CN110023092B - 热转印打印的改进 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在衬底的表面的选定区域中进行热转印打印的方法和设备。所述方法包括以下步骤：a)提供具有成像表面的转印构件；b)将由热塑性聚合物形成的或涂覆有热塑性聚合物的各个颗粒涂覆至转印构件的成像表面；c)基本上除去不与成像表面直接接触的所有颗粒，从而在成像表面上留下均匀的单层颗粒涂层,d)对已涂覆的成像表面的选定区域施加能量，以加热并使在选定区域中的颗粒发黏，以及e)在施加能量的期间或之后，使已涂覆的成像表面的至少一部分和衬底表面对应的至少一部分互相挤压，从而仅使已经发黏的颗粒涂层区域转印到所述衬底表面。可以重复步骤b)和c)将新的单层颗粒涂层涂敷到已经将先前涂敷的单层涂层从其上转印到衬底表面的选定区域，以再次在成像表面留下均匀涂覆的单层颗粒，以打印到随后的衬底表面上。

Description

热转印打印的改进

技术领域

本发明涉及一种打印方法和一种用于在具有热塑性材料膜的衬底的表面的选定区域上涂覆的设备。还在此公开了与其有关的组合物和所述组合物的制造方法。

背景技术

已知使用载有聚合物墨膜的带的热转印打字机。该带相当于传统打字机中使用的墨带，但不是通过冲击而是通过热打印头将该油墨从带转印到衬底上(通常为纸张)，其中，所述热打印头仅加热所述带的将要转印油墨到纸张的区域。在打印字符后，支承衬底的墨盒向前移动以打印下一个字符，墨带也向前移动。

这样的打字机实现高质量但浪费的打印，因为在需要丢弃墨带时，其大部分表面仍然涂有尚未转印到打印衬底上的油墨，因此打印机的运行成本高。

发明内容

本公开的目的尤其在于提供一种打印设备和方法，其工作原理是将由一种或多种热塑性或成膜颗粒形成的墨膜热转印到打印衬底上，其能够打印高质量的图像而浪费较少。

根据本发明的一方面，在此公布了一种在衬底表面的选定区域上进行热转印打印的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供具有成像表面的转印构件，

b)将由热塑性聚合物形成的或涂覆有热塑性聚合物的各个颗粒涂覆至转印构件的成像表面,

c)基本上除去不与成像表面直接接触的所有颗粒，从而在成像表面上留下均匀的单层颗粒涂层,

d)对已涂覆的成像表面的选定区域施加能量，以加热并使在选定区域中的颗粒发黏，并且

e)在施加能量的过程中或在此之后，使已涂覆的成像表面的至少一部分和衬底表面对应的至少一部分互相挤压，从而仅使已经发黏的颗粒涂层区域转印到所述衬底表面。

在一个实施方式中，为了允许连续的打印，在将颗粒从选定区域转印到第一衬底表面之后，可以重复步骤b)和c)以将新的单层颗粒涂层至少涂敷到已经在步骤e)中将先前涂敷的单层涂层从其上转印到衬底表面的选定区域，以再次在成像表面留下均匀涂覆的单层颗粒，用于打印到随后的衬底表面上。

在不同的实施方式中，步骤b)和c)可以包括：

·将载有颗粒的气体喷射流引导至所述成像表面上，

·通过使用布，刷子或敷料辊将颗粒擦拭到成像表面上,

·用疏水材料形成成像表面和颗粒，并将包含所述颗粒的液体喷射流引导到成像表面上，以不润湿成像表面来选定所述液体喷射流,

·将包含颗粒的气体喷射流或液体喷射流引导到中间涂敷器,所述涂敷器能够容纳颗粒并将其转印至成像表面,或者

·上述技术和结构的任何合适组合。

根据本发明的第二方面，提供一种用于将由热塑性材料制得的膜打印至衬底表面的选定区域上的打印设备，所述设备包括

a)具有成像表面的可循环移动的环形转印构件，

b)涂覆站，在该处由热塑性聚合物制得或由其涂覆的颗粒被涂敷至成像表面，并且在该处未与所述成像表面直接接触或无法与所述成像表面粘合的颗粒从所述成像表面被移除，使得在所述成像表面上基本上形成均匀的单层颗粒涂层，

c)成像站，在该处将能量施加至已涂覆的成像表面的选定区域，以使在所述选定区域中的颗粒内发黏，以及

d)压印站，在该处，在施加能量期间或之后将已涂覆的成像表面的至少一部分和所述衬底的表面的对应的至少一部分彼此压靠，以使得由将单层颗粒涂层暴露于辐照而形成的成像表面的选定区域上的发黏的膜转印到所述衬底表面。

运行期间在成像表面已经经过成像站和压印站之后而返回至涂覆站时，通过至少在成像表面的已被清空颗粒的区域中涂敷新的颗粒来重新补充成像表面上的颗粒涂层，以提供均匀的单层。

在本公开中，上述提及的设备也可替换地称为打印设备或打印系统。成像表面可被称为并当做为供体表面，并可以设置在鼓或环形带上。

本文所使用的术语“发黏”以及“足够发黏”并不意味着颗粒涂层在触摸时必然是发黏的，而仅仅是它被充分软化以使其在压印站18被压靠衬底表面时能够黏附在衬底表面。发黏颗粒或发黏的颗粒区域被认为形成单独的膜或连续的膜，随着所述膜转印至打印衬底之后，可以选择性地产生更薄的膜，这是成像表面(或其一部分)与衬底(或其对应的部分)接触时施加了压力和/或转印膜的任选进一步处理(例如干燥、固化等)所引起的。

在一些实施方式中，通过例如采用一个或多个喷头的喷射，颗粒可以在涂覆站中被直接涂敷至成像表面。在可替代实施方式中，颗粒可以被涂敷至中间涂覆器并从该涂覆器再施加至成像装置。后一种所述的涂敷方式可称作非直接的，本发明包括将颗粒涂敷至成像表面的直接和非直接的施加方式。应当理解，颗粒在成像表面的直接或非直接涂敷可以发生于各个单层颗粒在成像表面的初次涂覆中或发生于对选定区域(例如之前由于转印或整个表面的刮擦而被清空)的单层的重新补充。

为了便于在每次压印后修复成像表面上的颗粒涂层，使用对成像表面粘合性比它们彼此之间的粘合性更强的颗粒。这使得所涂敷的层基本上是各个单层颗粒。换句话说，该层在成像表面的主要部分区域上仅为一个颗粒的深度，并且大多数(如果不是全部)颗粒至少部分地与成像表面直接接触。

以在其大部分平面上接触成像表面(例如与所述表面大致平行)的薄片状颗粒为例，所得的单层厚度(在垂直于表面的方向上)会近似地对应于颗粒的厚度。如果颗粒具有球型，则单层的厚度将与球的直径相当。因此，在对成像表面进行涂覆的时候，单层的平均厚度可以根据颗粒的形状，由形成所述单层的各个颗粒的平均厚度或等效直径来大致估算。

然而，由于相邻颗粒之间可能存在部分重叠，单层的厚度可能达到所构成颗粒尺寸的低倍数，这取决于重叠的类型，例如颗粒彼此之间和/或与成像表面之间形成的相对角度和/或重叠程度和/或堆积程度等。单层因此仅在一些区域中可以具有最大厚度(T)，该最大厚度对应于所涉及的颗粒的最薄尺寸特性的约一倍，或约两倍，或约三倍，或任何中间值(例如，对于片状形状的颗粒来说可以高达其厚度的三倍，并且对于近球形颗粒的颗粒来说可以高达其等效直径的两倍)。

单层的形成与当粘合剂胶带从表面拾取粉末时仅拾取一层粉末颗粒的原因是相同的。当胶带是清洁的，粉末会粘到胶粘剂上直到覆盖整个胶带表面。然而，一旦胶黏剂被粉末覆盖，胶带则无法再用来拾取更多的粉末，因为粉末颗粒不会彼此牢固地粘在一起，并且可以简单地将它们刷掉或从胶带上吹走。类似地，本文的单层由与成像表面充分接触的颗粒形成并因此通常具有一个颗粒的厚度。当颗粒例如经过过量抽取、干燥或任何其它在本文中详细描述的类似的步骤而涂覆站的出口处保持与成像表面的连接时，这样的接触被认为是充分的。

虽然单层被认为本质上是由与成像表面直接接触的颗粒形成的，但是一些颗粒可以被相邻的颗粒而变成紧密堆积，尽管这些颗粒不与成像表面直接接触，但它们在涂覆设备的出口处仍保持所述单层的一部分并可能从层微微突出。据信，这些少数的非表面接触颗粒的一部分可以不同地吸收辐照，并且最终可以由于它们与相邻颗粒的粘合性而被转印到打印衬底上，这些颗粒在更大程度上暴露于预期的“能量剂量”或在更大程度上受到所接收辐照的影响。在一些实施方式中，在任何部分或视场中，在与该表面接触的颗粒数量中，与成像表面没有直接接触的颗粒的百分比为15％或更小，或小于10％或甚至小于5％。

在一些实施方式中，各个单层颗粒在成像表面上形成颗粒的足够连续的层。如果单层在成像站处暴露在辐照的过程中足够连续，则相邻的颗粒能够熔化以形成可转印的膜。在这样的实施方式中，取决于形成单层的颗粒的尺寸和形状，区域覆盖率至少约40％，至多约50％，或至多约60％，或甚至至多约70％就足够了。对于小颗粒和/或对于在暴露于辐照时具有相对较低的径向膨胀能力的颗粒来说，在成像表面上的单层颗粒需要形成基本上连续的层。“基本上连续”指的是至少70％，或至少80％，或至少90％或至少95％的区域被颗粒覆盖。

考虑到例如颗粒是直径为2μm的理想球体，因此这种颗粒具有约4.19μm³的初始体积和约3.14μm²的平面投影。假设在施加能量的过程中，这些颗粒熔化以形成等体积的但具有约0.5μm厚度的圆盘，则这样的圆盘原本将会有约3.3μm的直径并覆盖约8.38μm²的区域。

为了清楚起见，根据下列等式，薄膜的实际厚度取决于液化融合的颗粒相对于空气的表面张力特性，该液体相对于成像表面的润湿特性：

t＝(2γ_Ia(1-cosθ)/gρ)^1/2 (式1)，

其中，t是生成的膜的厚度，γ_Ia是液化颗粒和空气之间的表面张力，θ是液化融合的颗粒相对于成像表面的润湿角，g是重力常数而ρ是该液体的密度。应当理解的是，表面张力和润湿角度均取决于液体的温度。

使用所述例子并且为了简单起见假设具有100μm²面积的方形表面，将需要约12个这样的熔化颗粒(假设基本上均匀分布)以在这样的表面上形成约0.5μm厚的连续膜。在暴露于辐照之前，这12个颗粒的原始形状仅覆盖方形表面的约38％。值得注意的是，这些值和计算是以简化的形式来提供说明的，成膜聚合物领域的技术人员可以容易地理解可能影响操作情况的因素。

显然，需要最终形成可能是连续的可转印膜的初始区域覆盖率尤其取决于颗粒的尺寸分布，取决于用于颗粒的特定材料，取决于例如温度依赖性的表面张力、粘度和暂时流体行为的具体流变学参数，以及取决于颗粒本身的化学和/或物理性质的类似因素。成像表面的性质可以对该问题产生影响(例如有利于或不利于充分接触和/或接触的展开)。另外，具体的工艺参数，例如涂覆站的运行条件、颗粒在成像表面上的分布(基本上均匀的是有利的)、由颗粒和/或成像表面在成像站处接收的辐照的能量密度、压印站中的转印点处的压力也可以影响最终结果(例如，促进辐照颗粒的扩散和/或融合，从而产生所需厚度的膜)，从而修改先决条件。

可以通过本领域技术人员已知的多种方法来评估颗粒覆盖特定目标表面的百分比，包括通过可能结合建立已知覆盖密度校准曲线的光密度确定、通过对透射光的测量(若颗粒或基体之一足够透明或相反)、或通过对反射光线的测量(例如若颗粒是反射光的)。

如在本说明书中所使用的，下文描述了确定由颗粒覆盖的所研究表面的百分比面积的方法。可以从所研究的表面(例如从成像表面或从打印衬底)上切下具有1厘米边缘的方形样品。可以通过显微镜(激光共聚焦显微镜(例如，使用

LEXT OLS30ISU)或光学显微镜(例如，使用

BX61U-LH100-3))以高达X100的放大率(产生至少约128.9μm x 128.6μm的视场)进行分析。对于具有不透明衬底(例如纸)的每个样品，可以以反射模式捕获至少三个代表性图像。用ImageJ,一种由美国国立卫生研究院(NIH)研发的公共域Java图像处理程序来对所捕获的图像进行分析。图像以8位灰度显示，该程序被编程成建议反射率的阈值，该反射率在反射颗粒(较亮像素)和可能存在于附近或相邻颗粒之间的空隙(这些空隙显示为较暗的像素)之间进行区分。如果需要，训练有素的操作员可以调整建议的阈值，但通常仅需要确认阈值。图像分析软件然后对代表颗粒的像素的数量和代表颗粒间缝隙的未被覆盖区域的像素的数量进行测量，从中可以容易地计算出区域覆盖率。对同一样品的不同图像部分进行的测量取平均值。当样品处于透明衬底上时，可以在透光率模式下进行相似的分析，其中颗粒表现为较暗像素而缝隙表现为较亮像素。通过这种方法或通过本领域技术人员已知的任何基本相似的分析技术获得的结果被称为光学表面覆盖，其可以表示为百分比或比率。

在某些实施方式中，由暴露于辐照的颗粒单层而转化产生的聚合物膜具有2μm以下的厚度，或少于1μm，或甚至是少于750nm的厚度。在其他的实施方式中，聚合物膜的厚度在100nm以上，或多于200nm，或甚至多于300nm。聚合物膜的厚度可以在300nm-1000nm的厚度范围内，或500nm-1500nm的范围内，或600nm-800nm的范围内，或甚至是700nm-1000nm的范围内。

热塑性颗粒具有小于10μm，或小于5μm，或小于1μm，或在100nm到4μm范围内，或在300nm到1μm范围内，或500nm到1.5μm范围内的粒径。

为了允许在衬底的选定区域中打印图案，被施加能量/加热的而发黏的颗粒对衬底的亲和力需要大于所述颗粒对成像表面的亲和力。此外，在选定区域中的黏性颗粒对衬底的相对较高的亲和力也应大于裸衬底对未发黏的颗粒的亲和力。在本文中，如果没有通过本方法或设备打印的任何所需图像图案，则衬底被称为“裸”衬底。尽管对于大多数用途裸衬底应该对热塑性颗粒基本上没有亲和力，为了实现选择性地对黏性物质具有亲和性，但可以容忍一些残余的亲和力(例如，如果不能在视觉上检测到)或这种残余的亲和力甚至是特定的打印效果所期望的。不期望的颗粒转印到裸衬底的区域也称为寄生(parasite)或寄生转印。

对于颗粒(加热之前和之后)与载有天然颗粒的流体、成像表面、打印衬底、该方法的任何这样的元件之间的这种亲和力的梯度，可以通过选择合适的材料或特性，例如疏水性，亲水性，电荷，极性和已知影响任何两种元素之间相互作用的任何这些性质来调节。

为了有助于从成像表面将颗粒的发黏膜转印至衬底，成像表面可以是疏水性的。

有利地,成像表面可以与成像站间断施加的能量相容以加热所需选定的区域。相容的意思是，例如如果能量是诸如激光束的电磁(EM)辐照能量，则成像表面对受辐照频率/波长范围的辐照具有相对抗性和/或惰性，和/或能够吸收或反射辐照，和/或能够传导或隔离辐照可能产生的热量。

在一些实施方式中，热塑性颗粒本身可以是疏水性的。在这种情况下，在其不同状态下的颗粒和成像表面之间的相对亲和性可以基于疏水-疏水相互作用。

在一些实施方式中，热塑性颗粒和/或成像表面可以替代和或另外地通过基于电荷的相互作用实现彼此之间(以及适合于根据本教导的打印方法的任何其他流体或表面)的所需相对亲和力。例如，带正电荷的颗粒更亲和于带负电荷的颗粒。在这种情况下，在其不同状态下的颗粒和成像表面之间的相对亲和性可以基于电荷-电荷相互作用。

涂覆站可适当地包括：

·至少一个喷头，用于直接或间接地向成像表面涂涂敷热塑性颗粒悬浮在其中的流体流，

·围绕所述(多个)喷头并限定用于限制所述流体流的内部集气室的壳体，所述壳体具有靠近成像表面的边缘，其构造成防止颗粒从限定在所述壳体的边缘和待涂覆的表面之间的密封间隙外泄，以及

·连接至所述壳体以从所述集气室提取喷射的流体流和悬浮在所述流体流中的颗粒的抽吸源，运行所述抽吸源以提取基本上所有不与所述成像表面直接接触的颗粒，从而使得在退出设备时仅留下粘附于所述成像表面的单颗粒层。

涂覆站可选地进一步包括温度控制元件，例如加热器和/或冷却器，以按需调节成像表面的温度。

在一个实施方式中，成像表面的温度可以提高到环境温度以上，温度的提高由加热器来实现。在一些实施方式中，加热器定位在所述涂覆站的出口侧或其下游。在这样的实施方式中，所述成像表面的外表面的温度可以大于30℃，或大于40℃，或甚至是大于50°C，但通常低于80℃，甚至是不大于70℃。

在一些实施方式中，成像表面的温度可以被降低，温度的降低由诸如冷风机或冷却板的冷却器来实现。冷却器可以定位在所述涂覆站的入口或其上游。在这样的实施方式中，成像表面的外表面的温度可以小于40℃，或小于30℃甚至是小于20℃，但通常大于0°C，甚至是大于10℃。

在一些实施方式中，成像表面在到达涂覆站之前被冷却，并且在离开涂覆站之后被加热。

在本公开中，术语“悬浮的”及其变体不是指具有相同或不同相的材料的任何特定类型的混合物，而是更一般地理解为“载有”和类似术语。

在特定的实施方式中，成像系统可以包括一种装置，该装置随着成像表面相对于该装置而在参考X方向上移动时用于将单独可控的激光束投影到成像表面的装置，所述装置包括以如此方法安装在支承件上的多个半导体芯片，即当被连续激活时，所发射的激光束横跨成像表面描绘出一组平行线，这些平行线在X方向上延伸并且在Y方向上基本均匀地间隔开。

在一些实施方式中，所述成像装置的每个半导体芯片包括布置成M行N列(M*N)的二维主阵列的多个激光束发射元件，在每行中的所述元件具有均匀的间隔A_r，而在每列中的所述元件具有均匀的间隔a_c，成像装置进一步包括透镜系统，该透镜系统用于将发射的激光束聚焦到涂覆有颗粒的成像表面。透镜系统可以具有多个透镜元件，每个透镜元件与相应的芯片相关联，并且所述透镜系统在一些实施方式中还可以包括梯度折射率(GRIN)棒。

在一些实施方式中，所述芯片在标称放置时以如此方式安装在支承件上，每对在横向于X方向上的参考Y方向上彼此相邻的芯片在所述的X方向上彼此错开，并且来自成对的两个芯片的主阵列的激光束发射元件的中心在Y方向上标称地均匀地间隔开，而在Y方向上，相邻芯片的光束发射元件之间没有重叠。换句话说，这些标称放置的相邻芯片对的所有激光发射元件都被连续激活，并且芯片和成像表面在X方向上相对运动，该对的两个芯片的各个主要阵列发射的激光束将在成像表面上描绘一组平行线，该组平行线在X方向上延伸并在Y方向上标称地均匀地间隔开。由第一芯片的发射元件可描绘的线不会与由第二芯片的发射元件可描绘的线交错。

由于绝对准确对齐是昂贵的并且通常是不切实际的，因此重要的是要认识到放置术语涉及在某些公差范围内的期望定位，所述定位使得从成像装置和打印装置能够获得令人满意的结果。因此，术语“标称”应当被解释为表示当芯片或其它相关元件设置在其预期的位置时所需的空间关系。然而，本发明的不同方面允许在这种公差范围内偏离该标称位置的位移，并且这些不同方面允许用于补偿这种位移。类似地，当用于表示空间关系时，术语“束”应当理解为主要与束的中心相关，除非另有说明或从上下文中清楚得知。因此，作为示例，均匀间隔A_r和a_c涉及激光束发射元件的中心之间的距离。

在一些实施方式中，为了补偿微小的不对准，在主阵列的M行和N列元件之外，每个芯片在主阵列的至少一侧上包括至少一个附加列，每个这样的附加列包含至少一个可选择运行的激光发射元件，用于描绘位于两组M·N线之间的至少一条附加线。该元件，也被称为附加元件或对准元件，也因此能够补偿支承件上相邻芯片的相对定位中在Y方向上的一些不对准。如果相邻元件正确对准，附加列的元件将是多余的并且不会被激活。然而，如果描绘自相邻芯片的线之间保持有间隙，则附加元件可以引入附加的线以在接近由主M·N阵列描绘的线的均匀间隔的位置处填充该间隙。

假设主阵列的M行和N列的激光发射元件不包括通常冗余的任何元件，则该组中相邻行之间的间隔将等于A_r/M，即用每行相邻的元件的间隔除以行数。此外，因为在本公开的一些实施方式中，不意在由任意两个相邻芯片描绘的两组M*N线之间提供重叠，所以如果芯片分别具有相同数量的行和列，则两个芯片所描绘的线的总数将等于2*M*N，即每个芯片中行数和列数的乘积的两倍。

如果成像表面相对于由相邻激光元件发射的激光束移动，则以在X方向上描绘的每条线为中心的激光辐照将具有非均匀的能量分布，其通常(但不一定非要)接近高斯强度分布。所描绘的光斑尺寸可以做得足够大，以便一个激光元件描绘的能量与相邻元件描绘的区域重叠并且，两个光束的强度(intensity)组合，以及对一个或两个光束的振幅(amplitude)的控制提供了组合的强度分布，可以通过控制相对强度和/或定时而使强度的最大值在两个相邻的描绘出的线之间移动，从而可以在两个原始线中心之间的可选位置处放置所描绘的中间线。应该注意的是，这种效果是热动力的并且是附加的，只要相邻的光斑在有限时间内彼此辐照即可。换句话说，成像表面应该没有时间在两个激光脉冲之间的间隔中耗散第一激光脉冲的能量。

在由相邻芯片的元件描绘的两组M*N的线之间具有意外的重叠的情况下，可以将主阵列的一些元件关掉并且如需要还可以替代成附加列的元件以保持具有均匀间隔线的光栅的外观。在主阵列内来自于附近激光元件的能量的相互作用也可以以同样的方式使用来补偿它们之间的间隙中缺失或不起作用的元件。

已经发现特别有利的是，由一个芯片发射的所有激光束通过共同的单透镜或串联布置的一组共同透镜聚焦在成像表面上，这具有放大率M_o，其绝对值大于或等于的一(1)，但是也明确考虑了低于一(1)的放大率。发现甚至更有利是，放大率M_o基本上等于+1，因为即使对于高分辨率系统，这也能确保激光元件在芯片上充分间隔。换句话说，成像表面上的激光元件阵列的图像(即点阵列)将具有与芯片上的阵列相同的尺寸，尽管它可以以-1的放大率反转。值得注意的是，即使在垂直于透镜光轴的XY平面中存在透镜例如GRIN棒(梯度-折射率)透镜的轻微不对准，照射激光的光斑在成像表面上的位置将保持不变，因为该位置仅取决于激光器阵列芯片上激光发射元件的位置。使用标准半导体制造技术，可以在每个激光器阵列芯片上以非常高的准确度定位前述元件。

在此通过GRIN棒示例的成像装置的透镜元件可以以整体形式使用，这意味着激光从激光源到成像表面的光路中穿过单个元件。或者，每个光路可以包括两个或更多个串联布置的透镜元件，这些单独的元件通过反射元件(例如通过镜子或棱镜)彼此耦合，以产生与单个透镜元件相同的效果。多个透镜元件的使用是为了允许折叠光路以便简化封装，其中折叠处于由激光元件发射的光束基本上各自准直的空间中。出于这个原因，单独的元件通常不会在直线上彼此对齐。换句话说，从芯片的同样的元件中发射的激光束能够瞄准成像表面上的相似位置，无论是被一体的透镜元件(例如单个“直线型“GRIN棒)或者串联的透镜元件(例如两个或多个GRIN棒，光通过相关或相同的反射元件而被“折叠”并从一个GRIN棒引导到下一个GRIN棒)传输。

在折叠光路的实施方式中，诸如棱镜或镜子之类的反射构件(其可选地对于所有芯片是相同的)可用于在每个串联中将激光束从一个GRIN棒元件引导至下一个GRIN棒元件。在这样“折叠”的光路构造中，希望反射构件位于折叠棱镜的小平面上，该折叠棱镜由折射率高于GRIN棒中最高折射率的材料制成，所述材料通常是玻璃。棱镜的较高折射率将限制准直光束的角度发散，并允许连续GRIN棒段之间的较大间隔。合适的光路折叠棱镜可以是例如直角棱镜，棱镜的折叠面是反射表面。可以使用其它种类的反射构件和折叠角度，这取决于系统的几何结构和待提供给串联中光束的方向。

成像表面和涂覆站的任何相对运动被认为等同于成像表面的运动。

还公开了适用于上述打印方法和设备的成像表面和转印构件。

根据本发明的另一方面，在此公开了用于接受油墨颗粒并且用于将所述油墨颗粒作为油墨图像转印至打印衬底的转印构件，所述转印构件包括：

a)支承层；以及

b)设置在支承层上并与其粘合的成像层，所述成像层包括：

I)远离所述支承层的释放表面：

II)包括所述释放表面的硅酮基质；以及

III)具有至多100nm的平均初级粒径(D50)的炭黑颗粒；

所述炭黑颗粒如此分散在所述硅酮基质中，使得测量到的平均粒径(D50)至多为400nm；其中所述炭黑颗粒在硅酮基质中的浓度按重量计至少为0.01％。

在一些实施方式中，所述硅酮基质是加成固化的硅酮基质。

在一些实施方式中，所述硅酮基质是缩合固化的硅酮基质。

在一些实施方式中，所述炭黑颗粒具有以下结构性质的一种，优选为两种：

A)挥发物含量至少为炭黑颗粒重量的5％；

B)氧含量至少为4％。

本说明书中提供的氧含量以重量/炭黑颗粒的重量表示，并且可以通过乘以因子0.75转化为原子百分比。

在一些实施方式中，按数量计，至少80％的炭黑颗粒以距释放表面至少0.05μm，至少0.1μm，至少0.2μm，至少0.3μm，至少0.5μm，或者至少1.0μm的垂直距离设置。

在一些实施方式中，所述转印构件是不透明的。

在一些实施方式中，所述成像层进一步包括适形层。

在一些实施方式中，所述适形层直接粘合至所述支承层。

在一些实施方式中，所述成像层包括粘合至或直接粘合至所述支承层的所述适形层。

在一些实施方式中，所述适形层具有高达50肖氏A的硬度。

在一些实施方式中，适形层的硬度为5至50,10至30,10至40,10至50,15至50,20至40或20至50肖氏A.

在一些实施方式中，所述支承层包括可压缩层。

在一些实施方式中，所述可压缩层设置在所述成像层和所述支承层的基层之间。

在一些实施方式中，所述可压缩层包括可压缩弹性体。

在一些实施方式中，所述可压缩层包括海绵或泡沫结构。

在一些实施方式中，转印构件的尺寸适配成使得转印构件在垂直于成像层的方向上具有100-500μm，100-400μm，100-300μm，150-300μm或150-250μm的可压缩性。

在一些实施方式中，所述可压缩层在垂直于所述可压缩层的大平面的方向上具有10-80％的可压缩性。

在一些实施方式中，所述转印构件基本上是透明的。

在一些实施方式中，所述硅酮基质包括锡。

在一些实施方式中，所述硅酮基质包括铂。

根据本发明的另一方面，在此公开了可固化组合物，其包括：

a)可反应性固化硅酮弹性体；以及

b)炭黑颗粒；

所述炭黑颗粒具有至多100nm的平均初级粒径(D50)；

所述炭黑颗粒被如此分散在所述弹性体中使得所测量到的平均粒径(D50)至多为400nm；

其中，所述炭黑颗粒在所述组合物中的浓度按重量计至少为0.01％；

所述炭黑颗粒具有以下结构性质的至少一种：

I)挥发物含量至少为炭黑颗粒重量的5％；

II)所述炭黑颗粒的pH在2.5至4.5的范围内；

III)氧含量至少为4％。

根据本发明的另一方面，在此公开了可固化组合物，其包括：

a)可固化硅酮弹性体；

b)炭黑颗粒；

c)可与所述可固化硅酮弹性体混溶的硅酮表面活性剂，用于促进所述炭黑颗粒在所述可固化硅酮弹性体中的分散；

所述炭黑颗粒具有至多100nm的平均初级粒径(D50)；

所述炭黑颗粒被如此分散在所述弹性体中使得所测量到的平均粒径(D50)至多为400nm；

其中，所述炭黑颗粒在所述组合物中的浓度按重量计至少为0.01％；

所述炭黑颗粒具有以下结构性质的至少一种：

I)挥发物含量至少为炭黑颗粒重量的5％；

II)所述炭黑颗粒的pH在2.5至4.5的范围内；

III)氧含量至少为4％。

根据本发明的另一方面，在此公开了可固化组合物，其包括：

a)可固化硅酮弹性体；

b)炭黑颗粒；

c)可与所述可固化硅酮弹性体混溶的硅酮表面活性剂，用于促进所述炭黑颗粒在所述可固化硅酮弹性体中的分散；

所述炭黑颗粒具有至多100nm的平均初级粒径(D50)；

所述炭黑颗粒被如此分散在所述弹性体中使得所测量到的平均粒径(D50)至多为400nm；

其中，所述炭黑颗粒在所述组合物中的浓度按重量计至少为0.01％；

所述硅酮表面活性剂包括优选选自由氨基硅酮和硅酮丙烯酸酯组成的组的材料。

在一些实施方式中，所述硅酮表面活性剂包括氨基硅酮。

在一些实施方式中，硅酮表面活性剂的氨基硅酮的胺值在8至40的范围内。

在一些实施方式中，胺值为至少10，至少12，至少15，至少20，或至少25。

在一些实施方式中，胺值为至多37，至多35，至多32，或至多30。

在一些实施方式中，所述氨基硅酮包括单氨基封端的氨基硅酮。

在一些实施方式中，所述硅酮表面活性剂包括硅酮丙烯酸酯。

在一些实施方式中，丙烯酸酯在所述硅酮表面活性剂中的浓度按重量计为至少0.5％。

在一些实施方式中，丙烯酸酯的浓度在0.5％至75％，0.5％至60％，0.5％至50％，0.5％至20％，2.5％至75％，2.5％至60％，2.5％至40％，5％至75％，5％至60％或5％至40％的范围内。

在一些实施方式中，所述可固化的硅酮弹性体是可加成固化的硅酮弹性体。

在一些实施方式中，所述可固化的硅酮弹性体是可缩合固化的硅酮弹性体。

在一些实施方式中，组合物中炭黑颗粒的浓度按重量计为至少0.03％，至少0.1％，至少0.25％，至少0.5％，至少1％，至少1.5％，至少2％，或至少3％。

在一些实施方式中，组合物中炭黑颗粒的浓度按重量计为至多30％，至多20％，至多15％，至多12％,至多10％，至多8％，至多6％，至多5％，或至多4％。

在一些实施方式中，组合物中炭黑颗粒的浓度在0.1％至25％，0.1％至20％，0.1％至15％，0.1％至10％，0.3％至25％，0.3％至10％，0.5％至15％，或0.5％至12％，或1％至15％的范围内。

在一些实施方式中，测量的平均粒径(D50)为至多350nm，至多300nm，至多250nm，至多200nm，至多150nm，至多120nm或至多100nm。

在一些实施方式中，挥发物含量按炭黑颗粒的重量计为至少7％，至少10％，至少12％，至少15％或至少20％。

在一些实施方式中，挥发物含量按炭黑颗粒的重量计为至多40％，至多35％，至多30％，至多27％，或至多25％。

在一些实施方式中，挥发物含量按炭黑颗粒的重量计在5％至40％，5％至30％，5％至25％，7％至30％，10％至30％或10％至25％的范围内。

在一些实施方式中，炭黑颗粒中的氧含量为至少5％，至少6％，至少7％，至少8％或至少10％。

在一些实施方式中，炭黑颗粒中的氧含量为至多25％，至多20％，至多18％，至多15％或至多13％。

根据本发明的另一方面，在此公开了已固化的组合物，其包括：

A)硅酮基质；以及

B)设置在所述基质中的炭黑颗粒；

所述炭黑颗粒具有至多100nm的平均初级粒径(D50)；

所述炭黑颗粒被如此分散在所述基质中使得所测量到的平均粒径(D50)至多为400nm；

其中，所述炭黑颗粒在所述基质中的浓度按重量计至少为0.01％；所述炭黑颗粒具有以下结构性质的至少一种：

I)挥发物含量按炭黑颗粒的重量计至少为5％；

II)氧含量至少为4％。

根据本发明的另一方面，在此公开了一种已固化的组合物的制备方法，所述方法包括：

a)在第一部分的硅酮表面活性剂的存在下，对初始的炭黑颗粒进行尺寸减小，以获得含有尺寸减小的炭黑颗粒的初始分散混合物；

b)任选地将尺寸减小的炭黑颗粒与第二部分的硅酮表面活性剂混合以产生中间分散混合物；

c)将所述初始分散混合物或所述中间分散混合物与可固化硅酮弹性体混合以产生最终分散混合物，尺寸减小的炭黑颗粒在第二分散混合物中保持至多400nm的测量平均粒径(D50)；

d)对所述最终分散混合物进行固化；

e)任选地，在d)之前将所述最终分散混合物涂敷在表面上以形成所需(预定)厚度的层，或涂敷在模具中以形成基本具有与模具一致形状的物体。

在一些实施方式中，所述固化是加成固化。

在一些实施方式中，所述固化是缩合固化。

在一些实施方式中，所述初始炭黑颗粒具有以下结构特性的至少一种，优选为至少两种，或全部三种：

A)挥发物含量至少为炭黑颗粒重量的5％；

B)所述炭黑颗粒的pH在2.5至4.5的范围内；

C)氧含量至少为4％。

在一些实施方式中，可固化组合物进一步包括适配成催化加成固化反应的铂催化剂，通过所述可反应性固化硅酮弹性体形成包含炭黑颗粒的聚合物基质。

在一些实施方式中，可固化组合物进一步包括适配成催化缩合固化反应的锡催化剂，通过所述可反应性固化硅酮弹性体形成包含炭黑颗粒的聚合物基质。

在一些实施方式中，所述炭黑颗粒适配成并将硅酮表面活性剂选择成在至少2个月，至少3个月，至少4个月，至少6个月或至少12个月的过程中将平均测量粒径(D50)的浓度保持在10％以内。

在一些实施方式中，所述在至少2个月，至少3个月，至少4个月，至少6个月或至少12个月的过程中保持炭黑颗粒的平均测量粒径(D50)的浓度在8％以内，6％以内，4％以内或2％以内。

在一些实施方案中，该方法还包括使分散体老化至少6个月，至少9个月，至少12个月，至少18个月或至少24个月，同时保持平均测量粒径(D50)的浓度在10％以内，8％以内，6％以内，4％以内，或2％以内。

上述包含炭黑的组合物以及制备所述组合物的方法在各种工业领域中具有广泛的应用(例如，可以应用CB的机械性能、导热性能、导电性能以及该材料的任何已知特性)。在一些实施方式中，包含炭黑的组合物以及制备所述组合物的方法可以用于制备无论是数字还是传统打印工业中的转印构件。在一些特定的实施方式中，包含炭黑的组合物以及制备所述组合物的方法可以用于制备根据本教导的打印方法和设备的转印构件的辐照吸收层或成像表面。

附图说明

这里参考附图描述了成像装置的一些实施方式。以下的描述与附图一起，通过非限制性示例，使相关领域的普通技术人员明白如何实施本公开的教导。附图仅以说明性讨论为目的，在基于对本公开的基本理解上，并不尝试披露比本公开的基本和能够理解所必需的实施方式更详细的结构细节。为了清楚和简单起见，附图描绘的一些对象可能不按比例显示。

附图中:

图1示例性地描绘了打印系统的第一实施方式，

图2示例性地描绘了打印系统的第二实施方式，

图3示例性地示出了根据本发明一个实施方式的成像装置的部分，其包括安装在支承件上的一组VCSEL(垂直腔面发射激光器)芯片；

图4是两个VCSEL芯片的激光发射元件以及它们在相对移动的成像表面上描绘的线的示意图；

图5是展示了两排对齐的VCSEL芯片和GRIN棒的示意图，其中GRIN棒用作为透镜以将发射的激光束聚焦至成像表面；

图6是对激光发射元件的辐照“不透明”的转印构件的示意图，所述转印构件可以用于根据本发明的一些实施方式的如图1和图2所示的打印系统；

图7是对根据本发明一些实施方式的激光发射元件的辐照“透明”的转印构件的示意图；

图8是采用如图7所示的转印构件的数字打印系统的示意图，图8B显示了作为图8A中系统一部分所示的压印线区域的放大详细视图；以及

图9是如图8中举例说明的数字打印系统的替代实施方式的示意图。

具体实施方式

示例性打印系统的总体介绍

图1示出了具有用作为成像表面的外表面12的鼓10。随着鼓在箭头所示的顺时针方向上旋转时，所述鼓经过涂覆站14的下方并在该处获得细颗粒的单层涂层。在退出涂覆站14之后，成像表面12经过成像站16的下方，在该处将能量施加至成像表面12的选定区域以加热并使涂覆在成像表面12的选定区域上的颗粒发黏。在图1实施方式中，通过使成像表面12的选定区域暴露于激光辐照来施加能量。在替代的实施方式中，可以使用例如热转印打印机采用的那种热打印头与鼓10的后侧(也就说与涂覆有颗粒的成像表面相反的一侧)热接触来将热量施加在成像表面。这种热打印头经由转印构件传导热量来施加能量。如进一步在以下说明的，在其它的实施方式中，如果转印构件由对辐照透明的材料制得，辐照能量可以施加在转印构件的后侧。

然后，成像表面12经过具有箭头所示的压印线的压印站18，在该处衬底20被压在鼓10和压印筒22之间。在压印站18施加的压力使得已经通过暴露于成像站16中的激光辐照而发黏的成像表面12上的涂层的选定区域从成像表面12转印至衬底20。对应于被转印到衬底20的选定发黏区域的成像表面12上的区域因此被暴露，所述区域通过颗粒的转印而清空(depleted)。然后成像表面12可以通过返回到涂覆站14完成其循环，在涂覆站14处，新鲜的单层颗粒涂层仅涂敷到暴露区域上，之前所涂敷的颗粒已经在压印站18从该暴露区域转印到衬底20。衬底，如下所述又被称为打印衬底，可以由各种材料制得(例如纸张、硬纸板、塑料、织物等)，一些根据期望的性质可选地具有或不具有涂层的形式，可以以不同的形式(例如作为片状或连续的筒状)供给到压印站。

可选地加热以转印到衬底的热塑性聚合物颗粒形成所谓的膜，或如下文进一步详细表示的聚合物膜。如本文所述，术语“膜”表示在成像表面被暴露的颗粒(或很多颗粒)的每个点可能形成材料的薄层/涂层，至少直到在压印站处被转印至衬底时该薄层/涂层是柔性的。术语“膜”不应理解为在成像站加热的相邻颗粒的斑点将作为连续涂层共同转印。相信在成像表面上(即通过一个或多个充分暴露于激光束的相邻颗粒)形成的薄膜在压印时最多可以保持其厚度或变得甚至更薄。因此，根据本教导的打印设备和方法有利地实现了在衬底上打印已经发黏的颗粒的薄层。在一些实施方式中，已打印的膜可以具有1微米以下、或者不大于800纳米、或者不大于600纳米、或者不大于400纳米、或者不大于200纳米、或者甚至不大于100纳米的厚度。

涂覆站

涂覆站14可以包括多个喷头1401，它们沿着鼓10的轴线彼此对齐并因此在图1仅可见一个。喷头的喷雾1402被限制在钟形外罩1403内，其下缘1404形状与成像表面紧密相符，只在钟形外罩1403和鼓10之间留下窄缝。多个喷头1401连接于同一供应轨1405，该供应轨向喷头1401供应加压流体载体(气体或液体)，在所述载体内部悬浮有待用于涂层成像表面12的细颗粒。如需要，悬浮颗粒可以有规律地或恒定地混合，特别是在它们供应到(多个)喷头之前。颗粒可以以任何合适的流速在涂覆设备中循环，通常不超过50升/分钟，并且例如在0.1至10升/分钟的流速范围内，或在0.3至3升/分钟的范围内。来自多个喷头1401的被限制在壳体1403内部空间所形成的集气室(plenum)1406内的流体和过剩颗粒由排出管1407抽取，该排出管连接于由箭头表示的合适的抽吸源，并且所述流体和过剩颗粒可被回收到喷头1401。尽管本文称为喷头，但涵盖了沿同一供应管或导管的允许涂敷流体悬浮颗粒的任何其他类型的喷嘴或孔口。

作为上述将流体和悬浮颗粒直接喷射到成像表面上的替代方案，涂覆站如图2所示可包括可旋转的涂敷器1420，该涂覆器可以有效将流体和悬浮颗粒擦拭到表面上。涂敷器1420例如可以是圆柱形海绵，或者其可以包括从可旋转轴线径向延伸的多个柔软的条状物。海绵辊或条状物的材料应当是“相对柔软”的，其如此被选择以将颗粒擦拭到成像表面12上而不影响其上形成的涂层的整体性，换句话说不会擦伤颗粒的涂层。涂敷器或其刷毛或条状物的表面，可以合适地包括闭孔泡沫(如闭孔聚乙烯，闭孔PVA或闭孔硅酮)；或相对柔软的开孔泡沫(如聚氨酯泡沫)；或织物，如棉，丝或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)织物。

包括悬浮颗粒的流体可以以图2所示的方式从外部由喷嘴1401用喷雾或喷射流1402供应到涂敷器1420，所述喷嘴可以简单地实施为管壁中的孔，但也可以考虑更精确和/或均匀分布的实施方式。或者，可以从内部施加流体和悬浮颗粒。在这种实施方式中，流体可以由定位在涂敷器中并且例如在轴线1421中或平行于该轴线的供给管或喷头提供，并且所述流体通过涂敷器1420的材料向涂敷器的外表面扩散。

颗粒供给系统是用于供给所需颗粒的管道，并且可以在打印装置或其中的涂覆壳体的内部实现，或者作为外部供应系统来将适当的颗粒输送到涂覆装置。

涂敷器可以用作至少部分地去除不与成像表面直接接触的颗粒，并且可选地至少部分地将涂覆在表面上的颗粒抹平以形成单层。

有利地，在由成像站的激光元件发射的激光加热颗粒的实施方案中，单层颗粒促进辐照的针对性递送。这可以简化成像装置的控制，因为选择性辐照的颗粒存在于单个限定的层上，这可以促进对激光辐照的聚焦以在转印至衬底时形成大致均匀的厚度和/或相对限定轮廓的点。

具有单层的另一个优点是单层可以在颗粒和在其上涂覆有颗粒的成像表面之间提供良好的热耦合。成像表面可以是吸收热量的衬底或由合适的吸收热量的材料制得，因此便于能量从成像表面转移至聚合物颗粒以使其发黏。应当注意的是，由于颗粒的非常小的厚度，绝大部分的激光能量能够穿过它们而不被吸收。不同于直接加热颗粒，激光辐照倾向于加热成像表面从而间接加热颗粒。

随着中间涂敷器1420(例如辊或刷)绕着其轴线旋转，其在与鼓10的成像表面12的接触下涂敷颗粒。涂敷器的外表面不需要具有与成像表面相同的线速度，并且可以例如是其十倍高。涂覆器的外表面可以在与鼓10的相同的方向上或反方向上旋转。涂敷器可以独立地由马达驱动，或通过齿轮、带、摩擦力等而由鼓10驱动。

在一些实施方式中，用作移除不与表面直接接触的任何颗粒的过量抽取系统与涂敷器类似地配置。在这种情况中，从外部或内部供应到涂敷器状、用作过量颗粒的去除体的过量抽取元件的流体本身不具有悬浮在其中的任何颗粒。被认作为清洁装置的过量抽取系统的流体可以与其中悬浮有颗粒、用于涂敷装置的流体相同或不同。例如，可以涂敷悬浮于水或任何其它水性介质中的颗粒，并且可以通过相同的水性介质或通过不同的流体(例如通过空气流)除去其过量的颗粒。

重要的是实现壳体1403和成像表面12之间的有效密封，以防止携带颗粒的流体和细颗粒从保持在壳体1403和鼓10的成像表面12之间的细缝而逃逸出来。在图中示意性地示出了实现这样密封的不同方式。

密封的最简单的方式是刮刀1408。如果在壳体1403的出口侧，即在喷头1401的下游侧采用这样的与成像表面形成物理接触的密封，则可能会刻划涂敷的涂层。为此，如果采用密封件，优选地将其仅定位在喷头1401的上游和/或在壳体1403的轴向端部处。这里使用的术语“上游”和“下游”是指随着成像表面循环经过不同站的成像表面12上的各点。

图1和2也示出了如何防止其中悬浮有颗粒的流体从壳体1403和鼓10之间的密封间隙外泄而构件不与成像表面12接触的方法。在示出的围绕壳体1403整个圆周上延伸的廊道1409由围绕壳体1403整个边缘延伸的一组细管道1410连接，以在廊道1409和密封缝隙之间实现流体联通。

在第一个实施方式中，廊道1409连接至过量抽取系统的抽吸源，该抽吸源可以是与出口1407连接的抽吸源相同也可以不同。在这种情况中，廊道1409用于在流体经过间隙而排出壳体1403之前对其进行抽取。低压还从鼓10中吸出任何不与成像表面12直接接触的颗粒，并且如果喷射的流体是液体，还吸出过量的液体以在涂层离开涂覆站14之前至少部分地干燥涂层。过量液体可替代并且额外地被定位在涂覆装置的出口侧的液体抽取辊(例如具有液体吸收表面)移除。如果存在任何这样的用于干燥颗粒涂层的元件(例如，鼓风机，加热器，液体提取器等)，它们可以在涂覆装置14的内部(即，在壳体1403的集气室1406内)，或者可以替代地定位在涂覆站的下游，只要它们保持在需要涂层基本上干燥的站的上游即可。如具有干燥元件，则其有利地与颗粒涂层相容并且例如不会对颗粒和/或由其形成的层的完整性产生负面影响。

在替代实施方式中，廊道1409连接到气体源，所述气体源的压力高于集气室1406中的压力。取决于通过喷头1401或其他颗粒供应方法向集气室供给流体的速率以及通过出口1407提取流体的速率，集气室1406可以在环境大气压力之上或之下。

如果集气室保持在低于大气压的压力下，则廊道1409处于环境大气压力即足够，或者甚至不需要存在廊道。在这种情况中，由于在密封间隙中的压力将超过集气室1406中的压力，流过间隙的气流将流向壳体内部而不存在流体外泄的风险。

如果集气室在环境大气压力之上，则廊道1409可以连接至比集气室的气压更高的气体供应处，所述气体优选为空气。在这种情况中，空气将在压力下被迫穿过通道1410而进入密封缝隙并分离成两股气流。一股气流将流向集气室1406并将防止内部悬浮有颗粒的流体外泄。该股气流将驱逐和/或带走不与成像表面直接接触的颗粒，如果载体流是液体，则有助于至少部分地干燥涂层。第二股气流将从涂覆站逸出而不造成问题，因为其仅为无颗粒悬浮的干净空气。第二股气流还可以在成像表面12离开涂覆站14之前有助于进一步干燥成像表面12上的颗粒涂层。如需要，可以加热气流以有利于这样的干燥。

在可替代的实施方式中，上述廊道1409不围绕壳体的整个圆周延伸，以便在所有侧面上密封集气室腔体。它可以是“部分”廊道或一个或多个气刀(具有负流动或正流动)的组合，其位于(多个)喷头和/或中间涂敷器的下游或上游并平行于鼓的轴线和/或喷头和/或涂敷器在垂直于鼓的轴线的方向上的侧边缘。在一些实施方式中，在出口侧的“部分”廊道可以用作为鼓风机(例如冷或热空气)以额外或可替代地促进颗粒的干燥，在这种情况下可以将通道1410的尺寸设计成提供足够的流动速率。

在一个实施方式中，并且与载有被涂敷到成像表面12的悬浮颗粒的流体的类型无关，如图1和2所示，在涂覆设备14的出口侧并且通常在外部下游位置，包括加热器1424，该加热器1424允许颗粒层和成像表面的温度在其到达成像站16之前升高。颗粒和成像表面的温度可以由加热器从环境温度加热至30℃以上，或40℃，或者甚至50℃，以减小需要使颗粒发黏所需的诸如激光能量的其它能量的量。然而，由加热器1424提供的加热本身不应当使得颗粒发黏并且不应当使得颗粒的温度超过80℃或甚至不应当超过70℃。用温度升高的流体载体进一步有助于对颗粒和成像表面如此加热。

在一些实施方式中，如图1和2所示，在涂覆设备14的入口侧，并且典型地在涂覆设备14的外部的上游处，包括有冷却器1422，所述冷却器1422允许在将颗粒层的之前暴露的区域重新填充之前对成像表面12的温度进行降低。相信成像表面在温度低于40°C，或低于30℃或甚至是低于20℃但通常0℃以上甚至是10℃以上的温度下时，可以降低与暴露区域相邻的颗粒的温度，使得在成像表面被重新填充之时，被如此冷却的颗粒可以不具有或具有降低的“残余黏度”，即不足以用于后续步骤(例如，转印到打印衬底)的部分软化。被冷却的涂层以与新沉积在成像表面的暴露区域上的颗粒相同的方式起作用。通过这种方法，只有在本文所公开的成像装置的芯片的任何激光元件选择性地直接和/或间接地针对的颗粒才会变得足够黏，以便转印到打印衬底上。在本文中，不直接针对颗粒指的是激光束发射元件或热能的任何其它来源，可以针对在被针对的颗粒之下的辐照吸收层或成像表面。通过采用降低温度的流体载体可以进一步有助于对颗粒和成像表面进行如此冷却。

可以在涂覆设备14的入口侧设置冷却器1422并且在出口处设置加热器1424，冷却器和加热器均如上所述地运行。此外，鼓10可以受鼓内部合适的冷却器/加热器的温度控制，如果存在这样的温度控制布置，则以使成像表面的外表面或其一部分维持在任意期望温度的方式来运行这种温度控制布置。

涂覆颗粒

涂覆颗粒的形状和组成在实际中将取决于待涂敷的衬底20的表面的效应性质。在打印系统中，颗粒可以便利地由被着色的热塑性聚合物形成，因此也称为聚合物颗粒。能够响应于激光束发射元件的辐照波长而被加热并变软的聚合物和/或与之有关的色素是合适的。这不应当构成为限制，因为替代地(并且额外地)，颗粒可以通过激光元件对成像表面的加热来导致发黏。

对于高质量的打印，期望颗粒尽可能地细以最小化被涂敷的单层涂层的颗粒间的空隙。颗粒尺寸(粒径)取决于所需的图像分辨率，对于一些应用，10微米(μm)或甚至更大尺寸的颗粒就已足够。然而，为了改进成像的质量，粒径优选几个微米，更优选小于约1微米。在一些实施方式中，适宜的颗粒可以具有的平均直径在100纳米到4微米之间、或300纳米到1微米之间，尤其是在500纳米到1.5微米之间。考虑到这种颗粒的生产方式，它们可以是基本上球形的，但这不是必须的，它们还可能是薄片状的。

因此，颗粒的选择和理想尺寸的确定将取决于颗粒的预期用途，所需的效果(例如在打印的情况下为视觉效果)以及相关涂覆和成像站的运行条件。参数的优化可以由本领域技术人员通过通常的实验而凭经验进行。

取决于它们的形貌，颗粒(例如在本文中讨论的用作形成图像的热塑性颗粒，用于制造转印构件的增强颗粒或任何其他填料，诸如CB的辐照吸收颗粒，以及如本公开的其他部分中详述的任何类似的颗粒)可以以它们的长度、宽度、厚度、直径或任何这种表示它们X、Y和Z维度的度量来表征。通常这种尺寸可以规定为颗粒集群的平均数并可以由任何诸如显微镜和动态光散射(Dynamic Light Scattering，DLS)本领域公知的技术来确定。在DLS技术中，颗粒近似于等效行为的球体，并且可以根据流体动力学直径提供尺寸。DLS也允许评估集群的尺寸分布。如在本文中采用的，具有例如10μm以下的尺寸的颗粒至少在一个维度上的尺寸比10μm更小，并且取决于形状还可以在两个或甚至在三个维度上的尺寸比10μm更小。

尽管不是必要的，颗粒可以优选地是均匀的形状和/或相对于集群的中位数在对称的分布内和/或在相对窄的尺寸分布内。

颗粒尺寸分布(PSD)相对窄指的是以下两种条件的至少一种得到满足：

A)颗粒的90％的流体动力学直径和颗粒的10％的流体动力学直径之间的差在150纳米以下，或在100纳米以下，或在50纳米以下，这可以用数学方式表示为：(D90–D10)≤150纳米等；和/或

B)参数(a)和(b)之间的比例不大于2.0，或不大于1.5或不大于1.0，其中(a)是90％颗粒的流体动力学直径和10％颗粒的流体动力学直径之间的差，(b)是50％颗粒的流体动力学直径，该比例可以用数学方式表示为：(D90–D10)/D50≤2.0等。

D10,D50和D90可以由集群中颗粒的数量来评估，在这种情况下它们由D_N10,D_N50和D_N90来提供；或由颗粒的体积来评估，在这种情况下，它们由D_V10,D_V50和D_V90来提供。当待研究的样本是合适的流体时，上述测量可以通过DLS技术得到。然而，当所研究的颗粒处于黏性介质或已固化基质中时，这种测量则通常通过显微镜进行。如在本文中所用的，取决于最适合于正被考虑的颗粒及其介质的测量方法，D50，又被称为“测量的平均颗粒尺寸”，可以指的是D_V50(由DLS等技术测量)，或指的是在适于在颗粒的规模中分析的显微镜视场中发现的50％颗粒的体积平均尺寸。当适用时，D50测量可涉及初级粒径或二级粒径。

如所述的，这样的相对均匀的分布在某些应用中可能不是必须的。例如，具有相对不均匀尺寸的集群的涂覆颗粒可以允许相对小的颗粒位于相对大的颗粒形成的间隙中。

颗粒可以由纵横比来表征，纵横比即与颗粒的形状相关的颗粒的最小尺寸(dimension)和正交于该最小尺寸的最大平面中的最长维度或等效直径之间的无量纲比。等效直径(Deq)由最大正交平面的最长和最短尺寸之间的算术平均数定义。具有几乎为球形的颗粒由大致为1:1的纵横比表征，而棒状颗粒则具有更高的纵横比，片状颗粒甚至可以具有至少1:100的纵横比。

这样特征的尺寸通常由该颗粒的供应商提供，并可以通过本领域公知的方法在许多代表性颗粒上进行评估，如通过显微镜，尤其通过光学显微镜观察估计尺寸为几微米或低至约200纳米的颗粒，通过扫描电子显微镜SEM(SEM特别适合于平面尺寸)观察尺寸小于200纳米的较小颗粒和/或通过聚焦离子光束FIB(优选用于纳米颗粒的厚度和长度(长)尺寸)。应当理解，虽然选择代表性颗粒或一组能够(以直径、最长尺寸、厚度、纵横比或者类似的颗粒表征度量)准确表征集群的代表性颗粒，但可能需要更统计学的方法。当采用显微镜来表征颗粒尺寸时，完整地分析图像捕获仪器(例如，光学显微镜，SEM，FIB-SEM等)的视场。通常地，将放大率调整为在单个视场中具有至少5个颗粒、至少10个颗粒、至少20个颗粒或至少50个颗粒。自然，如微观分析领域的技术人员所评估的，所述视场应该是代表性的视场。通过体积平均获得表征这种视场中的这样一组颗粒的平均值。在这种情况下，D_V50＝Σ[(Deq(m))³/m]^1/3,其中m表示视场中颗粒的数量，而求和是在所有的m个颗粒上进行的。如所述，当这些方法是根据要研究的颗粒的尺度或者考虑到它们的介质来选择的技术时，这种测量可以称为D50。

取决于它们的组分和/或它们进行的工艺(例如研磨、循环、抛光等)，涂覆颗粒可以具有疏水性和(如果有的话)不同程度的亲水性。由于颗粒的疏水性和亲水性之间的平衡可能随时间而变化，如果颗粒的疏水性质占优势，则预期该工艺保持有效。在本公开中，这样的颗粒被称为疏水的或基本疏水的。可以想象的是，当颗粒被喷到成像表面或至(多个)中间涂敷器上时，颗粒由气体或液体流体承载。当颗粒悬浮于液体中时，为了降低成本并将环境污染最小化，期望液体是水性的。在这种情况下，期望用于形成颗粒的聚合物是疏水性的，使得喷在涂层上的气流将既用于驱逐和/带走不与成像表面直接接触的颗粒又用于至少部分地干燥成像表面上的涂层。

可以向衬底20施加类似于箔块的效果，其中转印到衬底上的打印图像具有类似金属的反射率。这可以通过使用金属或金属状(例如由具有金属外观的聚合物或陶瓷材料制得)并涂覆有透明热塑性聚合物的颗粒来实现。由于金属颗粒生产的方式(通常是研磨)，金属颗粒往往是扁平片状，这(虽然不是必须的)能够实现近似镜面质量的高反光涂层。这样的颗粒使得它们本身需要抛光或磨光，这需要在颗粒位于成像表面12时通过在喷涂过程中使用高压或通过抛光辊而实现。虽然不在附图中示出，抛光辊可以定位在喷头或其它颗粒涂敷器的下游。当在相对低的压力下运行涂覆设备的喷头时和/或当包括中间涂敷器时，抛光是特别有利的。抛光器可以定位在如上所述的同一壳体中或在分开的壳体中。当需要时，单层颗粒的抛光在涂层达到成像站之前，即当颗粒仍然在成像表面上时进行，但这不是必须的，因为在一些打印系统中在颗粒被转印到衬底之后再进行抛光是有利的。抛光可以用干辊或用(例如，用诸如水的颗粒载体浸渍和/或洗涤的)湿辊进行。在采用中间涂敷器的情况下，所述中间涂敷器在对成像表面涂敷颗粒之外，还至少部分地对颗粒进行抛光。

任选的抛光辊的外表面可能以不同于鼓的成像表面和/或中间涂敷器(如具有)的外表面的线速度旋转。其可以以相同于或相反于鼓的方向旋转。

颗粒载体

颗粒载体,也就是涂覆颗粒悬浮在其中的流体，可以是液体或气体。如果是液体，载体优选是水基的，而如果是气体，载体优选是空气。为了经济的利益，从壳体的集气室内部提取(例如吸入)的过剩颗粒可以循环到供给和/或涂敷器装置中。

成像表面

在一些实施方式中，成像表面12是疏水性表面，通常由定制成具有本文描述的特性的弹性体形成，一般由基于硅酮的材料制得。基于硅酮的基质和其层可以具有适合于与拟用颗粒结合的任何厚度和/或任何硬度。合适的硬度是可以在颗粒在涂覆站14涂敷到成像表面12时为颗粒提供牢固的结合，这样的结合比颗粒之间的黏附趋势更强。可以相信的是对于相对薄的成像表面(如100微米或更小)，基于硅酮的材料可以具有中低硬度；而对于相对厚的成像表面(如高达约1毫米)，基于硅酮的材料可以具有相对高的硬度。在一些实施方式中，大约60肖氏A和大约80肖氏A之间的相对高的硬度适合于成像表面。在其他实施方式中，少于60、50、40、30、20或甚至10肖氏A的中低硬度是符合要求的。在特定的实施方式中，成像表面具有大约30-40的肖氏A的硬度，相信对于球形颗粒来说优选较低的硬度。该硬度至少为5肖氏A。

疏水性使得通过将颗粒暴露于辐照而发黏的膜能够干净地转印到衬底而不会分裂。当在液体/空气/固体界面的弯液面形成也被称为润湿角或接触角的角超过90°时，表面被认为是疏水的，参考液体通常为蒸馏水。在这种常规用测角仪或液滴形分析器所测量的并且可在与涂层过程操作条件相关的给定温度和压力下评估的条件下，水往往是珠状并且不润湿，从而不黏附该表面。

有利地，适合于随本文所公开的打印系统使用的成像表面可以足够柔软而安装在鼓上，适当可延展或如果要安装成带时则不可延展，具有足够的耐磨性和/或弹性，不与采用的颗粒和/或流体发生反应，和/或对任何相关操作条件(例如辐照、压力、热、张力等)具有抵抗力。

尤其是，形成成像表面外涂层(即下文的释放层)的组合物能够吸收激光发射元件的波长的辐照能量。例如，如果辐照在近红外(NIR)范围内的约800-2,000nm范围内的任何部分发射，则释放层优选地至少吸收NIR光谱的这一部分。在这种情况下，成像表面最外层的加热能够有助于位于其上的颗粒的软化，足够的加热使得颗粒合适地发黏从而在压印期间转印至打印衬底。如前所述，在一些实施方式中，可以通过使用包含有针对成像装置的激光元件的波长而调节的聚合物和/或色素的颗粒而使得所述颗粒在激光的暴露下被直接加热和变软以及通过选择合适的成像表面来实现所需的黏度。

有利地，当通过合适选择成像表面来促进、增强或实现所需黏度时，所述表面的外涂层的材料如此形成，即所述材料可以吸收相对宽范围的激光波长，与不同种类的具有不同激光吸收(甚至微小的)子范围的颗粒相容。具有宽吸收范围并且在NIR区域是强吸收剂的炭黑(CB)可以用于为成像表面的吸收层提供期望的相应性质。将炭黑合并入基于硅酮的层可以有助于成像表面的热导率并能够根据需要进行调节。包含CB颗粒的基于硅酮的弹性体及其制备方法在以下部分中详述。

在附图中，成像表面12是鼓10的外表面，所述成像表面可以直接地铸塑在所述鼓上或作为分开制造的套筒而安装在所述鼓上。然而，这不是必需的，因为它可以替代地是环状转印构件的表面，该环状转印构件具有在引导辊上引导的带的形式，并且至少在穿过涂覆站时保持在适当的张力下。另外的架构可以允许成像表面12和涂覆站14彼此相对运动。例如，成像表面可形成可反复通过静态涂覆站下方的活动平面，或形成静态平面，涂覆站反复从平面的一个边缘移动到另一个边缘，从而在成像表面完全覆盖有颗粒。可以想象，成像表面和涂覆站均可以相对彼此或相对空间中的一静态点移动以节省涂覆站分配颗粒而实现对整个成像表面涂覆所需的时间。所有这些形式的成像表面相对于涂覆站来说是可移动的(如旋转地、周期地、循环地、重复地移动等)，其中任何这样的成像表面可以用颗粒涂覆(或者在暴露区域用颗粒重新补充)。

无论是制成围绕鼓的套筒或围绕引导辊的带的转印构件除成像表面外还可以在与释放层相反的一侧上包括主体。转印构件的主体可以包括不同的层，每个层给整个转印构件提供一个或更多的例如从机械阻力、热导率、压缩率(如用于改进成像表面和压印筒之间的“宏观”接触)、适形性(conformability)(如用于改进成像表面和打印衬底之间在压印筒上的“微观”接触)中所选择的所需性质以及打印转印构件的领域技术人员容易理解的任何这种特性。

成像表面可以具有比其可以提供给被辐照发黏的热塑性颗粒以进行转印的释放能力和促进使选择性地经受辐照的颗粒发黏的过程的辐照相关功能(例如，辐照吸收性质)更多的能力。例如，成像表面可以由提供足够顺应性的材料制成，将“适形层(conformablelayer或conformational layer)”整合到其“释放层”和“辐照吸收层”的功能中。相反，后两种功能可以由两个不同的层提供，即由释放层(将与颗粒接触)和下面的辐照吸收层提供。因此，成像表面可以是包含至少释放和辐照衍生功能的单个/唯一层，任选地在压印期间进行适形性地补充。或者，成像层可以由选自包括释放层，辐照吸收层和适形层的组中的至少两个不同的层形成。在这种情况下，成像表面由上述三种类型的层(由它们的主要功能命名)组成，然后可能优选使它们以这样的顺序布置，即使得释放层可以接触颗粒，接下来将是辐照吸收层(减少与成像表面外侧上的颗粒的距离)并且最后将是通常可附接或附接到支承件的适形层。如上所述的支承件可以是刚性的(例如，鼓或任何类似的机械部件的表面)或柔性的(例如，带的主体)。

此外，转印构件相对于受到的能量源的波长可以是基本上透明或不透明的。由于具有相对宽的发射范围的激光束可能是优选的，所以有利地是在相似的范围内转印构件是“透明的”或“不透明的”。例如，假设激光器发射的波长在800nm至2,000nm的范围或其一部分内，该辐照源位于转印构件的与成像表面相反的“后侧”，“透明”构件将允许这种光束从后侧穿过构件厚度的足够传输，或者构件“透明”到至少使得至少在该范围的相同部分上的这种光束到达转印构件的辐照吸收层。相反地，“不透明”构件将在一定程度上阻挡或减小这样光束的传播，使得辐照吸收层不再使颗粒软化到足够发黏以便转印的程度。应当注意的是，从其后侧受到辐照时不透明的转印构件可以在从成像侧(也称为前侧)受到辐照时是透明的。转印构件的各层之间的不同折射指数可以确定这种构件的转印特征。在下面更详细地讨论在从后侧辐照的背景下考虑透明和不透明转印构件的特征，它们各自的透明度或不透明度。

不透明的转印构件

不透明的转印构件600在图6中通过其层的横截面示意性地示出。为方便起见，示出了为清楚起见并未被按比例绘制的辐照源640和单个颗粒650以表明转印构件600如何可用于根据本发明的一些实施方式的打印系统。在附图中，最上层602表示能够暂时保持颗粒直到颗粒被选择性软化以释放的释放层，604表示能够收集辐照以软化颗粒的层(即辐照吸收层)，606表示能够有利于释放层和其上颗粒与在压印站的转印期间打印衬底表面的形貌之间接触的适形层，608表示能够有利于转印构件和打印衬底之间的接触的可压缩层，以及610表示用于上述所有层的支承层，所述各层一同形成所需的不透明的转印构件600。

如所解释的，尽管在图6中成像表面12以不同的层示出，但是成像表面12可以由整合了层602和604的功能或层602、604和606的功能的单个成像层620形成，而剩下各层形成不透明转印构件600的主体630。通常，成像层620和/或其构成各层的硬度(如果分开的话)相对较低。在一些实施方式中，层602,604,606和620中的每一个可具有50肖氏A或更低，40肖氏A或更低，30肖氏A或更低和20肖氏A或更低的硬度；以及至少5肖氏A的硬度。

在一些实施方式中，释放层602可具有3μm或更小，2μm或更小的厚度，或具有0.5μm和1.5μm之间的厚度。

释放层602可以由能够对天然的(非黏性)颗粒提供足够黏附力的任何材料制成，并且能够充足释放被辐照软化以选择性转印的颗粒。高释放弹性体提供各种合适的候选物，包括但不限于液体硅酮树脂(LSR)，室温硫化(RTV)硅酮，聚二烷基硅氧烷(PDAS)，包括例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)硅酮，如果需要，其可以是通过所需的反应性基团(例如，如硅酮领域中已知的氨基，乙烯基，硅烷或硅醇基，烷氧基，酰氨基，丙烯酸酯基等，及它们的组合)进一步官能化以产生官能化的硅酮。如本文所用，除明确或明显相反外，术语“硅酮”广泛用于包括这种官能化的硅酮。尽管通常包括在术语“硅酮”中，但这种官能化的硅酮也可称为“硅基”聚合物。一些功能可以是可交联的部分，而其它可以为弹性体提供不同的所需的性质。另外，弹性体的功能是非反应性的并且可以基于诸如氟的原子。这些弹性体可分为可加成固化的硅酮和可缩合固化的硅酮，一些化学族可通过这两种方法固化。有利地，在一些实施方式中，释放层可额外地减少或防止寄生转印。不透明转印构件600的释放层602优选地在由此形成的转印构件的整个辐照范围内不含或基本上不含可能干扰辐照吸收层604的CB颗粒的活性的填料。类似的“消极”表现对于透明转印构件700的释放层702同样是期望的。在一些实施方式中，释放层还可以受益于非散射特性。

可加成固化的硅酮(ACS)的非限制性实例包括LSR和可加成固化的RTV，PDAS和PDMS硅酮，无论是否进一步官能化。ACS弹性体在交联剂和任何此类促进聚合物的桥接的试剂(例如铂催化剂)存在下交联形成基质，任何和所有这些试剂在本文中称为“加成固化”试剂。在一个实施方式中，ACS是乙烯基官能化的硅酮，其可以在适合于所述材料的任何固化条件下，在至少一种加成固化剂的存在下固化。

可缩合固化的硅酮(CCS)的非限制性实例包括可缩合固化的RTV，PDAS和PDMS硅酮，无论是否被进一步官能化。CCS弹性体可以在不存在另外的交联剂的情况下交联以形成基质，这种效果由硅酮主链上的合适的部分或官能团提供。在一些实施方式中，缩合固化可进一步需要催化剂(例如锡催化剂)和促进聚合物的合适部分缩合的任何此类试剂，任何和所有此类试剂在本文中称为“缩合固化”试剂。在一个实施方式中，CCS是硅烷醇官能化的硅酮，在特定的实施方式中是硅烷醇封端的硅酮。在适合于所述材料的任何固化条件下，硅烷醇官能化的CCS可在至少一种缩合固化剂存在下固化。在一个实施方式中，CCS是反应性氨基硅酮。分别适用于ACS和CCS弹性体固化的另外加成固化剂和缩合固化剂是已知的，在此不需要进一步详述。同样，这些材料的固化条件是本领域技术人员已知的，并且如果需要，可以通过常规实验容易地针对任何特定用途进行优化。

催化剂的存在可以通过已知的分析方法来检测，例如通过电感耦合等离子体光谱法(ICP)对锡(用于CCS)或铂(用于ACS)进行痕量分析。

在一些实施方式中，辐照吸收层604可具有25μm或更小的厚度，或者在2μm和20μm之间或在2μm和10μm之间的厚度。

辐照吸收层604可以由能够吸收由成像装置的激光元件发射的辐照的任何粉末或弹性材料制成，产生足够的热量和/或持续足够的时间，以便令人满意地将热量传递到成像表面以及在其上的颗粒。优选地，形成这种层以及更一般地形成所述转印构件的材料，允许由成像装置施加能量产生的热量足够快地消散，以使热塑性颗粒的加热成为时间特定的和/或斑点特定的(例如，能够形成期望的像素)。在相关范围内具有高吸收能力(例如，>0.1的每微米吸光度(Abs/μm))的弹性体，例如黑色硅酮橡胶，从制造的观点来看被认为是有利的。可以使用与所述释放层相同的硅酮树脂(例如，ACS或CCS硅酮，无论是否官能化)，这些硅酮现在重新补充有诸如炭黑和类似化合物的IR吸收材料。在一个实施方式中，辐照吸收层可以由载有炭黑、碳纳米管、碳化硅，氧化铁，激光染料等的PDMS构成。

在一些实施方式中，适形层606可以具有在100μm至150μm之间，或120μm至150μm之间，或在130μm至140μm之间的厚度。

适形层606可以由任何合适的弹性体构成，所述弹性体例如包括上述的LSR,RTV,PDAS以及PDMS硅酮，无论是否被官能化。

在成像表面12由分开的释放层602、辐照吸收层604和适形层606形成的实施方式中，每个层优选地由与相邻层的弹性体组合物相容的弹性体和组合物构成。当构成第一层的材料不妨碍或以其他方式影响相邻第二层的形成或功能时，各层的组合物被认为是相容的。例如，通过加成固化或通过缩合固化制备的层更可能与以同样的固化方法制备的层相容。如果转印构件包括通过加成固化制备的层和通过缩合固化制备的相邻层，则这些层将被阻挡层分开，从而防止彼此之间相互的负面影响。

如果构成第一层的材料可以与构成第二层的材料积极地相互作用，例如，如果两个相邻层的组合物可以促进它们的界面处的有利于它们彼此的连接的一些交联，则各层的组合物可以进一步相容。然而，后一种方面的相容不是必须的，因为不同层可以通过合适的粘合剂或底漆组合物来彼此连接在一起。对于透明的转印构件，能够粘合相邻各层的粘合剂组合物优选是透明的。在一些实施方式中，形成成像表面的不同的层由相同化学族的硅酮构成，即使采用了相同族中不同的化合物。例如，许多层可以包含可交联的PDAS或PDMS硅酮，然而所述硅酮在可交联的官能化、可交联官能团或分子单元的数量、分子量、硬度和通常表征这种聚合物的任何这样的参数方面具有变化。

在成像表面12为将602和604组合成单个/唯一成像层620的形式的实施方式中，在一些实施方式中，这样的成像层620可具有5μm至25μm之间、5μm至20μm之间或5μm至10μm之间的厚度。在成像表面12为将602，604，606组合成单个/唯一成像层620的形式的实施方式中，在一些实施方式中，这样的成像层620可具有100μm至150μm之间、120μm至150μm之间或130μm至150μm之间的厚度。这样的层将以相似的量或比例掺入如本文对于本发明的一些实施方式所述的适合于其“组成”的层的材料。

回到不透明转印构件的主体，在一些实施方式中，可压缩层608可以具有300μm至400μm之间、或300μm至350μm之间或300μm至320μm之间的厚度。该层为不透明转印构件600典型地提供了至少50μm，至少100μm，至少150μm，或至少200μm的可压缩性。在一些实施方式中，该转印构件的整体厚度上的可压缩性不必超过250μm。

可压缩层608可以由任何合适的诸如提供海绵状或泡沫状的结构的可压缩弹性体构成。

可压缩层为转印构件提供了至少一部分的所需的可压缩性，该可压缩性改善发黏颗粒到衬底上的转印。如上所述，可压缩层可以通过使得成像表面适于衬底固有的形貌变化来改善成像表面和衬底之间的接触。在一些实施方式中，在压力为2巴的负载下，可压缩层的可压缩性至少为10％。

可压缩层由任何合适的可压缩材料或可压缩的材料的组合构成，所述材料具有适合于转印构件运行的机械和任选的热学性能。在一些实施方式中，可压缩层包括选自由以下构成的组的材料(甚至是由所述材料构成)：室温硫化RTV和RTV2，液体硅橡胶LSR，甲基乙烯基硅酮(VMQ)，苯基硅橡胶(PMQ，PVMQ)，氟硅橡胶(FMQ，FMVQ)，烷基丙烯酸酯共聚物(ACM)，乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶,腈类橡胶，含微孔的氢化丁腈橡胶，S固化和/或过氧化物固化的橡胶，开孔橡胶，饱和开孔橡胶，闭孔橡胶及其组合。在一些实施方式中，所述橡胶是具有40-60％(按体积)小微孔的腈类橡胶。在一些实施方式中，所述腈类橡胶是含微孔的氢化丁腈橡胶(HNBR)。

而在一些实施方式中，上述层602,604,606,620和608被安装或铸塑在刚性支承件(例如鼓)上，在可替代实施方式中，这样的支承件可以是柔性的。在这样的情况下，如图6所示，支承层610可以具有在250μm至350μm之间，或250μm至300μm之间，或在250μm至270μm之间的厚度。

在可替代实施方式中，不透明的转印构件可以没有可压缩层。在这种情况下，在压印线处所需的可压缩性可由在转印构件外部的元件提供。例如，缺少可压缩层的转印构件可以与具有作为外部可压缩表面的这种层的压印筒或任何其它压辊配合使用。

成像表面的例子

根据上述原理制备的成像表面是由弹性体制成的疏水表面，所述弹性体包含通过加成固化交联的硅酮聚合物。当组合时，除了释放和适形特性，辐照吸收能力之外，形成该外表面的弹性体组合物包括吸收材料或吸收填料，所述吸收材料或吸收填料能够吸收辐照(例如，来自激光束的辐照)并将由此产生的热量以足够效率传递给成像表面从而软化位于其上的热塑性颗粒到使之变得足够黏的程度，以选择性地将其转印到打印衬底上。用于包括这种辐照吸收层的成像表面的示例性流体组合物通过将炭黑(CB)分散在相容的硅基聚合物中来配制，如下文详述那样。

如弹性体配方领域的技术人员所理解的，对于任何特定组合物或配方来说，一组材料“相容”意味着任何此类相容化合物的存在不会对任何其他化合物在任何制备步骤中的功效或不会对最终的组合物产生负面影响。相容性可以是化学上的,或可以是物理上的,或可以两者都是。例如，适于将炭黑分散至可固化硅酮流体的表面活性剂应当均与炭黑材料和待固化的硅酮聚合物相容(也与任何需要完善这样固化的其它试剂相容，这些统称为“硅酮介质”)。虽然在下面提供的描述中公开了几种分散方法，但这些不意在限制。合适的设备可包括超声分散器，砂磨机，阿特里托(Attritor)介质研磨机，珠磨机(pearl mill)，超级研磨机，球磨机，叶轮研磨机(impeller)，分配器，卧式搅拌器KD研磨机，胶体磨，打拿研磨机(dynatron)，三辊磨和压捏机，仅举几例。

炭黑

据信，除了其他功能之外，各种CB材料可以适合作为根据本教导的成像表面的吸收材料。通过选择或调节碳原子表面上的氧原子含量至5至20原子百分比的范围内，和/或通过选择或调节炭黑中挥发性组分的含量以从粉末重量的约10％-25％构成，CB的分散性和/或分散的稳定性可以得到明显改善。稳定分散的CB可以有利于成像表面或吸收层的制备，以便在其整个表面上获得基本均匀的吸收能力，即使实际上是在最外侧表面的下面发生吸收并且标称吸收率会沿着转印构件的深度/厚度而变化。为了实现高质量的打印，转印构件的均匀性能(例如，吸收辐照，吸收热能，传递热量等)是期望的。

表面氧的术语“原子％”涉及存在于炭黑颗粒的表面上(包括在颗粒内部的任何可检测的深度处)的氧原子数(O)和碳原子数(C)的比率，表示为下式：(O/C)×100％。通常这些值由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立确定，例如X射线光电子能谱(XPS)，傅氏转换红外线光谱分析(FTIR)，有机元素分析或用于化学分析的电子光谱化学分析(ESCA)。

可以氧化处理CB材料以增加其表面上的氧原子％。合适的氧化剂的实例，无论是气态还是液态，包括臭氧，过氧化氢，硝酸和次氯酸。例如，炭黑可以在环境温度下用臭氧或含臭氧的气体氧化。还有湿法氧化的方法，其中炭黑暴露于次卤酸盐，所述次卤酸盐包括例如次氯酸钠和次氯酸钾。

举例来说，典型的制备包括将炭黑粉末与次卤酸或次卤盐，优选在含水介质中混合，并在室温至约90℃的温度(50℃或更高的温度是有利的)下，搅拌该混合物1-24小时。然后将粉末与浆料分离，洗涤以除去未反应的氧化剂并使其干燥。可以通过调节氧化剂的浓度，炭黑颗粒与氧化剂的比例，氧化温度，氧化时间，搅拌速度等来控制氧化度。从分散适应性的观点来看，CB表面上的氧含量(无论是否经过氧化处理)优选为5原子％或更多，7.5原子％或更多，或10原子％或更多。

具有小于5原子％的氧含量、可以因此受益于氧化处理以使其适合的炭黑的实例包括通过已知方法制造的炭黑，例如通过接触法，炉法或加热法制造的炭黑。

这种低表面氧的CB的特定例子包括Raven 5750,Raven5250,Raven 2000,Raven1500,Raven 1250,Raven 1200,Raven 1190ULTRAII,Raven 1170,Raven 1255,Raven1080,Raven 1060,and Raven 700(所有都由Columbian Chemicals Company公司制造),Regal 400R,Regal 330R,Regal 660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,andMonarch 1400(所有都由卡伯特公司制造),Color Black FW1(pH 3.5,BET比表面积320m²/g),Color Black 18,Color Black S150,Color Black S160,Color Black S170,Printex35,Printex U,Printex V,Printex 140U,Printex 140V,

180-IQ,

170-IQ(所有都由埃沃尼克德古萨公司制造),No.25,No.33,No.40,No.45,No.47,No.52,No.900,No.2200B,No.2300,No.990,No.980,No.970,No.960,No.950,No.850,MCF-88,MA600,MA 7,MA 8,and MA 100(所有都由三菱化学控股株式会社制造)。

具有5原子％或更高的表面氧含量的炭黑可以在通过如上所述的氧化处理制备之外，还可以是市售产品。其具体实例包括Color Black FW2(挥发性物质的含量为16.5wt.％，吸油值155cc/100g，pH 2.5，BET 350m²/g，初级粒径13nm)，Color Black FW182(表面氧的含量：12原子％，挥发性物质的含量为20wt.％，吸油值142cc/100g，pH 2.5，BET 550m²/g，初级粒径15nm)，Color Black FW200(表面氧的含量：12原子％，挥发性物质的含量为20wt.％，吸油值160cc/100g，pH 2.5，BET 550m²/g，初级粒径13nm)，

150(挥发性物质的含量为10wt.％，吸油值120cc/100g，pH 4.0，BET175m²/g，初级粒径25nm)，Special Black 4或4A(挥发性物质的含量为14wt.％，吸油值100-115cc/100g，pH 3.0，BET180m²/g，初级粒径25nm)，Special Bblack 5(挥发性物质的含量为15wt.％，吸油值130cc/100g，pH 2.5，BET 240m²/g，初级粒径20nm)，Special Black 6(表面氧的含量：11原子％,挥发性物质的含量为18wt.％,吸油值170cc/100g,pH 2.5,BET 300m²/g,初级粒径17nm),所有上述内容均来自Orion Engineered Carbons Co.，Ltd；Raven 5000Ultra II或UltraIII(挥发性物质的含量为10.5wt.％,吸油值95cc/100g,pH 3.0-3.5,BET 583m²/g,初级粒径8nm；由Columbian Chemicals Company制造),以及Fuji Jet Black(表面氧的含量:12原子％；由Fuji Pigment Co.，Ltd.制造)。关于这些示例性炭黑的不同性质的信息由它们各自的制造商提供。

可以通过拉曼光谱仪(例如，使用LabRAM HR Evolution，Horiba Scientific)估计CB材料的氧化水平。该技术允许确定所研究化合物的D带和G带峰值，用于预确定激发激光波长(例如，在488nm至647nm的范围内)，激光功率(例如，40mW)和整合时间(例如，从10s到120s)。可以控制温度以降低黑噪声(例如，通过冷却检测器)。拉曼峰值的强度可以得到，整合软件允许进一步校正基线。然后可以分别计算D带和G带的拉曼峰强度I_D和I_G的比。光谱行为和得到的带比(I_D/I_G)可以根据经验来与元素碳材料的氧化水平相关联。在CB的所有其他结构性质相似时，具有相对低的D带与G带比率表明该CB将比具有相对较高的D带与G带比的CB的氧化程度低。举例来说，当I_D/I_G比为0.8或更大，1.0或更大，1.2或更大时，表明在本发明的一些实施方式中CB材料如所需那样进行了相对的氧化。这些拉曼光谱可以在一些弹性体基质(特别是PDMS)所讨论的带中不受影响，因此该方法有利地提供了非破坏性技术来评估固化组合物中的CB特性。

成像表面中CB颗粒的含量可以有利地足以实现颗粒所需的辐照吸收，热传递，选择性黏附性，这种效果又可以取决于其中采用转印构件的打印系统的各种运行条件。通常，炭黑存在于形成成像表面的层中或存在于辐照吸收层中的浓度为固化层重量的0.5％至20％的重量百分比,或者是1wt.％至15wt.％,或是2wt.％至10wt.％,或是1wt.％至7.5wt.％,或是5wt.％至20wt.％,或是10wt.％至20wt.％,或是15wt.％至20wt.％。对于制备用于打印系统的转印构件以外的用途，弹性体基质中所需的CB量可根据所需效果而变化。例如，假设大多数CB材料适于提供导电性，低达0.01wt.％至3wt.％或甚至在0.05wt.％至1.5wt.％的范围内的浓度就足以赋予基质这样的导电性能。

适合于本发明的CB的水性分散体的pH，在25℃下测定，可以优选在酸性至中性范围内，例如在pH2.0至pH8.5，pH2.5至pH7.5，并且有利地，在pH2.0至pH5.5，或在pH2.0至pH4.5，或在pH2.5至pH4.0，或在pH2.0至pH3.5的相对酸性范围内。可以使用任何适当校准的pH计设备测量预定浓度的CB分散体的pH，例如，根据ISO787-9标准。简而言之，可以用磁力搅拌器以约600-1,000rpm的方式将(在1：1的蒸馏水和甲醇溶液中)对4wt.％的CB分散体搅拌5分钟，同时将预先校准的pH电极浸入测试的分散体中。在关闭搅拌器后一分钟读取pH值。

对CB材料的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值没有特别限制，但通常为约50mL/100g至约200mL/100g，或100mL/100g至200mL/100g，或150mL/100g至200mL/100g。通常，这样的DBP值或类似的吸油值(OAN)由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立地确定，例如根据JIS K6621A方法或ASTM D 2414-65T标准。

炭黑颗粒可以通过比表面积测量进一步表征，最普遍的方法包括十六烷基三甲基溴化铵吸附(CTAB)，碘吸附和氮吸附。CTAB方法描述于ASTM D 3765中。碘方法在ASTM D1510中描述，并导致碘值的分配。

对CB材料的比表面积没有特别限制，但是当通过BET氮吸收技术测定时，优选为50m²/g至650m²/g,或100m²/g至550m²/g。通常，这样的BET值由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立地确定，例如根据ASTM D3037标准。

通过在成形层中使用平均粒径小于1微米的CB，可以促进上文所述的基本上均匀的分散/均匀吸收能力。这样的尺寸不仅在初级粒径(PPS)方面是优选的，而且对于二级粒径(SPS)也是优选的，所述二级粒径(SPS)可以由这种初级颗粒的附聚而产生。由于散射相应地减少，因此，具有小于发射光束波长的一半的平均粒径的初级和二级粒径是进一步优选的。因此，CB颗粒具有小于500纳米，小于400纳米，小于300纳米或小于200纳米的平均粒径是更有利的。具有平均尺寸的CB颗粒，通常为初级粒径(PPS)为100nm或更小的CB颗粒被认为是纳米范围的，具有80nm或更小，60nm或更小，40nm或更小，或30nm或更小的平均尺寸的初级颗粒特别优选用于紧密颗粒堆积。通常，CB颗粒的平均PPS为5nm或更大，或10nm或更大，或15nm或更大。颗粒(主要是初级颗粒)的尺寸可能影响它们紧密堆积在弹性体内的能力，相对小的颗粒能够比相对较大的颗粒具有更高的堆积密度。有利地，较低量的相对小的颗粒可以获得与较高量的相对大的颗粒相似的CB密度。取决于它们的尺寸，另外还有弹性体的黏度，固化的条件和持续时间，固化层的厚度和本领域技术人员已知的制造因素，颗粒可以在层厚度上分离并形成梯度状分布。较大的CB二级颗粒可能倾向于更快地迁移并向层的底部积聚，而相对较小的颗粒可以以较慢的速度遵循这种趋势(如果有的话)并因此能够在层的较高的部分保持相对较高的浓度。在这种情况下，该层的“底部”和“顶部”部分涉及它们在固化期间的定向，并且不一定指的是在打印系统的安装和运行时的定向。如果上部中的足够厚的厚度中基本上没有CB颗粒，则这种沿着成像表面的深度而形成的颗粒分布的内层的颗粒的分离可能是有利的。该“顶层”可以用作为释放层，颗粒的缺失增加了其平滑性。在一些情况中，期望成像层的释放表面具有相对高的平滑性。光滑表面通常表现有小于1微米的算术平均偏差粗糙度(R_a)。在一些实施方式中，成像表面的表面粗糙度R_a小于0.5μm，或小于0.2μm，或小于0.1μm。

例如根据ASTM D 3849评估，制造商通常提供CB材料的平均初级粒径。无论是通过DLS还是通过显微技术评估的粒径分布，都可以提供关于材料的初级粒径(PPS)和二级粒径(SPS)的信息，所述二级粒径即形成例如附聚物的初级颗粒的集合尺寸。

CB颗粒可具有任何合适的纵横比，即颗粒的最小尺寸与垂直于最小尺寸的最大平面中的最长尺寸之间的无量纲比。在一些实施方式中，炭黑初级颗粒近似为球形，并且可具有0.2：1至1：5，或0.5：1至1：2的纵横比。可以从初级颗粒附聚成团的CB的二级颗粒不一定是球形的，它们的纵横比仍然可以在0.1：1至1：10,0.2：1至1：5或0.5：1至1：2的范围内。

尽管不是必需的，但是炭黑初级颗粒可以优选地均匀地成形，和/或相对于集群的中值具有对称分布。在一些实施方式中，炭黑二级颗粒在相对窄的粒径分布内，这种窄PSD有利地保持在固化的硅酮弹性体中。

第一示例性方法

研磨步骤

将具有良好热稳定性和与二甲基硅酮流体相容的硅酮表面活性剂倒入旋转三辊研磨机(型号JRS230，由常州龙鑫机械有限公司制造)中，并在室温(约23℃)下运行最多约1小时。速度随着研磨过程的进行适配于浆料的黏度，使得速度在100-800rpm范围内。这样的一种表面活性剂是具有官能侧胺/二甲基硅氧烷共聚物，其胺值为8，在25℃下的黏度为约3700cSt(GP-342，Genesee Polymers Corporation)，其加入量为375克(g)，构成总组合物重量的37.5％(重量百分比)。将炭黑纳米粉末(Color Black FW 182，Orion EngineeredCarbons，CAS No.1333-86-4，挥发性物质含量为20wt.％，pH 2.5,比表面积BET 550m²/g，初级粒径15nm)在120℃下干燥至少2小时。将250g干燥的CB粉末缓慢加入到硅酮流体中，这样的CB量占最终组合物的25wt.％。应当注意的是，虽然CB材料由于其初级粒径约为15nm而被定义为在纳米范围内，但最初与表面活性剂混合的粉末主要由CB的具有尺寸大于5μm或甚至大于10μm(通过显微镜技术评估)的较大的附聚物、聚集体或块组成。研磨CB-表面活性剂混合物直至CB粉末的尺寸充分减小以均匀分散在硅酮流体中，并获得黑色高黏度团。这种减小尺寸(以及该方法的任何其他步骤)在受控温度环境的情况下，在适合所用材料的最热敏感度的温度下进行。在目前的情况下，氨基硅酮设定这样的热敏感度阈值，其在约70℃或更高的温度下失去活性。因此，涉及氨基硅酮表面活性剂的减小尺寸的步骤在约50℃的控制温度下进行。CB初级颗粒形成大致球形的附聚物，并且在该步骤之后这种CB的二级颗粒的平均尺寸(例如，直径)为约200-400纳米，如通过在光学显微镜获得的固化层的图像分析所评估的那样。通过扫描电子显微镜(SEM；FEI Magellan^TM 400，在隧穿模式下运行)捕获顶视图图片，并且由训练有素的操作员选出代表大多数CB集群的至少10个颗粒，这样的颗粒形成代表性组并被测量。不希望受任何特定理论的束缚，据信氨基硅酮表面活性剂的氨基与炭黑的羧基部分结合，充分包封CB颗粒以减少或防止它们的附聚。炭黑不一定需要用有机羧酸官能化，因为在其表面上吸收的氧以类似的方式起作用。

使用高剪切均化器(配备有R50搅拌轴的T 50digital Ultra-

-Werke GmbH)分别制备含有少量相同GP-342表面活性剂(分别为9：1重量比)的乙烯基官能聚二甲基硅氧烷(Polymer XP RV 5000，Evonik，Hanse，CAS No.68083-18-1)的混合物，在20℃的控制温度和10,000rpm下运行约20分钟。据信在可固化流体中存在另外的表面活性剂可防止或减少该胺硅聚合物从碳颗粒迁移到乙烯基官能PDMS，如果发生过度扩散，则该扩散可导致炭黑颗粒的不希望的附聚/聚集/絮凝。将包含乙烯基官能PDMS的混合物以约375g的量加入到黑色团中，以提供组合物的剩余的37.5wt.％。在相同条件的连续研磨下以逐步方式进行添加，直到黑色团变成具有高浓度炭黑的高黏度的有光泽的黑色浆料(通常在1小时内)。

稀释步骤

为了增加黑色浆料(25wt.％的CB)的流动性并促进涂覆后的自发的自流平，将如上详述制备的黑色硅酮浆料稀释至5wt.％CB或更低的浓度。用“硅酮预混物”进行稀释，该硅氧烷预混物如下制备：将含量约为50wt.％的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷5000cSt(DMSV35，

CAS No.68083-19-2)，含量约为21.4wt.％的含有末端和侧链乙烯基的乙烯基官能的聚二甲基硅氧烷(Polymer XP RV 5000，

Hanse，CAS No.68083-18-1)，和含量约为28.6wt.％的支链结构的乙烯基官能的聚二甲基硅氧烷(VQM)树脂-146，

CAS No.68584-83-8)混合，这通过高剪切T50数字Ultra-

均化器，在20℃的控制温度和10,000rpm下进行约20分钟。

如下将浓缩的黑色浆料与硅酮预混物混合，以将CB浓度降低至5wt.％CB：将GP-342加入到硅酮预混物中，使得它们各自的浓度为最终稀释组合物的8wt.％和72wt.％。加入浓缩的黑色浆料以构成稀释组合物的20wt.％，所有这些添加是在用高剪切均化器(T50digital Ultra-

-IKA)在20℃的受控温度和10,000转/分钟下连续搅拌下进行的。保持搅拌约2小时，直至稀释的黑色PDMS硅酮混合物均匀(例如，未观察到黑色块或聚集体)。通过相应地调节上述原料液或浆料的量，类似地制备不同的炭黑终浓度。

固化步骤

通过添加以下物质，可以使如上制备的稀释的黑色PDMS硅酮混合物可固化：至少一种催化剂，通常所述催化剂的量为可固化组合物总量的约0.0005wt.％至0.2wt.％或约0.05wt.％至约0.2wt％，至少一种为了更好地控制固化条件和进展的阻滞剂或固化抑制剂,通常所述阻滞剂或固化抑制剂的量约为0.1wt.％至10wt.％或约1wt.％至10wt.％，以及最后，至少一种反应性交联剂，通常所述反应性交联剂的量约为0.5wt.％至15wt.％或约5wt.％至15wt.％的量，反应性交联剂的加入引发黑色PDMS混合物的加成固化。

通过添加以下物质使上述5wt.％CB稀释的黑色PDMS硅酮混合物可固化：含量约为总可固化组合物的0.1wt.％的铂催化剂，例如铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(SIP6831.2，

CAS No.68478-92-2)，含量约为总可固化组合物的3.7wt.％的阻滞剂，例如

Hanse的Inhibitor 600，以及最后含量约为总可固化组合物的8.7wt.％的反应性交联剂，例如甲基-氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(HMS 301，

CASNo.68037-59-2)。

然后立即将该可加成固化的组合物涂敷到期望的(例如透明或不透明的主体上的)机械支承件上，使用自动膜涂敷器(型号：BGD281，Shanghai Jiuran InstrumentEquipment Co.，Ltd.上海久然仪器设备有限公司)以5-100mm/s的拉伸速度运行，如此涂敷的层形成5-200微米的预定厚度。

作为透明体的实例，使用一片聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，来自Jolybar Ltd.，厚度为100和150微米)，任选地对这种支承件进行预处理(例如，通过电晕或用底漆物质)以进一步改善对包括辐照吸收层在内的材料与其支承件的黏附性。当应用于所述主体时，电晕处理包括暴露于UV辐照约20分钟(UltraViolet臭氧清洁系统T10X10/OES/E，由

Inc.提供)。当用于预处理所述主体时，底漆物质可包含2.5wt.％的四正丙基硅酸盐(CASNo.682-01-9，Colcoat Co.)，2.5wt.％的乙烯基三甲氧基硅烷(例如

VTMO,

)，5wt.％的二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯(titanium diisoproposy(bis-2,4-pentanedionate)(如Tyzor AKT855，

)，2.5wt.％的二乙烯基四甲基-铂(CASNo.68478-92-2，如SIP 6831.2，

)全部采用纯甲醇AR(CAS No.67-56-1，Bio-LabLtd.)。可以通过用浸有底漆流体的干净实验室织物擦拭受体层/主体的表面来涂敷底漆物质。

透明支承件可由任何光学透明的合适材料制成(例如，诸如聚硅氧烷的硅酮，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的聚乙烯，诸如聚(甲基丙烯酸酯)(PMA)和聚(甲基)甲基丙烯酸酯(PMMA)的聚丙烯酸酯，聚氨酯(PU)，聚碳酸酯(PC)，诸如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯的聚乙烯化合物，聚酯，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的聚苯乙烯，聚烯烃(PO)，氟-聚合物，聚酰胺，聚酰亚胺，聚砜等，或者是它们的共聚物或其共混物。如果材料允许光通过材料而不被散射(理想地是100％透射)，则称该材料被称为光学透明的。虽然通常根据可见光来评估透明度，但在本文中，如果对在任何特定系统中使用的发射光束的相关波长具有至少85％，至少90％或至少95％的透明度/透射率，则材料将是适当透明的。可以在相关波长范围内用分光光度计测量材料的预定薄样品(例如，使用边缘为1cm且厚度为0.2-2mm的扁平正方形，或者如果需要，对于转印构件外部的元件，使用更大的厚度)的光学透射率来评估透明度。折射率(RI)为约1.35至1.45表示光学透明/透明材料。应该能够透过辐照的透明转印构件的每一层应具有相似或相同的RI值和/或透明性，以便优选地为在多层转印构件的整个厚度上构成这样的特性。如果在±5％之内，或在±2％之内，或甚至在±0.5％之内，则认为这些性质是相似的。

材料的折射率(RI)通常由制造商提供，但可以通过技术人员已知的方法独立评估。对于流体材料(例如，未固化/预固化的硅酮)，如ASTM D1218中所述的方法可能是合适的，而固体材料可根据ASTM D542进行测试。

如所解释的，当使用透明转印构件并进行后侧辐照时，可以使用转印构件外部的可压缩元件来代替内部可压缩层。在这种情况下，可压缩元件需要至少透明至相同程度。透明支承件，其层或外部元件的黄色指数优选为1或更小。

无论是在预处理主体上还是在未经预处理的主体上涂敷时，黑色聚二甲基硅氧烷混合物在70℃下在通风烘箱中(UT 12P，Thermo Scientific

加热和干燥炉)固化2小时，然后在120-140℃下进行后固化1小时，以实现该层完全固化以及与支承件的稳定黏合。

应当注意的是，氨基硅酮聚合物将尺寸减小形式的CB分散到硅酮基质中的适合性是出乎意料的，特别是当CB材料相对极性时。通常，即使当颗粒和硅酮介质具有相似的极性时，也难以实现炭黑纳米颗粒在硅酮中的分散。这些颗粒倾向于彼此凝聚，而不是通过分散步骤而实现的以它们的初级粒径或以任何相对小的二级粒径来保持均匀地分散。为了解决该问题，常规制造方法旨在使用可缩合固化的硅酮聚合物和相关试剂来增加硅酮介质的相对极性，缩合固化是这种含CB的硅酮的制备方式。

与此不同，在根据本发明教导的本例中，实现了CB颗粒的这种分散，同时使用PDMS硅酮的加成固化并且反直觉地使用氨基硅酮作为分散剂。所获得的相对非极性环境原本预期对CB的相对“尺寸稳定”的分散“不利”。还应注意的是，氨基硅酮的使用被认为是违反直觉的，因为已知它们的胺部分在未结合并因此能够相互作用时，可阻止或以其它方式有害地影响硅酮基质的加成固化。因此，本发明人发现了在制备加载有CB的硅酮基质期间存在有关于氨基硅酮的量的微妙平衡。一方面，该量应足以包裹CB颗粒并防止、减少或延迟其附聚/聚集；另一方面，应避免过量以防止、减少或延迟这种未结合的氨基硅酮可能对加成固化具有的任何有害影响。合适浓度的氨基硅酮可取决于CB颗粒和硅酮介质的类型，以及炭黑和可固化硅酮的相对浓度。该浓度可通过常规实验确定。在一些实施方式中，炭黑与其分散剂(例如，氨基硅酮，硅酮丙烯酸酯等)之间的重量/重量比为0.4：1至2：1，0.7：1至1.8：1，或0.9：1至1.6：1，或大约1：1或1：1.5。

具有相对低数量的胺部分的氨基硅酮(与低胺值相关)可有利于实现这种平衡。单胺可能是优选的，特别是当胺部分是末端定位时。不希望受任何特定理论的束缚，据信一旦与炭黑结合，末端单胺受到阻碍，因此不能对固化产生负面影响。

通过制备与上述类似的第一种对比配方进一步证实了氨基硅酮的令人惊讶的功效，所述第一种对比配方中氨基硅酮被不同化学族的分散剂代替，该化学族已知其预期与CB适用：由Shin-Etsu Chemical Co.提供的聚甘油改性的硅酮KF-6106。这种常规表面活性剂不能令人满意地分散该配方中的CB颗粒。

在第二对比例中，将市售的浓缩CB浆料(Akrosperse20-MI-005,50％wt CB，Akrochem Corporation)与相同的ACS PDMS(DMS V35)以各自的量混合，得到5wt.％的最终CB浓度。CB浆料以所供应的形式使用，不添加任何类型的任何表面活性剂。使用类似运行的旋转三辊研磨机对混合物进行分散。在该控制过程后，CB呈现出相对较大的聚集体(～0.5-1.5μm，显微镜评估)，该聚集体比用本发明的配方和方法形成的二级颗粒大至少两倍。

遵循与防止炭黑自附聚/自聚集(通过表面活性剂包络的形成)相同的基本原理，发现除了氨基硅酮的胺官能团之外，丙烯酸硅酮的丙烯酸酯官能团可以实现类似的CB分散。示例性的硅酮丙烯酸酯如上所述配制在PDMS基质中，其中具有微小的改变，例如炭黑的量仅为3wt.％而不是之前描述的5wt.％。由Shin-Etsu Chemical Co.提供的KP-578，由

Industries提供的

RC711(～1％丙烯酸酯)和

RC902(～4％丙烯酸酯)，在测试的CB浓度下获得令人满意的CB分散。

在硅酮丙烯酸酯的情况下，硅酮表面活性剂中丙烯酸酯含量至少为0.5wt.％被认为是令人满意的，更高含量超过5wt.％被认为是优选的。据信在任何给定主链上具有较高量的表面活性剂的活性部分可以允许减少分散同样数量的CB颗粒所需的表面活性剂的量。硅酮表面活性剂中丙烯酸酯的含量通常由其供应商提供，但可通过标准测量方法确定。

第二示例性方法

虽然上述制备辐照吸收层或包括能够形成成像表面的辐照吸收层的成像层的方法基本上没有添加挥发性有机溶剂，但以下替代方法使用这种液体。当与预期的硅酮流体相容时，这些溶剂可以促进层制备的一些阶段或涂敷到受体层或载体上，相对高的挥发性有利于减少或消除这些溶剂在最终转印构件中的存在。

在本实施方式中，将50克的CB(Colour Black FW 182,Orion EngineeredCarbons)与50克的氨基硅酮表面活性剂(BYK LP X21879，胺值约为35，BYK Additives&Instruments)混合于200g二甲苯AR(沸点约138.4℃，CAS No.1330-20-7，Bio-Lab Ltd.)。如在前面的实施方式中，CB粉末在120℃下干燥至少2小时，然后与硅酮表面活性剂混合。在阿特里托珠磨机(Attritor HD-01，Union

)中用约4.76mm的不锈钢珠(SS 3023/16英寸珠子，Glen Mills Inc.)以700rpm进行分散，直至CB颗粒平均SPS达到小于100nm，通常SPS为约70nm(例如，通过D50评估)，取决于批量大小，这通常需要约1.5-2.5小时。在50℃的受控温度下进行尺寸减小。然后通过DLS(Malvern Zetasizer Nano S)对包含约0.1wt.％CB的样品进行尺寸分布的评估，并且发现受表面活性剂分散的CB颗粒主要在纳米范围内(具有约48nm的D_V10，约74nm的D_V50，约139nm的D_V90)。

将CB分散体加入到两部分的LSR硅酮流体中，所添加的分散体的相对量取决于基质中所需CB的最终量。在本组实验中，最终基质(即不包括挥发性溶剂)的每单位重量的CB浓度为约2.4wt.％，4.5wt.％，6.5wt.％，8.3wt.％，11.5wt.％和14.3wt.％。将CB分散体(即约6g，12g等)的相应重量加入20g的

LSR2540(A部分)中，轻轻手动混合，然后倒入20g的

LSR 2540(B部分)中，其中LSR 2540来自Momentive PerformanceMaterials Inc。值得注意的是，还发现将CB材料添加到LSR的A部分和B部分的预混合物中是令人满意的。将所得CB硅酮流体在行星式离心混合器(Thinky ARE-250，ThinkyCorporation)中以环境温度，2,000rpm进一步混合操作约3分钟，并使其在唯一相同的离心条件下再消泡3分钟。将样品在140℃下固化约2小时。如前所详述，通过光学显微镜评估CB颗粒在硅酮基质中的分散模式，发现其在LSR组分的固化期间是稳定的。

为了促进上述CB分散的LSR硅酮流体的涂敷，将原料稀释在过量的挥发性溶剂中，所述挥发性溶剂在本实施方式的情况下为二甲苯，通常重量比至少为1：4，例如1：9wt./wt。如通过光学显微镜评估的，稀释的硅酮基质中的CB颗粒似乎保持稳定的分散。

通过使用气压刷将稀释的CB-LSR-二甲苯悬浮液涂敷到光滑的可释放支承件(例如，未处理的PET片)上。替代的涂敷方法是可能的(例如，棒涂等)。虽然硅酮基质可以在120℃下进行部分固化(需要约0.5-1小时，取决于层的厚度)，但通过升高温度可以加速这一步骤(例如，如果在140℃下固化，则将固化持续时间减少至约20分钟)。然后将透明的硅酮层(由于用作适形层)铸塑在这种部分固化的辐射吸收层/成像层的顶部。一种这样的硅酮覆盖涂层是双组分透明液体硅酮，QSil 213，可从Quantum Silicones商购获得。将得到的由PET支承的各层在约100℃下进一步部分固化约1-2小时。然后剥离PET支承件并将两层倒置以使得载有CB的辐射吸收层朝上而透明的适形层面朝下，然后将后者通过任何合适的方法附着到所需的支承件(例如，透明支承件)。在一些实施方式中，这些层与支承件的连接有助于完成成像表面的固化。

该替代方法允许制备具有相对高炭黑颗粒负载的硅酮基质，这种颗粒具有如前述方法中的优点，即在亚微米范围内，甚至主要在纳米范围内。

第三示例性方法

虽然上述制备辐射吸收层或包括辐射吸收层的成像层的方法是基于可交联加成固化硅酮的加成固化，本方法替代地涉及可交联缩合固化硅酮的缩合固化。

在第一步骤中将CB材料干燥(至少在120℃下干燥2小时)，然后在硅酮表面活性剂的存在下对其进行尺寸减小。在本实施方式中，将50g CB(Color Black FW 182)与50g氨基硅酮表面活性剂(BYK LP X 21879)在100g六甲基二硅氧烷(HMDSO；沸点约101℃，CASNo.107-46-0，Sigma-Aldrich Co.Ltd.)中混合。在阿特里托珠磨机中使用约4.76mm的不锈钢珠(如前所述)以700rpm进行分散4小时，直至CB颗粒达到约90nm的平均SPS(例如，通过D50评估)，该尺寸由DLS评估。在20℃的控制温度下进行尺寸减小。

然后用DLS(Malvern Zetasizer Nano S)对包含约0.1wt.％的CB的样品进行尺寸分布的评估，并且发现表面活性剂分散的CB颗粒在纳米范围内(具有约52纳米的D_V10，约91纳米的D_V50，约211纳米的D_N90)。

在第二步中，将CB分散体加入到硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷中，加入的分散体的相对量取决于基质中所需的CB的最终量。在本组实验中，最终基质的每单位重量的CB浓度为约5.5wt.％，12.5wt.％和21.4wt.％。将CB分散体(即40g，80g和120g)的相应重量加入到各自的量分别为160g，120g和80g的硅烷醇封端的PDMS(DMS S-27,700-800cSt，

)中。将所得CB硅酮流体在磨碎机中以相同条件(700rpm和20℃)混合约90分钟，得到可缩合固化的PDMS的黑色团。

向分散在可固化硅酮中的9g CB中加入1g交联剂(乙基聚硅酸酯PSI023，

或乙基硅酸酯48，Colcoat)和0.05g锡催化剂(二辛基锡双(乙酰丙酮)

223，CASNo.54068-28-9，TIB)。将可固化混合物脱气并涂敷到所需支承件上。在涂敷脱气混合物之前，用臭氧预处理透明PET并涂覆底漆涂层(SS4120，Momentive)。通过线材(wire rod)以最多约40微米的(包括5微米和20微米的层)预定厚度涂敷硅酮层，并允许在环境条件(约23℃和30-60％相对湿度)下进行固化约12-24小时。将部分固化后的结构转移至炉中以120-140℃进行2小时的后固化。如前所述，通过光学显微镜评估CB颗粒在缩合固化的硅酮基质中的分散模式，发现分散模式稳定。

虽然包含CB的硅酮是可商购的，但迄今为止已经证明尝试将其CB内容物的尺寸降低至所需的粒径范围是困难的。在对比例中，将市售的浓缩CB浆料(Akrosperse 20-MI-005,50％wt CB，Akrochem Corporation)与相同的CCS PDMS(DMS S-27)以各自的量混合，得到5wt.％的最终CB浓度。CB浆料以所供应的形式使用，不添加任何类型的任何表面活性剂。使用旋转三辊研磨机如第一示例性方法那样操作而将混合物分散。在该控制组的方法之后，CB显示出相对大的聚集体(～0.5-1.5μm，如显微镜评估的)，如先前在ACS控制组中观察到的，该控制组的CB比使用本发明制剂和方法形成的二次颗粒大至少两倍。

不希望受任何特定理论的束缚，据信，常规制剂缺乏具有合适性质的CB颗粒，和/或缺乏其适当的量和/或缺乏能够防止在任何这种研磨过程中可瞬时获得的初级颗粒的再附聚的合适的试剂。

光学测量

评估通过上述方法制备的辐照吸收层或成像表面的一些光学性质。除非另有说明，否则将感兴趣的样品铸塑在光滑的支承件(例如载玻片)上，并通过棒涂来调平至已知厚度并固化，通过共聚焦显微镜确定，已固化的层通常具有至少2μm的厚度。

将已固化的层与其铸塑支承件轻轻分离，并置于适于随后测量的膜保持器中。用分光光度计(来自Agilent Technologies的Cary 5000，UV-Vis-NIR分光光度计)在至少300nm至1200nm的范围内测量这些样品的光学吸光度。使膜两侧之间的吸光度下降以归一化至测试样品的厚度，并计算这些层的每微米厚度(Abs/μm)的吸光度。对于包括用氨基硅酮表面活性剂分散的CB颗粒的层，在选定波长下的代表性结果显示在下面提供的表中，其中所呈现的加载炭黑的基质的值与单独的CB颗粒的影响有关(排除各个基质的基线值)。

表1

可以从上表看出根据本文公开的各个方法分散的CB颗粒提供了在层的每微米深度的可比较的吸收性质，这样的吸收性通常随着波长的增加而减小。在上述中，制备的方法和制得的层以三种硅酮聚合物、两种固化方法和两种氨基硅酮为例，编号1-3是ACS PDMS的加成固化，编号6-11是ACS LSR的加成固化，编号12-13是CCS PDMS的缩合固化。这些实施方式还表示硅酮表面活性剂和CB颗粒之间的不同类型的相互作用。预计氨基硅酮表面活性剂会形成酸碱关系或形成胺基-环氧基相互作用。据信硅酮丙烯酸酯表面活性剂形成偶极子以进行偶极相互作用。

通过目视检查评估，表示了根据本教导制备的嵌入有CB颗粒分散体的硅酮基质的示例性实施方式的所有编号形成了透明的样品(例如没有混浊/浑浊)。这些结果支持硅酮表面活性剂与可固化硅酮弹性体的相容性，包括它们之间的可混溶性。这种相容性也可以在这种材料的筛选方法中初步评估，其在没有炭黑颗粒的情况下进行。

为了比较，在没有CB颗粒的情况下根据本教导制备的类似的硅酮基质在相同的波长范围内显示出不显著至零的基线吸光度，其约0.001Abs/μm或更小，参见编号5的LSR基质，无论是通过加成固化还是通过缩合固化来固化的PDMS基质也有相似的表现。根据本教导分散的CB纳米颗粒的影响可以从CB在硅酮基质中的重量浓度和层在测试范围内的吸收能力的正相关看出。基于本组结果，预期每种特定配方的吸光度峰值或峰值平台发生在碳载量为至少10wt.％时，至少15wt.％时或可能在碳载量大于20wt.％时。本领域技术人员可以容易地确定这种CB浓度依赖性模式，其可以选择最佳活性和/或预期用途的每个峰值的期望的CB载量。出于所有实际目的，据信炭黑在可固化或固化的硅酮组合物中的存在不需要超过30wt.％，通常不超过25wt.％。

回到表中，在对照实验中，参见编号4，制备对比层，其中类似于编号1-3将相同的炭黑材料研磨并掺入PDMS基质中，但该方法缺少任何氨基硅酮分散剂。因此，在所得层中，CB颗粒具有在0.5-1.5μm的范围内的更常规的尺寸。该常规CB(CCB)材料以10wt.％这样相对高的浓度嵌入PDMS基质中。尽管有如此高的加载，但相对于根据本发明的一些实施方式制备的较低浓度的CB颗粒，CCB对照组提供较差的吸光度。在该实验中，分别参见编号4和1，发现PDMS中的10wt.％CCB和PDMS中的2.5wt.％CB相当。因此，相对于提供相似吸光度的CB颗粒的量，本方法和配方大约高4倍。

用于不透明主体的支承层610典型地包括由任何合适的固体增强材料增强的弹性体，所述增强材料例如是用作为机械性填料的颗粒或纤维，或者是用这种弹性体浸渍的织物。固体增强材料通常不超过该支承层重量的10％。纤维通常在50至约200μm的范围内，而颗粒的平均尺寸通常不超过10μm。尽管增强材料可以由或主要由一种固体机械性填料构成，在一些实施方式中，所述主体可包含任何所需比例的增强颗粒和纤维。

在一些实施方式中，纤维包括选自以下构成的组的材料：有机纤维，间位芳族，对位芳族，聚酰胺，尼龙纤维，聚酯纤维，高密度聚乙烯纤维，天然纤维，棉纤维，无机纤维，玻璃纤维，碳基纤维，陶瓷纤维，金属纤维及其组合。

在一些实施方式中，纤维是经表面处理过的纤维，所述表面处理增加纤维的粘附性。当嵌入所述纤维的弹性体是硅酮时，例如，乙烯基硅烷可以适合于对所述纤维进行表面处理。当嵌入所述纤维的弹性体不是硅酮聚合物而是例如为聚氨酯时，则异硫氰酸酯硅烷或多元醇硅烷可适于对所述纤维进行表面处理。这些实例不是限制性的，适合于处理纤维的材料是已知的并且不需要在此进一步详述。

在一些实施方式中，所述纤维构成织物。在一些实施方式中，所述织物具有不小于50微米且不大于200微米的厚度。在一些实施方式中，所述织物为1合股或至少1合股，在一些实施方式中至少为2合股，在一些实施方式中至少为3合股，在一些实施方式中至少为4合股。

在一些实施方式中，需要相对高的纱线密度和由细纤维构成的织物(例如厚度达1毫米，厚度达0.8毫米，厚度达0.6毫米，厚度达0.4毫米，或者甚至厚度达0.2毫米)以获得特别光滑的成品表面。纱线密度可以由每单位长度织物的经向和纬向上的线数表示。在任何给定方向上的线数可以低至每厘米10个也可以高达约20个甚至每厘米约30个。线数在每个方向上可以是相同的(例如10*10)或者可以是不同的(例如，9*8,12*10,16*15,17*12,19*13,19*12,或19*10)。

在一些实施方式中，织物是无纺织物。在一些实施方式中，织物是纺织织物。

在一些实施方式中，纤维是定向纤维。在一些实施方式中，纤维是单向定向的，通常平行于转印构件的移动方向以减小拉伸。该方向也可称作打印方向。在一些实施方式中，纤维是双向定向的，通常一些平行于(0°)打印方向而另一些垂直于(90°)打印方向。在一些实施方式中，纤维是三向定向的，通常一些平行于(0°)打印方向，一些垂直于(90°)打印方向，而另一些与打印方向呈45°或-45°。在一些实施方式中，纤维是四向定向的，通常一些平行于(0°)打印方向，一些垂直于(90°)打印方向，一些与打印方向呈45°而另一些则呈-45°。

在一些实施方式中，纤维可以彼此连接以形成无纺或纺织织物合股。可以通过任何合适的交织经纱(0°)和纬纱(90°)纤维的编织方法对纤维进行织造。标准图案包括平纹组织(其中每根经向纤维在每根纬向纤维下方和上方交替通过)；方平组织(其中两根或多根经向纤维交替地与两根或多根纬纤维交织)；以及斜纹组织(其中一根或多根经向纤维以规则重复的方式在两根或多根纬向纤维之上和之下交替编织)，所述斜纹组织包括缎纹组织，其中交叉和穿过下方的纤维的数量通常为4以上。平纹组织有利地实现高纱线密度和光滑的成品表面。

取决于上述任何一项参数，可以进一步用织物的每表面重量来表征织物，通常以克/平方米表示。具有在约180g/m²至约1000g/m²之间的每单位面积重量的织物可以适合于形成不透明主体。

适合于嵌有这种固体增强材料的弹性体或如果增强材料是织物形式则任选地对该增强材料进行浸渍的弹性体可选自室温硫化RTV和RTV2硅酮，液体硅橡胶LSR，甲基乙烯基硅酮(VMQ)，苯基硅橡胶(PMQ，PVMQ)，氟硅橡胶(FMQ，FMVQ)，烷基丙烯酸酯共聚物橡胶(ACM)，乙烯丙烯二烯单体橡胶(EPDM)，含氟弹性体聚合物(FKM)，丁腈橡胶(NBR)，乙烯丙烯酸酯弹性体(EAM)和氢化丁腈橡胶(HNBR)构成的集合。

选择用于支承层的弹性体可另外提供所需的摩擦性能，这取决于在任何特定打印系统中的转印构件的用途。例如，如果要将转印构件安装在鼓上，则需要高摩擦性能，而当转印构件在静止元件上滑动时则优选低摩擦性能。例如硅酮橡胶能够提供高摩擦性能，而FKM橡胶则通常产生低摩擦性能。

如上所述，粘合剂层(未在图6中示出)可用于附着转印构件的层。这些层的厚度可取决于受体层的粗糙度，对于相对光滑的受体，粘合剂层的厚度通常不超过10μm。可以使用任何合适的粘合剂，其组成与由此连接的层相容。此外，作为转印构件之外的任何其他层的粘合剂层优选地适合于转印构件在打印系统的运行中经受的工作条件。

粘合剂层可以由硅酮，聚氨酯和这种已知的柔性弹性体粘合剂材料制成。这些实例不是限制性的，适合于将弹性体彼此粘合的材料是已知的并且不需要在此进一步详述。

或者，可以使用底漆涂层，其组成取决于待结合的层。这样的层通常具有1微米或小于1微米的厚度。适合的材料包括硅烷，钛酸盐和其他这样的施胶剂。

在一些实施方式中，粘合剂层或底漆涂层不是必需的，一层与另一层的连接通过两层的共固化来实现，其中至少一层在共固化之前已经部分固化。

在一些实施方式中，通过前述层的组合形成的、包括柔性支承层的不透明转印构件600可具有650μm至900μm之间，或620μm至800μm之间，或630μm至640μm之间的厚度。如果安装在刚性支承件上，则这样的范围可以减小大约250μm。

对于不透明转印构件600的任何前述层604至630，激光束能量是否穿过这些层是不太重要的，只要相关范围的波长能够足以穿过释放层602至前侧“激活”辐照吸收层604，允许足够热量朝向成像表面而返回，以使颗粒软化至足够黏来用于在需要时进行转印。因此，尽管就辐照的传播而言所有所述层都是透明的，但它们通常是不透明的，这是本领域已知的常规打印橡皮布的惯常做法。

不透明转印构件600的示例性制备方法如下。根据上述的第一示例性方法制备成像表面，所述成像表面包括用氨基硅酮表面活性剂分散在PDMS中的5wt.％CB。用线材将一系列约5μm至约20μm的层涂敷到由200μm适形层、350μm可压缩层和300μm织物增强支承层组成的不透明体上。已将这些示例性转印构件应用到根据本发明一个实施方式的打印系统中。在可替代实验中，成像表面单独在PET上制备，然后将先前面向空气的表面反转并粘附到由相同的上述层组成的主体上。

透明转印构件

转印构件在图7中通过其多层的示例性横截面示意性地示出。为方便起见，示出了为清楚起见并未被按比例绘制的辐照源640和单个颗粒650以表明转印构件700如何可用于根据本发明一些实施方式的打印系统。在图中，702表示释放层，所述释放层能够暂时保留颗粒直到所述颗粒被选择性地软化以释放，该释放层不需要如将要描述的各层那样是透明的，并且原则上可以类似于上述的602。704表示能够收集辐照以能够软化所述颗粒的层(例如辐照吸收层)，而706表示透明适形层，所述透明适形层能够在压印站中进行转印期间有利于释放层和其上颗粒与打印衬底表面的形貌之间的接触。如所解释的，虽然在图7中示出为不同的层，但是成像表面12可以由集成层702和704的功能或层702,704和706的功能的单个/唯一成像层720形成，剩余层710表示用于上述可共同形成所需的透明转印构件700的所有层的支承层。

对于不透明的转印构件，透明转印构件700的成像层720的硬度或形成成像表面12的层的硬度(如果分开的话)可以相对较低。在一些实施方式中，702,704,706和720中的每一个可具有50肖氏A或更低，40肖氏A或更低，30肖氏A或更低和20肖氏A或更低的硬度，以及至少5肖氏A的硬度。

不同于前述的激光束能否穿过这些层是不太重要的不透明转印构件的层604至630，转印构件700的各层704,706和710需要允许相关范围的波长的充分穿透，以从转印构件的后侧“激活”辐射吸收层704，从而允许足够的热量向前行进至成像表面，以便软化颗粒，使其在需要时具有足够的黏性以便进行转印。

虽然透明的转印构件可以假设地包括透明的可压缩层，但是已知的具有高可压缩性(例如，具有相对多孔的结构)的材料通常是不透明的并且会妨碍辐射穿过构件厚度的充分传递(因此妨碍成像表面的可操作性)。用透明材料代替这些材料通常会影响层的相对可压缩性，因此施加较厚的可压缩层以获得转印构件的类似的总体可压缩性。换句话说，例如，当多孔结构的不透明可压缩层具有300μm的厚度时，就能够在受到压印站施加的压力下压缩至100μm，而假设透明弹性体在同样的条件下具有大致5％的可压缩能力，透明可压缩层则需要4mm的厚度才能实现相似的200μm的可压缩度。透明可压缩层这样预期的厚度显著高于其它各层之和，使得只有将透明转印构件安装或铸塑在透明刚性支承件(例如透明鼓或透明条)上才能容许包括这样的透明可压缩层。然而，据信，这样厚的可压缩层对基于透明柔性支承件的透明构件的柔性产生负面影响。

因此，当考虑柔性转印构件时，除了透明性外，不透明和透明转印构件之间的第二个不同之处在于透明转印构件缺乏可压缩层。在该实施方式中，可压缩性功能现在则是转印构件的“外部”功能，这种特性在依赖于透明转印构件700的打印系统中通过可压缩元件708来提供，如图7和8所示。在根据本教导的打印系统的应用中，透明润滑剂730通常应用于支承层710的后侧与可压缩元件708之间形成的间隙中。箭头740示出了压力(例如，如在压印站处沿与箭头相反的方向施加的压力)如何影响可压缩元件708的形状，如虚线轮廓示意性示出的那样。尽管未示出，但是可压缩元件具有刚性背衬，以在压印期间当与转印构件卡合时，确保保持在辐射源和压印筒的外表面之间的基本恒定的距离。在一些实施方式中，释放层702可具有不大于3μm的厚度，该厚度通常在1μm和2μm之间。

释放层702可以由相同于之前详述的不透明转印构件的ACS或CCS来构成。在一个实施方式中，释放层702由可交联的PDAS和PDMS硅酮制得，所述硅酮主链带有适合于所需固化方法的任何部分。在一些实施方式中，这种硅酮被氟化至任何合适的程度。相对于不透明释放层602来说，透明转印构件的释放层702优选地不含可能对辐射吸收层704的CB颗粒活性产生负面影响的填料。

在一些实施方式中，辐照吸收层704可具有不大于25μm的厚度，所述厚度通常在15μm和20μm之间。

辐照吸收层704可以由相同于之前详述的用于不透明转印构件的ACS或CCS来构成。在一个实施方式中，释放层702由可交联的PDAS和PDMS硅酮制得，所述硅酮主链带有适合于所需固化方法的任何部分。

在一些实施方式中，透明适形层706可具有不大于150μm的厚度，所述厚度通常在100μm和120μm之间。

透明适形层706可由透明的ACS或CCS可固化的硅酮或聚氨酯制成。如在释放层602和702中所讨论那样，适合于制备透明层的材料优选不含填料，所述填料可能减少或阻止辐射吸收层在成像装置/打印系统的工作波长下进行能量吸收。换句话说，透明适形层应具有与辐射吸收层的基质(没有其CB含量)相同或相似(例如，在±5％或甚至±0.5％内)的折射率。

在成像表面12为将702和704组合成单个/唯一成像层720的形式的实施方式中，在一些实施方式中，这样的成像层720可具有不大于15μm，通常在1μm和10μm之间，或介于2μm和5μm之间的厚度。这样的层将以相似的量或比例掺入如本文对于本发明的一些实施方式所述的适合于其“组成”的层的材料，为了释放功能而掺合的材料优选是透明的。在成像表面12还在单一/唯一成像层720中包括层706的实施方式中，在一些实施方式中，这种成像层720可具有不大于100μm的厚度。

在一些实施方式中，透明支承层710可以具有在400μm至600μm之间，或450μm至550μm之间，或在480μm至520μm之间的厚度。

透明支承层710可以由PET，热塑性聚氨酯(TPU)，硅酮或任何其它合适的材料制成，这种材料优选地不含任何能够干扰辐射吸收层的所需可操作性的填料。

在一些实施方式中，通过前述层的组合形成的透明转印构件700可具有500μm至1000μm之间，或500μm至900μm之间，或600μm至800μm之间的厚度。

尽管在一些实施方式中，可压缩元件708可以在透明转印构件的外部，但是当在运行中与转印构件700组合时，其应当提供的可压缩性通常为至少50μm，至少100μm，至少150μm或至少200μm。在一些实施方式中，可压缩性不需要超过500μm，并且通常不大于400μm或300μm。

可压缩元件708可由硅酮或聚氨酯制成。在一些实施方式中，选择这样的材料以提供与转印构件类似的RI，即使与转印构件物理分离，也能够沿着激光束行进的光路保持基本均匀的RI。

成像站

图1中的成像装置16由承载芯片1602的阵列的支承件1601组成，每个芯片1602具有能够发射激光束的可单独控制的激光源的布置。当在一些实施方式中，激光束发射元件可以是垂直腔面发射激光(VCSEL)型，形成VSCEL芯片，其它型号的激光源也可以等同地应用。例如，某些类型的激光器如CO₂型和其它类型的激光器可能更适合于某些实施方式。然而，为简洁起见，术语VCSEL应解释为包含任何此类型的激光源。优选地，芯片1602可以单独地或共同地与将激光束聚焦在成像表面12上的相应透镜1603的阵列相关联。图3至图5提供了根据本发明的特定实施方式的芯片的更多详情，这些芯片以被安装在支承件并与透镜1603对齐的方式示出。

在一些实施方式中，激光束发射元件可以是高功率的，其中所需的总功率可以达到几十或几百毫瓦(mW)。例如，取决于所需的打印速度，能量束可以提供高达10mW,100mW甚至是250mW或更高的功率。因此，元件之间的热相互作用需要仔细考虑。

在一些实施方式中，激光束发射元件可以连续地发射光线,所述光线的波长范围从约400nm至约12μm,或者至多约10μm，或至多约8μm，或至多约3μm，或至多约1.4μm。这样的范围包括以下区域：通常称为近红外(NIR,约0.75–1.4μm,214–400THz,886–1653meV),短波红外(SWIR，约1.4–3μm 100–214THz,413–886meV)，也被称为中红外(IIR,3–8μm,37–100THz155–413meV)的中波红外区域(MWIR),以及也被称为热红外的长波红外(LWIR,8–15μm,20–37THz,83–155meV)。在特定的实施方式中，激光束发射元件是NIR激光器。

存在各种激光束发射元件，有些更适合特定波长范围。例如，市售的半导体激光器是能够发射波长从375nm至3500nm的激光二极管，其覆盖了光谱的大部分NIR和SWIR区域。气体激光器可以发射光谱的各个区域，取决于选定的气体和一些光学设计。例如，市售二氧化碳(CO₂)激光器可以发射几万瓦的波长为10.6μm的热红外线。

在图1中，成像站16提供一种对涂敷于成像表面12的颗粒涂层的区域进行选择的方法，所选区域将在压印站18处被转印至衬底20。成像站16包括承载诸如VCSEL芯片1602的激光源的阵列的支承件1601，所述芯片任选地以成对行的方式布置在相对于彼此精确预定的位置中(例如，在标称距离和公差范围内以彼此交错的方式提供适合于沿着衬底的整个宽度的目标点的激光源)。由芯片1602发射的激光束被透镜系统1603聚焦，所述透镜系统可以便利地具有+1或-1的放大率，尽管也明确考虑了具有大于或小于一(1)的绝对值的放大率。透镜系统可以构造成两个或多个对应行的GRIN(Gradient Index梯度折射)棒状透镜(每个芯片1602以及所有安装在其上的激光元件都与相应的聚焦透镜1603相关联)。供给到芯片用以激活一个或多个激光元件的信号与鼓的旋转同步以便通过发射的激光束在成像表面12上跟踪高分辨率图像。激光束照射每个像素的效果是使该像素处的颗粒发黏，使得发黏的颗粒在压印站18处压靠在衬底20上时，它可以随后转移到衬底20。多个激光发射元件的存在有利于包含各个像素(图像元素)或像素线的图像的形成。激活每个激光的持续时间影响薄膜转印至衬底表面以形成所需图像的最终尺寸，一个激光元件的间歇或连续激活例如能够以相对运动分别跟踪成像表面的图像区域中的单个像素或像素线。明显地，在运行时，激光发射元件被按需开启或关闭以在成像表面上提供所需的图像，因为所有激光束的连续操作将导致基本上均匀辐照的表面。

图3示出了其上安装有多个VCSEL芯片1602的支承件1601，所述芯片以两行的方式相对于彼此在精确预定的位置上布置，如将在之后参照图4将以更详细的方式描述。

支承件1601是刚性的，并且在一些实施方式中，是至少部分空心的细长主体，其装配有连接件1634以允许冷却流体流经其内腔，从而处理由芯片1602产生的大量热量。在特定的实施方式中，支承件的主体由诸如合适的陶瓷的电绝缘材料构成，或者可以由金属构成并且至少其安装有芯片1602的表面可以涂覆有电绝缘体。这使得由薄膜导体构成的电路板(图中未示出)能够形成于表面上。芯片1602焊接到该电路板上的接触垫，并且从支承件1601的下边缘突出的连接器1632允许控制和功率信号施加到芯片1602。每个芯片1602的激光发射元件1640可单独寻址并且被足够宽地间隔开以最小化彼此的热干扰。

图4以更大的尺寸示意性地示出了芯片1602a和1602b的两个激光发射元件阵列的相对位置，所述芯片在Y方向上彼此相邻但位于不同行上。如前所述，每个芯片具有M*N个由圆点表示的激光发射元件1640的主阵列。在示出的例子中，M和N是相等的，这里有9行和9列。在每个芯片中具有相等数量的行和列允许优化光学器件的设计。在同一行中元件间的间隔表示为A_r,而在同一列中元件间的间隔表示为a_c，这两个值在示出的例子中是彼此不同的，但它们可以是相同的。示出的阵列可以轻微歪斜使得各行与各列不是彼此垂直的。反而是各行平行于Y方向的同时各列与X方向(即与各行)轻微成角度。这使得由成像表面的(如果被连续激活的)各元件1640描绘的诸如线1644的各条线彼此足够靠近以实现高分辨率图像的打印。图4示出了在每行端部处的元件描绘了一条线，这条线离每个相邻行的相应元件描绘的那条线具有A_r/M的距离，这些线之间的间隔是图像分辨率I_r。因此，假设放大率为|1|，基于公式A_r＝M*I_r，根据所需的图像分辨率而选择A_r和M。“相应元件”指的是M*N主阵列的各个激光发射元件相对于它们各自芯片内的相邻列和/或行的元件应占据相同的行和/或列位置。在相邻芯片的环境中，相应元件在它们各自的主阵列内占据相同的行和列位置。

应该提到的是，元件可以位于列垂直于行的正方形阵列中。在这种情况下，芯片需要倾斜地安装在它们的支承件上，并且需要补偿用于激励各个元件的控制信号的时机。

从图4中可以清楚地看出，阵列1602b的标称定位使得由其左下方元件1640描绘的线理想地也应该与由阵列1602a的右上方元件描绘的线间隔开等于A_r/M的距离。因此，当芯片1602a和1602b的两个阵列的所有元件1640被激活时，将会描绘2*M*N条线，这些线均将以相邻的线之间A_r/M的距离均匀地间隔开而没有间隙。

如果希望对有缺陷元件进行补偿，阵列可以包括附加的多行激光发射元件1640，但也可以通过增加由描绘两条相邻平行线的激光发射元件产生的激光束的强度来补偿有缺陷的元件。

除了元件1640的M*N的阵列外，每个芯片具有至少一个在主阵列侧沿Y方向排列的附加列，附加列包含至少一个激光束发射元件1642。这些附加的元件1642在图4中由星形表示，以将它们与主阵列元件1640区分开。如图5所示，在一些实施方式中，提供至少两个这样的附加列，每个列具有一个元件1642，在M*N主阵列沿Y方向的每一侧上设置至少一个列。在每个主阵列的一侧或两侧上的附加列的附加激光元件1642可以定位在可以由透镜成像到成像表面上的描绘的各线之间的间隔的1/2或1/3处。此外，可以将附加元件放置在标称跨越A_r/M距离的两个阵列之间的间隙中，以便在校正相邻阵列之间的间隔误差时实现更高的灵敏度。

附加的列的任何附加的元件1642能够以距主阵列的边缘元件的任何所需距离的方式定位在列中，Y方向的距离取决于附加元件/附加列的总数，要对齐的一对芯片的两组主阵列将被绑定起来。假设在第一和第二主阵列之间有n个附加元件1642，n为正整数，每个附加元件距主阵列的边缘元件的距离或者在Y方向的彼此距离可以等于A_r/(n+1)，即，每行中相邻元件的间隔除以间隙中的附加元件的数量加1的和。考虑到X方向，各附加元件可以与它们各自主阵列的一行元件对齐，或者定位在这些行上方或下方的任何所需中间位置。优选地，附加元件1642相对于主阵列的相邻元件的定位应使热干扰最小化。值得注意的是，一个或多个附加元件可以设置在沿芯片的X方向的任何位置。

在实践中，定位在主阵列的一侧或两侧的任何额外列中的n个元件1642可以校正两个相邻芯片的边缘元件之间的标称间距的高达大约1/(n+1)的对准误差。例如，如果两个相邻芯片的边缘元件在Y方向上具有20(微米)的距离，并且在每个阵列的相邻各侧具有单个附加的激光发射元件，这些元件可以校正高达标称间距的约三分之一的间距误差，在示例性情况下大约为7(微米)。任何与芯片上所需位置(例如相对于芯片的边缘)的位置偏差或元件间的标称距离不超过10％被认为是在公差的范围内，然而，在绝大部分情况下，由于半导体制造方法的高精准度，这样的错误是不太可能发生的。

如在图4中看到的，当被激活后，这些元件1642在分别由两个芯片1602a和1602b的元件1640描绘的两组均匀分隔的平行线1644a和1644b之间描绘附加的各条线1646。

在图4中，其中一条附加线1646距由例如芯片1602a的主阵列描绘的邻近的最后一条线1644a有A_r/3M的距离，而另一条附加线则距例如由芯片1602b的主阵列描绘的邻近的第一条线1644b有A_r/3M的距离。在两个芯片1602a和1602b之间具有不对齐的情况下，除了或替代于主阵列的一些元件1640，这些元件1642被激活，以补偿阵列之间的任何不对齐，所述不对齐在打印图像中易于产生条纹，无论是由于无意的重叠导致的间隙还是黑线。

虽然本公开的本实施例中的两个附加元件1642在图4中示出为描绘两个单独的线1646，但是这两个元件的能量可以组合在成像表面上以形成单个线，其位置可通过适当地设定由每个附加元件1646发射的能量来控制。

为了使得图4中的芯片1602a和1602b如上所述那样正确地起作用，它们在Y方向上的相对位置非常重要。为了简化用于将发射的激光束聚焦在成像表面上的透镜系统的结构，采用图5所示的配置是有利的，该配置使得对应于一对芯片行的两行透镜能够自对齐。

图5示出了七个相邻的芯片1602的阵列，每个芯片都与对应的透镜1603对齐。也在图中示例性地示出了位于主阵列两侧的额外的激光元件1642。每个透镜1603构造成GRIN(梯度折射)棒，这是一种已知的透镜类型，其形状为圆柱形并具有在径向方向上的梯度折射指数。在图5示出的几何构造的情况下，任何三个双向相邻芯片1602的相应元件的相应中心名义上位于等边三角形的顶点上，在图中示出了三个标记为1650的三角形。应注意，所有三角形1650都是等边三角形。结果是，如果现在选择GRIN棒的直径等于2*N*A_r，即等于等边三角形1650的边长，或等于在同一行中相邻VCSEL芯片1602的相应激光发射元件的中心之间的标称距离，则当以最紧凑的配置堆叠时，在Y方向上将透镜阵列对准芯片的上方之后，透镜1603将自动地与它们各自的芯片正确对准。对于这种结构，棒状透镜直径D，图像分辨率Ir和激光元件阵列的尺寸之间的关系是：D＝2Ir*M*N其中，Ir是在X方向上相邻的描绘的线之间的Y方向上的间距，M是M*N主阵列中的行数，N是列数，假设绝对放大率的值为|1|。换句话说，特定实施方式中采用具有直径D的圆形横截面的GRIN棒，其中D＝2*Ar*N，并且当以两行没有间隔地堆叠时，任何两个相邻GRIN棒的中心之间的距离也等于2*Ar*N。

尽管透镜1603在图1(侧视图)和图5(横截面视图)中示意性地示出为单独的GRIN棒，但是在替代实施例中，每个芯片的激光束可以通过串联的多个透镜传输。在图2所示的简化实施例中，单个GRIN棒1603由两个相互倾斜的GRIN棒1603a和1603b代替，并且来自一个棒的光通过反射构件引导到另一个棒，在图2的示例中，反射构件由一个高折射率玻璃的棱镜1603c实现，其使光沿折叠路径行进。需要注意的是也可以使用诸如镜子等的其它反射构件。这样的构造使得彩色打印系统的各涂覆站能够以更紧凑的方式彼此靠近布置，并且允许对成像表面12上的涂层的辐照发生在更靠近压印站的压印线18的地方处。这样的折叠光路可以适配于不同的构造，并同时满足放大率和光传输的所有要求。为了使光路能够以这种方式分开，优选地选择GRIN棒的长度，使得光束在离开棒1603a并进入棒1603b时被单独准直，如图2中所示的光线所示。

由(其近端布置在距芯片1602的距离WDo处的)GRIN棒1603a引导的辐照可被相应的GRIN棒1603b捕获，该棒可收集从棒1603a出射并在同一光路上聚焦的准直光，并聚焦该光至距第二GRIN棒1603b的远端的距离WD_i处。当两个GRIN棒由相同的材料和相同的径向梯度曲线制成并且WDo＝WD_i时，可以获得Mo＝+1或-1的放大率。值得注意的是，对于直线或折叠路径光路，如果放大率的误差在±0.5％或甚至1％或2％范围内，该放大率应被视为基本上等于其标称值。

在一些实施方式中，由芯片的每个激光器元件发射的激光束的强度可以连续(以模拟方式)地调节或以离散阶梯式的方式(数字方式)进行调节。在一个实施方式中，芯片可以包括D/A转换器，以便接收数字控制信号。以这种方式，可以在多个离散阶梯中可控制地调节激光束强度，例如2,4,8,16,32......个阶梯等，并且在一些实施方式中，可以可控地设置各个激光束源以高达4096个能级或更高能级进行发射。

最低的能级被限定为0，其中各个激光元件没有被激活，最高能级被定义为1。位于其间的各个不同中间能级在打印领域可被认为是类似的“灰度级”，每个能级提供逐渐不同的强度(例如，当考虑彩色输出时的阴影)。例如，对于具有16个激活能级的激光束发射元件，0级将导致没有压印(例如在衬底留下裸露或如果衬底是白色的则留白)，而1级将导致由受到最大能量辐照的颗粒形成的发黏的膜的转印(例如，在颗粒如此着色的情况下形成全黑的点)。在先前示出的例子中，级1/16、2/16、3/16等等将对应于越来越强的包括在白色(0)和黑色(1)之间的灰色阴影。通常地，能级均匀地间隔开。

在替代的实施方式中，芯片的可单独控制的激光元件可以发射具有可变能量的激光束，该激光束可以以连续模拟方式调制。

包含这种成像站的打印系统和方法还包括能够单独控制激光元件和从其投射到移动成像表面上的光束的控制装置。

每个点的能量分布曲线图是对称的并具有逐渐减少的两侧。精确的曲线图并不重要，因为曲线图可能是高斯，正弦或甚至倒V。在任何这样的曲线图中，随着峰值强度增加，底部变宽，曲线图与阈值交叉的区域(即颗粒涂层发黏的区域)也增加直径。该能量分布的结果是成像表面的与任何一个激光发射元件的中心线不对准的点将从相邻元件接收能量。可以将两个附近的元件激活至低于使元件的中心线上的涂层颗粒发黏所需的水平，但是使得两个中心线之间的重叠区域中的累积能量上升至使涂层颗粒发黏所需的水平以上。以这样的方式，除了与激光元件的中心线相重合的光栅线之外，或者可替代地，可以在激光线的中间线之间制造光栅线。如本文所述，这种将来自相邻元件的能量进行组合的能力用于实现不同的效果。这些效果取决于成像表面结合从不同激光元件接收的能量的能力，即使在辐照时间之间存在微小差异。

在一些实施方式中，或者都选自相同的阵列或者每个元件分别选择两个相邻阵列中的至少一对激光元件以这样的方式受控，即使得它们的能量在成像表面上组合以在成像表面上的两个激光元件的图像的中心之间的点处将成像表面的温度增加到预定阈值以上，而不会在两个激光元件的至少一个图像中心处使成像表面的温度增加到后一阈值以上。

一旦成像表面或其上的颗粒单层的区域达到颗粒发黏的温度，任何进一步的温度升高都不会对转印到衬底的行为产生任何影响。然而，还应注意，随着激光强度的增加，发黏的点的尺寸也增加。

在图1和2中示出的成像站16位于压印站的上游，并且在具有这种配置的实施方式中，重要的是确保成像表面12上的膜在所述成像站和压印站之间的传输中不会失去其黏性。这可以通过使得成像站尽量靠近压印站定位而实现。图2的具有折叠光路的成像系统有助于这方面。

或者，可以组合成像站和压印站，并基本上在成像表面12被压在衬底上的同时选择性地加热成像表面12。这可以通过例如由透明材料形成的鼓10和将成像系统16置于鼓内或鼓外且在穿过鼓10而“面对”压印站的位置处来实现。“透明”是指鼓和/或成像表面的材料不会显著影响所选颗粒的辐照和/或允许传递足够的能量来使其发黏。

这种透明打印系统的一些替代实施方式在图8和9中示意性地示出，将在下面进行更详细地描述。

图1或2中所示的数字打印系统只能以一种颜色打印，但是通过使同一衬底连续通过多重涂覆、成像和压印站的布置可以实现多色打印，所述多重布置彼此同步和/或配准，并且每个布置打印不同的颜色。在这种情况下，可能需要在不同的涂覆站之间设置衬底处理站。处理站可以例如是能够在先前的压印站的出口处降低衬底的温度的冷却器。由于一些转印的膜一定程度上可能保留一些残余黏性以至于可能损害随后的不同颗粒的转印，因此通过冷却转印到衬底的膜可以有利地消除这种残留黏性。取决于热塑性聚合物，可替代通过作为固化站的处理站来实现消除任何残留黏性或将其降低至不影响该方法的水平。

此外，即使单色，打印系统也可以包括允许双面打印的双面印系统。在一些情况下，可以在衬底运输系统的层面上处理双面印，例如可以将衬底再供给到尚未打印的一面并使衬底返回到已经打印了第一面的同一处理和压印站中重新打印。在其他情况下，可以通过包括两个单独的压印站(以及它们各自的上游或下游站)来解决双面印问题，每个压印站能够在同一衬底的不同侧上进行打印。

衬底

附图中所示的打印系统不限于任何特定类型的衬底。衬底可以是单独的纸张或卡片，或者它可以具有连续卷筒纸的形式。由于软化的聚合物颗粒的薄膜被涂敷到衬底上的方式，膜倾向于驻留在衬底的表面上。这可以在一般质量的纸上的实现高质量的打印。此外，衬底的材料不必是纤维状的，而可以是任何类型的表面，例如塑料薄膜或刚性板。

压印站

图1和2所示的压印站仅包括压靠在鼓10和其外成像表面12的光滑压印筒22。在这些图中，转印构件可以是不透明的(例如，如在图6中示出的示例600中所描述的)，颗粒受到来自成像表面的前侧的辐照。压印筒22可以形成衬底输送系统的一部分，在这种情况下，其可以配备用于卡合各个衬底薄片的前缘的夹持器。在其他数字打印系统，压印筒可以具有压花表面以选择要转印到衬底20的颗粒涂层的区域。

在图8中，示例性地示出了可替代构造，其中颗粒可以受到从成像表面的后侧施加的能量，所述能量在图中以示例方式表现为激光辐照。在使用通过与转印构件的后侧进行直接热接触来向成像表面施加能量的热打印头时，也可以采用这样的构造。如果采用辐照，则转印构件必须是透明的(例如，如图7中所示出的例子700那样)。如图8A所示，涂覆站14可以用热塑性颗粒涂覆透明的转印构件700的成像表面(被显示为环带)。转印构件可以在驱动鼓30上连续地(或间歇地)循环，围绕引导辊40，以类似于先前描述的鼓10那样而在涂覆站处起作用。示意性地示出了在由连续带形成的周部内的成像站16。在该站处由成像装置发射的激光束穿过引导辊40之间形成的间隙，而投射向运行的转印构件的后侧。成像装置包括固定的可压缩元件708，其可以在压印站处接触转印构件的后侧。虽然在本图示中，两个导辊40约束了经受成像装置16并接触其可压缩元件708的转印构件的运行，但这不应被理解为限制，因为为了达到此效果可以采用一个或多个引导辊或平滑滑块。

图8B示意性地放大示出了压印线18处的该示例性打印系统。在压印线18处，转印构件700与打印衬底20和压印筒22进行接触。如可见到的，成像装置的可压缩元件708可以接触多层的转印构件，热塑性颗粒(未示出)定位在外成像表面(面对打印衬底的那面)上。如前所述，可以采用透明润滑剂730以便于转印构件的后侧在可压缩元件708上的滑动。如此选择可压缩元件708的厚度以及随所述可压缩元件形成待被使用的透明转印构件的层的厚度，使得允许由成像装置的芯片的任何激光元件发射的辐射瞄准所述转印构件的辐射吸收层704或任何足够相邻的层，以实现足够的辐射吸收,并且允许随后将热量传递给热塑性颗粒。

在图9中，示意性地示出了通过透明转印构件来对定位在成像表面上的颗粒进行后侧辐照的替代配置。透明转印构件700可以如所描述的，其中的一个例子如图7所示。在该实施方式中，在先前的图8中以708示出的可压缩元件不再与成像装置16'相关联，而是与分开的压力施加器90相关联，所述压力施加器90的可压缩区段(标识为92)用于与先前的708类似的目的。同时可以应用类似的考虑，例如可以采用润滑剂以便于转印构件后侧在压力施加器90的可压缩区段92上的滑动，可压缩区段92则可以不受到先前708的某些约束。举例来说，形成这种区段的可压缩材料不必是透明的，允许使用更宽范围的弹性体。关于成像装置16'，接触转印构件后侧的区段94不再需要是可压缩的，而是主要是透明的，以使激光束能够朝向成像表面充分传播。因此，区段94可由多种材料制成，包括例如玻璃和诸如丙烯酸树脂的透明塑料。就可选性和光学成像质量而言，相比于形成先前的可压缩元件708的可压缩的透明弹性体，这些材料通常是优选的。在图9示出的实施方式中，辐照在紧接压印线的上游进行。虽然该实施方式不如图8A中示意性示出的替代实施方式紧凑，但是它在成像装置的激光束发射元件和在转印构件内的被瞄准的吸收层之间提供了基本恒定的光学路径长度。以这种基本上不变的光学路径长度运行的打印系统将预期受益于更均匀的光点方位和更均匀的光学放大率，从而在衬底表面产生更高质量的图像。

适于本发明一些实施方式的透明润滑剂730优选地不影响发射出的辐照的光学路径。有利地，所述润滑剂相对于其促进相应的滑动的元件来说是惰性的。例如，相容的润滑剂不会以使得转印构件或可压缩元件或压力发生器中的任何一个在打印系统中不起作用的方式膨胀或以其他方式改变转印构件或可压缩元件或压力发生器的尺寸和/或任何其它所需的特性。

在本公开的描述和权利要求中，每个动词“包括”“包含”“具有”以及其同源词用于表示，该动词的一个或多个宾语不一定是部件、组件、元件、步骤或动词的一个或多个主语的部分的完整列表。

如本文所使用的，除非上下文清楚另有表示，单数形式、以及“所述”包括复数引用并指“至少一个”“一个或多个”。

位置或动作术语，诸如“上面”“下面”“右”“左”“底部”“之下”“降低的”“下”“顶部”“之上”“升高的”“高”“竖直”“水平”“前面”，“背面”“向后”“向前”“上游”和“下游”，以及其语法变形，可以仅以示例性目的用于本文，从而图示出某些组件的相对定位、布置或位移，从而表示本图示中的第一和第二组件或实现这两方面。这样的术语不一定表示，例如“底部”组件在“顶部”组件之下，就方向本身而论，组件或两者都可以翻转、旋转、空间移动、对角方向或位置上放置、水平或竖直放置或类似变形。

除非另有声明，在选择用选项列表的最后两个部件之间使用表达“和/或”表示，选择所列选项的一个或多个是合适的且可以进行的。

在本公开中，除非另有声明，更改本技术实施方式的一个或多个特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“大约”的形容词被理解为指的是，条件和特性被定义为在适用于以应用为目的的实施方式的操作容差之内，或者在正在进行的测量和/或使用的测量仪器的预期变化范围内。当术语“约”在数值之前时，意图表示+/-15％，或+/-10％，或甚至仅+/-5％，并且在某些情况下指示精确值。

当本公开已经在某些实施方式和一般相关的方法上进行了描述时，对本领域技术人员而言该实施方式和方法的变化和排列将是显而易见的。本公开理解为不受本文所描述的特定实施方式的限制。

Claims (32)

1.一种用于在衬底的表面进行热转印打印的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供转印构件，所述转印构件在所述转印构件的第一侧上具有成像表面，

b)将由热塑性聚合物形成的或涂覆有热塑性聚合物的颗粒涂覆至转印构件的成像表面,

c)基本上除去不与成像表面直接接触的所有颗粒，从而在成像表面上留下均匀的单层颗粒涂层,

d)对已涂覆的成像表面的选定区域施加能量，以加热并使涂覆选定区域的单层颗粒涂层的相应区域的颗粒发黏，以及

e)在施加能量的期间或之后，使已涂覆的成像表面的至少一部分和衬底的表面的对应的至少一部分互相挤压，从而使所述单层颗粒涂层的所述相应区域的已经发黏的颗粒转印到所述衬底的表面。

2.如权利要求1所述的方法，其中在将已经发黏的颗粒转印到所述衬底的表面之后，重复步骤b)和c)以将新的单层颗粒涂层至少涂敷到已经在步骤e)中将已经发黏的颗粒从其上转印到衬底的表面的所述选定区域，以使成像表面被均匀涂覆重新补充的单层颗粒涂层，用于打印到随后的衬底的表面上。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中步骤b)包括：

(i)将包括用于涂覆所述成像表面的所述颗粒的气体喷射流引导至所述成像表面上或中间涂敷器上，

(ii)将所述成像表面和用于涂覆所述成像表面的所述颗粒选择为疏水性的，并将包括所述颗粒的液体喷射流引导到所述成像表面或中间涂敷器上，以不润湿所述成像表面的方式来选择所述喷射流的液体。

4.如权利要求1或2所述的方法，进一步包括在用所述颗粒对所述成像表面进行所述涂覆期间或之前，对所述成像表面的至少一部分进行冷却，和/或在用所述颗粒涂覆所述成像表面之后对所述成像表面的至少一部分进行加热。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述能量施加到所述转印构件的后侧，所述后侧相反于所述第一侧。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中所施加的能量由电磁“EM”辐照组成。

7.如权利要求5所述的方法，其中所施加的能量由EM辐照组成并且所述转印构件的所述后侧对于所述EM辐照来说是透明的。

8.一种用于在衬底的表面进行热转印打印的打印设备，所述设备包括：

a)可移动的转印构件，所述转印构件在所述转印构件的第一侧上具有成像表面，

b)涂覆站，在该处由热塑性聚合物制得或由其涂覆的颗粒被涂敷至所述成像表面，并且在该处所涂敷但未与所述成像表面直接接触的颗粒从所述成像表面被移除或无法与所述成像表面粘合，使得在所述成像表面上形成均匀的单层颗粒涂层，

c)成像站，在该处将能量施加到成像表面的选定区域以使涂覆所述选定区域的单层颗粒涂层的相应区域的颗粒发黏，以及

d)压印站，在施加能量期间或之后，在该处使成像表面的至少一部分和所述衬底的表面对应的至少一部分互相挤压，从而使所述相应区域的已经发黏的颗粒转印到所述衬底的表面。

9.如权利要求8所述的打印设备，其中所述转印构件是环形的，并且在运行期间在所述转印构件的至少一部分已经经过成像和压印站之后，所述转印构件返回所述涂覆站以对待重新补充的成像表面涂覆颗粒，使得通过对成像表面的被清空颗粒的所述选定区域涂敷新的颗粒来再次提供均匀的单层，从而以备所述转印构件用于后续的打印周期。

10.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所述涂覆站包括能够将要涂敷的所述颗粒涂敷在所述成像表面上的中间涂敷器。

11.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所述成像表面是疏水的和/或带电荷的，并且其中要涂敷的所述颗粒是疏水的和/或带电荷的。

12.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所述涂覆站包括：

(i)至少一个喷头，其用于直接或间接地向成像表面涂敷流体流，在所述流体流内包括要涂敷至所述成像表面的颗粒，

(ii)围绕所述喷头并限定用于限制所述流体流的内部集气室的壳体，所述壳体具有靠近成像表面的边缘，其构造成防止颗粒从限定在所述壳体的边缘和待涂覆的表面之间的密封间隙外泄，以及

(iii)连接至所述壳体以从所述集气室抽取喷出的流体和包括于喷出流体中的颗粒的抽吸源，

其中所述抽吸源可操作以基本上抽取所有不与所述成像表面直接接触的颗粒，从而在退出设备时仅留下粘附在所述成像表面上的单层颗粒。

13.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所述能量施加到所述转印构件的后侧，所述后侧相反于所述第一侧。

14.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所施加的能量由电磁“EM”辐照组成。

15.如权利要求13所述的打印设备，其中所施加的能量由EM辐照组成并且所述转印构件的所述后侧对于所述EM辐照来说是透明的。

16.如权利要求8所述的打印设备，其中所施加的能量由包括激光辐照的EM辐照组成，并且其中所述成像站包括用于将各单独可控的激光束投射到所述成像表面的成像装置，该投射随着所述成像表面相对于所述成像装置而在参考X方向上的移动来进行，所述成像装置包括多个半导体芯片，每个所述芯片具有多个激光束发射元件，所述芯片如此安装在支承件上，使得当所述成像表面相对于所述成像站而运动时所有激光束发射元件被连续地激活，所发射的各激光束将描绘一组横跨成像表面、在所述X方向上延伸并在Y方向上具有大致均匀的间隔的平行线。

17.如权利要求16所述的打印设备，其中每个半导体芯片的单独可控的激光束发射元件被布置成M行N排的二维的主阵列，在每行中的所述元件具有均匀的间隔A_r，而在每列中的所述元件具有均匀的间隔a_c，其中，所述芯片以这样的方式安装在支承件上，即当标称放置时，在横向于所述X方向的参考Y方向上彼此相邻的每对芯片在所述X方向上彼此错开，并且当所有激光束发射元件被连续激活时，该对芯片中的两个芯片的所发射的各激光束在所述成像表面上描绘2*M*N条平行线，每一个芯片的激光束所描绘的一组M*N条线不重叠于另一个芯片的那组线，其中除了主阵列的M行N列元件，每个芯片在主阵列的至少一侧包括至少一个附加列，每个附加列包括至少一个选择性运行的激光发射元件，该激光发射元件通过描绘至少一条置于两组M*N线之间的附加线来补偿相邻芯片在支承件上的相对定位中在Y方向上的任何不对齐。

18.如权利要求17所述的打印设备，其中每个芯片的主阵列的每行中的各元件位于平行所述Y方向的线上，每个芯片的主阵列的每列中的各元件位于与所述X方向成角度地倾斜的直线上。

19.如权利要求17或18所述的打印设备，其中所述芯片在所述支承件上成对行地排列，两行中的每一行中的所有芯片的相应各激光发射元件在Y方向上彼此成直线排列。

20.如权利要求19所述的打印设备，其中在成对的两行中的各芯片如此对齐，使得在X和Y方向上的任意一组三个相邻芯片中的相应元件的各自的中心名义上位于等边三角形的顶点。

21.如权利要求16、17、18和20任一项所述的打印设备，其中为每个芯片提供对应透镜或系列透镜，以将相关芯片的所有元件发射的激光束聚焦到所述成像表面上，并且其中当所述成像表面相对于所述成像站而运动时所有激光束发射元件被连续地激活，所述聚焦的激光束会描绘一组平行线。

22.如权利要求21所述的打印设备，其中每个透镜由(i)单个GRIN棒或(ii)两个或多个的相互倾斜的GRIN棒的串联构成，其中来自该串联中的每一个GRIN棒的光通过由镜子或棱镜组成的反射构件被引导到该串联中的下一个GRIN棒。

23.如权利要求21所述的打印设备，其中每个透镜或每个系列透镜具有+1或-1的放大率。

24.如权利要求22所述的打印设备，其中所述芯片在所述支承件上成对行地排列，所述对行的每一行中的所有芯片的相应各激光发射元件在Y方向上彼此成直线排列，并且其中所述GRIN棒具有等于2*N*A_r的直径，其中A_r为每行中相邻芯片的相应元件之间的距离。

25.如权利要求16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备，其中每个芯片在主阵列中具有相等数量的行和列的激光束发射元件。

26.如权利要求16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备，其中所述支承件是用流体冷却的。

27.如权利要求16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备，其中所述支承件由刚性金属或陶瓷结构构造成，和/或其中所述支承件的表面由电绝缘体构成或涂覆有电绝缘体，并且薄膜导体形成于电绝缘表面以将电信号和功率供应至芯片。

28.如权利要求16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备，其中所述芯片是垂直腔面发射激光器VCSEL芯片的阵列。

29.如权利要求8或9所述的打印设备，其中所述成像站包括与所述转印构件的相反于所述第一侧的后侧进行热接触的热打印头，所述热打印头可操作地通过经由所述转印构件的热传递而将能量施加到所述成像表面上的颗粒。

30.如权利要求8、9、15、16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备，进一步包括冷却器和/或加热器，用于在所述成像颗粒具有涂敷至其的颗粒之前、期间或之后，对所述成像表面的温度进行修改。

31.一种转印构件，用于在所述转印构件的第一侧上接收油墨颗粒并且用于将所述油墨颗粒作为油墨图像转印至打印衬底，所述转印构件包括：

a)在所述转印构件的后侧上的支承层，所述后侧相反于所述第一侧；以及

b)设置在支承层上并与其粘合的成像层，所述成像层包括：

i)远离所述支承层的释放表面，所述释放表面位于所述第一侧上；

ii)包括所述释放表面的硅酮基质；以及

iii)具有至多100nm的平均初级粒径(D50)的炭黑颗粒；

所述炭黑颗粒如此分散在所述硅酮基质中，使得初级颗粒和二级颗粒中至少一个的平均测量粒径(D50)至多为400nm；其中所述炭黑颗粒在硅酮基质中的浓度按重量计至少为0.01％；

所述炭黑颗粒具有至少一种选自包含以下的组的结构性质：

I)挥发物含量至少为所述炭黑颗粒重量的5％；以及

II)氧含量至少为4％。

32.如权利要求31所述的用于接收油墨颗粒的转印构件，其中所述油墨颗粒由热塑性聚合物构成或涂覆有热塑性聚合物，所述转印构件用于根据权利要求8、9、15、16、17、18、20、22和24任一项所述的打印设备中。

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