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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen wässrige indirekte Tintenstrahldrucker und genauer die Oberflächenvorbereitung für den Tintenstrahldruck mit wässriger Tinte.
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HINTERGRUND
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Im Allgemeinen weisen Tintenstrahldruckmaschinen oder -drucker mindestens einen Druckkopf auf, der Tropfen oder Strahle von flüssiger Tinte auf eine Aufzeichnungs- oder Bilderzeugungsoberfläche ausstößt. Ein wässriger Tintenstrahldrucker verwendet wasserbasierte oder lösungsmittelbasierte Tinten, in denen Pigmente oder andere Farbstoffe suspendiert oder gelöst sind. Nachdem die wässrige Tinte von einem Druckkopf auf eine Bildaufnahmeoberfläche ausgestoßen wird, wird das Wasser oder Lösungsmittel verdampft, um das Tintenbild auf der Bildaufnahmeoberfläche zu stabilisieren. Wenn wässrige Tinte direkt auf Medien ausgestoßen wird, durchdringt die wässrige Tinte tendenziell die Medien, wenn diese wie Papier porös sind, und verändern die physikalischen Eigenschaften der Medien. Da die Verteilung der Tintentröpfchen, die auf die Medien auftreffen, von den Medienoberflächeneigenschaften und der Porosität abhängig ist, ist die Druckqualität nicht einheitlich. Um dieses Problem in Angriff zu nehmen, wurden indirekte Drucker entwickelt, die Tinte auf ein Drucktuch ausstoßen, das an einer Trommel oder einem Endlosband befestigt ist. Die Tinte wird auf dem Tuch getrocknet und dann auf Medien übertragen. Ein solcher Drucker weist keinerlei Veränderungen hinsichtlich der Bildqualität, Tropfenverteilung und der Medieneigenschaften auf, die als Reaktion auf den Kontakt der Medien mit Wasser oder Lösungsmittel in wässriger Tinte auftreten. Indirekte Drucker reduzieren auch die Auswirkungen von Variationen im Hinblick auf andere Medieneigenschaften, die aus der Verwendung von ganz unterschiedlichen Papiertypen und Filmen resultieren, die zum Halten der endgültigen Tintenbilder verwendet werden.
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Beim indirekten Drucken mit wässriger Tinte wird eine wässrige Tinte auf eine Bildgebungszwischenoberfläche, die typischerweise als Tuch bezeichnet wird, gespritzt und die Tinte wird teilweise auf dem Tuch getrocknet, bevor sie das Bild an einem Mediensubstrat wie einem Papierbogen transfixiert. Um eine hervorragende Druckqualität sicherzustellen, müssen sich die Tintentropfen, die auf das Tuch gespritzt werden, verteilen und dürfen vor dem Trocknen nicht zusammenlaufen. Anderenfalls erscheinen die Tintenbilder körnig und weisen Löschungen auf. Eine unzulängliche Verteilung kann auch bewirken, dass fehlende oder misslungene Tintenstrahle in den Druckköpfen Streifen in dem Tintenbild erzeugen. Die Verteilung von wässriger Tinte wird durch Materialien mit einer hohen Oberflächenenergie ermöglicht. Zur Ermöglichung der Übertragung des Tintenbildes von dem Tuch auf das Mediensubstrat wird jedoch ein Tuch bevorzugt, das eine Oberfläche mit einer relativ geringen Oberflächenenergie aufweist. Diese vollkommen entgegengesetzten und konkurrierenden Eigenschaften für eine Tuchoberfläche machen die Auswahl von Materialien für Tücher schwierig. Die Verringerung der Tintentropfen-Oberflächenspannung ist hilfreich, jedoch ist die Verteilung für eine angemessene Bildqualität im Allgemeinen noch immer unzureichend. Offline-Sauerstoffplasmabehandlungen von Tuchmaterialien, welche die Oberflächenenergie des Tuchs erhöhen, wurden ausprobiert und haben sich als wirksam erwiesen. Der Nutzen einer solchen Offline-Behandlung kann aufgrund von Oberflächenkontamination, Abrieb und Alterung im Laufe der Zeit von kurzer Dauer sein.
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Eine Herausforderung im Zusammenhang mit indirekten wässrigen Tintenstrahldruckprozessen betrifft die Verteilung von Tintentropfen während des Druckprozesses. Indirekte Bildaufnahmeelemente werden aus Materialien mit geringer Oberflächenenergie gebildet, welche die Übertragung von Tinte von der Oberfläche des indirekten Bildaufnahmeelements auf das Druckmedium, welches das endgültige Druckbild aufnimmt, unterstützen. Materialien mit geringer Oberflächenenergie fördern jedoch tendenziell auch die „Tröpfchenbildung“ einzelner Tintentropfen auf der Bildaufnahmeoberfläche. Da ein Drucker die wässrigen Tintentropfen vor der Übertragung der Tintentropfen auf das Druckmedium teilweise trocknet, hat die wässrige Tinte keine Gelegenheit, sich während des Druckprozesses zu verteilen. Das resultierende Druckbild kann körnig erscheinen, wobei durchgezogene Linien oder durchgezogene Druckbereiche als eine Reihe von Punkten anstatt als kontinuierliche Merkmale in dem endgültigen Druckbild wiedergegeben werden. Folglich wären Verbesserungen an indirekten Tintenstrahldruckern, welche die Verteilungseigenschaften von wässrigen Tintentropfen während eines indirekten Druckprozesses verbessern, vorteilhaft.
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In einer Ausführungsform bildet ein indirekter Tintenstrahldrucker Druckbilder unter Verwendung einer hydrophilen Zusammensetzung und wässriger Tinte. Der Drucker weist ein indirektes Bildaufnahmeelement, das eine Bildaufnahmeoberfläche aufweist, die konfiguriert ist, sich in einer Verarbeitungsrichtung in dem Tintenstrahldrucker zu bewegen, eine Oberflächeninstandhaltungseinheit, die konfiguriert ist, eine Schicht einer hydrophilen Zusammensetzung, die einen flüssigen Träger und ein Absorptionsmittel umfasst, auf die Bildaufnahmeoberfläche aufzutragen, einen Trockner, der angeordnet und konfiguriert ist, mindestens einen Anteil des flüssigen Trägers von der Schicht von hydrophiler Zusammensetzung zu entfernen, nachdem die Oberflächeninstandhaltungseinheit die hydrophile Zusammensetzung auf die Bildaufnahmeoberfläche aufgetragen hat, um eine getrocknete Schicht des Absorptionsmittels zu bilden, mehrere Tintenstrahle, die konfiguriert sind, wässrige Tinte auf die Bildaufnahmeoberfläche auszustoßen, um ein wässriges Tintenbild auf der Bildaufnahmeoberfläche zu bilden, und ein Transfixierelement auf, welches das Bildaufnahmeelement in Eingriff bringt, um einen Transfixierwalzenspalt zu bilden, wobei das Transfixierelement konfiguriert ist, Druck auf ein Druckmedium aufzubringen, das sich durch den Transfixierwalzenspalt bewegt, um das wässrige Tintenbild und mindestens einen Abschnitt der getrockneten Schicht an einer Oberfläche des Druckmediums zu transfixieren.
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1 ist eine schematische Zeichnung eines wässrigen indirekten Tintenstrahldruckers, der Blattmedien bedruckt.
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2 ist eine schematische Zeichnung eines wässrigen indirekten Tintenstrahldruckers, der eine kontinuierliche Bahn bedruckt.
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3 ist ein schematisches Diagramm eines Tintenstrahldruckers, der ein indirektes Endlosband-Bildaufnahmeelement aufweist.
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4 ist eine schematische Zeichnung einer Oberflächeninstandhaltungseinheit, die eine hydrophile Zusammensetzung auf eine Oberfläche eines indirekten Bildaufnahmeelements in einem Tintenstrahldrucker aufträgt.
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5A ist eine Seitenansicht einer hydrophilen Zusammensetzung, die auf der Oberfläche eines indirekten Bildaufnahmeelements in einem Tintenstrahldrucker gebildet ist.
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5B ist eine Seitenansicht einer getrockneten hydrophilen Zusammensetzung auf der Oberfläche des indirekten Bildaufnahmeelements, nachdem ein Trockner einen Anteil eines flüssigen Trägers in der hydrophilen Zusammensetzung entfernt.
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5C ist eine Seitenansicht eines Abschnitts eines wässrigen Tintenbildes, der auf der getrockneten hydrophilen Zusammensetzung auf der Oberfläche des indirekten Bildaufnahmeelements gebildet ist.
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5D ist eine Seitenansicht eines Abschnitts des wässrigen Tintenbildes, der auf der getrockneten hydrophilen Zusammensetzung gebildet ist, nachdem ein Trockner in dem Drucker einen Anteil des Wassers in der wässrigen Tinte entfernt.
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5E ist eine Seitenansicht eines Druckmediums, welches das wässrige Tintenbild und einen Abschnitt der getrockneten Schicht der hydrophilen Zusammensetzung nach einem Transfixiervorgang in dem Tintenstrahldrucker aufnimmt.
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6A ist eine Seitenansicht einer Bildaufnahmeoberfläche, die mit einer getrockneten Schicht von Absorptionsmittel während eines Mehrfarbdruckprozesses bedeckt ist.
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6B ist eine Seitenansicht der Bildaufnahmeoberfläche aus 6A nach einem Teiltrocknungsprozess für ein mehrfarbiges Tintenbild, das auf der getrockneten Schicht gebildet ist.
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6C ist eine Seitenansicht eines Druckmediums nach der Übertragung des mehrfarbigen Druckbildes auf das Druckmedium.
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7 ist ein Blockdiagramm eines Prozesses für Druckbilder in einem indirekten Tintenstrahldrucker, der wässrige Tinten verwendet.
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8 ist eine Darstellung von Tintentropfen, die auf Bildaufnahmeoberflächen mit geringer Oberflächenenergie gebildet sind, und von Tintentropfen, die auf einer Schicht einer hydrophilen Zusammensetzung gebildet sind, die auf einer indirekten Bildaufnahmeoberfläche gebildet ist.
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Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „hydrophil“ auf eine beliebige Zusammensetzung oder Verbindung, die Wassermoleküle oder andere Lösungsmittel anzieht, die in wässriger Tinte verwendet werden. Wie hier verwendet, bezieht sich eine Bezugnahme auf eine hydrophile Zusammensetzung auf einen flüssigen Träger, der ein hydrophiles Absorptionsmittel trägt. Beispiele von flüssigen Trägern schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf eine Flüssigkeit wie Wasser oder Alkohol, die eine Dispersion, Suspension oder Lösung eines Absorptionsmittels trägt. Danach entfernt ein Trockner mindestens einen Anteil des flüssigen Trägers, wobei das restliche Absorptionsmittel in Festphase oder gelatinöser Phase eine hohe Oberflächenenergie aufweist, um einen Anteil des Wassers in wässrigen Tintentropfen zu absorbieren, während sich die Farbstoffe in den wässrigen Tintentropfen über die Oberfläche des Absorptionsmittels verteilen können. Wie hier verwendet, bezieht sich eine Bezugnahme auf eine getrocknete Schicht des Absorptionsmittels auf eine Anordnung einer hydrophilen Verbindung, nachdem der gesamte oder ein wesentlicher Anteil des flüssigen Trägers durch einen Trocknungsprozess aus der Zusammensetzung entfernt wurde. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, bildet ein indirekter Tintenstrahldrucker eine Schicht einer hydrophilen Zusammensetzung auf einer Oberfläche eines Bildaufnahmeelements unter Verwendung eines flüssigen Trägers wie Wasser, um eine Schicht der hydrophilen Zusammensetzung aufzutragen. Der flüssige Träger wird als ein Mechanismus zum Befördern eines Absorptionsmittels in dem flüssigen Träger auf eine Bildaufnahmeoberfläche verwendet, um eine gleichförmige Schicht der hydrophilen Zusammensetzung auf der Bildaufnahmeoberfläche zu bilden. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Absorptionsmittel“ auf ein Material, das Teil der hydrophilen Zusammensetzung ist, hydrophile Eigenschaften aufweist und in Wasser und anderen Lösungsmitteln in der wässrigen Tinte während des Druckprozesses im Wesentlichen unlöslich ist, nachdem der Drucker das Absorptionsmittel zu einer getrockneten Schicht oder „Haut“ trocknet, welche die Bildaufnahmeoberfläche abdeckt. Der Drucker trocknet die hydrophile Zusammensetzung, um den gesamten oder einen Anteil des flüssigen Trägers zu entfernen, um eine getrocknete „Haut“ des Absorptionsmittels auf der Bildaufnahmeoberfläche zu bilden. Die getrocknete Schicht des Absorptionsmittels weist eine hohe Oberflächenenergie in Bezug auf die Tintentropfen auf, die auf die Bildaufnahmeoberfläche ausgestoßen werden. Die hohe Oberflächenenergie unterstützt die Verteilung der Tinte auf der Oberfläche der getrockneten Schicht und die hohe Oberflächenenergie hält die wässrige Tinte auf dem sich bewegenden Bildaufnahmeelement während des Druckprozesses.
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Wenn wässrige Tintentropfen mit dem Absorptionsmittel in der getrockneten Schicht in Kontakt treten, absorbiert das Absorptionsmittel einen Anteil des Wassers und anderer Lösungsmittel in dem wässrigen Tintentropfen. Das Absorptionsmittel in dem Abschnitt der getrockneten Schicht, der das Wasser absorbiert, schwillt an, bleibt jedoch während des Druckvorgangs im Wesentlichen unversehrt und löst sich nicht auf. Das Absorptionsmittel in Abschnitten der getrockneten Schicht, die nicht mit wässriger Tinte in Kontakt treten, weist eine vergleichsweise hohe Adhäsion an der Bildaufnahmeoberfläche und eine vergleichsweise geringe Adhäsion an einem Druckmedium wie Papier auf. Die Abschnitte der getrockneten Schicht, die Wasser und Lösungsmittel aus der wässrigen Tinte absorbieren, weisen eine geringere Adhäsion an der Bildaufnahmeoberfläche auf und verhindern, dass Farbstoffe und andere stark haftende Bestandteile in der Tinte mit der Bildaufnahmeoberfläche in Kontakt treten. Daher fördert das Absorptionsmittel in der getrockneten Schicht die Verteilung der Tintentropfen, um hochwertige Druckbilder zu erzeugen, hält die wässrige Tinte während des Druckprozesses in Position, unterstützt die Übertragung des latenten Tintenbildes von dem Bildaufnahmeelement auf Papier oder ein andere Druckmedium und unterstützt die Trennung des Druckmediums von der Bildaufnahmeoberfläche, nachdem das wässrige Druckbild auf das Druckmedium übertragen wurde.
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1 stellt eine Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungsmaschine für wässrige Tinte oder Drucker 10 dar. Wie dargestellt, ist der Drucker 10 ein indirekter Drucker, der ein Tintenbild auf einer Oberfläche eines Tuchs 21 erzeugt, das um ein sich drehendes Zwischenelement 12 befestigt ist und dann das Tintenbild auf Medien überträgt, die durch einen Walzenspalt 18 geleitet werden, der zwischen dem Tuch 21 und der Transfixierwalze 19 ausgebildet ist. Die Oberfläche 14 des Tuchs 21 wird als die Bildaufnahmeoberfläche des Tuchs 21 und des Drehelements 12 bezeichnet, da die Oberfläche 14 eine hydrophile Zusammensetzung aufnimmt und die wässrigen Tintenbilder während eines Druckprozesses auf Druckmedien transfixiert werden. Im Folgenden wird ein Druckzyklus in Bezug auf den Drucker 10 beschrieben. Wie in diesem Dokument verwendet, bezieht sich „Druckzyklus“ auf die Arbeitsabläufe eines Druckers, um eine Bildgebungsoberfläche für den Druck vorzubereiten, auf die Ausstoßung der Tinte auf die vorbereitete Oberfläche, die Behandlung der Tinte auf der Bildgebungsoberfläche zur Stabilisierung und Vorbereitung des Bildes für die Übertragung auf Medien und die Übertragung des Bildes von der Bildgebungsoberfläche auf die Medien.
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Der Drucker 10 weist einen Rahmen 11 auf, der unten beschriebene Betriebsuntersysteme und Komponenten direkt oder indirekt stützt. Der Drucker 10 weist ein indirektes Bildaufnahmeelement auf, das als eine sich drehende Bildgebungstrommel 12 in 1 dargestellt ist, kann jedoch auch als ein gestütztes Endlosband konfiguriert sein. Die Bildgebungstrommel 12 weist ein äußeres Tuch 21 auf, das um den Umfang der Trommel 12 befestigt ist. Das Tuch bewegt sich in einer Richtung 16, während sich das Element 12 dreht. Eine Transfixierwalze 19, die in der Richtung 17 drehbar ist, ist gegen die Oberfläche des Tuchs 21 vorgespannt, um einen Transfixierwalzenspalt 18 zu bilden, in dem Tintenbilder, die auf der Oberfläche des Tuchs 21 gebildet werden, auf ein Medienblatt 49 transfixiert werden. In einigen Ausführungsformen erwärmt ein Heizelement in der Trommel 12 (nicht dargestellt) oder in einer anderen Stelle des Druckers die Bildaufnahmeoberfläche 14 auf dem Tuch 21 auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 50 °C bis 70 °C. Die erhöhte Temperatur fördert eine Teiltrocknung des flüssigen Trägers, der verwendet wird, um die hydrophile Zusammensetzung abzuscheiden, und des Wassers in den wässrigen Tintentropfen, die auf der Bildaufnahmeoberfläche 14 abgeschieden werden.
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Das Tuch ist aus einem Material mit einer relativ niedrigen Oberflächenenergie gebildet, um die Übertragung des Tintenbildes von der Oberfläche des Tuchs 21 auf das Medienblatt 49 in dem Spalt 18 zu ermöglichen. Solche Materialien schließen Silikone, Fluorsilikone, Viton und dergleichen ein. Eine Oberflächeninstandhaltungseinheit (SMU) 92 entfernt auf der Oberfläche des Tuchs 21 zurückgebliebene Resttinte, nachdem die Tintenbilder auf das Medienblatt 49 übertragen werden. Die Oberfläche von niedriger Energie des Tuchs trägt nicht zur Bildung hochwertiger Tintenbilder bei, da solche Oberflächen Tintentropfen nicht so gut verteilen wie Oberflächen mit hoher Energie. Dementsprechend trägt die SMU 92 eine Beschichtung einer hydrophilen Zusammensetzung auf die Bildaufnahmeoberfläche 14 auf das Tuch 21 auf. Die hydrophile Zusammensetzung trägt zur Verteilung wässriger Tintentropfen auf der Bildaufnahmeoberfläche bei, sodass Feststoffe aus der flüssigen Tinte ausgefällt werden, und trägt zur Abgabe des Tintenbildes von dem Tuch bei. Beispiele von hydrophilen Zusammensetzungen schließen Tenside, Stärken und dergleichen ein.
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In einer Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, weist die SMU 92 einen Beschichtungsapplikator wie eine Abgabewalze 404 auf, die teilweise in einem Behälter 408 eingetaucht ist, der eine hydrophile Zusammensetzung in einem flüssigen Träger hält. Die Abgabewalze 404 dreht sich als Reaktion auf die Bewegung der Bildaufnahmeoberfläche 14 in der Verarbeitungsrichtung. Die Abgabewalze 404 zieht die flüssige hydrophile Zusammensetzung aus dem Behälter 408 und scheidet eine Schicht der hydrophilen Zusammensetzung auf der Bildaufnahmeoberfläche 14 ab. Wie unten beschrieben, wird die hydrophile Zusammensetzung als eine gleichförmige Schicht mit einer Dicke von ungefähr 1 µm bis 10 µm abgeschieden. Die SMU 92 scheidet die hydrophile Zusammensetzung auf der Bildaufnahmeoberfläche 14 ab, um eine gleichförmige Verteilung des Absorptionsmittels in dem flüssigen Träger der hydrophilen Zusammensetzung zu bilden. Nach einem Trocknungsprozess bildet die getrocknete Schicht eine „Haut“ des Absorptionsmittels, welche die Bildaufnahmeoberfläche 14 im Wesentlichen abdeckt, bevor der Drucker während eines Druckprozesses Tintentropfen ausstößt. In einigen Ausführungsbeispielen ist die Abgabewalze 404 eine Aniloxwalze oder eine Elastomerwalze, die aus einem Material wie Kautschuk hergestellt ist. Die SMU 92 ist betriebswirksam mit einer Steuerung 80 verbunden, die nachstehend ausführlicher beschrieben wird, um zu bewirken, dass die Steuerung die Abgabewalze, Dosierrakel und Reinigungsrakel selektiv betätigt, um das Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche des Tuchs abzuscheiden und zu verteilen und nicht übertragene Tintenpixel von der Oberfläche des Tuchs 21 zu entfernen.
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Die Drucker 10 und 200 weisen einen Trockner 96 auf, der Wärme abgibt und wahlweise einen Luftstrom auf die hydrophile Zusammensetzung lenkt, die auf die Bildaufnahmeoberfläche 14 aufgetragen wird. Der Trockner 96 ermöglicht die Verdampfung mindestens eines Abschnitts des flüssigen Trägers von der hydrophilen Zusammensetzung, um eine getrocknete Schicht Absorptionsmittel auf der Bildaufnahmeoberfläche 14 zu hinterlassen, bevor das Bildaufnahmeelement die Druckkopfmodule 34A bis 34D passiert, um das wässrige Druckbild aufzunehmen.
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Die Drucker 10 und 200 weisen einen optischen Sensor 94A auf, der auch als ein „Image-On-Drum“-(IOD)-Sensor bekannt ist und konfiguriert ist, Licht zu erkennen, das von der Tuchoberfläche 14 und der Beschichtung reflektiert wird, die auf die Tuchoberfläche aufgetragen wird, während sich das Element 12 an dem Sensor vorbei dreht. Der optische Sensor 94A weist eine lineare Anordnung einzelner optischer Detektoren auf, die quer zu der Verarbeitungsrichtung über das Tuch 21 angeordnet sind. Der optische Sensor 94A erzeugt digitale Bilddaten, die Licht entsprechen, das von der Tuchoberfläche 14 und der Beschichtung reflektiert wird. Der optische Sensor 94A erzeugt eine Serie von Reihen von Bilddaten, die als „Scanlines“ (Abtastlinien) bezeichnet werden, während das Bildaufnahmeelement 12 das Tuch 21 in der Richtung 16 an dem optischen Sensor 94A vorbei dreht. In einer Ausführungsform umfasst jeder optische Detektor in dem optischen Sensor 94A ferner drei Abtastelemente, die gegenüber Wellenlängen von Licht empfindlich sind, die den roten, grünen und blauen (RGB) reflektierten Lichtfarben entsprechen. Als Alternative weist der optische Sensor 94A Beleuchtungsquellen auf, die rotes, grünes und blaues Licht abstrahlen, oder der Sensor 94A weist in einer anderen Ausführungsform eine Beleuchtungsquelle auf, die Weißlicht auf die Oberfläche des Tuchs 21 abstrahlt, wobei Weißlichtdetektoren verwendet werden. Der optische Sensor 94A strahlt komplementäre Lichtfarben auf die Bildaufnahmeoberfläche ab, um die Erkennung unterschiedlicher Tintenfarben mittels der Fotodetektoren zu ermöglichen. Die Bilddaten, die von dem optischen Sensor 94A erzeugt werden, werden von der Steuerung 80 oder einem anderen Prozessor in den Druckern 10 und 200 analysiert, um die Dicke der Beschichtung auf dem Tuch und die Flächenabdeckung zu identifizieren. Die Dicke und Abdeckung kann entweder aus einer Spiegel- der einer diffusen Lichtreflexion von der Tuchoberfläche und/oder Beschichtung identifiziert werden. Andere optische Sensoren wie 94B, 94C und 94D sind ähnlich konfiguriert und können an verschiedenen Stellen um das Tuch 21 angeordnet sein, um andere Parameter in dem Druckprozess wie fehlende oder funktionsunfähige Tintenstrahle und die Tintenbilderzeugung vor der Bildtrocknung (94B), die Tintenbildbehandlung zur Bildübertragung (94C) und die Effizienz der Tintenbildübertragung (94D) zu identifizieren. Als Alternative können einige Ausführungsformen einen optischen Sensor aufweisen, um zusätzliche Daten zu erzeugen, die zur Auswertung der Bildqualität auf den Medien (94E) verwendet werden können.
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Der Drucker 10 weist ein Luftströmungs-Managementsystem 100 auf, das eine Luftströmung durch den Druckbereich erzeugt und steuert. Das Luftströmungs-Managementsystem 100 weist eine Druckkopf-Luftzufuhr 104 und eine Druckkopf-Luftrückführung 108 auf. Die Druckkopf-Luftzufuhr 104 und -rückführung 108 sind betriebswirksam mit der Steuerung 80 oder einem anderen Prozessor in dem Drucker 10 verbunden, um zu ermöglichen, dass die Steuerung die Luft regelt, die durch den Druckbereich strömt. Diese Regulierung der Luftströmung kann durch den gesamten Druckbereich oder um eine oder mehrere Druckkopfanordnungen erfolgen. Die Regulierung der Luftströmung trägt dazu bei, dass die Kondensation verdampfter Lösungsmittel und von Wasser in der Tinte auf dem Druckkopf verhindert wird, und unterstützt die Abschwächung von Wärme in dem Druckbereich, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Tinte in den Tintenstrahldüsen trocknet, was die Tintenstrahldüsen verstopfen kann. Das Luftströmungs-Managementsystem 100 kann auch Sensoren zur Erkennung von Feuchtigkeit und Temperatur in dem Druckbereich aufweisen, um eine präzisere Steuerung der Temperatur, der Strömung und der Feuchtigkeit der Luftzufuhr 104 und -rückführung 108 zu ermöglichen und so optimale Bedingungen in dem Druckbereich zu gewährleisten. Die Steuerung 80 oder ein anderer Prozessor in dem Drucker 10 kann auch die Steuerung des Systems 100 mit Bezug auf die Tintenabdeckung in einem Bildbereich oder sogar zur zeitlichen Abstimmung des Betriebs des Systems 100 ermöglichen, sodass Luft nur durch den Druckbereich strömt, wenn gerade kein Bild gedruckt wird.
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Der Hochgeschwindigkeitsdrucker 10 für wässrige Tinte weist ein Zufuhr- und Abgabeuntersystem 20 für wässrige Tinte auf, das mindestens eine Quelle 22 einer Farbe von wässriger Tinte aufweist. Da der dargestellte Drucker 10 eine Mehrfarben-Bilderzeugungsmaschine ist, weist das Tintenabgabesystem 20 vier (4) Quellen 22, 24, 26, 28 auf, die vier (4) unterschiedliche Farben CYMK (cyan, gelb, magenta, schwarz) von wässrigen Tinten repräsentieren. In der Ausführungsform aus 1 weist das Druckkopfsystem 30 einen Druckkopfträger 32 auf, der mehrere Druckkopfmodule stützt, die auch als „Printbox"-Einheiten 34A bis 34D bezeichneten werden. Jedes Druckkopfmodul 34A bis 34D erstreckt sich wirksam über die Breite des Tuchs und stößt Tintentropfen auf die Oberfläche 14 des Tuchs 21 aus. Ein Druckkopfmodul kann einen einzelnen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe aufweisen, die in einer gestaffelten Anordnung angeordnet sind. Jedes Druckkopfmodul ist betriebswirksam mit einem Rahmen (nicht dargestellt) verbunden und ausgerichtet, die Tintentropfen derart auszustoßen, dass ein Tintenbild auf der Beschichtung auf der Tuchoberfläche 14 gebildet wird. Die Druckkopfmodule 34A bis 34D können eine zugehörige Elektronik, Tintenbehälter und Tintenleitungen zum Zuführen von Tinte zu dem einen oder den mehreren Druckköpfen aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform verbinden Leitungen (nicht dargestellt) die Quellen 22, 24, 26 und 28 betriebswirksam mit den Druckkopfmodulen 34A bis 34D, um eine Tintenzufuhr zu dem einen oder den mehreren Druckköpfen in den Modulen bereitzustellen. Wie allgemein bekannt, kann jeder des einen oder der mehreren Druckköpfe in einem Druckkopfmodul eine einzige Tintenfarbe ausstoßen. In anderen Ausführungsformen können die Druckköpfe konfiguriert sein, zwei oder mehrere Tintenfarben auszustoßen. Zum Beispiel könne Druckköpfe in den Modulen 34A und 34B cyan- und magentafarbene Tinte ausstoßen, während Druckköpfe in den Modulen 34C und 34D gelbe und schwarze Tinte ausstoßen können. Die Druckköpfe in den dargestellten Modulen sind in zwei Anordnungen angeordnet, die zueinander versetzt oder gestaffelt sind, um die Auflösung jeder von einem Modul gedruckten Farbtrennung zu erhöhen. Eine solche Anordnung ermöglicht den Druck bei der zweifachen Auflösung eines Drucksystems, das nur eine einzige Anordnung von Druckköpfen aufweist, die nur eine Tintenfarbe ausstoßen. Wenngleich der Drucker 10 vier Druckkopfmodule 34A bis 34D aufweist, von denen jedes zwei Anordnungen von Druckköpfen aufweist, schließen alternative Konfigurationen eine andere Anzahl von Druckkopfmodulen oder Anordnungen in einem Modul ein.
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Nachdem das Druckbild auf der Tuchoberfläche 14 den Druckbereich verlässt, wird das Bild unter einem Bildtrockner 130 durchgeleitet. Der Bildtrockner 130 weist ein Heizelement wie ein Infrarot- oder Nahinfrarot- und/oder Heißluft-Zwangskonvektionsheizelement 134, einen Trockner 136, der als eine erwärmte Luftquelle 136 dargestellt ist, und Luftrückführungen 138A und 138B auf. Das Infratorheizelement 134 bringt Infrarotwärme auf das Druckbild auf die Oberfläche 14 des Tuchs 21 auf, um Wasser oder Lösungsmittel in der Tinte zu verdampfen. Die erwärmte Luftquelle 136 richtet erwärmte Luft über die Tinte, um die Verdampfung des Wassers oder Lösungsmittels aus der Tinte zu ergänzen. In einer Ausführungsform ist der Trockner 136 eine erwärmte Luftquelle mit der gleichen Gestaltung wie der Trockner 96. Während der Trockner 96 entlang der Verarbeitungsrichtung angeordnet ist, um die hydrophile Zusammensetzung zu trocknen, ist der Trockner 136 entlang der Verarbeitungsrichtung nach den Druckkopfmodulen 34A bis 34D angeordnet, um die wässrige Tinte auf der Bildaufnahmeoberfläche 14 teilweise zu trocknen. Die Luft wird dann gesammelt und durch die Luftrückführungen 138A und 138B abgelassen, um Störungen der Luftströmung mit anderen Komponenten in dem Druckbereich zu verringern.
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Wie weiter dargestellt, weist der Drucker 10 ein Aufzeichnungsmedienzufuhr- und -handhabungssystem 40 auf, das zum Beispiel einen oder mehrere Stapel von Papiermedienblättern verschiedener Größen speichert. Das Aufzeichnungsmedienzufuhr- und -handhabungssystem 40 weist zum Beispiel Blatt- oder Substratzufuhrquellen 42, 44, 46 und 48 auf. In der Ausführungsform des Druckers 10 ist die Zufuhrquelle 48 eine Papierzufuhr oder -einzug von hoher Kapazität zum Speichern und Zuführen von Bildaufnahmesubstraten in Form von beispielsweise geschnittenen Medienblättern 49. Das Aufzeichnungsmedienzufuhr- und -handhabungssystem 40 weist auch ein Substrathandhabungs- und -transportsystem 50 auf, das eine Medienvorkonditionierer-Baugruppe 52 und eine Mediennachkonditionier-Baugruppe 54 aufweist. Der Drucker 10 weist eine fakultative Fixiervorrichtung 60 auf, um zusätzliche Wärme und Druck auf das Druckmedium aufzubringen, nachdem das Druckmedium durch den Transfixierwalzenspalt 18 geleitet wurde. In der Ausführungsform aus 1 weist der Drucker 10 einen Originaldokumenteneinzug 70 auf, der eine Dokumentenhalteablage 72, Dokumentenblattzufuhr- und -entnahmevorrichtungen 74 und ein Dokumentenbelichtungs- und -scannsystem 76 aufweist.
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Der Betrieb und die Steuerung der verschiedenen Untersysteme, Komponenten und Funktionen der Maschine oder des Druckers 10 erfolgen mithilfe einer Steuerung oder eines elektronischen Untersystems (ESS) 80. Das ESS oder die Steuerung 80 ist betriebswirksam mit dem Bildaufnahmeelement 12, den Druckkopfmodulen 34A bis 34D (und somit den Druckköpfen), dem Substratzufuhr- und -handhabungssystem 40, dem Substrathandhabungs- und -transportsystem 50 und in einigen Ausführungsformen dem einen oder den mehreren optischen Sensoren 94A bis 94E verbunden. Das ESS oder die Steuerung 80 ist beispielsweise ein unabhängiger spezieller Minicomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 82 mit einem elektronischen Speicher 84 und einer Anzeige oder Benutzeroberfläche (UI) 86. Das ESS oder die Steuerung 80 weist zum Beispiel eine Sensoreingabe- und -steuerschaltung 88 sowie eine Pixelanordnungs- und -steuerschaltung 89 auf. Außerdem liest, erfasst, bereitet vor und verwaltet die CPU 82 den Bilddatenfluss zwischen Bildeingabequellen wie dem Scannsystem 76 oder einer Online- oder einer Arbeitsplatzverbindung 90 und den Druckkopfmodulen 34A bis 34D. Dementsprechend ist das ESS oder die Steuerung 80 der wichtigste Multitasking-Prozessor zum Betreiben und Steuern aller anderen Maschinenuntersysteme und Funktionen, einschließlich des unten erläuterten Druckprozesses.
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Die Steuerung 80 kann mit allgemeinen oder speziell programmierbaren Prozessoren implementiert sein, die programmierte Anweisungen ausführen. Die Anweisungen und Daten, die zur Ausführung der programmierten Funktionen erforderlich sind, können im Speicher gespeichert werden, der mit den Prozessoren oder Steuerungen assoziiert ist. Die Prozessoren, ihre Speicher und Schnittstellenschaltungen konfigurieren die Steuerungen, um die nachstehend beschriebenen Vorgänge auszuführen. Diese Komponenten können auf einer Leiterplatte bereitgestellt sein oder als eine Schaltung in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) bereitgestellt sein. Jede der Schaltungen kann mit einem separaten Prozessor implementiert sein oder mehrere Schaltungen können an dem gleichen Prozessor implementiert sein. Als Alternative können die Schaltungen mit diskreten Komponenten oder Schaltungen implementiert sein, die in VLSI-(Very Large Scale Integrated)-Schaltungen bereitgestellt sind. Ferner können die hierin beschriebenen Schaltungen mit einer Kombination von Prozessoren, ASIC, diskreten Komponenten oder VLSI-Schaltungen implementiert sein. Während des Betriebs werden Bilddaten für ein Bild, das erzeugt werden soll, entweder von dem Scannsystem 76 oder durch die Online- oder Arbeitsplatzverbindung 90 zur Verarbeitung und Erzeugung der Druckkopfsteuersignalausgabe an die Druckkopfmodule 34A bis 34D an die Steuerung 80 gesendet. Außerdem bestimmt und/oder akzeptiert die Steuerung 80 verwandte Untersystem- und Komponentensteuerungen, zum Beispiel aus Bedienereingaben über die Benutzeroberfläche 86, und führt solche Steuerungen entsprechend aus. Infolgedessen wird wässrige Tinte für geeignete Farben an die Druckkopfmodule 34A bis 34D abgegeben. Außerdem wird die Pixelanordnungssteuerung in Bezug auf die Tuchoberfläche 14 ausgeführt, um Tintenbilder zu erzeugen, die den Bilddaten entsprechen, wobei die Medien, die in Form von Medienblättern 49 vorliegen können, von einer der Quellen 42, 44, 46, 48 zugeführt und von dem Aufzeichnungsmedien-Transportsystem 50 zur zeitlich abgestimmten Abgabe an den Walzenspalt 18 gehandhabt werden. In dem Walzenspalt 18 wird das Tintenbild von dem Tuch und der Beschichtung 21 auf das Mediensubstrat in dem Transfixierwalzenspalt 18 übertragen. Wenngleich der Drucker 10 in 1 und der Drucker 200 in 2 mit einem Tuch 21 beschrieben sind, das um ein sich drehendes Zwischenelement 12 befestigt ist, können andere Konfigurationen einer Bildaufnahmeoberfläche verwendet werden. Zum Beispiel kann das sich drehende Zwischenelement eine Oberfläche aufweisen, die in ihren Umfang integriert ist und ermöglicht, dass ein wässriges Tintenbild auf der Oberfläche gebildet wird. Als Alternative ist ein Tuch als ein Endlosband konfiguriert und dreht sich wie das Element 12 in 1 und 2 zur Erzeugung eines wässrigen Bildes. Andere Variationen dieser Strukturen können für diesen Zweck konfiguriert sein. Wie in diesem Dokument verwendet, schließt der Ausdruck „Bildgebungszwischenoberfläche“ diese verschiedenen Konfigurationen ein.
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In einigen Druckvorgängen kann ein einziges Tintenbild die gesamte Oberfläche 14 des Tuchs 21 abdecken („Single Pitch“) oder mehrere Tintenbilder können auf dem Tuch 21 abgeschieden werden („Multi-Pitch“). In einer „Multi-Pitch“-Druckarchitektur kann die Oberfläche des Bildaufnahmeelements in mehrere Segmente aufteilt sein, wobei jedes Segment ein ganzseitiges Bild in einem Dokumentenbereich (d. h. einen einzigen Abstand) und Bereiche zwischen Dokumenten aufweist, die mehrere Abstände trennen, die auf dem Tuch 21 gebildet werden. Zum Beispiel weist ein Bildaufnahmeelement mit zwei Abständen zwei Dokumentenbereiche auf, die durch zwei Bereiche zwischen Dokumenten um den Umfang des Tuchs 21 getrennt sind. Gleichermaßen weist ein Bildaufnahmeelement mit vier Abständen vier Dokumentenbereiche auf, wobei jeder einem Tintenbild entspricht, das während eines Durchlaufs oder einer Umdrehung des Tuchs 21 auf einem einzigen Medienblatt gebildet wird.
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Nach der Erzeugung eines Bildes oder von Bildern auf dem Tuch und Beschichtung unter der Kontrolle der Steuerung 80 betreibt der dargestellte Tintenstrahldrucker 10 Komponenten in dem Drucker, um einen Prozess zum Übertragen und Fixieren des Bildes oder der Bilder von der Tuchoberfläche 14 auf Medien auszuführen. In dem Drucker 10 betätigt die Steuerung 80 Aktoren, um eine oder mehrere der Walzen 64 in dem Medientransportsystem 50 anzutreiben, um das Medienblatt 49 in der Verarbeitungsrichtung P an eine Position benachbart der Transfixierwalze 19 und dann durch den Walzenspalt 18 zwischen der Transfixierwalze 19 und dem Tuch 21 zu bewegen. Die Transfixierwalze 19 übt Druck gegen die Rückseite der Aufzeichnungsmedien 49 aus, um die Vorderseite der Aufzeichnungsmedien 49 gegen das Tuch 21 und das Bildaufnahmeelement 12 zu pressen. Wenngleich die Transfixierwalze 19 ebenfalls erwärmt werden kann, ist die Transfixierwalze 19 in dem Ausführungsbeispiel aus 1 nicht erwärmt. Stattdessen ist die Vorkonditionierer-Baugruppe 52 für das Medienblatt 49 in dem Medienweg bereitgestellt, der zu dem Walzenspalt führt. Die Vorkonditionierer-Baugruppe 52 konditioniert das Medienblatt 49 auf eine vorbestimmte Temperatur, die zur Übertragung des Bildes auf die Medien beiträgt, sodass die Gestaltung der Transfixierwalze vereinfacht wird. Der Druck, der von der Transfixierwalze 19 auf der Rückseite des erwärmten Medienblattes 49 erzeugt wird, ermöglicht die Transfixierung (Übertragung und Fixierung) des Bildes von dem Bildaufnahmeelement 12 auf das Medienblatt 49. Die Drehung oder das Rollen sowohl des Bildaufnahmeelements 12 als auch der Transfixierwalze 19 transfixiert nicht nur die Bilder auf das Medienblatt 49, sondern unterstützt auch den Transport des Medienblattes 49 durch den Walzenspalt. Das Bildaufnahmeelement 12 dreht sich weiter, um zu bewirken, dass der Druckprozess wiederholt wird. Nachdem sich das Bildaufnahmeelement durch den Transfixierwalzenspalt 18 bewegt, passiert die Bildaufnahmeoberfläche eine Reinigungseinheit, die Restanteile des Absorptionsmittels und geringe Mengen von Tintenresten von der Bildaufnahmeoberfläche 14 entfernt. In den Druckern 10 und 200 ist die Reinigungseinheit als ein Reinigungsrakel 95 ausgeführt, der die Bildaufnahmeoberfläche 14 in Eingriff bringt. Der Rakel 95 ist aus einem Material gebildet, das die Bildaufnahmeoberfläche 14 abwischt, ohne Schäden an dem Tuch 21 zu verursachen. Zum Beispiel ist der Reinigungsrakel 95 aus einem flexiblen Polymermaterial in den Druckern 10 und 200 gebildet. Wie unten in 3 dargestellt, weist eine andere Ausführungsform eine Reinigungseinheit auf, die eine Walze oder ein anderes Element aufweist, das eine Mischung aus Wasser und Waschmittel aufträgt, um Materialreste von der Bildaufnahmeoberfläche 14 zu entfernen, nachdem sich das Bildaufnahmeelement durch den Transfixierwalzenspalt 18 bewegt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Waschmittel“ oder Reinigungsmittel auf ein beliebiges Tensid, Lösungsmittel oder eine andere chemische Verbindung, die zur Entfernung des getrockneten Anteils des Absorptionsmittels und von Tintenresten, die an der Bildaufnahmeoberfläche zurückbleiben können, von der Bildaufnahmeoberfläche geeignet ist. Ein Beispiel eines geeigneten Waschmittels ist Natriumstearat, das eine Verbindung ist, die üblicherweise in Seife verwendet wird. Ein anderes Beispiel ist IPA, das ein handelsübliches Lösungsmittel ist, das zur Entfernung von Tintenresten von der Bildaufnahmeoberfläche überaus wirksam ist.
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In der Ausführungsform in 2 sind ähnliche Komponenten mit ähnlichen Bezugszeichen identifiziert, die in der Beschreibung des Druckers in 1 verwendet wurden. Ein Unterschied zwischen den Drucken aus 1 und 2 ist der verwendete Medientyp. In der Ausführungsform aus 2 wird eine Medienbahn W von einer Medienrolle 204 je nach Bedarf abgewickelt, wobei verschiedene Motoren, die nicht dargestellt sind, eine oder mehrere Walzen 208 drehen, um die Medienbahn W durch den Walzenspalt 18 anzutreiben, sodass die Medienbahn W zur Entfernung von dem Drucker auf eine Walze 212 gewickelt werden kann. Als Alternative können die Medien an andere Verarbeitungsstationen gelenkt werden, die Aufgaben wie das Schneiden, Binden, Kollationieren und/oder Heften der Medien oder dergleichen ausführen. Ein weiterer Unterschied zwischen den Druckern 10 und 200 ist der Walzenspalt 18. In dem Drucker 200 bleibt die Übertragungswalze kontinuierlich gegen das Tuch 21 gepresst, während die Medienbahn W kontinuierlich in dem Walzenspalt vorhanden ist. In dem Drucker 10 ist die Übertragungswalze zur selektiven Bewegung zu und von dem Tuch 21 konfiguriert, um eine selektive Bildung des Walzenspalts 18 zu ermöglichen. Der Walzenspalt 18 wird in der Ausführungsform aus 1 synchron mit der Ankunft von Medien an dem Walzenspalt gebildet, um ein Tintenbild aufzunehmen, und wird von dem Tuch getrennt, um den Walzenspalt zu entfernen, während die Hinterkante der Medien den Walzenspalt verlässt.
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3 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines anderen Tintenstrahldruckers 300, wobei das indirekte Bildaufnahmeelement in Form eines Endlosbandes 13 vorliegt. Das Band 13 bewegt sich in einer Verarbeitungsrichtung, wie durch die Pfeile 316 angegeben, und passiert eine SMU 92, einen Trockner 96, die Druckermodule 34A bis 34D und Tintentrockner 35A bis 35D, um eine getrocknete Schicht von Absorptionsmittel und ein latentes wässriges Tintenbild aufzunehmen, das auf der getrockneten Schicht erzeugt wird. Das Band 13 ist aus einem Material mit geringer Oberflächenenergie wie Silikon, Fluorsilikon, Hydrofluorelastomeren und Hybriden und Mischungen von Silikon und Hydrofluorelastomeren und dergleichen gebildet. In dem Drucker 300 wird das Band 13 zwischen Druckwalzen 320 und 319 geleitet, die einen Transfixierwalzenspalt 38 bilden. Ein Druckmedium wie das Medienblatt 330 bewegt sich gleichzeitig mit dem latenten Tintenbild durch den Walzenspalt 318. Das latente Tintenbild und ein Anteil des Absorptionsmittels in der getrockneten Schicht werden von dem Band 13 auf das Druckmedium 330 in dem Transfixierwalzenspalt 318 übertragen, um ein Druckbild zu erzeugen. Eine Reinigungseinheit 395 entfernt Restanteile des Absorptionsmittels in der getrockneten Schicht von dem Band 13 nach Vollenden des Transfixiervorgangs. Wenngleich dies der Einfachheit halber nicht ausdrücklich dargestellt ist, weist der Drucker 300 zusätzliche Komponenten auf, die den Druckern 10 und 200 ähnlich sind, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf eine Steuerung, optische Sensoren, Medienzufuhren, einem Medienweg, Tintenbehältern und anderen Komponenten, die mit der Handhabung von Tinte und Druckmedien in einem Tintenstrahldrucker in Zusammenhang stehen.
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7 stellt einen Prozess 700 zum Betreiben eines wässrigen indirekten Tintenstrahldruckers unter Verwendung einer hydrophilen Zusammensetzung dar, um eine getrocknete Beschichtung oder „Haut“-Schicht eines getrockneten Absorptionsmittels in der hydrophilen Zusammensetzung auf einer Bildaufnahmeoberfläche eines indirekten Bildaufnahmeelements vor dem Ausstoßen von flüssigen Tintentropfen auf die getrocknete Schicht zu bilden. Der Prozess 700 wird zu Erläuterungszwecken in Verbindung mit den Druckern aus 1 bis 3 und 5A bis 5B beschrieben.
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Der Prozess 700 beginnt, während der Drucker eine Schicht einer hydrophilen Zusammensetzung mit einem flüssigen Träger auf die Bildaufnahmeoberfläche des Bildaufnahmeelements (Block 704) aufträgt. In den Druckern 10 und 200 bewegen sich die Trommel 12 und das Tuch 21 in der Verarbeitungsrichtung entlang der angegebenen kreisförmigen Richtung 16 während des Prozesses 700, um die hydrophile Zusammensetzung aufzunehmen. In dem Drucker 300 bewegt sich das Endlosband 13 in einer Schleife, wie durch die Verarbeitungsrichtungspfeile 316 angegeben. In den Druckern 10 und 200 trägt die SMU 92 eine hydrophile Zusammensetzung mit einem flüssigen Träger auf die Oberfläche 14 der Bildgebungstrommel 12 auf. In dem Drucker 300 trägt die SMU 92 die hydrophile Zusammensetzung auf eine Oberfläche des Bildgebungsbandes 13 auf.
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Der Prozess 700 wird fortgesetzt, während ein Trockner in dem Drucker die hydrophile Zusammensetzung trocknet, um mindestens einen Anteil des flüssigen Trägers zu entfernen und eine getrocknete Schicht des Absorptionsmittels auf der Bildaufnahmeoberfläche (Block 708) zu bilden. In den Druckern 10, 200 und 300 bringt der Trockner 96 Strahlungswärme auf und weist wahlweise ein Gebläse auf, um Luft auf die Bildaufnahmeoberfläche der Trommel 12 oder des Bandes 13 zu zirkulieren. 5B stellt die getrocknete Schicht des Absorptionsmittels 512 dar. Der Trockner 96 entfernt einen Anteil des flüssigen Trägers, sodass die Schichtdicke der getrockneten Schicht, die auf der Bildaufnahmeoberfläche gebildet wird, abnimmt. In den Druckern 10, 200 und 300 liegt die Dicke der getrockneten Schicht 512 in unterschiedlichen Ausführungsformen in einer Größenordnung von 0,1 µm bis 3 µm und in den Ausführungsformen der Drucker 10, 200 und 300 zwischen 0,1 bis 0,5 µm. Der Prozess 700 wird fortgesetzt, während sich die Bildaufnahmeoberfläche mit der hydrophilen Hautschicht an einem der mehreren Druckköpfen vorbei bewegt, die wässrige Tintentropfen auf die getrocknete Schicht und die Bildaufnahmeoberfläche ausstoßen, um ein latentes wässriges Druckbild zu erzeugen (Block 712). Die Druckkopfmodule 34A bis 34D in den Druckern 10, 200 und 300 stoßen Tintentropfen in den CMYK-Farben aus, um das Druckbild zu erzeugen.
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Wie in 5C dargestellt, absorbiert der Abschnitt der getrockneten Schicht 512, der wässrige Tinte 524 aufnimmt, Wasser aus der wässrigen Tinte und schwillt an, wie durch den Bereich 520 dargestellt. Das Absorptionsmittel in dem Bereich 520 absorbiert Wasser und andere Lösungsmittel in der Tinte und das Absorptionsmittel schwillt als Reaktion auf die Absorption des Wassers und Lösungsmittels an. Die wässrige Tinte 524 weist Farbstoffe wie Pigmente, Harze, Polymere und dergleichen auf. Das Absorptionsmittel 512 ist im Wesentlichen undurchlässig gegenüber den Farbstoffen in der Tinte 524, wobei die Farbstoffe auf der Oberfläche der getrockneten Schicht 512 zurückbleiben, wo sich die wässrige Tinte verteilt. Da die getrocknete Schicht 512 typischerweise weniger als 1 µm dick ist, absorbiert das Absorptionsmittel in der getrockneten Schicht 520 nur einen Teil des Wassers aus der wässrigen Tinte 524, wohingegen die Tinte 524 einen Großteil des Wassers zurückhält.
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8 stellt Beispiele von drei Druckmustern dar. 804A bis 804B sind Bilder von wässrigen Tintentropfen, die auf ein Druckmedium übertragen werden. 804C zeigt das Bild des Direktdrucks eines wässrigen Tintenstrahls auf ein Premium-Tintenstrahlfotopapier. Das Muster 804A zeigt Tintentropfen, die auf einer unbeschichteten Bildaufnahmeoberfläche mit geringer Oberflächenenergie gebildet und danach auf normales Papier übertragen werden. Die geringe Oberflächenenergie der Bildaufnahmeoberfläche fördert die „Tröpfchenbildung“ der Tintentropfen, oder diese verbleiben in Form von einzelnen Tröpfchen, anstatt miteinander zu verschmelzen. Das Muster 804C zeigt die Drucktintentropfen, die direkt auf ein hochwertiges Papier gespritzt werden, das spezifisch für den Tintenstrahldruck beschichtet ist. Die Tintentropfen in dem Muster 804C verteilen sich in größerem Maße als die Tropfen in dem Muster 804A, jedoch absorbiert das Papier rasch einen großen Anteil des Farbstoffs in der Tinte, sodass die wahrnehmbare Dichte der Tinte verringert wird.
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Mit erneutem Bezug auf 7 wird der Prozess 700 mit einem Teiltrocknungsprozess der wässrigen Tinte auf dem Bildaufnahmeelement fortgesetzt (Block 716). Der Trocknungsprozess entfernt einen Anteil des Wassers aus der wässrigen Tinte und der hydrophilen Hautschicht auf der Bildaufnahmeoberfläche, sodass die Wassermenge, die auf ein Druckmedium in dem Drucker übertragen wird, keine Kräuselungen oder andere Verformungen des Druckmediums hervorruft. In den Druckern 10 und 200 richtet die erwärmte Luftquelle 136 erwärmte Luft auf die Bildaufnahmeoberfläche 14, um das wässrige Tintendruckbild zu trocknen.
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Der Prozess 700 wird fortgesetzt, während der Drucker das latente wässrige Tintenbild von der Bildaufnahmeoberfläche auf ein Druckmedium wie ein Blatt Papier transfixiert (Block 720). In den Druckern 10 und 200 bringt die Bildaufnahmeoberfläche 14 der Trommel 12 die Transfixierwalze 19 in Eingriff, um einen Walzenspalt 18 zu bilden. Ein Druckmedium wie ein Blatt Papier in dem Drucker 10 oder eine kontinuierliche Papierbahn in dem Drucker 200 bewegt sich durch den Walzenspalt zwischen der Trommel 12 und der Transfixierwalze 19. In dem Drucker 300 verlaufen das Band 13 und ein Druckmedium 330 durch einen Walzenspalt 318, der durch zwei Druckwalzen 320 und 319 gebildet wird. Das latente Tintenbild wird von der Oberfläche des Bandes 13 auf das Printmedium 330 in dem Walzenspalt 318 übertragen und transfixiert.
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Wie in 5E dargestellt, trennen sich die wässrige Tinte und Abschnitte der getrockneten Schicht, die Tinte absorbieren, von der Bildaufnahmeoberfläche 504 in dem Transfixierwalzenspalt, da die Bildaufnahmeoberfläche 504 einen geringen Adhäsionsgrad an dem Absorptionsmittel 528 aufweist, das unter dem Tintendruckbild 532 ausgebildet ist. Die trockenen Abschnitte des Absorptionsmittels in der getrockneten Schicht 512 weisen eine minimale Adhäsion an dem Druckmedium 536 auf, was die Trennung des Druckmediums 536 von der Bildaufnahmeoberfläche 504 nach Vollendung des Transfixierprozesses unterstützt. Im Gegensatz dazu unterstützen Trennmittel des Standes der Technik wie Silikonöl die Trennung von Tinte von einer Bildaufnahmeoberfläche, bilden jedoch auch eine Haftschicht zwischen dem Bildaufnahmeelement und dem Druckmedium, was zu Schwierigkeiten bei der Trennung des Druckmediums von dem Bildaufnahmeelement nach dem Transfixiervorgang führt. Wie in 5E dargestellt, verbleiben die trockenen Abschnitte des Absorptionsmittels in der getrockneten Schicht 512 nach Vollendung des Transfixiervorgangs typischerweise an der Bildaufnahmeoberfläche 504, da das Absorptionsmittel einen geringen Adhäsionsgrad an dem Druckmedium aufweist.
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Während des Prozesses 700 reinigt der Drucker Restanteile des Absorptionsmittels in der getrockneten Schicht von der Bildaufnahmeoberfläche nach dem Transfixiervorgang (Block 724). In einer Ausführungsform verwendet ein Fluidreinigungssystem 395 beispielsweise eine Kombination von Wasser und eines Waschmittels mit mechanischem Rühren auf der Bildaufnahmeoberfläche, um die Restanteile des Absorptionsmittels von der Oberfläche des Bandes 13 zu entfernen.
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Während eines Druckvorgangs kehrt der Prozess 700 zurück zu dem oben in Bezug auf Block 704 beschriebenen Prozess, um die hydrophile Zusammensetzung auf die Bildaufnahmeoberfläche aufzutragen, zusätzliche wässrige Tintenbilder zu drucken und die wässrigen Tintenbilder auf Druckmedien für zusätzliche Druckzeiten in dem Druckprozess zu transfixieren. Die Ausführungsbeispiele der Drucker 10, 200 und 300 werden in einem Modus mit einmaligem Durchgang, der die getrocknete Schicht bildet, das wässrige Tintenbild druckt und das wässrige Tintenbild auf ein Druckmedium in einer einzigen Drehung oder Durchlauf des indirekten Bildaufnahmeelements transfixiert.
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In einigen Ausführungsformen des Prozesses 700 erzeugt der Drucker Druckbilder unter Verwendung einer einzigen Schicht Tinte wie der Tinte, die in 5A bis 5B dargestellt ist. In den Druckern 10, 200 und 300 ermöglichen jedoch die mehreren Druckkopfmodule, dass der Drucker Druckbilder mit mehreren Farben von Tinte erzeugt. In anderen Ausführungsformen des Prozesses 700 erzeugt der Drucker Bilder unter Verwendung mehrerer Tintenfarben. In einigen Bereichen des Druckbildes können sich mehrere Farben von Tinte in dem gleichen Bereich auf der Bildaufnahmeoberfläche überlappen. Zum Beispiel stellt 6A ein Diagramm der Bildaufnahmeoberfläche 504 mit einer getrockneten Schicht des Absorptionsmittels 612 und einen angeschwollenen Abschnitt des Absorptionsmittels 620 bereit. 6A zeigt vier Druckschichten von Tinte 624, 628, 632 und 636. In einer Ausführungsform entsprechenden die Tintenschichten 624 bis 636 schwarzer, cyan-, magentafarbener bzw. gelber Tinte. Die unterste Tintenschicht 624 ist schwarze Tinte, die vor den anderen Tintenschichten auf der getrockneten Schicht 612 gebildet wird, um zu ermöglichen, dass die getrocknete Schicht 612 die bestmögliche Verteilung und Tropfenretention an der schwarzen Tinte bereitstellt. In anderen Konfigurationen stößt der Drucker unterschiedliche Tintenfarben in einer alternativen Reihenfolge aus, um einen Abschnitt eines Druckbildes mit einer anderen Tintenfarbe auf dem Absorptionsmittel in der getrockneten Schicht zu bilden, die zuerst gebildet wird. Wie oben beschrieben, absorbiert das angeschwollene Absorptionsmittel in dem Bereich 620 einen Teil des Wassers und anderer Lösungsmittel in den flüssigen Tinten 624 bis 636, da jedoch die getrocknete Schicht des Absorptionsmittels weniger als 1 µm dick ist, hält die flüssige Tinte einen Großteil des Wassers zurück. In 6A werden alle vier wässrigen Tintenfarben auf die Bildaufnahmeoberfläche 504 und die getrocknete Schicht 612 vor der Teiltrocknung gedruckt, die in dem Prozess 700 beschrieben ist. 6B stellt den teilweise getrockneten Abschnitt des Absorptionsmittels 640 mit Schichten von teilweise getrockneter Tinte 644, 648, 652 und 656 dar, die der schwarzen, cyan-magentafarbenen bzw. gelben Tinte entsprechen. Wie in 6C dargestellt, überträgt der Drucker die mehrfarbigen teilweise getrockneten Tintenschichten 644 bis 656 und den darunter liegenden Anteil des Absorptionsmittels 640 während des Transfixierprozesses auf ein Druckmedium 660.
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Die mehrfarbige Druckausführungsform aus 6A bis 6C entspricht einer Ausführungsform des Prozesses 700, wobei ein Drucker mehrere Tintenfarben auf einer einzigen getrockneten Schicht des Absorptionsmittels bildet, bevor der Teiltrocknungsprozess ausgeführt wird. In einer anderen Ausführungsform führt der Drucker eine Teiltrocknung jeder Tintenfarbe vor dem Ausstoßen einer anderen Tintenfarbe auf eine einzige Schicht des Absorptionsmittels aus, die auf der Bildaufnahmeoberfläche gebildet ist. Wie in 3 dargestellt, weist der Drucker 300 die Trockner 35A bis 35D auf, die nach der Ausstoßung der Tinte aus jedem der jeweiligen Druckkopfmodule 34A bis 34D eine Teiltrocknung ausführen.
