CN103538354B

CN103538354B - 通过电润湿的图像定义材料的图案形成

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Publication number: CN103538354B
Application number: CN201310290713.1A
Authority: CN
Inventors: J.维勒斯; D.K.比格尔森
Original assignee: Palo Alto Research Center Inc
Current assignee: Palo Alto Research Center Inc
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: US8586277B1; CN103538354A

Abstract

一种系统，所述系统包括电润湿子系统、转印子系统、成像部件以及上墨子系统。所述电润湿子系统包括光敏的感光体、充电机构、图像定义材料贮槽、电荷擦除机构以及曝光子系统，诸如形成光栅输出扫描器（ROS）的光源和旋转多棱镜，其被布置用于曝光通过所述图像定义材料贮槽的感光体。所述成像部件包括具有某些特性的可再成像的表面，诸如具有低的表面能以促进油墨脱离到衬底上。在操作中，所述感光体以区域相关的方式被充电。由所述曝光子系统在所述带电的感光体的表面上形成曝光图案，用图像定义材料显影所述曝光图案。将所述图像定义材料图案转印到所述可再成像的表面上。用油墨显影所述图案。所述上墨的图像可以被转印到衬底上。

Description

通过电润湿的图像定义材料的图案形成

技术领域

本公开涉及标记和印刷方法及系统，并且更特别地涉及用于使用平版的和电子照相式的系统和方法可变地标记或印刷数据的方法及系统。

背景技术

平版印刷术是现今通常的印刷方法。（就此处的目的而言，术语“印刷”和“标记”是可互换的。）在典型的平版印刷法中，印刷板（其可以是平板、圆筒的表面、或带等等）被形成为具有由疏水并亲油的材料形成的“图像区域”，以及由亲水的材料形成的“非图像区域”。所述图像区域是对应于最终印刷品（即，目标衬底）上的由印刷或标记材料（诸如油墨）占据的区域的区域，而所述非图像区域是对应于所述最终印刷品上的没有由所述标记材料占据的区域的区域。所述亲水的区域接受水基流体（通常被称为润版液（典型地由水和少量酒精以及其他添加剂和/或用以降低表面张力的表面活性剂组成））并且易于被水基流体润湿。所述疏水的区域排斥润版液并且接受油墨，而在所述亲水的区域之上形成的润版液形成用于排斥油墨的流体“剥离层”。因此，所述印刷板的亲水的区域对应于最终印刷品的未印刷的区域或“非图像区域”。

所述油墨可以被直接转印到衬底（诸如纸张）上，或者可以被涂敷到中间表面（诸如胶版印刷系统中的胶版（或垫布）滚筒）上。用适合的涂层或套筒（其具有可以与衬底的纹理相符的表面，所述衬底可以具有稍微比成像板的表面峰-至-谷深度大的表面峰-至-谷深度）覆盖所述胶版滚筒。并且，所述胶版垫布滚筒的表面粗糙度有助于将更均匀的印刷材料层递送到无缺陷（诸如斑点）的衬底上。充足的压力被用于将图像从所述胶版滚筒转印到所述衬底上。在所述胶版滚筒和压印滚筒之间夹紧所述衬底提供了该压力。

在一个变化例中，被称为干燥的或无水的平版印刷术或平版干胶印刷术，印版滚筒被涂敷有硅橡胶，所述硅橡胶是疏油的并且在物理上被形成图案以形成所印刷的图像的负片。印刷材料被直接涂敷到所述印版滚筒上，而不像在常规的或早先描述的“润湿”平版印刷法的情况中那样首先涂敷任何润版液。所述印刷材料包括可以具有一些挥发性溶剂添加剂的油墨或者不具有一些挥发性溶剂添加剂的油墨。所述油墨被优选地沉积在成像区域上以形成潜像。如果在油墨配方中使用溶剂添加剂，则它们优选地朝向所述硅橡胶的表面扩散，因此形成排斥所述印刷材料的剥离层。所述硅橡胶的低表面能增加了所述印刷材料的排斥。所述潜像可以再次被转印到衬底，或被转印到胶版滚筒并且其后被转印到衬底，如上所述。

上面所描述的平版印刷和胶版印刷技术利用被永久地形成图案的板，并且因此仅当印刷相同图像的大量拷贝（诸如杂志、报纸等等）（长印数）时是有用的。此外，在没有去除和更换所述印刷滚筒和/或所述成像板的情况下，它们不允许从一页创建和印刷新的图案到下一页（即，该技术不能适应真实的高速可变数据印刷，其中所述图像逐个版面地改变，例如，如同在数字印刷系统的情况中那样）。此外，永久地形成图案的成像板或滚筒的成本被分摊在所述多个拷贝上。因此，与对于相同图像的较长印数而言相比，对于相同图像的较短印数而言，每印刷的拷贝的成本更高，与来自于数字印刷系统的印刷品截然相反。

平版印刷术和所谓的无水工艺提供了非常高质量的印刷，部分地归因于所使用的油墨的质量和色域。此外，相比于调色剂和许多其他类型的标记材料，这些油墨（其典型地具有非常高的颜色颜料含量（典型地在按重量20-70%的范围内））是非常低成本的。因此，尽管存在如下期望：将平版印刷的油墨和胶印油墨用于印刷以便利用高质量和低成本，也存在如下期望：逐页地印刷可变的数据。迄今为止，已经存在若干使用这些油墨提供可变数据印刷的障碍。此外，存在如下期望：针对相同图像的较短印数降低每拷贝成本。

所遇到的一个问题是：胶印油墨具有太高的粘度（常常大大高于50,000 cps）以致不能使用在基于喷嘴的喷墨系统中。此外，因为它们的胶粘性质，胶印油墨具有相对于静电力的非常高的表面粘附力，并且因此难以使用静电学操纵表面的粘附或脱离。（这与在电记录系统中使用的干燥或液体调色剂颗粒形成对照，其具有归因于它们的颗粒形状以及使用定制的表面化学和专用的表面添加剂的低表面粘附力。）

在过去已经做出了如下努力：针对可变数据创建平版印刷系统和胶版印刷系统。在美国专利3,800,699（其以引用的方式被并入此处）中公开了一个实例，在其中强能量源（诸如激光）以形成图案的方式蒸发润版液。

在美国专利7,191,705（其以引用的方式被并入此处）中公开的另一个实例中，亲水的涂层被涂敷到成像带。激光选择性地加热和蒸发或分解所述亲水的涂层的区域。接下来水基润版液被涂敷到这些亲水的区域以致使它们疏油。随后仅在没有被润版液覆盖的区域中涂敷油墨并且选择性地转印到所述板上，产生可以被转印到衬底的有油墨的图案。一旦被转印，所述带被清洁，新的亲水的涂层和润版液被沉积，并且所述形成图案、上墨以及印刷步骤被重复，例如用于印刷下一批图像。

在又另一个实例中，利用可重写表面，其可以在施加热能、电能或光能的情况下从亲水的状态转换到疏水的状态。这些表面的实例包括所谓的可转换聚合物和诸如ZnO₂和TiO₂的金属氧化物。在改变表面状态之后，润版液选择性地润湿所述可设计表面的亲水的区域并且因此排斥油墨涂敷到这些区域。

高速喷墨印刷是目前用于可变内容印刷的另一种方法。专用的低粘度油墨被使用在这些处理中以允许迅速的大量印刷，其可以产生高达逐页的内容变化的可变内容。高速电子照相处理也是已知的。

然而，仍然存在与这些技术相关联的若干问题。例如，润版液的选择性蒸发的工艺要求相对高功率的相干辐射源，其产生热量并且非期望地消耗大量的功率。这样的高功率的辐射源也是十分昂贵的。

高速喷墨系统和工艺依赖于产生非标准的最终印刷产品的专用的低粘度油墨。这样的油墨也被限制在可获得的颜色范围内。此外，这样的油墨是相对十分昂贵的。

高速电子照相系统和工艺要求“液体调色剂”（电子照相术典型地是干式工艺）。这些液体调色剂实质上是悬浮在绝缘液体中的带电调色剂颗粒。生产适当的液体调色剂（其适当地平衡颜色、带电能力、可清洁性以及低成本）已经被证明是困难的。

可转换的涂层，尤其是上面所讨论的可转换的聚合物，典型地易于磨损和磨耗并且就涂敷到表面上而言是昂贵的。另一个问题是：它们典型地不会在能够实现高速可变数据印刷所需的快速（例如，亚毫秒）转换时间量程中在疏水状态和亲水状态之间变换。因此，它们的使用将被主要限于少印数批量印刷而不是真实地可变数据高速数字平版印刷术，其中每个版面可以具有不同的图像图案，从一版到下一版而变化。

发明内容

因此，本公开解决了上面的问题以及其他问题，使得能够在没有复杂调色剂和支持系统的情况下印刷可变内容。本公开目的在于用于提供混合的电子照相术和平版印刷术的系统和方法。

根据本公开的一个实现的系统包括电润湿子系统、转印子系统、成像部件以及上墨子系统。所述电润湿子系统包括鼓、板等等（例如，感光体），其具有有助于将诸如电解质、油墨等材料吸引到其表面的一个或更多层。所述一个或更多层被定位在邻近电解质槽，其例如被保持在适合于驱动电润湿处理的电位处。所述一个或更多层可以相应地被保持在接地电位。

通过所述电解质槽曝光（例如，通过扫描的激光束）所述一个或更多层。所述曝光在所述一个或更多层的表面上产生静电潜像，并且所述电解质槽中的电解质粘附到所述一个或更多层的带电部分上。

所述电解质可以是疏油墨的。可替代地，所述电解质可以将它们承载于（例如，所述带电颗粒或电解质分子被设计为搭乘）流体，所述流体起疏油墨的图像定义材料的作用，在随后的步骤中排斥油墨。由于此原因，在某些实施例中，所述图像定义材料在此处也被称为液体调色剂。将被理解的是：尽管在本公开中我们提到材料作为调色剂，此提及是为了方便和清晰，并且提供相同的或相似的功能性的非调色剂或类似调色剂的材料在本公开的范围内。如果存在，所述调色剂颗粒优选地不具有对人眼可见的着色。

在某些实现中，所述调色剂是承载图像定义电解质的绝缘流体。在某些实施例中，所述电解质是双功能的（在一端是疏油墨的，在另一端是亲油墨的）或单功能的（亲油墨的）。所述电解质在溶液中被充电。

感光体表面的曝光允许光电导体在所曝光的区域处传输电荷，以便在所述感光体表面上呈现电荷分布图。所述感光体表面上的电荷与所述电解质上的相反电荷相吸引。当所述感光体表面退出所述槽时，电解质（和流体）覆盖与被曝光的表面相对应的区域中的表面。因此，要被印刷的图像的负片图案由所述感光体表面上的图像定义材料形成。此负像随后被转印到可再成像的表面。

随后用具有期望的性质（诸如具有合适的颜色、提供期望的最终表面质量、具有低的成本、是环保的等等）的油墨显影所述负像。在所述图像定义材料留驻于其中的区域中，油墨不会被转印到所述可再成像的表面上。在那些区域中，所述图像定义材料分裂并且所述油墨留在上墨辊上。随后将着墨的图像在夹辊等处转印到衬底上。印刷后，大部分图像定义材料将被从所述可再成像的表面蒸发或被转印到所述衬底上，在该处其将迅速地蒸发，留下所述着墨的图像。可选的清洁子系统将去除任何残留的图像定义材料和油墨，为下一个印刷传递准备好成像部件。

上面是本公开的若干独特的方面、特征、优势以及实现的概述。然而，此概述不是穷尽的。因此，当根据此处所提供的权利要求而被考虑时，本公开的这些和其他方面、特征和优势将从下面的详细描述以及附图中变得更加显而易见。

附图说明

在随附于此处的图中，在不同的附图之间，同样的参考标号表示同样的元件。尽管是示例性的，所述图没有被按比例绘制。在所述图中：

图1是根据本公开的实现的用于可变平版印刷术的系统的侧视图。

图2是根据本公开的一个实现的用于选择性地将图像定义材料涂敷到感光体的表面上的机构的侧视剖面图。

图3是根据本公开的另一个实现的用于选择性地将图像定义材料涂敷到感光体的表面上的机构的侧视剖面图。

图4是根据本公开的又另一个实现的用于选择性地将图像定义材料涂敷到感光体的表面上的机构的侧视剖面图。

图5是示出了用于例如图1中所显示的类型的可变平版印刷术的系统的操作的实现的流程图。

图6是根据本公开的一个实现的将包含颗粒的流体从感光体表面转印到可再成像的表面上的实例的侧视剖面图。

图7是根据本公开的一个实现的用于选择性地将图像定义材料涂敷到感光体的表面上的另一机构的侧视剖面图。

图8是根据本公开的又另外一个实现的用于在可再成像的衬底上涂敷油墨的机构的侧视剖面图。

具体实施方式

我们初始指出：公知的原始材料、处理技术、部件、设备以及其他公知的细节的描述仅仅是概括性的或者被省略，以免不必要地混淆本公开的细节。因此，在细节是另外公知之处，我们将其留给本公开的应用，以建议或指示涉及那些细节的选择。

参考图1，在其中示出了根据本公开的一个实现的用于图像定义材料的电子照相式图案形成的系统10。系统10包括成像部件12，在此实现中是鼓，但是可以等同地是板、带等等，其被在下面详细描述的若干子系统环绕。成像部件12在辊隙16（在其处衬底14被夹在成像部件12和加压辊18之间）处将油墨图像涂敷到衬底14上。可以采用广泛的各种类型的衬底，诸如纸张、塑料的或合成的页式胶片、陶瓷、玻璃等等。

可以使用广泛范围的标记材料，包括具有按重量大于10%的颜料比重的那些，包括但不限于用于包装的金属油墨或白色油墨。为了本公开的此部分的清楚和简洁，我们一般使用所述术语油墨，其将被理解为包括诸如油墨、颜料以及其他材料的标记材料的范围，其可以通过此处所公开的系统和方法而被涂敷。

在一个实现中，成像部件12包括被形成在结构安装层（例如金属、陶瓷、塑料等等）之上的可再成像的表面层20，其一起形成可重写的印刷胶布板。附加的结构层（诸如在可再成像的表面层20下面的中间层（未显示））可以是电绝缘（或导电）的、热绝缘（或导热）的、具有可变压缩性和硬度等等。典型地，在压缩性和硬度方面，使用处在1-3mm厚度之间的3-4叠层系统最优化胶布板，其中可再成像的表面层20被设计为具有最优的纹理、韧性以及表面能性质。

可再成像的表面层20应具有对所述油墨的弱的粘附力（即，是相对疏油墨的），而对所述油墨具有足够良好的润湿性质，以促进所述可再成像的表面的均匀（无小孔、空泡或其他缺陷）上墨并且促进所述油墨随后向前脱离而转印到所述衬底上。（此处被混入到所述板中的油的存在也可能有助于随后的转印）。硅酮是具有此性质的一种材料。提供此性质的其他材料可以被可替代地采用，诸如聚氨基甲酸酯、碳氟化合物等等的某些混合物。

电解的图像定义材料子系统28被布置在靠近成像部件12。电解的图像定义材料子系统28包括光敏的感光体22、充电机构24、图像定义材料贮槽26以及电荷擦除机构36。所述感光体22可以具有低表面能表面，其可以通过表面涂层、表面功能化或表面构形或它们的组合而被提供。例如，相对薄的介电层23（诸如无定形含氟聚合物(例如杜邦特氟纶（DuPontTeflon）AF)）可以被布置在感光体22的表面之上，在一个实例中，大约1微米厚或更薄（尽管更厚的层也被考虑）。可选地，所述电介质也可以充当光学感生的电荷跨越其而积累的层。

电解的图像定义材料子系统28进一步包括曝光子系统30，诸如形成光栅输出扫描器（ROS）的光源（例如激光器）32和旋转多棱镜34、LED阵列（未显示）等等。在激光器的情况下，源32既诸如通过控制器（未显示）而被脉冲调制，又诸如通过多棱镜34而被扫描。在LED阵列或光棒的情况下，包括所述阵列的各个元件被调制以逐行地产生所期望的曝光图案。经由曝光的方式，所扫描的和脉冲调制的射束或脉冲调制的线性阵列在感光体22的表面上产生电荷潜像。

被理解的是：为了本公开的目的，所述术语“光”被用于指用于感光体22的曝光的电磁辐射的波长。如此处所使用的，“光”可以是来自所述电磁频谱的宽广范围的波长中的任何波长，无论是对人肉眼正常可见的（可见光）、紫外线（UV）波长、红外线（IR）波长、微波波长等等。

图像定义材料贮槽26被配置为容纳图像定义材料27，诸如包含至少一种带电离子物质的电解质或绝缘流体。所述图像定义材料自身可以是绝缘的，诸如无离子的水或异链烷烃流体（例如，Isopar^tm，埃克森美孚化学制品公司（ExxonMobil Chemical Corp.）），具有溶解于其中的电离物质。

在某些实施例中，图像定义材料27可以包括图像定义颗粒或分子（此处被统称为颗粒）。所述图像定义颗粒可以是双功能的或单功能的。双功能的颗粒是被配置为具有相反极的颗粒，并且在一个极所述颗粒吸引要被涂敷到衬底 14上的油墨（即，在此极是亲油墨的），并且在另一极所述颗粒排斥要被涂敷到衬底14上的油墨（即，在此极是疏油墨的）。因此，双功能的颗粒能够在一个极润湿所述油墨，并且在另一极润湿所述疏油墨的可再成像的表面20，或者反之亦然。单功能的颗粒是完全疏油墨的或亲油墨的。

由于下面进一步阐释的原因，所述颗粒也可以具有表面性质和组成以致它们在所述图像定义材料内提供一定程度的液体阻力。在一个实现中，所述颗粒可以至少部分地包括包含电荷控制剂的聚合物聚合体。所述聚合物材料可以被部分地交联以提供多个聚合体。

图像定义材料贮槽26进一步被配置为在其中保持流体27与感光体22的表面物理接触。在操作中，感光体22例如在图1中的箭头A的方向上旋转。当其旋转时，贮槽26中的一定量的流体27沿其表面上被牵引，并且例如通过刮片38（未显示）等等而被调整。在此实施例的变体中，代替贮槽，图像定义材料可以例如通过计量辊等等而被计量供给到感光体22上。在此变体中，如下面进一步描述的，所述感光体的曝光始自背面，或者在涂敷所述图像定义材料之前。

在一个实施例中，图像定义材料贮槽26进一步被配置为接收曝光子系统30的输出，以光束B的形式，所述光束B实质上能够行进通过保持在其中的图像定义材料 27并且入射在可再成像的表面20上。

参考图1和图2两者，例如通过充电机构24将第一电压施加到电解的图像定义材料27（或其中的离子物质），并且例如通过充电机构25将第二电压施加到感光体22（诸如在其背面）。由此在图像定义材料 27和感光体22之间产生相对高的电压差；换句话说，跨越所述感光体22和介电层 23堆叠施加电压V。（我们注意到：介电层 23实质上比所述感光体层22更薄是期望的。然而，其存在不是必需的。如果所述电解的图像定义材料 27中的电离物质不容易与感光体22的表面处的相反电荷重新结合，则介电层是不需要的。电离物质例如可以由限于内部的带电荷颗粒或分子组成。这样的颗粒或分子的外部可以随后充当介电层以保持相反电荷充分分离来防止大量的重新结合。)所述感光体22的图像相关的照明能够在照明点处传导通过所述光敏层直至薄的介电层23的背面。为了充足的照明，所述介电层电容可以被充分地充电至值Q = C_dV，其中Q是在给定区域中的总的电荷，C_d是所述电介质23的电容，并且V是在其背面和电解质侧之间跨越所述电介质23的现在局部下降的电压。由此用所述未曝光的区域中的介电层之下的高电子表面电荷密度跨越介电层 23产生高电场。在所述未曝光的区域中，所述电荷密度是更小得多的。所述曝光的区域中的电荷密度Q_light与未曝光的区域中的电荷密度Q_dark的比率等于所述介电层23的电容与串联的介电层和光电导体层的电容的比率。作为简单的实例，如果所述感光体层22比所述介电层23厚9倍并且如果所述两层的介电常数是相同的，则单独的所述介电层的电容是所述堆叠的10倍大。因此如果允许电压横跨所述介电层 23下降，则所照明的区域中的电荷密度比未照明的区域中的电荷密度大10倍。相似地，如果所述介电层 23具有相对高的介电常数，则所述电荷密度将是相对高的并且电润湿能量降低将是相对高的。归因于所述电荷的电场吸引与介电层23的感光体侧上的电荷相反的电荷（此处为正）的电离电解质物质，从而降低界面能并且将流体界面从非润湿转换为润湿。因此，当感光体22行进通过贮槽26中的流体时，在感光体22和介电层 23的界面处的电荷吸引相反带电的电解的流体（或离子物质）。

在非照明的区域中，正电荷是更小得多的并且耦合到所述电解离子的电场是相对弱的。在能量方面，在此区域中负离子吸引到流体介电界面是太弱的以致不能实质上降低电介质上的流体的界面能并且将该区域从非润湿转换为润湿。（接触角保持大于90度，并且所述流体保持在所述槽中而不是自由牵引并随所述成像部件而传输。）

因此，所述电解质流体中的电离物质被吸引到所述感光体上的电荷图像上。离子结合导致液体-成像部件界面处的能量降低，其将图像定义材料 27粘合到介电层 23的表面上（电润湿）。当感光体22退出贮槽26时，电润湿的区域根据分裂条件随其携载一些量的流体。图像定义材料 27随后可以充当正或负图案形成溶液。

当具有带电和未带电区域的感光体22的表面离开电解质槽（例如，通过刮片38）时，所述电解的图像定义材料被优先吸引到所述带电区域。在感光体22的所述表面之上形成来自贮槽26的流体的层40。层40具有对感光体22的相对高吸引并且因此是相对厚的区域42以及对感光体22的相对低吸引并且因此是相对更薄的区域44。区域42对应于感光体22之上的被曝光子系统30曝光的位置（即，所述感光体层中的电荷分离的区域），并且区域44对应于感光体22之上的未被曝光子系统30曝光的位置（即，所述感光体层中的没有电荷分离的区域）。区域44可以比区域42更薄得多，部分归因于流体的吸引、部分归因于所述图像定义材料的蒸发，或这些和其他影响的组合。

在在其中所述流体中存在颗粒的实现中，诸如图6中所示出的，它们可以被提供为具有表面性质以致它们提供液体阻力。该阻力意味着所述颗粒的运动随其承载流体。因此，在电解的图像定义材料和所述感光体的带电区域之间的静电吸引吸引流体和颗粒两者，并且增强所述颗粒的分凝到区域42中。由此在感光体22之上形成颗粒承载的图像定义材料的厚和薄区域的图像形成图案。在一个实现中，区域42是大约0.2 μm到1.0 μm厚，而残留的图像定义材料区域44可以是大约小于0.1 μm。由于与区域44相比的区域42中的体积差异，相比于区域44，区域24中存在实质上更大量的颗粒。

随后在转印点46处，感光体22上的图像定义材料 27的厚和薄区域的图像形成图案可以被转印到可再成像的表面20。随着感光体22和成像部件12的相对运动进行，层40从感光体22的表面被转印到可再成像的表面20，保持相对的层厚度（以及在某些实施例中区域42、44中的颗粒浓度）。在一种机构中，所述图像定义材料润湿所述可再成像的表面，并且由于可再成像的表面20的性质，一部分图像定义材料转印到其上。尽管一些流体在其大部分转印到可再成像的表面20之后可能保留在感光体22上，所转印的区域42、44的可再成像表面20之上的相对体积以及进而高度将足以在区域42和区域44中的流体量之间保持足够的反差，以致在可再成像的表面20上形成液体图像。

根据图3中上面所示出的变体，感光体22的曝光可以从感光体22的背面发生。例如，感光体22的主体可以在来自源33的射束B′的波长处是至少部分光学透明的。由此可以提供在感光体表面和流体27之间接触的情况下同时曝光所述感光体。随后如上面所描述的进行来自贮槽26的流体27的选择性保留。

根据所述感光体照明和充电的另一个实现，如在图4中所见，在所述感光体进入所述电解质槽之前发生照明。例如从一个或多个电晕单元37，光源35被成像到充电区域内的感光体22上。由此将电介质 23的表面充电至电压V。在所照明的区域中，足够的电荷被释放以随后移动通过感光体层22并且使所述电容饱和。随后，相似于当与偏压的电解质槽相接触时进行充电的情况，所述电压V跨越所述介电层23下降。所述图像相关的带电的表面随后进入所述电解质槽并且电润湿处理如上面那样继续。在此情况下，偏压所述电解质槽是可选的。根据本公开的另一个实现，所述图像定义材料 27 的粘度和/或表面粘附性可以被有意地增加，尤其在与感光体22的表面相反的曝光的表面上，以便增加其到可再成像的表面20上的转印效率。用于这样的粘度和/或粘附性变更的一种机构是加热元件48。除了粘度和/或粘附性变更之外，加热元件48也可以辅助蒸发过量的残留的图像定义材料。

现在驻留在可再成像的表面20上的由层40形成的材料图像接下来在上墨辊隙52处由上墨子系统50上墨。上墨子系统50 可以由使用传墨网辊以将胶印油墨计量供给到一个或多个形成辊上的“无键”系统组成。可替代地，上墨子系统50 可以由多个传统元件组成，其具有使用机电键来确定所述油墨的精确馈送率的一系列计量辊。上墨子系统50的一般方面将取决于本公开的应用，并且将被本领域技术人员良好地理解。

根据可以被称为正油墨定义成像的第一实施例，在上墨辊隙52处的油墨54选择性地粘附到区域42之上的图像层40上。在亲油墨的颗粒存在之处，此累积尤其是在这些亲油墨的颗粒的更高密度的区域之上。这由若干不同的机构中的一个或多个来完成。在一个实现中，所述图像定义材料是亲油墨的，并且所述可再成像的表面是疏油墨的。所述油墨因此在所述可再成像的表面之上分裂，并且选择性地在图像定义材料的区域之上累积。在另一个实现中，其可以被称为负油墨定义成像，所述图像定义材料是疏油墨的，并且所述可再成像的表面是亲油墨的（例如，非极性油墨和氟化硅酮）。所述油墨粘附到所述氟化硅酮表面上，并且在油墨和图像定义材料之间分裂或者在所述图像定义材料层内分裂。

在在其中图像定义材料中存在亲油墨的颗粒的实施例中，大量的亲油墨的颗粒在区域42中被曝光，而较少的颗粒在区域44中被曝光。油墨和颗粒之间的吸引可以是物理的、化学的、静电的、磁性的或其组合。因此，油墨将选择性地分离到区域44。在某些实现中，区域44中的流体27将在到达辊隙52之前已被充分地蒸发。在这样的情况下，由于由区域44中的图像定义材料 27正式占有的已曝光的可再成像表面20排斥油墨，上墨的区域和非上墨的区域之间的反差被增强。

对于正油墨定义图像形成，随辊隙52之后，区域42包括第一层的图像定义材料 27和其之上的第二层的油墨54。与此相反，区域44在其中具有非常少的图像定义材料，并且实际上在其之上没有油墨。由此形成上墨的图像。成像部件12将所述上墨的图像携载到图像转印辊隙16。所述上墨的图像接下来在转印子系统56处被转印到衬底14。在图1中所示出的实现中，这通过使衬底14通过成像部件12和加压辊18之间的辊隙16而被完成。在成像部件12和加压辊18之间施加充足的压力以致使得区域42内的油墨54与衬底14物理接触。所述油墨对衬底14的粘附以及强的内粘聚力导致所述油墨脱离可再成像的表面20并且粘附到衬底14上。加压辊18或辊隙16的其他元件可以被冷却以进一步增强所述上墨的图像到衬底14的转印。实际上，衬底14自身可以被保持在比成像部件12上的油墨相对更冷的温度处，或者被局部冷却，以辅助所述油墨转印处理。

可选地，所述电解的图像定义材料的一些部分（以及在某些实施例中，其中的添加剂）可以最终随同所述油墨转移到所述衬底上。在这样的情况下，所述图像定义材料可以被构成为包含附加的添加剂，其提供期望的表面性质或对所述油墨图像的功能性，诸如控制材料粘度、递送添加剂（例如，光固化剂或热固化剂、定影剂等等）、反射率（例如，光泽）、机械强度、防水、纹理、添加编码材料（例如，磁性的或静电可充电的颗粒）等等。这些性质/功能中的某些可以通过加热或冷却衬底14上的上墨的图像、通过与衬底14的反应等等而被实现。在某些实现中，所述图像定义颗粒的一些部分可以随同所述油墨而转印，在此情况下，所述图像定义颗粒可以用作油墨区域定义和表面性质/功能性控制的双重目的。

将被理解的是：油墨在所述转印辊隙16处以非常高的效率（接近100%）从可再成像表面20被释放到衬底14。所述电解质图像定义材料（以及可选的颗粒）可以以各种方式起作用来辅助该转印。在一个实现中，所述电解质粘合到所述油墨的表面上并且随后当例如通过机构62施加中和场或排斥场时在所述转印辊隙中从所述表面被释放。可替代地，一些图像定义材料 27′也可以随同油墨54而转印到衬底14上并且脱离可再成像表面20。在某些实现中，该转印的图像定义材料的体积将是最小的，并且其将迅速地蒸发，仅留下先前包含在其中的颗粒。所述颗粒可以在所述油墨中混合并且不具有其他综合效果。在其他实现中，被包含在图像定义材料27中的可选颗粒和/或其他试剂可以提供被涂敷到衬底14上的图像，所述衬底14具有如上面所讨论的某些期望的性质，诸如表面光洁度、表面纹理、表面颜色（或色彩效果）、油墨固化等等。

任何残留的油墨54′和残留的图像定义材料 27〞必须从可再成像表面20被去除，优选地不刮擦或磨损该表面。可以通过使用具有充足气流的气刀（未显示）容易地去除大部分残留的图像定义材料 27〞。除了气刀之外或作为气刀的替代，可以通过在针对专利证书序列号13/095,714的前述美国申请中所公开的类型的清洁子系统58来去除任何剩余的图像定义材料和油墨残留物。

可替代地，如熟悉胶版印刷的人将良好理解的那样，如下在本公开的范围内：胶印辊（未显示）可以首先接收所述油墨图像图案，并且其后将所述油墨图像图案转印到衬底上。本公开也考虑将油墨图案从成像部件12间接转印到衬底14上的其他模式。

返回到图1，电荷擦除机构36被提供以至少针对在其处所述图像将不同于先前的印刷的所述感光体22的那些区域擦除所述电荷图像。在一个实现中，（液体或其他）接触被提供以在用擦除照明照射光电导体时使跨越所述光电导体的电场短路。随后在重复该处理之前从鼓表面清除掉任何电解质。

因此，公开了完全混合系统和处理，在其中参考图5，处理100包括：在102处在感光体之上涂敷图像定义材料（其中具有或不具有颗粒），在104处通过所述图像定义材料使所述感光体形成图案，以及在106处利用电润湿的某些方面显影所述图案。在108处，将图像定义材料的所述图像转印到成像部件上以充当正潜像或负潜像，并且在110处，在所述成像部件的表面上上墨。随后在112处，利用可变数据平板印刷术系统和处理的某些方面将所述上墨的图像转印到衬底上。所述图像定义材料提供了正潜像或负潜像，并且被转印到具有机械和能量性质的可再成像表面上，所述机械和能量性质被特别地调整以提供在其上形成的上墨的图像到期望的衬底的非常高效率的转印。

如之前所提及的，所述图像定义材料内的颗粒和/或分子可以是双功能的。换句话说，所述颗粒和/或分子可以具有两个相反的极：一个优选地吸引到所述可再成像的表面上，而另一个优选地吸引到所述油墨上。参考图6示出了操作中的这些颗粒。图像定义材料27被布置于贮槽26并且包括电解的图像定义材料，在其中布置有双功能的颗粒60。双功能的颗粒和/或分子60被示出为大体上球形，其中一个半球具有表示该半球可吸引到所述可再成像的表面20的阴影线的图案，并且其中第二半球不具有填充图案并且表示该半球可吸引到油墨。将被理解的是：图6仅是为了例示的目的，不是按比例的，并且所述颗粒和/或分子不需要必然是球形的。当从贮槽26被沉积在感光体22的表面上时，颗粒60 是相对随机朝向的。当感光体22旋转时，包括颗粒和/或分子60的图像定义材料27的层通过上面所描述的处理被转印到可再成像的表面20上。由于颗粒和/或分子60的阴影的半球吸引到可再成像的表面20上，颗粒60的无阴影的半球近似朝向层40的表面。换句话说，颗粒和/或分子60的油墨吸引的区域被呈现至图像定义材料层40的油墨接收表面。如上面所描述的，随后可以经由颗粒和/或分子60的吸引而优选地将油墨涂敷到层40之上。

尽管上面的讨论已聚焦于颗粒或分子可吸引到油墨上，在替代的实现中，所述颗粒可以致使可再成像的表面之上的图像定义材料的区域是疏油墨的，并且因此作为负潜像。参考图7，颗粒承载的图像定义材料27的区域42′是疏油墨的。当可再成像的表面20旋转经过上墨子系统50时，在区域42′上排斥油墨但是在区域44′中接受油墨。油墨接受可以基于可再成像表面的性质、基于形成图像定义材料27的电解液（其薄层可以保留在区域44′中）的性质，通过所述油墨的处理、通过上墨子系统50和转印子系统56之间的区域中的热控制或静电控制。将被理解的是：形成完整的图像形成系统的子系统和机构中的许多没有在图7中被特别地示出，但是可以相似于参考图1所显示和所描述的那些。

参考图8，示出了可变数据平版印刷术系统的另一个实施例150。实施例150的流体27没有颗粒，但是另外可以如先前所描述的那样。此外，通过图像定义材料 27的贮槽26曝光感光体22（或者可以如上面所描述的那样在贮槽26之前被照明）。所形成的静电图案由此导致在感光体22的表面上的图像定义材料的电润湿图案的负潜像形成。形成图案的图像定义材料层40（包括相对更大量的图像定义材料的区域42和没有（或相对非常少的）图像定义材料的区域44）随后可以被转印到可再成像的表面20上。在这样做时，在图像定义材料的区域42之间的区域44中曝光可再成像的表面20的区域。在此实施例中，来自上墨子系统152的油墨154是疏水的材料。因此，当通过上墨子系统152被沉积在可再成像的表面 20之上时，油墨154优选地占据区域44 d并且被区域42排斥。

在某些变体中，油墨154将具有对可再成像表面 20的足够高的粘附和低的内聚能以便分裂到在区域44中曝光的可再成像表面 20的区域上。油墨154可以是足够内聚的，以分裂区域42之间的图像定义材料和/或具有对图像定义材料27的足够低的粘附以便脱离所述图像定义材料区域42。所述图像定义材料可以具有相对低的粘度。因此，由图像定义材料覆盖的区域可以自然地排斥油墨，因为在具有非常低的动态内聚能的图像定义材料层中自然发生分裂。

因此，通过上墨子系统152，上墨的图像被形成在可再成像的表面 20上。接下来在转印子系统56处将上墨的图像（区域44中的油墨）转印到衬底14上。在图8中所示出的实施例中，这通过使衬底14通过成像部件12和加压辊18之间的辊隙16而被完成。在成像部件12和加压辊18之间施加足够的压力以致所述油墨154与衬底14物理接触。所述油墨到衬底14的粘附和强的内粘聚力导致所述油墨脱离可再成像的表面 20并且粘附到衬底14。加压辊18或辊隙16的其他元件可以被冷却以进一步增强上墨的潜像转印到衬底14上。实际上，衬底14自身可以被保持在比成像部件12上的油墨相对更冷的温度处，或者被局部冷却，以辅助油墨转印处理。

一些图像定义材料也可以润湿衬底14并且脱离可再成像表面 20，然而，该图像定义材料的体积将是最小的，并且其将迅速地蒸发或者被吸收在所述衬底内。表面20上的最佳电荷和与所述图像定义材料中的颗粒的静电相互作用将减少所述图像定义材料到衬底14的转印。

在某些实现中，所述油墨定义图像定义材料可以是牺牲的，并且在印刷循环中被消耗，诸如通过蒸发或去除以及诸如通过清洁子系统58（图1和图8）的处理。可选地，保留在可再成像表面 20上的任何图像定义材料可以被去除、再循环以及再利用。

因此，将被理解的是：尽管水基溶液是可以在本公开的实现中被采用的图像定义材料的一个实现，可以采用具有低的表面张力的其他非水的图像定义材料，其是疏油墨的、是可蒸发的、可分解的或者另外选择性地可去除的等等。一个这样的流体的类是氢氟醚（HFE）的类，诸如由明尼苏达州的圣保罗的3M制造的商标为Novec的工程流体。这些流体根据当前公开具有下面的有益性质：（1）它们在蒸发之后实质上不留下固体残留物，这可以被解释成缓解的清洁需求和/或改进的长期稳定性；（2）它们具有低的表面能，如所述成像部件的适当的润湿所需要的那样；以及，（3）它们在环境和毒性方面是良性的。可以提供附加的添加剂来控制所述感光体之上的图像定义材料的导电率。其他适合的替代物包括氟素物和本领域中已知的其他流体，其具有全部或大部分上面的性质。也被理解的是：这些类型的流体可以不仅以它们的未稀释的形式被使用，而且也可以作为含水的非含水的溶液或乳剂中的成分。

此处显示和描述了具有单个成像部件 12（以滚筒的形式）而不具有胶印或垫布滚筒的系统。所述可再成像的表面 20由经由高压压印滚筒与印刷媒介的粗糙度共形的材料制成，同时其保持大量印刷所必需的良好的抗拉强度。传统地，这在胶版印刷系统中是胶印或垫布滚筒的角色。然而，需要胶印辊意味着更大的系统，其具有更多的部件维护和修复/更换问题、增加的生产成本以及添加的能量消耗来维持鼓（或可替代地为带、板等等）的旋转运动。因此，尽管通过本公开如下是被考虑的：在完整的印刷系统中可以采用胶印滚筒，不是必需是这样的情况。相反地，所述可再成像的表面层作为替代可以直接与所述衬底相接触以影响油墨图像从可再成像的表面层转印到所述衬底。部件成本、修复/更换成本以及操作上的能量需求由此全部被降低。

应被理解的是：当第一层被称为处于第二层或衬底“上”或“之上”时，其可以直接位于所述第二层或衬底上，或者位于中间层（或者可以处于所述第一层和第二层或衬底之间的层）上。此外，当第一层被称为处于第二层或衬底“上”或“之上”时，所述第一层可以覆盖整个第二层或衬底或者所述第二层或衬底的一部分。

物理器件及其操作的实现和产生不是绝对的，而是用以产生期望的器件和/或结果的统计工作。即使在最大限度地关注于处理的可重复性的情况下，制造装备的清洁度、启动和处理材料的纯度等等，导致变化和缺陷。因此，本公开或其权利要求的说明中没有限制可以或应该被阅读为绝对的。权利要求的限制意在限定本公开的界限，直至且包括那些限制。为了进一步强调这点，术语“实质上”在此处可以偶尔关联于权利要求限制而被使用（尽管针对变化和缺陷的考虑不仅限于那些与该术语一起使用的限制）。尽管难以精确地限定本公开自身的限制，我们意欲将该术语解释为“在很大程度上”、“尽可能接近”、“在技术限制之内”等等。

此外，尽管已经在前面的详细描述中呈现了多个优选的示例性的实现，应被理解的是：存在大量的变体，并且这些优选的示例性实现仅是代表性的实例，并且不是意在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。各种上面所公开的以及其他特征和功能或者其替代物可以被期望地组合成许多其他不同的系统或应用。本领域技术人员可以随后进行各种当前未预见或未预期到的替代、修改变化或者其中或其上的改进，这也意在由下面的权利要求涵盖。

因此，前面的描述为本领域技术人员提供了用于实现本公开的便利教导，并且考虑到：可以进行所描述的实现的功能和布置中的各种变化，而不背离由所附的权利要求限定的本公开的精神和范围。

Claims

1.一种用于可变数据平版印刷术的方法，包括：

将第一静电电荷施加到感光体上；

将电解的图像定义材料涂敷在所述感光体之上以致所述电解的图像定义材料被布置在所述感光体的区域的表面之上；

将第二静电电荷施加到所述电解的图像定义材料上；

在所述区域的所述表面被通信地耦合到用于充电的机构时选择性地曝光所述感光体的所述区域以由此根据由曝光子系统曝光的区域和未曝光的区域在所述感光体的所述表面上形成曝光图案，所述曝光改变所述感光体上的静电电荷以由此限定所述感光体的具有所述电解的图像定义材料能够被吸引到其上的第一静电电荷状态和所述电解的图像定义材料能够不被吸引到其上的第二静电电荷状态的区域，以由此形成形成图案的电解的图像定义材料层；

将所述形成图案的电解的图像定义材料层转印到成像部件的可再成像的表面上；以及

在所述可再成像的表面之上选择性地涂敷油墨以致所述油墨占据所述可再成像的表面上的所述形成图案的电解的图像定义材料层的所选择的区域以由此在所述可再成像的表面之上形成上墨的图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感光体具有被布置于其上的介电层，并且将所述电解的图像定义材料涂敷在所述感光体之上包括将所述电解的图像定义材料涂敷在所述介电层之上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一静电电荷状态对应于未被曝光子系统曝光的区域，并且第二静电电荷状态对应于被曝光子系统曝光的区域。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感光体的具有第一静电电荷状态的所述区域具有第一电荷极性，并且进一步其中所述电解的图像定义材料被提供有具有第二电荷极性的第二静电电荷状态，所述第一电荷极性与所述第二电荷极性相反。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：将第一极性的静电电荷施加到所述成像部件以致所述电解的图像定义材料在将其从所述感光体转印到所述可再成像的表面期间被静电地吸引到所述可再成像的表面上。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述电解的图像定义材料包括具有被布置在其中的图像定义颗粒的电解的图像定义材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图像定义颗粒具有对由上墨子系统涂敷的油墨的亲和力。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图像定义颗粒是双功能的，以致所述颗粒中的每个的一个区域具有对由上墨子系统涂敷的油墨的亲和力并且每个所述颗粒的另一个区域具有对所述可再成像的表面的亲和力。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：将所述图像定义材料之上的所述油墨转印到衬底上以由此将所述上墨的图像从所述可再成像的表面转印到所述衬底上，其中所述电解的图像定义材料包括用于向所述上墨的图像提供期望的表面性质的添加剂，并且进一步其中所述电解的图像定义材料的至少一部分随同所述上墨的图像被转印到所述衬底上。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述期望的表面性质选自由下列项组成的组：加速的固化、反射率、机械强度、抗水性、纹理、颜色以及编码。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述电解的图像定义材料转印到所述成像部件上之前控制所述感光体的所述表面上的所述电解的图像定义材料的粘度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过朝向所述感光体选择性地导向热能来控制所述粘度。

13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在由曝光子系统曝光所述感光体之前擦除所述感光体上的任何电荷图案。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，通过贮槽内的所述电解的图像定义材料曝光所述感光体的所述区域。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，被曝光的所述感光体的所述区域是与和所述电解的图像定义材料相接触的所述区域的所述表面相反的表面。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述区域的照明的表面被布置在邻近贮槽处，并且在被控制为将所述区域的所述表面充电至期望的电压的带电气氛内被曝光。

17.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述图像定义材料之上的所述油墨转印到衬底上以由此将所述上墨的图像从所述可再成像的表面转印到所述衬底上。

18.一种用于可变数据平版印刷术的方法，包括：

将第一静电电荷施加到感光体上；

使所述感光体通过电解的图像定义材料以致所述感光体的区域的表面与所述电解的图像定义材料物理接触；

将第二静电电荷施加到所述电解的图像定义材料上，所述第一静电电荷和所述第二静电电荷具有相反的极性；

在所述区域的所述表面与所述电解的图像定义材料相接触时选择性地曝光所述感光体的所述区域以由此根据由曝光子系统曝光的和未曝光的区域在所述感光体的所述表面上形成曝光图案，所述曝光使得能够消散被曝光之处的所述感光体上的静电电荷状态，以由此限定所述感光体的具有所述电解的图像定义材料被吸引到其上的第一静电电荷状态和所述电解的图像定义材料被吸引到其上的第二静电电荷状态的区域，以由此在所述感光体退出与贮槽内的所述电解的图像定义材料相接触时形成形成图案的电解的图像定义材料图像；

将所述形成图案的电解的图像定义材料图像转印到成像部件的可再成像的表面上，在所述可再成像的表面上形成由相对更低量的电解的图像定义材料的区域分离的相对更高量的电解的图像定义材料的区域；

选择性地将油墨涂敷在所述可再成像的表面之上以致所述油墨被布置在其之上除了所述可再成像的表面上的相对更高量的电解的图像定义材料的所述区域上之外，以由此在所述可再成像的表面之上形成上墨的图像；以及

将被布置在所述可再成像的表面上的相对更高量的电解的图像定义材料的所述区域之上的油墨转印到衬底上，以由此将所述上墨的图像从所述可再成像的表面转印到所述衬底上。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述感光体具有被布置在其之上的介电层，并且使所述感光体通过电解的图像定义材料包括将所述电解的图像定义材料涂敷在所述介电层之上。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电解的图像定义材料包括被布置在其中的图像定义颗粒。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述图像定义颗粒具有对由上墨子系统涂敷的油墨的亲和力。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述图像定义颗粒是双功能的以致所述颗粒中的每个的一个区域具有对由上墨子系统涂敷的油墨的亲和力并且每个所述颗粒的另一个区域具有对所述可再成像的表面的亲和力。

23.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电解的图像定义材料进一步包括用于向所述上墨的图像提供期望的表面性质的添加剂，并且进一步其中所述图像转印子系统将所述电解的图像定义材料的一部分随同所述上墨的图像转印到所述衬底上，以在所述衬底之上提供具有所述期望的表面性质的所述上墨的图像。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述期望的表面性质选自由下列项组成的组：加速的固化、反射率、机械强度、抗水性、纹理、颜色以及编码。

25.根据权利要求18所述的方法，其中，被曝光的所述感光体的所述区域是与和所述电解的图像定义材料相接触的所述区域的所述表面相反的表面。

26.一种用于将油墨涂敷到衬底上的可变数据平版印刷方法，包括：

将第一静电电荷施加到感光体上；

使所述感光体通过电解的图像定义材料以致所述感光体的表面的一部分与所述电解的图像定义材料物理接触，所述电解的图像定义材料包括具有被布置在其中的图像定义颗粒的电解的图像定义材料，所述图像定义颗粒具有对由上墨子系统涂敷的油墨的亲和力；

通过所述电解的图像定义材料选择性地曝光所述感光体，以由此根据由曝光子系统曝光的和未曝光的区域在所述感光体的所述表面上形成曝光图案，所述曝光使得能够消散被曝光之处的所述感光体上的静电电荷状态，以由此限定所述感光体的具有所述电解的图像定义材料被吸引到其上的第一静电电荷状态和所述电解的图像定义材料不被吸引到其上的第二静电电荷状态的区域，以由此在所述感光体退出与贮槽内的所述电解的图像定义材料相接触时形成形成图案的电解的图像定义材料图像；

将所述形成图案的电解的图像定义材料图像转印到成像部件的可再成像的表面上，在所述可再成像的表面上形成由实质上没有电解的图像定义材料的区域分离的电解的图像定义材料的区域，并且由此将所述形成图案的电解的图像定义材料图像从所述感光体转印到所述可再成像的表面上；

将油墨涂敷在所述可再成像的表面之上以致所述油墨占据所述可再成像的表面上的所述电解的图像定义材料内的所述图像定义颗粒之上的区域，并且不占据所述可再成像的表面之上的其他区域，以由此在所述可再成像的表面之上形成上墨的图像；以及

将占据所述可再成像的表面上的所述电解的图像定义材料之上的区域的油墨转印到衬底上，以由此将所述上墨的图像从所述可再成像的表面转印到所述衬底上。