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Es besteht weiterhin ein enormes Interesse an der Entwicklung neuer Druck- und Bilderzeugungsplattformen mit einer großen Bandbreite an Medien und hoher Bildqualität. Das Ziel hierbei ist die Erweiterbarkeit in Form von zukünftigen Wachstumsmöglichkeiten bei allen Arten von digitalen Markierungsvorrichtungen von Büromärkten auf Produktionsmärkte. Der digitale Offset und die wässrige Transfixierung sind derzeit die angestrebten Druckverfahren in zugehörigen Plattformen, die eine Anpassbarkeit an eine größere Bandbreite von Medien zeigen können. In dem Bestreben nach Weiterentwicklung und Wachstum auf bestimmten Märkten wird man erkennen, dass bestimmte inhärente Einschränkungen auftreten. Die lithographische Bilderzeugung für variable Daten mittels digitalem Offset wird auf dem Büromarkt im Allgemeinen als nicht durchführbar betrachtet. Die digitale Bilderzeugung mittels wässriger Transfixierung erfordert eine Formulierung robuster, wässriger Druckfarben und neu formulierter Transfixierungsvorbeschichtungen („Precoats“) für den Büro- bis hin zum Produktionsdruck.
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Unter Digitaldruck versteht man im Allgemeinen Systeme und Verfahren, in denen Bilder unter nacheinander gedruckten Bilden oder Seiten variiert werden können. „Lithographiedruck für variable Daten“ oder „druckfarbenbasierter Digitaldruck“ oder „digitaler Offsetdruck“ sind Begriffe, die sich im Allgemeinen auf den Druck von variablen Bilddaten zur Erzeugung von Bildern auf mehreren Bildaufnahmemediensubstraten beziehen, wobei die Bilder mit jedem anschließenden Rendering eines Bildes auf einem Bildaufnahmemediensubstrat in einem Bilderzeugungsprozess veränderlich sind. Der „Lithographiedruck für variable Daten“ schließt den Offsetdruck von Druckfarbenbildern ein, die im Allgemeinen spezifisch formulierte lithographische Druckfarben verwenden, wobei die Bilder auf digitalen Bilddaten basieren, die von Bild zu Bild verschieden sein können, wie zum Beispiel zwischen Zyklen eines Bebilderungselements mit einer wiederbebilderbaren Oberfläche. Die US-Patentanmeldung Nr. 13/095,714 (die „714er Anmeldung“) mit der Bezeichnung „Variable Data Lithography System“, die am 27. April 2011 von Timothy Stowe et al. eingereicht wurde und gemeinsam übertragen ist, beschreibt ein beispielhaftes Lithographiesystem für variable Daten für den druckfarbenbasierten Digitaldruck.
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Systeme und Verfahren im Zusammenhang mit dem „druckfarbenbasierten Digitaldruck“ oder „digitalen Offsetdruck“ können ansonsten einen Tintenstrahlprozess einschließen, in dem ein piezoelektrischer Tintenstrahldruckkopf verwendet werden kann, um Druckfarbe auf eine Übertragungsmaterialzwischenschicht aufzubringen. Die ausgestoßene Druckfarbe kann auf einer Vorbeschichtungsschicht („precoat layer“) angeordnet werden, die in Form einer teilweise getrockneten Mischung von Polymerbindemittel, Flüssigkeiten und Trennmittel wie Öl vorliegen kann und das gedruckte Zwischenbild zur anschließenden Übertragung auf ein Bildaufnahmemediensubstrat stützen kann. Die Vorbeschichtungsschicht kann unterschiedliche Trocknungsgrade erforderlich machen, bevor sie zum Auftragen der ausgestoßenen Druckfarbe geeignet ist. Das Zwischenbild wird durch Kontakt zwischen einer Oberfläche einer Übertragungszwischenkomponente und dem Bildaufnahmemediensubstrat, typischerweise mit Hilfe einer Druckrolle oder -trommel übertragen, um einen Übertragungswalzenspalt zu schaffen. Nach dem Drucken befindet sich eine herkömmliche Vorbeschichtungsschicht an der Oberfläche des Bildes und stellt je nach Anwendung möglicherweise keine angemessene Robustheit bereit.
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Es wäre vorteilhaft, ein gemeinsames Bilderzeugungsverfahren zu entwickeln, das an verschiedene digitale Bilderzeugungssysteme anpassbar sein kann, um Bilder mit immer besserer Bildqualität auf Bildaufnahmemediensubstraten mit einer großen Bandbreite an Bildmarkierungsmaterialien, Bildübertragungsoptionen und vielen verschiedenen Bildaufnahmemediensubstraten zu erzeugen, die in den digitalen Bilderzeugungsprozessen eingesetzt werden können. Diese Vorteile würden die Entwicklung und Marktgängigkeit von druckfarbenbasierten digitalen Drucksystemen und Verfahren, die für den Büro- und den Produktionsdruck geeignet sind, weiter voranbringen.
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In Ausführungsbeispielen können die offenbarten Systeme und Verfahren druckfarbenbasierte digitale Drucksysteme bereitstellen, die zum Drucken von wässrigen Druckfarben auf eine transparente Basis- oder Transfixierzwischenschicht konfiguriert sind, die entfernbar auf ein Übertragungszwischenelement aufgebracht wird.
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In Ausführungsformen kann eine transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht auf dem Übertragungszwischenelement gebildet und vor der Erzeugung eines digitalen Druckfarbenbildes darauf mindestens teilweise gehärtet werden.
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In Ausführungsformen kann ein digitaler Lithographiedruckprozess für variable Daten eingesetzt werden, um die Bilder auf der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht zu erzeugen. In anderen oder alternativen Ausführungsformen kann ein digitaler Tintenstrahlprozess eingesetzt werden, um die Bilder auf der teilweise gehärteten Basis- oder Transfixierschicht zu erzeugen.
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Die offenbarten Ausführungsformen führen zu Druckplattformen mit einer großen Bandbreite bezüglich der Auswahl und Verwendung verschiedener Materialien für das Bildaufnahmemediensubstrat, die für den Büro- bis hin zum Produktionsdruck geeignet sind. Die bereitgestellten Drucksysteme und Verfahren ermöglichen die Produktion von hochwertigen und robusten Ausdrucken auf vielen verschiedenen Bildaufnahmemediensubstraten.
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Ausführungsbeispiele sind in dieser Offenbarung beschrieben. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass ein beliebiges System, das Merkmale der hierin beschriebenen Systeme aufweist, in dem Geist und Schutzbereich der Ausführungsbeispiele eingeschlossen sein kann.
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1 stellt eine Diagrammansicht von der Seite eines indirekten druckfarbenbasierten digitalen Transfixierdrucksystems gemäß dieser Offenbarung dar;
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2 stellt eine Diagrammansicht von der Seite eines allgemeinen Prozesses für den tintenstrahlbasierten digitalen Transfixierdruck gemäß dieser Offenbarung dar; und
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3 stellt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens für den indirekten druckfarbenbasierten digitalen Transfixierdruck gemäß dieser Offenbarung dar.
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Ausführungsbeispiele sollen alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die innerhalb des Geistes und des Schutzumfangs der beschriebenen Systeme und Vorrichtungen fallen.
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Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um ein allgemeines Verständnis vom Digitaldruck auf einer transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht zur Verwendung in Digitaldrucksystemen vom Offset-Typ und Verfahren gemäß Ausführungsformen zu erhalten. Digitale Druckfarben-Offsetdrucksysteme und Verfahren werden bereitgestellt, die eine große Bandbreite bei der Auswahl und Verwendung verschiedener Materialien für Bildaufnahmemediensubstrate und eine hochwertige Bildverarbeitung mit dieser großen Bandbreite an Materialien ermöglichen. Systeme der verwandten Technik wie druckfarbenbasierte digitale Drucksysteme und wässrige Transfixierdrucksysteme ermöglichen die Übertragung eines eingefärbten Bildes auf ein druckbares Medium in einem Prozess, in dem eine Schicht, auf die die Druckfarbe auf dem Übertragungszwischenelement oder zentralen Bebilderungselement abgeschieden wird, nach der Übertragung der Druckfarbe auf dem Übertragungs- oder Bebilderungselement bleibt.
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In Ausführungsformen können die offenbarten Systeme und Verfahren konfiguriert sein, eine transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht auf ein Aufnahmeelement wie ein Übertragungszwischenelement oder zentrales Bebilderungselement aufzutragen. Eine Dicke der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht kann in einem Bereich von etwa 0,3 bis 2,0 Mikrometern liegen. Die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht wird dann mindestens teilweise gehärtet, um ein Niveau zu erreichen, das die Verteilung einer wässrigen Druckfarbe beim Auftragen auf der Flüssigkeitsschicht wirksam einschränkt. Die UV-Teilhärtung kann eine Breitbandhärtung sein. In Ausführungsformen kann die UV-Teilhärtung unter Verwendung beispielsweise einer UV-Leuchtdiode (LED) monochromatisch sein. In Ausführungsformen kann eine Tiefenhärtung und keine Oberflächenhärtung angestrebt werden. Ein druckfarbenbasiertes digitales Bild kann dann auf der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht gebildet werden. Das druckfarbenbasierte digitale Bild kann dann auf der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht getrocknet werden. Das Aufnahmeelement kann zur vollen Ablösung der aufgetragenen transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht mit dem druckfarbenbasierten digitalen Bild konfiguriert sein, das darauf erzeugt wird, wenn die Flüssigkeitsschicht auf ein Bildaufnahmemediensubstrat an einem Übertragungswalzenspalt gepresst wird, der aus dem Aufnahmeelement und anderen mechanischen Komponenten gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die UV-härtbare Schicht zu 100 % von der Aufnahmeelementoberfläche auf das Bildaufnahmemediensubstrat übertragbar.
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In Ausführungsformen kann ein Härtungssystem konfiguriert sein, die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht, die auf der Aufnahmeelementoberfläche gebildet ist, Strahlung auszusetzen, um die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht mindestens teilweise zu härten.
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In Ausführungsformen können die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht und das jeweilige darauf erzeugte eingefärbte Bild, unter Verwendung eines separaten Trocknungssystems darauf getrocknet werden. Die Notwendigkeit für eine Trocknung kann basierend auf einer Zusammensetzung der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht minimiert werden, die die Wasserabsorption in die mindestens teilweise gehärtete transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht und die Absorption, die stattfinden kann (oder stattfinden gelassen wird), in bestimmte druckbare Bildaufnahmemediensubstrate wie Papier ermöglicht und/oder beschleunigt.
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In Ausführungsformen kann die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht auf das Aufnahmeelement aufgetragen werden, um eine Oberflächenschicht im Submikrometerbereich zu bilden. Die transparente UV-härtbare Flüssigkeit zur Bildung der Flüssigkeitsschicht kann polare Komponenten wie Acrylate oder Propenoate umfassen, die Salze und Ester von Acrylsäure sind. Unter Acrylat- und Methacrylatmonomeren sind solche zu verstehen, die reaktive funktionelle Vinylgruppen enthalten, die die Bildung von Acrylatpolymeren ermöglichen. Zu beispielhaften Acrylaten gehören Acrylatmonomere oder -polymere wie Polyesteracrylate, einschließlich Sartomer CN294E, Sartomer CD 501 und Sartomer CN 2256. UV-härtbare Komponenten ermöglichen die Benetzung der wässrigen Druckfarbe auf der Aufnahmeelementoberfläche. Die Aufnahmeelementoberfläche kann in Ausführungsformen mindestens teilweise aus Elastomeren von niedriger Oberflächenenergie wie Silikonen und Fluorsilikonen gebildet sein, um eine temporäre Retention der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht auf dem Aufnahmeelement zu fördern und danach eine wirksame Übertragung der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht von dem Aufnahmeelement auf das Bildaufnahmemediensubstrat an dem Übertragungswalzenspalt zu fördern.
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Die aufgetragene transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht kann an einer Härtungsstation oder einem UV-Härtungssystem, das mindestens zur teilweisen Härtung konfiguriert ist, teilweise gehärtet werden, um eine übermäßige Verteilung von wässriger Druckfarbe über die UV-härtbare Flüssigkeitsschichtoberfläche in ihrem flüssigen Zustand zu hemmen. Außerdem kann eine Verteilung von Druckfarbentropfen auf der teilweise gehärteten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht basierend auf einer Menge oder einem Ausmaß der Teilhärtung der aufgetragenen UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht gesteuert werden.
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In bevorzugten Ausführungsformen kann die Tropfengröße der ausgestoßenen Druckfarbe auf einen Durchmesser von 55 bis 60 Mikrometer eingestellt werden, was für eine 600-DPI-Auflösung geeignet ist.
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1 stellt eine Diagrammansicht von der Seite eines indirekten druckfarbenbasierten digitalen Transfixierdrucksystems 100 gemäß dieser Offenbarung dar. In dem dargestellten System 100 kann eine transparente UV-härtbare Flüssigkeit 125 beispielsweise von einer Art Flüssigkeitsquelle oder Flüssigkeitsbehälter 120 bereitgestellt werden. Die transparente UV-härtbare Flüssigkeit 125 kann von der Flüssigkeitsquelle oder dem Flüssigkeitsbehälter 120 über einen oder mehrere Transportmechanismen transportiert werden, die zum Beispiel eine oder mehrere Transportwalzen 110, 130 aufweisen, die zum Abscheiden einer Schicht 115 der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeit auf eine Oberfläche eines Bebilderungszwischenelements 135 benutzt werden können. Die abgeschiedene Schicht 115 der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeit kann in einem Bereich von etwa 0,3 bis 2,0 Mikrometern liegen.
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Die Oberfläche des Bebilderungszwischenelements 135 kann aus einem Material gebildet sein, das eine vorübergehende Adhäsion der Schicht 115 der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeit an der Oberfläche fördert und dann die Ablösung der Schicht 115 von der transparente UV-härtbaren Flüssigkeit an dem Übertragungswalzenspalt 175 fördert oder erleichtert. Mindestens die Oberfläche des Bebilderungszwischenelements 135 kann aus einem Material mit einer vergleichsweise niedrigen Oberflächenenergie gebildet sein. Ein solches Material kann aus Materialklassen ausgewählt sein, die im Allgemeinen bekannt sind, wie Silikonen oder Fluorsilikonen. Wenngleich das Bebilderungszwischenelement 135 in 1 als ein trommelartiges Element dargestellt ist, kann es als eine Trommel, ein Band oder eine andere Übertragungszwischenkomponente konfiguriert sein.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bildung der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 auf der Oberfläche des Bebilderungszwsischenelements 135 rein beispielhaft sein soll und nicht auf eine Konfiguration einer Einrichtung oder Vorrichtung eingeschränkt sein soll, die zum Abscheiden der Schicht auf dem Bebilderungszwischenelement 135 verwendet werden kann. Wie oben erwähnt, kann die UV-härtbare Flüssigkeitsschicht 115 auf die Oberfläche des Bebilderungszwischenelements 135 auf ein Niveau im Submikrometerbereich aufgetragen werden.
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Eine Härtungsvorrichtung 140 (oder UV-Härtungssystem) kann bereitgestellt sein, um die aufgetragene transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht 115 auf der Oberfläche des Bebilderungszwischenelements 135 mindestens teilweise zu härten. Die mindestens teilweise Härtung, ganz gleich, ob sie eine Oberflächenhärtung oder eine Tiefenhärtung ist, kann eine übermäßige Verteilung von wässriger Druckfarbe über die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschichtoberfläche hemmen, wenn die wässrige Druckfarbe darauf aufgetragen wird, wie weiter unten beschrieben.
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Eine digitale druckfarbenbasierte Markierungsvorrichtung kann verwendet werden, um eingefärbte Bilder auf der mindestens teilweise gehärteten Oberfläche der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 abzuscheiden. Wie in 1 dargestellt, kann die digitale druckfarbenbasierte Markierungsvorrichtung einen Tintenstrahldruckkopf 145 umfassen, der ein wässriges Druckfarbenmarkierungsmaterial 150 auf die teilweise gehärtete Oberfläche der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 lenken kann, um ein oder mehrere digitale Bilder 155 darauf zu bilden. Die Kompatibilität zwischen dem wässrigen Druckfarbenmarkierungsmaterial 150 und der teilweise gehärteten Oberfläche der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 kann in einer Weise gesteuert werden, die die Punktgröße und die Verteilung des wässrigen Druckfarbenmarkierungsmaterials 150 einschränken soll, wie oben ausführlich erläutert. Andere Konfigurationen von digitalen druckfarbenbasierten Markierungsvorrichtungen schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf lithographische Bilderzeugungsvorrichtungen für variable Daten oder Bildmarkierungsvorrichtungen, oder andere druckfarbenbasierte digitale Markierungssysteme können eingesetzt werden, um ein wässriges Druckfarbenmarkierungsmaterial 150 abzuscheiden, das ein oder mehrere digitale Bilder 155 auf einer Oberfläche der transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 erzeugt.
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Eine Heizvorrichtung 160 kann bereitgestellt sein, um die Temperatur des einen oder der mehreren druckfarbenbasierten digitalen Bilder 155 zu regeln. Die Heizvorrichtung 160 kann verwendet werden, um das wässrige Druckfarbenmarkierungsmaterial 150, das das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155 bildet, mindestens teilweise zu trocknen. Ein Trocknungsgrad kann für eine bestimmte Kombination von Materialien, die das wässrige Druckfarbenmarkierungsmaterial 150, die transparente UV-härtbare Flüssigkeitsschicht 115 und ein Bildaufnahmemediensubstrat 165 bildet, optimiert und/oder minimiert werden. In einem spezifischen Beispiel kann die Trocknung von Druckfarbe aufgrund von Wasserabsorption in die teilweise gehärtete UV-härtbare Flüssigkeitsschicht 115 und eines Wasserabsorptionsvermögens in das Bildaufnahmemediensubstrat 165 minimiert werden. Diese Kapazitäten können je nach einer Flächenabdeckung für das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155 veränderbar sein.
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Das Bebilderungszwischenelement 135 kann das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155, die auf der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 erzeugt (und getrocknet) werden, zu einem Übertragungswalzenspalt 175 transportieren, der zum Beispiel zwischen dem Bebilderungszwischenelement 135 und einer gegenüberliegenden Druckrolle 170 ausgebildet ist. Erneut sei darauf hingewiesen, dass, wenngleich die Konfiguration einer Übertragungskomponente zum Übertragen von hergestellten Bildern von einer Oberfläche des Bebilderungszwischenelements 135 auf eine Oberfläche eines Bildaufnahmemediensubstrats 165 als ein herkömmlicher Übertragungswalzenspalt 175 dargestellt ist, diese nicht auf die Darstellung in 1 eingeschränkt sein soll.
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Das Bildaufnahmemediensubstrat 165 kann zwischen dem Bebilderungszwischenelement 135 und der Übertragungs- oder Druckrolle 170 befördert werden. Fakultative Heizvorrichtungen (nicht dargestellt) können stromaufwärts des Übertragungswalzenspalts 175 in einer Prozessrichtung oder in Verbindung mit der Übertragungs- oder Druckrolle 170 an dem Übertragungswalzenspalt bereitgestellt sein, um eine Oberfläche des Bildaufnahmemediensubstrats 165 vorzuwärmen, um eine Aufnahme eines Bildes zu ermöglichen, das von dem Bebilderungszwischenelement 135 übertragen wird.
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Während das Bildaufnahmemediensubstrat 165 zwischen dem Bebilderungszwischenelement 135 und der Übertragungs- oder Druckrolle 170 befördert wird, können das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155 und ein Abschnitt der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 vollständig (100 %) auf das Bildaufnahmemediensubstrat 165 übertragen werden. Ein geeigneter Druck kann zwischen den gegenüberliegenden Rollenoberflächen aufrechterhalten werden, sodass das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155 und der Abschnitt der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 optimal auf die Oberfläche des Bildaufnahmemediensubstrats 165 übertragen werden.
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Eine weitere Fixier- oder Schmelzungsvorrichtung kann stromabwärts des Übertragungswalzenspalts 175 in einer Prozessrichtung bereitgestellt sein, um das eine oder die mehreren digitalen Bilder 155 und den Abschnitt der teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Flüssigkeitsschicht 115 auf der Oberfläche des Bildaufnahmemediensubstrats 165 endgültig zu fixieren oder zu schmelzen.
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Ein Druckprozess, der das System in 1 verwendet, kann eine digitale Medienmarkierungs- oder Druckkomponente zum Ausstoßen oder anderweitigen Abgeben von wässriger Druckfarbe auf eine teilweise gehärtete Schicht eines UV-härtbaren transparenten Trägers umfassen, der auf eine Transfixiertrommel oder ein Transfixierband von niedriger Oberflächenenergie dünn abgeschieden wurde. Die verwendete wässrige Druckfarbe kann eine kostengünstige pigmentierte farbstoffbasierte Druckfarbe sein. Nach einem einfarbigen (oder mehrfarbigen) Druck kann die teilweise gehärtete Schicht des UV-härtbaren transparenten Trägers zu 100 % auf Papier oder ein Bildaufnahmemediensubstrat, das aus einem anderen Material gebildet ist, übertragen werden. Wie oben kurz angedeutet, kann die Trocknung der wässrigen Druckfarbe auf die teilweise gehärtete Schicht des UV-härtbaren transparenten Trägers aufgrund von Elementen der Wasserabsorption in die teilweise gehärtete Schicht und Wasserabsorption in das Papier minimiert werden, man geht jedoch im Allgemeinen davon auf, dass diese von einer Flächenabdeckung für die wässrige Druckfarbe abhängig ist. Die Medienbrandbreite wird im Vergleich zur direkten Bildübertragung auf Papier oder Bilderzeugung aufgrund der Fähigkeit zur Entfernung von Wasser vor der Übertragung auf den Druck vergrößert. Die resultierenden Bilder sind aufgrund der Gegenwart einer UV-härtbaren Schicht, die das eine oder die mehreren digitalen Bilder überlagert, die auf dem Bildaufnahmemediensubstrat abgeschieden sind, insbesondere nach einer Endhärtung robust.
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2 stellt eine Diagrammansicht von der Seite eines allgemeinen Prozesses für den tintenstrahlbasierten digitalen Transfixierdruck gemäß dieser Offenbarung dar. Wie in 2 dargestellt, werden ein druckfarbenbasiertes digitales Drucksystem und ein Verfahren für den druckfarbenbasierten digitalen Druck auf ein Bildaufnahmesubstrat unter Verwendung einer transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht als ein Übertragungszwischenmedium bereitgestellt.
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2 zeigt ein Aufnahmeelement 201, das im Allgemeinen ein Übertragungszwischentuch mit niedriger Oberflächenspannung, zum Beispiel ein Silikon- oder Fluorsilikon-Übertragungstuch umfasst. Eine transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht 205 kann auf dem Aufnahmeelement 201 abgeschieden und/oder darauf gebildet werden, und danach auf die oben erläuterte Art und Weise teilweise gehärtet werden.
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Ein Druckkopf 207 kann bereitgestellt sein, der konfiguriert ist, wässrige Druckfarbe auf das mit der transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht beschichtete Aufnahmeelement 201 auszustoßen. Die wässrige Druckfarbe kann aus dem Druckkopf 207 ausgestoßen werden, um ein eingefärbtes Bild 215 beispielsweise bei Schritt S2000 auf dem Aufnahmeelement 201 zu erzeugen. Die UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht 205 kann in dieser Stufe zwischen dem Aufnahmeelement 201 und dem eingefärbten Bild 215 angeordnet sein.
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Das eingefärbte Bild 215, das auf dem Aufnahmeelement 201 erzeugt wird, kann zum Beispiel in Schritt S2005 auf ein druckbares Bildaufnahmemedium 218 wie Papier, Kunststoff, Metall oder viele verschiedene andere geeignete Medien übertragen werden. Bei S2005 kann das eingefärbte Bild 215 und die transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht 205 auf das Bildaufnahmemedium 218 auf eine Art und Weise übertragen werden, sodass das eingefärbte Bild 215 zwischen der transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht 205 und dem Bildaufnahmemedium 218 angeordnet wird.
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Die offenbarten Ausführungsformen können ein beispielhaftes Verfahren für den indirekten druckfarbenbasierten digitalen Transfixierdruck aufweisen. 3 stellt ein Flussdiagramm eines solchen beispielhaften Verfahrens dar. Wie in 3 dargestellt, beginnt das Verfahren bei Schritt S3000 und geht weiter zu Schritt S3100.
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In Schritt S3100 kann eine transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht auf einer Oberfläche eines Bebilderungszwischenelements gebildet werden. Die Oberfläche des Bebilderungszwischenelements kann mindestens teilweise aus einem Material mit niedriger Oberflächenenergie gebildet werden. Der Ablauf des Verfahrens geht weiter zu Schritt S3200.
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In Schritt S3200 kann die transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht, die auf der Oberfläche des Bebilderungselements gebildet wird, mindestens teilweise gehärtet werden. Der Ablauf des Verfahrens geht weiter zu Schritt S3300.
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In Schritt S3300 kann ein eingefärbtes Bild auf der mindestens teilweise gehärteten transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht gebildet werden. Das eingefärbte Bild kann durch Abscheiden oder anderweitiges Erzeugen eines einfarbigen oder mehrfarbigen Bildes mit wässriger Druckfarbe auf der Basis- oder Transfixierschicht unter Anwendung beispielsweise eines Tintenstrahlprozesses oder eines digitalen lithographischen Bilderzeugungsprozesses für variable Daten oder einer anderen ähnlichen druckfarbenbasierten digitalen Bilderzeugungs- oder Drucktechnik erzeugt werden. Der Ablauf des Verfahrens geht weiter zu Schritt S3400.
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In Schritt S3400 kann das eingefärbte Bild, das auf der mindestens teilweise gehärteten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht erzeugt wurde, mindestens teilweise getrocknet werden, um den Wassergehalt aus der Druckfarbe zu entfernen, die das eingefärbte Bild erzeugt. Der Ablauf des Verfahrens geht weiter zu Schritt S3500.
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In Schritt S3500 kann das eingefärbten Bild oder die Basis- oder Transfixierschicht von der Oberfläche des Bebilderungselements auf ein Bildaufnahmemediensubstrat an einem Übertragungspunkt übertragen werden (der einen Übertragungswalzenspalt aufweist, in dem das Bildaufnahmemediensubstrat durch Druck an der Oberfläche des Bebilderungselements gehalten werden kann). Das Endprodukt wird derart angeordnet, dass das eingefärbte Bild zwischen der transparenten UV-härtbaren Basis- oder Transfixierschicht und dem Bildaufnahmemediensubstrat angeordnet wird. Der Ablauf des Verfahrens geht weiter zu Schritt S3600, wo das Verfahren endet.
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Die oben beschriebenen beispielhaften Systeme und Verfahren beziehen sich auf bestimmte herkömmliche Komponenten, um eine kurze, allgemeine Beschreibung von geeigneten Betriebs-, Produktverarbeitungs- und Bilderzeugungsumgebungen bereitzustellen, in denen der Gegenstand dieser Offenbarung aus Gründen der Vertraulichkeit und zwecks eines einfacheren Verständnisses implementiert werden kann. Die in den Figuren bereitgestellten Darstellungen und die beiliegenden Beschreibungen sollen rein illustrativ sein und den offenbarten Gegenstand nicht einschränken.
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Der Fachmann wird zu schätzen wissen, dass andere Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands in Vorrichtungen, die Bilderzeugungsvorrichtungen vieler verschiedener Konfigurationen einschließen, in die Praxis umgesetzt werden können.
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Die beispielhaft beschriebene Abfolge von ausführbaren Anweisungen repräsentiert ein Beispiel einer entsprechenden Abfolge von Handlungen zur Implementierung der Funktionen, die in den Schritten des oben dargelegten beispielhaften Verfahrens beschrieben sind. Die beispielhaft dargelegten Schritte können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, die zur Erfüllung der Aufgaben der offenbarten Ausführungsformen sinnvoll ist. Die Beschreibung in 3 impliziert nicht unbedingt eine bestimmte Reihenfolge der offenbarten Schritte des Verfahrens, sofern nicht ein bestimmter Verfahrensschritt eine notwendige Voraussetzung für die Ausführung eines anderen Verfahrensschrittes ist.
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Systeme und Verfahren von Ausführungsformen wurden auf simulierte Art und Weise durch umfangreiche Experimente hergestellt und geprüft. Ein Aufnahmeelement oder Tuch wurde aus voll fluoriertem Fluorsilikon, NUSIL, gebildet. NUSIL 9667 Teil A (10 g) und TFT (5 g) wurden 10 Minuten lang gerührt und NUSIL 9667 Teil B (2 g) wurde zugegeben. Dies wurde 15 Minuten lang gerührt und dann mittels einer Vakuumpumpe 15 Minuten lang entgast. Die resultierende Lösung wurde danach auf eine 2 mm dicke Silikonplatte schlitzbeschichtet, um eine Fluorsilikonbeschichtung von etwa 120 Mikrometer Dicke zu bilden. Abziehbeschichtungen von Fluorsilikon führten zu glänzenden, glatten Beschichtungen.
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Eine transparente UV-härtbare Basis- oder Transfixierschicht wurde mit Formulierungen hergestellt, die nachstehend in Tabelle 1 dargestellt sind:
| [0001] Bestandteil | Gewicht, g |
| CN249E | 117,00 |
| SR-501 (vormals CD-501) | 9,88 |
| CN3216 | 1,80 |
| Irgacure 379 | 3,60 |
| Irgacure 819 | 2,50 |
| Esacure KIP 150 | 6,52 |
Tabelle 1
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Ein Härtungssystem wurde implementiert, das eine UV-LED, PHOSEON, 8w/cm/395nm aufwies.
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Als Vorprüfung des Konzepts wurde die UV-Transfixierschicht gemäß Tabelle 1 oben zuerst als dünne Schichten (~1 Mikrometer) mit einer Farbwalze auf einem Prüftuch verteilt. Separate Schichten wurden dann mit den folgenden vier Teilhärtungsgraden behandelt: keine Teilhärtung, 0,45 W/cm2 (0,021 J/cm2), 1,6 W/cm2 (0,12 J/cm2) und 2,63 W/cm2 (0,24 J/cm2) und auf Papier übertragen.
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Druckfarbtropfen, die dann mit dem Ende einer Glaspipette aufgetragen wurden, zeigten eine zunehmende Kantendefinition der großen Tropfen, während der Grad der Teilhärtung erhöht wurde. Dieses Ergebnis wurde experimentell ermittelt, um anzuzeigen, dass eine Teilhärtung Tropfen fixiert und ein Auslaufen verhindert und gleichzeitig eine Verteilung ermöglicht.
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Es wurde festgestellt, dass alle UV-Transfixierschichten ungeachtet des angewendeten Teilhärtungsgrades zu 100 % auf Papier übertragen wurden.
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Für eine systematische Demonstration des Druckprozesses wurden dünne Beschichtungen der UV-härtbaren Transfixierschicht auf Transfixiertücher, die teilweise mit variierender Energie gehärtet wurden, aufgebracht und mit wässrige Druckfarbe unter Verwendung eines DIMATIX-Druckers gedruckt. Die Prüfmuster zielten auf Tropfen mit einem Durchmesser von 60 Mikrometern ab. Die gedruckten Schichten wurden anschließend auf Papier übertragen und die Drucke wurden analysiert. Wärme wurde in keinem Teil des Prozesses angewendet. Tabelle 2 zeigt die Teilhärtungsbedingungen und die Daten über ausgestoßene Tropfen an.
| Probe | Teilhärtungsenergie (/J-cm–2) | Tropfendurchmesser (Mikrometer) | Umfang |
| Pre-Cure 1 | 0,021 | 60,2 ± 6,5 | 188,5 ± 27,8 |
| Pre-Cure 2 | 0,120 | 56,1 ± 5,3 | 175,3 ± 19,6 |
| Pre-Cure 3 | 0,240 | 58,1 ± 6,3 | 182,1 ± 22,9 |
Tabelle 2
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Die für die Prüfung verwendete Druckfarbe war die im Handel erhältliche schwarze Druckfarbe COLLINS 1223 Der DIMATIX-Drucker war ein DMO-Modell 2800. Die Probe wurde auf einer Platte angeordnet, die auf 40 °C erwärmt wurde. Ein Punktmuster wurde direkt auf das Tuch gedruckt. Der Druck wurde bei einer Tropfengeschwindigkeit von 8 m/s und einer Tropfengröße von 7 ± 0.2 pl Volumen ausgeführt. Dies entspricht einer Tropfengröße mit einem Durchmesser von 23,7 Mikrometern. Nach dem Druck wurde die Probe unter Verwendung einer Gummirolle und Handdruck auf ein Papiersubstrat übertragen und die gedruckte Punktgröße wurde mittels eines Bildanalysegeräts gemessen.
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Die Daten aus Tabelle 2 und die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass Druckfarbentropfen auf eine vorgehärtete UV-härtbare Schicht mit anschließender Übertragung auf Papier die angestrebten 60-Mikrometer-Tropfen für die niedrigste geprüfte Vorhärtungsbedingung erzeugten. Die Tropfengröße nimmt mit erhöhter Intensität der Vorhärtungs-UV-Lichtbedingungen leicht zu. Erwartungsgemäß und falls gewünscht, würde eine Abnahme der Vorhärtungsenergie die Verteilung aufgrund eines darunter liegenden Films mit niedrigerer Viskosität erhöhen. Die UV-Formulierung ist polar und somit mit der wässrigen Druckfarbe kompatibel. Die relativ hohe Viskosität der UV-härtbaren Transfixierschicht gefolgt von einer unmittelbaren Vorhärtung ermöglicht eine vollständige Abdeckung auf das Tuch mit niedriger Oberflächenspannung.
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Die oben offenbarten Systeme, Verfahren und Fluidzusammensetzungen können zu den folgenden Vorteilen führen:
Große Substratbandbreite, die breiter als Anwendungen direkt auf Papier ist;
Potenziell geeignet sowohl für Büro- als auch Produktionsvorrichtungen;
Robuste Ausdrucke aufgrund einer transparenten UV-härtbaren Transfixierschicht an einer Oberfläche des Bildaufnahmemediensubstrats;
Tropfengröße durch Teilhärtung der UV-härtbaren Transfixierschicht kontrolliert;
Verwendete Druckfarben können kostengünstige pigmentierte farbstoffbasierte Druckfarben sein; und
Trocknung von wässrigen Druckfarben kann aufgrund einer gewissen Wasserabsorption in die UV-härtbare Transfixierschicht und danach Absorption in Papier minimiert werden.
