BR112013019351B1

BR112013019351B1 - Sistema de impressão e método para impressão eletrofotográfica líquida

Info

Publication number: BR112013019351B1
Application number: BR112013019351-4A
Authority: BR
Inventors: Mark Sandler; Shai Lior; Avner Schneider
Original assignee: Hewlett-Packard Delopment Company, L.P.
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2021-06-29
Also published as: US9244389B2; CN103328219B; US9037047B2; EP2670599A1; CN103328219A; WO2012105938A1; EP2670599A4; BR112013019351A2; JP5620591B2; JP2014510937A; EP2670599B1; US20130308984A1; US20150301482A1

Abstract

sistema de impressão, método para impressão eletro-fotográfica líquida e método para preparar tinta eletro-fotográfica líquida um sistema de impressão (200) utilizando tintas com elevado conteúdo de sólidos (205) inclui uma unidade de mistura (210) para receber uma tinta com elevado conteúdo de sólidos (205) e produzir uma tinta concentrada, e um tanque intermediário (220) para receber a tinta concentrada do tanque intermediário (22) e produzir a tinta de impressão. um motor de impressão eletro-fotográfica líquida (225) recebe a tinta de impressão a partir do tanque de tinta (160).uma linha de retorno de tinta (240, 242, 244) é conectada entre a unidade de mistura (210) e pelo menos um de tanque intermediário (220) e tanque de tinta (160), a unidade de mistura (210) recebe fluído de pelo menos um de tanque intermediário (220) e tanque de tinta (160), e mistura o fluído com uma tinta com elevado conteúdo de sólidos (205). também é provido um método para impressão eletro-fotográfica líquida, usando uma tinta com elevado conteúdo de sólidos.

Description

Histórico da Invenção

Um dispositivo de impressão eletro-fotográfico (EP) forma uma imagem em uma mídia, tipicamente, primeiro, carregando seletivamente um cilindro foto-condutivo em correspondência com a imagem. Um corante é aplicado ao cilindro foto-condutivo, onde o cilindro foi carregado, e, então, este corante é transferido para formar a imagem sobre uma mídia. Dispositivos de impressão de líquido eletro-fotográfico (LEP de Liquid Eletro-Photographic) empregam uma tinta líquida eletro- fotográfica, contendo um fluído portador, e pigmentos sólidos suspensos no portador. Durante a impressão, o fluído portador permite que as partículas sólidas sejam misturadas, transportadas, e depositadas no cilindro foto-condutivo. A tinta líquida é aplicada ao cilindro foto-condutivo, onde o cilindro foi carregado. Antes de as partículas sólidas serem depositadas no substrato, a maior parte do fluído portador é extraída. Uma grande porcentagem do fluído portador é capturada e reciclada. No entanto, durante o processo de impressão, uma quantidade excessiva de portador se acumula no sistema de impressão, e descartada.

Descrição Resumida dos Desenhos

Os desenhos anexos ilustram várias configurações dos princípios descritos nesta, e fazem parte integrante da especificação. As configurações ilustradas são meramente exemplares e não limitam o escopo das reivindicações. A figura 1 é um diagrama de um sistema LEP digital ilustrativo de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 2 é um diagrama de um sistema de impressão digital ilustrativo usando tintas eletro-fotográficas com elevado conteúdo de sólido de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 3A é um gráfico ilustrativo mostrando quantidades de excesso de portador produzidas para tintas com diferentes conteúdos de sólidos de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; As figuras 3B e 3C são diagramas de substratos impressos ilustrativos de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 4 é um diagrama de sistema de impressão digital ilustrativo usando tintas eletro-fotográficas com elevado conteúdo de sólido de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 5 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para produzir tintas líquidas eletro- fotográficas com elevado conteúdo de sólidos para uso no sistema de impressão de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 6 é um fluxograma mostrando um método para produzir tintas líquidas eletro-fotográficas com elevado conteúdo de sólidos para uso em um sistema de impressão de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; A figura 7 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para usar tintas líquidas eletro-fotográficas tendo um alto conteúdo de sólidos em um sistema de impressão de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta; e A figura 8 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para usar tintas eletro-fotográficas com elevado conteúdo de sólidos em um sistema de impressão de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta. Ao longo dos desenhos, números de referência idênticos são usados para designar elementos similares, mas não necessariamente idênticos.

Descrição Detalhada da Invenção

Como discutido nesta, dispositivos de impressão eletro- fotográficos líquidos (LEP) empregam uma tinta líquida que é aplicada a um cilindro foto-condutivo que se adere às porções do cilindro carregadas. A tinta líquida contém um fluído portador e pigmentos sólidos que são suspensos no portador. O dispositivo de impressão LEP usa a tinta líquida para formar imagens tendo aparência e percepção de offset e provê uma reprodução de qualidade fotográfica.

A tinta, incluindo portador e partículas sólidas, é produzida e transferida para o local de impressão. Durante a impressão, o fluído portador permite que as partículas sólidas sejam misturadas, transportadas, e depositadas no cilindro foto-condutivo. Adicionalmente, as partículas de tinta absorvem uma pequena porcentagem do portador. Isto altera o comportamento mecânico das partículas de tinta, e deixa a partículas de tinta mais plásticas, formando um filme uniforme no cilindro. Antes de as partículas sólidas serem depositadas no substrato, a maior parte do fluído portador é extraída. Uma grande porcentagem do fluído portador é capturada e reciclada. No entanto, durante impressão, uma quantidade excessiva de portador se acumula no sistema de impressão, e é descartada. A compra, armazenamento, e disponibilização de uma quantidade em excesso do portador representa um custo significativo.

Na descrição que se segue, com propósito de explicação, numerosos detalhes específicos serão descritos para prover um entendimento mais completo dos presentes sistemas e métodos. Como deve ser aparente àqueles habilitados na técnica, no entanto, os presentes aparelhos, sistemas, e métodos podem ser praticados e usados sem tais detalhes específicos. Quando se faz referência ao termo “uma configuração” “um exemplo” ou similares, deve ser entendido que um aspecto, estrutura, ou característica particular descrita em conexão com configuração ou exemplos que podem estar incluídos em pelo menos uma configuração, não necessariamente consta em outras configurações. As várias modalidades do termo “em uma configuração” ou similares, que podem aparecer em vários lugares ao longo da especificação, não necessariamente se referem à mesma configuração.

Como usado na especificação e reivindicações anexas, o termo “Impressora Eletro-Fotográfica Líquida (LEP)” (“printing press”) se refere a um processo de impressão que combina a criação de uma imagem eletrostática com uma imagem de cobertura transferida para um substrato. Como usado nesta especificação e nas reivindicações anexas, o termo “tinta com elevado conteúdo de sólidos” se refere a tintas tendo um conteúdo de sólidos de 40% ou mais. Em um exemplo, a tinta com elevado conteúdo de sólidos tem pelo menos 65% de sólidos. Estes sólidos são tipicamente aglomerados com tamanho de partícula agregado de centenas de mícron. Estas partículas são adaptadas para absorver uma porção do portador líquido. Por exemplo, uma quantidade correspondente a 5% do portador líquido pode ser absorvida pelas partículas. A figura 1 é um diagrama de uma configuração ilustrativa de um sistema LEP digital 100 que usa uma tinta com elevado conteúdo de sólidos. Um número de modificações ilustrativas para o sistema LEP, então, é descrito para usar uma tinta com elevado conteúdo de sólidos. Em um sistema LEP, a imagem desejada é inicialmente formada no cilindro de foto-imageamento 105, transferida para um cilindro de cobertura 120, e, então, transferida para o substrato 140. A imagem desejada é comunicada para o sistema de impressão 100 em forma digital. A imagem desejada pode ser um texto, figuras, imagens em preto e branco, parcialmente colorida, em cores cheias, ou qualquer combinação de texto e imagens.

De acordo com uma configuração ilustrativa, uma imagem é formada no cilindro de foto-imageamento 105 na unidade de carregamento de foto 110. Uma carga estática uniforme é depositada sobre o cilindro de foto-imageamento 105 por fio corona. Enquanto o cilindro de foto-imageamento 105 gira, ele passa através de porção de imageamento laser da unidade de carregamento de foto 110. Um número de lasers diodo dissipa as cargas estáticas nas porções da área de imagem, para tornar um padrão de carga eletrostática invisível, que reproduz a imagem a ser impressa.

Um número de tanques de tinta 160 contendo tintas é suprido às correspondentes unidades “Desenvolvedoras de Tinta Binária” 115. Há um tanque de tinta 160 com a correspondente unidade BID 115 para cada cor de tinta. Para efeito de ilustração, apenas um tanque 160 é mostrado. De acordo com uma configuração ilustrativa, a tinta é suprida em forma concentrada em uma lata de tinta 155. A pasta concentrada tipicamente inclui cerca de 15% a cerca de 25% de sólidos de tinta, com fluído portador de saldo. A pasta concentrada é dispensada da lata de tinta 155 para o tanque de tinta 160. No tanque de tinta 160, a pasta concentrada é misturada com um fluído portador para formar uma tinta com cerca de 1% a 10% de sólidos de tinta, com fluído portador de saldo. O fluído portador é adicionado ao tanque de tinta 160, a partir do tanque de portador 156, via linha de alimentação de portador 156. As características da tinta no tanque de tinta 160 são cuidadosamente controladas para manter a qualidade da impressão do sistema 100. Por exemplo, o tanque de tinta 160 pode conter um número de sensores que detecta temperatura, densidade, carga, quantidade, e taxa de fluxo da tinta. Se quaisquer destes parâmetros estiver fora da faixa pretendida, uma correção apropriada deve ser efetuada. Por exemplo, se a temperatura da tinta for muito alta, um líquido refrigerante pode circular por um trocador de calor no tanque de tinta para resfriar a tinta. Se a densidade da tinta for muito baixa, uma quantidade adicional de sólidos de tinta deve ser adicionada a partir da lata de tinta 155. Uma bomba no tanque de tinta 160 provê BID associado 115 à quantidade desejada de tinta pela linha de alimentação BID 150.

Durante a impressão, uma unidade BID apropriada 115 é engatada ao cilindro de foto-imageamento 105. A unidade BID engatada 115 apresenta um rolo de aplicação de tinta incluindo um filme uniforme de tinta ao cilindro de foto- imageamento 105. A tinta contém partículas de pigmento eletricamente carregadas (sólidos de tinta que são atraídas para campos elétricos opostos nas áreas de imagem do cilindro de foto-imageamento 105. Os sólidos de tinta são repelidos das áreas de não-imagem. O fluído portador e os sólidos de tinta não usados retornam pela linha de retorno BID 152 para tanque de tinta 160 para recondicionamento e recirculação para unidade BID 115.** Quando as áreas de imagem de uma impressão cobrem uma área extensa, a quantidade de sólidos de tinta extraída da tinta aumenta. Este rápido consumo de sólidos de tinta produz um excesso adicional de fluído portador. Por exemplo, a impressão de uma fotografia muito grande requer uma quantidade maior de sólidos de tinta que a impressão de uma página de texto, e, portanto, produz uma quantidade maior de excesso de fluído portador.

O cilindro de foto-imageamento 105 agora tem uma imagem de tinta de uma cor (single colour) formada pelos sólidos de tinta aderidos a porções carregadas opostas do cilindro de foto-imageamento 105. Em adição aos sólidos de tinta, o cilindro de foto-imageamento 105 também contém algum fluído portador. O cilindro de foto-imageamento 105 continua girando e transferindo imagens de tinta para um cilindro de cobertura 120, i.e. o processo de transferência da imagem de tinta de sua origem no cilindro de foto-imageamento 105 para cilindro de cobertura 120. O cilindro de cobertura 120, então, transfere a imagem de tinta para o substrato, i.e. o processo chamado “impressão offset”. O método de impressão offset provê diversas vantagens. Primeiro, o processo offset protege o cilindro de foto-imageamento 105 de um desgaste, que ocorreria se o substrato contatasse diretamente o mesmo. Segundo, o cilindro de cobertura 120 é coberto com uma cobertura de borracha renovável, que compensa qualquer irregularidade da superfície do substrato, e deposita a tinta uniformemente em qualquer depressão ou grão. Assim, o sistema LEP digital 100 ilustrativo pode prover uma impressão sobre uma ampla gama de superfícies de substrato, texturas, e espessuras.

O cilindro de cobertura 120 é aquecido para aumentar plasticidade e densidade dos sólidos de tinta. O calor vaporiza a maior parte do fluído portador que foi transferido do cilindro de foto-imageamento 105 para o cilindro de cobertura 120. A maior parte do vapor é capturada por uma estação de condensação 175. A estação de condensação 175 é apenas uma parte do sistema de captura e controle para o excesso de fluído portador. Uma variedade de outros componentes incluindo coberturas, ventiladores, bandejas, separadores, filtros de particulado, e outros elementos pode ser usada para capturar e reciclar o fluído portador.

O substrato 140 entra no sistema de impressão 100 pelo lado direito sobre bandeja de alimentação 125, daí segue para o cilindro de impressão 130. Quando o substrato 140 contata o cilindro de cobertura 120, uma imagem de tinta de uma cor é transferida para o substrato 140.

O cilindro de foto-imageamento 105 continua girando, e move a porção da superfície do cilindro, que continha previamente a imagem de tinta, para uma estação de limpeza 135. A estação de limpeza 135 serve para múltiplos propósitos, incluindo remover particulados da bandeja, ou fluído do cilindro de foto-imageamento 105 e resfriar a superfície externa do cilindro de foto- imageamento 105. A estação de limpeza 135 pode usar fluído portador reciclado como agente de limpeza. Um excesso de fluído portador ou fluído portador contaminado a partir da estação de limpeza 135 pode se juntar ao fluído portador a partir da estação de condensação 175, e ser transferido via linha de captura 154 para o tanque de portador 165. O fluído portador em excesso pode ser recondicionado usando um número de técnicas. Por exemplo, água pode ser extraída do fluído portador por meio de um separador, e particulados podem ser extraídos do fluído portador usando um filtro poroso ou eletrostático. Quando o fluído portador se acumula, o tanque de portador 165 armazena o fluído portador, que, daí, é transferido para um tanque de descarte 170.

A criação, transferência, e limpeza do cilindro de foto- imageamento 105 é um processo contínuo com centenas de imagens sendo criadas e transferidas per minuto. Para formar uma imagem de uma cor (tal como, uma imagem em branco e preto) uma passagem do substrato 140 entre o cilindro de impressão 130 e cilindro de cobertura 120 completa a transferência da imagem. Para prover uma imagem multicolorida, o substrato 140 é retido no cilindro de impressão 130, e faz múltiplos contatos com o cilindro de cobertura 120. Em cada passagem, uma cor adicional é adicionada ao substrato. Por exemplo, para gerar uma imagem de quatro cores, a unidade de carregamento de foto 110 forma um segundo padrão no cilindro de foto-imageamento 105, que recebe a segunda cor de tinta a partir do segundo desenvolvedor de tinta binário 115. Como descrito acima, este segundo padrão de tinta é transferido para o cilindro de cobertura 120, e imprime no substrato 140 à medida que este gira com o cilindro de impressão 130. Isto prossegue até que a imagem desejada se forme no substrato 140. A seguir da formação completa da imagem desejada no substrato 140, o substrato 140 pode sair da máquina ou ser duplexado para formar uma segunda imagem na superfície oposta do substrato 140.

Pode haver um número de tanques de tinta 160 e BIDs associados 115. Para efeito de clareza, apenas um tanque é mostrado na especificação. Tipicamente, há um tanque de tinta para alojamento de contato terra um dos sete BIDs 115. Em uma técnica de impressão offset quatro cores de processo são usadas - Ciano, Magenta, Amarelo, Preto. Alguns processos mais avançados usam seis cores de processo para compensar limitações do método de quatro cores. Adicionalmente, cores diretas (spot colours) podem ser desejáveis para prover um efeito visual ou textual desejado. Por exemplo, cores diretas podem produzir efeitos metálicos, fluorescentes, vernizes diretos, revestimentos, e outros efeitos. Cores diretas podem ser misturadas no próprio local ou por solicitação. As cores diretas customizadas podem ser mais eficientes para gerar a cor desejada e/ou prover efeitos visuais específicos no substrato impresso. Por exemplo, cores diretas são particularmente efetivas para impressão de segurança, tal como para impressão de dinheiro, passaporte, títulos, e outros documentos impressos.

As vantagens do sistema LEP offset digital ilustrativo descrito acima incluem ganho de ponto, densidades óticas e cores consistentes. Como o sistema de impressão é digital, o operador pode mudar a imagem sendo impressa a qualquer tempo, e sem precisar reconfigurar. Ademais, o sistema de impressão produz um brilho de imagem uniforme, uma ampla gama de cores de tinta, compatibilidade com uma ampla variedade de tipos de substrato, e secagem de imagem instantânea.

A entrada física a ser introduzida no sistema de impressão é o concentrado de tinta (sólidos de tinta e fluído portador) e material do substrato. Durante processo de impressão, uma quantidade muito pequena (cerca de 5% a 15%) de fluído portador é consumida ou perdida. A maior parte do fluído portador é recuperada. Assim, a saída física do sistema de impressão é uma imagem impressa (sólidos de tinta no substrato) e excesso de fluído portador. Embora as imagens impressas sejam o resultado desejado, o excesso de fluído portador é um residual que requer disposição apropriada. Com a minimização da quantidade do fluído portador introduzida no sistema, o custo de transporte, armazenamento, e disposição do fluído portador é reduzido. Ademais, o custo global da produção de substratos impressos pode ser reduzido. A figura 2 é um diagrama de um sistema de impressão digital 200 usando tintas eletro-fotográficas com elevado conteúdo de sólidos. Nesta figura se focaliza o processo de formação e a rota de fluído portador no sistema. O motor de impressão descrito com referência à figura 1 é representado como caixa 225. Nesta implementação, uma tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 é introduzida no sistema 200. A tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 tem um conteúdo de sólidos muito mais alto que a pasta de tinta discutida com respeito à figura 1. Por exemplo, a tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 pode incluir cerca de 50% a 95% de sólidos de tinta, com fluído portador de saldo. A tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 tem a forma de partículas aglomeradas com tamanho suficientemente grande para não criar um risco de pó. Estas partículas aglomeradas são supridas a uma unidade de dosagem e mistura 210, onde são combinadas com o fluído provindo do tanque de portador, tanque intermediário 220, e tanque de tinta 160. Um misturador de alto cisalhamento 215 combina a tinta tendo um alto conteúdo de sólidos com o fluído e quebra as partículas aglomeradas em partículas menores. O misturador de alto cisalhamento 215 pode ser um rotor, bomba de engrenagens, unidade ultrasônica, ou outros misturadores, que atinjam níveis de cisalhamento que quebrem as partículas aglomeradas e as dispersem, para formar uma tinta concentrada com conteúdo de sólidos de aproximadamente 10% a 30%.

Esta tinta concentrada, então, é transferida para um tanque intermediário 220, onde a tinta concentrada pode ser armazenada e adicionalmente condicionada. O tanque intermediário 220 pode aceitar um fluído portador adicional, via um sistema de linhas 240, 242, 244 e válvula anexadas 230, 235. Como ditado pela demanda de impressão, a tinta concentrada a partir do tanque intermediário 220 é seletivamente adicionada, através da válvula 232, para o tanque de tinta 160, onde a tinta concentrada em seguida é diluída com fluído portador, para formar uma tinta de impressão com cerca de 1% a 10% de sólidos.

A tinta de impressão é suprida do tanque de tinta 160 para o motor de impressão 225. Como discutido acima, no motor de impressão eletro-fotográfico 225, BID aplica um filme de tinta às porções carregadas do cilindro de imageamento. O filme de tinta consiste de cerca de 20% a 25% de sólidos de tinta. O filme de tinta então é depositado sobre o cilindro de cobertura aquecido, onde o fluído portador é separado e condensado. Isto aumenta o conteúdo de sólidos para cerca de 95% sendo que a porção do fluído portador remanescente é absorvida para o interior das partículas.

O excesso de fluído portador é coletado pelos dispositivos de captura e controle 230, recondicionado e retornado para o tanque de portador 165, para reciclagem. Uma eficiência de captura e controle de 85% a 90% foi encontrada para prover um retorno suficiente do fluído portador para o sistema para permitir o uso de tintas com elevado conteúdo de sólidos sem precisar adicionar fluído portador separado a uma impressora. Ademais, uma eficiência alta de captura e controle reduz a quantidade de compostos orgânicos voláteis aéreos que pode contaminar superfícies. Vários outros sistemas no sistema de impressão 200 podem extrair o fluído portador contido no tanque de portador 165, conforme necessário, para criar a tinta desejada, ou realizar uma função de limpeza desejada. Várias válvulas 230, 235 controlam o fluxo de tinta e fluído portador entre os vários tanques 160, 165, 210, 220.

Se houver excesso de fluído portador gerado pelo sistema, o excesso de fluído é transferido do tanque de portador 165 para o tanque de extravasamento (“overflow”) 170 para descarte. No entanto, introduzindo uma tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 no sistema, a quantidade de fluído portador consumida ou perdida durante o processo de impressão (i.e. o fluxo de saída do fluído portador) pode ser aproximadamente compensada pela quantidade de fluído portador introduzida no processo de impressão. Em razão de a quantidade menor de fluído portador ser introduzida no sistema, uma quantidade zero ou muito pequena de fluído portador será gerada no processo de impressão.

O tanque intermediário 220 aceita fluído a partir do tanque de tinta 160, e distribuir fluído a ambos, unidade de mistura 210 e tanque de tinta 160. O fluído provindo do tanque intermediário 220 é dirigido para localização desejada através de um sistema de linhas 240, 242, 244 e válvulas 230, 232, 235 acopladas. O tanque intermediário 220 também serve para um número de funções. Por exemplo, o tanque intermediário 220 pode permitir um processo por carga (“batch”) na unidade de mistura 210. A unidade de mistura 210 pode receber uma quantidade específica de sólidos de tinta 205 e uma quantidade correspondente de fluído portador do tanque intermediário 220, tanque de tinta 160, e/ou tanque de portador 165. A carga então é misturada até quebrar os sólidos da tinta no tamanho desejado, e misturada com fluído portador. A tinta com elevado conteúdo de sólidos misturada, então, é suprida ao tanque intermediário 220, onde é armazenada e suprida ao tanque de tinta 160, conforme necessário. Em impressão mais pesada, o tanque intermediário 220 provê um reservatório de sólidos de tinta que são prontamente diluídos e distribuídos para o tanque de tinta 160. Como discutido acima, quando as condições de impressão são tais que os fluídos no tanque de tinta 160 excedem a sua capacidade, o excesso de fluído é transferido para o tanque intermediário 220 sem filtrar os sólidos de tinta. Este excesso de fluído então é reintroduzido no sistema, sem desperdiçar sólidos de tinta ou consumir elementos filtrantes.

Em um exemplo, a introdução de tinta com elevado conteúdo de sólidos adicional 205 no sistema de impressão 200 é feita de modo a corresponder aproximadamente com a quantidade de tinta consumida pelo sistema de impressão 200. Por exemplo, descobriu-se que a impressora HP Índigo 500® consome cerca de 30 gramas de sólidos de tinta per minuto, para suportar uma impressão de cobertura máxima sem pausas. Assim, neste exemplo, a produção da unidade de dosagem e mistura 210 é pelo menos 30 gramas per minuto. A unidade de dosagem e mistura 210 é acoplada a um sistema de controle de impressora e sincronizada com a operação de impressão. A cada vez que a quantidade de tinta no tanque de tinta 160 cai abaixo de um pré- determinado limite, uma bomba de suprimento é operada por um certo período de tempo, para suprir uma nova quantidade de tinta do tanque intermediário 220. Em paralelo, a quantidade de tinta na unidade de dosagem e mistura 210 é monitorada. Quando o nível de tinta na unidade de mistura passa de um mínimo pré-determinado, a unidade de mistura 210 é esvaziada para o tanque intermediário 220, e uma nova carga de tinta é preparada.

Em algumas situações, uma tarefa de impressão pode consumir uma grande quantidade de sólidos de tinta, devido à natureza da tarefa de impressão, material, ou cobertura de tinta. Em geral, isto acarreta uma rápida queda na concentração de sólidos no tanque de tinta 160, à medida que os sólidos vão sendo extraídos e depositados sobre o substrato, e o portador líquido retorna do BID 115, figura 1 no motor de impressão 225 para o tanque de tinta 160. Para compensar, uma quantidade adicional de tinta (incluindo ambos, sólidos de tinta e fluído portador) é adicionada ao tanque de tinta 160. Isto pode acarretar um extravasamento do tanque de tinta 160. No entanto, o sistema mostrado na figura 2 permite direcionar o excesso de portador via linha de retorno de fluído 240, 242, 244 e sistema de válvula 230, 235, (em linhas tracejadas) para o tanque intermediário 220 e/ou unidade de mistura 210. Neste exemplo, um primeiro tubo 240 conecta o tanque de tinta 160 para uma válvula de três vias inferior 235. A válvula inferior 235 pode direcionar seletivamente o fluído do tanque de tinta 160 para o tanque intermediário 220, via segundo tubo 244, ou unidade de dosagem e mistura 210, via terceiro tubo 242 e válvula superior 230.

A linha de retorno de fluído 240, 242, 244 é conectada entre a unidade de mistura 210 e pelo menos um de tanque intermediário 220 e tanque de tinta 160, e permite que a unidade de mistura 210 receba diretamente o fluído via linha de retorno de fluído 240, 242, 244 de pelo menos um de tanque intermediário 220 e tanque de tinta 160. A unidade de mistura 210 mistura o fluído com tinta com elevado conteúdo de sólidos 205 para produzir uma tinta concentrada. Esta redistribuição de fluído com baixa concentração de sólidos para a unidade de mistura 210, efetivamente recicla o fluído portador no sistema de tinta.

Em razão de o excesso de fluído a partir do tanque de tinta 160 conter particulados de tinta da mesma cor que nos tanques de destino 210, 220, pode ser desnecessário purificar o excesso de portador antes de depositá-lo nos tanques 210, 220. Este esquema recicla eficientemente extravasamento do tanque de tinta 160, e evita um descarte desnecessário do fluído no tanque de tinta 160. Se o excesso de fluído a partir do tanque de tinta 160 é enviado para o tanque de portador 165, filtro 246 é usado para remover os sólidos de tinta ou outros particulados. Isto impede a contaminação cruzada entre outras cores de tinta a partir do tanque de portador 165. O sistema da unidade de mistura 210, tanque intermediário 220, tanque de tinta 160, e linhas/ válvulas associadas é replicado para cada cor de tinta usada na impressora. Como discutido acima, todas as cores de tinta podem provir do mesmo tanque de portador 165.

Em um teste, a impressora LEP com alta eficiência de captura e controle, incluindo unidade de mistura 210 e tanque intermediário 220, foi controlada usando o algoritmo descrito acima. Qual algoritmo foi implementado por um controlador de impressora 226 e um número de sensores e atuadores (não mostrados na figura 2. A impressora LEP realizou impressão com sucesso, usando uma tinta que foi criada dispersando uma tinta com elevado conteúdo de sólidos tendo mais que 80% de sólidos. Adicionalmente, a impressora LEP realizou a impressão com sucesso continuamente com uma tinta com elevado conteúdo de sólidos tendo 65% de sólidos. A figura 3A é um gráfico ilustrativo mostrando quantidades de portador em excesso para tintas com diferentes conteúdos de sólidos. O eixo geométrico horizontal do gráfico mostra cobertura de imagem per separação em porcentagem, com porcentagem, com porcentagens mais baixas para a esquerda e porcentagens mais altas para a direita. A cobertura de imagem per separação varia em função da imagem. Por exemplo, na figura 3B uma imagem de texto 300 pode apenas incluir uma separação de preto tendo uma cobertura de imagem de cerca de 6% da área total da imagem. Na figura 3C uma fotografia 305 pode incluir três ou mais separações (ciano, amarelo, magenta, preto) e ter uma cobertura de 40% ou mais para cada separação. Imagens com uma cobertura de imagem maior consomem mais sólidos de tinta, porque a tinta cobre uma porção maior do substrato.

O eixo geométrico vertical do gráfico mostra a quantidade de excesso de fluído portador, medida em miligramas per impressão. A quantidade de excesso de fluído portador para entradas com três diferentes concentrações de sólidos foi medida. Uma primeira entrada incluiu 23% de sólidos de tinta com fluído portador de saldo. Para uma cobertura de imagem de 6% a primeira entrada gerou um excesso de cerca de 25 miligramas de fluído portador per impressão. Para uma cobertura de imagem de aproximadamente 15%, a primeira entrada gerou um excesso de cerca de 70 miligramas de fluído portador per impressão. Para uma cobertura de imagem de 45%, a primeira entrada gerou um excesso de quase 200 miligramas de portador per impressão. A medida que se prossegue com a impressão, uma quantidade adicional de tinta com 23% de sólidos é adicionada, e o excesso de fluído portador continua sendo provido, e eventualmente pode ser descartado.

As outras duas tintas com alta concentração de sólidos também podem ser usadas por sistemas LEP ilustrativos: uma primeira tinta com elevado conteúdo de sólidos com 65% de sólidos e uma segunda tinta com elevado conteúdo de sólidos com 85% de sólidos. Como mostrado no gráfico, a impressão com uma tinta com 65% de sólidos produz um pequeno déficit de fluído portador, quando se imprimem imagens com pequena cobertura de imagem per separação. Neste caso, o fluído portador pode precisar ser adicionado ao sistema de impressão. No entanto, quando a cobertura de imagem aumenta e os sólidos de tinta são consumidos mais rapidamente, o sistema começa gerar pequenas quantidades de excesso de fluído portador. Por exemplo, com uma cobertura de imagem de 45%, usando uma tinta com 65% de sólidos, resulta um excesso de aproximadamente 20 miligramas de fluído per impressão. Isto é quantidade de rejeitos uma ordem de magnitude menor que usando uma tinta com 23% de sólidos.

A entrada de tinta com 85% de sólidos mostra muito menos dependência entre a quantidade de excesso de portador e cobertura de imagem. A entrada de tinta com 85% de sólidos mantém uma pequena deficiência do fluído portador em todas as coberturas de imagem. Consequentemente, uma quantidade de fluído portador pode ser adicionada periodicamente. No entanto, não haveria nenhum excesso de fluído portador a ser descartado, porque a quantidade de fluído portador total adicionada ao sistema corresponde à quantidade consumida pelo mesmo. O uso de uma tinta com 85% de sólidos garante não haver sobras de portador em todos os modos de operação e cobertura. Adicionalmente, a tinta com 85% de sólidos é menos volumosa, e, por conseguinte, menos cara para transportar e armazenar, que uma tinta com 23% de sólidos. A figura 4 mostra uma versão simplificada do sistema de impressão LEP 200 que aceita uma tinta de entrada 205 com déficit de fluído portador. Em algumas implementações, isto dispensar a necessidade de um tanque de extravasamento 170, figura 2 e linha provinda do tanque de tinta 160, figura 2 para o tanque de portador 165, figura 2. Uma quantidade de fluído é adicionada ao tanque de portador 165 conforme necessário para manter operação da impressora. Quando operando com uma tinta com elevado conteúdo de sólidos, a deposição da quantidade requerida de fluído portador para a unidade de mistura 210, tanque intermediário 220, e tanque de tinta 160, pode ser administrada por um algoritmo no controlador da impressora 226, que colhe os dados relativos à taxa de consumo, concentração de sólidos, nível de líquido, e outras informações. O algoritmo então direciona a quantidade de fluído portador adicional para a localização desejada.

No sistema de impressão LEP 200 descrito acima, o uso de tinta com elevado conteúdo de sólidos permite uma redução de consumo de portador de tinta de um fator de 10 ou mais. Isto minimiza embalagem, armazenamento, e transporte de tinta. Em algumas implementações, isto reduz o custo per página impressa em até 50%. Assim, a quantidade de rejeitos de fluído portador no local da impressão pode ser reduzida dramaticamente, economizando custos de descarte do operador e significativamente reduzindo o impacto ambiental da impressão LEP. A figura 5 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para produzir tintas eletro-fotográficas líquidas com elevado conteúdo de sólidos, para uso em um sistema de impressão, de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta. Como mostrado na figura 5, este método inclui adicionar 550 uma quantidade de tinta com alto conteúdo de sólidos e fluído a uma unidade de mistura 210, sendo que o fluído é suprido diretamente de pelo menos um de tanque de tinta 160 e tanque intermediário 220; e misturar 560 tinta com elevado conteúdo de sólidos e fluído na unidade de mistura 210, para produzir uma tinta concentrada, que é suprida do tanque de tinta 160 via tanque intermediário 220. A figura 6 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para produzir tintas eletro-fotográficas líquidas com elevado conteúdo de sólidos, para uso em um sistema de impressão, de acordo com um exemplo dos princípios descritos nesta. Como mostrado na figura 6, o método inclui adicionar 660 uma quantidade de tinta com elevado conteúdo de sólidos à unidade de mistura 210; adicionar 670 uma quantidade de fluído contendo sólidos de tinta à unidade de mistura 210; e misturar 680 tinta com elevado conteúdo de sólidos e fluído na unidade de mistura 210, para produzir uma tinta concentrada. A figura 7 é um fluxograma mostrando um método ilustrativo para usar tintas eletro-fotográficas líquidas com elevado conteúdo de sólidos. Um futuro requisito de sólidos de tinta é calculado 505. O cálculo pode compreender analisar tarefas de impressão pretendidas para determinar tipo de mídia, número de páginas, e cobertura de página de uma dada tinta colorida, para produzir uma demanda antecipada em função do tempo. Uma quantidade de tinta com elevado conteúdo de sólidos e fluído portador é adicionada à unidade de mistura na impressora LEP 510 e unidade de mistura para criar uma tinta concentrada que é calculada para atender o futuro requisito de sólidos na tinta 515. A tinta concentrada é transferida para o tanque intermediário 520. No tanque intermediário uma diluição adicional ou outro condicionamento da tinta concentrada pode ser feita. A tinta concentrada do tanque intermediário é adicionada seletivamente ao tanque de tinta e diluída com fluído portador adicional para produzir uma tinta de impressão com uma pré-determinada faixa de concentrações de sólidos 525. A concentração de sólidos de tinta pode variar de 1% a 10% de sólidos. Por exemplo, em um dado sistema, os sólidos de tinta podem ser selecionados em 2%. A tinta de impressão é suprida do tanque de tinta para um motor de impressão LEP, onde os sólidos de tinta da tinta de impressão são depositados em um fotocondutor e transferidos para um substrato, para produzir impressão 530. A remoção dos sólidos da tinta produz uma tinta sem sólidos, que retorna para o tanque de tinta 535. Uma quantidade adicional de tinta concentrada é adicionada do tanque intermediário para o tanque de tinta para repor os sólidos de tinta consumidos no motor de impressão LEP.

Em algumas implementações, a tinta com elevado conteúdo de sólidos tem uma relação de sólidos de tinta para fluído portador de modo a não criar um excesso de fluído portador durante a impressão. Um sistema de captura e controle na impressora captura fluído portador, e recondiciona e retorna o fluído portador para o sistema. Por exemplo, o sistema de captura e controle pode condensar vapor de portador no fluído portador, e separar a água do líquido portador. Como discutido acima, a adição de uma quantidade de tinta com elevado conteúdo de sólidos e reciclagem de fluído portador pode minimizar ou eliminar a criação de sobras de fluído portador no sistema de impressão. Por exemplo, o conteúdo de sólidos pode ter uma relação de sólidos de tinta para o fluído portador, de modo a criar um déficit de fluído portador durante a impressão. Uma quantidade de fluído portador adicional pode ser adicionada ao sistema de impressão para compensar tal déficit. Quando uma alta demanda de sólidos de tinta cria um nível excessivo de fluído no tanque de tinta, a tinta de impressão a partir do tanque de tinta pode retornar para o tanque intermediário e/ou unidade de mistura, para impedir a extravasamento do tanque de tinta. Como esta reciclagem é feita no mesmo sistema de cor, não há necessidade de filtrar sólidos de tinta do fluído de retorno. Isto reduz sobras de sólidos de tinta e consumo de elementos filtrantes. A figura 8 é um fluxograma que adicionalmente descreve gerenciamento do fluído portador em um sistema de impressão ilustrativo, que usa uma tinta com elevado conteúdo de sólidos. O requisito futuro de sólidos de tinta é calculado 605. Como discutido acima, o requisito futuro de sólidos de tinta é calculado usando um número de entradas, incluindo requisitos de tinta das tarefas de impressão, utilização histórica, e outros fatores. Uma quantidade de tinta com elevado conteúdo de sólidos é adicionada à unidade de mistura para atender o requisito futuro de sólidos de tinta 610. A quantidade de fluído portador adicionada à unidade de mistura pode vir quer do tanque intermediário ou tanque de tinta, dependendo da quantidade e distribuição do fluído portador no sistema de impressão.

Quando uma cobertura de imagem média provoca uma falta de coleta de portador 615, o fluído portador do tanque de portador é usado para mistura 625. Esta adição de coleta de portador do tanque de portador compensa as baixas taxas de coleta de portador, quando a cobertura da imagem é baixa. Por exemplo, quando a cobertura da imagem é baixa, e usada uma quantidade menor de sólidos de tinta, mas o fluído portador é recuperado aproximadamente na mesma razão, isto resulta um esgotamento gradual do fluído portador. Esta situação está ilustrada na figura 3A para tinta com elevado conteúdo de sólidos tendo 65% de sólidos. Abaixo de aproximadamente 15% de cobertura de imagem per separação, o fluído portador é consumido mais rapidamente que os sólidos de tinta, resultando um déficit de fluído portador.

Quando uma cobertura média de imagem resulta em uma coleta de portador excessiva 620, a tinta do tanque de tinta é usada para misturar a tinta concentrada 630. Esta situação também está ilustrada na figura 3A para tinta com elevado conteúdo de sólidos tendo 65% de sólidos. Em uma cobertura de imagem per separação acima de aproximadamente 15%, os sólidos de tinta são consumidos mais rapidamente que fluído portador. Isto provoca diluição da tinta que retornou para o tanque de tinta. Retornar a tinta do tanque de tinta para a unidade de mistura, mitiga esta diluição. Adicionalmente, como discutido acima, não há necessidade de filtrar sólidos de tinta da tinta diluída que foi transferida do tanque de tinta para a unidade de mistura. O misturador, então, mistura a tinta com elevado conteúdo de sólidos e fluído portador/tinta para formar a tinta concentrada, para atender o requisito futuro de sólidos de tinta 635.

O consumo da fluído portador é rastreado por um período de tempo estendido para medir o déficit ou acumulação do portador dentro do sistema. Por exemplo, o consumo de fluído portador pode ser calculado contra a quantidade de portador coletada 640. O sistema de impressão detecta e rastreia o déficit do fluído portador. Se tarefas de impressão com baixa cobertura prosseguem por um período de tempo estendido, o operador é notificado a adicionar uma quantidade adicional de portador fresco à impressora 645, quando o déficit se reduzir abaixo de um pré- determinado limite.

Quando o sistema determina um excesso de fluído portador no sistema, a taxa de consumo de portador pode ser calculada versus o volume de tanque de portador 650. Isto permite que o sistema de impressão determine por quanto mais tempo o tanque de portador deve aceitar excesso de fluído portador antes de esgotar sua capacidade. Quando um excesso de fluído portador acumula no sistema, o excesso de fluído portador pode ser usado para diluição no tanque intermediário 655. Se um excesso de fluído portador continua sendo coletado por um período de tempo mais longo, o excesso de fluído portador pode ser usado para limpeza ou para outras atividades, conquanto diferentes de impressão 660. Uma notificação para o operador pode ser feita, quando um fluído portador alcançar um pré-determinado limite. O pré-determinado limite pode ser expresso em porcentagem da capacidade do tanque de portador, tal como 80% ou 90% do volume do tanque de portador.

Em algumas configurações, uma ação de mitigação pode ser provida em resposta à acumulação ou déficit de fluído portador rastreado pelo sistema. Por exemplo, se houver um excesso de fluído portador no sistema, uma tarefa de impressão de baixa cobertura pode ser retirada para aumentar consumo de fluído portador em relação à quantidade de sólidos de tinta. Ao contrário, se houver déficit de fluído portador no sistema, uma tarefa de impressão de alta cobertura pode ser retirada, para aumentar consumo de sólidos de tinta, e produzir algum excesso de fluído portador.

Outras ações podem ser tomadas para equilibrar consumo de fluído portador. Por exemplo, os parâmetros de operação da impressora podem ser ajustados ou o tipo de concentrado de sólidos de tinta introduzido no sistema pode ser ajustado. Em uma implementação, se o excesso de fluído portador estiver se acumulando no sistema, uma tinta com elevado conteúdo de sólidos tendo 85% de sólidos pode ser introduzida no sistema. Isto provê uma quantidade proporcionalmente menor de fluído portador introduzida no sistema. Ao contrário, se houver um déficit no sistema, uma tinta com elevado conteúdo de sólidos com uma concentração mais baixa de sólidos de tinta pode ser introduzida no sistema.

Em conclusão, um fluído portador usado pela impressora LEP é comprado, produzido como parte da tinta, suprido aos clientes, passado na impressora, e finalmente descartado da mesma. O excesso de fluído portador pode vir a ser uma parte significativa do custo de impressão. Um sistema de impressão que utiliza tintas eletro- fotográficas líquidas com elevado conteúdo de sólidos pode reduzir ou eliminar o excesso de fluído portador. Isto pode reduzir significativamente o custo de impressão, reduzir os requisitos da cadeia de suprimento, e minimizar a criação de rejeitos no local de impressão.

A descrição acima foi apresentada apenas com propósito de ilustração e descrição de configurações e exemplos dos princípios descritos. Esta descrição não pretende esgotar ou limitar tais princípios à forma precisa descrita.

Muitas modificações e variações serão possíveis a luz dos ensinamentos ministrados acima.

Claims

1. Sistema de impressão (200), utilizando tintas com elevado conteúdo de sólidos (205) , caracterizado pelo fato de compreender: - uma unidade de mistura (210) para receber uma tinta com elevado conteúdo de sólidos (205) e fluido portador e produzir uma tinta concentrada; - um tanque intermediário (220) para receber a tinta concentrada da unidade de mistura (210); - um tanque de tinta (160) para receber a tinta concentrada do tanque intermediário (220) e produzir tinta de impressão; - um motor de impressão eletro-fotográfica líquida (225) para receber a tinta de impressão do tanque de tinta (160); e - uma linha de retorno de fluído (240, 242, 244) que é conectada entre a unidade de mistura (210) e pelo menos um do tanque intermediário (220) e o tanque de tinta (160), a unidade de mistura (210) sendo configurada para receber fluído via a linha de retorno de fluído (240, 242, 244) de pelo menos um do tanque intermediário (220) e o tanque de tinta (160) e misturar o fluído com a tinta com elevado conteúdo de sólidos (205) para produzir a tinta concentrada.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tinta com elevado conteúdo de sólidos (205) ser adicionada ao sistema (200) de acordo com uma demanda antecipada calculada a partir das tarefas de impressão pretendidas.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha de retorno de fluído (240, 242, 244) adicionalmente compreender uma conexão fluída entre o tanque de tinta (160) e o tanque intermediário (220) e transfere o fluído do tanque de tinta (160) para o tanque intermediário (220).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que sólidos da tinta não são filtrados do fluído passando do tanque de tinta (160) para o tanque intermediário (220) e unidade de mistura (210).

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender um tanque de portador (165) contendo fluído portador, o tanque de portador (165) sendo fluidicamente conectado à unidade de mistura (210).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluído portador na tinta com elevado conteúdo de sólidos (205) adicionada ao sistema (200) ser menor que o consumo do fluído portador pelo sistema (200) e produz um déficit de fluído portador em todas condições de impressão, o déficit de fluído portador sendo atendido pela adição de fluído portador que é separado da tinta com elevado conteúdo de sólidos (205).

7. Método para impressão eletro-fotográfica líquida, usando uma tinta com elevado conteúdo de sólidos caracterizado pelo fato de compreender: - adicionar (550) tinta com elevado conteúdo de sólidos, um fluído portador e um fluído adicional a uma unidade de mistura (210), o fluído adicional sendo suprido diretamente a partir de pelo menos um de: um tanque de tinta (160) e um tanque intermediário (220); - misturar (560) a tinta com elevado conteúdo de sólidos e o fluído adicional na unidade de mistura (210) para produzir uma tinta concentrada que é transferida para tanque de tinta (160) via tanque intermediário (220), em que transferir a tinta concentrada para o tanque de tinta (160) compreender adicionar seletivamente (525) a tinta concentrada do tanque intermediário (220) para o tanque de tinta (160) onde a tinta concentrada é diluída com fluído portador adicional para produzir uma tinta de impressão com uma pré-determinada faixa de concentrações de sólidos de tinta.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender utilizar a tinta de impressão para impressão eletro-fotográfica líquida.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: - calcular um requisito (505) futuro de sólidos na tinta com base nas tarefas de impressão pretendidas; e - adicionar (515) uma quantidade de tinta com elevado conteúdo de sólidos e tinta adicional à unidade de mistura para criar uma quantidade de tinta concentrada que é calculada para atender o requisito futuro de sólidos na tinta.

10. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender: - suprir (530) tinta de impressão a partir do tanque de impressão (160) a um motor de impressão eletro- fotográfico líquido (225) onde os sólidos de tinta da tinta de impressão são depositados em um foto-condutor e transferidos sobre um substrato para produzir uma impressão; e

11. retornar (535) a tinta esgotada para o tanque de tinta. 11. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender fazer retornar a tinta de impressão do tanque de tinta (160) para pelo menos um do tanque intermediário (220) e a unidade de mistura (210) para impedir extravasamento do tanque de tinta (160) durante os períodos de alta demanda para sólidos de tinta.