用于水性喷墨打印机中的图像表面准备的系统和方法
【专利摘要】本发明提供一种具有表面能施加器的水性喷墨打印机，所述表面能施加器定位成在打印头即将将墨喷射到覆盖层上之前处理覆盖层的表面。利用由施加器产生的电场和带电荷粒子修改覆盖层的表面能影响墨水对覆盖层的附着。该附着从墨撞击到覆盖层上变化直到墨水图像转印到介质。表面能施加器在每个打印周期期间操作以针对形成于覆盖层上的每个墨水图像改变覆盖层的表面能。
【专利说明】用于水性喷墨打印机中的图像表面准备的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及水性间接喷墨打印机，并且特别地，涉及用于水性墨水喷墨打印的表面准备。
【背景技术】
[0002]—般而言，喷墨打印机或打印机包括将液体墨水的液滴或射流喷射到记录或图像形成表面上的至少一个打印头。水性喷墨打印机使用水基或溶剂基墨水，其中色素或其它着色剂悬浮或处于溶液中。一旦水性墨水由打印头喷射到图像接收表面上，水或溶剂蒸发以稳定图像接收表面上的墨水图像。当水性墨水直接喷射到介质上时，当介质多孔、例如是纸时水性墨水倾向于浸透到介质中，并且改变介质的物理性质。由于撞击介质的墨滴的扩散是介质表面性质和孔隙率的函数，因此打印质量将是不一致的。为了解决该问题，已开发出间接打印机，其将墨水喷射到安装到鼓或环形带的覆盖层上。墨水在覆盖层上干燥并且然后转印到介质。这样的打印机避免响应介质与水性墨水中的水或溶剂接触而发生的图像质量、墨滴扩散和介质性质的变化。间接打印机也减小由于用来保持最终墨水图像的完全不同类型的纸和膜的使用而产生的其它介质性质的变化的影响。
[0003]在水性墨水间接打印中，水性墨水喷射到典型地被称为覆盖层的中间成像表面上，并且在将图像转印定影到介质衬底、例如纸的片材之前墨水在覆盖层上部分地干燥。为了保证出色的打印质量，喷射到覆盖层上的墨滴必须在干燥之前扩散并且不聚结。否则，墨水图像看上去呈粒状并且有缺失。缺少扩散也可以导致打印头中的喷墨器缺少或故障以产生墨水图像中的条纹。水性墨水的扩散由具有高能量表面的材料促进。然而，为了促进墨水图像从覆盖层转印到介质衬底，具有带较低表面能的表面的覆盖层是优选的。覆盖层表面的这些直接对立和竞争性质使用于覆盖层的材料的选择困难。减小墨滴表面张力有帮助，但是扩散仍然大体上不足以获得合适的图像质量。增加覆盖层的表面能的覆盖层材料的离线氧等离子体处理已被尝试并且显示有效。由于随着时间的表面污染、磨损和老化，这样的离线处理的好处可能是短期的。
[0004]将涂层材料施加于覆盖层可以促进用墨滴湿润覆盖层表面和从覆盖层表面释放墨水图像。涂层材料具有各种目的，包括湿润覆盖层表面、诱使固体从液体墨水沉淀出来、提供用于墨水中的着色剂的固体基质和/或帮助从覆盖层表面释放打印图像。在覆盖层表面上可靠地形成涂层是挑战性的。如果涂层太薄，则它可能不能形成足以支撑墨水图像的层。如果涂层太厚，则不适当量的涂层可能会转印到具有最终图像的介质上。由任一现象产生的图像缺陷可以明显地降低最终图像质量。因此，期望开发一种提供用于图像形成的高能量表面并且然后为了图像转印而减小表面能而不增加涂覆覆盖层的问题的覆盖层表面。
【发明内容】
[0005]一种水性喷墨打印机已经配置成具有表面能施加器以能够进行所述水性喷墨打印机中的成像表面的表面能调节。所述打印机包括配置成喷射水性墨水的打印头和具有带低表面能的中间成像表面的旋转部件，所述旋转部件连接到电接地并且定位成在所述打印头的前面旋转所述中间成像表面以使所述打印头能够将墨水喷射到所述中间成像表面上，以形成用于打印周期的水性墨水图像。干燥器配置成至少部分地干燥喷射到所述中间成像表面上的水性墨水图像，并且转印辊配置成与所述中间成像表面形成压合部从而当介质穿过所述压合部时使所述中间成像表面上的至少部分干燥水性墨水图像能够转印到介质上。所述表面能施加器配置成生成电场以产生并且朝着所述中间成像表面引导赋能粒子。所述表面能施加器定位成在水性墨水已转印到介质之后并且在所述打印头将水性墨水喷射到用所述赋能粒子处理的所述中间成像表面上之前将所述赋能粒子朝着所述中间成像表面引导。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是打印片材介质的水性间接喷墨打印机的示意图。
[0007]图2是打印连续幅条的水性间接喷墨打印机的示意图。
[0008]图3是水性喷墨打印机中的表面能施加器及其配置的示意图。
【具体实施方式】
[0009]为了本实施例的一般理解，参考附图。在附图中，相似的附图标记始终用于表示相似的元件。当在本文中使用时，术语“打印机”、“打印装置”或“成像装置”一般表示用水性墨水在打印介质上产生图像的装置并且可以包含为了任何目的生成打印图像的任何这样的装置，例如数字复印机、编书机、传真机、多功能机等。图像数据一般包括呈电子形式的信息，其被提供并且用于操作喷墨喷射器以在打印介质上形成墨水图像。这些数据可以包括文本、图形、图片等。用着色剂在打印介质上产生图像、例如图形、文本、照片等的操作一般在本文中被称为打印或标记。水性墨水打印机使用这样的墨水，在该墨水中，水相对于墨水中的着色剂和/或溶剂的量的百分比高。
[0010]当在本文中使用时术语“打印头”表示配置有喷墨喷射器以将墨滴喷射到图像接收表面上的打印机中的部件。典型的打印头包括响应操作喷墨喷射器中的致动器的击发信号而将一种或多种墨水色的墨滴喷射到图像接收表面上的多个喷墨喷射器。喷墨器以一个或多个行和列的阵列布置。在一些实施例中，喷墨器以横越打印头的面的交错对角排布置。各种打印机实施例包括在图像接收表面上形成墨水图像的一个或多个打印头。一些打印机实施例包括布置在打印区域中的多个打印头。图像接收表面、例如中间成像表面在过程方向上通过打印区域移动经过打印头。打印头中的喷墨器在交叉过程方向上跨过图像接收表面成排地喷射墨滴，所述交叉过程方向垂直于所述过程方向。当在该文献中使用时，术语“水性墨水”包括液体墨水，其中着色剂在具有水和/或一种或多种溶剂的溶液中。
[0011]图1示出高速水性墨水图像产生机器或打印机10。如图所示，打印机10是间接打印机，其在围绕中间旋转部件12安装的覆盖层21的表面上形成墨水图像并且然后将墨水图像转印到穿过形成于覆盖层21和转印定影辊19之间的压合部18的介质。现在参考打印机10描述打印周期。当在该文献中使用时，“打印周期”表示准备成像表面以便打印、将墨喷射到准备表面上、处理成像表面上的墨以稳定和准备图像以便转印到介质上和将图像从成像表面转印到介质上的打印机的操作。[0012]打印机10包括直接或间接支撑下面所述的操作子系统和部件的框架11。打印机10包括图像旋转部件12，所述图像旋转部件以鼓的形式显示，但是也可以配置成支撑环形带。图像旋转部件12具有围绕该部件12的圆周安装的外覆盖层21。当部件12旋转时覆盖层在方向16上移动。在方向17上可旋转的转印定影辊19抵靠覆盖层21的表面被装载以形成转印定影压合部18，形成于覆盖层21的表面上的墨水图像在所述转印定影压合部内转印定影到介质片材49上。
[0013]覆盖层由具有较低表面能的材料形成以促进墨水图像从覆盖层21的表面转印到压合部18中的介质片材49。这样的材料包括硅树脂、氟硅树脂、氟橡胶(Viton)等。在墨水图像转印到介质片材49之后表面维护单元(SMU) 92去除留在覆盖层21的表面上的残余墨水。覆盖层的低能量表面在形成良好质量的图像中没有帮助，原因是这样的表面不如高能量表面那样好地扩散墨滴。因此，SMU92的一些实施例也将涂层施加到覆盖层表面。涂层有助于湿润覆盖层的表面、使固体从液体墨水中沉淀出来、提供用于墨水中的着色剂的固体基质和帮助从覆盖层释放墨水图像。这样的涂层包括表面活性剂、淀粉等。在其它实施例中，下面更详细描述的表面能施加器120操作以处理覆盖层的表面以便改善墨水图像的形成而不需要由SMU92施加涂层。
[0014]SMU92可以包括涂层施加器，所述涂层施加器具有带固定体积的涂层材料的容器和弹性供应辊，所述弹性供应辊可以是平滑的或多孔的并且可旋转地安装在容器中以便与涂层材料接触。供应辊可以是由诸如硅树脂或接枝氟橡胶(Viton)的材料制造的弹性体辊或者是网纹辊。涂层材料施加到覆盖层21的表面以在覆盖层表面上形成薄层。SMU92可操作地连接到下面更详细描述的控制器80以使控制器能够选择性地操作供应辊、计量刮刀和清洁刮刀，以将涂层材料淀积和分配到覆盖层的表面上并且从覆盖层21的表面去除未转印墨水像素。
[0015]打印机10包括也被称为鼓上图像(“10D”)传感器的光学传感器94A，当部件12旋转经过传感器时所述光学传感器配置成检测从覆盖层表面14和施加到覆盖层表面的涂层反射的光。光学传感器94A包括在横越覆盖层21的交叉过程方向上布置的单独的光学检测器的线性阵列。光学传感器94A生成对应于从覆盖层表面14和涂层反射的光的数字图像数据。当图像接收部件12将覆盖层21在方向16上旋转经过光学传感器94A时，光学传感器94A生成也被称为“扫描线”的一系列图像数据行。在一个实施例中，光学传感器94A中的每个光学检测器还包括对对应于红、绿和蓝(RGB)反射光颜色的光的波长敏感的三个感测元件。替代地，光学传感器94A包括发射红、绿和蓝光的照明源，或在另一实施例中，传感器94A具有将白光发射到覆盖层21的表面上的照明源并且使用白光检测器。光学传感器94A发射互补色的光发射到图像接收表面上以能够使用光电检测器检测不同的墨水颜色。由光学传感器94A生成的图像数据由控制器80或打印机10中的其它处理器分析以识别覆盖层上的涂层的厚度和面积覆盖率。可以从来自覆盖层表面和/或涂层的镜面或漫射光反射识别厚度和覆盖率。其它光学传感器、例如94B、94C和94D类似地配置并且可以位于围绕覆盖层21的不同位置以识别和评价打印过程中的其它参数，例如缺少的或不操作的喷墨器和在图像干燥之前的墨水图像形成(94B)、用于图像转印的墨水图像处理(94C)和墨水图像转印的效率(94D)。替代地，一些实施例可以包括光学传感器以生成可以用于评价介质上的图像质量的附加数据(94E)。[0016]打印机10也包括在覆盖层21的表面即将进入由打印头模块34A-34D形成的打印区域之前的位置紧挨着覆盖层表面定位的表面能施加器120。下面更详细地描述表面能施加器120的构造和操作。施加器120例如可以是电晕器(corotron)、电晕管(scorotron)或偏压充电棍。在施加器120中使用的电晕器或电晕管的电晕极(coronode)可以是用AC或DC电力操作的施加器中的导体或仅仅供应AC电力的施加器中的介电涂层导体。具有介电涂层电晕的装置有时被称为双电晕器(dicorotron)或二电晕器(discorotron)。
[0017]表面能施加器120配置成在施加器120和覆盖层21的表面之间发射电场,所述电场足以电离两个结构之间的空气并且将带负电粒子、带正电粒子以及带正电和带负电粒子的组合供应到覆盖层表面和/或涂层。电场和带电粒子增加覆盖层表面和/或涂层的表面能。另外，带电粒子的动能可以逐出表面原子并且破坏化学键以增加表面能。覆盖层21的表面的增加表面能使由模块34A-34D中的打印头随后喷射的墨滴能够充分地扩散到覆盖层表面21并且不聚结。
[0018]打印机10包括生成并且控制通过打印区域的空气的流动的气流管理系统100。气流管理系统100包括打印头空气供应部104和打印头空气返回部108。打印头空气供应部104和返回部108可操作地连接到控制器80或打印机10中的一些其它处理器以使控制器能够管理流动通过打印区域的空气。气流的该调节可以通过作为整体的打印区域或关于一个或多个打印头阵列。气流的调节帮助防止墨水中的蒸发溶剂和水在打印头上凝结并且帮助减弱打印区域中的热以减小墨水在喷墨器中干燥(这会堵塞喷墨器)的可能性。气流管理系统100也可以包括传感器以检测打印区域中的湿度和温度，从而能够更精确地控制空气供应部104和返回部108的温度、流动和湿度以保证打印区域中的最佳条件。控制器80或打印机10中的一些其它处理器也可以能够参考图像区域中的墨水覆盖率来控制系统100，或甚至定时系统100的操作，使得当图像未被打印时空气仅仅流动通过打印区域。
[0019]高速水性墨水打印机10也包括具有一种颜色的水性墨水的至少一个源22的水性墨水供应和输送子系统20。由于所示的打印机10是多色图像产生机器，因此墨水输送系统20包括表示四(4)种不同颜色CYMK(青、黄、品红、黑)的水性墨水的四(4)个源22、24、26、28。在图1的实施例中，打印头系统30包括打印头支撑件32，所述打印头支撑件为也被称为打印盒单元的多个打印头模块34A至34D提供支撑。每个打印头模块34A-34D有效地延伸横越覆盖层的宽度并且将墨滴喷射到覆盖层21的表面14上。打印头模块可以包括单打印头或以交错布置配置的多个打印头。每个打印头模块可操作地连接到框架(未显示)并且对准以喷射墨滴从而在覆盖层表面14的涂层上形成墨水图像。打印头模块34A-34D可以包括关联的电子器件、墨水储存器和墨水管道以将墨水供应到一个或多个打印头。在所示的实施例中，管道(未显示)将源22、24、26和28可操作地连接到打印头模块34A-34D以向模块中的一个或多个打印头提供墨水供应。众所周知，打印头模块中的一个或多个打印头可以喷射单色墨水。在其它实施例中，打印头可以配置成喷射两种或以上颜色的墨水。例如，模块34A和34B中的打印头可以喷射青和品红墨水，而模块34C和34D中的打印头可以喷射黄和黑墨水。所示模块中的打印头布置在相对于彼此偏移或交错的两个阵列中以增加由模块打印的每个颜色分离的分辨率。这样的布置能够打印的分辨率是仅仅具有单独一个阵列的喷射一种颜色的墨水的打印头的打印系统的两倍。尽管打印头10包括四个打印头模块34A-34D，每个模块具有打印头的两个阵列，但是替代配置包括不同数量的打印头模块或模块内的阵列。
[0020]在覆盖层表面14上的打印图像离开打印区域之后，图像在图像干燥器130之下经过。图像干燥器130包括加热器，例如辐射式红外、辐射式近红外和/或强制热空气对流加热器134，加热空气源136，以及空气返回部138A和138B。红外加热器134将红外热施加到覆盖层21的表面14上的打印图像以蒸发墨水中的水或溶剂。加热空气源136引导墨水上的加热空气以补充水或溶剂从墨水的蒸发。空气然后由空气返回部138A和138B收集和排出以减小气流干扰打印区域中的其它部件。
[0021]如图进一步所述，打印机10包括例如储存各种尺寸的纸介质片材的一个或多个堆叠的记录介质供应和操作系统40。记录介质供应和操作系统40例如包括片材或衬底供应源42、44、46和48。在打印机10的实施例中，供应源48是用于储存和供应例如呈切割介质片材49的形式的图像接收衬底的高容量纸供应或进给器。记录介质供应和操作系统40也包括具有介质前调节器组件52和介质后调节器组件54的衬底操作和输送系统50。打印机10包括可选的定影装置60以在打印介质穿过转印定影压合部18之后将附加的热和压力施加到打印介质。在图1的实施例中，打印机10包括原稿文档进给器70，所述原稿文档进给器具有文档保持托盘72、文档片材进给和取回装置74和文档曝光和扫描系统76。
[0022]机器或打印机10的各种子系统、部件和功能的操作和控制借助于控制器或电子子系统(ESS)80执行。ESS或控制器80可操作地连接到图像接收部件12、打印头模块34A-34D(和因此打印头)、衬底供应和操作系统40、衬底操作和输送系统50，以及在一些实施例中，一个或多个可选的光学传感器94A-94E。ESS或控制器80例如是独立、专用小型计算机，具有带电子存储装置84的中央处理单元(CPU)82和显示器或用户接口(UI)86。ESS或控制器80例如包括传感器输入和控制电路88以及像素放置和控制电路89。另外，CPU82读取、俘获、准备和管理图像输入源、例如扫描系统76或在线或工作站连接90与打印头模块34A-34D之间的图像数据流。因而，ESS或控制器80是用于操作和控制所有其它机器子系统和功能(包括下述的打印过程)的主要多任务处理器。
[0023]控制器80可以用执行编程指令的通用或专用可编程处理器实现。执行编程功能所需的指令和数据可以存储在与处理器或控制器关联的存储器中。处理器、它们的存储器和接口电路将控制器配置成执行下述的操作。这些部件可以设在印刷电路板上或作为电路设在专用集成电路(ASIC)中。电路的每一个可以用独立处理器实现或者多个电路可以在相同处理器上实现。替代地，电路可以用设在超大规模集成(VLSI)电路中的分立部件或电路实现。而且，本文中所述的电路可以用处理器、ASIC、分立部件或VLSI电路的组合实现。
[0024]在操作中，用于待产生的图像的图像数据从扫描系统76或经由在线或工作站连接90发送到控制器80以便处理和生成输出到打印头模块34A-34D的打印头控制信号。另夕卜，控制器80例如经由用户接口 86从操作者输入确定和/或接收相关子系统和部件控制，并且因此执行这样的控制。因此，适当颜色的水性墨水输送到打印头模块34A-34D。另外，相对于覆盖层表面14执行像素放置控制以形成对应于图像数据的墨水图像，并且可以呈介质片材49的形式的介质由源42、44、46、48中的任何一个供应并且由记录介质输送系统50操作以便定时输送到压合部18。在压合部18中，墨水图像从覆盖层和涂层21转印到转印定影压合部18内的介质衬底。
[0025]尽管图1中的打印机10和图2中的打印机200描述为具有围绕中间旋转部件12安装的覆盖层21，但是可以使用图像接收表面的其它配置。例如，中间旋转部件可以具有整合到它的圆周中的表面，该表面能够使水性墨水图像形成于其上。替代地，覆盖层可以配置成环形带并且与图1和图2中的部件12 —样旋转以便形成水性图像。这些结构的其它变化可以配置用于该目的。当在该文献中使用时，术语“中间成像表面”包括这些各种配置。
[0026]在一些打印操作中，单墨水图像可以覆盖覆盖层21的整个表面14(单节)或多个墨水图像可以淀积在覆盖层21上(多节)。在多节打印架构中，图像接收部件的表面可以分隔成多个段，每段包括文档区域中的全页图像(即，单节)和分离形成于覆盖层21上的多个节的文档间区域。例如，两节图像接收部件包括由围绕覆盖层21的圆周的两个文档间区域分离的两个文档区域。类似地，例如四节图像接收部件包括四个文档区域，每个对应于在覆盖层21的经过或回转期间形成于单介质片材上的墨水图像。
[0027]—旦一个图像或多个图像在控制器80的控制下形成于覆盖层和涂层上，所示的喷墨打印机10操作打印机内的部件以执行用于将一个图像或多个图像从覆盖层表面14转印和定影到介质的过程。在打印机10中，控制器80操作致动器以驱动介质输送系统50中的一个或多个辊64，从而在过程方向P上将介质片材49移动到邻近转印定影辊19的位置并且然后通过转印定影辊19和覆盖层21之间的转印定影压合部18。转印定影辊19将压力施加到记录介质49的背面以便将记录介质49的正面压靠在覆盖层21和图像接收部件12上。尽管也可以加热转印定影辊19，但是在图1的示例性实施例中，转印定影辊19未被加热。相反地，用于介质片材49的预加热器组件52设在通向压合部的介质路径中。前调节器组件52将介质片材49调节到有助于将图像转印到介质上的预定温度，因此简化转印定影辊的设计。由转印定影辊19在加热介质片材49的背面上产生的压力促进图像从图像接收部件12转印定影(转印和定影)到介质片材49上。图像接收部件12和转印定影棍19的旋转或滚动不仅将图像转印定影到介质片材49上，而且有助于将介质片材49输送通过压合部。图像接收部件12继续旋转以能够重复打印过程。
[0028]在图2所示的实施例中，相似的部件用图1中的打印机的描述中所使用的相似的附图标记识别。图1和图2的打印机之间的一个区别是所使用的介质的类型。在图2的实施例中，介质辐条W根据需要从介质卷204解卷并且未显示的各种电机旋转一个或多个辊208以推进介质辐条W通过压合部18使得介质辐条W可以卷绕到辊212上以便从打印机去除。替代地，介质可以被引导到执行诸如切割、粘结、整理和/或装订介质等的任务的其它处理站。打印机10和200之间的另一个区别是压合部18。在打印机200中，由于介质辐条W连续地存在于压合部中，转印辊持续保持压靠覆盖层21。在打印机10中，转印辊配置成用于朝着和远离覆盖层21选择性地移动以能够选择性地形成压合部18。压合部18在图1的实施例中与介质到达压合部以接收墨水图像同步地形成并且当介质的后缘离开压合部时从覆盖层分离以去除压合部。
[0029]在图3中更详细地显示表面能施加器120。表面能施加器120包括定位成面对水性墨水所喷射到其上的覆盖层21的表面的充电装置304，以及连接到覆盖层21的相对侧上的电接地的电接地电极308。在图3所示的实施例中，表面能施加器处于相对于电接地为负或正的一个电势，并且旋转部件连接到电接地以保证旋转部件和/或覆盖层的表面处于不同的电势。然而在其它实施例中，旋转部件和表面能施加器可以处于相同或不同极性的不同电势。在一个实施例中，充电装置生成足够高以导致空气击穿的电场，所述电场从充电装置朝着覆盖层21的表面延伸。“空气击穿”表示电能去除来自空气中的分子的电子。电子的去除产生各种反应组分的带负电电子和带正电离子。例如，由电场赋能的空气中的氧、氮或一氧化二氮分子被撞掉电子以产生带正电离子。电子也可以附着到中性原子以生成带负电离子。电场也生成朝着覆盖层的表面引导一些离子和/或电子的电动势。由电场电离的空气的区域被称为电晕。
[0030]已观察到离子和/或电子的淀积增加墨滴扩散。墨滴扩散的该增加被认为由各种机制产生。这些机制中的一些是由仅仅带正电离子、仅仅带负电离子、带正电和带负电离子的组合的淀积和/或带负电电子的淀积产生的覆盖层的表面能增加。被认为有助于增加墨滴扩散的其它机制是从一些淀积离子和形成覆盖层的材料之间的化学相互作用破坏化学键或者键由撞击覆盖层材料的分子的离子的高动能破坏。
[0031]充电装置304可以是大间隙充电装置或小间隙充电装置。当在该文献中使用时，“大间隙充电装置”表示充电装置的发射器从覆盖层表面分离0.5到5mm。当在该文献中使用时，“小间隙充电装置”表示充电装置的发射器接触覆盖层表面或从覆盖层表面分离不超过大约50μπι。因此，在大间隙充电装置中，电晕典型地位于装置的区域中并且不接触表面。大间隙充电装置的例子包括电晕器和电晕管，其可以具有由导电销、线或介电涂层线制造的电晕极(生成电晕的电极)。大间隙充电装置被认为淀积动能太弱的电荷以致于不能破坏覆盖层表面中的键。小间隙充电装置包括接触和/或非接触偏压充电辊。这些装置生成“接触”充电装置的表面和覆盖层的表面的电晕。这些类型的装置在气隙中生成很高幅度的电场，产生增加覆盖层表面上的键破坏和表面损坏的可能性的高动能离子。充电装置304也可以是通过与表面接触为覆盖层表面充电的摩擦电装置。这样的摩擦电装置不生成电晕以为表面充电。相反地，摩擦电装置由不同于覆盖层表面的材料制造并且响应覆盖层表面与摩擦电装置移动接触在覆盖层表面上生成静电荷。
[0032]充电装置304的高压偏压可以在至少五种模式下操作。五种模式为(I)正偏压电压，⑵负偏压电压，⑶仅仅AC电压，(4)具有正DC偏压的AC电压，以及(5)具有负DC偏压的AC电压。第一模式从正离子淀积在覆盖层表面上在覆盖层表面上产生净正电荷。第二模式从负离子和电子淀积在覆盖层表面上在覆盖层表面上产生净负电荷。第四模式从正和负离子以及电子淀积在覆盖层表面上在覆盖层表面上产生净正电荷。第五模式从正和负离子以及电子淀积在覆盖层表面上在覆盖层表面上产生净负电荷。
[0033]在使用仅仅AC电压的模式下，覆盖层表面上的净电荷为零，但是充电装置在覆盖层表面上淀积相等量的带正电和带负电组分。该结果是有利的，原因是当墨滴从打印头喷射时电荷存在于覆盖层表面上可以影响墨滴。具体地，覆盖层表面上的电荷可以导致墨滴的尾部从墨滴主体分离并且返回到打印头面。这些分离尾部在本领域中被称为伴墨(satellite)。伴墨存在于打印头面上可以堵塞或以另外方式干扰打印头的操作。为了在仅仅AC电压模式下操作充电装置，充电装置典型地用不对称AC电压进行操作。尽管覆盖层表面被充电，但是电场可能太小以致于不能影响打印头表面的伴墨形成和打印头污染。间隙中的电场是表面电荷密度、覆盖层的厚度、覆盖层的电性质(电阻率和介电常数)以及覆盖层和打印头之间的气隙的尺寸的强函数。如果覆盖层是导电的和/或如果介电厚度(厚度/介电常数)比气隙的尺寸小，则电场小。
[0034]尽管表面能施加器120增加覆盖层的表面能，但是覆盖层上的墨滴的喷射和墨水图像的随后干燥及其转印到介质耗尽该能量中的一些。因此，在覆盖层返回到与打印头相对的位置以便打印之前表面能施加器120在每个打印周期操作以增加覆盖层的表面能。由于表面的增加至少部分地由墨水图像到达压合部18的时间消耗，因此墨水图像的转印由覆盖层的低表面能促进。因此，在打印头紧前方的位置使用表面能施加器120允许覆盖层表面处于用于墨水喷射和附着的较高水平并且然后消耗以有助于墨水图像的转印。换句话说，墨水附着到表面确定墨转印到介质的效率。影响墨水附着的表面能的多少取决于接触表面的材料的状态(例如，液体、固体、气体)。因此，上述的表面能处理可以强有力地增加墨水的喷射处的低粘性液体的附着，但是表面处理对墨的转印处的部分干燥墨水的附着的影响可以减弱。换句话说，墨水的附着可能涉及覆盖层的表面能修改和墨水的状态(液体对半固体或“湿”固体)之间的相互作用。
[0035]光学传感器94A至94D中的一个或多个可以用于生成中间成像表面和表面上的喷射墨的图像数据。用于生成图像数据的传感器可以位于干燥站之前或之后以能够进行充电装置上的偏压的闭环控制。可以参考由控制器处理图像数据以测量墨滴的扩散实现该闭环控制。墨滴扩散直径然后与墨滴扩散的预定阈值比较。响应扩散直径下降到低于预定阈值调节充电装置的偏压。在一些实施例中，扩散直径与上阈值和下阈值比较，并且响应扩散直径在上阈值和下阈值之间的范围之外，调节充电装置。该过程可以重复直到墨滴直径(墨滴扩散)命中扩散的目标水平。
【权利要求】
1.一种打印机，其包括: 打印头，所述打印头配置成喷射水性墨水； 具有中间成像表面的旋转部件，所述旋转部件定位成在所述打印头的前面旋转所述中间成像表面以使所述打印头能够将墨水喷射到所述中间成像表面上以形成用于打印周期的水性墨水图像； 干燥器，所述干燥器配置成至少部分地干燥喷射到所述中间成像表面上的水性墨水图像； 转印辊，所述转印辊配置成与所述中间成像表面形成压合部，从而当介质穿过所述压合部时使所述中间成像表面上的至少部分干燥水性墨水图像能够转印到介质上；以及表面能施加器，所述表面能施加器配置成生成电场以产生赋能粒子并且朝着所述中间成像表面引导赋能粒子，所述表面能施加器被定位成在水性墨水已转印到介质之后并且在所述打印头将水性墨水喷射到用所述赋能粒子处理的所述中间成像表面上之前朝着所述中间成像表面引导所述赋能粒子。
2.根据权利要求1所述的打印机，所述旋转部件还包括: 低能量表面，所述打印头将墨水喷射到所述低能量表面上。
3.根据权利要求1所述的打印机，其中所述旋转部件和所述表面能施加器处于不同的电势。
4.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还包括: 小间隙电晕生成装置。
5.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还包括: 大间隙电晕生成装置。
6.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还配置成用正高电压操作。
7.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还配置成用负高电压操作。
8.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还配置成用AC电压源操作。
9.根据权利要求1所述的打印机，所述表面能施加器还配置成:对于用所述打印头、所述干燥器和所述转印辊执行的每个打印周期，生成电场并且朝着所述覆盖层引导带电荷粒子。
10.根据权利要求1所述的打印机，其还包括: 光学传感器，所述光学传感器定位成生成所述中间成像表面的图像数据；以及控制器，所述控制器可操作地连接到所述光学传感器和所述表面能施加器，所述控制器配置成处理由所述光学传感器生成的图像数据以测量所述中间成像表面上的墨滴的墨滴扩散并且响应被测量墨滴扩散小于预定阈值调节提供给所述表面能施加器的电力。
【文档编号】B41J2/01GK103991283SQ201410006889
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2013年1月16日
【发明者】C·A·迪鲁比奥, P·J·麦康维尔, C·G·林恩, A·S·康德埃洛 申请人:施乐公司