喷墨打印机或任 何其它合适的应用装置形成于表面上的疏水材料。
[0025] 打印机100包括成像鼓104、转印定影辊108、成像鼓加热器112、旋转致动器116 和衬底加热器120。打印机100包括将液化相变墨滴或其它疏水材料喷射到成像鼓104的 表面上的一个或多个喷墨打印头124。成像鼓104和转印定影辊108在压合部106中彼此 接合。在打印机100中，机械、气动或液压致动器将成像鼓104和转印定影辊108保持在一 起以形成压合部106并且将压力施加到通过压合部106的衬底。在一些实施例中，致动器也 将成像鼓104和转印定影辊108移动成接合以形成压合部106或移动成脱离接合。例如， 旋转致动器116是以选定速度范围旋转成像鼓104的电动机。当接合到成像鼓104时转印 定影辊108响应成像鼓104的运动而旋转。
[0026] 在设备180中，衬底输送装置在由箭头130指示的方向上推动衬底通过压合部 106。衬底输送装置包括一个或多个致动器和皮带、辊以及与成像鼓104和转印定影辊108 的运动同步地将衬底移动通过压合部106的其它输送装置。成像鼓104和转印定影辊108 是推动衬底通过压合部106的衬底输送系统的一部分。在设备180包含在喷墨打印机中的 实施例中，打印机中的介质输送系统将衬底输送到设备180并且衬底移动通过形成于设备 180中的第一辊154和第二辊158之间的压合部166。
[0027] 在设备180中，清洁辊174形成有从第二辊158的表面去除相变墨或其它疏水材 料的硅树脂表面层或另一表面层。第二辊158典型地涂覆有低表面能材料，如聚四氟乙烯 或另一合适的涂层，从而减小第二辊158和疏水材料144之间的附着。在操作期间，疏水材 料144的小部分可能附着到第二辊158,并且清洁辊174去除残余疏水材料以防止通过压合 部166的后续衬底的污染。
[0028] 图1描绘实施例中的设备180的配置，其中设备180是喷墨打印机的一部分。在 图1中，描绘为控制器190的数字电子控制单元（ECU)接收对应于将形成于衬底上的疏水 材料的预定图案和形状的数字图像数据。在设备180中，打印头124将相变墨滴喷射到成 像鼓104的表面上以形成墨潜像140。在一个实施例中，成像鼓104完成经过打印头24的 多个旋转并且打印头124在每个旋转期间形成转印到衬底152的相变墨的附加层。在打印 机100的一个实施例中，致动器（未显示）使转印定影辊108脱离与成像鼓104接合。致 动器116使成像鼓104旋转经过打印头124并且成像鼓104在两个或更多个旋转的过程中 接收来自打印头124的墨潜像。在一个实施例中，打印头124在成像鼓104的表面上形成 单个墨潜像的四层。一旦墨潜像形成于成像鼓104上，转印定影辑108接合成像鼓104并 且衬底152通过压合部106以接收多层墨潜像。
[0029] 在图1的另一实施例中，打印机100使衬底152通过压合部106两次或更多次以 由墨的多个层形成打印图像。例如，在图1中相变墨142的第一层形成于衬底152的表面 156上。当成像鼓104承载由打印头124喷射的相变墨140的附加层时介质输送装置如路 径130所示将衬底152第二次移动通过压合部106。介质路径130不包括双工单元，所述双 工单元通常在打印机中用于双面打印以在每次通过压合部106期间使衬底152的侧156接 合成像鼓104。在一个配置中，控制器190操作打印头124以在衬底152的每次通过期间形 成相同图像使得相变墨的单个打印图案形成于衬底的一侧上。例如，墨潜像140与已经形 成于衬底152上的墨图像142对准，从而形成包括图像140和142中的相变墨的组合体积 的组合图像144。多次通过使打印机100能够将比通常用于常规打印操作更大的量的相变 墨淀积在衬底152上。在一些实施例中，打印机100使衬底152通过压合部106四次以在 衬底152的一侧上形成相变墨的四层。
[0030] 在图1中，衬底输送装置将衬底152(如纸的片材或长形卷）移动通过压合部106。 在一个实施例中，成像鼓加热器112将成像鼓104的表面加热到57°C并且致动器116以五 英寸每秒（IPS)的线性表面速度旋转成像鼓104和转印定影辊108以将疏水材料潜像144 转印到衬底152的一侧156。在替代实施例中，转印定影速度更快或更慢以调节打印介质 152在压合部中的"停留时间"。当在本文中使用时，术语"停留时间"指的是打印介质152 的指定部分在压合部中接收来自形成压合部的辊的热和压力花费的时间量。停留时间量与 形成压合部的辊的表面面积和通过压合部的衬底的线性速度相关。例如，在压合部166中 停留时间与辊154和158的表面面积和通过压合部166的衬底152的线性速度相关。停留 时间选择成使疏水材料能够穿透衬底以形成用于衬底中的流体通道和其它疏水结构的壁。 选定停留时间可以基于打印介质152的厚度和孔隙率、压合部166中的温度梯度、压合部 166中的压力和疏水材料的粘性特性变化。更大的辊典型地形成具有更大表面面积的压合 部。因此，具有更大辊直径的设备180的一个实施例以更高的线性速度操作以获得与具有 更小直径辊和更低线性速度的设备180的另一实施例相同的停留时间。在设备180的不同 操作模式下，选定停留时间在大约〇. 1秒到10秒的范围内。
[0031] 打印介质152的空白侧160在成像操作期间接合转印定影辊108。压合部106中 的热和压力散布衬底152的表面上的疏水材料140以在第一侧156上形成打印图像，在图1 的多次通过的实施例中，疏水材料140与疏水材料142组合。在图1中所示的成像操作之 后，疏水材料144的大部分保持在衬底152的表面156上或附近。
[0032] 在打印机100中，在衬底152的一次或多次通过以接收打印图像144之后介质输 送装置将衬底152移动到设备180。介质输送装置如路径134所示将衬底移动到设备180。 设备180包括第一辊154、第二辊158、可选的衬底加热器170和清洁辊174。第一辊154和 第二辊158彼此接合以形成压合部166。在设备180中，机械、气动或液压致动器将辊154 和158保持在一起以形成压合部166并且将压力施加到通过压合部166的衬底。在图1的 实施例中第一辊154和第二辊158以1，000镑每平方英寸（PSI)的压力将压力施加到衬底 152和疏水材料144。在其它配置中，压合部166中的压力在800PSI到3, 000PSI之间并且 基于衬底的性质和疏水材料的组分被选择。加热器162可操作地连接到第一辊154并且配 置成将第一辊154加热到比第二辊158更高的温度。在疏水材料144已转印到衬底152的 一侧156之后介质输送装置将衬底152移动通过压合部166。
[0033] 在图1的例子中，致动器168旋转第一辊154以使衬底152能够在方向134上移 动通过压合部166,而第二辊158自由地旋转，同时接合承载疏水材料144的衬底152的打 印侧156。第一辊154的高温形成压合部166中的温度梯度，并且第一辊154接合衬底152 的第二侧160。如下所述，温度梯度使疏水材料144的打印图案能够穿透衬底152的厚度， 同时减小疏水材料144的横向散布。
[0034] 在设备180中当衬底通过压合部166时可选的衬底加热器170将衬底的温度升 高到预定温度。在一个实施例中，当衬底接近压合部166时衬底加热器170将衬底加热到 60°C。辊加热器162将第一辊154的表面加热到大约100°C，而第二辊158的表面保持在大 约60-70 °C的较低温度。在一个实施例中，第二辊158包括比第一辊154更大的直径以使 第二辊158的表面在接合压合部166中的较高温度的第一辊154之后冷却。在其它实施例 中，辊在尺寸上大致相等或者第一辊154在直径上大于第二辊158。辊加热器162和衬底加 热器170体现为设备180中的电辐射加热器。在图1的实施例中，当衬底152通过压合部 166时致动器168以大约一英寸每秒的线性速度旋转第一辊154和第二辊158。衬底152 的线性速度与在压合部166中的停留时间成反比。停留时间受到影响压合部166的物理尺 寸的辊154和158的表面面积和衬底152的线性速度影响。在设备180中，停留时间在大 约0. 1秒到10秒之间并且控制器190调节衬底152的线性速度以产生在压合部166中的 选定停留时间。
[0035] 在替代实施例中，设备180的操作参数被调节以修改压合部166中的温度梯度和 衬底152在压合部166中的停留时间，从而控制疏水材料144穿透通过衬底152。在设备 180的不同实施例中，压合部166中的温度梯度和压力以及衬底152在压合部166中的停留 时间被调节以产生针对具有不同直径的辊的选定停留时间。
[0036] 图1描绘当已经在一侧156上承