CN110192156B - 用于液体电子照相印刷的显影器辊 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，一种用于液体电子照相印刷的显影器辊包括柱形金属内芯、围绕内芯的刚性导电塑料外芯和围绕外芯的柔性外部。

Description

用于液体电子照相印刷的显影器辊

背景技术

液体电子照相(LEP)印刷使用特殊种类的墨在纸张和其他印刷基材上形成图像。LEP墨通常包括分散在载液中的带电聚合物颗粒。聚合物颗粒有时被称为调色剂颗粒，因此，LEP墨有时被称为液体调色剂。LEP墨还可以包括电荷控制剂，以有助于控制颗粒上电荷的大小和极性。LEP印刷工艺包括将所需印刷图像的静电图案放置在光电导体上，并通过向带电光电导体提供薄层LEP墨来显影图像。墨可以通过通常称为“显影器辊”的辊被提供到光电导体。墨中的带电调色剂颗粒粘附到光电导体上所需图像的图案。墨图像例如通过蒸发许多载液以干燥墨膜的受热中间转印构件从光电导体转印到印刷基材，然后该墨图像在它通过中间转印构件和压力辊之间的辊隙时从光电导体转印到印刷基材。

附图说明

图1是示出用于液体电子照相印刷的显影器辊的一个示例的等距视图。

图2是沿图1中的线2-2截取的等距剖视图。

图3是更详细地示出图1和图2的示例辊的一个端部的局部剖视图。

图4是示出用于液体电子照相印刷的显影器辊的另一个示例的局部剖视图。

图5是示出用于液体电子照相印刷的显影器单元的等距视图，该液体电子照相印刷实施图1至图3中示出的示例显影器辊。

图6是沿图5中的线6-6截取的剖视图。

在整个附图中，相同的零件号表示相同或相似的零件。附图不一定是按比例绘制。

具体实施方式

在液体电子照相印刷中，LEP墨薄膜被涂敷到显影器辊的外部，然后该LEP墨薄膜在显影器辊和光电导体之间的辊隙处提供给光电导体。一些LEP印刷机使用显影器辊，该显影器辊包括由聚氨酯外部覆盖的铝芯或钢芯。围绕铝芯或钢芯形成的聚氨酯易受由于不需要的离子迁移造成的解聚影响。化学镀镍可以用于使解聚的风险最小化。然而，即使镀镍，聚氨酯外部仍然易受解聚影响，特别是在炎热潮湿的环境中。此外，聚氨酯不能很好地粘附到化学镀镍，使得聚氨酯外部对从芯上分离敏感。因此，为了更好的粘合，聚氨酯外部包裹在芯的端部上。金属芯的每个端部的拐角都是圆形的，以容纳聚氨酯包裹物。圆形拐角削弱辊端部的电场，这缩短辊的可用长度。

已经开发一种用于液体电子照相印刷的新型显影器辊，其中刚性导电塑料层夹在金属芯和聚氨酯外部之间，以提高粘合并减少聚氨酯的解聚，而不降低辊的机械特性或电特性。在一个示例中，碳纤维填充聚苯硫醚(PPS)或其他合适刚性塑料直接形成在金属芯上，然后聚氨酯外部直接涂敷到该塑料。该塑料为聚氨酯外部提供良好的粘合，而没有可能导致解聚的离子迁移风险，并且碳纤维填料和塑料与金属芯的紧密接触提供良好的芯导电性和机械强度。此外，聚氨酯与塑料的更好粘合允许在芯的端部具有更尖锐的拐角，从而延长辊的可用长度。

在附图中示出并在下面描述的这个和其他示例说明但不限制本专利的范围，该范围在随附本说明书的权利要求中限定。

如本文件使用的，“导电”是指电阻率低于1kΩ·cm；并且“电阻”是指电阻率至少为10kΩ·cm。

图1示出用于液体电子照相印刷的显影器辊10的一个示例。图2是沿着图1中的线2-2截取的等距剖视图。图3是更详细地示出辊10的一个端部的局部剖视图。参见图1至图3，辊10包括刚性导电芯12和围绕芯12的柔性(compliant)电阻外部14。芯12包括柱形金属内芯16和围绕内芯16的刚性导电塑料外芯18。在该示例中，外芯18直接形成在内芯16上而没有中间材料，以有助于提供内芯16和外芯18之间的良好电连接并有助于保持芯12的期望机械刚性。同样在这个示例中，柔性外部14直接形成在外芯18上，以有助于降低分离的风险。虽然在一些实施方式中可能包括中间材料，例如粘合剂，但是预期通常可希望避免中间材料以获得更好的机械性能和电性能。

在印刷期间，导电芯12向外部14提供工作电压。因此，外芯18的电阻率应该是低的，并且内芯16和外芯18之间的电导率应该是高的。外芯18还应该为外部14提供良好的粘合基础。尽管可以使用任何合适的刚性导电塑料，但是预期直接在芯12上铸造、模制或以其他方式形成的碳填充塑料将为许多液体电子照相印刷应用提供所需的导电性和机械刚性。在图1至图3示出的示例中，内芯16被配置为实心铝或其他合适的金属柱体20，其中在每个端部24、26具有一体的轴22。在图4示出的示例中，内芯16被配置为中空钢或其他合适的金属柱体20，其中在附接到柱体20的离散端板上具有轴22。外芯18被配置为围绕柱体20并覆盖每个端部24、26的硬塑料外壳28。外部14覆盖外壳28。因此，聚氨酯外部14不接触金属内芯16。

围绕柱形内芯16形成的硬塑料外壳28允许在内芯柱体20的每个端部24、26处具有相对尖锐的拐角30。例如，如图1至图4示出的，聚氨酯外部14可以围绕拐角30固定地形成在碳纤维填充聚苯硫醚(PPS)外芯18上，该拐角半径为0.5mm，相比之下，聚氨酯外部直接围绕金属芯形成的拐角半径至少为2.0mm。拐角30处的较小半径能够在每个端部32、34处产生较强的电场，从而延长辊10的可用长度。拐角30处的较小半径也使得在每个端部32、34处能够具有较薄的聚氨酯包裹物36。例如，具有0.5mm厚包裹物36的聚氨酯外部14可以用于图1至图4示出的构造中，相比之下，3.0mm厚的包裹物用于将聚氨酯外部直接固定在具有较大半径拐角的金属芯上。在一些实施方式中，可希望完全消除端部包裹物36，截断外芯18的端部或其附近的外部14。

尽管任何合适的柔性电阻材料都可以用于外部14，但是预期电阻率至少为0.5MΩ·cm的聚氨酯外部14将适用于许多液体电子照相印刷的应用，以匹配现有显影器辊上的外部的特性。类似地，尽管任何合适的刚性导电塑料可以用于外芯16，但是预期电阻率低于1.0kΩ·cm的碳填充PPS、聚碳酸酯、聚酰胺或聚醚酰亚胺将能够实现与现有显影器辊相当的性能，以用于无缝集成到现有的LEP印刷机和LEP印刷工艺中。例如，测试表明，由填充有约50％重量的碳纤维的PPS制成的外芯18，其电阻率低于100Ω·cm，铸造为直接围绕实心柱形铝内芯14，该外芯18提供机械特性和电特性，使得其性能可与现有的具有实心金属芯的显影器辊相当。

刚性塑料碳填充芯18和聚氨酯外部14之间的界面比金属-聚氨酯界面更稳定，降低在储存过程中可能导致褪色斑点(reversion spot)或染色的解聚风险。塑料芯18还减少或消除对金属芯16进行化学镀镍的需要，从而降低成本，而提高聚氨酯外部和芯之间的粘合。

图5是示出用于液体电子照相印刷机的显影器单元40的等距视图，该液体电子照相印刷机实施图1至图3示出的示例显影器辊10。图6是沿图5中的线6-6截取的剖视图。用于LEP印刷机的显影器单元通常被称为“二进制墨显影器”或“BID”。LEP印刷机可以包括多个BID，例如每种颜色墨配备一个BID。

参见图5和图6，显影器单元10包括容纳显影器辊10、刮擦器辊44、清洁器辊46和海绵辊48的壳体42。显影器辊10暴露在壳体12外部，以将LEP墨52的膜50提供到如图6中示出的光电导体54。如图6中图解地示出的，LEP墨52可以从外部储存器58通过入口60泵送到显影器单元10中的本地(local)供应腔室56。此外，多余的墨52可以回收并收集在本地返回腔室62中，并通过出口64返回到储存器58。

具体参见图6，在操作中，根据一个示例，供应腔室56被加压以迫使墨52向上通过通道66到达带电显影器辊10，如流向箭头68示出的。薄层墨沿着电极70被电涂敷到旋转显影器辊10的表面。显影器辊10和电极70之间的电压差导致LEP墨中的带电颗粒粘附到辊10。刮擦器辊44也被充电为与显影器辊10不同的电压。刮擦器辊44随着显影器辊10旋转，以从辊10上的墨中刮擦多余的载液，而墨中的带电颗粒继续粘附到显影器辊10。在示出的示例中，显影器辊10顺时针旋转(箭头71)，并且刮擦器辊44逆时针旋转(箭头72)，使得表面在辊10和辊44之间的界面处在相同方向上移动。

显影器辊10上现在较浓的墨膜50被提供给光电导体54，在光电导体54上，一些墨根据光电导体上静电潜像的图案转印为期望的墨图像74。带电清洁器辊46随着显影器辊10旋转，以从辊10电移除残留墨。在示出的示例中，清洁器辊46逆时针旋转(箭头76)，使得表面在辊10和辊46之间的界面处在相同方向上移动。在这个示例中，清洁器辊46利用所谓的“海绵”辊48擦拭，该“海绵”辊48抵靠清洁器辊46旋转。在示出的示例中，海绵辊48逆时针旋转(箭头78)，使得表面在辊46和辊48之间的界面处在相反方向上移动。一些墨残留物可能被吸收在海绵辊48中，而一些墨可能离开。墨通过与腔室壁和/或与挤压器辊(未示出)接触从海绵辊48移除。如流向箭头80示出的，多余的载液和墨排放到返回腔室62，在该返回腔室62，它可以再循环到储存器58。

如上所述，在附图中示出并在此描述的示例说明但不限制本专利的范围，该范围在随附权利要求中限定。

权利要求中使用的“一”、“一个”和“所述”是指一个或多个。

Claims (14)

1.一种用于液体电子照相印刷的显影器辊，包括:

导电柱体；

围绕所述导电柱体的柔性外部，用于在印刷期间向光电导体提供液体电子照相墨膜；和

夹在所述导电柱体和所述柔性外部之间并且覆盖所述导电柱体的每个端部的刚性导电塑料。

2.根据权利要求1所述的显影器辊，其中所述刚性导电塑料具有低于100Ω·cm的电阻率。

3.根据权利要求2所述的显影器辊，其中所述柔性外部包括电阻率至少为0.5MΩ·cm的电阻外部。

4.根据权利要求1所述的显影器辊，其中所述刚性导电塑料包括碳填充塑料。

5.根据权利要求4所述的显影器辊，其中所述碳填充塑料包括碳纤维。

6.根据权利要求1所述的显影器辊，其中所述柔性外部覆盖所述刚性导电塑料的每个端部，所述刚性导电塑料覆盖所述导电柱体的每个端部。

7.根据权利要求6所述的显影器辊，包括轴，所述轴从所述导电柱体的每个端部轴向延伸穿过所述刚性导电塑料，使得在每个轴和所述柔性外部之间有刚性导电塑料。

8.一种用于液体电子照相印刷的显影器辊，包括:

多部分刚性导电芯，包括柱形金属内芯和围绕所述柱形金属内芯的刚性导电塑料外芯，其中所述刚性导电塑料外芯覆盖所述柱形金属内芯的每个端部；和

围绕所述刚性导电塑料外芯的电阻柔性外部。

9.根据权利要求8所述的显影器辊，其中:

所述刚性导电塑料外芯直接形成在所述柱形金属内芯上；并且

所述电阻柔性外部直接形成在所述刚性导电塑料外芯上。

10.根据权利要求9所述的显影器辊，其中:

所述刚性导电塑料外芯是在所述柱形金属内芯上的碳填充塑料层；并且

所述电阻柔性外部是在所述碳填充塑料层上的聚氨酯外部。

11.根据权利要求10所述的显影器辊，其中:

所述碳填充塑料层覆盖所述柱形金属内芯的每个端部；并且

所述聚氨酯外部包裹在所述碳填充塑料层的每个端部上。

12.根据权利要求11所述的显影器辊，包括轴，所述轴从所述柱形金属内芯的每个端部轴向延伸穿过所述碳填充塑料层，使得在每个轴和所述聚氨酯外部之间有碳填充塑料。

13.一种用于液体电子照相印刷机的显影器单元，包括：

显影器辊，用于向光电导体提供LEP墨；和

刮擦器辊，用于刮擦所述显影器辊上的所述LEP墨；

所述显影器辊包括多部分刚性导电芯，所述显影器辊包括:

柱形金属内芯和围绕所述柱形金属内芯的刚性导电塑料外芯，其中所述刚性导电塑料外芯覆盖所述柱形金属内芯的每个端部；和

围绕所述刚性导电塑料外芯的柔性外部。

14.根据权利要求13所述的显影器单元，其中:

所述刚性导电塑料外芯是在所述柱形金属内芯上的碳填充塑料；并且

所述柔性外部是在所述刚性导电塑料外芯上的聚氨酯。

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