CN1073464A - 含单弥散合成颜料颗粒的电热印刷油墨以及与其有关的电印刷方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种印刷油墨包含清澈、透明的聚合物载体材料 及均匀弥散在载体材料中的同样的、胶状的充电彩色 颗粒。载体与颗粒互相粘结在一起而形成一种能集 体响应外加静电场以使一油墨“点”一起朝成象介质 移动而不改变粒子/载体的体积比的基质。在印刷 过程中，将油墨熔化并暴露于一加热成象筒的静电荷 潜象区，使油墨以正比于静电场强度转移到潜象区， 该油墨呈现出较快的液态-固态转化状态，由此加速 油墨固化并完全从成象介质转移到较凉的印刷基片 上。

Description

本发明涉及电热印刷，具体地讲，涉及在纸等基片上进行标记的一种改进印刷油墨，以及使用该油墨进行印刷的方法和装置。

传统的印刷方法采用各种形式的长效印模，例如照相凹板滚筒，胶印版或柔性印刷带，它们使适于记录在其上面的图象（所谓的“标记图”）再现出来。每种印模均与具有与该印模的物理特性相适应的特种油墨配合使用，以便易于产生良好的上墨与脱墨的循环。例如，在凹板印刷中，凹印筒上带有称为“网格”的凹陷的影象图案，它从给墨辊获得墨，然后，在巨大的机械压力之下使存储在“网格”中的油墨附着到印刷基片，例如纸上。这种印刷过程通常要求有高溶剂含量的低粘度油墨，以便使凹版网格中的油墨能快速地释放，当然，在将墨印到纸上之后，网格中仍然保留有大量残墨。

平板胶印是另一种常用的印刷方式，通常涉及带有影象标记图的铝版。该标记图呈现在有数百万个印刷点的网格状的受墨及斥墨区域上。与凹印系统相比，平版胶印的版面是否受墨或斥墨，取决于该平版面的亲油和/或憎油的表面特性，而不取决于网格的存在。平版胶印版通常通过与银盐胶片作紫外线接触摄影而“成像”;然后，使曝过光的板面网格点蚀刻，由原来的受墨状态变为受水状态，而未经曝光的点区则仍处于原来的受墨状态。平版印刷油墨是憎水的，且呈现出类似胶一样的粘度，而溶质含量较小。

上述的传统印刷方法的主要缺点是，为精确地在印刷件上记录所需的标记图需要花费大量的时间，而已成象的印刷件就不能更改。实际上，印刷件使用后总是被费弃掉。由于标记图的内容无法修改，因此，印模只能重复其原有的功能，即，相对于后续的校对，裁切和装订工序要成千次地连续印刷同一影象标记。因此，使用传统的印模就不可能实现被印标记图的瞬时变化，这样要增加印数，而作短时间使用，例如印100-1000张是很不经济的。这是因为考虑到这种印刷方法在印刷前要做长时间的准备。另外，传统印刷方法要求在印模与印刷基片之间保持极大的接触压力，这就要求印刷机要坚固且精密，从而使印刷机笨重且造价高。

为了克服上述的某些缺点，人们研究出了一种称为“打印”的方法。喷墨设备完全消除了对任何印模的需要。通过从一定距离连续地向特制的纸上喷射一系列油墨小液滴而形成彩色图象（见美国专利US    4593292）。所用的易挥发，低粘度油墨一般成液态，但有时也做成固态。将油墨块加热装入一腔室中，用压电驱动器使液态微滴穿过喷嘴从腔室连续地喷出。微滴冲击到纸上，失去其余热并固定在纸上。这种方法的印刷速度较慢，而且需要特制的印刷纸。同时，这种方法解象力不高，且点与点之间缺乏灰度色调差异。另外，所印的图象明显凸起在纸面上，除非使用低溶质油墨，否则图象极易被刮坏或遭受其它物理损伤。而低溶质油墨会渗透一定厚度而从纸的背面显现出来。

另一种取代传统的印模印刷的方法的是热静电方法（见美国专利US    3079272，英国专利GB    953097）。在这种方法中，放电源将影象静电荷释放到感光板或鼓上，然后，使板或鼓与一固态蜡版相接触，固态蜡版由弥散着静电调色剂颗粒的载体材料构成。对与印刷基片对准接触的蜡板加热或溶剂，使载体成熔融状而使其中的充电颗粒可自由移动。当蜡版沿印刷基片移动时，整个基片表面均被墨浸润，而当蜡版接触到静电充电潜影区时，由于电泳作用而使调色剂颗粒慢慢地移到印刷基片上。

在此，同样不需要永久性的印模。因为在这种印刷方式中，潜影图可很容易地转移到影象滚筒或印刷基片上，如果调色剂的电阻率足够高且基片载体有良好的电荷保存特性，则一次电荷沉积便可重复印制许多印刷影象;当调色剂电阻率低时，就会因导电而使充电影象被消除掉。

上述方法中使用的固态调色剂由蜡之类的载体构成，调色剂颗粒弥散在载体中。因此，载体只是充当一个在印刷过程中不断地从中得到调色剂颗粒，直至调色剂用尽的储墨器。由于电泳过程很慢，存储器的均匀和不均匀消耗，而且全部的蜡都沉积在整个象板上，因此，这种方法被认为不实际而未用于商业产品中。

本发明通过提供一种印模可以不断更改并可反复使用的印刷系统而克服了传统印刷方法和其它许多打印方法的不足。在这里，在没有耗尽储墨器的情况下，可以改变各个墨点的密度并以固定的颗粒与载体介质比率沉积在可变的成象器件（例如，印模或成象筒）上。另外，在本发明中，沉积在成象筒上的油墨全部释放到与之完全接触的最初基片上，这就可迅速重新使用成象筒来记录全新的下一个标记图。

本发明的优点是由下列的新颖的印刷特点形成的，这些特点包括：在本文所说明的特种油墨，成象件的构造，标记图记录方法及装置，油墨沉积子系统，以及将油墨释放到第一基片上的方法。显然，油墨及其功能特征是本发明的中心。

因此，根据本发明，印刷油墨的原始状态是可溶的载体材料的固态块状，它含有无数微小的，最好是单弥散的均匀分布在固态载体材料中的彩色颜料颗粒。这些颗粒相对于载体材料有一固有的电势，因此，它会响应外电场而被外加电场吸引。载体介质由含有可静电极化的胶粘剂聚合物构成。可静电极化胶粘剂能与外电场相互作用，从而形成场响应基质。颗粒的折射率与载体折射率非常匹配，因此，使用这种油墨印刷时，油墨重新固结后，在所选择的色范围中，呈现出极高的彩色透明度和饱和度。

因此，本发明的第一个重要特征是油墨对外加电场响应而构成集成的颗粒/载体基质的能力，而使油墨按与场强成比例的量沉积到电场源区域上。由于油墨基质的响应性能，不论油墨是固态、液态或重新凝结的小液滴状，彩色颗粒与载体材料之间总是保持一定的质量比例关系。这样，释放在基片上的油墨的沉积或随后的固结，都可保持一致的光学密度;同时，调色剂不均匀消耗问题也随之解决。

本发明的第二个重要特征是以液态形式从成象件（如印模或成象筒）释放到基片，例如纸上的彩色油墨的透明度和色纯度的程度。由于颗粒与载体材料以相同的折射率匹配且颗粒尺寸极小，所以油墨的化学颗粒不吸收任何频率的光而使油墨有近于理想的透射率。波动传播和在多层均匀弥散的颗粒之间的受控光散射也使透射彩色纯化而没有灰度（噪声）。由于所有颗粒的形状（最好是球形），大小（约0.1μm）及化学性能（包括所选用的颗粒外壳上的彩色染料）均相同，而且被包埋在具有相同折射率的透明载体中间，使用著名的米氏光散射理论测算可知，该透射光保持纯净并有极高亮度。

本发明的第三个重要特征是沉积的油墨全部从成象筒表面转印到基片上。这是因为使用超平滑表面且基本上不亲溶化的聚合物油墨的成象滚筒的结果。但是，当带有静电场的滚筒表面吸引而因此持有热的熔化油墨小滴并与凉的印刷基片接触时，作为液体的这些小滴便立即浸染基片表面，并失去了存在于油墨小滴内的部份热能（小滴的典型体积是50μm×50μm×2μm）。结果，油墨就象强力胶一样迅速熔凝在基片上。由于来自基片上的油墨粘结力大于来自滚筒上的油墨粘接力，所以在与热的成象滚筒接触的点上，液态的油墨小滴就全部被具有较强粘结力的基片从滚筒表面拉过去。由于油墨小滴有很强的内在聚合力，故上述转印很完全，不会有残墨或残余静电荷留在滚筒上。

本发明的印刷油墨最好是热塑性载体材料的固体块，其中包含有均匀分布着的彩色颗粒。受热时，载体材料的粘度最好能迅速下降（例如，变为像松节油似的稀油），这样就能极大地减小载体材料的聚合力，从而使载体分子的可极化部分沿外部施加的静电场线取向，因此而有助于每个颗粒上的电荷位移而按外加电场的极性方向再取向。

由于载体与颗粒上电荷的可极化特性，成液态油墨对外加的静电场的响应，因此，借助从印刷点大小的静电场区域射向熔化的油墨源的力的作用，便可克服油墨的内聚力，使影象滚筒能够形成来自熔化的油墨源的点。

与本发明油墨结合起来使用的成象件最好是一个能够准确地加热到某一温度且能保持该温度的成象滚筒。滚筒上有影象形状的静电场区（印刷点），这些印刷点集合起来构成潜影（标记图）。当油墨源与成象滚筒在邻接面彼此接触转动时，成象滚筒上的充电区便吸引与场强成比例的绝缘油墨，这些油墨的体积（即厚度）由油墨源内的电场平衡点（深度透入）所决定。借助相互作用的静电力，油墨颗粒保持着与液态载体的结合。在每一油墨“点”中，油墨颗粒以颗粒对载体材料成一固定比例被转移到成象滚筒上。也就是说，粘附在滚筒上的静电充电区的油墨最终将以选定的光色透射密度印刷。该透射密度由充电区所发出的电场强度决定。但是，当电场强度控制着沉积点上的油墨厚度时，油墨的平均面积仅由成象滚筒上充电点区域的几何形状所控制。因此，通过改变成象滚筒上的电场密度并使用本发明的油墨，便可容易地复制出可与摄影胶片比美的最高灰度标的图象。

所谓的在与热滚筒表面相接触边界线上的液态油墨滴的接触角，必须与所选用的聚合物载体材料及所说的滚筒表面材料的离子电位相适应。在本发明中，用90°的接触角以防止成象滚筒的非充电区被油墨浸润。为了得到所需的接触角及确保成象滚筒的不湿性，在所说的表面材料中注入离子可能有助于控制滚筒表面的憎油墨性。例如，添加少量的碳氟化合物将确保获得90°的接触角，这便可防止油墨从充电区向非充电区的浸润和扩散。

当处在较热（150℃）的成象滚筒上的油墨与凉（20℃）的基片（如印刷纸）相接触时，油墨小滴在浸染基片表面（不是大部分）时迅速固结。在该点上，油墨小滴的温度在跨越墨滴的厚度（2μm）上有一从20℃到150℃的温度梯度。在这里，小滴的低温侧是凝固的而高温侧仍保持液态。小滴的冷却也会增强其内聚力，结果形成使各个小滴完整地从成象滚筒上脱离而粘附到基片上的力，它与内聚力合在一起克服了油墨小滴对成象滚筒的粘附力。

本发明的油墨，虽然已固结到印刷基片上，仍至少可部分的重新溶化，从而使先后使用的彩色油墨能彼此固结而实现整体上的色彩调整。根据油墨的这一特性，通过对各种减法高透明彩色的几何叠加点进行多重的热叠加，便可实现宽色调的印刷。所选用的色彩和每个叠加印刷点的密度决定了最终的色调。

油墨的再熔化性能也使油墨易于从印刷基片上除去（脱墨）。使一带有强的反向静电场并有强亲油性表面的热辊在印刷过的材料上移动即可实现这样的脱墨。

下面结合附图进一步详细地说明本发明，以便加深对发明的理解。

图1是通常印刷油墨用的典型的不规则形状及尺寸的普通彩色颜料的显微照片;

图2是根据本发明制备并按本发明方法用于印刷油墨的彩色颜料的显微照片，其可比放大率为25000倍;

图3是使用本发明电热性油墨的印刷装置，尤其是记录印刷标记，根据每个点的电场强度按比例地沉积油墨量，和将所说的油墨释放到凉的基片上以便完全将其溶结在基片上的方法的示意图;

图4表示所施加的油墨的观测反射密度与油墨释放前成象滚筒上表面电压之间的关系;

图5A是适用的油墨的作为温度函数的内聚力曲线;

图5B是以曲线表示的在油墨转印点上油墨对成象滚筒和印刷基片的粘附力;

图6A-6C表示使用抖动技术以减少视觉上的痕迹及其方式，其中不同的彩色印刷点可被叠加;图6A和6B是印刷点排列平面图;图6C是6B中点排列的截面图;

图7是图3所示的成象滚筒上成象印刷头的部分剖开平面图;

图8是图7中沿线8-8的剖面图;

图9是图7和图8中的印刷头细部放大了的等比例图;

图10是说明印刷头工作的略图;

图11是印刷头的静电发射单元优选结构的截面图;

图12是印刷滚筒优选结构的等比例图;

图13是体现本发明特点的印刷机的草图;

以下，对优选实施例进行说明。

1.印刷油墨

本发明的印刷油墨总的包括两种主要成份，即，透明载体材料和彩色颜料颗粒。彩色颗粒大约以油墨体积的5～10%弥散在载体材料中。有时，其所占比例也可稍高。由于下文将提到的原因，载体材料熔点以低于颗粒熔点为好。

本发明油墨的优良性质来自其它任何油墨所不具备的一系列特性。这些特性是：彩色颗粒在固态载体基质中稳定成形，不结块而均匀弥散;油墨有准确、可重复及可选择的色纯度和明亮度，油墨沉积时有极高的透明度;每一颗粒有与外加电场相应的且相互作用的准确不变的电荷，它与其它颗粒在一起，包埋在一种成偶极的，有同样敏感性的载体材料中时，形成一种能集体对外加电场响应的基质;载体材料具有粘塑性、热控性，适于在印刷滚筒上沉积并从滚筒向基片释放。

为了获得具有上述特性的，以及在本文所述的电热印刷方法或其它依靠或得益于（a）由电场平衡引起的力的相互作用，（b）为维持一“点”油墨沉积的静电粘接力，（c）在转印释放点上不均匀的粘接力及，（d）为获得油墨整体释放的油墨的内聚力等的打印方法能满意地使用的油墨，要采用下述材料。

a.基本的载体材料

为了制造用于本文所述的电印刷方法中的电热作用印刷油墨，首先应选定一种合适的载体材料，该材料必须是光学上透明的，在室温下（20℃到80℃）呈固态，而在较高温度时呈玻璃状软化态。如图5所示，载体材料在80℃至120℃之间应成为软的，可塑的，而在150℃或更高温度下变为液态（即，粘度为20厘司，类似稀油）。在这样的液态状态下，材料极易响应来自印模部件的电场强度为10³～10⁶V/cm的静电场产生的吸引力。

这种材料在175℃以下不会退色、失效或发出令人厌恶的气味，而在室温下保持有合适硬度。液态载体材料与热的（150℃或更高）印刷部件的接触，在没有静电引力时不会浸润印刷部件的表面。该材料必须是良好的绝缘体（例如，体电阻率至少为10¹⁵ohm-cm;载体材料具有可在上述强度的静电场中极化的分子结构;同时在受热呈液态时介电常数为7，以便使静电场传播到弥散在载体中的众多颗粒上（其原有的电荷电势通过载体的介电偶极分子结构将这些颗粒与其它颗粒连接起来）。由于这些特性，载体形成了具有分散的彩色颗粒构成的凝聚性基质，在通过静电场的某一部位时，以一“点”形式从熔化的墨源上移开。墨“点”受静电场部位的边界所限定，而墨“点”墨量由静电场中该部位的场强决定。

载体材料熔化时最好也有较高的介电常数，以便有助于与颗粒一起构成一种基质，并增强颗粒/载体基质对所施加的静电场的敏感度。

基本的载体材料包括甲基丙烯酸甲脂（熔点150℃，玻璃态软化温度80℃），它可容易的由已有技术中成熟方法，用适当的单体与聚合引发剂合成制得;其生成物与合成方法，也可在申请号为07/792713，名称为“用于诸如印刷油墨介质的着色用的合成单弥散彩色颜料及其制造方法与设备”的审查中的申请（与本发明同时申请，可作为参考）中看到。

b.基本的颗粒材料

所需颗粒的特性包括，在175℃以下颗粒结构和色度稳定;熔点高于载体材料，最好在250℃以上;尺寸和形状均匀（最好是平均直径为0.1μm的球体）;有带电和保持纯电荷的能力;折射率几乎与载体材料的折射率相同;而在通常的印刷过程中，颗粒能吸附（或吸引）在其表面上的彩色染料或染料混合物并以足够强度粘住它们，以防止在颗粒设备或在载体弥散过程中因曝露于热或任何必需的溶剂时染料从颗粒表面脱离。

图1和图2显示了与普通颜料颗粒相对照的本发明颗粒的固有特征。图1所示的普通颜料颗粒不规则且容易结块。颗粒的这种形状影响其在载体中弥散的均匀性，而使油墨不明亮且色彩不纯正。而且，由于颗粒聚结的随机性，要制备可重复获得的均匀色调的油墨是很困难的。

相反，图2所示的本发明颗粒是均匀一致的，颗粒之间在尺寸上基本无差别的小球状。大量的这种颗粒可均匀弥散到载体中以符合米氏光散射理论，从而易于重复实现极纯色彩的再现。

已发现有很多无机物粉末满足这些要求。我们使用金属氧化物、硫化物和磷酸盐;钇及其化合物;以及二氧化硅和类似二氧化硅的化合物均获得极好的效果。这些材料容易以相当窄的尺寸范围的微小球体形式得到;用于本发明的小球状颗粒直径最好约为0.1μm。

通过从均匀溶液中沉淀或与气溶胶相互作用即可制成这种颗粒（例如，见Matijevic，材料科学年报，15卷，483页[1985]）。例如，借助很强的水解作用，从相应的盐溶液中均匀沉淀，可制成均匀一致的球状胶态氧化铝（见Braco δ Matijevic，无机及核化学杂志，35卷，3691页[1973]），氧化铬（见Demchak δ Matijevic，胶体与界面科学杂志31卷，259页[1969]和赤铁矿，d-Fe²o³（例如见Matijevic和Scheiner，胶体和界面科学杂志，63卷，509页[1978]）相应的金属溶液与硫代乙酰胺反应可制得球状胶态硫化镉（见Matijevic和Wilhelmy，胶体和界面科学杂志86卷，476页[1982]）和硫化锌（见Wilhelmy和Matijevic，化学学会志（法拉第会刊I）80卷，563页[1984]）。

气溶过程涉及一种反应物（如金属醇盐）的小滴与一共同反应物（如水）的蒸汽相互作用而形成含予定组份的球状颗粒。可通过调整流速，反应温度和反应时间来控制颗粒尺寸。例如，用一气溶发生器可制出二氧化钛（见Visca和Matijevic，胶体和界面科学志，V68，P308[1979]和氧化铝（见Ingebrethsen和Matijevic，悬浮微粒学志，V11，P271[1980]）。

制备二氧化硅（SiO₂）单弥散颗粒的优选方法记载在上面提到的名称为“用于诸如印刷油墨的介质着色的合成单弥散色料及其合成方法和设备”的专利申请中。

C.油墨的制备

在离析之后，对颗粒作表面处理以确保从颗粒芯至吸附在颗粒表面上的正离子彩色染料的离子结合。制备氢氧化铝彩色颗粒的方法记述在Tentorio，Matijevic和Kratohvil等的在胶体和界面学杂志，V77，P418（1980）发表的文章中;制备二氧化硅颗粒的优选方法记述在刚提到的专利申请中。可按配方制造出产生可见色彩的或吸收特定频率电磁辐射（如紫外和/或光化辐射）的染料。而且，可将多种染料涂在每一颗粒上，制成具有所需色调的油墨而不必按传统方法将各种单色调颗粒混合起来。

然后，通过加入任何一种电荷控制剂的示踪元素并按专业人员熟知方法将电荷附加到颗粒上，接着对颗粒进行干燥并以成细小颗粒粉末回收。将这些粉粒以选定的体积比与适当的载体材料混合，可将它掺入载体基质的塑性粉末中并随后将之熔合为整块的载体，或在聚合之前用超声波将粉粒弥散到载体单体中。粉粒与载体一起构成本发明的油墨。

2.电子印刷装置和方法

参见图3，它示出了一种使用本发明油墨的优选印刷装置。用两个转印步骤完成印刷基片10（可以是纸）上的打印;将油墨从它的供给辊14转移到加热的成象滚筒上，然后再将这些油墨（在标号12a所示的）转印基片10上。

首先，利用电子写入头19a将具有不同强度的电子的或最好是由离子构成的电荷所形成影象形点图记录到成象滚筒18的绝缘表面16或一个板状或其它形状的部件上。滚筒18的直径约为4英寸，其表面16是蓝宝石（Al₂O₃），氮化硅，金刚石或其它硬质的高阻抗材料薄层（例如1μm）。表面16的下面是导电层17。

写入头19a将结合图7～图10详述，它具有很多电场发射电极头，电极头的电流由控制器19b数字控制，控制器19b包括一影象记录计算机。控制器19b控制写入头19a在表面16上连续记录下影象图信息的点电荷图，形成了由电荷区的网点图20构成的潜影，它将接受油墨而整体的呈现出影像区，剩下的是非充电区22的图案。

美国专利US    4792860中记述了一种合适的影象记录计算机和印刷控制系统，该专利内容可作为本发明参考。它和其它有用系统将文字和图形信息处理成网格化的数字图形并作为数据流输入控制器。控制器控制着静电放电装置（如写入头）该放电装置覆盖在印刷面上并按网格化图象数据所限定位置沉积充电点。

当充电的成象滚筒18的表面16与油墨供给辊14的表面12接触（以基本相同的表面速度）转动时，充电区20经它们各自展开的静电场将熔化的油墨吸于其上;相反，溶化的油墨与热的滚筒表面16的接触角（约90°）保持恒定，以使油墨不致自发地转移到非充电区22。选择一种能适度排斥油墨的或注入离子的材料来制作表面16以使之维持上述情况。在印刷过程中，油墨和滚筒表面都处于较高温度，一般约为150℃，以使油墨保持低粘度的熔化状态，如图5所示。

在该转印步骤中，绝缘的载体材料和带电颗粒（它们作为一种混合的液体基质被吸引到电荷区）均作为传输剂。就是说，在电场每一点上，载体的分子结构沿电场线方向形成偶极子链，这些偶极子与颗粒上的电荷相互作用而使这些电荷随场线的极性重新取向。就是说，如果成象滚筒表面带有正离子电荷，则载体偶极子自身将沿电场线取向而使它们的负极朝向滚筒表面。弥散在载体中的颗粒被极化使极性一致并传输电场图案，从而与载体静电结合起来，所以载体和颗粒可以固定比例一起被转移到滚筒表面上。

成象滚筒表面16上某一特定的潜影部位或点上所吸引的基质的体积（即深度，它表现为在表面16上的厚度）随该点的静电场强度而不同。就是说，印刷中的物理原理并非电荷补尝，而是穿过相互作用的颗粒和载体材料的基质而产生的电场中和。这种性能使得可以通过改变每一点上电场强度使油墨以及不同厚度沉积在每一影象点范围内，从而使得影象点获得反射密度在零至2.0范围内的灰度标;这种性能，如图4所示的，与银盐摄影胶片相似。

由于在颗粒与载体材料之间存在偶极亲合力，载体以与每一颗粒固定的量与颗粒一起构成油墨沉积到表面16上，由此，两种成份也可以不耗尽的以原油墨中的相同比例保留在油墨供给辊14上。载体材料的内聚力及其表面张力可使油墨供给辊14表面12上的油墨层迅速恢复成平滑表面。因为在熔化的油墨内的这些力的共同作用下，油墨易于闭合并充填出现在辊14上的油墨的空隙。在影象滚筒表面16上呈现高的平面电阻率（至少为10¹⁸ohm/平方）以防止潜影的迁移和扩散也是重要的。

第二转印步骤是将影象滚筒表面16上的熔化了的油墨12a施加到基片10上，滚压盘24将基片10适当地压在表面16上以形成影像图12b。在这一步骤中，作为传输剂的载体材料使油墨12a转印到基片10上。与表面12和16不同，基片10不受加热，通常保持室温。

如上所述，关键的是当温度上升时，如从80℃升到120℃，油墨载体材料能以较快速度从固态转变为玻璃状态，以及在150℃时成为低粘度液态。图5A表示出一种适用油墨载体的曲线图，其中，内聚力相对于温度标出。当油墨与凉的印刷基片接触时，急剧地相变会使熔化的载体材料内聚力迅速增加;由于油墨对基片10的粘着力大于油墨对表面16的粘着力，于是，上述内聚力与不同的释放力共同作用就可将油墨从表面16上完全吸引下来。

显然，每个点上的油墨不可能在瞬间完全凝固，凝固速度取决于该影像点上油墨“点”的大小。例如，如果印刷滚筒上的特定影象点只粘接少量的油墨（即该点油墨量相应于灰度标的低端），则该“薄”的油墨点一旦与印刷基片接触便立刻冷却并整体凝固。并且，当该油墨点离开滚筒与基片之间的间隙时，就被完整地从滚筒转印到基片10上。

但是，如果滚筒的特定影象点上油墨量较大，则只有该油墨点与凉的基片10相接触的表面被凝固。该油墨点内将存在着从紧靠基片面的近80℃到邻近基片面的150℃的温度梯度意味着油墨载体的内聚力F_C在该油墨点的厚度上是变化的。

因此，为使油墨完整地从滚筒转印到基片上，关键在于转印点上的内聚力F_C应等于或大于将油墨粘附到基片上的粘着力F_A与油墨粘附到滚筒上的静电力F_E之差，便将相应于最高灰度标的整个厚度油墨点印刷到基片上。图5B表示了这一关系。油墨、影象滚筒和基片的这些特性可保证具有不同厚度的油墨沉积的塑性或驯服性而足以适应油墨转印过程中移动着的滚筒和基片表面间距离的改变，而且有粘着性足以使油墨完整地转印到基片上。

与基片10接触的油墨12a的迅速凝固还可极大限度地减少新沉积的油墨12b被抹掉的可能性，并可减少油墨12b浸透基片10整个厚度（即“印透”）的机会。

进一步讨论前述的印刷方法便涉及多色印刷。多色印刷是将不同密度而几何形状一致的连续减色点进行多次叠加以达到减色光学相互作用而实现的;使用这种技术，我们已获得了在彩色质量、动态范围及解象力方面均可与由摄影乳剂所生成的象相比美的效果。在每一叠印步骤中，先已凝固在基片10上的油墨表面可迅速熔化以便更好地与下一层的熔化油墨熔接。

如图6A所示，油墨点可并排涂布。反之，为了避免因点阵网格位置周期性所产生的莫尔条纹及其它可见的视觉痕迹，可在记录周期中利用电子延时作用使点位置稍稍偏移，以便故意使各点位置产生随机性并相互交错，包括那些相互套印的彩色点均如此。这种显示在图6B和图6C中的“抖动”也有助于减少每一点为维持所要求灰度标所需的灰度级数目，从而实现数据压缩。如果正在进行减色点印刷，则抖动有助于软化颜色并使不同色之间边界平滑过渡，这是某些印刷过程所祈望的。

如果需要（例如为了生态学的原因而循环使用基片），可在稍后的某一时间，通过对基片表面加热并施加一强的静电场，同时，令一热辊从其上面通过，便可去除掉基片表面的油墨;结果是油墨与纸面的连接受破坏，油墨可被除掉。当油墨从纸面被吸到亲聚合物的辊表面后，再用机械方法（如刮擦）将油墨除去。图3示出了适于进行上述工作的设备，其中标号30表示热源，标号32为热辊。

由于本发明的油墨在室温下呈固态，因此，不会发生类似环境污染之类的问题。重新使用回收的印刷基片和油墨这两项附加功能，对环境极为有利。

现在参见图7和图8，写入头19a包括一个与滚筒18隔开且平行的固定的支撑粱42。梁42上安装着一系列可调整的发射单元44。所有发射单元的联合长度与滚筒长度相似。为便于安装和最大限度地增大发射单元的轨迹，将这些单元成两排可调整地装在梁42上，两排单元彼此相对，最好看图7。

如图8和图9所示，每个发射单元44包括一个基本成直角的舌形绝缘基座或例如压-熔玻璃板46。每个基座46的底面有许多细小的电场发射电极或电子发射器48，它的边缘从基座稍微凸出。发射器跨接基座的一端成一直线彼此隔开。为了便于说明，图示中每个发射单元44只包含较少的发射器48。实际上，一个宽10厘米的典型发射单元44可包含多达1000个的发射器48每个发射器宽12.8mm，长40mm。如下面将说明的，可将各个发射单元44的发射器的供电电路直接安装在发射单元的基座46上。

每个发射单元44的基座46的上表面有一横向的棱52，它可滑动和/或移动地装在梁42底面的纵向槽54中，梁42的两侧各有一纵向槽54。这些槽构成为使发射单元44与印刷滚筒18之间保持固定距离的精确导轨。每个发射器基座46上有一个从基座端部远离发射器延伸的纵槽56。在发射器单元如图7和图8所示可滑动地啮合在梁42上之后，可穿过纵槽56和梁上的定位孔62将紧固

件58拧入梁的上表面的螺母64。从而使发射单元可调整地安装在梁42上。

每个紧固件58最好有一偏心轴颈58a（图8）。它松紧适度地装在相应单元44的沟槽中。这样，转动紧固件就可使单元44沿梁的两个方向作一定程度的移动。这种调整可使各个发射器单元对准印刷滚筒，下面将作详细说明。位置对准之后，拧紧相应螺母64，即可将各个单元44锁定在该位置上。

参见图8，梁42的两个相对边上有一对朝下伸的法兰68。法兰68支撑着一对柔性刮板72，它向下伸出刚好刮抹印刷筒18的表面。最好将刮板夹在凸缘68上，使之容易被移开以得到通向发射单元44的通路。设置刮板是为了在发射器44周围构成一个气体流动空间，以冷却单元46及其上的电路。冷却气体最好是诸如氦或氩等惰性气体，以便最大限度地减少印刷头工作时围绕发射器48的气体所产生的电离作用，以及诸如氮氧化作用所生成的硝酸一类的有害化合物。

本发明优选的发射器结构示于图11中。如图11所示，每个发射器48包括一个中空的绝缘矩形体110。他限定了一气体通道112。至少有一个针状电极114位于通道112的一个壁上并指向对面的壁。发射器48对着滚筒取向，以使通道112朝绝缘表面16沿径向延伸，从而构成一个极细小的通风道。

运转中，发射器被加在电极114上的具有足够强的（如约400伏DC）电压（最好正的）脉冲所激励以产生击穿。该脉冲由电源122提供。击穿期间，电极114附近的所有气体分子在极强的静电场作用下至少失去一个电子;这些电子被电极114吸收，从而产生极小的谐振离子晕，而自由电子绕着各个这样有强大能量的电极涡动。各类离子会从电极114迁移到具有低电势的通道112的底部，在这里，离子互相碰撞并被金属卷绕电极118的电流中和。电极118沿矩形体110的内表面延伸。

当离子向电极118流动时，就被印刷滚筒的负电荷导电层17所吸引。层17的电势相对于正电极112比缠绕电极118低得多，因此能很强烈地吸引正电子。利用图11所示的简单电路就可产生所需的电位差。可变电阻120可控制电源122加到电极118上的电压V₂，但不能限制加到导电层17上的电压。

迁移的离子在它们的电压与卷绕电极118上的电压相等之前不断地在绝缘表面16上积累（较高的局部电压将使离子逆向流入电极118，这可防止离子滞留）。因此，施加到电极118上的电压可用来调制沉积到印象滚筒上的电荷量，并维持对绝缘体库仑电荷密度的精确控制（Q＝VC）。

通道112的截面代表印刷点的大小，于是由各自带有单独的控制电极并沿印刷滚筒纵轴排列的一系列通道，就可以进行点电荷范围的沉积，当由与各通道结合的卷绕电极电压控制时各个点电荷都有各自的库仑电荷密度。这些电荷密度的大小都可以数字化的调节，所以，各个发射极可以被分开的激励和控制以在印象滚筒表面16上产生影象图案。

为了获得稳定的参照条件，可将针状电极114保持在“接通”状态，使之始终产生一个细小的持续电流，这将防止电极114的表面产生有害的化学沉积。

通道系统最好是在绝缘材料板上蚀刻出许多平行的烟道形槽而成。然后，使用适当的装置，如蒸发沉积或离子植入装置，在槽的下端制成用作电极118的导电带。设置某些形式的（经通道延伸穿过绝缘材料而）通向这些电极的外部结构，以便使电极与外电路相连接。

当含有许多槽的板与另一块同样的板相对安装时，板上的槽彼此对准，就形成了有多个通道的装置。该装置可安装在绝缘的印刷滚筒表面16附近。当使成行的装置偏移半个间距时，两个平行的行可能覆盖住沿滚筒表面的奇数和偶数点位置，而不会当这些点正在充电时引起相关行的点之间的有害分离。通过延时起动电路使这些行形成直线（该延时电路也能产生前面提到的位置“抖动”）。

图11所示的控制电路可将每个发射器48的电位调至一组电位等级中的任一个。例如，控制电路可控制每个发射器48沉积32种电荷密度中的任一种，从而能够在滚筒表面16上的每个印刷点上产生32种可能的场密度的任一种，用这样的电场使油墨熔化并对静电响应而获得与场强成比例的油墨量（即厚度）。

许多已有技术的电路均可用来根据输入的数据流而控制发射器的整个系统的工作。图10表示了一组发射器系统。从控制器19b中的大容量存储器到达一高速数据线的图象数据，经缓冲存储器76被送入一个串并行移位寄存器78中。寄存器78将数据分配给各发射器44所携带的相似的电路。各单元上的电路为该单元上的所有发射器供电。这种电路可能包含一个用于各个发射器48的数-模转换器（DAC）82。DAC的输出通过开关84加到相应的发射器上。

开关84在适当的时间打开或关闭，以使发射器在环绕印刷滚筒18的某一选定位置上作出一个有选定宽度的影象区或点D。为此，为所有单元44所用并可能位于控制器19b中的主时钟84将给每一单元上的计数器86施加时钟信号。滚筒18以固定速度转动，当计数器86接收到由滚筒18的轴编码器88（图7）发出的信号时就开始计数。来自轴编码器88的信号表示滚筒所处的相位角，例如0°，当计数器的计数到达滚筒所相应的相位角时，计数器86便输出一个脉冲以合上相应的开关84，则相应的发射单元便对滚筒施加一个影象点D。

为了对准，可绕滚筒在某一范围内调整影象点D的位置，可将来自计数器86的信号加到也接受寄存器94内存信号的比较器92上。当计数器86的计数值与寄存器94中的数据相等时，比较器92就输出信号。改变寄存器中位移数字，便由该发射器48产生环绕滚筒周界的引导线。如图10中所示的左侧边缘。

将比较器92的输出加到触发器96的置位端（S），并经延时器98加到同一触发器的复位端（R），这样，触发器便对开关84提供一个具有固定持续时间的驱动信号。该持续时间确定了由发射器48所发射的影象点D的宽度（W）。影象点的长度（L）由发射器的长度确定。

为便于说明，图10中没有示出各个用于电路元件同步工作的定时和复位信号。本领域技术人员可利用很多熟知方法来产生这些信号。

用于各个发射器单元44的发射器48中的DAC82、开关84及其它元件均可制作成如图9所示的装在基座48上的集成电路102和104。连接这些集成电路和发射器48的引线也可印刷在基座上。位于发射器单元上端的接头106a可通过搭接片108（图8）与诸如用于所有发射单元的缓冲器76和寄存器78等其它电路元件相连。这些其它的电路元件安装在一个或多个位于图8所示的梁42顶部的印刷电路板110。上盖112有两个凸出的侧壁，该侧壁可夹住梁42的两侧端。盖112用于将印刷电路110封盖起来。

发射单元44的发射器48的间隔和这些发射单元沿梁42的位置决定着沿滚筒18上的影象点D的位置。每个单元44上的各个发射器间的间隔可在制造中精确控制。使沿梁42的单元44精确定位，即可将横向栅线116（图7）置于梁42下面的玻璃棒118上，如图8所示。当栅线以与发射器48一样相同的距离分开，而它们至少应该出现在靠近邻近的发射单元44的边界处，以便可能将邻近单元44的最端部发射器48的间隔调节到等于各个单元44上发射器的间隔。

为了单元44的定位，将印刷头19a放在一精密导轨（未示出）的上方。导轨上装有一移动显微镜，如图8中虚线所示的118。显微镜118可在梁42下面沿导轨在单元之间移动，以便操作者对两行发射单元44之间，并使邻近发射单元44的最端部发射器48与邻近的隔栅线116对准。

于是，发射器实际上就对准了印刷滚筒表面层上的小影象区或点D。该表面层接受并保持具有与原象相应的不同强度的并基本上连续的静电场区的高解象力图案。如前所述，印刷过程中，具有不同电荷量的影象区D以精密的点吸引本发明的特制油墨，这些油墨点的尺寸刚好补尝或中和这些影象区的电场。去除油墨也使与其相应的电荷被消除。最好提供能去除印刷滚筒18上电荷，从而消除滚筒上影象的装置。在图示的系统中，上述装置是图8中的可使滚筒表面层导电的紫外线灯122。

图12示出了一个最佳印刷滚筒18的结构。在该实施例中，滚筒18包括一个覆盖在导电金属筒17外面的绝缘表层18。滚筒内面衬有塑性绝缘层140，它最好含有用于对滚筒加热（或为此目的而形成电阻性橡胶）的装置。轴142穿过滚筒装在滚筒18两侧的冷却件144上，同时装在印刷机机座相对的侧壁上。冷却件144作为端板牢固地装在滚筒上。冷却件144上有一系列让气体穿过滚筒18内部循环的孔。外部气源可直接吹向冷却件之一以增强气体循环。

上面所描述的印刷机部件示于图13中。该印刷机总的以150标示，它包括各含有一个印刷滚筒18的一系列印刷工位，写入头19a和油墨供给辊14（为简单起见这里仅画出一个辊14）;图中未示出的元件有标准导轨，通常与这种设备配合的纸张输送和驱动部件。某些印刷工位的方向与另一些工位的方向相反，以便进行双面印刷，印刷基片，如卷筒纸151进入印刷机150后由输送带155a和155b输送跨过每一印刷工位。当卷筒纸通过全部工位排出印刷机时即被切断。切断后的纸张叠放在纸堆152处。

本文所用术语和表述仅用于说明问题而不是对发明的限制。这些术语及其表述决不排除其等同的特征或部份等同特征。显然，在本发明的权利要求内作出多种改进是可能的。例如，在载体内弥散一定量的具有光选择吸收性或透过性的有机彩色染料来代替颜料颗粒而使载体获得所希望的特殊性能。这是完全可能的。

Claims (41)

1、一种静电印刷用的电热印刷油墨，包括：

a.一种包含可静电极化物质的无色载体材料，该物质在室温下是固态或准固态而当被加热时会相当急速地转化成低粘度液态，该载体材料在其液态时受外加静电场源所吸引；和

b.混合物结构和胶状的、彩色、非熔融、均匀弥散的微细颗粒，它们的大小，形状，合成化学性能及组织结构基本相同并与予定值一致，这些颗粒含有使其响应外加静电场和/或电磁场的电荷控制剂或顺磁剂，这些颗粒被粘结在载体材料中以形成一种与它们有关的相互作用基质。

2、按照权利要求1的油墨，其特征在于载体材料是一种有机物质，而彩色颗粒各自包含一个无机的核芯成份。

3、按照权利要求1的油墨，其特征在于颗粒和载体材料的粘结整体性足够高以便当受到外加静电场时使之共同运动而它们之间的体积比不变。

4、一种静电印刷方法用的电热彩色印刷油墨，包含：

a.一种含可极化绝缘物质的载体材料，该物质在室温时是固态或准固态，而加热时迅速转变成较低粘度的液态，液态时响应外加静电场的作用;和

b.均匀吸收在载体中的大量有机彩色染料，该染料有适合于图象复制的选择光吸收和透过特性。

5、一种静电印刷方法用的电热印刷油墨，包括一种疏松载体材料和一种颗粒状的且有吸收性的彩色材料，其特征在于，加热时，油墨会以液态形式稳定地存在于加热印刷部件的局部充电区上，而转印时，油墨会凝固在与之接触的较凉的印刷基片上，不需要在印刷部件和基片之间施加很大的压力，所说油墨即可全部粘附到印刷基片上;而转印后，不会在印刷部件上留下残余油墨。

6、按权利要求1，4或5所限定的油墨，其特征在于该油墨轻度排斥印刷部件，因此，该油墨只沉积在印刷部件的充电区而不会沉积在非充电区，其沉积厚度与静电充电区所发出电场强度成正比例。

7、按权利要求1或4的油墨，其特征在于，当油墨从印刷部件转印到印刷基片上时，印刷基片上油墨区所呈现的可见光学密度取决于油墨的沉积厚度。

8、按权利要求1的油墨，其特征在于，载体材料与颗粒的光学折射率基本相同，从而增大油墨对于所选择色彩的可见光透过率。

9、按权利要求1，4或5的油墨，其特征在于，载体材料对可见光是全透明的，但不透过紫外光。

10、按权利要求1，4或5的油墨，其特征在于，载体材料在150℃时呈熔化的液态，但在60℃时成固态。

11、按权利要求1，4或5的油墨，其特征在于，载体材料是甲基丙烯酸甲酯。

12、按权利要求1的油墨，其特征在于，颗粒包含由金属氧化物，金属硫化物，金属磷化物，钇，二氧化硅，胶粒和玻璃等所选择的至少一种材料制成的核。

13、按权利要求1的油墨，其特征在于，颗粒含平均直径为0.1微米的基本呈球状的核。

14、按权利要求1的油墨，其特征在于，颗粒用至少一种有选定色彩的染料涂镀。

15、按权利要求1的油墨，其特征在于颗粒用一种基本上透明的涂料来涂镀。

16、按权利要求14或15的颗粒，其特征在于，颗粒还涂盖有一控制颗粒电荷的电荷控制剂涂层。

17、一种在基片上印刷的方法，其步骤包括：

a.在一成象器件表面上形成影象的静电点状图案;

b.加热该成象件;

c.提供一种油墨，它包含：

1）一种至少含有电板化剂的清澈、透明的、聚合物载体材料，该载体材料在室温下呈固态，而加热到一特定温度时则迅速地转变为较低粘度的液态，该液态载体材料响应外加静电场并为该场源所吸引;和

2）基本上一致的尺寸、形状、化学组成和结构的彩色、非熔融的合成颗粒，该颗粒有强的静电荷和对载体材料的粘合力，并均匀的弥散在载体内;

d.使熔化的油墨与热的成象器件的电荷图象表面接触，由此使含有载体材料和颗粒作为一种相互作用的固定比例基质的小液滴静电地转移到成象器件上，成象器件上只有带静电荷的点才能得到油墨，且油墨厚度与每个点产生的场强成比例;

e.将成象器件立刻与未加热的印刷基片接触以使图象油墨小滴迅速地凝固并转印到基片上，由此，当基片离开成象器件时在基片上形成图象而成象器件上不留有残墨;和

f.在根据前面记录信号将油墨转移到印刷器件和基片上的几乎同时，继续向印刷件写入新的电信号;

18、按权利要求17的方法，还包括使用一种不同色彩油墨来重复步骤（a）至（e），将几何形状相同的点叠印到重新熔化的油墨点上以形成多层油墨，该多层油墨在一起便产生加色或减色结果的色彩。

19、按权利要求17或18的方法，还包括用一种清澈地，看起来透明的油墨重复步骤（a）至（e）以使印刷区增加光泽并防止它们受紫外辐射。

20、按权利要求18的方法，还包括在重复步骤（a）至（e）之前对至少部分已凝固油墨重新熔化的步骤。

21、按权利要求17的方法，还包括重复步骤（a）至（f）的步骤，但使用一种在光谱可见部分是高透明而在光谱紫外和光化部分高度吸收的油墨，透明油墨只是叠印在先前已印刷的彩色油墨小滴的那些区域上。

22、按权利要求17的方法，其特征在于，转移到成象器件上静电充电点的熔化油墨的厚度由成象器件上各充电点所产生的静电场强度决定，熔化的载体材料的亲合力足够低，以便容易使与充电点电荷相应的油墨脱离墨源。

23、按权利要求17或22的方法，其特征在于，成象器件的表面至少轻度疏离熔化油墨，从而防止没有电荷的成象件区域中出现少量的油墨沉积情况。

24、按权利要求17的方法，还包括步骤：

a.加热以使凝固的油墨液化;和

b.将印刷基片暴露于一强电场以便去除其上的油墨。

25、一种用于在基片上印刷的装置，包括：

a.一种具有轻度斥墨的，硬的绝缘表面的成象器件。

b.为在成象件表面上产生点状影象静电荷图案的装置。

c.对成象器件加热的装置。

d.一个油墨源，包括：

1）包含可静电极化物质的无色透明的载体材料，该物质在室温时是固态或准固态的，而在加热时就相当迅速地转化为一种较低粘度的液态，该液态物质受外静电场源吸引;和

2）合成结构和胶质状的有色、非熔融、带静电的均匀弥散微小颗粒，其尺寸、形状、组合化学性及结构基本相同并与预定值一致，这些颗粒包含电荷控制剂和顺磁剂以使之对外加静电和/或电磁场敏感，它们粘结在载体材料中以构成有关的相互作用基质;

e.使油墨熔化后与成象器件接触的装置，该装置使载体材料和颗粒静电转移到成象件上的仅仅那些有静电荷的点上;和

f.使成象器件和一未加热的印刷基片紧密接触以使油墨迅速凝固并实际上完成转印到该基片上的装置，由此形成印刷的可见图象在基片上而没有在成象器件上留下残墨。

26、按权利要求25的装置，其特征在于，除非成象器件受静电充电，否则加热的成象器件表面不会受熔化的油墨浸湿。

27、按权利要求25的装置，其特征在于，成象器件包含一圆筒，该园筒外表面由具有高表面电阻率的硬的绝缘层结构，所说表面能没有损失地保持通过其厚度的，以类似网格图案形式排列在园筒表面上的强静电场。

28、按权利要求25的装置，其特征在于，油墨源包括一个带有能作为液态油墨储存层并能与成象器件一致移动的外表面的热辊，所说油墨源和所说成象器件互相靠紧设置以便它们之间的缝隙能充填熔化油墨以形成一个可从这里提取油墨的活动储存空间。

29、按权利要求25的装置，其特征在于，所说成象器件有一薄的绝缘表面层和一导电体底层，而所说的产生影象静电荷图形的装置包括：

a.一系列共轴设置而总长度与成象器件近似的场致发射电离电极，每个电极具有其长度或面积印迹决定印点印迹的几何形状的结构而和成象器件表面隔开一定距离;

b.一个用于接收印点密度和位置信息，以及用于有选择的激发电极结构以在成象器件上选定的印点位置上的电极结构和成象器件底层之间产生不同的电荷电流的控制器，由此，使之在所说表面层的相对侧面产生不同电荷相反电荷的沉积，在印刷点位置处产生各种强度由施加到该装置的印点密度信号所确定的电场。

30、按权利要求29的装置，其特征在于，

a.电极结构由可分开的单元组成，每个单元包括：

1）一个弹性支撑件，它能使单元按它们之间的恒定间隔，灵活地随成象件轮廓移动;和

2）装在支撑件上的成直线排列的分立，隔开的电极结构;而且，

b.固定装置也包括：

1）使各单元朝成象器件隔开的支撑装置：

2）可调节地将各单元安装到支撑装置上以便使该单元的所有电极结构离开成象器件一定距离的装置;和

3）为在各个板上将电极结构连接到所说控制器的电路装置。

31、按权利要求30的装置，其特征在于，电路装置包括安装到各单元支撑件的集成电路，各集成电路装在相应的单元上并适于控制各单元上电极结构的触发。

32、按照权利要求29的装置，还包括控制电极激发次数的装置，以便控制所说印点的尺寸。

33、按权利要求25的装置，还包括用于产生抖动的时间延迟以使成象器件上成象点位置稍微偏移，从而通过形成准随机印象图案而消除网格引起的周期性痕迹。

34、按权利要求25的装置，其特征在于形成图象的静电荷图案的装置包括至少一列场致发射电离电极结构，它沿成象器件设置，并能够可控制的，将可变化的库轮电荷量沉积在成象器件表面上，每列电极结构包括：

a.多个与成象器件表面保持电联系的场致发射电离电极结构，每个电极结构包含：

1）由绝缘材料制的沿径向设置在成象器件表面上方的烟道形通道，使微通道的敞开端朝向成象器件;

2）装在微通道内并与电源连接的电极;

3）一条绕微通道内表面并靠近朝向成象器件的微通道敞开端的导电带，导电带与电压控制回路电连接控制电路对导电带施加第一电压，对成象器件施加第二电压，并分别调节这些电压;和

b.响应图象数字数据对选定的电极之一施加电离电压的装置，电离电压的幅度范围从与第二电压相等的值至高于该值数百伏，电离电压的施加使之产生一个朝向控制表面的离子流的流动，直到积累电荷的电压值与第一电压的数值相等为止。

35、按权利要求34的印刷装置，其特征在于，成象件表面的下层为一导电层，它与控制电路电连接。

36、按权利要求34的装置，其特征在于，与微通道电极连结的电源为该电极提供恒定的固定电位。

37、按权利要求34的装置，其特征在于，电离电压是正的，而它施加给电极以使附近气体分子的电子脱开而形成离子，同时电极吸收脱开的电子而进一步使离子朝成象器件迁移。

38、按权利要求34的装置，其特征在于，各个微通道敞开端的尺寸确定由其所沉积的电荷点的尺寸。

39、一个成象器件包括：

a.一个具有与其结合的冷却装置的完整园筒体和一根穿过园筒体的轴;

b.一个封装着该筒体的热和电绝缘的弹性部件;

c.和绝缘部件配合的加热装置;

d.紧围绕绝缘件的金属套筒;

e.围绕金属套筒的高表面电阻率的，硬的绝缘表面，该表面足够薄而呈绕性，并且呈现出充分的光滑度和表面能量特性以随油墨的排除而迅速释放离子电荷。

40、一种电子印刷机包括：

a.许多印刷工位，各个工位能对印刷基片施加一种选定颜色的油墨;

b.基片连续地送到每个印刷工位的装置，以便施加与各个其它印刷工位所施加油墨相对应的油墨;

c.其中，每个印刷工位包括：

1）一个按照权利要求39所述的成象器件;

2）一个含一列沿轴向安装的，整个长度贴近成象器件的场致发射电离电极结构，各个电极结构具有其长度或面积轨迹确定印点尺寸的几何形状，而以预定距离与成象器件表面隔开;和

3）一个加热辊，其外表面能携带液态油墨储存层并与成象器件表面配合移动，所说油墨源与所说成象器件适当靠近放置以便它们之间的间隙充填熔化油墨而形成一个可有效地从那里抽取油墨的空间。

41、按权利要求40的印刷机，其特征在于场致发射电极结构各包含：

a.一个绝缘材料制的，在成象器件表面上方沿径向安装的烟道形微通道，微通道的敞开端朝向成象器件：

b.装在微通道内与电源连接的电极;和

c.一个绕微通道内表面延伸并紧靠着微通道朝成象器件敞开端的导体带，它们与电压控制电路连接，该电路对导体带施加第一电压而对成象器件施加第二电压并分别调节这两个电压。

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