CN107003630A - 印刷机 - Google Patents

Abstract

描述包括多个成像单元的印刷机。在示例中，每个成像单元选择性地沉积至少一种印刷物质，并且中间转移构件与成像单元协作，以使在印刷机的使用中可以在印刷机上形成可印刷图像，可印刷图像包括来自至少两个成像单元的印刷物质。

Description

印刷机

背景技术

印刷涉及将通常包括着色染料或颜料的印刷物质施加至衬底的技术。已知的印刷技术包括喷墨印刷、电子照相印刷、激光印刷和热转移印刷。

附图说明

图1和图2示出了印刷机的示例；

图3示出了采用印刷物质印刷的方法的示例；

图4示出了印刷机的另一示例；以及

图5示出了采用印刷物质印刷的方法的另一示例。

具体实施方式

本公开不限于在此所公开的特定材料和工艺步骤，因为这些材料和工艺步骤可以稍微改变。在此使用的术语仅用于描述特定示例的目的。因为本公开的范围有意设计为仅由所附权利要求及其等价形式而限定，所以术语并非意在是限定性的。

应该注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该”包括复数个对象，除非上下文另外明确地指示。

如在此所使用的，术语“基本上地”或“基本上”涉及动作、特性、属性、状态、结构、项目或结果地全部或接近全部的范围或程度。

如在此所使用的，为了方便可以在共用列表中展示多个项目、结构元件、组成要素、和/或材料。然而，这些列表应该被构造为列表的每个组员被单独地标识为分立并独特的组员。因此，在没有相反的指示时，这种列表的单个组员不应仅仅基于它们出现在共用群组中而被构造为相同列表的任何其他组员的事实上的等价形式。

一些印刷设备或印刷机(该术语如在此所使用的包括印刷机械)包括至少一个成像单元，该至少一个成像单元用于直接地或经由至少一个中间构件将印刷物质(例如油墨或色粉)施加至衬底。

如在此所使用的，“成像单元”是能够以一形式供应印刷物质以提供印刷图像的印刷机的部件。换言之，印刷物质从成像单元喷出，基本上具有或者以便于具有印刷物质有意设计在衬底上所具有的形式或图形。在一些示例中，印刷物质可以直接地从成像单元施加至衬底。在一些示例中，印刷物质可以由中间构件传递至衬底。在一些示例中，成像单元可以包括可更换的部件。

一些印刷机通过印刷基本上分离的重叠图像而产生着色图像，每个图像由单个着色油墨形成。一些这种印刷机具有许多成像单元，每个成像单元与一颜色相关联。在这种印刷机的一个示例中，每个成像单元可以施加着色剂至衬底，一个单元接着另一个。在其他印刷机中，可以使用已知为“颜色切换”的工艺。在使用颜色切换的印刷机中，单个成像单元可以用于依次施加多种颜色中的每一种。

在电子照相印刷机中，首先在光电导体上布置电荷，光用于选择性地消散电荷以在光电导体上形成电荷图形，并且由电荷图形的电荷所吸引或排斥的带电粒子(可以是颜料微粒，诸如色粉微粒)在光电导体上形成图像。在这种印刷机的一些示例中，图像在压力和/或电场作用下转移至中间转移构件和/或衬底。

液体电子照相印刷机是使用悬浮在液态载体、有时称作液体“电子油墨”的带电微粒作为印刷物质的印刷机。

图1示出了包括多个成像单元102a、102b的液体电子照相印刷机100的示例。每个成像单元102包括光电导构件106a、106b，并且可以将至少一种印刷物质104a、104b沉积至中间转移构件108上。中间转移构件108与成像单元104a、104b协作以使得在中间转移构件108上形成可印刷图像，可印刷图像包括来自至少两个成像单元的印刷物质。

在该示例中，印刷物质可以包括悬浮在液态载体中的带电颜料微粒。在一些示例中，印刷物质104a、104b可以提供在例如墨盒或类似物的容器中。当中间转移构件108穿过每个成像单元104a、104b时，由印刷物质形成的图像可以选择性地添加至中间转移构件108的特定区域。以这种方式，中间转移构件108的区域可以用不同的印刷物质获得多个图像，该多个图像在该区域上重叠并且一起形成了待印刷的期望图像。在一些示例中，由一种或多种印刷物质构成的期望图像随后可以转移至衬底。这可以包括在单次操作中转移承载了数种不同印刷物质的图像，使得期望印刷的图像快速形成。

在该示例中，中间转移构件108是环形带。在其他示例中，中间转移构件108可以是辊轴(roller)、鼓或类似物。

在另一示例中，如图2中所示，印刷机200包括多个成像单元202a、202b，并且这种单元中的至少两个(并且在一些示例中，成像单元202a、202b中的每个)用于在特定印刷操作中选择性地沉积不同的第一印刷物质和第二印刷物质204a-d中的一种以用于转移至衬底206。

在一些示例中，由每个成像单元202a、202b选择性地沉积的第一印刷物质和第二印刷物质除了相互不同之外可以与任何其他成像单元202a、202b沉积的那些印刷物质不同。这允许例如颜色的印刷物质的各种组合。在其他示例中，印刷物质204a-d中的至少两种可以具有共同的属性，例如包括相同颜色，以允许实现某些印刷效果。

在该示例中，印刷机200进一步包括中间转移构件208(在该示例中，环形带)，该中间转移构件208用于与成像单元202a、202b协作以使得在中间转移构件1080上形成具有待印刷的图像期望的图形的印刷物质。进一步，成像单元202中的每一个包括光电导构件210，在该示例中是光敏鼓。在印刷机200的操作中，通过控制静电电荷以及提供自身带电的印刷物质，在被转移至中间转移构件208之前，首先由印刷物质在光电导构件210上形成用于转移至衬底206的图形。该图形可以是待印刷的图像，或者可以包括图像的一部分，其他印刷物质通过在中间转移构件208上、或者在衬底206上与该图形重叠而对印刷图像也有贡献。

在该示例中印刷机200被设置为使得包括来自一个、一些或每个成像单元202的印刷物质204a-d的图像可以在单次动作中转移至衬底206。在该示例中，每个成像单元202被设置为当区域移动经过成像单元202时依次将印刷物质施加至中间转移构件208的相同区域。如所示，因此，第一成像单元202a可以将提供给第一成像单元202a的第一印刷物质204a或第二印刷物质204b施加至环形带的区域，该区域随后朝向第二成像单元202b移动，以使得第二成像单元202b的第一印刷物质204c或第二印刷物质204d可以重叠在相同区域上。区域随后移动至转移夹口(transfer nip)212。在夹口212处，图像可以在压力下转移至衬底206，衬底206可以由衬底输送辊轴213驱动而与中间转移构件208接触。

在一个示例中，印刷机200可以因此提供印刷装置，该印刷装置包括第一成像单元202a以及第二成像单元202b；第一成像单元202a包含光电导构件210a，第一成像单元202a用于选择性地提供第一印刷物质或第二印刷物质(印刷物质204a和204b)以用于转移至衬底206；第二成像单元202b包括光电导构件210b，第二成像单元202b用于选择性地提供第三印刷物质或第四印刷物质(印刷物质204c和204d)以用于转移至衬底206。控制第一成像单元202a和第二成像单元202b以使在印刷操作期间，选择性地印刷来自至少一个成像单元的一种印刷物质。在一些示例中，印刷物质中的至少两种可以具有不同的特性，例如包括不同的着色剂，或者着色剂、涂层、导电材料、半导电材料、荧光材料等的任意组合。

在该示例中，印刷机200包括控制器214，控制器214控制印刷机的操作。特别地，控制器214控制在特定时刻从特定成像单元202a、b提供哪种印刷物质204a-d，并且可以控制其他印刷或印刷机进程，诸如控制中间转移构件208、衬底输送辊轴213等等的移动。

在一个示例中，第一印刷物质和第三印刷物质可以在第一印刷操作中印刷，并且第二印刷物质和第四印刷物质可以在第二印刷操作中印刷。在其他示例中，在给定印刷操作中可以仅印刷一种印刷物质204a-d，或者可以改变在单个印刷操作中所印刷的印刷物质的组合。

在该示例中，可以在相同衬底206上执行多个印刷操作。为此，在该示例中印刷机200包括辊轴216以返回衬底206。在该示例中，衬底206是诸如纸张或塑料薄片等等之类的柔性薄片衬底，然而可以印刷其他物质，其他物质包括非柔性薄片的物质，诸如制造品(例如瓶子，诸如DVDs、小型盘等的盘碟)。然而，在其他示例中，环形带208可以在印刷物质被施加至衬底206之前完成多于一次的旋转。在第一次旋转中，来自至少一个成像单元的第一印刷物质可以被施加至环形带208的区域，环形带208可以随后进行第二次旋转，仍然承载在第一次旋转中向环形带208施加的印刷物质，并且来自至少一个成像单元的第二印刷物质可以被施加至相同区域(也即在每次旋转上施加印刷物质可以构成印刷操作)。在第一次旋转和第二次旋转期间所施加的印刷物质可以在单次动作中被转移至衬底206。

在一个示例中，参照图3的流程图，描述了一种用于印刷的方法。方法包括为第一成像单元提供第一印刷物质和第二印刷物质(框302)。在第一印刷操作中，印刷机可以被控制以采用第一印刷物质和来自第二成像单元的印刷物质选择性地印刷(框304)。在第二印刷操作中，印刷机可以被控制以采用第二印刷物质选择性地印刷(框306)。

能够选择性地控制多个成像单元中的至少一个成像单元来使用多种印刷物质中的一种来产生印刷图像，这允许产生各种印刷效果。例如，如果第一成像单元首先提供第一印刷物质，第一印刷物质可以独自地被印刷至衬底，或者与来自第二成像单元的印刷物质组合被印刷至衬底。随后可以控制、或切换第一成像单元以采用第二印刷物质执行印刷操作，第二印刷物质可以同样独自地被施加至衬底，或者与来自第二成像单元的印刷物质组合被施加至衬底，或者套印在另一图像(例如在第一次印刷操作中形成的图像)上。

在一些示例中，第一印刷物质和第二印刷物质可以是不同的颜色。这提供了在印刷机能够产生的印刷颜色方面的多功能性。例如，第二成像单元提供的颜色可以与第一成像单元的第一印刷物质和第二印刷物质中的任一种(或两者)的颜色组合。的确，在一些示例中，所有的印刷物质可以包括不同的颜色。在其他示例中，印刷物质的至少一些包括着色物质，第一成像单元和第二成像单元可以印刷相同的颜色，从而例如提供高颜色密度。

第一印刷操作和第二印刷操作可以以任何顺序执行。如上所述，至少一种印刷物质可以包括着色剂，诸如着色模具或色粉。如在此所使用的，术语着色剂包括白色印刷物质和黑色印刷物质，以及例如黄色、青色、品红色、红色、绿色和蓝色等的其他颜色。然而，印刷物质也可以包括透明材料，例如设计作为涂层、荧光材料、导电物质和/或半导电物质、金属性物质、低摩擦材料、或者适用于印刷的任何其他物质。

每个印刷操作可以包括在衬底上印刷(例如在衬底上印刷图像)，或者可以包括形成待转移至衬底的图像。在一些示例中，每个印刷操作可以包括在中间转移构件上形成图像。

可以由液体电子照相印刷机执行方法。在一些示例中，方法可以包括在印刷物质被施加至衬底时或在印刷物质被施加至衬底之前加热印刷物质。在一些示例中，这可以包括加热在中间转移构件上的印刷物质。

图4示出了液体电子照相印刷机400的示例。在该示例中，存在四个成像单元402，每个成像单元402包括两个印刷物质提供模块420a-h，以及提供光电导构件的照相成像板(photo imaging plate，PIP)410。在该示例中，可移动地安装模块420a-h，使得例如在诸如参照图3如上所述的控制器214之类的控制器的控制之下，模块420a-h可以移动至或远离PIP 410。因此，通过朝向PIP 410移动印刷物质提供模块420a-h来选择(以及通过远离PIP410而移动模块420a-h而取消选择)将要从成像单元410被施加的印刷物质。使用包括电子油墨的印刷物质的示例，典型的油墨层可以大约或小于0.01mm厚，因此小移动选择或取消选择印刷物质提供模块420a-h。可以使用选择和/或取消选择印刷物质的其他方法。

在该示例中印刷物质是包括悬浮在液态载体中的带电颜料微粒的液体“电子油墨”。

至少一个印刷物质提供模块420a-h可以例如包括“二元油墨开发者(binary inkdeveloper)”或BID。如关于一个成像单元402所标注，每个印刷物质提供模块420a-h可以包括电子油墨的墨盒404，以及转移辊轴422。转移辊轴422经由电极423的动作从墨盒404获取电子油墨的薄层。模块420进一步包括许多印刷物质收集辊轴425以从转移辊轴422移除过量或未转移的印刷物质。在转移辊轴422上的印刷物质随后被转移至安装在成像滚筒上的照相成像板(PIP)410。PIP 410带有静电。PIP 410的带电表面暴露至来自激光器单元424的光束，这选择性地中和光所入射处的电荷。如果印刷物质的电荷与PIP 410的电荷具有相同符号，PIP 410的中和区域吸引印刷物质至该中和区域(在一些示例中，印刷物质和PIP 410可以相反地带电，以使PIP 410在保留有电荷的区域中吸引印刷物质至PIP 410)。当PIP410旋转时，PIP 410将从转移辊轴422吸引印刷物质，以使PIP 410携带对待印刷的图像中期望的印刷物质的图形进行复制的“潜像”。

在该示例中，使用静电力将印刷物质转移至中间转移构件408。通过使中间转移构件408带电而产生该静电力，以使中间转移构件408的吸引力超过PIP 410的吸引力。在该示例中，中间转移构件是环形带408，采用加热单元426加热环形带408的至少一部分。在该示例中，加热单元426包括位于环形带408之外的红外(IR)辐射单元，该IR辐射单元在环形带408的一区域进入转移夹口412之前对该环形带408的一区域进行加热。在其他示例中，可以在不同位置处(可以在环形带408内和/或外)提供许多加热单元426，或者不同类型的加热单元的组合，加热单元426可以包括IR辐射单元或可替代的加热器(例如提供内部加热层、微波辐射单元、或热空气加热单元等等)中的任意一个或任何组合。在一些示例中，基本上全部的环形带408可以在提高的温度下，或许在夹口412的区域中具有峰值温度。

当环形带穿过每个PIP 410时，印刷物质图像可以被选择性地添加至环形带的特定区域。以该方式，环形带的区域可以承载着高达四种重叠印刷物质的图像而接近夹头412，该区域的形式可以为印刷物质层(如果环形带408在印刷物质被转移至衬底406之前经历多于一次的旋转，可以存在多于四个层)。在一些示例中，热量软化印刷物质，使得微粒至少部分地熔化并且混合在一起形成有颜色的“塑料薄膜”。当塑料薄膜进入夹口412并被贴着冷却器衬底406(冷却器衬底406由衬底转移辊轴413对着环形带408推动)按压时，塑料薄膜软化并且粘附至衬底406。

这种成像单元402可以包括可替代的部件，或者除了所示那些之外的诸如用于移除过量的印刷物质、清洁工作台等等的擦刷器之类的部件。

在任何给定的印刷操作中，可以使用与每个成像单元402相关联的两种印刷物质中的任一种(或均不使用)。因此，可以将印刷物质的大量组合选择性地施加至衬底406。八种单独印刷物质中的每一种可以独立于任何其他印刷物质而被施加，或者可以在印刷操作中施加两种、三种或四种印刷物质的组合。因此，来自一个、两个或多个成像单元402的印刷物质可以施加至衬底406。此外，如以上参照图2所述，单个衬底406可以经受多于一次的印刷操作，或者环形带408可以在印刷物质被转移至衬底406之前经历多于一次的旋转，允许印刷物质的进一步的组合被印刷。

在一些示例中，每个成像单元420a-d可以与更频繁地被使用的印刷物质以及较不频繁地被使用的印刷物质相关联。例如，每个成像单元402可以与青色墨盒、品红墨盒、黄色墨盒和黑色墨盒404中的一个相关联。这对应于颜色的“标准”集合，可以通常用于印刷范围广泛的图像。每个成像单元402的另一墨盒404可以是较不频繁地被使用的印刷物质，诸如白色、橙色、紫色和绿色(橙色、紫色和绿色的“OVG”颜色集合，可以增大由印刷机产生的颜色范围)的中一种，或者青色、品红以及黄色的浅色版本以及白色中的一种，或者任何其他印刷物质。

以该方式，在一个示例中，在形成单个图像时，印刷机400可以包括使用“标准”CMYK颜色集合的第一模式，以及使用可能除了CMYK颜色之外的其他印刷物质中的至少一种的“颜色切换”模式。“标准”模式可以因此高速的操作。在需要第二“颜色切换”集合时，在一些示例中，可以采用来自颜色切换颜色集合中的至少一种颜色来套印在环形带408或衬底406上的CMYK图像。应该知晓的是，因为环形带408进行了两次旋转，印刷机400的生产率与仅采用“标准”颜色集合的印刷相比将被减小，但是与更换颜色墨盒相比，这可以快速且容易地实现。另一可替代方案是提供两个不同的印刷设备，每个印刷设备具有印刷物质的不同集合。然而，与这种解决方案相比，如上所述的印刷机和方法意味着提供诸如加热器、环形带、干燥单元、衬底进给电动机等之类的辅助设备的一个集合，并且可以用于印刷两个颜色集合，从而降低了成本同时仍然提供了多种印刷选项。

在一个示例中，如现在参照图5所述，为第一成像单元和第二成像单元中的每一个提供第一印刷物质和第二印刷物质(框502)。第一印刷操作包括通过采用该第一印刷物质和/或来自第二成像单元的第一印刷物质选择性地印刷而形成图像(框504)。随后确定是否需要第二印刷操作(框506)。如果需要第二印刷操作，则执行第二印刷操作，在该示例中第二印刷操作包括将第一印刷操作中所形成的图像与通过采用第一成像单元和/或第二成像单元的第二印刷物质选择性地印刷所形成的图像进行套印(框508)。在第一印刷操作中所形成的图像、以及如果第二印刷操作被执行的话在第一印刷操作和第二印刷操作中所形成的图像在单个动作中转移至衬底(框510)。

在这种示例中，可以以第一频率执行第一印刷操作，以及可以以第二频率执行第二印刷操作。第二频率可以低于第一频率。第二印刷操作的需要性可以例如取决于希望产生的印刷图像的颜色和/或质量(例如除了来自第一颜色集合(诸如CMKY颜色集合)的颜色之外是否需要来自第二颜色集合(诸如OVG颜色集合)的颜色)，以及可以例如由印刷机的处理器或控制器(诸如参照图3所述的控制器214)来确定。在一些示例中，可以执行第二印刷操作而不执行第一印刷操作以便产生特定图像。

尽管已经描述了包括两个或四个成像单元的特定示例，其中每个成像单元可控制用于印刷一种或两种印刷物质，在其他实施例中可以使用更多成像单元和/或每个成像单元使用更多印刷物质。

参照图1或图2中所述的印刷机可以额外地包括参照图4所述的一个或多个部件，诸如PIP或者一个或多个加热单元。图3或图5的框可以由图1、图2或图4的任何一个印刷机执行。参照一个实施例所述的任何特征或部件可以与其他实施例的特征组合。

本公开的示例的一些方面可以提供作为方法、系统或机器可读指令，诸如软件、硬件、固件或类似物的任意组合。这种机器可读指令可以提供作为计算机软件产品和/或包括在计算机可读存储介质(包括但不限于盘碟存储、CD-ROM、光学存储等)上，该计算机可读存储介质中或该计算机可读存储介质上具有计算机可读程序代码。机器可读指令可以例如由通用计算机、专用计算机、其他可编程数据处理装置的嵌入式处理器或多处理器执行以实现在说明书和附图中所述的功能。特别地，控制器214包括处理器并且可以执行机器可读指令。术语“处理器”应该广义地解释为包括CPU、处理单元、ASIC、逻辑单元、或可编程门阵列等。方法和功能模块可以均由单个处理器执行或者划分在数个处理器之中。

参照流程图描述了本公开，并且应该理解的是可以由机器可读指令实现其中一些框。

尽管上述流程图示出了执行的特定顺序，执行的顺序可以与所示的不同。

尽管已经在此对某些示例作了参考，可以做出各种修改、改变、省略、和替换而并未脱离本公开的范围。因此，有意设计的是本公开仅由以下权利要求的范围限定。任何从属权利要求的特征可以与任何其他从属权利要求以及任何独立权利要求的特征组合。

Claims (15)

1.一种液体电子照相印刷机，包括：

中间转移构件和多个成像单元，每个成像单元包括光电导构件；

其中每个成像单元用于将至少一种印刷物质选择性地沉积至所述中间转移构件上；并且

所述中间转移构件与所述成像单元协作，以使在所述印刷机的使用中，在所述中间转移构件上形成可印刷图像，所述可印刷图像包括来自至少两个成像单元的印刷物质。

2.根据权利要求1所述的印刷机，其中，所述可印刷图像的印刷物质包括至少两种不同的颜色。

3.根据权利要求1所述的印刷机，其中，至少一个成像单元用于选择性地沉积不同的第一印刷物质和第二印刷物质中的一种。

4.根据权利要求1所述的印刷机，其中，所述成像单元中的每一个用于选择性地沉积不同的第一印刷物质和第二印刷物质中的一种，并且由每个成像单元选择性地沉积的所述第一印刷物质和第二印刷物质不同于由任何其他成像单元所沉积的印刷物质。

5.根据权利要求1所述的印刷机，包括用于加热所述中间转移构件的至少一部分的加热单元。

6.根据权利要求1所述的印刷机，其中，所述中间转移构件包括环形带。

7.根据权利要求1所述的印刷机，其中，每个成像单元包括油墨提供模块。

8.一种印刷装置，包括：

第一成像单元，所述第一成像单元包括光电导构件以选择性地沉积第一印刷物质和第二印刷物质中的一种以在衬底上进行印刷；以及

第二成像单元，所述第二成像单元包括光电导构件以选择性地沉积第三印刷物质和第四印刷物质中的一种以在衬底上进行印刷；

中间转移构件，用于与所述第一成像单元和所述第二成像单元协作，以使在所述印刷装置的使用中，在所述中间转移构件上形成可印刷图像，并且将所述可印刷图像转移至衬底，所述可印刷图像包括所述第一成像单元的选择的印刷物质以及所述第二成像单元的选择的印刷物质。

9.根据权利要求8所述的印刷装置，进一步包括控制器，所述控制器用于选择由每个成像单元沉积的印刷物质。

10.根据权利要求8所述的印刷装置，其中，所述印刷装置是液体电子照相印刷装置。

11.一种印刷的方法，包括：

为印刷装置的第一成像单元提供第一印刷物质和第二印刷物质；

在第一印刷操作中，采用来自所述第一成像单元的所述第一印刷物质以及来自所述印刷装置的第二成像单元的印刷物质选择性地印刷；并且

在第二印刷操作中，采用来自所述第一成像单元的所述第二印刷物质选择性地印刷。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：在所述第二印刷操作中，采用来自所述第二成像单元的印刷物质选择性地印刷。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，每个印刷操作包括形成图像，并且所述第二印刷操作包括套印所述第一印刷操作中所形成的图像。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，以第一频率执行所述第一印刷操作，并且以不同的第二频率执行所述第二印刷操作。

15.根据权利要求11所述的方法，包括：在单个动作中采用来自所述第一成像单元和所述第二成像单元的印刷物质在衬底上进行印刷。