专利名称：可复用纸质介质以及带有不兼容介质传感器的打印机的制作方法
技术领域：
本公开内容主要涉及用于使用无墨打印机在包括标记材料的可兼容介质上形成 图像的衬底、方法和设备。更具体而言，所述可兼容介质是无墨打印衬底，该无墨打印衬底 包括可被传感器探测的标记材料，以确定该介质是否与无墨打印机兼容。在实施方案中，本 公开内容涉及包括标记材料的无墨打印衬底，诸如使用被暴露于紫外(UV)线时可被探测 到的成分作为标记材料的无墨打印纸张，所述成分可被漫布在一作为在衬底中或衬底上的 干涂层的聚合物中。其他实施方案涉及使用包括该标记材料的无墨打印衬底的无墨打印方 法，以及用于该类打印的设备和系统。相关申请的交叉引用已知的是，使用光致变色材料的成像技术，该光致变色材料 是进行可逆或不可逆 的光导致的变色的材料。例如，第3，961，948号美国专利公开了一种以光致变色成像层中 的可见光导致的变化为基础的成像方法，其中所述光致变色成像层包括在有机薄膜成型粘 合剂中分布的至少一种光致变色材料。其他已知的光致变色材料可见于下述专利申请中 2004年4月29日递交的第2005/0244742号美国专利申请公开文本；2004年4月29日递 交的第2005/0244743号美国专利申请公开文本；2004年4月29日递交的第2005/0244744 号美国专利申请公开文本，以及2008年9月8日递交的第12/206，136号美国专利申请，这 些申请的公开内容通过引用整体纳入本文。这些和其他光致变色(或可重复成像的或电子)纸张是符合需要的，因为它们可 以提供能被重复使用多次的成像介质，以暂时性地存储图像和文档。例如，基于光致变色的 介质的应用包括可重复成像的文档，诸如电子纸张文档。可重复成像的文档允许了信息被 保留至用户所需的时间，接着信息可以被擦除，或该可重复成像的文档可以使用具有不同 信息的成像系统再次成像。暂时性文档打印机例如在下述申请中已知2007年6月13日递交的第 11/762，327号美国专利申请，2007年2月13日递交的第2008/0191136号美国专利申请公
开文本，以及与本文同时递交的第_号(Xerox卷号20090114-US-NP)美国专利申
请，上述每一个的公开内容通过引用整体纳入本文中。
背景技术：
为解决关于喷墨打印机的问题，开发了使用无墨打印纸张和衬底(可复用介质) 的无墨打印。可复用介质是可以被多次地成像、擦除，以及再次成像的可无墨打印的介质， 因此消除了每当用户打印新图像时都将图像打印在新的一页纸上的需要。但是，因为可复 用介质与传统纸张在视觉和触觉上都十分相似，显著的风险是，用户将疏忽地在无墨打印 机的进纸盒中将常规的墨水打印纸张与可复用介质混合。如果错误的介质类型在无墨打印机的介质进给盒中停止，会发生意想不到的打印 故障。于是用户可能对打印效果沮丧和失望，并错误地将劣质的打印质量或打印错误归因 于打印机本身，而不是归因于错误混合的介质。在这种情况下，用户可能继续向打印机重复提交打印任务直到在正确的介质类型上出现满意的打印效果，或者最多是，一旦问题变得明显时用户将不得不再次提交打印任务。因此，大量的纸张和时间将被浪费，增加了打印成 本。
发明内容
通过提供使用通过紫外线、加热、红外线、超声波或其他已知的纸张无墨打印方法 可成像的成分的可复用图像形成介质，本公开内容解决了这些和其他需要。另外，该可复用 介质包含可以被传感器探测的可见或不可见的标记材料。标记材料可以被纳入无墨打印机 装置的传感器探测，因此确定纸张是否为可复用介质或常规纸张介质。以这种方法，通过 将不兼容介质进给至分立的介质盒，以及在下一可用的可复用介质上进行可复用介质的打 印，可以避免打印错误。在此描述的是一种可复用图像形成介质，其包括衬底；成像层，其涂布在衬底上或注入衬底中，其中对该成像层的照射生成图像；以及标记材料，其涂布在衬底或成像层上或注入衬底或成像层中，该标记材料可以被 传感器探测。优选地，衬底选自以下材料玻璃、陶瓷、木材、塑料、纸张、织物、纺织品、金属、白
纸，以及涂布纸。优选地，所述标记材料在环境光下可见。优选地，所述标记材料被布置为覆盖图像形成介质的外边缘的至少一部分的对称 样式。此外描述的是，一种用于将图像打印至可复用图像形成介质的系统，该系统包 括进纸盒，其用于保存包括可复用图像形成介质的图像形成介质；无墨打印机装置，其用于可复用图像形成介质的无墨打印；传送路径，其从进纸盒传送该图像形成介质；传感器，其沿传送路径布置并且在无墨打印机装置的图像形成源之前，该传感器 能够检测图像形成介质上是否存在标记材料，并输出一信号；以及决定单元，其基于传感器的信号输出决定是否使无墨打印机在进给经过传感器的 图像形成介质上打印图像。优选地，所述传感器包括用于照明标记材料的照明源。优选地，所述无墨打印机装置是紫外打印机，该紫外打印机具有紫外LED作为图 像形成源，以用于在可复用图像形成介质上形成图像。优选地，该紫外LED也用于照明标记材料。优选地，所述无墨打印机装置是基于热量的打印机。优选地，如果未检测到标记材料，进给经过传感器的图像形成介质绕过该图像形 成源。优选地，所述图像形成系统还包括喷墨打印头；
替代传送路径，其用于将图像形成介质从传感器传送至喷墨打印头；其中如果未检测到标记材料，能够将图像形成介质沿替代传送路径传送。在另一方面，本公开内容提供了一种在可复用图像形成介质上生成图像的方法，该方法包括提供可复用图像形成介质；用标记材料标记该可复用图像形成介质，该标记材料被传感器可探测；用所述传感器扫描该有标记的可复用图像形成介质，所述传感器提供输出，该输 出指示是否探测到标记材料；基于传感器的输出确定是否在图像形成介质上打印图像，其中如果探测到标记材料，则将所述图像打印在图像形成介质上。优选地，如果探测到标记材料，照明装置用于在图像形成介质上打印图像。
图1图解了可复用图像形成介质，其具有布置在其上的标记材料。图2图解了用于将图像打印至包含标记材料的可复用图像形成介质的系统。
具体实施例方式本公开内容提供了用于不使用墨水或墨粉地打印图像以及将可复用打印介质与 不兼容的纸张介质分离的打印介质、方法以及打印机系统。可复用打印介质具有特别的可 成像成分，且其不使用墨水或墨粉而被“打印”(也即，图像被形成在可复用介质上)，例如 通过使用紫外线形成图像，且可复用介质还包括标记材料。因此可复用介质允许了使用不 需要补充墨水或墨粉的打印机形成图像，以及当打印机探测到标记材料时，替代地例如通 过使用紫外光源诸如LED在纸上形成图像。可以使用任何已知或进一步发展的可重复成像介质作为复用介质。实施方案的细节将参考附图描述。总体而言，在如图1所示的各种示例性实施方案中，提供了一种无墨纸张或图像 形成介质10，其使用了无需使用墨水而例如使用紫外线成像的成分。无墨纸张或图像形成 介质10进一步设置了标记材料20，该标记材料用于指示无墨纸张或图像形成介质10与无 墨打印机例如紫外线打印机的兼容性。图像形成介质可以包括在其至少一侧涂布或注入成像层的支撑衬底。根据需要， 所述衬底可以仅在其一侧或在两侧被涂布或注入成像层。当成像层被涂布或注入到两侧 时，或当期望更高可见度的图像时，在支撑衬底和成像层之间或在支撑衬底的与涂布的成 像层相对的一侧上可以包括不透明层。因此，例如，如果需要单侧的图像形成介质，该图像 形成介质可以包括在一侧涂布或注入成像层，并在另一侧涂布不透明层诸如白色层的支撑 衬底。同样地，图像形成介质可以包括在一侧涂布或注入成像层，并在该衬底和成像层之间 涂布或注入不透明层的支撑衬底。如果需要双侧的图像形成介质，那么图像形成介质可以 包括支撑衬底，在其两侧涂布或注入成像层，其中至少一个不透明层置于两个涂布的成像 层之间。当然，如果需要，可以使用不透明支撑衬底诸如常规纸张来代替单独的支撑衬底和 不透明层。
可以使用任何适合的支撑衬底。例如支撑衬底的适合的实施例包括玻璃、陶瓷、 木材、塑料、纸张、织物、纺织产品、聚合物薄膜、无机衬底诸如金属，以及类似材料。所述塑 料例如可以是塑料薄膜，诸如聚乙烯薄膜、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚 苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜。所述纸张例如可以是诸如XEROX 4024纸张等的白纸、方格记 事本纸、证券纸、诸如Sharp Company硅涂布纸张等的硅涂布纸、Jujo纸以及类似纸张。所 述衬底可以是单层或多层，其中每层是相同或不同的材料。所述衬底可以具有例如从约0.3 毫米至约0. 5毫米的厚度范围，但如果需要，也可以使用更小或更大的厚度。在实施方案中，图像形成介质通常包括成像层以及标记材料，该成像层被涂布在适合的衬底材料上或注入其中，或者夹在第一和第二衬底材料之间，该标记材料是可见或 不可见的，并被涂布在衬底材料之上或注入其中。成像层可以包括任何适合的材料，该材料在当暴露于活化能量诸如紫外线时，从 第一清澈状态切换至第二有色状态。通过各种方法——诸如将该成分加热至将图像形成 反应扭转的温度，因此将材料返回至其清澈状态——实施方案中的色彩状态变化可以被逆 转，因此图像被“擦除”，而图像形成介质恢复至清澈状态标记材料可以是可以被涂布在衬底材料上或注入衬底材料中并提供光学或光谱 响应的任何适合的材料。标记材料可以是肉眼可见的或不可见的。标记材料通过传感器可 探测，因此，一个装置可以确认(通过探测标记材料)无墨打印可以获得正确的介质类型。 以这样的方式，如果不兼容的介质(诸如常规纸张)被无意地装载入介质进给盒，打印错误 可以通过拒绝不兼容介质得到避免。标记材料可以在图像形成介质上被布置为避免占据图像形成介质的待成像的部 分。标记材料也可以在图像形成介质上被布置为占据图像形成介质的待成像的部分。因此 标记材料并非必定影响图像形成介质的打印质量，并因此可不影响标记材料或图像质量而 成像。所期望的是，标记材料不占据图像形成介质的待成像的部分。出于这一考虑，标 记材料通常被布置在图像形成介质的介质外边缘的部分上，在介质的页边空白或介质的角 上。标记材料可以在图像形成介质上被布置为对称或不对称的样式。标记可以被形成 为占据图像形成介质的一个或多个边缘的整个区域，诸如图像形成介质的四个角或四个边缘。因为图像形成介质在介质的两侧或所有侧均可成像，图像形成介质优选地将标记 材料布置在图像形成介质的两侧或所有侧上。所期望的是，标记材料以对称样式被布置在图像形成介质的两侧或所有侧上。这 提供了以下有利效果例如，不论如何将图像形成介质插入无墨打印机进纸盒，标记材料将 都处于可以被传感器探测的位置。图1图解了标记材料被布置在可复用介质的一侧的每一 个角。图像形成介质上的标记材料的尺寸可以变化。可以在图像形成介质上布置各种形 状和尺寸的标记材料标识。例如，标记材料标识可以在尺寸上小至1微米或更大。标记材 料的尺寸也可以在尺寸上小至3毫米或更大。较小尺寸的标记材料标识可能需要较高保真 度的传感器和/或较高功率的照明装置以产生能够被探测到的光谱响应。
可以使用任意适合的可见标记材料，其中该标记材料在环境光下人眼可见。可以 使用各种标记材料，诸如彩色或黑白的墨水、染料、墨粉、发色团功能聚合物以及类似物。可见标记材料可以通过被调谐至该可见标记材料的特定光谱响应的传感器探测。 此外，可见标记材料还可以包括不可见荧光材料，以通过被调谐至该不可见荧光材料的光 谱响应的的传感器探测。
标记材料通常也可以被称为“绿色”标记。像这样，该绿色标记向人们表明所标记 的纸张是可复用纸张并是环境友好或“绿色”的。在这方面，可见绿色标记提供了这样的额 外有利效果向旁观者表明了使用该可复用纸张的人是注意环境的。也可以使用不可见标记材料。不可见意为，在环境光条件下，所述材料基本不能为 人的肉眼所见。该材料可被制成当暴露至活化辐射时可以被传感器探测到，例如可被制成 通过被暴露至紫外线而在可探测到的时间段内发出荧光，以及传感器则可以探测到该材料 或该材料的光谱响应。任意适合的不可见标记材料也可以与可见标记材料结合或分开使用。可能使用的 各种不可见标记材料包括荧光染料、荧光颜料、量子点、荧光功能聚合物以及类似物。适合的荧光墨水市场上有售，例如Risk Reactor的IF2系列。当暴露至紫外线时， Risk Reactor的IF2系列可以发出红、绿、黄、蓝或任意其他所需的明亮颜色。探测可以通 过使用长波长300纳米EntelaUVGL-254瓦的紫外灯实现。此外，350到410纳米范围的紫 外线发光二极管LED也可以从许多来源获得，例如Nichia，并也可以用于这一应用。标记材料可以在生产介质时或生产介质之后被应用至图像形成介质。使用用于将 材料应用至图像形成介质的任意适合的方式，标记材料可以被应用至图像形成介质。将标 记材料应用至图像形成介质的各种方法包括例如，喷墨印刷、苯胺印刷、静电印刷、胶版印 刷、涂布法、添加特殊粘性片，以及其他印刷或涂布方法。标记材料可以应用至衬底本身。或者，标记材料可以被应用至衬底的图像形成层 上。标记材料可以是任何颜色的。可能期望的是，可见标记材料显示为绿色，因为绿色 在传统上与环境友好相关联。因此，绿色可以用于附加地表明可复用纸张是环境友好的。也 可能期望的是，不可见标记材料诸如不可见荧光材料在被暴露至紫外线或其他光源时显示 为绿色。因此，当不可见标记材料发出荧光时，人们可以注意到该纸张是环境友好的，或“绿 色”的。在其他情形下，标记材料可能仅仅暂时性地在装置中发出荧光，因此用户不会看到 荧光响应。标记材料也可以基于所需的特殊光学性质例如发射波长和频率来选择。存在于系 统中的传感器可以被调谐以探测标记材料的特定光学性质。因此，不同的标记材料可以被 用于标识不同类型的图像形成介质。因此可以认识到，不同的特殊标记材料被用于不同类 型的图像形成介质，因此表明各个图像形成介质与对应的无墨打印系统兼容性。可能希望标记材料是永久性的材料。例如，一种材料与其所布置的图像形成介质 的寿命一样长或更长。但是，在一些情况下可能期望一种非永久性的以及在比图像形成介 质的寿命短的时间段之后消散的标记材料。在另一实施方案中，本公开内容提供了用于将图像打印至可兼容的可复用图像形 成介质10 (仅图1中)的系统，该系统包括
无墨打印装置800，其用于可兼容的可复用图像形成介质10的无墨打印；进纸盒100，其保存许多介质50，因为尺寸相似，该盒100中的介质50可能是可兼容的可复用介质10或不应被进给至装置800以免其引起打印故障的其他介质；可兼容的可复用图像形成介质10，其用于通过无墨打印机装置成像；传送路径150，其将介质从所述盒100朝向装置800传送；传感器200，其位于传送路径150内并且在装置800之前，该传感器检测标记材料 20是否存在于所进给的介质50之上，并输出一信号；以及决定单元400，其基于传感器200输出的信号，决定所进给的介质50是否是可兼容 的可复用介质10，或是不兼容的介质15，其中，如果传感器检测到标记材料20，可兼容的可复用介质10沿路径150被进给 至曝光源500，以用于成像，以及已成像的可兼容介质900被输出至盒700，以及如果标记材料未被传感器检测到，不兼容的介质15被传送以绕开曝光源500，并 被输出至盒600，而不被成像。(见图2)在实施方案中，并非绕开成像源500的是，介质50可以穿过该装置经过该成像源 500被进给，但并不会被打印，而因此仅被送至出纸盒。可以向用户提供指示故障或错误的 信息，以使用户了解未打印的原因。打印机接着可以在所探测到的下一可兼容可复用介质 页面上打印。传感器200可以是能够探测到标记材料20的光谱响应的任何已知的光学传感器。 适合的光学传感器包括光电管、过滤硅光电探测器、电荷耦合元件(CCD)线或区域扫描探 测器或者彩色CCD相机。因此传感器200在介质50经过传感器时，试图探测标记材料20。如果传感器200 探测到标记材料20，传感器输出如下信号至决定单元400 经过无墨打印装置800的介质 50与无墨打印机确实可兼容。在检测到标记材料20以后，在其上具有标记材料的介质被认为是无墨打印系统 中使用的可兼容的可复用介质10。接着打印机将继续使用无墨打印方法——诸如使用紫外 线打印源500将紫外线应用至图像形成介质——将图像打印在图像形成介质10上。在图 像形成介质10上形成图像后，已成像的可兼容介质900被送至被指定用于已成像的可兼容 介质900的出纸盒700。如果传感器未探测到标记材料20，传感器输出一信号至决定单元，指示介质被认 为是与无墨打印系统800不兼容的介质15。这种情况下，系统不会试图在不兼容介质15上 打印图像。不兼容介质接着绕过曝光单元500，并被送至被指定用于不兼容介质15的出纸 盒600。因此而将不兼容介质15与已成像的可兼容介质900分离。在这方面，避免了通常 由不兼容介质引起的打印堵塞和打印故障。如果期望，也可以在所应用的成像层和/或标记材料上应用进一步的保护涂层。 该进一步的保护涂层例如可以被应用于进一步将下面的层在衬底上粘附在适当位置，以提 供耐磨性、改进外观和手感等等。保护涂层可以与衬底材料相同或不同。例如，至少保护涂 层和衬底层之一是清澈和透明的，以允许已形成的图像可见。在成像材料被涂布在衬底上或注入衬底中的实施方案中，可以以本领域可以获得 的任何适合方法进行涂布操作，且涂布方法不被特别限制。例如，成像材料可以通过以下方法被涂布在衬底上或注入衬底中将衬底浸涂至成像材料成分的溶液中，接着进行任何必 要的干燥，或者衬底可以被涂布该成像成分以在形成其一个层。类似地，可以通过类似的方 法应用所述的保护涂层。在此所述的方法中，本公开内容包括在可复用图像形成介质上生成一图像，该方 法包括提供许多介质；进给该许多介质中的每一个经过传感器；用传感器扫描所进给的介质，所述传感器提供一输出，该输出指示了在所进给的 介质中是否探测到标记材料；
基于传感器的输出，确定是否在所进给的介质上打印图像；其中如果在所进给的介质上探测到标记材料，则通过无墨打印机在介质上生成图 像，以及其中如果未探测到标记材料，表明图像形成介质是不兼容的，则不通过无墨打印 机在介质上生成图像。在实施方案中，用于形成暂时性图像的曝光源也可以被用于照明标记材料。例如 紫外线LED可以被用于照明不可见荧光标记材料。在被紫外线光源照明后，不可见荧光材 料将发出荧光并产生特别的光谱响应，该光谱响应可被打印系统中的传感器探测。还应认识到的是，具有标记材料的图像形成介质可以与两用打印机结合使用。例 如可以使用诸如同时具有紫外打印头和喷墨打印头的两用打印机。对应于两用打印机的进 纸盒可以容纳混合的介质，包括可复用介质和常规纸张。在这样的情况下，两用打印机可以 被用于探测是否如同在可兼容可复用介质上那样存在具有标记材料，或者是否如同在常规 纸张上那样不存在标记材料。基于标记材料的存在，决定单元将确定介质将沿哪一条传送 路径传送。如果探测到标记材料，两用打印机的一条介质路径将介质传送至无墨打印头，而 如果传感器未探测到标记材料，介质将被沿替代的传送路径传送，以被进给至喷墨打印头。
权利要求
一种可复用图像形成介质，包括衬底；成像层，其涂布在衬底上或注入衬底中，其中对成像层的照射生成图像；以及标记材料，其涂布在衬底或成像层上或注入衬底或成像层中，该标记材料被传感器可探测。
2.根据权利要求1所述的图像形成介质，其中标记材料是环境光下基本不可见的荧光 材料。
3.根据权利要求2所述的图像形成介质，其中所述标记材料被布置为覆盖图像形成介 质的外边缘的至少一部分的对称样式。
4.根据权利要求3所述的图像形成介质，其中所述对称样式被布置在图像形成介质的 所有侧上。
5.根据权利要求4所述的图像形成介质，其中所述对称样式被布置在图像形成介质 上，以使得不论图像形成介质的方向如何，至少部分标记材料将在传感器之下经过。
6.一种用于将图像打印至可复用图像形成介质的系统，该系统包括 进纸盒，其用于保存包括可复用图像形成介质的图像形成介质；无墨打印机装置，其用于可复用图像形成介质的无墨打印； 传送路径，其从进纸盒传送该图像形成介质；传感器，其沿传送路径布置并且在无墨打印机装置的图像形成源之前，该传感器能够 检测图像形成介质上是否存在标记材料，并输出一信号；以及决定单元，其基于传感器的信号输出决定是否使无墨打印机在进给经过传感器的图像 形成介质上打印图像。
7.—种在可复用图像形成介质上生成图像的方法，该方法包括 提供许多介质；进给该许多介质中的每一个经过传感器；用传感器扫描所进给的介质，所述传感器提供一输出，该输出指示了在所进给的介质 中是否探测到标记材料；基于传感器的输出，确定是否在所进给的介质上打印图像；其中如果在所进给的介质上探测到标记材料，则通过无墨打印机在介质上生成图像，以及其中如果未探测到标记材料，表明图像形成介质是不兼容的，则不被无墨打印机在介 质上生成图像。
8.根据权利要求7的在图像形成介质上生成图像的方法，还包括 基于传感器的输出，自动分离所扫描的介质。
9.根据权利要求7的在图像形成介质上生成图像的方法，还包括在显示器上显示报 告，该报告基于传感器的输出。
10.根据权利要求7的在图像形成介质上生成图像的方法，还包括在用传感器扫描所 进给的介质的过程中，用照明装置照明标记材料。
全文摘要
一种可复用图像形成介质，包括衬底；成像层，其涂布在衬底上或注入衬底中，其中对成像层的照射生成图像；以及标记材料，其涂布在衬底或成像层上或注入衬底或成像层中，该标记材料被传感器可探测。
文档编号G03G15/00GK101833252SQ20101012809
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月8日 优先权日2009年3月9日
发明者C·斯珀林, E·J·施华德, G·艾弗泰姆, L·巴克利, P·M·卡兹梅尔, S·V·范德布罗克 申请人:施乐公司;帕洛阿尔托研究中心公司