CN102448726B - 液体标识剂显影组件和液体标识剂硬成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了液体标识剂显影组件和液体标识剂硬成像方法。根据一个方面，一种液体标识剂显影组件包括具有外表面的显影器构件和靠近显影器构件的外表面的充电组件，且其中，所述充电组件包括至少一个辊构件，所述至少一个辊构件配置成相对于显影器构件提供大致全部电场，所述电场用于将液体标识剂的多个墨颗粒引导到显影器构件的外表面上，显影器构件的外表面上的所述墨颗粒用于在成像构件上显影潜像。

Description

液体标识剂显影组件和液体标识剂硬成像方法

背景技术

能够在纸和其它介质上打印图像的成像装置是普遍存在的且用于许多应用，包括单色和彩色应用。例如，激光打印机、喷墨打印机和数字印刷机仅仅是当今广泛用于单色或彩色成像的成像装置的若干示例。

电子照相成像过程使用光导体，所述光导体可充电且然后选择性地放电以形成潜像。潜像可以显影和转印到输出介质，以在所述介质形成硬图像。在说明性示例中，电子照相成像过程可以在激光打印机配置和数字印刷机中实施。

本发明的至少一些方面涉及用于在介质上形成硬拷贝图像的改进硬成像（hard imaging，或高反差成像）装置和方法。

附图说明

图1是根据一个实施例的硬成像装置的说明性代表。

图2是根据一个实施例的硬成像装置的电路部件的功能框图。

图3是根据一个实施例的硬成像装置的显影组件的等角投影图。

图4是根据一个实施例的硬成像装置的显影组件的说明性代表。

图5是根据一个实施例的硬成像装置的显影组件的说明性代表。

图6是根据一个实施例的形成硬图像的方法的流程图。

具体实施方式

根据本发明的一些实施例，硬成像装置和硬成像方法使用标识剂来在介质上显影和形成硬图像。可使用的示例性标识剂包括液体标识剂。液体标识剂的一个示例包括悬浮在液体载体流体（例如，油，（例如，可从ExxonMobil Corporation获得的Isopar-L））中的墨颗粒（在一个示例中 ，例如青色、品红、黄色或黑色）。一种合适的液体标识剂是可从Hewlett-Packard Company获得的Electroink®。

在使用液体标识剂的示例性显影操作期间，液体标识剂的墨颗粒浓度在显影组件中增加多倍，且液体标识剂涂覆至成像构件以显影在其上形成的潜像，且在墨颗粒转印到介质之前液体载体中的至少显著部分被去除或蒸发。本文所述的本发明的一些示例性实施例提供可以使用的显影组件的不同配置。

参考图1，示出了根据一个说明性实施例的硬成像装置10的成像引擎8的示例。硬成像装置10的所示设置配置成采用电子照相成像，其中，潜像被显影以形成显影图像，显影图像随后转印到输出介质以形成硬图像。硬成像装置10的示例包括使用液体标识剂的数字印刷机（例如，可从Hewlett-Packard Company获得的Indigo®印刷机），但是可以使用其它配置。

图1所示的硬成像装置10的成像引擎8包括成像构件12、充电组件14、书写组件16、显影组件18和转印组件20。硬成像装置10配置成在介质22（例如，纸或其它合适成像基底）上形成硬图像。在其它实施例中，其它硬成像装置10可包括更多的、更少的或可选的部件或其它设置。

在一个可操作实施例中，充电组件14配置成在成像构件12的基本上全部外表面上沉积覆盖电荷，成像构件12可实施为光导体，例如光成像板、光电导带或鼓。在一个实施例中，书写组件16配置为激光器以放电成像构件12的外表面的选定部分，以便形成潜像。在一个实施例中，显影组件18可称为二进制墨显影器（BID），其配置成给成像构件12的外表面提供标识剂层，以显影在其上形成的潜像。在一个实施例中，标识剂可以是液体标识剂，如上所述。在一个实施例中，液体标识剂的墨颗粒可以充电为与提供给成像构件12的外表面的覆盖电荷相同的电极性，且吸引到与潜像相对应的成像构件12的外表面的放电部分，以显影潜像。显影图像通过转印组件20转印到介质22上。

参考图2，示出了根据一个实施例的硬成像装置10的电路部件的示例。在硬成像装置10的一个实施例中，电路部件包括通信接口30、处理电路32、存储电路34和装置部件36。在硬成像装置10的其它实施例中，设置更多的、更少的或可选的部件。

通信接口30设置成实现硬成像装置10相对于外部装置（未示出）的通信。例如，通信接口30可以设置成相对于装置10双向通信信息。通信接口12可以实施为网络接口卡（NIC）、串行或并行连接、USB端口、火线接口、闪存接口、软盘驱动器或任何其它合适设置，以用于相对于装置10通信。在一个示例中，要形成的硬图像的图像数据可以通过通信接口30接收。

在一个实施例中，处理电路32设置成处理数据、控制数据接入和存储、发送指令、且控制装置10的成像操作。在至少一个实施例中，处理电路32可包括配置成实施由合适介质提供的期望编程的电路。例如，处理电路32可实施为配置成执行可执行指令（包括例如软件和/或固件指令）的处理器和/或其它结构和/或硬件电路中的一个或多个。处理电路32的示例性实施例包括硬件逻辑、PGA、FPGA、ASIC、状态机和/或其它结构，单独或与处理器结合。处理电路32的这些示例用于说明，且其它配置是可能的。

处理电路32配置成控制装置10的成像操作，例如在成像构件12上形成和显影潜像。在下文所述的一些实施例中，处理电路32还可以操作为控制系统，以控制辊的移动、标识剂的供应和其它成像操作。

存储电路34配置成存储程序，例如可执行代码或指令（例如，软件和/或固件）、电子数据、数据库、图像数据或其它数字信息，且可包括处理器可使用介质。在示例性实施例中，处理器可使用介质可以在任何计算机程序产品或制造物品中实施，其可以包含、存储或保持程序、数据和/或数字信息，以供指令执行系统（包括处理电路）使用或者与指令执行系统结合。例如，示例性处理器可使用介质可包括诸如电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体介质的物理介质中的任一种。处理器可使用介质的一些更具体示例包括但不限于便携式计算机磁盘，例如软盘、zip盘、硬盘驱动器、随机存取存储器、只读存储器、闪存、高速缓冲存储器和/或能够存储程序、数据或其它数字信息的其它配置。

本文所述的至少一些实施例或方面可使用在合适存储电路34中存储的程序实施，存储电路34在上文描述且配置成控制合适处理电路32。例如，程序可以经由合适的制造物品提供，包括例如在上述介质内实施。

装置部件36包括硬成像装置10的附加电气部件。例如，装置部件36可包括传感器、泵、马达、用户接口、可变阀和可通过处理电路32控制或监测的其它附加电气部件。在一个更具体示例中，马达可以驱动下文所述的一个或多个辊。

参考图3，示出了成像引擎8的显影组件18的一个实施例的细节。在一个实施例中，图3的显影组件18的单个设置可以用于单色硬成像装置10。此外，在一个实施例中，图3的组件18的多个设置可用于彩色硬成像装置10的不同颜色。在一个示例（例如，包括用于相应操作的多个显影组件18）中，组件18在组件不显影潜像时可以从成像构件12隔开，且可以独立地移动到显影位置，使得显影组件18在合适时间瞬时给成像构件12提供合适颜色标识剂，以在成像构件12上显影潜像。

在一个实施例中，示例性显影组件18包括托盘40，托盘40部分地容纳显影器构件42（例如辊）和其它部件。虽然在图3中未示出，但是成像构件12靠近显影器构件42设置，且显影器构件42的外表面43配置成移动（例如，旋转）以将标识剂层提供给成像构件12的旋转外表面，以显影在成像构件12的外表面上形成的潜像。在一个实施例中，显影器构件42包括围绕金属芯62设置的导电聚氨酯外层60。

在成像操作期间，液体标识剂可以在由后支撑构件48和支撑构件50限定的内部腔室46处从贮存器（未示出）引入显影组件18中。在一个实施例中，液体标识剂可以大约10 l/min的速率泵送到腔室46内。在一个实施例中，期望提供沿显影器构件42的长度的大致一致的标识剂流动速度、压力和饱和度，以减少打印缺陷。接收的标识剂向上流动通过歧管的腔室51到达显影器构件42的表面43和充电组件64，腔室51由壁57限定，充电组件64包括一个或多个充电构件。

在一个实施例中，在成像操作期间，充电构件可动态地移动。在一个实施例中，充电构件相对于显影器构件42提供大致全部电场，其用于将墨颗粒引导到显影器构件42的外表面43，以在显影器构件42上形成墨颗粒层，如下文更详细所述。在一个实施例中，通过显影组件18在显影器构件42的外表面43上形成的该墨颗粒层随后用于在成像构件12上显影潜像。

在一个实施例中，液体标识剂用显影器构件42提供以使得充电构件的压印线（nip）饱和。在下文所述的另一个设置中，充电构件可以沉浸在标识剂池中，以使得压印线饱和。在一些实施例中，期望在打印介质上实现合适的光密度，在一个说明性实施例中，其在显影器构件42的表面43上显影具有期望墨浓度（例如20－30％墨固体）和厚度（例如，5－8微米）的墨颗粒层的一个实施例中实现。在一个示例性实施例中，与显影组件18一起使用的液体标识剂可以具有大约3.5％、7％或10％的固体（例如，墨颗粒和电荷导向剂）浓度。在更具体示例中，在使用单个充电构件时，液体标识剂的浓度可以是大约10％，而双充电构件实施例可使用具有大约6％浓度的液体标识剂。其它实施例是可能的。

在图3所示的设置中，充电组件64包括两个充电构件44、45。如上所述，在一个实施例中，在成像操作期间，显影器组件18中的部件提供墨以使得充电构件44、45的压印线饱和。在其它实施例中，可设置其它数量的充电构件（比两个更多或更少）。例如，在下文所述的一些实施例中，省去充电构件45。在下文所述的一些示例性实施例中，充电构件44、45可以实施为辊构件，例如辊电极，其可以被电偏压。在一个实施例中，充电构件44、45可以是抗腐蚀的且包括用铬或无电镍电镀的钢芯辊。

在图3的图示示例性设置中，所示充电构件44、45与显影器构件43的表面43接触。在一个实施例中，在充电构件44、45与显影器构件42的表面43接触的所示设置中，充电构件44、45可通过大约100-300N/m长度的力抵靠表面43独立地偏压。在所示示例中，盖57可以操作以围绕充电构件45收集标识剂。在其它实施例中，充电构件中的一个或多个可以从表面43隔开。例如，在下文所述的一些实施例中，充电构件45可以从表面43隔开。

此外，在图3的图示实施例中，充电构件44、45在显影器构件42的旋转方向旋转，如图所示。在其它实施例中，充电构件中的一个或多个可以相对于显影器构件42的旋转方向反向（在相反方向）旋转。例如，在下文所述的一些实施例中，在充电构件45从显影器构件42的表面43隔开同时充电构件44与表面43接触且随表面43一起旋转的设置中，充电构件45可以与显影器构件42相反地旋转。

进一步参考图3的图示实施例，在一个示例中，与表面43接触的充电构件44、45的外表面可以以与显影器构件42的表面43基本上相同的旋转速度旋转。在其它实施例中，充电构件中的一个或多个的表面可以以相对于显影器构件42的表面43的旋转速度不同的旋转速度独立地旋转。例如，在下文所述的一些实施例中，在充电构件45从显影器构件42隔开的设置中，充电构件45的表面可以以与显影器构件42的表面43相比不同的速度旋转。在一个更具体示例中，充电构件45的表面可以与显影器构件42的表面43的旋转相反地（即，反向）旋转且比显影器构件42的表面43的旋转更慢（例如，旋转速度的一半）。在该具体示例中，显影器构件42的表面43能以2 m/s顺时针旋转，充电构件45的表面能以1 m/s顺时针旋转。

在一些实施例中，与显影器构件42的表面43接触的充电构件44、45可以称为刮板（squeegee）构件。刮板构件操作以与显影器构件42的表面43形成压印线，且在显影器构件42的表面43上提供大致一致的标识剂层。在一个实施例中，在使用液体墨标识剂的设置中，刮板构件去除过多的标识剂载体流体且在表面43上填塞标识剂的墨颗粒层。在所述示例中，在表面43上填塞的浓缩墨颗粒层可以转印到成像构件12上，以在成像构件12上显影潜像。

在不同实施例中，构件42、44、45可具有不同直径。例如，在一个实施例中，显影器构件可具有40 mm的直径。在一个实施例中，充电构件44、45可独立地具有16 mm的直径。在仅仅包括单个充电构件（即，构件44）的实施例的一个示例中，充电构件可具有例如大约30 mm的较大直径。其它实施例是可能的。

在显影和选择性转印到成像构件12之后，清洁器辊52操作以从显影器构件42的表面43上去除未转印墨颗粒。刮擦器54操作以从清洁器辊52去除墨颗粒且海绵辊56操作以将所去除的墨颗粒与在通过充电构件45周围之后剩下的其它液体标识剂混合。在所示实施例中，挤压辊58操作以拧干海绵辊56。

在所讨论的一些实施例中，充电组件64相对于显影器构件42产生电场，以在显影器构件42的表面43上形成大致一致的墨颗粒层。例如，在一些液体标识剂中，电荷导向剂分子可以被吸引到液体标识剂的墨颗粒。电荷导向剂包括正离子和负离子两者。然而，当标识剂朝向充电组件64的充电构件44、45之间的压印线通过通道51时，液体标识剂经受来自于充电构件44、45的电场，其可以与显影器构件42不同地偏压。在一个示例中，充电构件44、45分别可以在-900 V和-2500 V下偏压，在一个实施例中，显影器构件42可以在-500 V下偏压。所产生的电场操作以去掉电荷导向剂的正离子，从而剩下带负电的墨颗粒。在一个实施例中，所产生的电场操作以将带负电的墨颗粒引导到显影器构件42的表面43。

在一个实施例中，显影组件18的附加部件还可以电偏压以利于成像操作。例如，支撑构件50可以不偏压或者在-3000 V下偏压。在一个实施例中，清洁器辊52可以在-150 V下偏压。

参考图4-5，描述了充电组件64的多个示例性实施例。充电组件64的其它配置是可能的。此外，所示实施例是说明性代表，且关于图3的实施例存在一些变型，但是相同元件由相同的附图标记表示。

参考图4，液体标识剂66可经由供应连接件38从液体标识剂66的外部源提供给内部腔室46。液体标识剂66可以通过通道51（例如，经由未示出的泵）朝向充电组件64推动。在充电组件64的一个配置中，多个充电构件44、45设置成与显影器构件42的表面43接触。在这种实施例中，充电构件44、45的表面可以彼此以相同方向且以与显影器构件42的表面43大致相同的旋转速度旋转。此外，在这种设置中，充电构件44、45两者均存在为刮板构件。

在充电组件64的另一个实施例中，充电构件45可以省去，且充电构件44可设置成与显影器构件64的表面43接触。在这种实施例中，充电构件44能以与表面43相同的方向且以与显影器构件42的表面43大致相同的旋转速度旋转。

在充电组件64的另一个实施例中，充电构件45可以位于从显影器构件42的表面43隔开的位置45a处，且充电构件44可设置成与显影器构件64的表面43接触。在一个实施例中，在充电构件45和表面43之间可设置大约0.5 mm的间距，但是在其它实施例中可以使用其它间距尺寸。在一个实施例中，充电构件44的表面能以与表面43相同的方向且以与显影器构件42的表面43大致相同的旋转速度旋转。此外，在一个实施例中，充电构件45的表面能以与显影器构件42的表面43的旋转方向相反且反向的方向且以显影器构件42的表面43的旋转速度的大约一半旋转。在一个设置中，已经观察到，与充电组件64的其它所述设置相比，将充电构件45以与表面43隔开的关系设置且以相反方向旋转充电构件45在硬图像中提供减少数量的图像缺陷。

清洁器辊52操作以去除在显影后剩留在表面43上的标识剂66。刮擦器54操作以使得所去除的标识剂66下落到收集标识剂66的托盘40的底部。在一些示例中，标识剂66可以经由排出连接件68从托盘40去除，以便再次混合和可能再次使用。如上所述，图4是说明性的且图3的辊56、58已经在该图中省去但是如果期望可以使用。

参考图5，显影组件的另一个实施例以附图标记18a示出。在所示实施例中，托盘40限定了接收液体标识剂66的不同内部腔室46a。此外，在一个实施例中，内壁61限定收集贮存器70，收集贮存器70收集在显影之后从显影器构件42的表面43去除的标识剂。在一些示例中，标识剂66可以经由排出连接件68从收集贮存器70去除，以便再次混合和可能再次使用。

在图5的所示配置中，充电构件44、45可沉浸在内部腔室46a内的新鲜液体标识剂66池中。此外，再循环标识剂66在贮存器70中与新鲜标识剂66分开。

在图5的所示示例中，还可以使用上文关于图4所述的充电组件64的充电构件44、45的不同配置。

参考图6，讨论根据一个实施例的实施硬成像操作的一个示例性方法。包括更多的、更少的和/或可选的动作的其它方法是可能的。

在动作A10，显影器构件在成像操作期间旋转。充电组件的充电构件也与显影器构件一起或者与显影器构件反向旋转，如上所述。

在动作A20，提供液体标识剂以使得充电构件的压印线和显影器构件饱和。在示例性实施例中，液体标识剂可以使用歧管泵送到充电构件或者充电构件可以沉浸在液体标识剂池中。其它实施例是可能的。

在动作A30，充电构件可以相对于显影器构件提供电场以将液体标识剂的墨颗粒引导到显影器构件，以在显影器构件的表面上形成墨颗粒层。

在动作A40，充电构件（例如，用作刮板构件）中的一个或多个可以从显影器构件的表面去除过多载体流体。

在动作A50，显影器构件的表面上的墨颗粒层可以用于在成像构件上显影潜像。

本文所述的显影器组件的示例性实施例可相对于使用静止电极的其它组件提供一些优势，静止电极围绕显影器构件的表面以弧线配置以产生电场。例如，与可以设计成围绕显影器构件的外表面提供精确间距的静止电极设计相比，在本发明中所述的一些实施例不需要精确机加工且充电构件相对于显影器构件的相对位置不那么重要。

此外，与使用静止电极的其它设计相比，本发明的充电组件中的一些更紧凑且在显影器构件的周边周围占据较少面积，从而允许在围绕显影器构件设计和设置其它部件时更多开放空间和更大自由度。

与一些静止电极实施例相比，本发明的一些实施例的显影器组件可对显影器构件具有较低要求。例如，环境稳定性较不重要，且显影器构件的收缩或膨大对打印质量具有较少不利影响。类似地，显影器构件的脱开（runout）和刚度不那么重要，因为显影器构件的变化不直接转换为打印质量。

同样，本发明的显影器组件中的至少一些对在其它设计的静止电极中的一些上可能发生的污染物积聚较不敏感。更具体地，所公开实施例中的一些的动态移动充电构件可能比一些静止电极设置更容易清洗。例如，在成像之后，显影组件的偏压电压源可以关闭且充电构件可继续旋转，这导致从充电构件冲洗液体标识剂。

所寻求的保护并不限于仅仅通过示例的方式给出的所公开实施例，而仅仅由所附权利要求的范围限制。

此外，阐述本文的各方面，以便指导本发明的说明性实施例的结构和/或操作。其申请人认为：除了明确公开的之外，这些所述说明性实施例还包括、公开和描述其它发明方面。例如，附加发明方面可包括比说明性实施例中所述更少的、更多的和/或可选的特征。在更具体示例中，申请人认为：本发明包括、公开和描述了包括比明确公开的方法更少的、更多的和/或可选的步骤的方法以及包括比明确公开的结构更少的、更多的和/或可选的结构的设备。

Claims (9)

1.一种液体标识剂显影组件，包括：

包括外表面的显影器构件；和

靠近显影器构件的外表面的充电组件，且其中，所述充电组件包括多个辊构件，所述多个辊构件配置成相对于显影器构件提供大致全部电场，且所述电场用于将液体标识剂的多个墨颗粒引导到显影器构件的外表面上，显影器构件的外表面上的所述墨颗粒用于在成像构件上显影潜像，

所述辊构件中的第一个配置成以与显影器构件的外表面的移动方向相反的方向旋转，且所述辊构件中的第二个配置成以与显影器构件的表面的移动方向相同的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的液体标识剂显影组件，其中，所述多个辊构件与显影器构件的外表面接触。

3.根据权利要求1所述的液体标识剂显影组件，其中，所述辊构件中的第一个与显影器构件的外表面隔开，且所述辊构件中的第二个设置成与显影器构件的外表面接触。

4.根据权利要求1所述的液体标识剂显影组件，其中，所述多个辊构件与显影器构件的外表面接触，以从显影器构件的外表面去除液体标识剂的载体流体中的至少一些，且其中，所述辊构件中的至少一个被偏压以具有与显影器构件的电压不同的电压，以提供电场。

5.一种液体标识剂显影组件，包括：

包括外表面的显影器构件；和

靠近显影器构件的外表面的充电组件，且其中，所述充电组件包括动态移动充电构件，所述充电构件配置成相对于显影器构件提供大致全部电场，且所述电场用于将液体标识剂的多个墨颗粒引导到显影器构件的外表面上，显影器构件的外表面上的所述墨颗粒用于在成像构件上显影潜像，

充电组件的充电构件包括从显影器构件的外表面隔开的第一充电构件，且其中，充电组件还包括设置成与显影器构件的外表面接触的第二充电构件，且其中，所述第一充电构件配置成以与显影器构件的表面的移动方向相反的方向旋转，且所述第二充电构件配置成以与显影器构件的表面的移动方向相同的方向旋转。

6.一种液体标识剂硬成像方法，包括：

移动显影器构件的外表面；

靠近显影器构件的外表面设置液体标识剂；以及

使用多个辊构件，从而相对于显影器构件提供大致全部电场，且所述电场用于将液体标识剂的多个墨颗粒引导到显影器构件的表面上，显影器构件的表面上的所述墨颗粒用于显影潜像，

在提供大致全部电场期间，将所述辊构件中的第一个以与显影器构件的外表面的移动方向相反的方向旋转，且将所述辊构件中的第二个以与显影器构件的外表面的移动方向相同的方向旋转。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：使用墨颗粒在显影器构件的表面上显影潜像。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，提供大致全部电场包括：使用所述辊构件中的与显影器构件的外表面隔开的第一个和所述辊构件中的与显影器构件的外表面接触的第二个提供。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在所述提供期间，将所述辊构件中的第一个的外表面以比显影器构件的外表面的速度更小的速度旋转，且还包括：使用所述辊构件中的与显影器构件的外表面接触的一个从显影器构件的外表面去除液体标识剂的载体流体中的至少一些。

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