第一记录单元，配置为通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
【专利说明】打印系统、打印设备以及印刷品生产方法

【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及打印系统、打印设备以及印刷品生产方法。

【背景技术】
[0002] "梭头"设计是目前喷墨记录的主流。但是，由于梭头印刷给提高打印速度带来了 困难，因此提出使用一整版宽的行头的"单程"设计以实现高速打印。虽然单程设计有利地 提高了打印速度，但是单程设计的打印机喷出相邻点有一段较短的时间间隔。因此，在较早 喷出的第一相邻点的墨渗透到打印介质中之前已经喷出第二相邻点。因此，会发生相邻点 的聚结（以下有时简称为"液滴干扰"），其可能由于出现粒化或扩散而导致图像质量恶化。
[0003] 此外，当在喷墨打印设备在不透介质或低渗透介质，如薄膜或铜版纸上打印图像 时，可能会发生另一个问题。即，相邻点的移动和聚结可能造成图像缺陷，如粒化或扩散。
[0004] 以往，为了避免在印刷薄膜或铜版纸时可能发生的此种问题，采用降低打印速度、 增加干燥单元、或类似的策略。同时，现有的用于改善水性墨定影到打印介质上的方法，包 括提前将打底剂涂到打印介质上的方法。
[0005] 作为改善水性墨定影到打印介质上的另一种方法，已提出一种将等离子体处理应 用到打印介质表面的方法，例如，在日本公开专利公开文件2010-058404中已提出。将等离 子体处理应用到打印介质表面上来增加了表面的亲水性是已知的。因此，应用等离子体处 理可提高润湿性通常较差的铜版纸的亲水性和润湿性。等离子体处理由于是干法工艺，因 而具有无需干燥步骤的另一优点。
[0006] 然而，施用打底剂的方法会不利地增加某些类型的打印介质打印成本。其原因有 以下几点：作为预处理液采用的打底剂是一种消耗品；需要干燥打底剂的装置和步骤。应 用等离子体处理的方法在安全性、印刷装置尺寸和成本方面是不利的。这是由于将等离子 体处理应用到某些类型的打印介质需要高电压等离子体。
[0007] 因此，需要配置成能够根据打印介质的类型，优化预处理的系统、设备、和印刷品 生产方法。
[0008] 本发明之目的为至少部分解决现有技术中的所述问题。


【发明内容】

[0009] 本发明之目的为至少部分解决现有技术中的所述问题。
[0010] 根据本发明，提供了一种打印设备，包括：等离子体处理单元，配置为通过向打印 介质表面施加等离子体处理，至少酸化打印介质的表面；第一打底剂施加单元，配置为通过 向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而施加打底剂处理；和第一记录单 元，配置为通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
[0011] 本发明还提供了一种打印系统，包括：等离子体处理装置，配置为通过向打印介质 表面施加等离子体处理，至少酸化打印介质的表面；打底剂施加装置，配置为通过向已经经 过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而施加打底剂处理；和记录装置，配置为通过 在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
[0012] 本发明还提供了一种生产印刷品的方法，印刷品为其上的图像是通过喷墨记录形 成的打印介质，所述方法包括：向打印介质表面施加等离子体处理，从而至少酸化打印介质 的表面；通过向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而施加打底剂处理；并 通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
[0013] 参考附图阅读本发明呈现的优选实施例的以下详细描述，本领域技术人员能够更 好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点、技术和产业意义。

【专利附图】

【附图说明】
[0014] 图1不出根据本发明实施例的墨的粘度和pH值之间的关系。
[0015] 图2为示出根据实施例的喷墨记录设备的原理结构图。
[0016] 图3为示出图2所示的酸化单元的原理结构图。
[0017] 图4为示出适用于图2所示酸化单元常压非平衡等离子体处理单元的一个例子的 原理图。
[0018] 图5为示出图2所示打底剂施加单元的原理结构。
[0019] 图6为示出图5所示加压装置的透视图。
[0020] 图7为以一种更简化的方式示出图2所示喷墨记录设备的原理图。
[0021] 图8为示出根据实施例的喷墨记录程序的流程图。
[0022] 图9 (a)、9 (b)和9 (c)为示出通过图7所示的润湿度检测单元执行的润湿性监测 方法的一个例子的原理图。
[0023] 图10为描述了与图9 (a)到9 (c)所示的润湿型检测方法相关的接触角计算方法。
[0024] 图11示出通过使打印介质成像而获得图像的一个例子，所述打印介质润湿性较 差，润湿性测试液体涂于其上。
[0025] 图12示出通过使打印介质成像而获得图像的一个例子，所述打印介质润湿性较 好，润湿性测试液体涂于其上。
[0026] 图13示出打印密度（单一颜色）和应用了不同预处理的打印介质上的墨沉积量 之间的关系。
[0027] 图14示出根据实施例的整个喷墨记录设备的原理结构图。
[0028] 图15为通过使印刷品的成像表面成像获得的图像的放大图，所述印刷品通过在 打印介质上喷墨记录得到，但没有将实施例的等离子体处理应用到所述打印介质上。
[0029] 图16为示出形成于图15所示印刷品的成像表面上的点的一个例子的原理图。
[0030] 图17为通过使印刷品的成像表面成像获得的图像的放大图，所述印刷品通过在 打印介质上喷墨记录得到，且将实施例的等离子体处理应用到所述打印介质上。
[0031] 图18为示出形成于图17所示印刷品的成像表面上的点的一个例子的原理图。
[0032] 图19为示出根据本实施例，等离子体能量密度和打印介质表面的润湿性、粒化、 pH值和渗透性之间关系的曲线图。
[0033] 图20为示出实施例的等离子体能量密度和pH值之间关系的曲线图。
[0034] 图21为示出图像密度和沉积在普通纸上的墨量之间关系的曲线图，将普通纸用 作打印纸，并将等离子体处理和打底剂处理组合施加到普通纸上。
[0035] 图22为示出低渗透性打印介质的粒度的曲线图，等离子体处理和打底剂处理组 合施加到所述打印介质上。

【具体实施方式】
[0036] 下面参照附图详细描述本发明的优选实施例。虽然下面通过各种技术上优选的限 制描述本发明的本优选实施例，但本发明的范围不应当解释为限于以下讨论的实施例。不 应该理解为，所有下面讨论的实施例的特征对本发明都是必要的。
[0037] 在本文的一个实施例中，酸化处理、打底剂处理、以及它们的组合中的适当的一种 施加到打印介质上作为预处理。同时，在下面的描述中"酸化"是指将打印介质的表面的PH 值降到一个pH值，在此pH值包含在墨之中的颜料凝结。图1示出墨的粘度和pH值之间的 关系的一个例子。如图1所不，墨的pH值越低，墨的粘度就越商。这是因为墨的酸度越商， 墨中越多的在墨载体中带有负电荷的颜料被中和，结果，颜料逐渐凝固。因此，墨的粘度可 以通过以下方式增加，例如，降低打印介质表面的PH值，从而使墨的pH值达到一个数值，该 数值对应于在图1所示的曲线图中期望的粘度值。这是因为，当墨在打印介质的酸性表面 沉积时，墨中的颜料被打印介质的表面上的氢离子（H+)中和；结果，颜料凝结。这种凝结可 防止相邻点的色彩混合，同时，防止了颜料深入透入到打印介质的内部（或甚至背面）。注 意，将墨的PH值降低到对应于所希望的粘度的pH值，需要将打印介质表的pH值降到比对 应于期望粘度的墨PH值以下的pH值。
[0038] 同时，墨具有期望粘度的pH值取决于墨的性质。更具体地，如在图1所示墨A的 情况下，某些类型的墨的颜料凝结，在相对接近中性值的PH值增加墨的粘度。然而，如在墨 B情况下，墨B性质不同于墨A，一些其它类型的墨，需要比墨A的pH值更低的pH值，以使 墨中的颜料凝结。在本文的一个实施例中，酸化处理、打底剂处理、以及它们的结合中的适 当的一种，根据打印介质的类型、考虑墨的性质（例如，类型）来施加。
[0039] 根据实施例的酸化处理的示例包括等离子体处理，所述等离子体处理通过在空气 中将物体暴露于等离子体中进行。等离子体处理，作为酸化处理，是通过在空气中将物体 (例如，打印介质）暴露于等离子体中施加，以使打印介质表面上的聚合物反应，从而形成 亲水性官能团。更具体地，放电电极发射的电子（e)在电场中加速，以激发和电离大气中 的原子和分子。离子化的原子和分子也发射电子，由此增加高能量电子的数量，并形成电 子流放电（等离子体）。电子流放电产生的高能量电子打破打印介质（例如，铜版纸）（铜 版纸的涂层结合有碳酸钙和淀粉；作为粘结剂的淀粉具有聚合物结构）表面上的聚合物的 结合，并与气体中的氧自由基（〇 * )，羟基自由基（* 0H)，和臭氧O3重组。这一系列的处 理称为"等离子体处理"。等离子体处理在打印介质的表面上形成极性官能团，如羟基和羧 基。结果，赋予打印介质表面以亲水性和酸度。同时，打印介质表面通过羧基的增加而酸化 (即，表面的PH值降低）。
[0040] 增加的亲水性，使打印介质表面上的相邻点湿润、扩散，从而导致点凝结在一起。 为防止点之间的、可通过这样的凝结而引起的颜色混合，期望每个点中着色剂（例如颜料 或染料）立即凝结，或干燥墨载体，或在载体湿润扩散之前使墨载体透入到打印介质中。上 述等离子体处理可以加速每个点中着色剂的凝固；这是因为，等离子体处理也充当酸化步 骤（过程），酸化打印介质表面。此外，在这方面，应用等离子体处理作为喷墨记录的预处理 是有利的。
[0041] 同时，也可将被称为打底剂的酸性处理液涂到打印介质表面上，从而赋予对碱性 墨更大的亲合力。这样做的原因大概是包含在处理液中的聚合物材料被截留在打印介质的 孔隙结构，防止墨过度渗透到打印介质中。因此，打底剂处理对高渗透性打印介质尤其有 效，这种打印介质的例子包括普通纸、粗质纸、薄页纸。然而，因为需要一定施用量（涂层厚 度）的处理液，以均匀地施加处理液，因此打底剂处理可导致成本的增加。
[0042] 在本文的一个实施例中，喷墨记录设备，其被用作打印设备的一个例子，配置为在 预处理中，根据打印介质的类型，使用在空气中将打印介质暴露于等离子体中和打底剂处 理的组合。使用这种组合可在保持打印图像质量的同时，减少等离子体暴露所需的能量，减 少打底剂的施用量。根据本实施例的打印设备不限于喷墨记录设备，可以是打印设备、成像 装置或类似的以其它方式使用墨的设备。
[0043] 同时，在嗔墨记录中墨的彳丁为随液滴体积（小墨滴、中等墨滴、或大墨滴）和打印 介质的类型而变化。在本文的一个实施例中，用于等离子体暴露的等离子体能量密度，根据 打印介质的种类和打印模式（墨滴体积）调整到一个适当的值。更具体地，测量打印介质 润湿性和打印介质表面的PH值，并在根据该测量值优化等离子体能量密度。另外，取决于 将要施加预处理的打印介质不同地控制预处理。这种配置允许根据打印介质优化施加预处 理。
[0044] 在以下实施例中，一种喷墨记录成像设备配置为切换打印介质的输送路径，以使 打印介质经过大气等离子体处理和打底剂处理中的一个或两个，其在将图像记录在打印介 质上之前，在打印介质表面上涂上处理液。这种配置允许降低施加在进行相应的预处理的 单元上的负荷，从而实现节能，增加使用寿命。一个实施例可配置为检测打印介质表面润湿 性和pH值中的至少一个，基于检测到的值（s)优化相应的处理单元的输出。
[0045] 本发明的一个实施例参照附图在下文进行详细说明。在该实施例中，作为将要通 过喷墨记录设备施加到打印介质上的预处理，采用在空气中将打印介质暴露于等离子体和 向打印介质上施加打底剂的组合。喷墨记录设备可在不管打印介质具有低渗透性或高渗透 性，通过采用等离子体处理和打底剂处理的组合，在降低等离子体处理所需的能量的同时， 减少打底剂的用量（在下文中，"施用量"）。结果，因为在减少干燥处理液（打底剂）所需 的时间和能量的同时减少了墨消耗，所以，喷墨记录设备能够在实现节能和低CPP(成本降 低）的同时，生产高质量的印刷品。
[0046] 图2示出根据本实施例的喷墨记录设备的原理结构图。参照图2,喷墨记录设备1 包括酸化单元10、控制单元15、第一打底剂施加单元30A、第二打底剂施加单元30B、以及喷 墨记录单元40。
[0047] 喷墨记录设备1还包括作为打印介质Ml输送路径的第一路径、第二路径以及第三 路径。第一路径包括输送路径Rl，R2和R32。第二路径包括输送路径R1、输送路径R11、R12 和R31、以及输送路径R32。第三路径包括输送路径Rl和R11、输送路径R21、R22和R31、以 及输送路径R32。酸化单元10布置在包括在第一到第三路径中的输送路径Rl上。第一打 底剂施加单元30A布置在，例如，包括在第二和第三路径中的输送路径Rll上。第二打底剂 施加单元30B布置在，例如，包括在第三路径中的输送路径R21上。喷墨记录单元40布置 在包括在第一到第三路径中的输送路径R32上。
[0048] 喷墨记录设备1还包括输送切换单元21和22,以在不同路径之间切换，打印介质 Ml沿着所述路径进行输送。例如，输送切换单元21在第一路径和第二路径之间切换打印介 质Ml的输送路径。例如，输送切换单元22在第二路径和第三路径之间切换打印介质Ml的 输送路径。输送切换单元21和22可以由，例如，控制单元（未示出）控制。更具体地，本 实施例允许通过根据打印介质Ml的类型切换到第一到第三路径中任何一条，从只进行等 离子体处理，等离子体处理和打底剂处理的一个循环，以及等离子体处理和打底剂处理的 两个循环中选择一个，施加到打印介质Ml上。喷墨记录设备1可配置为不施加等离子体处 理，而仅施加打底剂处理的单个循环或多个循环。喷墨记录设备1可被配置为，当这样操作 时，切断酸化单元10的电源，或切断酸化单元10放电电极的电源。
[0049] 喷墨记录设备1可以如下配置。在打印介质Ml是不可渗透介质的情况下，例如， 首先在打印介质Ml上施加等离子体处理。如果打印介质Ml的表面已经通过等离子体处理 充分改变性质，则将打印介质Ml输送到喷墨记录单元40,而不通过打底剂施加单元30A和 30B。在等离子体处理和打底剂处理的单个循环不足以改变打印介质Ml表面性质的情况 下，控制输送切换单元21和22,以便将打印介质Ml输送至第三路径，沿着该路径，通过打底 剂施加单元30A和30B施加打底剂处理的两个循环。在不需要施加在等离子体处理的情况 下，沿着输送路径Rl输送打印介质Ml，无需从酸化单元10接受等离子体处理。
[0050] 因此，本实施例配置为根据是否向打印介质Ml施加等离子体处理以及施加到打 印介质Ml上的处理液数量，不同地施加预处理。用于在喷墨记录单元40进行打印前干燥 处理液的干燥剂（未示出），相应地布置在打底剂施加单元30A和30B下游位置对应的输送 路径上。
[0051] 通过以这种方式切换打印介质Ml的输送路径，可省略一个或多个打底剂施加单 元的不必要的驱动。因此，可以减少包括喷墨记录设备1驱动打底剂施加单元30A和30B 的系统所需的负载。因此，节能减排、提高组件的使用寿命得以实现。此外，是否驱动酸化 单元10也是按需可选的。因此，可以减少系统驱动酸化单元10系统所需的负载，并且类似 地可以实现节能减排和提高组件的使用寿命。
[0052] 图3示出图2所示的酸化单元10的原理结构。根据该实施例的酸化单元10可以 是，例如，常压非平衡等离子体处理装置，其利用电介质势垒放电。参照图3,酸化单元10包 括：多个放电电极，标号Ila至llf，沿输送路径Rl布置；高压高频电源12a至12f的配置 为向放电电极Ila至Ilf施加放电电压；接地电极13 ;电介质14,其为环形带，插入到放电 电极Ila至Ilf和接地电极13之间；和辊子17,配置为使电介质14沿输送路径Rl旋转。 在打印介质Ml沿输送路径Rl输送的路径中，对其进行等离子体处理。分别通过高压高频 电源12a至12f施加到相应的放电电极Ila至Ilf放电电压可通过，例如，控制单元15控 制。
[0053] 控制单元15可通过在主机设备（未示出）（例如，其可以是图7所示的控制单元 100)控制之下通过驱动棍子17以使电介质14旋转。通过电介质14的旋转运动沿输送路 径Rl，进给单元IN (参见图14)将打印介质Ml传送到电介质14上。
[0054] 高压高频电源12a至12f分别向放电电极Ila至Ilf施加高压高频脉冲电压。脉 冲电压可施加到所有的放电电极Ila至Ilf。可选地，脉冲电压可施加到一个或多个放电 电极Ila至llf，其数目取决于预先确定要施加到打印介质Ml的表面的等离子体处理（例 如，等离子体处理以将pH值降到一个预定值或更低）。控制单元15也可将分别从高压高频 电源12a至12f供给的脉冲电压的频率和电压值（等离子体能量密度）控制到向打印介质 Ml表面施加预先确定的等离子体处理必要的等离子体能量密度。
[0055] 控制单元15能够单独地接通和断开高压高频电源12a至12f。例如，控制单元15 可以选择被驱动的高压高频电源12a至12f的数目，或调整与打印速度信息成比例的施加 到放电电极Ila至Ilf的脉冲电压等离子体能量强度。可选地，控制单元15可根据打印介 质Ml的类型（例如，"铜版纸"或"聚对苯二甲酸乙酯（PET)膜"）调整被驱动的高压高频 电源12a至12f的数目，和/或将要施加到放电电极Ila至Ilf的脉冲电压的等离子体能 量密度。
[0056] 以这种方式提供多个放电电极Ila至Ilf对均匀酸化打印介质Ml表面也是有利 的。更具体地，在相同的打印介质Ml的输送速度（或打印速度）的条件下，酸化处理使用 多个放电电极使打印介质Ml穿过等离子体空间的持续时间增加，要长于仅使用一个放电 电极进行酸化处理的持续时间。因此，打印介质Ml的表面可以更均匀地酸化。
[0057] 同时，使用常压非平衡等离子体进行等离子体处理，优选为酸化的打印介质Ml的 方法。这是因为常压非平衡等离子体的电子温度是非常高的，而气体温度接近室温。为了在 很宽的范围内稳定地产生常压非平衡等离子体，使用基于通过在涂有电介质电极两端施加 交替高电压获得的电子流击穿的电介质势垒放电是最优选的。用于产生常压非平衡等离子 体的方法不限于基于电子流击穿的电介质势垒放电，各种其它的方法也可以使用。可使用 的方法的示例包括通过在电极之间插入绝缘体（如电介质）产生电介质势垒放电的方法， 通过在细金属丝或类似物周围形成一个高度非均匀电场产生电晕放电的方法，以及通过施 加短脉冲电压产生脉冲放电的方法。这些方法中的两种或更多的组合也可使用。
[0058] 图4是示出可应用于图2所示的酸化单元10的常压非平衡等离子体处理单元IOa 示例的原理图。参照图4,等离子体处理单元IOa包括放电电极11、接地电极13、电介质14 和高压高频电源12。电介质14插入放电电极11和接地电极13之间。放电电极11和接地 电极13各自可以是包括裸露的金属部分的电极，也可以是覆盖有电介质或电气绝缘体，例 如电气绝缘橡胶或陶瓷的电极。电介质14插入放电电极11和接地电极13之间，电介质14 也可以是绝缘体，例如聚酰亚胺、硅或陶瓷。如果等离子体处理采用电晕放电，可以省略电 介质14。然而，即使是采用电晕放电的情况下，在一些配置中包括（不省略）电介质14也 是优选的，这些配置包括，例如，使用电介质势垒放电的配置。在包括电介质14的情况下， 电介质14最好设在靠近或与接地电极13接触的位置，而不是设在靠近或与放电电极11接 触的位置，以使表面放电区域加宽，并能够提高等离子体处理的效果。放电电极11和接地 电极13 (或者，在包括电介质14的配置中，电介质14)(下文中，有时称为"电极对"）可以 布置在将电极对带入到与从电极对之间穿过的打印介质Ml接触的位置，或不将电极对带 入到与同样的元件接触的位置。
[0059] 高压高频电源12向放电电极11与接地电极13两端施加高压高频脉冲电压。例 如，脉冲电压的电压值可以为大约10千伏（kV)(峰间值电压）。例如，脉冲电压的频率可以 是大约20千赫（kHz)。在电极对两端施加这样的高压高频脉冲电压，在放电电极11和电介 质14之间产生常压非平衡等离子体16。在产生常压非平衡等离子体16的过程中，打印介 质Ml穿过放电电极11和电介质14之间。结果，在放电电极11 一侧的打印介质Ml的表面 受到等离子体处理。
[0060] 图4所示的等离子体处理单元IOa采用旋转放电电极11和带式输送类型的电介 质14。旋转放电电极11和电介质14夹持输送打印介质M1，以使打印介质Ml穿过常压非 平衡等离子体16。使打印介质Ml的表面与常压非平衡等离子体16以这种方式接触。因 此，表面被均匀地等离子体处理。然而，本实施例中可使用的等离子体处理装置的配置并不 限定于图4所示的配置。等离子体处理装置可以以各种方式进行修改。示例的修改包括一 种将放电电极11带到打印介质Ml临近位置、而不是与其接触的配置，以及一种将放电电极 11安装在同一滑架作为喷墨头的配置。电介质14不限于皮带输送类型；平板电介质可以 作为电介质14使用。
[0061] 酸化单元1〇(参照图4)在等离子体处理中要施加的能量（在下文中，有时称为 "等离子体能量密度")，可以通过从放电电极11到接地电极13通过的电流计算，例如，施加 的电压、脉冲持续时间，打印介质Ml作为置于其间的电阻。图4所示酸化单元10包括表示 为Ila至Ilf六个放电电极。利用这种配置，控制等离子体处理每个循环就可以控制六个放 电电极Ila至Ilf总体上消耗的能量。控制单元15能够单独地接通和断开高压高频电源 12a至12f。控制单元15选择与打印速度信息成比例的要驱动的高压高频电源12a至12f 的数量。需要的等离子体能量密度根据打印介质Ml的类型而有所不同。另外，在这种情况 下，控制单元15使一个或多个放电电极11，生成等离子体，其数量取决于打印介质Ml的类 型。在产生常压非平衡等离子体16期间，使打印介质Ml穿过放电电极11和电介质14之 间，以由此进行等离子体处理。等离子体处理破坏了打印介质Ml的表面上粘合剂树脂中的 保持聚合物链。聚合物与气体中的氧自由基和臭氧重组，以形成极性官能团，由此赋予打印 介质Ml的表面亲水性和酸度。虽然在空气中施加等离子体处理，可选地，所述等离子体处 理也可在氮气或类似环境中施加。
[0062] 图5示出图2所示的打底剂施加单元（30A，30B)的原理结构。图5是打底剂施加 单元30A或30B(下文中，"打底剂施加单元30"）的横截面侧视图。图6是示出打底剂施 加单元30的加压机构31的透视图。
[0063] 参照图5,打底剂施加单元30包括：两个辊子，记为35和36,配置为在其之间夹持 和输送打印介质Ml ;升降辊34,配置为向辊子35输送处理液PL，以将处理液PL涂到打印 介质Ml上；液槽33,配置为以升降辊34部分进入处理液PL的方式储存处理液PL ;和加压 设备31，配置为控制输送到辊子35上的处理液PL的数量。
[0064] 升降辊34表面切出细槽。由升降辊34带起的处理液输送到辊子35上。打底剂 处理液LP中包含：溶剂，所述溶剂为水基的，并具有酸性pH值；以及，一般被称为阳离子聚 合物的高分子材料。阳离子聚合物包括胺和氯醇系聚合物（表氯醇聚合物）。
[0065] 在该实施例中，打底剂处理之前施加等离子体处理。其理由如下。在打印介质Ml 为低渗透性介质的情况下，更早施加等离子体处理增加了介质Ml表面的亲水性，从而在打 底剂处理中使处理液的施加容易且均匀。
[0066] 图6是表示图5所示加压机构31的透视图。如图6所示，加压机构31包括，由控 制单元（未示出）控制的步进电机310。步进马达310向前旋转（图6中的双头弧形箭头 表示的方向A)的驱动力经由齿轮311和惰轮312传递到齿轮313,该齿轮311设置在步进 电机310的驱动轴上。
[0067] 轴314,其前端形成为进给螺杆，相应地耦合到齿轮313。因此，轴314可在水平方 向上拉锚315(图6中的双头箭头表示的方向C)。弹簧316的一端连接于锚315。弹簧316 的另一端连接到支承计量刀片32的支架317。因此，由计量刀片32施加的挤压力随着锚 315的水平移动而变化。
[0068] 另一方面，当步进电机310向后转动（图6中的双头弧形箭头表示的方向B)时， 锚315在水平方向压回（图6中的双头箭头表示的方向D)。结果，支架317在压力减小的 方向枢转，并且由该计量刀片32施加的按压力降低或消除。
[0069] 用于检测基准位置的传感器可以布置在锚315上。传感器例如可以为开关，配置 成通过形成于锚315底部的检测片318而接通/断开。可以通过根据传感器的通/断状态 调整锚315的运行距离来向计量刀片32施加必要的压紧力。优选的是，在计量刀片32的 纵向相对侧，在计量刀片32与升降辊34接触侧的相对侧计量刀片32的端部位置，各设置 图6所示的加压机构31。
[0070] 在该实施例中，由计量刀片32施加的挤压力，通过控制如上所述配置的加压机构 31进行调整，以使施用量落入例如0. 02?0. 2mg/cm2的范围。然而,用于调节施用量的方 法不限于此。例如，从升降机34输送到辊子35的处理液的量，可以通过控制从加压机构31 施加到计量刀片32的加压力进行调整。在这种情况下，可以省略打底剂施加单元30A和 30B中的一个以及其所在输送路径。
[0071] 施用量彼此不同的打底剂施加单元30A和30B的组合，可以通过使升降辊34切割 的细槽深度在打底剂施加单元30A和30B之间不同来实现。在这种情况下，优选是通过打 底剂施加单元30A和30B的总施用量从0. 02至0. 2mg/cm2范围内可调。
[0072] 图2所示的喷墨记录单元40包括喷墨头，其在控制单元（未示出）的控制之下将 墨喷射到经预处理的打印介质Ml以记录图像。喷墨记录单元40可包括多个相同颜色的喷 墨头（在图2所示的示例中，对于四种颜色的每一种都有四个喷墨头）。这种配置提高了喷 墨记录的速度。为了在较高的速度下获得较高的分辨率（例如，每英寸1200点（dpi))，每 一种颜色的喷墨头以一种布置保持，其中墨从中喷出的喷嘴交错布置，以减小喷嘴之间的 间隙。此外，控制单元向喷墨头发出控制信号，每一个指示对应于从喷嘴喷出的三个墨液滴 体积中的一个的驱动频率。液滴体积可以被称作大墨滴，中等墨滴和小墨滴。
[0073] 下面将参照图7和8进行详细说明喷墨记录操作，以及可根据打印介质的类型而 要施加的等离子体处理和打底剂处理的组合的预处理。图7是以更简化的方式示出图2所 示的喷墨记录设备1的原理图。图8是示出根据实施例的喷墨记录过程的流程图。图8示 出由提供了喷墨记录设备1的总体控制的控制单元100执行的顺序。
[0074] 参照图7,喷墨记录设备1，除了图2所示的元件，还包括：控制单元35A，配置为控 制第一打底剂施加单元30A ;控制单元35B，配置为控制第二打底剂施加单元30B ;润湿度检 测单元51，配置为检测打印介质Ml的润湿度；pH值检测单元52,配置为检测打印介质Ml的 pH值；控制单元100,配置为提供喷墨记录设备1的整体控制；和存储单元101，配置为存储 打印介质Ml的类型、预处理条件、检测结果等。润湿度检测单元51和pH值检测单元52布 置在酸化单元10和第一和第二打底剂施加单元30A和30B的下游，和喷墨记录单元40的 上游，以确定是否按照需要适当的施加等离子体处理和/或打底剂处理。控制单元100基 于从润湿度检测单元51和pH值检测单元52反馈的检测结果通过控制控制单元15、35A和 35B从而控制要施加到打印介质Ml上的预处理水平。更具体的，控制单元100基于从润湿 度检测单元51和pH值检测单元52反馈的检测结果控制控制单元15、35A和35B，从而控 制以下内容：是否要施加等离子体处理，是否要施加打底剂处理，等离子体处理的等离子体 能量密度（或电压值等），打底剂处理的循环数量，打底剂处理每个循环的处理液施用量等 内容。喷墨记录单元40可以由一个独立的控制单元控制（未示出），或者可以由控制单元 100控制。
[0075] 下面将对喷墨记录是如何执行的进行说明。如图8所示，控制单元100根据从输 入单元（未示出）输入的命令开始输送打印介质Ml (步骤S101)。从而将打印介质Ml输送 到输送路径Rl。然后控制单元100基于根据输入单元的输入提前配置好的打印条件指定打 印介质Ml的类型（步骤S102)，并根据打印模式（彩色/单色打印，分辨率等）确定预处理 和预处理条件，所使用的墨类型等（步骤S103)。例如，在存储单元101中可以存储包括要 使用的打印介质Ml的类型、打印模式和墨的类型的打印条件。例如，在存储单元101中可 以存储打印条件和预处理之间的关联数据。在步骤S103中，确定要作为预处理施加的等离 子体处理、第一打底剂处理和第二打底剂处理的组合，等离子体处理、第一和第二打底剂处 理各自的预处理条件（等离子体能量密度，处理液的施用量等），等等。
[0076] 输送到输送路径Rl打印介质Ml首先穿过酸化单元10。在这点上，控制单元100 判断在步骤S103中是否确定要施加等离子体处理（步骤S104)。如果在步骤S103中确定 要施加等离子体处理（步骤S104中"是"），则控制单元100根据步骤S103中确定的预处 理条件（等离子体能量密度等）驱动酸化单元10,从而向打印介质Ml施加等离子体处理 (步骤S105)。更具体地，例如，控制单元100根据步骤S103中确定的预处理条件调整驱动 的放电电极Ila到Ilf的数量，和/或由高压高频电源12a到12f供给到放电电极Ila到 Ilf的脉冲电压的等离子体能量密度。可以如上述那样，从通过打印介质Ml的电流计算等 离子体能量密度。如果确定不要施加等离子体处理（步骤S104中"否"）时，控制单元100 使处理跳过步骤S105,进行到步骤S106。
[0077] 控制单元100然后判断在步骤S103中是否确定要施加第一打底剂处理（步骤 S106)。如果确定无需施加第一打底剂处理（步骤S106中"否"）时，控制单元100控制输 送切换单元21，以便将打印介质Ml递送至第一路径的输送路径R2,进入步骤S110。
[0078] 如果确定要施加第一打底剂处理（步骤S106中"是"）时，控制单元100控制输送 切换单元21，以便将打印介质Ml递送至输送路径Rll以使打印介质Ml通过第一施加单元 30A。当打印介质Ml穿过第一打底剂施加单元30A时，控制单元100根据步骤S103确定的 预处理条件（处理液的施用量等）驱动第一打底剂施加单元30A，从而向打印介质Ml施加 第一打底剂处理（步骤S107)。
[0079] 控制单元100判断是否在步骤S103中是否确定要施加第二打底剂处理（步骤 S108)。如果确定无需施加第二打底剂处理（步骤S108中"否"）时，控制单元100控制输 送切换单元22,以便将打印介质Ml传送至第二路径的输送路径R12,进入步骤S110。
[0080] 如果确定要施加第二打底剂处理（步骤S108中"是"）时，控制单元100控制输送 切换单元22,以便将打印介质Ml传送至输送路径R21，从而使打印介质Ml通过第二施加单 元30B。当打印介质Ml穿过第二打底剂施加单元30B时，控制单元100根据步骤S103确定 的预处理条件（处理液的施用量等）驱动第二打底剂施加单元30B，从而向打印介质Ml施 加第二打底剂处理（步骤S109)，然后进入步骤SI 10。
[0081] 在步骤SllO中，控制单元100从润湿度检测单元51输出的检测结果获得打印介 质Ml表面的润湿度。用于检测润湿度的方法将在后面描述。例如，润湿度可通过在已经经 过预处理的打印介质Ml上喷射液滴，并测量液滴的点大小和形状。控制单元100从pH值 检测单元52输出检测结果获得打印介质Ml的pH值（步骤Slll)。用于检测pH值的方法 将在后面叙述。例如，已经经历预处理的打印介质Ml的pH值可以使用非接触pH传感器来 检测。步骤SllO和Slll中检测的润湿度pH值，例如，可以存储在存储单元101中。当存 储时，所检测到的润湿度和PH值可按照关联步骤S102中指定的打印介质Ml的类型，步骤 S103中确定的预处理条件等进行存储。
[0082] 随后，控制单元100确定步骤SllO和Slll中测得润湿度和pH值是否落入"可打 印"范围内（步骤S112)。如果打印介质Ml未判定为可打印（步骤S112中"否"）时，控制 单元100使处理返回到步骤S103,再次进行预处理。如果打印介质Ml判定为可打印（步骤 S112中"是"）时，控制单元100使处理进行到步骤S113。
[0083] 打印介质Ml传送到第一路径、第二路径以及第三路径中的一个，然后输送穿过输 送路径R32,路径R32是路径之间共同的一段路径。控制单元100以一种对打印介质Ml通 过输送路径R32的通道定时的方式驱动喷墨记录单元40,从而在经过预处理的打印介质Ml 上进行喷墨记录（步骤S113)。此后，控制单元100按照需要在打印介质Ml上进行后期处 理，排出打印介质Ml (步骤S114)。然后，操作结束。
[0084] 在图8所示的操作中，控制单元100根据打印条件等自动确定打印介质Ml的路 径，酸化单元10的等离子体能量密度（放电电压和频率），第一和第二打底剂施加单元30A 和30B的处理液施用量，但不限于此。可选地，例如，使用者可以人工设定或调整打印介质 Ml的路径，酸化单元10的等离子体能量密度（放电电压和频率），第一和第二打底剂施加 单元30A和30B的处理液施用量。在这种情况下，控制单元100可根据用户设置（用户调 整）的值控制各个单元。
[0085] 基本上，等离子体处理的等离子体能量密度优选在0. lj/cm2至10. OJ/cm2的范围 内。基本上，第一和第二打底剂处理每个的施用量优选在0. 02mg/cm2至0. 2mg/cm2的范围 内。所施加的等离子体能量密度和打底剂量的最佳条件（在下文中，有时称为"打底剂的施 用量")，例如，可以由以下方法得到。各种类型的打印介质以连续变化的等离子体能量密度 和打底剂施用量进行预处理。图像（点）实际上是通过在预处理过的打印介质上喷墨记录 而形成的。可以通过测量打印图像（点）来确定最佳条件。图像（点）的评估措施除视觉 外观外，可以包括打印密度、点直径、圆度和粒度。可以测量其它评价措施，诸如固定度。因 为这些措施都受到墨和墨记录设置的影响，优选测量各预处理过的打印介质的PH值和润 湿度（更具体地，打印介质和纯净水液滴之间的接触角度）作为补充的基本属性。喷墨记 录单元40可以优选地根据基于这些结果的打印介质各自确定的最佳条件进行控制。
[0086] 下面的表1表示用作打印介质Ml的低渗透性纸片材的接触角和pH值测量结果， 打印介质Ml相应地施加等离子体处理，打底剂处理，以及等离子体处理和打底剂处理的组 合。表1中呈现的各接触角表示润湿性，通过测量去离子水的液滴附着在打印介质Ml上的 接触角获得。各PH值指示施加到介质表面上的化学指示剂测定酸度。同时，等离子体处理 和打底剂处理各自用于酸化介质的表面。酸化的打印介质Ml中和碱性墨，引起墨中的颜料 凝结，使墨的粘度增加。结果，即使要发生点的聚结时，颜料也不太可能移动。
[0087]表 1

【权利要求】
1. 一种打印设备，包括： 等离子体处理单元，配置为通过向打印介质表面施加等离子体处理，酸化至少打印介 质的表面； 第一打底剂施加单元，配置为通过向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理 液而施加打底剂处理；和 第一记录单元，配置为通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记 录。
2. 如权利要求1所述的打印设备，还包括第一控制单元，配置为根据打印介质的类型， 控制等离子体处理单元要施加到打印介质表面的等离子体能量密度，并根据打印介质的类 型，控制第一打底剂施加单元要施加的处理液的施用量。
3. 如权利要求2所述的打印设备，其中， 第一控制单元配置为根据打印介质的类型，基于喷墨记录形成的图像的打印密度的最 大值，确定等离子体能量密度和施用量中的至少一个。
4. 如权利要求2或3所述的打印设备，还包括： 第一检测单元，用于检测已经经过等离子体处理和打底剂处理的打印介质的润湿度和 pH值中的至少一个，并输出检测结果，其中， 第一控制单元配置为根据检测结果，控制等离子体处理单元要施加的等离子体能量密 度，并根据检测结果，控制第一打底剂施加单元要施加的处理液的施用量。
5. 如权利要求4所述的打印设备，其中， 第一检测单元配置为基于打印介质表面和第一记录单元通过喷墨记录形成的点之间 的接触角，检测润湿度。
6. 如权利要求2至5中任一项所述的打印设备，还包括： 第二存储单元，配置为存储打印介质类型，记录单元要执行喷墨记录的打印条件，以及 等离子体处理单元和第一打底剂施加单元的预处理条件之间的关联数据，其中， 第一控制单元配置为基于第二存储单元中存储的关联数据，优化等离子体处理单元要 施加的等离子体能量密度和第一打底剂施加单元要施加的处理液施用量中的至少一个。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的打印设备，其中， 第一打底剂施加单元包括： 第一辊子，配置为将处理液施加到打印介质上； 液槽，配置为储存处理液； 第二辊子，配置为从液槽中带起处理液，并将处理液输送至第一辊子； 刀片，配置为调节第二辊子带起的处理液的量；和 调节机构，配置为通过控制刀片，调节第二辊子带起的处理液的量。
8. 如权利要求1所述的打印设备，还包括： 第一路径，配置为经过等离子体处理单元和第一记录单元输送打印介质； 第二路径，配置为经过等离子体处理单元，第一打底剂施加单元和第一记录单元输送 打印介质；和 第一路径切换单元，配置为在第一路径和第二路径之间切换打印介质的输送路径。
9. 如权利要求8所述的打印设备，还包括第二控制单元，用于控制第一路径切换单元， 以便将打印介质的输送路径切换到第一路径和第二路径中的一个。
10. 如权利要求9所述的打印设备，其中， 第二控制单元配置为控制第一路径切换单元，以便根据打印介质的类型将打印介质的 输送路径切换到第一路径和第二路径中的一个。
11. 如权利要求9所述的打印设备，还包括： 第二检测单元，配置为检测已经经过等离子体处理和打底剂处理的打印介质的润湿度 和pH值中的至少一个，并输出检测结果，其中， 第二控制单元配置为控制第一路径切换单元，以便根据第二检测单元的检测结果将打 印介质的输送路径切换到第一路径和第二路径中的一个。
12. 如权利要求8所述的打印设备，还包括第三控制单元，配置为控制第一路径切换单 元，以便将打印介质的输送路径切换到第一路径和第二路径中的一个，根据打印介质的类 型控制由等离子体处理单元施加的等离子体能量密度，并根据打印介质的类型控制有第一 打底剂施加单元施加的处理液的施用量。
13. 如权利要求9所述的打印设备，还包括： 第二打底剂施加单元，配置为通过向已经经过第一打底剂施加单元施加打底剂处理的 打印介质表面额外施加处理液，施加打底剂处理； 第三路径，配置为经过等离子体处理单元、第一打底剂施加单元、第二打底剂施加单元 和第一记录单元输送打印介质；和 第二路径切换单元，配置为在第二路径和第三路径之间切换打印介质的输送路径，其 中 第二控制单元配置为控制第二路径切换单元，以便根据施加到打印介质上的处理液量 将打印介质的输送路径切换到第二路径和第三路径中的至少一个。
14. 如权利要求1至13中任一项所述的打印设备，其中， 通过第一记录单元施加到打印介质表面上的墨包含液体和分散在液体中的带负电荷 的颜料。
15. -种打印系统，包括： 等离子体处理装置，配置为通过向打印介质表面施加等离子体处理，酸化至少打印介 质的表面； 打底剂施加装置，配置为通过向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而 施加打底剂处理;和 记录装置，配置为通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
16. -种生产印刷品的方法，所述印刷品为其上的图像是通过喷墨记录而形成的一种 打印介质，所述方法包括： 向打印介质表面施加等离子体处理，从而酸化至少打印介质的表面； 通过向已经经过等离子体处理的打印介质表面施加处理液而施加打底剂处理；和 通过在已经经过打底剂处理的打印介质上喷墨记录来执行记录。
【文档编号】B41J2/21GK104339874SQ201410541349
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】松本博好, 中井顺二, 吉田雅一, 小山内敏隆 申请人:株式会社理光