DE102015202280A1

DE102015202280A1 - Infrarotreflektierende pigmente in einem transfixierungstuch in einem drucker

Info

Publication number: DE102015202280A1
Application number: DE102015202280.3A
Authority: DE
Inventors: Brynn Dooley; Marcel Philippe Breton; Gordon Sisler; Santokh S. Badesha; David J. Gervasi; Mandakini Kanungo
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2015-08-20
Also published as: US9193209B2; US20150231910A1; JP6316764B2; JP2015155201A

Abstract

Ein Transfixierungstuch für einen Drucker kann eine Substratschicht beinhalten. Eine Konformitätsschicht kann wenigstens teilweise auf der Substratschicht angeordnet sein. Eine Haftschicht kann wenigstens teilweise auf der Konformitätsschicht angeordnet sein. Die Konformitätsschicht und/oder die Haftschicht kann/können mehrere infrarotreflektierende Pigmente enthalten. Eine Deckschicht kann wenigstens teilweise auf der Haftschicht angeordnet sein. Die Deckschicht kann ein infrarotabsorbierendes Material enthalten.

Description

Hintergrund
Beim indirekten wässrigen Druck wird eine wässrige Tinte auf eine Zwischenabbildungsfläche ausgestoßen, die normalerweise als Tuch bezeichnet wird, und die Tinte wird auf dem Tuch vor dem Transfixieren des Bildes auf ein Mediensubstrat, wie ein Blatt Papier, teilweise getrocknet. Da es wichtig ist, die halbfeuchte Tinte nicht zu stören, wird zum Trocknen der Tinte eine kontaktfreie Heizung verwendet. Die kontaktfreie Heizung kann eine Strahlungs- oder Konvektionsheizung sein; die Konvektionsheizung kann jedoch aufgrund von Größe, Kosten und Lärm unpraktisch sein.
Strahlungswärme ist zwar schnell wirkend und effektiv, aber nicht farbenblind. Es wurde beobachtet, dass bei einer bestimmten Wellenlänge der Strahlungsquelle verschiedene Tintenfarben verschiedene photothermische Umwandlungsgrade aufweisen. Schwarze Tinte („K“) absorbiert zum Beispiel Wärme und trocknet schneller als Cyan („C“), Magenta („M“) und/oder Gelb („Y“). Wünschenswert wäre ein System und ein Verfahren, das diese Unterschiede abschwächt und folglich eine effizientere Tintentrocknung ermöglicht.
Zusammenfassung
Es folgt eine vereinfachte Zusammenfassung, um ein grundlegendes Verständnis einiger Aspekte von einer oder mehreren Ausgestaltungen der vorliegenden Lehren zu vermitteln. Diese Zusammenfassung ist kein ausführlicher Überblick, auch soll sie keine entscheidenden oder wesentlichen Elemente der vorliegenden Lehren aufzeigen und den Umfang der Offenbarung nicht abgrenzen. Ihr Hauptzweck besteht lediglich darin, ein oder mehrere Konzepte in vereinfachter Form als Einleitung zu der an späterer Stelle gegebenen ausführlichen Beschreibung zu präsentieren.
Es wird ein Transfixierungstuch für einen Drucker offenbart. Das Transfixierungstuch kann eine Substratschicht beinhalten. Eine Konformitätsschicht kann wenigstens teilweise auf der Substratschicht angeordnet sein. Eine Haftschicht kann wenigstens teilweise auf der Konformitätsschicht angeordnet sein. Die Konformitätsschicht und/oder die Haftschicht kann/können mehrere infrarotreflektierende Pigmente enthalten. Eine Deckschicht kann wenigstens teilweise auf der Haftschicht angeordnet sein. Die Deckschicht kann infrarotabsorbierendes Material enthalten.
In einer anderen Ausgestaltung kann das Transfixierungstuch eine Substratschicht beinhalten. Eine Konformitätsschicht kann wenigstens teilweise auf der Substratschicht angeordnet sein. Eine Haftschicht kann wenigstens teilweise auf der Konformitätsschicht angeordnet sein. Eine Deckschicht kann wenigstens teilweise auf der Haftschicht angeordnet sein. Eine Deckschicht kann mehrere infrarotreflektierende Pigmente und ein infrarotabsorbierendes Material enthalten.
Außerdem wird ein Verfahren zum Betreiben eines Druckers offenbart. Das Verfahren kann das Ausstoßen von Tinte auf ein Transfixierungstuch beinhalten. Das Transfixierungstuch kann eine Substratschicht, eine Konformitätsschicht, eine Haftschicht und eine Deckschickt beinhalten. Die Konformitätsschicht kann wenigstens teilweise auf der Substratschicht angeordnet sein. Die Haftschicht kann wenigstens teilweise auf der Konformitätsschicht angeordnet sein. Die Deckschicht kann wenigstens teilweise auf der Haftschicht angeordnet sein. Die Deckschicht kann ein infrarotabsorbierendes Material enthalten. Die Konformitätsschicht, die Haftschicht und/oder die Deckschicht kann/können mehrere infrarotreflektierende Pigmente enthalten. Die Tinte kann auf dem Transfixierungstuch für wässriges Drucken erwärmt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Begleitzeichnungen, die in der vorliegenden Spezifikation enthalten sind und Bestandteil davon bilden, zeigen Ausgestaltungen der vorliegenden Lehren und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Offenbarung zu erläutern.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Querschnittsansicht eines illustrativen Transfixierungstuchs für einen Drucker gemäß einer oder mehrerer offenbarten Ausgestaltungen.
2 einen illustrativen Drucker mit dem Transfixierungstuch gemäß einer oder mehrerer offenbarten Ausgestaltungen.
3 ein schematisches Ablaufdiagramm zum Bilden einer illustrativen Deckschicht eines Transfixierungstuchs gemäß einer oder mehrerer offenbarten Ausgestaltungen.
Es ist zu beachten, dass einige Details der Figuren vereinfacht sind und gezeichnet wurden, um das Verständnis der vorliegenden Lehren zu erleichtern, anstatt strikt auf strukturelle Genauigkeit, Detail und Maßstab zu achten.
Ausführliche Beschreibung
Es wird nun ausführlich auf beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Lehren Bezug genommen, von denen Beispiele in den Begleitzeichnungen dargestellt sind. Nach Möglichkeit werden in den gesamten Zeichnungen dieselben Bezugsziffern verwendet, um auf dieselben, ähnliche oder gleiche Teile Bezug zu nehmen.
Das hierin verwendete Wort „Drucker“ schließt, sofern nicht anders angegeben, eine beliebige Apparatur ein, die eine Druckausgabefunktion für einen beliebigen Zweck erfüllt, wie z.B. ein digitaler Kopierer, eine Buchherstellungsmaschine, ein Faxgerät, ein Multifunktionsgerät, eine elektrostatographische Vorrichtung usw.
Es ist zu verstehen, dass die in den Figuren dargestellten Strukturen zusätzliche Merkmale aufweisen können, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind, während dargestellte Strukturen weggelassen oder modifiziert werden können. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines illustrativen Transfixierungstuchs 100 für einen Drucker (z.B. ein indirekter Flüssigkeits-Tintenstrahldrucker) gemäß einer oder mehrerer offenbarten Ausgestaltungen. Das Tuch 100 kann eine erste Schicht oder Substratschicht 110 beinhalten. Die Substratschicht 110 kann Polyimid, Aluminium, Webstoff oder Kombinationen davon beinhalten oder daraus hergestellt sein.
Eine zweite Schicht oder Konformitätsschicht 120 kann wenigstens teilweise auf und/oder über der Substratschicht 110 angeordnet sein. Die Konformitätsschicht 120 kann eine Tiefe oder Dicke 122 von etwa 500 µm bis etwa 7000 µm, etwa 1000 µm bis etwa 5000 µm oder etwa 2000 µm bis etwa 4000 µm haben. Die Konformitätsschicht 120 kann aus einem Verbundmaterial bestehen. Spezieller kann die Konformitätsschicht 120 aus einer Polymermatrix hergestellt sein oder sie enthalten. Die Polymermatrix kann Silikon, ein vernetztes Silan oder eine Kombination davon sein oder enthalten.
Die Konformitätsschicht 120 kann auch ein oder mehrere Füllmaterialien wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Ruß oder eine Kombination davon enthalten. Die Füllmaterialien können in der Konformitätsschicht 120 in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorliegen.
Die Konformitätsschicht 120 kann ferner ein oder mehrere infrarot-(„IR“)reflektierende Pigmente 150 enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 können Titandioxid, Nickel-Rutil, Chrom-Rutil, Kobalt-Spinell, Chromoxid, Chrom-Eisen-Nickel-Schwarz-Spinell oder eine Kombination davon sein oder enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 können in der Konformitätsschicht 120 in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorliegen. Die reflektierenden Pigmente 150 können Partikel mit einer durchschnittlichen Querschnittslänge (z.B. Durchmesser) von etwa 0,1 µm bis etwa 10 µm, etwa 0,5 µm bis etwa 8 µm oder etwa 1 µm bis etwa 5 µm sein oder enthalten. Eine dritte Schicht oder Tiecoat/Haftschicht 130 kann wenigstens teilweise auf und/oder über der Konformitätsschicht 120 angeordnet sein. Die Haftschicht 130 kann eine Tiefe oder Dicke 132 von etwa 0,05 µm bis etwa 10 µm, etwa 0,25 µm bis etwa 5 µm oder etwa 0,5 µm bis etwa 2 µm haben. Die Haftschicht 130 kann aus einem Silan-, einem Epoxysilan-, einem Aminosilan-Klebstoff oder einer Kombination davon bestehen. In einer anderen Ausgestaltung kann die Haftschicht 130 aus einem Verbundmaterial bestehen. Insbesondere kann die Haftschicht 130 aus einer Polymermatrix hergestellt sein oder sie enthalten. Die Polymermatrix kann Siliziumdioxid, ein vernetztes Silan oder eine Kombination davon sein oder enthalten.
Die Haftschicht 130 kann ferner ein oder mehrere infrarotreflektierende Pigmente 150 enthalten. Folglich kann/können die Konformitätsschicht 120, die Haftschicht 130 oder beide reflektierende Pigmente 150 enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 in der Haftschicht 130 können die gleichen reflektierenden Pigmente 150 wie in der Konformitätsschicht 120 oder unterschiedlich sein. Die reflektierenden Pigmente 150 in der Haftschicht 130 können z.B. Titandioxid, Nickel-Rutil, Chrom-Rutil, Kobalt-Spinell, Chromoxid, Chrom-Eisen-Nickel-Schwarz-Spinell oder eine Kombination davon sein oder enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 können in der Haftschicht 130 in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorliegen.
Die reflektierenden Pigmente 150 in der Konformitätsschicht 120 und/oder der Haftschicht 130 können Strahlungsenergie reflektieren, die die Deckschicht 140 durchströmt hat (nachfolgend erörtert), ohne absorbiert zu werden (d.h. „überschüssige“ Strahlungsenergie). Die Reflektion kann im Rahmen von zwei ähnlichen, aber unterschiedlichen Mechanismen erfolgen (siehe 1). In einem ersten Fall 152 kann ein Teil der einfallenden Strahlungsenergie durch die Deckschicht 140 strömen, ohne absorbiert zu werden. Wenn die reflektierenden Pigmente 150 in der Konformitätsschicht 120 und/oder der Haftschicht 130 vorliegen, dann kann ein Teil der Strahlungsenergie zurück in die Deckschicht 140 reflektiert werden (weg von den reflektierenden Pigmenten 150), wo die Strahlungsenergie von infrarotabsorbierenden Materialien 160 absorbiert werden kann (im Folgenden ausführlicher beschrieben).
In einem zweiten Fall 154 kann Strahlungsenergie, die eher gestreut als von der Deckschicht 140 absorbiert wird, von den reflektierenden Pigmenten 150 in der Konformitätsschicht 120 und/oder der Haftschicht 130 weg zurück in die Deckschicht 140 reflektiert werden, wo die Strahlungsenergie von den infrarotabsorbierenden Materialien 160 absorbiert werden kann.
Folglich kann die Einbeziehung reflektierender Pigmente 150 in die Konformitätsschicht 120 und/oder die Haftschicht 130 des Flüssigkeits- Transfixierungstuchs 100 die Reflektion übertragener oder gestreuter „überschüssiger“ Strahlungsenergie zurück in die Deckschicht 140 ermöglichen, wo die Strahlungsenergie absorbiert werden kann. Nach der Absorption kann die Strahlungsenergie in der (rußhaltigen) Deckschicht 140 in Wärme umgewandelt werden. Daraus kann sich eine verbesserte photothermische Umwandlung und letztendlich Erwärmung der Deckschicht 140 ergeben, was in einer gleichmäßigeren Tintentrocknung resultieren kann. Folglich kann dadurch das Ausmaß der Verschwendung von Strahlungsenergie reduziert und die Effizienz der Tintentrocknung verbessert werden. Die Einbeziehung der reflektierenden Pigmente 150 in die Konformitätsschicht 120 und/oder die Haftschicht 130 kann außerdem bewirken, dass der Trocknungsprozess (z.B. Adphos-Lampen) mit reduzierter Energie ablaufen kann, da die Effizienz der photothermischen Umwandlung verbessert werden kann.
Eine vierte Schicht oder Deckschicht 140 kann wenigstens teilweise auf und/oder über der Haftschicht 130 angeordnet sein. Die Deckschicht 140 kann eine Tiefe oder Dicke 142 im Bereich von etwa 5 µm bis etwa 100 µm, etwa 10 µm bis etwa 75 µm oder etwa 25 µm bis etwa 50 µm haben. Die Deckschicht 140 kann aus einem Verbundmaterial hergestellt sein. Spezieller kann die Deckschicht 140 aus einer Polymermatrix hergestellt sein oder diese enthalten. Die Polymermatrix kann Silikon, ein vernetztes Silan, ein Fluorelastomer, einen Fluorkunststoff oder eine Kombination davon sein oder enthalten. Das Fluorelastomer kann (a) ein oder mehrere Copolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, (b) ein oder mehrere Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen und/oder (c) ein oder mehrere Tetrapolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und (optional) ein Cure Site-Monomer sein oder enthalten.
Die Deckschicht 140 kann auch ein oder mehrere infrarotabsorbierende Füllmaterialien 160 wie Ruß, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, Eisenoxid oder eine Kombination davon enthalten. Die infrarotabsorbierenden Füllmaterialien können in der Deckschicht 140 in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorliegen.
Die Deckschicht 140 kann ferner ein oder mehrere infrarotreflektierende Pigmente 150 enthalten. Folglich kann die Konformitätsschicht 120, die Haftschicht 130, die Deckschicht 140 oder eine Kombination davon die reflektierenden Pigmente 150 enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 in der Deckschicht 130 können die gleichen wie die reflektierenden Pigmente 150 in der Konformitätsschicht 120 und/oder der Haftschicht 130 sein oder sie können unterschiedlich sein. Die reflektierenden Pigmente 150 in der Deckschicht 140 können Titandioxid, Nickel-Rutil, Chrom-Rutil, Kobalt-Spinell, Chromoxid, Chrom-Eisen-Nickel-Schwarz-Spinell oder eine Kombination davon sein oder enthalten. Die reflektierenden Pigmente 150 können in der Deckschicht 140 in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, etwa 1 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-% oder etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% vorliegen.
Die Einbeziehung der reflektierenden Pigmente 150 in die Deckschicht 140 kann die Reflektion von Strahlungsenergie zurück in die Tinte für eine Absorption durch die Tintenkomponenten verbessern, so dass die Tintentrocknung verbessert und/oder gesteigert wird. Wenn die reflektierenden Pigmente 150 in der Deckschicht 140 mit den absorbierenden Materialien 160 (z.B. Ruß) kombiniert werden, dann kann die Effizienz der photothermischen Umwandlung erhöht werden (d.h. relativ zu Ruß allein). Ferner kann die unterschiedliche Trocknungsgeschwindigkeit unter verschiedenen Tintenfarben gemindert oder ausgeschlossen werden. Das Ausmaß der Verschwendung von Strahlungsenergie kann reduziert und die Effizienz der Tintentrocknung verbessert werden.
2 zeigt einen illustrativen Drucker 200, der das Transfixierungstuch 100 gemäß einer oder mehrerer offenbarten Ausgestaltungen beinhaltet. Der Drucker 200 kann ein indirekter Flüssigtintenstrahldrucker sein, der ein Tintenbild auf einer Oberfläche des Tuchs 100 erzeugt. Das Tuch 100 kann um ein sich drehendes Zwischenelement 212 angebracht sein. Das Tintenbild kann von dem Tuch 100 auf ein Medium übertragen werden, das durch einen Spalt 218 zwischen dem Tuch 100 und einer Transfixierungswalze 219 läuft.
Ein Druckzyklus wird nun mit Bezug auf den Drucker 200 beschrieben. Ein „Druckzyklus“ bezieht sich auf Arbeitsgänge des Druckers 200, wie z.B., aber ohne Begrenzung, Vorbereiten einer Abbildungsfläche für den Druck, Ausstoßen von Tinte auf die Abbildungsfläche, Behandeln der Tinte auf der Abbildungsfläche, um das Bild für den Transfer zu einem Medium zu stabilisieren und vorzubereiten, und Übertragen des Bildes von der Abbildungsfläche auf das Medium.
Der Drucker 200 kann einen Rahmen 211 beinhalten, der Betriebssubsysteme und -komponenten unterstützt, die nachfolgend beschrieben werden. Der Drucker 200 kann auch ein Zwischentransferelement beinhalten, das als eine rotierende Abbildungstrommel 212 dargestellt ist. Das Tuch 100 kann auf der Abbildungstrommel 212 um den Umfang der Trommel 212 angebracht sein. Das Tuch 100 kann sich in einer Richtung 216 bewegen, wenn das Element 212 rotiert. Die Transfixierungswalze 219 kann in der Richtung 217 rotieren und gegen die Oberfläche des Tuchs 100 gelegt werden, um den Transfixierungsspalt 18 zu bilden, in dem auf der Oberfläche des Tuchs 100 gebildete Tintenbilder auf ein Druckmedium 249 transfixiert werden. In einigen Ausgestaltungen erwärmt eine Heizung in der Trommel 212 oder an einem anderen Ort des Druckers das Tuch 100 auf eine Temperatur in einem Bereich von z.B. etwa 50°C bis etwa 70°C. Die erhöhte Temperatur unterstützt das teilweise Trocknen des flüssigen Trägers, der zum Absetzen der hydrophilen Zusammensetzung verwendet wird, und des Wassers in den auf das Tuch 100 abgesetzten wässrigen Tintentropfen.
Eine Oberflächenwartungseinheit („SMU“) 292 kann restliche Tinte entfernen, die auf der Oberfläche des Tuchs 100 verbleibt, nachdem die Tintenbilder auf das Druckmedium 249 übertragen wurden. Die SMU 292 kann einen Beschichtungsapplikator wie eine Spenderwalze (nicht gezeigt) beinhalten, die teilweise in ein Reservoir (nicht gezeigt) eingetaucht ist, in dem sich eine hydrophile Polyurethanbeschichtungszusammensetzung in einem flüssigen Träger befindet. Die Spenderwalze kann sich als Reaktion auf die Bewegung des Tuchs 100 in Prozessrichtung drehen. Die Spenderwalze kann die flüssige Polyurethanzusammensetzung aus dem Reservoir ziehen und eine Schicht der Polyurethanzusammensetzung auf das Tuch 100 absetzen. Wie nachfolgend beschrieben, kann die Polyurethanzusammensetzung als eine gleichmäßige Schicht mit einer beliebigen gewünschten Dicke abgesetzt werden. Nach einem Trocknungsprozess kann die getrocknete Polyurethanbeschichtung eine Oberfläche des Tuchs 100 im Wesentlichen abdecken, bevor der Drucker 200 Tintentropfen im Laufe eines Druckprozesses ausstößt. Die SMU 292 kann funktionsfähig mit einem Steuergerät 280, das im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, verbunden sein, damit das Steuergerät 280 die Spenderwalze sowie eine Dosierklinge und eine Reinigungsklinge betreiben kann, um das Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche des Tuchs 100 abzugeben und darauf zu verteilen und nicht übertragene Tinte und eventuelle Polyurethanrückstände von der Oberfläche des Tuchs 100 zu entfernen.
Der Drucker 200 kann auch einen Trockner 296 beinhalten, der Wärme abgibt und optional einen Luftstrom in Richtung auf die auf das Tuch 100 aufgebrachte Polyurethanzusammensetzung lenkt. Der Trockner 296 kann die Verdampfung von wenigstens einem Teil des flüssigen Trägers aus der Polyurethanzusammensetzung unterstützen, damit eine getrocknete Schicht auf dem Tuch 100 zurückbleibt, bevor das Zwischentransferelement ein oder mehrere Druckkopfmodule 234A–234D passiert, um das wässrige gedruckte Bild zu aufzunehmen.
Der Drucker 200 kann auch einen optischen Sensor 294A beinhalten, der auch als Image-on-Drum-(„IOD“)-Sensor bekannt und so konfiguriert ist, dass er von dem Tuch 100 und von der auf das Tuch 100 aufgebrachten Polyurethanbeschichtung reflektiertes Licht erfasst, während sich das Element 212 am Sensor vorbei dreht. Der optische Sensor 294A beinhaltet eine lineare Anordnung individueller optischer Detektoren, die in einer Richtung quer zum Prozess über das Tuch 100 angeordnet sind. Der optische Sensor 294A erzeugt digitale Bilddaten, die Licht entsprechen, das von dem Tuch 100 und der Polyurethanbeschichtung reflektiert wird. Der optische Sensor 294A erzeugt eine Serie von Bilddatenreihen, die als „Scan-Zeilen“ bezeichnet werden, während das Zwischentransferelement 212 das Tuch 100 in die Richtung 216 am optischen Sensor 294A vorbei dreht. In wenigstens einer Ausgestaltung kann jeder optische Detektor im optischen Sensor 294A drei Messfühler beinhalten, die für die Wellenlängen von Licht empfindlich sind, das den reflektierten Lichtfarben Rot, Grün und Blau (RGB) entspricht.
In einer anderen Ausgestaltung kann der optische Sensor 294A Beleuchtungsquellen beinhalten, die rotes, grünes und blaues Licht ausstrahlen. In noch einer anderen Ausgestaltung kann der Sensor 294A eine Beleuchtungsquelle haben, die weißes Licht auf die Oberfläche des Tuchs 100 ausstrahlt, und es werden Weißlicht-Detektoren verwendet.
Der optische Sensor 294A kann komplementäre Lichtfarben auf die Bildaufnahmefläche ausstrahlen, um eine Erfassung verschiedener Tintenfarben mit den Photodetektoren zu ermöglichen. Die von dem optischen Sensor 294A erzeugten Bilddaten können von dem Steuergerät 280 oder einem anderen Prozessor im Drucker 200 analysiert werden, um die Dicke der Polyurethanbeschichtung auf dem Tuch 100 zu ermitteln. Dicke und Abdeckung können anhand der Reflektion von spiegelndem oder diffusem Licht von dem Tuch 100 und/oder der Beschichtung ermittelt werden. Andere optische Sensoren 294B, 294C und 294D können ähnlich konfiguriert und an unterschiedlichen Stellen um das Tuch 100 herum platziert sein, um andere Parameter im Druckprozess zu ermitteln und zu beurteilen, wie fehlende oder funktionsunfähige Tintendüsen und Tintenbilderzeugung vor der Bildtrocknung (294B), Tintenbildbehandlung für den Bildtransfer (294C) und die Effizienz des Tintenbildtransfers (294D). Alternativ können einige Ausgestaltungen einen optischen Sensor beinhalten, um zusätzliche Daten zu erzeugen, die für die Beurteilung der Bildqualität auf dem Medium verwendet werden können (294E).
Der Drucker 200 kann ein Luftstrom-Managementsystem 201 beinhalten, das einen Luftstrom durch die Druckzone erzeugt und regelt. Das Luftstrom-Managementsystem 201 kann eine Druckkopfluftzufuhr 202 und einen Druckkopfluftrücklauf 203 beinhalten. Druckkopfluftzufuhr 202 und -rücklauf 203 können funktionsfähig mit dem Steuergerät 280 oder irgendeinem anderen Prozessor im Drucker 200 verbunden sein, damit das Steuergerät den Luftstrom durch die Druckzone leiten kann. Diese Regulierung des Luftstroms kann durch die Druckzone insgesamt oder über eine oder mehrere Druckkopfgruppen erfolgen. Die Regulierung des Luftstroms kann dabei behilflich sein zu verhindern, dass verdampfte(s) Lösungsmittel und Wasser in der Tinte auf dem Druckkopf kondensieren, und Hitze in der Druckzone zu verringern, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Tinte in den Tintendüsen trocknet, wodurch die Tintendüsen verstopfen können. Das Luftstrom-Managementsystem 201 kann auch einen oder mehrere Sensoren beinhalten, um Feuchtigkeit und Temperatur in der Druckzone zu erfassen, um eine präzisere Regelung von Temperatur, Strömung und Feuchtigkeit der/des Luftzufuhr 202 und -rücklaufs 203 zu ermöglichen, um optimale Bedingungen in der Druckzone zu gewährleisten.
Der Drucker 200 kann auch ein Vorrats- und Zuführungssubsystem für wässrige Tinte 220 beinhalten, das wenigstens eine Quelle 222 mit einer Farbe einer wässrigen Tinte hat. Da der Drucker 200 ein Mehrfarben-Bilderzeugungsgerät ist, beinhaltet das Tintenzuführungssystem 220 z.B. vier (4) Quellen 222, 224, 226, 228, die vier (4) verschiedene Farben, CYMK (Cyan, Gelb, Magenta, Schwarz), wässriger Tinte repräsentieren.
Das Druckkopfsystem 230 kann eine Druckkopfauflage 232 beinhalten, die mehrere Druckkopfmodule unterstützt, die auch als Print-Box-Einheiten 234A–234D bekannt sind. Jedes Druckkopfmodul 234A–234D erstreckt sich effektiv über die Breite des Tuchs 100 und stößt Tintentropfen auf das Tuch 100 aus. Ein Druckkopfmodul 234A–234D kann einen einzelnen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe beinhalten, die in einer gestaffelten Anordnung konfiguriert sind. Jedes Druckkopfmodul 234A–234D kann mit einem Rahmen (nicht gezeigt) wirkverbunden und so ausgerichtet sein, dass Tintentropfen zur Bildung eines Tintenbilds auf der Beschichtung auf dem Tuch 100 ausgestoßen werden. Die Druckkopfmodule 234A–234D können assoziierte Elektronik, Tintenreservoirs und Tintenleitungen beinhalten, um Tinte zu den ein oder mehreren Druckköpfen zu führen. Eine oder mehrere Leitungen (nicht gezeigt) können die Quellen 222, 224, 226 und 228 mit den Druckkopfmodulen 234A–234D wirkverbinden, um den ein oder mehreren Druckköpfen in den Modulen 234A–234D Tinte zuzuführen. Es ist allgemein bekannt, dass die ein oder mehreren Druckköpfe in einem Druckkopfmodul 234A–234D jeweils eine einzelne Tintenfarbe ausstoßen kann/können. In anderen Ausgestaltungen können die Druckköpfe so konfiguriert sein, dass zwei oder mehr Tintenfarben ausgestoßen werden. Die Druckköpfe in den Modulen 234A und 234B können zum Beispiel Cyan- und Magenta-Tinte ausstoßen, während die Druckköpfe in den Modulen 234C und 234D gelbe und schwarze Tinte ausstoßen können. Die Druckköpfe in den illustrierten Modulen 234A–234D sind in zwei Gruppen angeordnet, die mit Bezug zueinander versetzt oder gestaffelt sind, um die Auflösung jeder von einem Modul gedruckten Farbseparation zu erhöhen. Eine solche Anordnung ermöglicht das Drucken mit doppelter Auflösung im Vergleich zu einem Drucksystem, das nur eine einzelne Gruppe von Druckköpfen hat, die nur eine Tintenfarbe ausstoßen. Der Drucker 200 beinhaltet zwar vier Druckkopfmodule 234A–234D, jeweils mit zwei Gruppen von Druckköpfen, aber alternative Konfigurationen beinhalten eine andere Zahl von Druckkopfmodulen oder Gruppen innerhalb eines Moduls.
Nachdem das auf das Tuch 100 gedruckte Bild die Druckzone verlassen hat, läuft das Bild unter einen Bildtrockner 204. Der Bildtrockner 204 kann eine Heizung beinhalten, wie eine Infrarot-Strahlungsheizung, eine Nahinfrarot-Strahlungsheizung und/oder eine Warmluft-Zwangskonvektionsheizung 205. Der Bildtrockner 204 kann auch einen Trockner 206, der als eine Warmluftquelle dargestellt ist, und Luftrückläufe 207A und 207B beinhalten. Die Infrarotheizung 205 kann Infrarotwärme zu dem auf das Tuch 100 gedruckten Bild führen, um in der Tinte befindliches Wasser oder Lösungsmittel zu verdampfen. Die Warmluftquelle 206 kann erwärmte Luft über die Tinte lenken, um zur Verdampfung des Wassers oder Lösungsmittels aus der Tinte beizutragen. In wenigstens einer Ausgestaltung kann der Trockner 206 eine Warmluftquelle mit demselben Aufbau wie der Trockner 296 sein. Während der Trockner 206 entlang der Prozessrichtung positioniert sein kann, um die hydrophile Zusammensetzung zu trocknen, kann der Trockner 206 hinter den Druckkopfmodulen 234A–234D ebenfalls entlang der Prozessrichtung positioniert sein, um die wässrige Tinte auf dem Tuch 100 wenigstens teilweise zu trocknen. Die Luft kann dann aufgefangen und über die Luftrückläufe 207A und 207B evakuiert werden, um Interferenz des Luftstroms mit anderen Komponenten im Druckbereich zu verringern.
Der Drucker 200 kann ferner ein Druckmediumvorrats- und -handhabungssystem 240 beinhalten, das z.B. einen oder mehrere Stapel von Papierdruckmedien unterschiedlicher Größe aufbewahrt. Das Druckmediumvorrats- und -handhabungssystem 240 beinhaltet z.B. Blatt- oder Substratvorratsquellen 242, 244, 246 und 248. Die Vorratsquelle 248 kann ein Papiervorrat oder eine Papierzuführungsvorrichtung mit hohem Aufnahmevermögen zum Aufbewahren und Zuführen von Bildaufnahmesubstraten in Form geschnittener Druckmedien 249 sein. Das Druckmedienvorrats- und -handhabungssystem 240 kann außerdem ein Substrathandhabungs- und -transportsystem 250 mit einer Medien-Vorkonditionierungsbaugruppe 252 und einer Medien-Nachkonditionierungsbaugruppe 254 beinhalten. Der Drucker 200 kann auch einen Fuser 260 beinhalten, um zusätzliche Wärme und Druck auf das Druckmedium aufzubringen, nachdem das Druckmedium durch den Transfixierungsspalt 218 gelaufen ist. Der Drucker 200 kann auch eine Originaldokumenten-Zuführungsvorrichtung 270 mit einem Dokumentenhaltetablett 272, Dokumentenblattzuführungs- und -entnahmevorrichtungen 274 und einem Dokumentenbelichtungs- und -Scanningsystem 276 beinhalten.
Betrieb und Steuerung der verschiedenen Subsysteme, Komponenten und Funktionen des Druckers 200 können mit Hilfe des Steuergeräts 280 erfolgen. Das Steuergerät 80 kann funktionsfähig mit dem Zwischentransferelement 212, den Druckkopfmodulen 234A–234D (und somit den Druckköpfen), dem Substratvorrats- und -handhabungssystem 240, dem Substrathandhabungs- und -transportsystem 250 und, in einigen Ausgestaltungen, dem einen oder den mehreren optischen Sensoren 294A–294E verbunden sein. Das Steuergerät 280 kann ein eigenständiger, dedizierter Mini-Computer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit („CPU“) 282 mit elektronischem Speicher 284 und einem Display oder einer Benutzeroberfläche („UI“) 286 sein. Das Steuergerät 280 kann eine Sensoreingangs- und -steuerschaltung 288 sowie eine Pixelplatzierungs- und -steuerschaltung 289 beinhalten. Zudem kann die CPU 282 den Bilddatenfluss zwischen Bildeingabequellen wie dem Scanningsystem 276 oder einem Online- oder Arbeitsplatzanschluss 290 und den Druckkopfmodulen 234A–234D lesen, erfassen, herstellen und verwalten. Somit kann das Steuergerät 280 der hauptsächliche Multitask-Prozessor für den Betrieb und die Steuerung aller anderen Maschinensubsysteme und -funktionen sein.
Nachdem ein oder mehrere Bilder auf dem Tuch 100 und der Beschichtung vom Steuergerät 280 gesteuert gebildet wurde(n), kann der Drucker 200 Komponenten im Drucker 200 betreiben, um ein Verfahren zum Übertragen und Fixieren des Bildes oder der Bilder von dem Tuch 100 auf Medien durchzuführen. Das Steuergerät 280 kann Stellglieder betätigen, um eine oder mehrere der Walzen 264 im Medientransportsystem 250 anzutreiben, um das Druckmedium 249 in Prozessrichtung P zu einer Position neben der Transfixierungswalze 219 und dann durch den Transfixierungsspalt 218 zwischen der Transfixierungswalze 219 und dem Tuch 100 zu bewegen. Die Transfixierungswalze 219 kann Druck auf die Rückseite des Druckmediums 249 aufbringen, um die Vorderseite des Druckmediums 249 gegen das Tuch 100 und das Zwischentransfermedium 212 zu drücken. Obwohl die Transfixierungswalze 219 auch wie gezeigt erwärmt werden kann, ist die Transfixierungswalze 219 in 2 unbeheizt. Die Vorwärmbaugruppe 252 für das Druckmedium 249 kann sich im Medienpfad befinden, der zum Transfixierungsspalt 218 führt. Die Vorkonditionierungsbaugruppe 252 kann das Druckmedium 249 auf eine vorbestimmte Temperatur bringen, die bei der Übertragung des Bildes auf das Medium behilflich ist, so dass die Gestaltung der Transfixierungswalze 219 vereinfacht wird. Der von der Transfixierungswalze 219 auf der Rückseite des erwärmten Druckmediums 249 erzeugte Druck kann das Transfixieren (Transfer und Fixieren) des Bildes von dem Zwischentransferelement 212 auf das Druckmedium 249 erleichtern. Durch das Inrotationversetzen oder Drehen des Zwischentransferelements 212 und der Transfixierungswalze 219 werden nicht nur die Bilder auf das Druckmedium 249 transfixiert, sondern auch der Transport des Druckmediums 249 durch den Transfixierungsspalt 218 unterstützt. Das Zwischentransferelement 212 kann weiter rotieren, damit der Druckprozess wiederholt werden kann.
Wenn sich das Zwischentransfermedium durch den Transfixierungsspalt 218 bewegt hat, passiert die Bildaufnahmefläche eine Reinigungseinheit, die restliche Teile der Polyurethan-Opferbeschichtung und kleine Mengen restlicher Tinte von der Bildaufnahmefläche des Tuchs 100 entfernt. Im Drucker 200 ist die Reinigungseinheit als Reinigungsklinge 295 ausgestaltet, die in die Oberfläche des Tuchs 100 eingreift. Die Klinge 295 besteht aus einem Material, das die Oberfläche des Tuchs 100 abwischt, ohne das Tuch 100 zu beschädigen. Die Reinigungsklinge 295 kann z.B. aus einem flexiblen Polymermaterial im Drucker 200 ausgebildet sein. In einer anderen Ausgestaltung kann die Reinigungseinheit eine Walze oder ein anderes Element beinhalten, die/das ein Gemisch aus Wasser und Detergens aufbringt, um restliche Materialien von der Oberfläche des Tuchs 100 zu entfernen, nachdem sich das Zwischentransferelement durch den Transfixierungsspalt 218 bewegt hat. Der Begriff „Detergens“ oder Reinigungsmittel bezieht sich auf ein beliebiges Tensid, Lösungsmittel oder eine andere chemische Verbindung, die zum Entfernen von Polyurethan-Opferbeschichtung und restlicher Tinte von der Bildaufnahmefläche des Tuchs 100 geeignet ist.
Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der Offenbarung nicht begrenzen.
Prophetisches Beispiel 1
Als Polymermatrix für die Konformitätsschicht 120 wird ein ELASTOSIL^® RT 622 Silikon (hergestellt von Wacker Chemie AG) verwendet. ELASTOSIL^® RT 622 ist ein gießfähiger Zweikomponenten-Silikonkautschuk, der bei Raumtemperatur vulkanisiert. Teil A enthält Polydimethylsiloxan mit funktionellen Silan-(Si-H)-Gruppen, während Teil B Polydimethylsiloxan mit terminalen funktionellen Vinylgruppen und einem Pt-Katalysator enthält, das das Härtungsmittel für das Silikon ist. Das Verfahren zum Einbeziehen der reflektierenden Pigmente 150 und zum Härten des Silikonelastomers ist wie folgt.
ELASTOSIL^® RT 622 und 5,6 Gew.-% HEUODUR^® IR Black 940 (hergestellt von Heucotech Ltd.) werden mit einer zweckdienlichen Menge des gewünschten Lösungsmittels (d.h. zum Erreichen der gewünschten Viskosität) und Kugelmahlmedium kombiniert, und das Kombinationsprodukt wird 14–16 Stunden lang gemahlen. Nach dem Mahlen wird Teil B langsam in einem Masseverhältnis von 1:9 zum gerührten Teil A gegeben. Dadurch wird eine Ladung des reflektierenden Pigments 150 von 5 Gew.-% in der Endbeschichtung erhalten. Die aktivierte Formulierung wird durch Fließbeschichten auf ein Tuchsubstrat 110 gegeben, luftgetrocknet und bei 150°C 4 Stunden lang nachgehärtet, um eine Tuch-Konformitätsschicht 120 zu erhalten, die die reflektierenden Pigmente 150 in einer Silikonmatrix enthält.
Prophetisches Beispiel 2
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm 300 zum Bilden einer illustrativen Deckschicht 140 eines Transfixierungstuchs 100 gemäß einer oder mehreren offenbarten Ausgestaltungen. Spezieller beschreibt das Ablaufdiagramm 300 die Formulierung und Fließbeschichtung eines Fluorelastomer-Aminosilan-Pfropfes mit einem infrarotreflektierenden Pigment 150 (siehe 1), um eine gehärtete Deckschicht 140 aus einem Verbundstoff aus Fluorelastomer und infrarotreflektierendem Pigment zu erhalten. Das reflektierende Pigment 150 kann HEUCODUR^® IR Black 940 von Heucotech Ltd. sein oder enthalten.
Zum Bilden von Teil A wird eine 18,5 Gew.-%-Lösung von Fluorelastomer (z.B. G621, hergestellt von Daikin Industries, Ltd.) hergestellt, indem G621 in Methylisobutylketon („MIBK“) wie bei 302 gezeigt gelöst wird. Teil A enthält außerdem eine geringe Tensidladung. Teil A wird dann mit 20 pph HEUCODUR^® IR Black 940 gemischt und mit einem Farbmischer in Anwesenheit von Stahlkügelchen wenigstens drei Stunden lang geschüttelt.
Teil B enthält eine separate Lösung eines Amino-Crosslinkers (N-(-2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, AO700) in MIBK, hergestellt in einem Masseverhältnis von 1:4, wie bei 304 gezeigt. Teil B wird mit Teil A tropfenweise unter Rühren kombiniert, wie bei 306 gezeigt. Nach Abschluss des Kombinierens von Teil A und B wird die resultierende Lösung zum Fließbeschichten eines Tuchsubstrats wie bei 308 gezeigt verwendet. Das mit dem Fluorelastomer-Verbundstoff beschichtete Substrat wird getrocknet und dann 24 Stunden lang bei 140°C gehärtet, um die Deckschicht 140 zu bilden, wie bei 310 gezeigt.
Obgleich die numerischen Bereiche und Parameter, die den allgemeinen Umfang der vorliegenden Lehren darlegen, Nährungswerte sind, sind die in den spezifischen Beispielen genannten numerischen Werte so präzise wie möglich. Jeder numerische Wert enthält jedoch grundsätzlich Fehler, die sich zwangsläufig aus der bei ihren jeweiligen Prüfmessungen anzutreffenden Standardabweichung ergeben. Ferner sind alle hierin offenbarten Bereiche so zu verstehen, dass sie jegliche darin subsumierten Teilbereiche einschließen. Ein Bereich von „weniger als 10“ kann z.B. jegliche Teilbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert von Null und dem Maximalwert von 10 beinhalten, d.h. jegliche Teilbereiche mit einem Minimalwert von gleich oder größer Null und einem Maximalwert von gleich oder weniger als 10, z.B. 1 bis 5. In bestimmten Fällen können die für die Parameter angegebenen numerischen Werte negative Werte sein. In diesem Fall kann der Beispielwert für den Bereich von „weniger als 10“ negative Werte annehmen, z.B. –1, –2, –3, –10, –20, –30 usw.

Claims

Transfixierungstuch für einen Drucker, das Folgendes umfasst: eine Substratschicht; eine Konformitätsschicht, die wenigstens teilweise auf der Substratschicht angeordnet ist; eine Haftschicht, die wenigstens teilweise auf der Konformitätsschicht angeordnet ist, wobei die Konformitätsschicht und/oder die Haftschicht mehrere infrarotreflektierende Pigmente beinhaltet/beinhalten; und eine Deckschicht, die wenigstens teilweise auf der Haftschicht angeordnet ist, wobei die Deckschicht ein infrarotabsorbierendes Material beinhaltet.
Transfixierungstuch nach Anspruch 1, wobei die infrarotreflektierenden Pigmente in der Konformitätsschicht in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% vorliegen.
Transfixierungstuch nach Anspruch 1, wobei die infrarotreflektierenden Pigmente in der Haftschicht in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% vorliegen.
Transfixierungstuch nach Anspruch 1, wobei die infrarotreflektierenden Pigmente sowohl in der Konformitätsschicht als auch in der Haftschicht vorliegen.
Transfixierungstuch nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der Konformitätsschicht bei etwa 500 µm bis etwa 7000 µm liegt, wobei eine Dicke der Haftschicht bei etwa 0,05 µm bis etwa 10 µm liegt und wobei eine Dicke der Deckschicht bei etwa 5 µm bis etwa 100 µm liegt.
Transfixierungstuch nach Anspruch 5, wobei die infrarotreflektierenden Pigmente Titandioxid, Nickel-Rutil, Chrom-Rutil, Kobalt-Spinell, Chromoxid, Chrom-Eisen-Nickel-Schwarz-Spinell oder eine Kombination davon beinhalten.
Transfixierungstuch nach Anspruch 6, wobei das infrarotabsorbierende Material Ruß, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, Eisenoxid oder eine Kombination davon beinhaltet.
Transfixierungstuch nach Anspruch 7, wobei die Konformitätsschicht ferner Silikon, ein vernetztes Silan oder eine Kombination davon beinhaltet.
Transfixierungstuch nach Anspruch 8, wobei die Konformitätsschicht ferner ein Füllmaterial wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Ruß oder eine Kombination davon beinhaltet und wobei das Füllmaterial in der Konformitätsschicht in einer Menge von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% vorliegt.
Transfixierungstuch nach Anspruch 7, wobei die Haftschicht ferner Silikon, ein vernetztes Silan oder eine Kombination davon beinhaltet.