CN110267820A

CN110267820A - 用于液体电子照相术(lep)打印装置的二元墨水显影(bid)组件

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Publication number: CN110267820A
Application number: CN201780085269.6A
Authority: CN
Inventors: S·张
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2019-09-20
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: EP3554845A1; EP3554845A4; US20190041771A1; US10901344B2; EP3554845B1; US10459372B2; US20200041933A1; WO2018143949A1; CN110267820B

Abstract

一种用于液体电子照相术(LEP)打印装置的二元墨水显影(BID)组件可以包括具有电绝缘外涂层的显影辊，所述外涂层从墨水供应源接收墨水并根据光电导成像滚筒上的静电图像将所接收的墨水转移到成像滚筒。在外涂层和墨水之间的边界处可以存在电荷指定的边界条件。在静电图像的背景部分处，导电墨水可以不被转移到成像滚筒。

Description

用于液体电子照相术(LEP)打印装置的二元墨水显影(BID) 组件

背景技术

诸如打印机的打印装置使用各种技术将着色剂(例如墨粉或墨水)输出到诸如纸张的介质上。电子照相术是首先由激光打印机采用的打印技术，其中根据已经在鼓上形成的静电图像将墨粉施加到鼓，并且然后转移到介质。最近，在被称为液体电子照相术(LEP)的工艺中，电子照相术已被用于与液体墨水一起使用。LEP技术可以等于或超过常规平版打印和柔版打印工艺的打印质量。

附图说明

图1是示例性液体电子照相术(LEP)打印装置的示图。

图2是示例性图像的示图。

图3是用于LEP打印装置的示例性二元墨水显影(BID)组件的示图，LEP打印装置可以在BID组件的显影辊上施加电荷特定的边界条件。

图4A是BID组件的显影辊的电绝缘外涂层、静电图像的背景部分处的打印成像板(PIP)、以及外涂层上的导电墨水上的(负)电荷的示例的示图。

图4B是BID组件的显影辊的电绝缘外涂层、静电图像的图像部分处的打印成像板(PIP)、以及外涂层上的导电墨水上的(负)电荷的示例的示图。

图5是BID组件的电绝缘涂层、静电图像的背景部分处的PIP、以及外涂层上的导电墨水之间的电场的示例性曲线图的示图。

图6是用于使用LEP打印装置形成成像的示例性方法的流程图。

具体实施方式

如背景技术中所述，液体电子照相术(LEP)是一种打印技术，其在激光打印和其它常规电子照相技术中采用液体墨水代替(典型是干的)墨粉。在LEP打印装置中，带电液体墨水被转移到被称为二元墨水显影(BID)组件的辊组件，辊组件包括显影辊并且增大了液体墨水内的诸如树脂和颜料的固体的浓度。根据BID组件，根据滚筒上的静电潜像，将墨水转移到被称为打印成像板(PIP)的光电导成像滚筒。与其它电子照相技术不同，墨水然后从PIP转移到加热的橡皮布滚筒或温热的橡皮布，其蒸发载体液体并将液体墨水转变成热熔体，其是几乎100％固体，然后墨水被最终转移到经由压印鼓推进的介质。

在BID组件之前液体墨水带负电，并且BID组件增加墨水的固体浓度。PIP也带负电，但比墨水更多，并且根据要在介质上形成的图像而选择性地放电。因此，液体墨水被吸引到已经选择性地放电的PIP区域，同时从尚未放电的那些区域排出。以这种方式，液体墨水根据要在介质上形成的图像被转移到PIP。

传统上，液体墨水本身是不导电的。最终转移到介质的墨水中的颜料可以是对应于允许在介质上创建全色图像的颜色组分的颜料。例如，不同的颜色可以是青色、品红色、黄色和黑色，或者青色、浅青色、品红色、浅品红色、黄色和黑色，以提供更准确的色彩再现。

然而，最近有兴趣在LEP打印装置内使用导电的液体墨水。这种导电墨水可以在打印的图像上提供“金属外观”的整理效果。导电墨水本身可以是金属的，以允许打印射频识别(RFID)标签、防盗标签、安全标签等。

遗憾的是，当在现有LEP打印装置内使用时，导电墨水可能导致打印伪像。在BID组件的显影辊和PIP之间可能发生墨水到图像的背景部分的不希望的转移——墨水不应该被转移。伪影是在显影辊的下一次旋转中出现的在显影辊的先前旋转时所形成的图像，当在随后的辊清洁期间没有完全去除墨水电荷时也可能出现伪影。

由于BID组件的常规操作方式而导致这种打印伪像。显影辊利用特定电压(例如-450伏)偏置，并在其外表面上具有压缩的带负电的墨水。当显影辊与PIP(其本身在诸如-1000伏的较低电压下偏置)在图像的背景部分处相遇时，在显影辊的外表面处感应出正电荷以满足显影辊的静电电压边界条件。因为导电墨水只是——导电的——该正电荷可能渗入墨水中，导致墨水极性从负变为正。对于给定的电场配置，这种墨水极性变化可能导致墨水在图像的背景部分处转移到PIP，而不是停留在显影辊上。换句话说，将显影辊偏置在特定电压可以感应出正电荷，该正电荷渗入墨水并改变其极性，导致导电墨水即使在图像的背景部分也转移到PIP上。

本文公开的技术减轻并且甚至可以消除具有导电墨水的LEP打印装置内的这种打印伪像。显影辊可以包括围绕导电橡胶辊的电绝缘外涂层，导电橡胶辊本身可以包括导电金属芯。替代将显影辊偏置在特定电压(这可能在显影辊的外表面上感应出正电荷)，本文所述的技术将负电荷置于组件的外表面上，以使墨水带负电。没有正电荷可以渗入墨水，因为在显影辊上没有正电荷。没有发生可能导致导电墨水在图像的背景部分处转移到PIP上的墨水极性变化，这样即使没有消除由这种电场引起的打印伪像，也会减轻打印伪像。

图1示出了示例性LEP打印装置100。打印装置100包括PIP 102，其更通常是光电导成像滚筒。PIP 102如箭头104所示的逆时针旋转。PIP 102旋转经过打印装置100的充电辊106，其使PIP 102带负电。当PIP 102旋转经过激光束110并且激光器110光束垂直于PIP102时，根据要在诸如纸张的打印介质上形成的图像，打印装置100的激光器108或其它放电机构经由激光束110或其它光束选择性地使PIP 102放电。因此，在PIP 102上形成静电潜像。

LEP打印装置100包括BID组件112。可以有一个以上的BID组件112，从图1中所示的BID组件112逆时针旋转地布置PIP 102。每个BID组件112对应于不同颜色或类型的墨水。BID组件112包括如箭头115所示顺时针旋转的显影辊113，以根据PIP 102上的静电图像由激光器108的激光束110将带电的液体墨水转移到PIP 102上。也就是说，在图像将形成在打印介质上的地方，其为图像的图像部分，墨水被电吸引到PIP 102，并且在图像不形成在介质上的地方，其为图像的背景部分，墨水不被电吸引到PIP 102。

PIP 102旋转经过LEP打印装置100的预转移放电单元114，其对与PIP 102上的先前静电图像的背景部分对应的剩余电荷进行放电。打印装置100包括橡皮布116，其也被称为橡皮布滚筒，其如箭头118所示的逆时针旋转。橡皮布116旋转经过加热机构120，加热机构120加热橡皮布116。加热的橡皮布116和PIP 102在它们旋转时彼此接触，将墨水从PIP102转移到加热的橡皮布116。加热的橡皮布116减少墨水的液体含量，使墨水在橡皮布116上成为粘性膜。PIP 102继续旋转经过清洁站128，其从PIP 102去除任何墨水残留物并使PIP 102准备好再次旋转经过充电辊106。例如，清洁站128可以包括用于润湿PIP 102的润湿辊、以及用于随后从PIP 102中去除湿润的墨水残留物的海绵和擦拭器。

LEP打印装置100包括压印滚筒121或压印鼓，其如箭头122所示的顺时针旋转。压印滚筒121的旋转与橡皮布116的旋转一起在箭头126所指示的方向上推进诸如纸张的打印介质124。当介质124在压印滚筒121和橡皮布116之间推进时，墨水膜抵靠压印滚筒121从橡皮布116转移到介质124上。

图2示出了可以由LEP打印装置100在打印介质124上形成的示例性图像200。图像200包括图像部分202和背景部分204。图像部分202包括图像200的与墨水对应的那些部分——即，其中通过打印装置100在打印介质124上主动打印图像200。相比之下，背景部分204包括图像200的不与墨水对应的那些部分——即，其中图像200没有被装置100主动打印。

图3示出了LEP打印装置100的示例性BID组件112。BID组件112的显影辊113包括具有导电芯辊302的导电橡胶辊308、以及围绕辊308的电绝缘外涂层306。显影辊113如箭头115所示的顺时针旋转。外涂层306具有的厚度可以在2微米或3微米到数十微米之间，例如在10到18微米之间。更一般地，外涂层306具有以微米为单位的厚度，其具有在0和1之间的量级。外涂层306可以由聚(对二甲苯)聚合物或另一种材料制成。

BID组件112包括充电辊310，其不与图1中的PIP 102的单独充电辊106混淆。当显影辊113旋转经过充电辊310时，充电辊310与电绝缘外涂层306接触并在外涂层306上放置负电荷。液体墨水320最初具有低百分比的固体，例如树脂和颜料。液体墨水320可以包括带负电的墨水颗粒和正胶束形式的抵消电荷。因此具有零总电荷的液体墨水320被泵送到BID组件112的通道304内，导致带负电的墨水颗粒和带正电的胶束由于电极301和显影辊113之间的电场而分离。当显影辊113旋转经过电极301时，外涂层306因此接收带负电的墨水320。也就是说，电极301被说成将带负电的墨水320镀覆到外涂层306上。显影辊113继续朝向BID组件112的挤压辊312旋转，该挤压辊312与外涂层306近距离接触。

当在电绝缘外涂层306上接收到液体墨水320之后，显影辊113旋转经过挤压辊312。挤压辊312减小外涂层306上的液体墨水320的厚度，这减少了墨水的液体含量。挤压辊312机械且静电地压缩墨水320。例如，墨水320的液体含量可以从最初镀覆到外涂层306上时的大约80％减少到通过挤压辊312之后的大约75％。在其外涂层306上具有厚度减小的液体墨水320的显影辊113继续旋转经过LEP打印装置100的PIP 102，其按箭头104逆时针旋转。

因此，墨水320被转移到在PIP 102上形成的静电图像200的图像部分202，如上面关于图1所述。在图像200的背景部分204处墨水320没有被转移到PIP 102，因为PIP 102上的负电荷多于显影辊113上的负电荷，并且因为所产生的电场指向PIP 102。在根据PIP 102上的静电图像200将墨水320从电绝缘外涂层306转移到PIP 102之后，显影辊113旋转经过清洁辊316，清洁辊316按箭头318逆时针旋转。清洁辊316从外涂层306去除(任何)剩余的墨水320，使显影辊113准备好下一次旋转经过充电辊310。

充电辊310的包括以及BID组件112的显影辊113的外涂层306的电绝缘性质即使没有消除墨水320到PIP 102上的不希望的转移(特别是当墨水320是导电墨水时)，也能够使该不希望的转移最小化。充电辊310不是将负电压电偏置在显影辊113上，而是在外涂层306的非导电表面上放置负电荷。如果显影辊113替代地被负电压偏置，并且如果辊113缺少电绝缘外涂层306，则感应的正电荷可能在其它情况下泄漏到导电墨水320中，导致墨水电荷从负到正“翻转”，并使墨水320在PIP 102上的静电图像200的背景部分204处转移到PIP102上。

显影辊113的橡胶辊308可以是导电的，因为由于外涂层306的存在它不与墨水320直接接触。辊308是橡胶可以为BID组件112的显影辊113提供一定程度的柔韧性或柔软性。这种柔韧性或柔软性可以减少在外涂层306与PIP 102接触时产生的机械问题的可能性，特别是在外涂层306本身是硬涂层的情况下。

图4A示出了在图3中的显影辊113与PIP 102接触的位置处的形成在PIP 102上的静电图像200的背景部分204处的静电电荷的示例，其中PIP 102与具有导电墨水层320层的电绝缘外涂层306有关。因此，图4A示出了在BID组件112的显影辊113的外涂层306与墨水320之间的边界处的电荷指定的边界条件。图4A关于形成在PIP 102上的静电图像200的背景部分204示出了PIP 102，因为PIP 102仍具有由图1的充电辊106放置的负电荷404。通过比较，形成在PIP 102上的图像200的图像部分202将不具有任何负电荷，因为PIP 102在图像200的图像部分202处被光学放电，这随后与下文的图4B相关。

显影辊113的电绝缘外涂层306具有由图3的充电辊310放置的负电荷408。换句话说，显影辊113不被负电压偏置(并且其外涂层306不导电)。因此，静电地，墨水320和外涂层306之间的边界条件是电荷指定的静电边界条件，因为放置在外涂层306上的电荷被指定(并保持)。边界条件不是电压指定的静电边界条件，如果没有外绝缘涂层306并且被所保持的指定负电压偏置，情况也是如此。

导电墨水320在其整个体积中具有负电荷406。在图4A内，因此没有正电荷；因此，没有正电荷可以转移到包括外涂层306的BID组件112内的墨水320。相比之下，如果不存在外绝缘涂层306并且显影辊113替代地被负电压偏置，则维持墨水320和显影辊113之间的电压指定的静电边界条件将导致在外涂层306处感应出正电荷。这种正电荷可能泄漏到墨水320中，因为墨水320是导电的，从而导致墨水320即使在静电图像200的背景部分204处也转移到PIP 102，因为墨水320将变为正，并且因此不会从PIP 102上的负电荷406排出。

在图4A中，产生的电场410从BID组件112的外涂层306向下引导通过导电墨水320并朝向PIP 102。这是因为在图像200的背景部分202处外涂层306上的电荷比PIP 102上的电荷密度小。因此，所产生的静电力412从PIP 102朝向外涂层306向上引导。因此，墨水320保留在外涂层306上并且不会转移到PIP 102，因为静电力412朝向外涂层306向上引导而不是朝向PIP 102向下引导。

与图4A相比，图4B示出了在图3中的显影辊113与PIP 102接触的位置处的形成在PIP 102上的静电图像200的图像部分202处的静电电荷的示例，其中PIP 102与具有导电墨水层320层的电绝缘外涂层306有关。因此，图4B示出了在BID组件112的显影辊113的外涂层306与墨水320之间的边界处的电荷指定的边界条件。图4B关于形成在PIP 102上的静电图像200的图像部分202示出了PIP 102，因为PIP 102不再具有由图1的充电辊106放置的负电荷。相比之下，形成在PIP 102上的图像200的背景部分204将具有负电荷，因为PIP 102不在图像200的背景部分204处光学放电，如先前关于图4A所述的。

显影辊113的电绝缘外涂层306再次具有由图3的充电辊310放置的负电荷408。如在图4A中一样，换言之，图4B中的显影辊113不是被负电压偏置(并且其外涂层306不导电)。因此，静电地，在图4B中墨水320和外涂层306之间的边界条件是电荷指定的静电边界条件，因为放置在外涂层306上的电荷被指定(并保持)。边界条件不是电压指定的静电边界条件，如果外涂层306是导电的并且被所保持的指定负电压偏置，情况也是如此。

在图4B中导电墨水320在其整个体积中也具有负电荷406。如图1中所示。如在图4A中一样，在图4B内因此没有正电荷；因此，没有正电荷可以转移到包括外涂层306的BID组件112内的墨水320。然而，在图4B中，所产生的电场450从显影辊113的外涂层306通过导电墨水320朝向PIP 102向上引导。这是因为在图像200的图像部分202处，在PIP 102上没有电荷，而在外涂层306上存在负电荷408。因此，所产生的静电力452在图4A中从外涂层306朝向PIP 102向下引导。因此，由于静电力102朝向PIP 102向下引导，墨水320从外涂层306转移到PIP 102。

图5示出了在图3中的显影辊113与PIP 102接触的位置处的形成在PIP 102上的静电图像200的背景部分204处的图4的场景中的电场的示例性曲线图500，其中PIP 102与具有导电墨水层320层的电绝缘外涂层306有关。曲线图500的轴502表示距离，并且在空间上分成对应于PIP 102、墨水320和电绝缘涂层306的区域。曲线图500的轴504表示电场，其具有在图5中特别指出的零电场(即，无电场)。

实线508指示PIP 102、导电墨水320和BID组件112的电绝缘外涂层306之间的电场。在PIP 102处，电场为正，并且在PIP 102和导电墨水320之间的边界处，电场减小并变为负。电场朝向负的这种不连续性是PIP 102上的负表面电荷的表示。导电墨水320可以具有非导电部分，该非导电部分可以具有电荷，以使墨水320的电荷作为整体呈现。非导电部分可以是带电聚合物，其可以在打印工艺的后期部分中去除。在PIP 102附近的导电墨水320的导电部分内，电场变为零，因为该部分是导电的。具有电荷的导电墨水320的非导电部分可以分布在墨水320的整个体积中，使得电荷本身分布在整个体积中，导致电场缓慢降低(即，对于恒定体积分布，线性降低)。在墨水320和电绝缘外涂层306之间的边界处，电场表现出另一种负的不连续性，其表示BID组件112的显影辊113的电绝缘外涂层306上的负表面电荷。

因此，实线508描绘了导电墨水320内的电场没有增强。相比之下，如果没有外绝缘涂层306，并且如果显影辊113被根据电压指定的静电边界的电压偏置，则导电墨水320的非导电部分处的电场将增加。这是因为所施加的电压特定边界条件指定了较高的电场以补偿墨水320的导电部分内的零电场。电场的这种增强可以导致墨水320的非导电部分以及墨水320内的电介质载体流体(例如，异石蜡流体)的电击穿，并且因此，可以使墨水320带正电。然后，所得到的带正电的墨水320可以在静电图像200的背景部分204处转移到PIP 102上。这样一来，图5示出了将电荷放置在显影辊113的电绝缘外涂层306上、而不是将电压偏置在缺少电绝缘的外涂层306的显影辊113上，可以如何使(如果没有消除)导电墨水320内的电场增强最小化。最小化或消除该电场增强又减少或消除了在静电形成PIP 102上的图像200的背景部分204处导电墨水320向PIP 102的转移。

图6示出了用于使用LEP打印装置100在打印介质124上打印图像200的示例性方法600。BID组件112的显影辊113的电绝缘外涂层306接收导电墨水320(602)。根据静电图像200将墨水320从BID组件112的显影辊113的外涂层306转移到PIP 102(604)。如上所述，墨水320在图像200的图像部分202处被转移到PIP 102，并且不转移到图像200的背景部分204。然后，墨水320从PIP 102转移到加热的橡皮布116(606)。压印滚筒121使介质124在滚筒121和橡皮布116之间推进，使得加热的墨水320从橡皮布116转移到介质124。

Claims

1.一种二元墨水显影(BID)组件，包括：

可旋转的显影辊；以及

所述显影辊的电绝缘外涂层，在芯辊旋转时，所述电绝缘外涂层从墨水供应源接收墨水并根据光电导成像滚筒上的静电图像将所接收的墨水转移到所述成像滚筒。

2.根据权利要求1所述的BID组件，还包括：

充电辊，其与所述电绝缘外涂层接触，以在所述外涂层接收所述墨水之前在所述外涂层上放置电荷，

其中，所述外涂层在所述BID组件内未被电压偏置。

3.根据权利要求2所述的BID组件，其中，在向所述外涂层提供所述墨水时，所述充电辊和所述电绝缘外涂层在所述外涂层和所述墨水之间的边界处提供电荷指定的静电边界条件，而不是在所述边界处提供电压指定的静电边界条件。

4.根据权利要求3所述的BID组件，其中，所述电荷指定的静电边界条件确保在所述边界处不在所述电绝缘外涂层上提供正电荷。

5.根据权利要求2所述的BID组件，其中，在将所述墨水提供到所述电绝缘外涂层时，所述充电辊和所述电绝缘外涂层使所述墨水内的电场增强最小化。

6.根据权利要求1所述的BID组件，其中，所述电绝缘外涂层具有以微米为单位的厚度，所述厚度具有在0和1之间的数量级。

7.根据权利要求1所述的BID组件，还包括：

挤压辊，其与所述电绝缘外涂层可旋转地接触，以在将所接收的墨水转移到所述光电导成像滚筒之前减小在所述外涂层上接收的所述墨水的厚度；以及

清洁辊，其与所述外涂层可旋转地接触，以在将所接收的墨水转移到所述成像滚筒之后从所述外涂层去除任何残留的墨水。

8.一种液体电子照相术(LEP)打印装置，包括：

二元墨水显影(BID)组件，其用于从墨水供应源接收墨水，并且在向所述BID组件提供所述墨水时，在所述BID组件和所述墨水之间的边界处具有电荷指定的静电边界条件；以及

光电导成像滚筒，所述BID组件根据所述成像滚筒上的静电图像向所述成像滚筒转移所述墨水。

9.根据权利要求8所述的LEP打印装置，其中，所述BID组件包括：

显影辊；

所述显影辊的电绝缘外涂层；以及

充电辊，其与所述电绝缘外涂层接触，以在所述外涂层上放置电荷，

其中，所述外涂层和所述充电辊在所述边界处提供所述电荷指定的静电边界条件。

10.根据权利要求8所述的LEP打印装置，其中，所述电荷指定的静电边界条件确保在所述边界处不在所述BID组件上提供正电荷。

11.根据权利要求8所述的LEP打印装置，其中，在将所述墨水提供到所述BID组件时，所述BID组件使所述墨水内的电场增强最小化。

12.根据权利要求8所述的LEP打印装置，其中，所述电荷指定的静电边界条件使在所述静电图像的背景部分处的转移到所述成像滚筒的墨水最小化。

13.根据权利要求8所述的LEP打印装置，其中，由所述墨水供应源提供到所述BID组件的所述墨水是导电墨水，

其中，没有正电荷通过所述BID组件转移到所述导电墨水。

14.一种方法，包括：

通过液体电子照相术(LEP)打印装置的二元墨水显影(BID)组件的显影辊接收导电墨水，同时所述显影辊与光电导成像滚筒可旋转地接触；以及

根据所述成像滚筒上的静电图像将所接收的导电墨水从所述显影辊转移到所述成像滚筒，而在所述静电图像的背景部分处没有任何导电墨水转移到所述成像滚筒。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，没有正电荷转移到所述BID组件内的所述导电墨水。