EP0097832B1 - Process for the regulation of the ph value in the reaction zone of an electrolytic printer - Google Patents

Process for the regulation of the ph value in the reaction zone of an electrolytic printer Download PDF

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EP0097832B1
EP0097832B1 EP83105437A EP83105437A EP0097832B1 EP 0097832 B1 EP0097832 B1 EP 0097832B1 EP 83105437 A EP83105437 A EP 83105437A EP 83105437 A EP83105437 A EP 83105437A EP 0097832 B1 EP0097832 B1 EP 0097832B1
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EP
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reaction zone
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surface layer
printing
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EP83105437A
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EP0097832A3 (en
EP0097832A2 (en
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William Emmett Bernier
Charles Robert Pigos
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication of EP0097832A3 publication Critical patent/EP0097832A3/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/20—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using electric current

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the pH of the pressure reaction zone of an electrolytic printer having at least one anode and one cathode, with pressure control means, with a recording medium which has a treated surface layer which contains a leuco dye and with a supply of liquid for Moisten the record carrier.
  • the problem of printing electrode wear is associated with the effects of electrolytic or chemical reactions that occur both at the anode and at the cathode of the printer.
  • electrolytic printing either the anode is exposed to excessive acid and the resulting chemical wear, or the cathode is subject to excessive base wear.
  • the approaches mentioned can mitigate this aspect of electrode wear, but they cannot prevent electrode consumption.
  • the printing electrodes can be plated or covered with a resistant protective layer.
  • the number of protective materials that meet all the requirements for coating the printing electrodes in this work environment is small, and coating by ordinary methods is difficult. Such measures are also complex and reduce the throughput rates and the print quality of electrolytic printers.
  • the invention achieves the object of specifying a method for reducing or avoiding electrochemically caused wear on the printing electrodes of an electrolytic matrix printer, in which careful pH buffering of the surface of the recording medium for the purpose of limiting the effects of electrolytic Reactions to the printing electrodes is used and whereby their electrode wear can be dynamically adjusted without having to change the printing process or the throughput rate of the printer and without affecting the print quality or stability.
  • the advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the correct pH range can be achieved by forming it in the printing surface of the recording medium and that the wetting agent used to support the electrolytic printing process can be pH-adjusted to the correct one To achieve pH of the surface of the recording medium and that such a buffering compensates for excessive acid or base material generated on the electrodes, thereby reducing or even completely eliminating their harmful influences.
  • electrolytic printing can be achieved by controlling the voltage or the pulse width of a signal which is fed to a suitable recording medium 10 via printing electrodes.
  • the record carrier 10 consists of a surface layer 12, a conductive layer 14 and a support layer 16 (FIG. 1).
  • the surface layer 12 is approximately 5 to 50 ⁇ m thick. It contains five main components, one of which is a pigment of a suitable color, generally clay. The clay component is selected to increase or decrease the gloss, whiteness or absorption of the surface layer in accordance with the end use.
  • the surface layer 12 also contains as components a leuco dye, a color stabilizer, a binder and an electrolyte. It is created by coating the surface of the conductive layer 14 with a predetermined value of these components.
  • a leuco dye is a dye whose chromophores are not visible under normal room conditions. However, they can be permanently shifted into the visible spectrum if a pulse of sufficient energy is applied for a suitable period of time.
  • the conductive layer 14 is formed from a thin metal foil, such as aluminum, of a thickness of approximately 100 nm or from a coating from sodium chloride (NaCI) or a suitable other salt.
  • the base layer 16 serves only, as its name suggests, to support the surface layer 12 and the conductive layer 14. It is approximately 15 to 50 ⁇ m thick and is made from ordinary paper.
  • a possible electrolytic printing device which is a recording medium which is produced in accordance with the preceding description, is illustrated schematically in FIG. 2.
  • the record carrier 10 is in the vicinity of an electrode 18, the anode brought by a suitable transport mechanism.
  • the printing electrode 18 can be made of a tungsten alloy or of a member coated with a ruthenium oxide which is very durable and shows little or no tendency for chemical penetration into the printing process.
  • the base electrode 20 or cathode is made of a similar, if not identical, material. Although only one anode and cathode are shown in FIG. 2 for simplicity, a typical printhead has at least 250 print electrodes, as shown in FIG. 3.
  • a control circuit 22 of conventional type is connected between the voltage source V and the printing electrode 18.
  • the control circuit 22 serves to apply a voltage pulse of suitable amplitude or width to the printing electrode 18.
  • the pulses are supplied to the desired printing electrodes by the control circuit 22 in accordance with commands received from a text or graphics source connected via the input line 24.
  • a liquid reservoir 26 is provided to facilitate printing.
  • the details of a typical liquid measurement system in which the reservoir 26 can be used are described in US-A-4,335,967.
  • the use of liquid on the surface layer 12 serves a dual purpose. Since the printing electrode 18 is placed in loose contact with the surface layer 12, the presence of a liquid on the latter reduces the frictional forces and thereby increases the printing speed. In addition, the presence of the liquid significantly supports the electrolytic pressure reaction by increasing the conductivity of the recording medium 10, in particular its surface layer 12. Water is a preferred liquid for economic and safety reasons, but other liquids which are compatible with the components of the surface layer can also be used successfully.
  • pressure reaction zone means the area in which the printing takes place, that is the surface layer 12 of the recording medium 10, which lies directly next to the printing electrodes 18 and 20.
  • Printing is done by supplying the pulses obtained to the moistened surface of the recording medium 10.
  • free bromine ions which are in the surface layer 12 as part of the electrolyte components are converted to form bromine on the printing electrode 18.
  • reaction (1) converts the leuco dye, i.e. causes its permanent shift into the visible spectrum, whereby a printed picture element is created next to the printing electrode 18.
  • reaction (2) causes excess acid at the anode due to the presence of extra hydrogen cations.
  • the printing electrode is etched or electrochemically eroded if an unbuffered surface layer 12 is used or if the pH of the surface in the reaction zone is 5 or less.
  • this electrochemically induced wear also affects the insulation material surrounding the anode, causing the printhead surface to be eroded and grooved.
  • the electrochemical reaction generates 20 processes on the cathode or base electrode accordingly
  • a pH sensor 30 is arranged in the immediate vicinity of the pressure electrode 18. It measures the pH of the reaction zone on the surface layer 12 and sends a signal, which is proportional to the measured pH, to a comparison circuit 32, in which it is compared with the desired pH.
  • the comparison circuit 32 generates an error signal proportional to the degree of deviation between the actual and the desired pH value, which is supplied to the stock 34 of the buffer agent.
  • An outlet valve (not shown) of conventional design is then opened by the error signal, to the extent that the correct amount of buffering agent flows via line 34 into the liquid storage container 26 and then brings the error signal to zero.
  • this arrangement would work slowly, it is a means of dynamically adjusting the pH, which is preferable to waiting for a batch of new dampening liquid to be combined with another record carrier to be inserted in the printer. Accordingly, the invention completely alleviates or avoids the harsh effects of excessive acids or base material by stably tuning them using buffers.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des pH-Wertes der Druckreaktionszone eines elektrolytischen Druckers mit mindestens einer Anode und einer Kathode, mit Drucksteuermitteln, mit einem Aufzeichnungsträger, der eine behandelte Oberflächenschicht besitzt, die einen Leukofarbstoff enthält und mit einem Vorrat von Flüssigkeit zum Befeuchten des Aufzeichnungsträgers.The invention relates to a method for controlling the pH of the pressure reaction zone of an electrolytic printer having at least one anode and one cathode, with pressure control means, with a recording medium which has a treated surface layer which contains a leuco dye and with a supply of liquid for Moisten the record carrier.

Es ist bekannt, dass beim Drucken auf einem bewegten Aufzeichnungsträger die Druckelektroden einer gewissen Abnutzung unterliegen. Die mechanisch erzeugte Abtragung der Druckelektroden wird im allgemeinen als unvermeidbar angesehen, was jedoch einem erhöhten Durchsatz entgegensteht. Bekannte Versuche zur Vermeidung der Notwendigkeit eines häufigen Austausches abgenutzter Elektroden haben sich auf eine Erhöhung der Dicke des Überzugsmateriales der Elektroden oder auf Anordnungen zum Abheben der Elektroden vom Aufzeichnungsmedium während seiner Bewegung konzentriert.It is known that when printing on a moving recording medium, the printing electrodes are subject to a certain amount of wear. The mechanically generated removal of the pressure electrodes is generally considered to be unavoidable, but this stands in the way of increased throughput. Known attempts to avoid the need for frequent replacement of worn electrodes have focused on increasing the thickness of the coating material of the electrodes or on arrangements for lifting the electrodes off the recording medium while it is moving.

Beim elektrolytischen Drucken ist jedoch das Problem der Druckelektrodenabnutzung verbunden mit Einflüssen elektrolytischer bzw. chemischer Reaktionen, die sowohl an der Anode als auch an der Kathode des Druckers auftreten. Bei bestimmten Arten des elektrolytischen Druckens ist entweder die Anode einem Übermass an Säure und der daraus sich ergebenden chemischen Abnutzung ausgesetzt, oder die Kathode ist einem Abtragen durch ein Übermass an Base unterworfen. Die genannten Ansätze können diesen Aspekt der Elektrodenabnutzung mildern, jedoch können sie nicht den Elektrodenverbrauch verhindern. Beispielsweise können die Druckelektroden plattiert oder mit einer widerstandsfähigen Schutzschicht bedeckt werden. Jedoch die Zahl der Schutzmaterialien, die allen Anforderungen an ein Beschichten der Druckelektroden in dieser Arbeitsumgebung gerecht werden, ist gering, und das Überziehen mittels gewöhnlicher Methoden ist schwierig. Ferner sind derartige Massnahmen aufwendig und mindern die Durchsatzraten und die Druckqualität elektrolytischer Drucker. Obwohl Versuche unternommen wurden, das Ätzen oder korrosive Effekte in Tintenstrahldruckern zu vermeiden, durch Neutralisierung der verwendeten Tinte, würde eine derartige Pufferung in elektrolytischen Druckern nicht wirksam werden, weil ein ledigliches Neutralisieren einer Reaktionskomponente nicht das Problem der elektrochemisch hervorgerufenen Druckelektrodenzerstörung lösen würden.In electrolytic printing, however, the problem of printing electrode wear is associated with the effects of electrolytic or chemical reactions that occur both at the anode and at the cathode of the printer. In certain types of electrolytic printing, either the anode is exposed to excessive acid and the resulting chemical wear, or the cathode is subject to excessive base wear. The approaches mentioned can mitigate this aspect of electrode wear, but they cannot prevent electrode consumption. For example, the printing electrodes can be plated or covered with a resistant protective layer. However, the number of protective materials that meet all the requirements for coating the printing electrodes in this work environment is small, and coating by ordinary methods is difficult. Such measures are also complex and reduce the throughput rates and the print quality of electrolytic printers. Although attempts have been made to avoid the etching or corrosive effects in ink jet printers by neutralizing the ink used, such buffering would not be effective in electrolytic printers because simply neutralizing a reaction component would not solve the problem of electrochemically caused pressure electrode destruction.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Verminderung oder Vermeidung einer elektrochemisch hervorgerufenen Abnutzung der Druckelektroden eines elektrolytischen Matrixdruckers anzugeben, bei dem eine sorgfältige pH-Pufferung der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zum Zwecke der Begrenzung der Einflüsse elektrolytischer Reaktionen auf die Druckelektroden verwendet wird und wodurch ihre Elektrodenabnutzung dynamisch justiert werden kann, ohne den Druckvorgang oder die Durchgangsrate des Drukkers verändern zu müssen und ohne die Druckqualität oder Stabilität zu beeinflussen.The invention, as characterized in the claims, achieves the object of specifying a method for reducing or avoiding electrochemically caused wear on the printing electrodes of an electrolytic matrix printer, in which careful pH buffering of the surface of the recording medium for the purpose of limiting the effects of electrolytic Reactions to the printing electrodes is used and whereby their electrode wear can be dynamically adjusted without having to change the printing process or the throughput rate of the printer and without affecting the print quality or stability.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass der korrekte pH-Wertbereich erzielbar ist durch Bildung desselben in der Druckoberfläche des Aufzeichnungsmediums und dass das zur Unterstützung des elektrolytischen Druckprozesses verwendete Netzmittel pH-Wert-justiert werden kann, um den richtigen pH-Wert der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zu erzielen und dass eine derartige Pufferung übermässiges, an den Elektroden erzeugtes Säure- oder Basenmaterial ausgleicht, wodurch ihre schädlichen Einflüsse gemindert oder sogar vollständig beseitigt werden.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the correct pH range can be achieved by forming it in the printing surface of the recording medium and that the wetting agent used to support the electrolytic printing process can be pH-adjusted to the correct one To achieve pH of the surface of the recording medium and that such a buffering compensates for excessive acid or base material generated on the electrodes, thereby reducing or even completely eliminating their harmful influences.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is described below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen:

  • Fig. 1 ein Schema einer vereinfachten Darstellung eines in einem elektrolytischen Drucker benutzten Aufzeichnungsträgers,
  • Fig. 2 ein Schema einer vereinfachten Darstellung eines elektrolytischen Druckverfahrens, in dem der in Fig. 1 dargestellte Aufzeichnungsträger verwendbar ist,
  • Fig. 3 ein Beispiel eines Druckkopfes eines elektrolytischen Druckers und
  • Fig. 4 ein Schema einer vereinfachten Darstellung eines elektrolytischen Druckverfahrens, das den in Fig. 1 gezeigten Aufzeichnungsträger und die erfindungsgemässen Puffermittel verwendet.
Show it:
  • 1 is a schematic of a simplified representation of a record carrier used in an electrolytic printer,
  • 2 is a schematic of a simplified representation of an electrolytic printing process in which the recording medium shown in FIG. 1 can be used,
  • Fig. 3 shows an example of a print head of an electrolytic printer and
  • Fig. 4 is a schematic of a simplified representation of an electrolytic printing process using the recording medium shown in Fig. 1 and the buffering agent according to the invention.

Entsprechend dem Stand der Technik ist ein elektrolytisches Drucken erzielbar durch Steuerung der Spannung oder der Impulsbreite eines Signales, das über Druckelektroden einem geeigneten Aufzeichnungsträger 10 zugeführt wird. Der Aufzeichnungsträger 10 besteht aus einer Oberflächenschicht 12, einer leitenden Schicht 14 und einer Tragschicht 16 (Fig. 1). Die Oberflächenschicht 12 ist ungefähr 5 bis 50 µm dick. Sie enthält fünf Hauptkomponenten, von denen eine ein Pigment einer geeigneten Farbe, im allgemeinen Ton, ist. Die Tonkomponente ist ausgewählt, um den Glanz, die Weissheit bzw. Absorption der Oberflächenschicht in Übereinstimmung mit der Endverwendung zu erhöhen oder zu reduzieren. Die Oberflächenschicht 12 enthält auch als Komponenten einen Leukofarbstoff, einen Farbstabilisator, ein Bindemittel und einen Elektrolyt. Sie wird erstellt durch Überziehen der Oberfläche der leitenden Schicht 14 mit einem vorherbestimmten Wert dieser Komponenten. Ein Leukofarbstoff ist ein Farbstoff, dessen Chromophore unter normalen Raumbedingungen nicht sichtbar sind. Jedoch können sie permanent in das sichtbare Spektrum verschoben werden, wenn ein Impuls genügender Energie für eine geeignete Zeitspanne zugeführt wird.According to the prior art, electrolytic printing can be achieved by controlling the voltage or the pulse width of a signal which is fed to a suitable recording medium 10 via printing electrodes. The record carrier 10 consists of a surface layer 12, a conductive layer 14 and a support layer 16 (FIG. 1). The surface layer 12 is approximately 5 to 50 μm thick. It contains five main components, one of which is a pigment of a suitable color, generally clay. The clay component is selected to increase or decrease the gloss, whiteness or absorption of the surface layer in accordance with the end use. The surface layer 12 also contains as components a leuco dye, a color stabilizer, a binder and an electrolyte. It is created by coating the surface of the conductive layer 14 with a predetermined value of these components. A leuco dye is a dye whose chromophores are not visible under normal room conditions. However, they can be permanently shifted into the visible spectrum if a pulse of sufficient energy is applied for a suitable period of time.

Die leitende Schicht 14 ist gebildet aus einer dünnen Metallfolie, wie Aluminium, von einer Dikke von ungefähr 100 nm oder aus einem Überzug aus Natriumchlorid (NaCI) oder einem geeigneten anderen Salz. Die Tragschicht 16 dient lediglich, wie ihr Name sagt, zum Tragen der Oberflächenschicht 12 und der leitenden Schicht 14. Sie ist etwa 15 bis 50 gm dick und ist aus einem gewöhnlichen Papier hergestellt.The conductive layer 14 is formed from a thin metal foil, such as aluminum, of a thickness of approximately 100 nm or from a coating from sodium chloride (NaCI) or a suitable other salt. The base layer 16 serves only, as its name suggests, to support the surface layer 12 and the conductive layer 14. It is approximately 15 to 50 μm thick and is made from ordinary paper.

Eine mögliche elektrolytische Druckeinrichtung, die einen Aufzeichnungsträger, der in Übereinstimmung mit der vorangegangenen Beschreibung hergestellt ist, ist in Fig. 2 schematisch veranschaulicht. Der Aufzeichnungsträger 10 ist in die Nähe einer Elektrode 18, die Anode gebracht durch einen geeigneten Transportmechanismus. Die Druckelektrode 18 kann aus einer Wolframlegierung oder aus einem mit einem Rutheniumoxid überzogenen Glied bestehen, das sehr haltbar ist und eine geringe oder keine Tendenz eines chemischen Eindringens in den Druckvorgang vorzeigt. Die Grundelektrode 20 oder Kathode ist aus einem ähnlichen, wenn nicht gar identischen Material hergestellt. Obwohl nur eine Anode und Kathode zum Zwecke der Vereinfachung in Fig. 2 dargestellt sind, hat ein typischer Druckkopf mindestens 250 Druckelektroden, wie in Fig. 3 gezeigt ist.A possible electrolytic printing device, which is a recording medium which is produced in accordance with the preceding description, is illustrated schematically in FIG. 2. The record carrier 10 is in the vicinity of an electrode 18, the anode brought by a suitable transport mechanism. The printing electrode 18 can be made of a tungsten alloy or of a member coated with a ruthenium oxide which is very durable and shows little or no tendency for chemical penetration into the printing process. The base electrode 20 or cathode is made of a similar, if not identical, material. Although only one anode and cathode are shown in FIG. 2 for simplicity, a typical printhead has at least 250 print electrodes, as shown in FIG. 3.

Eine Steuerschaltung 22 konventioneller Art ist zwischen die Spannungsquelle V und die Druckelektrode 18 geschaltet. Die Steuerschaltung 22 dient dem Beaufschlagen der Druckelektrode 18 mit einem Spannungsimpuls geeigneter Amplitude bzw. Breite. Die Impulse werden den gewünschten Druckelektroden durch die Steuerschaltung 22 entsprechend von einer über die Eingangsleitung 24 angeschlossene Text- oder Graphikquelle erhaltenen Befehlen zugeführt.A control circuit 22 of conventional type is connected between the voltage source V and the printing electrode 18. The control circuit 22 serves to apply a voltage pulse of suitable amplitude or width to the printing electrode 18. The pulses are supplied to the desired printing electrodes by the control circuit 22 in accordance with commands received from a text or graphics source connected via the input line 24.

Um das Drucken zu erleichtern, ist ein Flüssigkeitsvorratsbehälter 26 vorgesehen. Die Details eines typischen Flüssigkeits-Messsystems, in dem der Vorratsbehälter 26 verwendbar ist, ist in der US-A-4 335 967 beschrieben. Die Anwendung von Flüssigkeit auf der Oberflächenschicht 12 dient einem doppelten Zweck. Da die Druckelektrode 18 in losem Kontakt mit der Oberflächenschicht 12 angeordnet ist, vermindert die Anwesenheit einer Flüssigkeit auf der letzteren die Reibungskräfte und erhöht dadurch die Druckgeschwindigkeit. Zusätzlich unterstützt die Anwesenheit der Flüssigkeit wesentlich die elektrolytische Druckreaktion durch Erhöhung der Leitfähigkeit des Aufzeichnungsträgers 10, insbesondere seiner Oberflächenschicht 12. Aus ökonomischen und Sicherheitsgründen ist Wasser eine bevorzugte Flüssigkeit, jedoch sind auch andere Flüssigkeiten, die mit den Komponenten der Oberflächenschichtverträglich sind, erfolgreich verwendbar.A liquid reservoir 26 is provided to facilitate printing. The details of a typical liquid measurement system in which the reservoir 26 can be used are described in US-A-4,335,967. The use of liquid on the surface layer 12 serves a dual purpose. Since the printing electrode 18 is placed in loose contact with the surface layer 12, the presence of a liquid on the latter reduces the frictional forces and thereby increases the printing speed. In addition, the presence of the liquid significantly supports the electrolytic pressure reaction by increasing the conductivity of the recording medium 10, in particular its surface layer 12. Water is a preferred liquid for economic and safety reasons, but other liquids which are compatible with the components of the surface layer can also be used successfully.

Mit dem Ausdruck «Druckreaktionszone» ist die Fläche gemeint, in welcher das Drucken stattfindet, das ist die Oberflächenschicht 12 des Aufzeichnungsträgers 10, die unmittelbar bei den Druckelektroden 18 und 20 liegt. Das Drucken wird vorgenommen durch Zuführung der erhaltenen Impulse zur angefeuchteten Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 10. Als Ergebnis dieser Impulse werden freie Bromionen, die in der Oberflächenschicht 12 als Teil der Elektrolytkomponenten liegen, umgewandelt, um Brom an der Druckelektrode 18 zu bilden. Diese Reaktion erfolgt in Übereinstimmung mit 2Br- <===> Br2+2e- (1) und 2H20 <====> O2+4H++4e- (2).The expression “pressure reaction zone” means the area in which the printing takes place, that is the surface layer 12 of the recording medium 10, which lies directly next to the printing electrodes 18 and 20. Printing is done by supplying the pulses obtained to the moistened surface of the recording medium 10. As a result of these pulses, free bromine ions which are in the surface layer 12 as part of the electrolyte components are converted to form bromine on the printing electrode 18. This reaction occurs in accordance with 2Br- <===> Br 2 + 2e- (1) and 2H 2 0 <====> O 2 + 4H + + 4e - (2).

Das durch die Reaktion (1) verfügbar gemachte Brom wandelt den Leukofarbstoff um, d.h. verursacht seine permanente Verschiebung in das sichtbare Spektrum, wobei neben der Druckelektrode 18 ein gedrucktes Bildelement entsteht. Jedoch ruft die Reaktion (2) ein Übermass an Säure an der Anode hervor, infolge der Anwesenheit von Extrawasserstoffkationen. Als direktes Ergebnis wird die Druckelektrode geätzt oder elektrochemisch angefressen, wenn eine ungepufferte Oberflächenschicht 12 verwendet wird oder wenn der pH-Wert der Oberfläche in der Reaktionszone 5 oder weniger beträgt. Bei einem Druckkopf, der dem in Fig. 3 gezeigten ähnelt, beeinflusst diese elektrochemisch hervorgerufene Abnutzung auch das die Anode umgebende Isolationsmaterial, wodurch die Druckkopfoberfläche angefressen und gerillt wird. In schlimmen Fällen wurden Teile des Druckelektrodenmateriales auf die Grundelektrode 20 plattiert, wodurch Grate von niedergeschlagenem Material erzeugt wurden. Dadurch wird die Druckqualität und die Effizienz der Bromerzeugung gemindert, jedoch ausser bei den weiter oben geschilderten extremen Fällen tritt eine kleine Abnutzung an der Kathode auf.The bromine exposed by reaction (1) converts the leuco dye, i.e. causes its permanent shift into the visible spectrum, whereby a printed picture element is created next to the printing electrode 18. However, reaction (2) causes excess acid at the anode due to the presence of extra hydrogen cations. As a direct result, the printing electrode is etched or electrochemically eroded if an unbuffered surface layer 12 is used or if the pH of the surface in the reaction zone is 5 or less. In the case of a printhead similar to that shown in Fig. 3, this electrochemically induced wear also affects the insulation material surrounding the anode, causing the printhead surface to be eroded and grooved. In severe cases, portions of the pressure electrode material were plated on the base electrode 20, creating burrs of deposited material. This reduces the print quality and the efficiency of the bromine production, however, except for the extreme cases described above, there is a small amount of wear on the cathode.

Die elektrochemische Reaktion erzeugt an der Kathode oder Grundelektrode 20 Vorgänge entsprechendThe electrochemical reaction generates 20 processes on the cathode or base electrode accordingly

4e-+2H20 <===> 20H-+H2 (3). Die Hydroxidanionen, die OH-, die sich mit dem verfügbaren Sauerstoff nicht wiedervereinigen, verursachen den Aufbau einer die Kathode umgebenden, potentiell übermässigen alkalischen Umgebung. Wenn die Reaktionszone oder Oberflächenschicht 12 auf einen pH-Wert von 7 oder mehr gebracht wird, greifen diese übermässigen alkalischen Ionen das umgebende Material an und verursachen an der Kathode eine elektrochemisch erzeugte Abtragung. An der Anode erzeugen die Basenionen eine geringe oder keine Abnutzung.4e- + 2H 2 0 <===> 20H- + H 2 (3). The hydroxide anions, the OH-, which do not reunite with the available oxygen, create a potentially excessive alkaline environment surrounding the cathode. When the reaction zone or surface layer 12 is brought to a pH of 7 or more, these excessive alkaline ions attack the surrounding material and cause an electrochemically generated erosion at the cathode. The base ions produce little or no wear on the anode.

Die Abtragung der Elektroden macht deren häufigen Ersatz nötig und übt einen negativen Einfluss auf die Druckqualität und den Druckerdurchsatz aus. Es wurde beobachtet, dass niedrige pH-Werte den anodischen Abbau begünstigen und hohe pH-Werte die kathodische Abtragung begünstigen. Die Verwendung einer neutralen pH-Oberflächenschicht 12 hilft, ohne jedoch nicht gänzlich vermeiden zu können, die Elektrodenabtragungsprobleme zu mindern, da das erzeugte Übermass an Säure und Base unausgeglichen gefunden wurde. Das Abnutzungsproblem ist jedoch abgestellt durch einen pH-Wert der Oberflächenschicht 12 in der Grössenordnung von 5 bis 7 und vorzugsweise in der Grössenordnung von 6 bis 6,5. Da Brom langsam auf den Druckkopf und das Elektrodenmaterial einwirkt, würde eine sorgfältige pH-Wertsteuerung der Reaktionszone an der Oberfläche der Oberflächenschicht 12 durch Halten desselben in einem bevorzugten Bereich das saure Ätzen der Anode und des umgebenden Materiales begrenzen. Ähnliche oder noch bessere Vorteile sind an der Kathode erreichbar als Ergebnis eines derartigen pH-Pufferns.Removing the electrodes necessitates frequent replacement and has a negative impact on print quality and throughput. It was observed that low pH values favor anodic degradation and high pH values favor cathodic removal. The use of a neutral pH surface layer 12 helps, but cannot be avoided entirely, to alleviate the electrode removal problems, since the excess acid and base produced was found to be unbalanced. The problem of wear is, however, eliminated by a pH of the surface layer 12 in the order of 5 to 7 and preferably in the order of 6 to 6.5. Because bromine is slowly acting on the printhead and the electrode material, careful pH control of the reaction zone on the surface would surface of the surface layer 12 by keeping the same within a preferred range limit the acid etching of the anode and the surrounding material. Similar or even better benefits are achievable on the cathode as a result of such pH buffering.

Ein Weg der Steuerung des pH-Wertes der Reaktionszone ist die Pufferung der Oberflächenschicht 12 durch Einbringen eines geeigneten Materiales. Entweder kohlesaurer Kalk oder phosphorsaures Kali wurden als für diese Aufgabe geeignet gefunden. Der kohlesaure Kalk bewirkt das Puffern in Übereinstimmung mit den Reaktionen

  • H+ + CaC03 < = = = > HCO3 - + Ca2+ (4) an der Anode und
  • OH-+HC03 <===> H2+CO3 2- (5) an der Kathode.
One way of controlling the pH of the reaction zone is to buffer the surface layer 12 by introducing a suitable material. Either carbonated lime or phosphoric acid potash were found to be suitable for this task. The carbonated lime causes buffering in accordance with the reactions
  • H + + CaC0 3 <= = => HCO 3 - + Ca2 + (4) at the anode and
  • OH - + HC0 3 <===> H 2 + CO 3 2- (5) on the cathode.

Die Reaktionen, durch welche das phosphorsaure Kali das Puffern erreicht, wobei zu bemerken ist, dass das Kalium nicht in diese Reaktionen eingeht, sind

  • H++HPO4 2- < = = = > H2P04 - (6) an der Anode und
  • OH-+H2P04 - <===> HP04 2-+H20 (7) an der Kathode.
The reactions by which the phosphoric acid potassium reaches the buffering, it should be noted that the potassium does not enter into these reactions
  • H + + HPO 4 2- <= = => H 2 P0 4 - (6) at the anode and
  • OH - + H 2 P0 4 - <===> HP0 4 2- + H 2 0 (7) on the cathode.

Es würde auch möglich sein, die Reaktionszone zu puffern durch Einführung des korrekten Wertes des Pufferagens in die verwendete Flüssigkeit, um die Oberflächenschicht 12 anzufeuchten. Somit könnte eine geeignete Menge eines Pufferagens dem Flüssigkeitsvorratsbehälter 26 hinzugefügt werden. Solch ein Vorgehen würde gestatten, die Oberflächenschicht 12 des Aufzeichnungsträgers auf einen konstanten pH-Wert für Herstellungszwecke zu setzen, und würde sogar ein abgestimmtes Puffern der Reaktionszone erlauben, um die pH-Veränderungen dort zu kompensieren. Solche Unterschiede können verursacht werden durch Alterung des Aufzeichnungsträgers, seines Speichers oder der verwendeten Umgebung, der Natur des Druckkopfmaterials oder irgendwelcher anderer Faktoren.It would also be possible to buffer the reaction zone by introducing the correct value of the buffering agent into the liquid used to moisten the surface layer 12. Thus, an appropriate amount of a buffering agent could be added to the liquid reservoir 26. Such an approach would allow the surface layer 12 of the recording medium to be set to a constant pH value for manufacturing purposes and would even allow a coordinated buffering of the reaction zone in order to compensate for the pH changes there. Such differences can be caused by aging of the record carrier, its memory or environment, the nature of the printhead material, or any other factors.

Es würde sogar möglich sein, ein dynamisches Puffern zu bewirken durch Hinzufügen eines Pufferagens zur Flüssigkeit im Vorratsbehälter 26 in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Notwendigkeit, die durch einen am Druckkopf angeordneten Fühler gemessen werden könnte. So ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ein pH-Abfühler 30 in der unmittelbaren Nähe der Druckelektrode 18 angeordnet. Er misst den pH-Wert der Reaktionszone auf der Oberflächenschicht 12 und sendet ein zum gemessenen pH-Wert proportionales Signal einer Vergleichsschaltung 32, in der es mit dem gewünschten pH-Wert verglichen wird. Die Vergleichsschaltung 32 erzeugt ein Fehlersignal proportional zum Grad der Abweichung zwischen dem tatsächlichen und gewünschten pH-Wert, das dem Vorrat 34 des Pufferagens zugeführt wird. Ein Auslassventil (nicht gezeigt) konventioneller Ausführung wird dann durch das Fehlersignal geöffnet, und zwar soweit, dass die richtige Menge von Pufferagens über die Leitung 34 in den Flüssigkeitsvorratsbehälter 26 fliesst und anschliessend das Fehlersignal zu Null bringt. Obwohl diese Anordnung langsam wirken würde, stellt sie ein Mittel des dynamischen Einstellens des pH-Wertes dar, das vorzuziehen ist, statt auf eine Charge neuer Anfeuchtungsflüssigkeit, die mit einem anderen in den Drucker einzusetzenden Aufzeichnungsträger zu kombinieren ist, zu warten. Folglich vermindert oder vermeidet die Erfindung vollständig die rauhen Einflüsse von übermässigen Säuren oder Basenmaterial durch ein haltbares Abstimmen derselben mit Hilfe von Puffern.It would even be possible to effect dynamic buffering by adding a buffering agent to the liquid in the reservoir 26 in accordance with the actual need that could be measured by a probe located on the printhead. Thus, as shown in FIG. 4, a pH sensor 30 is arranged in the immediate vicinity of the pressure electrode 18. It measures the pH of the reaction zone on the surface layer 12 and sends a signal, which is proportional to the measured pH, to a comparison circuit 32, in which it is compared with the desired pH. The comparison circuit 32 generates an error signal proportional to the degree of deviation between the actual and the desired pH value, which is supplied to the stock 34 of the buffer agent. An outlet valve (not shown) of conventional design is then opened by the error signal, to the extent that the correct amount of buffering agent flows via line 34 into the liquid storage container 26 and then brings the error signal to zero. Although this arrangement would work slowly, it is a means of dynamically adjusting the pH, which is preferable to waiting for a batch of new dampening liquid to be combined with another record carrier to be inserted in the printer. Accordingly, the invention completely alleviates or avoids the harsh effects of excessive acids or base material by stably tuning them using buffers.

Claims (6)

1. Method of controlling the pH value of the reaction zone of an electrolytic printer, with at least one anode and one cathode, with print control means, a record carrier having a processed surface layer including a leuco dye, and a supply of fluid for wetting said record carrier, said method comprising the following steps:
a) wetting the processed surface layer of the record carrier prior to printing thereon;
b) transporting said wetted surface layer to a print reaction zone adjacent said anode and cathode;
c) applying an electric pulse to the anode to shift the leuco dye into the visible spectrum; and
d) maintaining the print reaction zone at a pH value between 5.5 and 7.0.
2. Method as claimed in claim 1, where the pH value of the print reaction zone is held between 6.0 and 6.5.
3. Method as claimed in claim 1, where the pH value of the print reaction zone is held within a desired range by adding a buffering agent to the surface layer of the record carrier.
4. Method as claimed in claim 1, where the pH value of the reaction zone is held within a desired range by adding a buffering agent to the supply of wetting fluid.
5. Method as claimed in claim 1, where the pH value of the reaction zone is held within a desired range by the additional steps of monitoring the pH value, comparing the actual value with a desired standard value, and adding a buffering agent to the supply of wetting fluid, until the actual pH value and the standard pH value are in agreement.
6. Method of limiting the print head and electrode wear due to electrolytically caused reactions in the print reaction zone of an electrolytic printer using a record carrier with a processed surface layer, the reactions causing either an excess of acid at the print head anode, or an excess of alkaline at the cathode thereof, said process comprising the following steps:
a) providing electrodes and a print head non- consumable under normal electrolytic printing conditions;
b) determining the amount of the acid generated at the anode as a result of printing;
c) determining the amount of the base generated at the cathode as a result of printing; and
d) buffering the print reaction zone in accordance with said determinations of the amounts of acid and base for balancing and reducing the effects of the access material on print head and electrodes.
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US7584539B2 (en) * 2006-10-16 2009-09-08 Eastman Kodak Company Electropolishing of inkjet printer components

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