採用通過交聯定影的液體顯影劑印刷記錄載體的方法
2023-04-26 00:16:11 3
專利名稱：採用通過交聯定影的液體顯影劑印刷記錄載體的方法
為了單色或多色印刷記錄載體，已知，例如由不同材料，例如塑料、紙或薄的金屬箔組成的單張印頁或帶狀記錄載體，在一潛像載體例如光導體上產生與圖形有關的潛像(電荷圖像)，它們在一顯影工位(著色工位)著色，並將這種顯影的圖像轉印到記錄載體上。
這裡為了潛像的顯影既可以採用乾式調色劑，也可以採用液體顯影劑。
例如由EP 0 756 213 B1或EP 0 727 720 B1已知一種在數字印刷系統中用來電泳液體顯影(電子成像顯影)的方法。那裡介紹的方法也以HVT(High Viscosity Technology)的名稱著稱。那裡採用含矽油的載體液連同乳化於其中的染料顆粒(調色劑顆粒)作為顯影液。調色劑顆粒通常具有小於1微米的顆粒大小。這方面更詳細的情況可以由EP 0 756 213 B1或EP 0 727 720 B1得到，它們是本申請公開內容的組成部分。那裡介紹了所述類型的用矽油作為載體液加上乳化於其中的調色劑顆粒的電泳液體顯影法，此外介紹了一種包括一個或幾個用來根據在潛像載體上的潛像用液體顯影劑潤溼潛像載體的供料輥的顯影工位。然後通過一個或幾個轉印輥將顯影的潛像轉移到記錄載體上。
為了將色粉像(Tonerbild)固定在記錄載體上，要使色粉像在那裡定影。迄今為止的液體顯影法建立在高電阻載體液和懸浮於其內的具有優先電荷的固體顆粒(調色劑顆粒)的基礎上。
—在採用揮發性載體液的情況下，通過載體液的蒸發和同時在熱作用的情況下使調色劑顆粒熔化來進行定影。調色劑顆粒的樹脂相互以及與記錄載體粘接。
—在採用非揮發性載體液，例如矽油時，通過在記錄載體表面上載體液的減少和通過同時在熱作用情況下調色劑顆粒的熔化來進行定影。此外這裡載體液的減少是通過吸入記錄載體中和/或通過調節輥實現的，調節輥在未定影的印刷圖像上滾動，並帶走載體液。
本發明所需解決的問題是，提供一種方法，用這種方法，基本上與記錄載體的性能無關地用液體顯影劑定影。此外定影還應該與顏料(調色劑顆粒)的基體材料無關。
這個問題按權利要求1的特徵得以解決。
本發明提供一種用於電子成像印刷或複印裝置的新型定影方法。此裝置包含一圖像生成系統，它在一第一潛像載體(例如光導體)上產生一電子潛像(電荷圖像)，該圖像藉助於一顯影工位(著色工位)通過帶電的顏料顆粒(調色劑顆粒)變得可以看到，然後必要時通過另一中間圖像載體，例如轉印輥、轉印帶，轉移到記錄載體(例如紙)上，並在它上面定影。
本發明的改進方案由從屬權利要求得到。
為了能夠按照本發明的方法進行定影，採用由高電阻載體液和調色劑顆粒組成的液體顯影劑是有利的。載體液可以具有尤其是≥1010歐姆*釐米的電阻和大於100℃的沸點。滿足這些要求的載體液例如可以以矽油為基，其中·矽油可以具有聚二甲基矽氧烷(PDMS)分子，·矽油可包含由聚二甲基矽氧烷(PDMS)衍生的分子，它們可以具有官能團。
液體顯影劑應該具有尤其是10至55％重量份額的調色劑顆粒。
載體液其他優良的性能可以是—顯影液可以具有在0.5至5％範圍內尤其是＞1％的乳化穩定劑濃度(因此存在明顯比傳統液體顯影劑高的濃度，它們＜1％)。
—調色劑顆粒可以具有少份量的用來與顏料結合的基體材料(通常是樹脂)。
—顏料的結合可以在穩定和均勻的可充電性的基礎上最佳地進行，而不需要象熱定影的情況那樣要求結合劑(樹脂)有低的熔化溫度。
如果顯影劑具有這些性能，那麼色粉像便可以通過載體液的交聯在記錄載體上定影，而調色劑顆粒不必熔化。這通過載體液的聚合和/或通過添加輔助材料和/或通過小的輔助能量的作用進行。因為只有載體液參與定影，故記錄載體的性能對於定影無關緊要。
此外聚合反應在過程相關時間(＜1秒)內如此程度地進展，使得色粉像與記錄載體可靠地結合，並可以進行記錄載體立即的後續處理。
聚合反應可以這樣地控制，使得色粉像的性能可以與不同的要求匹配，例如可以調整強度、光澤。
因此按本發明方法定影特別的特徵如下·色粉像僅僅通過載體液的交聯在記錄載體上進行定影；·對於色粉像的定影不需要的多餘的載體液可以從潛像載體或中間載體和/或記錄載體上去除；·載體液在交聯狀態在記錄載體上是透明的；·通過載體液的交聯使調色劑顆粒埋入固態的聚合物基體內，這時載體液與記錄載體牢固結合；·在非成像區內載體液固化成透明的薄膜；·載體液的交聯可以通過以下方式進行—基團與PDMS的甲基反應；—聚合通過起動反應、鏈生長和鏈斷裂反應使載體液積聚成聚合的大分子；—縮聚通過與不同類型的官能團反應通過副產物的分離使載體液分子結合；—加聚不斷添加各兩種不同類型的分子，而沒有副產物的分離。
此外載體液的交聯反應可以通過一種或幾種影響因素起動或加速和/或可以使其繼續·附加影響因素可以是射線或輻射能的作用。
·輻射能可以以熱量的形式輸入。
·自由基團的產生可以通過電暈輻射實現。
·附加影響因素可以以氣體例如臭氧的形式存在，它作用於顯影液；—氣體可以與上述輻射能的一種組合，特別是與電暈輻射組合。
·附加影響因素可以是提高的空氣溼度；—提高的空氣溼度可以通過蒸發、噴霧條等等產生；—提高的空氣溼度可以結合縮合交聯的載體液使用；—提高的空氣溼度可以與上述輻射作用之一相組合。
·附加影響因素可以是固體或液體；—這種固體或液體可以起到反應參與物的作用；—在該影響因素內可以附加地添加一種催化劑；催化劑可以包含例如具有鉑、錫、鈦的化合物；—這種固體或液體可以與上述輻射作用之一相組合；—反應參與物的作用只有通過與上述輻射作用之一結合才產生。
一種影響因素的添加或作用可以在印刷過程的不同部位上進行；—上述輻射作用的添加可以在色粉像的圖像顯影以後進行，尤其是在轉移到記錄載體上以後進行；—提高的空氣溼度的作用可以在色粉像的圖像顯影以後進行，尤其是在轉移到記錄載體上以後進行；—反應參與物混合到顯影液的循環迴路內可以在顯影工位內進行；—反應參與物的混入可以在轉移到記錄載體上以後(例如在每個印刷模塊後面)進行，而且是—通過一噴霧條；—通過一輥式塗覆單元；·如果影響因素是固體或液體，那麼記錄載體可以用它們塗覆。這可以這樣的方式進行—脫離印刷過程離線進行；—在印刷過程中在色粉像轉移到記錄載體上之前在線進行。
下面藉助於一個在附圖中表示的實施例進一步說明本發明。
附圖表示
圖1印刷或複印裝置的原理圖，用它可以實施本方法；圖2用原理圖表示色粉像的定影；圖3色粉像定影的另一種可能性。
由圖1示出電子成像印刷裝置的原理圖。首先使一滅弧曝光裝置102的潛像載體101例如一光導體鼓露出。接著在工位103內進行潛像載體的充電。在工位104內通過按圖像曝光在潛像載體101上產生要印刷圖像的潛像。此潛像在一顯影工位200內通過具有上述性能的顯影劑進行顯影。為此從一顯影劑儲存箱203中取出液體顯影劑，並輸送給一供料輥202。供料輥202將顯影劑輸送給一塗敷輥201，塗敷輥將顯影劑塗到潛像載體101上。然後塗敷輥201在清洗工位204內清洗。
在潛像載體101上的潛像顯影時，在成像區內載體液連同調色劑顆粒轉移到潛像載體101上，並在那裡沉積，在非成像區內載體液轉至潛像載體101。因此在潛像載體101上形成一層薄膜，它在成像區內包含載體液連同調色劑顆粒，而在非成像區內包含載體液。
在具有中間載體301的轉印工位內，薄膜轉移到記錄載體402上。為此還採用一背壓輥401。此外，中間載體301還可以藉助於中間載體清洗裝置302進行清洗。
最後將記錄載體402輸送給定影工位500，在那裡按照上面所述方法進行定影。由圖2示出定影的流程。定影工位500具有一輻射源501，它發出作為輔助能量的射線502。射線502偏轉到記錄載體402上，並在那裡落在包含印刷圖像的薄膜503上。薄膜503具有調色劑顆粒504和載體液505。通過射線502使薄膜503與記錄載體402按上面提到的方法結合，亦即載體液505被交聯，而調色劑顆粒504不熔化。
在按圖3的第二種實施方案中採用電暈輻射作為輔助能量。這裡定影工位500具有一電暈輻射源506，其射線向記錄載體402偏轉。藉助於輻射使載體液505交聯和固化，由此使記錄載體402上的色粉像504定影。這裡調色劑顆粒504不熔化。
其中，潛像的顯影流程總結如下—乳化散布在載體液內的充電的調色劑顆粒在潛像載體與塗敷輥之間的顯影間隙區域內在成像區內完全(或幾乎完全)轉移到潛像載體上，並在那裡沉積。
—在離開顯影間隙後，在非成像區內沒有(或幾乎沒有)調色劑顆粒留在潛像載體上和沉積在那裡。
—從潛像載體必要時經由其他中間載體(例如轉印輥、轉印帶)往記錄載體的轉移通過機械接觸和/或通過靜電支持進行。
—在每個轉移步驟中，載體液部分在潛像載體與可能的後接中間載體之間分離(直至轉移到記錄載體上為止)，其中分離在圖像區和非成像區內進行。
如果應該去除記錄載體或中間載體上的多餘的載體液，則可以用以下的方式進行—通過與中間載體和/或記錄載體接觸的調節輥；—通過這樣的調節輥·它這樣地加上電位，使得帶電的調色劑顆粒受它排斥，只有載體液分離；—轉移到無吸收能力的調節輥上的載體液例如可以通過一刮板去除；—如果調節輥具有一有吸收能力的塗層，那麼載運的載體液可以例如通過擠出杆去除。
以矽油為基的載體液的交聯可以通過以下途徑實現—通過採用基團基團與PDMS的甲基反應，使得通過用過氧化物氧化而形成交聯。
—通過形成矽橡膠通過矽鏈的有機側基由化學結合的粗網目交聯。
—通過聚合酸性催化或通過KOH；不存在鏈斷裂物質(Me3SiO-)或交叉交聯基[MeSi(-O-)3]，通過熱解的二氧化矽加強。
—通過氧化的交叉交聯(硫化)·通過過氧化苯甲醯和加熱；·在室溫時通過有控制的少量Si-H-基，它們可催化地添加到事先加入的Si-CH＝CH2-基中；·通過帶有乙醯氧基的單組分矽橡膠藉助溼氣作用在室溫下的交聯。
—通過熱交聯(加成交聯)的矽樹脂它們由具有例如鉑作為催化劑的單或雙組分系統組成，其中該反應沒有副產物分離地進行，在單或雙組分系統中硫化時間取決於溫度。
—縮合交聯的矽樹脂它們由具有例如錫作為催化劑和用於交聯的溼空氣的單或雙組分系統組成。在反應期間產生副產物。在雙組分系統中硫化時間取決於催化劑(硬化劑)，而在單組分系統中取決於空氣溼度、塗層厚度和溫度。
—通過形成矽樹脂它通過矽氧烷骨架的空間交聯達到。
—通過縮聚通過在甲苯中的苯基取代的二氯或三氯矽烷的水解；去除帶水的HCl並部分有控制地聚合。通過在有重金屬或四價銨催化劑存在的情況下進行的加熱以及矽烷基的縮合而最終結合成3維的矽氧烷骨架。
附圖標記表101 潛像載體102 弧曝光裝置103 充電裝置104 按圖像的曝光裝置105 潛像載體的清洗裝置200 顯影工位201 塗敷輥202 輸入輥203 液體顯影劑輸送裝置204 塗敷輥的清洗裝置301 中間載體302 中間載體的清洗裝置401 背壓輥402 記錄載體500 定影工位501 輻射源502 射線503 印刷圖像504 固體顆粒505 載體液506 電暈源
權利要求
1.用於印刷記錄載體的方法，-其中，在潛像載體(101)上產生待印刷圖像的潛像，-其中，潛像通過由可聚合的載體液連同懸浮於其內的顏料顆粒組成的液體顯影劑在潛像載體上顯影成圖像薄膜，-其中，將圖像薄膜轉移到記錄載體(402)上，-其中，通過載體液的交聯使圖像薄膜在記錄載體上定影。
2.按權利要求1的方法，其中，通過載體液的交聯使成像區內的顏料顆粒埋入一固態的聚合物基體內，並且載體液與記錄載體(402)牢固連接。
3.按權利要求2的方法，其中，載體液在交聯狀態下是透明的。
4.按權利要求2或3的方法，其中，載體液在非成像區內固化成一透明的薄膜。
5.按上述權利要求之任一項的方法，其中，載體液以矽油為基。
6.按權利要求5的方法，其中，矽油包含聚二甲基矽氧烷。
7.按權利要求5的方法，其中，載體液包含由聚二甲基矽氧烷衍生的分子，它們具有官能團。
8.按上述權利要求之任一項的方法，其中，其中液體顯影劑中顏料顆粒的重量份額為10至50％。
9.按上述權利要求之任一項的方法，其中，液體顯影劑具有在0.5至5％範圍內的乳化穩定劑濃度。。
10.按權利要求9的方法，其中，所述濃度＞1％。
11.按上述權利要求之任一項的方法，其中，將顏料加入液體顯影劑內的顏料顆粒中需要用少份量的結合劑。
12.按權利要求11的方法，其中，定影與顏料的結合劑無關。
13.按上述權利要求之任一項的方法，其中，載體液的交聯通過基團與聚二甲基矽氧烷的甲基的反應進行。
14.按權利要求13的方法，其中，交聯通過用過氧化物氧化形成。
15.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，載體液的交聯通過聚合進行。
16.按權利要求15的方法，其中，通過起動反應、鏈式反應和/或鏈斷裂反應使載體液分子積聚成聚合的大分子。
17.按權利要求16的方法，其中，通過由化學結合使矽鏈的有機側基粗網目交聯而形成矽橡膠。
18.按權利要求17的方法，其中，積聚是酸性催化的或通過KOH(氫氧化鉀)促進。
19.按權利要求16或17的方法，其中，積聚在沒有鏈斷裂物質(Me3SiO-)或交叉交聯基(MeSi(-O-)3)的情況下進行。
20.按權利要求19的方法，其中，積聚通過熱解的二氧化矽強化。
21.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，實施一種氧化的交叉交聯(硫化)。
22.按權利要求21的方法，其中，硫化通過過氧化苯甲醯和加熱進行。
23.按權利要求21的方法，其中，硫化在室溫下通過少量Si-H-基進行，它們可以催化地添加在事先加入的Si-CH＝CH2-基中。
24.按權利要求21的方法，其中，帶有乙醯氧基的單組分矽橡膠通過溼氣的作用在室溫下交聯。
25.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，為了交聯而採用由帶有例如鉑作為催化劑的單組分或雙組分系統組成的高溫交聯的(加成交聯的)矽樹脂。
26.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，為了交聯而採用由帶有例如錫作為催化劑和溼空氣的單組分或雙組分系統組成的縮合交聯的矽樹脂。
27.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，載體液的交聯通過形成具有矽氧烷骨架的空間交聯的矽樹脂而形成。
28.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，載體液的交聯通過縮聚進行。
29.按權利要求28的方法，其中，縮聚通過在甲苯中的苯基取代的二氯或三氯矽烷的水解進行。
30.按權利要求1至12之任一項的方法，其中，載體液的交聯通過加聚進行，其中不斷地分別添加兩種不同類型的分子，而沒有分離副產物。
31.按上述權利要求之任一項的方法，其中，在添加輔助材料和/或輔助能量的情況下進行載體液的交聯。
32.按權利要求31的方法，其中，載體液的交聯反應通過至少一種影響因素起動、加速或延長。
33.按權利要求31或32的方法，其中，作為影響因素，在載體液上作用射線或輻射能。
34.按權利要求33的方法，其中，所述輻射能以熱量的形式輸入。
35.按權利要求33的方法，其中，所述輻射能通過電暈輻射產生作用。
36.按權利要求31或32的方法，其中，作為影響因素，在載體液上作用一種氣體，例如臭氧。
37.按權利要求31或32的方法，其中，採用提高的空氣溼度作為所述影響因素。
38.按權利要求37的方法，其中，所述提高的空氣溼度通過蒸發或通過一噴霧條產生。
39.按權利要求37的方法，其中，對於縮合交聯的載體液採用提高的空氣溼度。
40.按權利要求31或32的方法，其中，採用固體或液體作為所述影響因素，它起到反應參與物的作用。
41.按權利要求40的方法，其中，附加地加入包含有例如鉑、錫、鈦的化合物的催化劑。
42.按權利要求31至41之任一項的方法，其中，各個影響因素相互組合。
43.按權利要求31至42之任一項的方法，其中，所述影響因素在印刷過程中的不同部位作用到載體液上。
44.按權利要求43的方法，其中，射線的加入或提高空氣溼度的作用在色粉像顯影以後進行，優選在往記錄載體(402)上轉印以後進行。。
45.按權利要求43的方法，其中，反應參與物混合到液體顯影劑內在顯影工位(200)進行，或在往記錄載體(402)上轉印以後通過噴霧條或輥式塗覆單元進行。
46.按權利要求43的方法，其中，對於固體或液體作為影響因素的情況，用它們預先塗覆在記錄載體上。
47.按上述權利要求之任一項的方法，其中，多餘的載體液通過一調節輥去除。
48.按權利要求47的方法，其中，將這樣的電位施加到調節輥上，使得顏料顆粒受到排斥，並且載體液被分離。
49.按權利要求47的方法，其中，調節輥具有一有吸收能力的覆蓋層。
50.按權利要求47或48的方法，其中，調節輥通過一刮板或擠出杆清除載運的載體液。
51.電子成像印刷或複印裝置，其中，轉印到記錄載體(402)上的印刷圖像按上述權利要求之任一項的方法進行定影。
全文摘要
本發明涉及採用通過交聯定影的液體顯影劑印刷記錄載體的方法。為了印刷記錄載體(402)，在潛像載體上產生待印刷圖像的潛像。潛像通過由可聚合的載體液連同懸浮於其內的調色劑顆粒組成的液體顯影劑在潛像載體上顯影成一圖像薄膜。然後將圖像薄膜轉移到記錄載體(402)上，並在那裡通過載體液的交聯進行定影。這裡，調色劑顆粒不熔化。
文檔編號G03G9/125GK1985219SQ200580006612
公開日2007年6月20日 申請日期2005年2月24日 優先權日2004年3月1日
發明者A·伯恩斯多夫, C·舍夫勒, M·伯格 申請人:Oce印刷系統有限公司