用于水性喷墨转印的改进涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于水性墨成像系统中的图像转印构件的涂料组合物，其包含亲水组合物和表面活性剂。所述亲水组合物可为淀粉基组合物。
【专利说明】用于水性喷墨转印的改进涂料
【技术领域】
[0001]总体而言，本发明涉及水性间接喷墨打印机；具体而言，涉及用于水性墨喷墨打印的表面制备。
【背景技术】
[0002]一般来说，喷墨打印机器或打印机包括至少一个向记录表面或图像形成表面上喷射液体油墨的滴或射流的打印头。水性喷墨打印机采用水基或溶剂基油墨，其中颜料或其它着色剂是悬浮的或在溶液中的。一旦水性墨通过打印头喷射到图像接收表面上，水或溶剂即至少部分地蒸发以使油墨图像稳定在图像接收表面上。当水性墨被直接喷射到介质上时，如介质是多孔的，比如纸，水性墨往往将渗入介质中并改变介质的物理性质。因为撞击介质的墨滴的铺展根据介质表面性质和孔隙率而异，故打印质量不一致。为解决这个问题，已开发出间接打印机，该打印机将油墨喷射到安装于鼓或环带的胶版(blanket)上。油墨在胶版上至少部分地干燥，然后转印到介质。这样的打印机避免图像质量、墨滴铺展和介质性质随介质接触水性墨中的水或溶剂而发生变化。间接打印机还减少因使用广泛不同类型的纸和膜以固持最终油墨图像而产生的其它介质性质的改变。
[0003]在水性墨间接打印中，水性墨被喷射到通常称为胶版的中间成像表面上，并且在图像转印定影到介质基材如纸张之前，油墨在胶版上部分地干燥。为确保优异的打印质量，喷射到胶版上的墨滴必须在干燥之前铺展并很好地聚结，否则油墨图像将呈现颗粒感并具有缺失。缺乏铺展还可能导致打印头中油墨射流的缺少或失败以致在油墨图像中产生条纹。水性墨的铺展由具有高能表面的材料达成。然而，为了促进油墨图像从胶版向介质基材的转印，优选具有相对较低表面能的表面的胶版。胶版表面的这些截然相反并且互相矛盾的性质，使得选择用于胶版的材料十分困难。虽然减小墨滴表面张力有一定作用，但通常来说，铺展仍不足以保证适宜的图像质量。
[0004]间接水性喷墨打印方法面临的一个问题涉及打印过程中墨滴的铺展。间接图像接收构件由低表面能材料构成，以促进油墨从间接图像接收构件表面向接收最终打印图像的打印介质的转印。然而，低表面能材料还往往使得一个一个单独的墨滴在图像接收表面上“粒化”。所得打印图像可能呈现颗粒感，并且在最终打印图像中的实线或实打印区域可能呈现为一系列圆点而不是连续的图像。
[0005]用于间接图像转印方法的最佳胶版必须解决三个挑战:1)湿图像质量；2)图像转印；和3)打印头管理。第一个挑战一一湿图像质量——优选高表面能密度，这使得水性墨铺展并润湿表面，而不是粒化为离散的小滴。第二个挑战——图像转印——优选油墨在部分干燥后对胶版表面具有最小的吸引力以使100%的油墨转印到介质基材。因此，图像转印得优化通过使表面能最小化来实现。第三个挑战涉及承载油墨射流的打印头能在多大程度上保证没有干燥的油墨。树脂基油墨干燥在打印头面板上可能使得其不能工作。另一方面，太多的湿气可能在面板上冷凝并导致喷射问题。另外，一些油墨射流可能对高温(通常，高于约70摄氏度的温度)敏感。
[0006]到目前为止，这三个挑战之间一直难以达到平衡。大多数解决方案往往错误地针对优化从胶版到介质基材的图像转印，而在一定程度上牺牲图像质量。我们需要的是该问题的低成本解决方案，所述解决方案优化湿图像质量和图像转印而不会损害喷墨打印头。
【发明内容】
[0007]一方面，提供了一种用于水性打印系统中的间接图像接收构件或胶版的改进涂料，其中所述涂料包含亲水组合物和表面活性剂。一种改良的涂料组合物在液体载体中包含淀粉组合物作为亲水组合物。在某些实施例中，淀粉涂料组合物可包含表面活性剂并还可包含杀生物剂组合物。所述改良的淀粉基涂料组合物被施加到胶版的表面，并在施加水性墨之前至少部分地干燥。以成图像的方式(即根据传输到打印装置的图像)施加的油墨在到达转印站之前已至少部分地干燥，在转印站，油墨图像被转印到在胶版和转印压合部之间传送的基材上。随后清洁除去胶版表面的任何残留淀粉涂料和油墨(如果存在的话)，并于胶版表面上继续进行改良的淀粉涂料组合物的下一次施加。
[0008]本发明的一个特征是，所述改良的涂料组合物将水性墨和胶版表面阻隔开以克服高的油墨-胶版粘附，否则该粘附将干扰油墨向基材的转印。所述改良的涂料组合物还通过增厚胶版表面上的油墨-涂料复合层来确保高的图像内聚力和图像质量。所述改进的涂料组合物还适于通过自水性墨吸收水和/或共溶剂而削弱对胶版表面的粘附。
[0009]所述淀粉组合物所属的这一类材料可溶解于水中，而在去除水分之后形成的凝胶不能再溶解于水中。此外，此类材料能够吸收水分并在胶版的表面上膨胀或溶胀。水性墨中的着色剂或颜料也基本上不能透过淀粉基组合物水性墨，使得着色剂不会渗透或吸收到淀粉组合物层或表皮中。淀粉组合物因此阻断油墨着色剂渗入下面的胶版中，这基本上确保了油墨颜色向基材的完全转印。淀粉基组合物的溶胀特性使得所述层或表皮对胶版的粘附减小，以致亲水层/表皮的很大一部分与油墨一起转印到基材。
[0010]在油墨转印后，即可通过施加剪切力，如刮片或刮具，轻易地移除胶版上残留的淀粉基亲水组合物。使用剪切力时同时加水进一步帮助移除残留组合物。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为打印测试的顶视图，比较了未经处理的转印表面与经用本文公开的改良的亲水涂料组合物处理的转印表面之间油墨向标准生胶片基材上的转印，并与向高级相纸上的常规直接打印作了进一步比较。
[0012]图2为对多层转印过程的打印测试的顶视图，示出了使用本文公开的改良的亲水涂料组合物打印的一层、两层和三层试验片。
[0013]图3为打印单页介质的水性间接喷墨打印机的示意图。
[0014]图4为表面维护单元的示意图，该单元向喷墨打印机中的间接图像接收构件的表面施加亲水组合物。
[0015]图5为使用水性墨的间接喷墨打印机打印图像的过程框图。
[0016]图6A为在喷墨打印机中的间接图像接收构件的表面上形成的亲水组合物的侧视图。
[0017]图6B为干燥器移除亲水组合物中的一部分液体载体后，间接图像接收构件的表面上的干燥的亲水组合物侧视图。
[0018]图6C为间接图像接收构件的表面上干燥的亲水组合物上形成的水性墨图像的一部分的侧视图。
[0019]图6D为打印机中的干燥器移除水性墨中的一部分水分后，干燥的亲水组合物上形成的水性墨图像的一部分的侧视图。
[0020]图6E为接收水性墨图像的打印介质以及喷墨打印机中转印定影操作后亲水组合物的干燥层的一部分的侧视图。
【具体实施方式】
[0021]如本文所用，术语“亲水”指在水性墨中吸引水性墨水分子或其它溶剂的任何组合物或化合物。如本文所用，亲水组合物的提及指承载亲水吸收剂的液体载体。液体载体的例子包括但不限于承载吸收剂的分散体、悬浮体或溶液的液体，如水或酒精。其后干燥器移除至少一部分液体载体且剩余的固体或胶凝相吸收剂具有高表面能以吸收水性墨滴中的一部分水分，而同时使得水性墨滴中的着色剂能够在吸收剂的表面上方铺展。如本文所用，吸收剂的干燥层的提及指全部或相当大部分的液体载体已通过干燥过程从组合物中移除后的亲水化合物的布置。如下文更详细地描述的，间接喷墨打印机使用液体载体(如水)来施加一层亲水组合物从而在图像接收构件的表面上形成亲水组合物的层。液体载体用作向图像接收表面传送液体载体中的吸收剂以在图像接收表面上形成亲水组合物的均匀层的机制。
[0022]如本文所用，术语“吸收剂”指为亲水组合物的一部分、具有亲水性质以及在打印过程中，打印机将吸收剂干燥成覆盖图像接收表面的干燥层或“表皮”后基本上不溶于水性墨中的水和其它溶剂的物质。打印机干燥亲水组合物以移除全部或一部分液体载体而在图像接收表面上形成吸收剂的干燥“表层”。对于喷射到图像接收表面上的墨滴，吸收剂的干燥层具有高表面能。所述高表面能促进油墨在干燥层的表面上的铺展，并且在打印过程中所述高表面能将水性墨保持在移动的图像接收构件上的适当位置。
[0023]当水性墨滴接触干燥层中的吸收剂时，吸收剂将吸收水性墨滴中的一部分水和其它溶剂。干燥层的吸收水的部分中的吸收剂溶胀，但在打印操作过程中基本保持完好并且不溶。干燥层的不接触水性墨的部分中的吸收剂对图像接收表面具有相对高的粘附，而对打印介质如纸具有相对低的粘附。干燥层的自水性墨吸收水和溶剂的部分对图像接收表面具有较低的粘附，并防止着色剂和油墨中的其它高粘附组分接触图像接收表面。因此，干燥层中的吸收剂促进墨滴的铺展以形成高质量打印图像，在打印过程中使水性墨于保持在适当的位置，促进油墨潜像自图像接收构件向纸或其他的打印介质的转印，以及促进水性墨图像转印到打印介质后打印介质与图像接收表面的分离。
[0024]本发明的一个方面中，亲水组合物的层由溶解在液体载体(如水)中的淀粉形成。淀粉和液体载体加工后所得组合物可以以薄流体膜的形式施加到图像转印表面或胶版上，并在液体载体被部分/大部分移除时变为交联的预胶凝固体膜。当干燥时，所述组合物能够因吸收油墨中的溶剂，如水性墨组合物中的水而溶胀，但组合物自身不溶解在溶剂中。所述亲水组合物以液体形式施加到图像接收表面以使得图像接收表面上能够形成均匀层。打印机至少部分地干燥亲水组合物以从亲水组合物移除至少一部分液体载体而形成干燥的固体或半固体吸收剂层。
[0025]纯淀粉不溶于水中但在加热时变得可溶。加热后，淀粉颗粒溶胀并爆裂，颗粒失去半结晶结构且淀粉分子从颗粒浸出，从而形成聚合物溶液或胶凝结构，其保持水分以由此增大组合物的粘度。当水被很快移除时，淀粉不恢复其半结晶结构，而是形成交联的预胶凝非晶结构。当在较低的温度下再次暴露于水时，该结构易于溶胀(吸收水)而形成凝胶，但不易于溶解而形成溶液。在一个优选的实施例中，组合物以淀粉溶液开始，干燥形成交联的预胶凝非晶结构，并随后从油墨吸收水/溶剂而形成凝胶。
[0026]已知纯淀粉由两种类型的分子组成:线型和螺旋直链淀粉以及支化的支链淀粉。对于直链淀粉，溶解或胶凝淀粉组合物的冷却或长时间贮存可能引起半结晶结构的部分恢复，从而使得组合物排斥载体或水而增稠，此过程称为回生和脱水收缩。此过程可能导致一些有关组合物的涂布和稳定性的质量问题。对于支化的支链淀粉，回生远的问题较小。因此，优选组合物最好主要由支链淀粉组成。
[0027]所述淀粉涂料组合物意在以具有光学质量平滑度的均匀膜施加到转印表面或胶版。膜的厚度理想地尽可能薄又能在喷射过程不牺牲当暴露于油墨时膜的完整性。膜还必须足够强以将油墨与低表面能转印表面之间的物理阻隔开，即便在喷射过程被削弱也需如此。对于膜的强度来说，大的淀粉分子是适合的。然而，一些淀粉分子可能在水中溶胀，使其回转半径大于数十微米，故流涂成数微米的湿厚度是成问题的。因此，需要控制淀粉分子的最佳尺寸。此外，具有显著的直链淀粉的胶凝组合物可能产生尺寸为10微米或更大的宏观半固体(凝胶)域，从而导致产生不均匀的组合物。优选具有几乎纯的支链淀粉的组合物。
[0028]在某些淀粉涂料组合物中，可向淀粉和溶剂(或水)中加入表面活性剂。表面活性剂可能有利于改善组合物在低表面能材料，如有机硅、TEFLON和其它类似组合物上的可润湿性。表面活性剂可为基于有机硅的聚合物组合物。也可加入杀生物剂组合物来防止细菌生长、减少组合物的降解以及改善组合物的稳定性和贮存寿命。
[0029]在一个特定的淀粉涂料组合物中，将约7.3克玉米淀粉分散在约246克水中，并在不沸腾的情况下将悬浮体在约70°C下均匀加热以使悬浮体胶凝。在某些测试中，在70°C的温度下，组合物在不到约2分钟内胶凝。在某些测试中，淀粉分子太大，故流动性质对于涂布来说不是最佳的。因此，将组合物冷却至约50°C，并以高速共混一定的时间以减小胶凝淀粉分子至大致较小且均匀的尺寸。在某些测试中，约I分钟的高速混合产生大致较小且均匀的尺寸的分子。加入约0.6g杀生物剂组合物，如抗菌餐具皂，然后加入约1.2g表面活性齐U，如Silfurf A008表面活性剂。可制备更大量的淀粉涂料组合物，同时要保持淀粉、水、杀生物剂组合物和表面活性剂的重量比。应指出，可提供杀生物剂组合物以避免淀粉溶液中的细菌生长，由此保持组合物良好的贮存寿命。
[0030]可理解的是，在常规的水性墨转印系统中，干燥步骤自油墨图像移除水，这增大图像内聚力但常不足以克服油墨对胶版的表面粘附力。本发明的体系的改良淀粉涂料，通过充当油墨的增稠剂和胶版或中间转印表面的离型剂使得油墨图像能够100%转印到基材上。尤其，淀粉基组合物吸收水性墨中的一些水和/或共溶剂，使淀粉涂料层膨胀以保持将油墨与转印表面之间的物理阻隔开。该吸收自油墨中移除水，由此在图像转印之前增大图像内聚力。该吸收会削弱淀粉涂料组合物层，但不足以损害图像转印过程。然而，淀粉涂料组合物的削弱帮助其在清洁站处通过简单揩擦动作的移除，这可通过常规刮片元件所实现。
[0031]在一个实验中，在平底锅中将I汤匙玉米淀粉分散在约I杯水中。在连续搅拌的同时均匀地加热悬浮体。当悬浮体达到约70°C时，悬浮体开始变稠。在不沸腾的情况下再继续搅拌和加热约2分钟。将经变稠的组合物冷却至约50°C，然后在高速下共混约I分钟。向共混溶液中加入约1/8汤匙的DAWN抗菌皂浓缩物，然后加入约1.2g Silsurf A008表面活性剂(0.5% )0
[0032]然后使用Anilox辊将该淀粉涂料组合物施加到平整的有机硅转印表面(RT622)并然后干燥以形成约0.1微米厚的膜。涂布、干燥、喷墨和转印在约21cm/sec的速度下测试。喷墨在600dpi下进行,墨滴体积为约5pl。然后使油墨部分干燥至半湿的发粘态,并接触转印到纸。如图1中所示，经用改良的淀粉涂料处理的表面上的油墨转印显著优于无涂层的油墨转印。此外，改进的淀粉涂料产生的油墨转印等同或优于高级涂布相纸上的常规油墨转印。尤其是如由相连的线所证实，润湿更好。另外，虽然图1不明显，但对于改进的涂料转印来说，颜色更强。
[0033]另一测试涉及加热至约50°C的转印板(RT622)上的多层转印。首先施加淀粉涂料，然后是品红色、黄色和青色油墨转移，其后使油墨转印到常规基材。示于图2中的测试结果证实，改进的涂料能够单层(品红色、黄色、青色)转印，双层转移产生红色部分(中间片的上部分)和三层转印产生黑色样品。
[0034]已测试若干淀粉质材料，包括玉米淀粉、马铃薯淀粉、米淀粉、小麦面粉、米粉和玉米粉。虽然所有所述淀粉均在水性喷墨环境中起作用，但一些淀粉需要较厚的涂层而其它淀粉需要涉及更多的制备。我们发现玉米淀粉提供良好的结果并较容易制备。另外，蜡质淀粉如蜡质玉米淀粉、蜡质马铃薯淀粉、糯米淀粉等已知具有几乎纯的支链淀粉。这些淀粉产生最好的结果。
[0035]我们发现，淀粉涂料通过提供油墨射流所需的湿表面而克服上面讨论的湿图像质量问题。另外，改良的淀粉涂料提供部分水/共溶剂吸收，这对于水性喷墨应用来说可能是理想的。该涂料显著改善图像内聚力以实现优异的图像转印，包括在高温下的热熔转印或在室温/温暖的温度下的粘性(半湿)转印。淀粉涂料减少过程所需的总水/溶剂蒸发，这允许成像点处较低(温，50?60°C)的胶版温度。除了相对于上面讨论的三个挑战的优点外，本文公开的改良的涂料还使得转印表面能够简单、低浪费、低磨损和高速度地清洁/再生，这体现在无重影效果和更长转印表面寿命。
[0036]所公开的淀粉涂料还可改善纸剥离。许多具有良好离型性的材料，如有机硅、接枝有机硅，是非常发粘的。对于切割纸张处理来说，剥离是一大挑战。淀粉涂料留在图像之上(纸上)并充当外涂层保护层。最后，我们相信本文公开的淀粉涂料是上面提及的问题的非常低成本的解决方案，每Kp花费低至几分钱。
[0037]图3示意了高速水性墨图像生成机器或打印机10。如图所示，打印机10为间接打印机，其在绕中间旋转构件12安装的胶版21的表面上形成油墨图像并然后向通过胶版21和转印定影压合部转印定影压合部19之间形成的压合部18的介质转印油墨图像。胶版21的表面14被称为胶版21和旋转构件12的图像接收表面，因为表面14接收亲水组合物且在打印过程中转印定影到打印介质的水性墨图像。
[0038]打印机10包括支承直接或间接地运行的子系统和部件的机架11，将在下文描述。打印机10包括间接图像接收构件，其在图3中示意为旋转成像鼓12，但也可构造为受支承的环带。成像鼓12具有绕鼓12的周缘安装的外胶版21。随着构件12旋转，胶版沿方向16移动。可沿方向17旋转的转印定影压合部转印定影压合部19贴靠胶版21的表面装载以形成转印定影压合部转印定影压合部18，在其内，胶版21的表面上形成的油墨图像被转印定影到介质片材49上。在一些实施例中，鼓12中或打印机的另一位置中的加热器(未示出)将胶版21上的图像接收表面14加热到约50°C至70°C的范围内的温度。
[0039]胶版由具有较低表面能的材料形成以促进油墨图像自胶版21的表面向压合部18中的介质片材49的转印。这样的材料包括有机硅、含氟有机硅、氟橡胶(Viton)等。在油墨图像被转印到介质片材49后，表面维护单元(SMU)92移除留在胶版21的表面上的残留油墨。胶版的低能表面无助于良好质量油墨图像的形成，因为这样的表面不像高能表面一样能铺展墨滴。
[0040]在图4中所示的一个实施例中，SMU 92包括涂料施加器如供应辊404，其部分地浸没在容纳液体载体中的亲水组合物的储存器408中。供应辊404随图像接收表面14沿过程方向的运动而旋转。供应辊404从储存器408抽吸液体亲水组合物并在图像接收表面14上放置一层亲水组合物。
[0041]打印机10包括干燥器96，干燥器96放出热量并有选择地向施加到图像接收表面14的亲水组合物处引导空气流。干燥器96促进至少一部分液体载体自亲水组合物的蒸发以在图像接收构件通过打印头模块34A-34D以接收水性打印图像之前，在图像接收表面14上留下吸收剂的干燥层。
[0042]打印机10包括光学传感器94A，也称鼓上图像(“10D”)传感器，其构造为随着构件12旋转过该传感器，检测自胶版表面14和施加到胶版表面的涂层所反射的光。光学传感器94A包括在横跨胶版21上沿与工艺交叉的方向布置的一个一个单独的光学检测器的线性阵列。光学传感器94A生成与自胶版表面14和涂层所反射的光相对应的数字图像数据。随着图像接收构件12使胶版21沿方向16旋转过光学传感器94A，光学传感器94A生成一系列图像数据行，其被称为“扫描线”。
[0043]打印机10包括空气流管理系统100，其生成和控制通过打印区的空气流。空气流管理系统100包括打印头空气供给件104和打印头空气返回件108。打印头空气供给件104和返回件108有效地连接到控制器80或打印机10中的其它处理器以使得控制器能够管理通过打印区的空气流。
[0044]闻速水性墨水性墨打印机10还包括水性墨水性墨供给和递送子系统20,该系统具有至少一个一种颜色的水性墨水性墨的源22。由于所示的打印机10为多色图像生成机器，故油墨递送系统20包括代表四(4)种不同颜色CYMK(青色、黄色、品红色、黑色)的水性墨水性墨的四(4)个源22、24、26、28。在图3的实施例中，打印头系统30包括打印头支承件32，其为多个打印头模块(也称打印盒单元)34A至34D提供支承。每个打印头模块34A-34D在胶版的宽度上有效地延伸并向胶版21的表面14上喷射墨滴。打印头模块可包括单个打印头或以交错排列构造的多个打印头。每个打印头模块有效地连接至机架(未示出)并对齐以喷射墨滴而在胶版表面14上的涂层上形成油墨图像。打印头模块34A-34D可包括关联的电子设备、油墨储存器和油墨导管以向一个或多个打印头供给油墨。在所示的实施例中，导管(未示出)有效地连接源22、24、26和28至打印头模块34A-34D以向模块中的一个或多个打印头提供油墨供给。如通常熟悉的那样，打印头模块中所述一个或多个打印头中的每一个可喷射单色油墨。在其他实施例中，打印头可构造为喷射两种或更多种颜色的油墨。例如，模块34A和34B中的打印头可喷射青色和品红色油墨，而模块34C和34D中的打印头可喷射黄色和黑色油墨。所示模块中的打印头以两个相对于彼此偏置或交错的阵列排列以增加模块打印的每个分色的分辨率。这样的布置使其能够以两倍于仅具有仅喷射一种颜色油墨的单个打印头阵列的打印系统的分辨率打印。虽然打印机10包括四个打印头模块34A-34D，其每一个具有两个打印头阵列，但替代的构造包括不同数量的打印头模块或模块内阵列。
[0045]在胶版表面14上的打印图像离开打印区后，图像通过图像干燥器130下。图像干燥器130包括加热器，如红外辐射、近红外辐射和/或强制热风对流加热器134、干燥器136 (其示意为经加热的空气源136)及空气返回件138A和138B。红外加热器134向胶版21的表面14上的打印图像施加红外热以使油墨中的水或溶剂蒸发。
[0046]如图进一步所示，打印机10包括记录介质供给和操作系统40，以贮存如一叠或多叠各种尺寸的纸介质片材。记录介质供给和操作系统40包括例如片材或基材供给源42、44,46和48。在打印机10的实施例中，供给源48为高容量供纸或进纸器以例如以切割介质片材49的形式贮存和供给图像接收基材。记录介质供给和操作系统40还包括基材处理和输送系统50，该系统具有介质预调节器组件52和介质后调节器组件54。打印机10包括任选的定影装置60以在打印介质通过转印定影压合部转印定影压合部隙18后向打印介质施加额外的热和压力。在图3的实施例中，打印机10包括原始文档进给器70，其具有文档保持托盘72、文档片材进给和取回装置74及文档曝光和扫描系统76。
[0047]机器或打印机10的各种子系统、部件和功能的运行和控制在控制器或电子子系统(ESS) 80的帮助下进行。ESS或控制器80可有效地连接至图像接收构件12、打印头模块34A-34D (因此包括打印头)、基材供给和操作系统40、基材处理和输送系统50，以及在一些实施例中，一个或多个光学传感器94A-94E。例如，ESS或控制器80为独立的专用迷你计算机，其具有有着电子存储件84的中央处理单元(CPU)82和显示器或用户界面(UI)86。例如，ESS或控制器80包括传感器输入和控制电路88以及像素布置和控制电路89。另外，CPU 82读取、捕获、准备和管理图像输入源，如扫描系统76或在线或工作站接头90与打印头模块34A-34D之间的图像数据流。因此，ESS或控制器80为运行和控制所有其它机器子系统和功能(包括下文讨论的打印过程)的主要多任务处理器。
[0048]控制器80可用执行程序化指令的通用或专用可编程处理器实施。完成程序化功能所需的指令和数据可被存储在伴随处理器或控制器的存储器中。处理器、其存储器以及接口电路构成控制器以进行下面描述的运行。这些部件可提供在打印电路板上或作为专用集成电路(ASIC)中的电路提供。每个电路可用单独的处理器实施或可在同一处理器上实施多个电路。或者，电路可用离散部件实施或用电路在非常大规模的集成(VLSI)电路中提供。另外，本文描述的电路可用处理器、ASIC、离散部件或VLSI电路的组合实施。
[0049]虽然图3中的打印机10描述为具有绕中间旋转构件12安装的胶版21，但也可使用图像接收表面的其它构造。例如，中间旋转构件可具有与其周缘一体化的表面，所述周缘使得水性墨水性墨图像能够在所述表面上形成。或者，将胶版构造为旋转环带以形成水性图像。针对此目的可构造这些结构的其它变型。如本文件中所用，术语“中间成像表面”包括这些构造。
[0050]—旦在控制器80的控制下已在胶版和涂层上形成一个或多个图像，所示的喷墨打印机10即运行打印机内的部件以进行所述一个或多个图像自胶版表面14向介质的转印和定影的过程。在打印机10中，控制器80运行执行机构以驱动介质输送系统50中的一个或多个辊64以使介质片材49沿工艺方向P移动到邻近转印定影压合部19的位置，然后通过转印定影压合部19与胶版21之间的转印定影压合部隙18。转印定影压合部19向记录介质49的背侧施加压力以将记录介质49的前侧压在胶版21和图像接收构件12上。
[0051]在图像接收构件移动通过转印定影压合部18后，图像接收表面通过清洁单元，该清洁单元从图像接收表面14移除吸收剂的残留部分和少量残留油墨。在打印机10中，清洁单元体现为与图像接收表面14接合的清洁叶片95。
[0052]图5示出了运行水性间接喷墨打印机的过程700，该过程在向干燥层上喷射液体墨滴之前，使用亲水组合物来干燥在间接图像接收构件的图像接收表面上形成在亲水组合物中的干燥吸收剂的干燥涂层或“表皮”层。在下文的讨论中，提及过程700完成某动作或功能指控制器，如打印机10中的控制器80执行存储的程序化指令以与打印机的其它部件一起完成所述动作或功能。为示意的目的，过程700结合示出打印机10的图1及示出胶版和涂层的图6A至图6E来描述。
[0053]过程700从打印机向图像接收构件的图像接收表面施加具有液体载体的亲水组合物的层开始(框704)。在打印机10中，鼓12和胶版21在过程700中按过程方向沿指示的圆形方向16移动以接收亲水组合物。在打印机10中，SMU 92向成像鼓12的表面14施加具有液体载体的亲水组合物。
[0054]在一个实施例中，液体载体为水或另一液体，如酒精，其从图像接收表面部分地蒸发并在图像接收表面上留下吸收剂的干燥层。在图6A中，间接图像接收构件504的表面被覆盖以亲水组合物508。SMU 92在胶版21的图像接收表面14上放置亲水组合物以形成亲水组合物的均匀涂层。亲水组合物的较大涂层厚度使其能够形成完全覆盖图像接收表面的均匀层，但较厚的涂层中增大的量的液体载体需要额外的干燥时间或较大的干燥器来移除液体载体以形成吸收剂的干燥层。亲水组合物的较薄涂层需要移除较少量的液体载体来形成干燥层，但如果亲水组合物的涂层太薄，则涂层可能不能完全覆盖图像接收表面。在某些实施例中，具有液体载体的亲水组合物以大约Iym和10 μ m之间的厚度施加。
[0055]过程700继续作为打印机中的干燥器来干燥亲水组合物，移除至少一部分液体载体并在图像接收表面上形成吸收剂的干燥层(框708)。在打印机10中，干燥器96施加辐射热并可能包括鼓风机以使空气流通到鼓12或带13的图像接收表面上。图6B示出了吸收剂512的干燥层。干燥器96移除一部分液体载体，这使图像接收表面上形成的干燥层的层变薄。在打印机10中，在不同的实施例中，干燥层512的厚度在0.14 111至34 111的范围，在某些特定的实施例中，在0.1至0.5 μ m之间。
[0056]吸收剂512的干燥层也称“表皮”层。干燥层512具有均匀的厚度，其基本上覆盖在打印过程中接收水性墨水性墨的图像接收表面的所有部分。如上所述，虽然具有液体载体的亲水组合物包括亲水材料在液体载体中的溶液、悬浮体或分散体，但吸收剂512的干燥层形成覆盖图像接收表面504的连续基质。干燥层512对图像接收表面504的吸附水平较高，而对接触干燥层512的打印介质的吸附水平较低。如下文更详细地描述的，当水性墨滴被喷射到干燥层512的部分上时，水性墨水性墨中的一部分水和其它溶剂渗透干燥层512。干燥层512吸收液体的部分干燥溶胀，但在图像接收表面504上基本保持完好。
[0057]过程700随着具有亲水表皮层的图像接收表面移动通过一个或多个打印头而继续，所述打印头向干燥层和图像接收表面上喷射水性墨滴以形成水性打印潜像(框712)。打印机10中的打印头模块34A-34D喷射CMYK颜色的墨滴以形成打印图像。当水性墨水性墨中的水接触形成在图像接收表面上的吸收剂的干燥层时，干燥层迅速吸收液体水。因此，喷射在图像接收表面中的水性墨水性墨的每个墨滴随着干燥层中的吸收剂吸收液体墨滴中的一部分水而膨胀。水向干燥层512中的吸收也促进水性墨与干燥层中的吸收剂之间的结合以“钉住”或保持液体油墨于图像接收表面504上位置的固定。
[0058]如图6C中所示，接收水性墨524的那部分干燥层512自水性墨吸收水并溶胀，如区域520所示。区域520中的吸收剂吸收油墨中的水和其它溶剂，且吸收剂随水和溶剂的吸收而溶胀。水性墨524包含着色剂如颜料、树脂、聚合物等。基本上不能透过油墨524中的着色剂吸收剂512，故着色剂保留在水性墨铺展于的干燥层512的表面上。由于干燥层512的厚度通常小于lim，故干燥层520中的吸收剂仅自水性墨524吸收一部分水，而水性墨524保留大多数水。
[0059]再看图5，过程700随着图像接收构件上的水性墨的部分干燥过程而继续(框716)。干燥过程自图像接收表面上的水性墨和亲水表皮层移除一部分水，使得转印到打印机中打印介质的水量不产生起皱或打印介质的其它变形。在打印机10中，经加热的空气源136将热空气引导向图像接收表面14以干燥所打印的水性墨图像。在一些实施例中，图像接收构件和胶版被加热至高温以促进油墨和吸收剂的干燥层中液体的蒸发。例如，在打印机10中，在打印过程中，成像鼓12和胶版21被加热到50°C至70°C的温度以使得油墨和干燥层中的吸收剂能够部分干燥。如图6D中所示，干燥过程形成经部分干燥的层528和水性墨532，与图6C的刚打印的水性墨图像相比，其二者均保留较少量的水。
[0060]过程700随着打印机自图像接收表面向打印介质如纸张转印定影水性墨潜像而继续(框720)。在打印机10中，鼓12的图像接收表面14与转印定影压合部19接合以形成压合部18。打印介质，如纸张，移动通过鼓12与转印定影压合部19之间的压合部。压合部中的压力使水性墨潜像和一部分干燥层转印到打印介质。在通过转印定影压合部隙18后，打印介质承载所打印的水性墨图像。如图6E中所示，打印介质536承载所打印的水性墨图像532并且吸收剂528覆盖打印介质536的表面上的油墨图像532。在水性墨图像532在打印介质536上干燥的同时，吸收剂528为水性墨图像提供保护以避免刮擦或其它物理损伤。
[0061]如图6E中所示，由于图像接收表面504对形成在所打印油墨图像532下的吸收剂528的吸附水平低，故在转印定影压合部过程方向隙中水性墨和吸收油墨的干燥层部分与图像接收表面504分离。干燥层512中吸收剂的干燥部分对打印介质536具有极小的粘附，这促进转印定影过程完成后打印介质536与图像接收表面504的分离。相反，现有技术离型剂，如硅油，促进油墨自图像接收表面的释放，但也在图像接收构件与打印介质之间形成粘合层，这在转印定影操作后打印介质与图像接收构件的分离中带来困难。如图6E中所示，在转印定影操作完成后，干燥层512中吸收剂的干燥部分通常保持在图像接收表面504上，因为吸收剂对打印介质的吸附水平低。
[0062]在过程700中，在转印定影操作后，打印机自图像接收表面清洁干燥层中吸收剂的残留部分。例如在一个实施例中，流体清洁系统395在图像接收表面上使用水和洗涤剂的组合加上机械搅动来自带13的表面移除吸收剂的残留部分。例如,流体清洁系统395使用水和洗涤剂的组合来自带13的表面移除吸收剂的残留部分。在打印机10中，可与水结合使用的清洁叶片95与胶版21接合以自图像接收表面14移除残留的吸收剂。例如，清洁叶片95为自胶版21揩擦吸收剂的残留部分的聚合物叶片。
【权利要求】
1.一种用于水性油墨成像系统中的图像转印构件的涂料组合物，所述涂料组合物包含: 亲水组合物；和 表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述水性墨在液体溶剂中包含着色剂，其中所述亲水组合物在液体载体中包含吸收剂，所述吸收剂适于吸收所述水性墨中的所述溶剂。
3.根据权利要求2所述的涂料组合物，其中所述吸收剂适于随吸收所述水性油墨的所述液体溶剂而溶胀。
4.所述涂料组合物，其中当所述亲水组合物被干燥时，所述吸收剂适于所述水性墨中的所述着色剂基本不能透过。
5.根据权利要求2所述的涂料组合物，其中所述液体载体为水。
6.根据权利要求2所述的涂料组合物，其中所述吸收剂包括淀粉。
7.根据权利要求6所述的涂料组合物，其中所述淀粉包括选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、米淀粉、小麦面粉、米粉和玉米粉的淀粉。
8.根据权利要求6所述的涂料组合物，其中所述淀粉为主要由支链淀粉组成的淀粉。
9.根据权利要求6所述的涂料组合物，其中所述淀粉为蜡质淀粉。
10.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述淀粉包括选自蜡质玉米淀粉、蜡质马铃薯淀粉和糯米淀粉的淀粉。
【文档编号】C09D103/02GK104449053SQ201410439975
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】C-H·刘 申请人:施乐公司