在电子成像的印刷或复印设备中用于事先在潜像载体上产生的包含待印刷图像的潜像的显影的装置和方法

摘要

本发明涉及在电子成像的印刷或复印设备中用于事先在潜像载体上产生的包含待印刷图像的潜像的显影的装置和方法。为了在潜像载体上产生的潜像(电荷图像)的显影，从一涂敷辊(201)将液体显影剂引导至潜像(101)。液体显影剂具有低的粘度并且包括一种低粘度的载体液及弥散于其中的调色剂颗粒。由于调色剂颗粒在液体显影剂中具有高的活动性，在印刷速度很高时，调色剂颗粒可以良好地对潜像载体上的潜像进行着色。

权利要求

1.在电子成像的印刷或复印设备中用于潜像的显影的装置，所述潜像事先在潜像载体上产生并包含作为成像位置的待印刷的图像，其特征在于，设有一涂敷辊(201)，它为了对潜像的成像位置进行着色而将一种具有载体液和调色剂颗粒的液体显影剂引导至所述潜像载体(101)，使得在潜像载体(101)与涂敷辊(201)之间所设的一个显影剂缝隙用液体显影剂以1-20μm的层厚度填满，在调色剂颗粒与一种粘度在0.1至80mPa·s之间的载体液的混合物中添加至少一种促进分散的添加物，以形成一种粘度在1mPa·s至小于50mPa·s之间的液体显影剂，从而在潜像的成像位置的区域内，弥散于液体显影剂中的调色剂颗粒转移到潜像载体(101)上并且没有调色剂颗粒转移至不欲显影的区域内。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，调色剂颗粒在液体显影剂中的分量在10-55重量％之间。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，按体积计量的调色剂颗粒的直径分布的平均值在0.1-5μm的范围内。

4.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，在涂敷辊(201)与潜像载体(101)之间设有一电场。

5.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，通过涂敷辊(201)的表面材料和液体显影剂的特性影响显影剂缝隙的层厚度。

6.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，按体积计量的调色剂颗粒的直径分布的平均值在0.5-2μm的范围内。

7.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，载体液是高电阻的。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，载体液具有≥1010Ω·cm的单位电阻。

9.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，采用一种不挥发的液体作为载体液。

10.按照权利要求7或8所述的装置，其特征在于，载体液是硅油。

11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，硅油包括聚二甲基硅氧烷。

12.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，挥发的载体液在印刷过程之前和在印刷过程之后经过处理使其变成不挥发的。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，液体显影剂在处理时受到紫外射线的照射。

14.按照权利要求12或13所述的装置，其特征在于，载体液是丙烯酸酯。

15.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，潜像载体(101)和涂敷辊(201)的表面的运动方向是同向或反向的。

16.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，潜像载体(101)和涂敷辊(201)以相同的或不同的表面速度运动。

17.按照上述权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，液体显影剂向潜像载体(101)的输送是与面积有关而与印刷速度无关的，并且在不同的印刷速度时总是有每单位面积相同的液体显影剂量到达涂敷辊(201)。

18.按照权利要求17所述的装置，其特征在于，邻接于涂敷辊(201)设置一网线辊(208)，它将液体显影剂供给涂敷辊(201)。

19.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，邻接于网线辊(208)设置一个包括封闭刮刀(R1)和计量刮刀(R2)的腔式刮刀(212)，它将液体显影剂供给网线辊(208)。

20.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，所述腔式刮刀(212)相对于网线辊(208)设置成使得计量刮刀(R2)位于液体显影剂表面的下方。

21.按照权利要求18至20之一项所述的装置，其特征在于，网线辊(208)具有这样的网目，它能够输送相对于辊表面积而言1至40cm3/m2体积的液体显影剂。

22.按照权利要求21所述的装置，其特征在于，所述体积为5至20cm3/m2。

23.在电子成像的印刷或复印设备中用于潜像的显影的方法，所述潜像事先在潜像载体上产生并包含作为成像位置的待印刷的图像，其中采用具有按照权利要求1至14之一项所述特征的液体显影剂。

24.在电子成像的印刷或复印设备中用于潜像的显影的方法，所述潜像事先在潜像载体上产生并包含作为成像位置的待印刷的图像，其中采用具有按照权利要求1至22之一项所述特征的装置。

说明书

为了单色或多色印刷记录载体，例如由不同材料，例如纸或薄的塑料薄膜或金属箔组成的单张印页或带状记录载体，已知，在一潜像载体例如光导体上产生与图形有关的潜像(电荷图像)，其相应于待印刷的图像，包括欲着色的和不欲着色的区域。潜像的欲着色的区域(以下称为成像位置)利用一显影工位(着色工位)通过调色剂而成为可见的。接着将粉像(Tonerbild，调色剂图像)转印到记录载体上。

这里，为了成像位置的着色，既可以采用或干式调色剂，也可以采用包含调色剂的液体显影剂。

例如由EP 0 756 213 B1或EP 0 727 720 B1已知一种在数字印刷系统中用于电泳液体显影(电子成像显影)的方法。在那里介绍的方法也以名称HVT(High Viscosity Technology)为人所知。其中，作为液体显影剂，采用一种包含硅油的载体液连同弥散于其中的染料颗粒(调色剂颗粒)。调色剂颗粒典型地具有小于1微米的粒子尺寸。对此由EP 0 756 213 B1或EP 0 727 720 B1可得知详细情况，它们是本申请公开内容的组成部分。在那里介绍了所述类型的用硅油作为载体液加上弥散于其中的调色剂颗粒的电泳液体显影法，此外还介绍了一种包括一个或多个供料辊的显影工位，用于根据在潜像载体上的潜像用液体显影剂来润湿潜像载体。然后经由一个或多个转印元件(例如辊或带)将着色的潜像转移到记录载体上。

在EP 0 727 720 B1中采用一种包括载体液(例如硅油)和弥散于其中的调色剂颗粒的液体显影剂。该液体显影剂的粘度为100-10000mPa·s。这样高的粘度是必需的，为的是在液体显影剂中能够有高的调色剂颗粒分量，因为只有这样才能实现在潜像载体上潜像的足够着色。并且必需的是，在显影工位之前要在潜像载体上涂敷分离液，其在显影工位中与液体显影剂相混合。液体显影剂高粘度的缺点是，调色剂颗粒在载体液中较缓慢地运动。

由DE 691 25 748 T2得知一种包括可时效硬化的液体粘合剂和染料的液体显影剂。该粘合剂应该具有不大于500mPa·s的粘度和不小于108Ω·cm的单位电阻。此外，该粘合剂应该包括显影剂的液体组分的至少约80重量％。不同于上述的方法，在这里必须使粘合剂时效硬化，以便使染料与记录载体牢固地连结。这种液体显影剂的一个缺点在于，染料在粘合剂中的活动性是相当小的并从而印刷速度是相应低的。

本发明要解决的问题是，提供一种装置和方法，借其将这样的液体显影剂供给潜像载体，使得在印刷速度很高的情况下实现在那里存在的包含成像位置的潜像的一种保持不变的着色。

上述问题通过按照权利要求1的特征的装置和按照权利要求23和24的方法得以解决。

低粘性的载体液及因此低粘性的液体显影剂(该液体显影剂具有大的重量分量的调色剂颗粒)的应用，导致在潜像载体与涂敷辊之间的显影剂缝隙内在高的电场力作用下调色剂颗粒在载体液中有高的活动性并从而导致调色剂颗粒的可靠沉积，借此对于很高的印刷速度(每秒钟几米)实现潜像成像位置的一种保持不变的着色。

为了达到调色剂颗粒在载体液中的高的活动性，将包括载体液和调色剂颗粒的总体设计为使得液体显影剂具有低的粘度。这还可以这样给予有利的影响，即，加入促进分散的添加物。

由此可以达到：液体显影剂具有1-99mPa·s的粘度。于是调色剂颗粒在载体液中的活动性是很高的，从而在调色剂颗粒在显影剂缝隙内逗留的过程中差不多全部的调色剂颗粒在潜像的成像位置的区域内转移到潜像载体上。

另一优点在于，只采用一种载体液，亦即没有分离液。这就避免了在显影工位和可能装入的清洗工位中循环的液体显影剂受到污染。因此提高了载体液在循环过程中的可重复利用性。

由诸从属权利要求得出本发明的进一步设计。

有利的是，载体液具有0.1至80mPa·s的粘度，并且是高电阻的，例如具有≥1010Ω·cm的单位电阻。满足这些要求的载体液可以是硅油，例如包括聚二甲基硅氧烷的硅油。

如果选择一种不挥发的液体作为载体液，则可避免环境污染。如果挥发的载体液在印刷过程之前和之后经过处理使其变成不挥发的，则可以达到相同的结果。这一点可以例如这样达到，即，用紫外光照射载体液。一种通过紫外光可硬化的液体例如是丙烯酸酯。这种处理的另一可能性可以利用附加的物质来实现，其将图像转化到记录载体上，使得不再会留有包含于其中的挥发性物质或者不再会有挥发性物质从中逸出，例如通过经由例如来自空气的潮气的缩聚作用。

为了实现在潜像载体上的潜像的良好着色，调色剂颗粒在显影剂液体中的分量应选择为在10-55重量％之间，并且按体积计量的调色剂颗粒的直径分布的平均值在0.1至5μm的范围内，优选为0.5至2μm。

为了实现潜像着色的进一步改善，可以将涂敷辊相对于潜像载体这样设置，使得在涂敷辊与潜像载体之间形成这样一个显影剂缝隙，它用液体显影剂以1-20μm的层厚度填满。

确定涂敷辊与潜像载体之间显影剂缝隙的层厚度的另一可能性在于设置间隔元件。为此可以在涂敷辊上设置多个定距环，它们与潜像载体接触。或者可以在涂敷辊上设置棱形滑动元件，它们与潜像载体接触。最后，作为间隔元件，可以在涂敷辊与潜像载体之间设置空气轴承。

若这样选择了显影剂缝隙和液体显影剂，在潜像的成像位置的区域内，使得弥散于液体显影剂中的调色剂颗粒完全或几乎完全转移到潜像载体上，而只有少量的调色剂颗粒转移至无成像位置的区域内。

潜像载体和涂敷辊的表面的运动方向为了进行着色可以是同向的或反向的，它们可以以相同的或不同的表面速度运转。

着色的潜像从潜像载体往中间载体和/或记录载体上的转移可以以潜像载体与中间载体/记录载体之间的机械接触来实现。

为了给涂敷辊供应液体显影剂，适宜的是，邻接于涂敷辊设置一网线辊，其邻接于一腔式刮刀，腔式刮刀将液体显影剂供给网线辊。于是通过网线辊的网目可以影响输送的液体显影剂的量。这种包括腔式刮刀和网线辊的输送系统的优点在于，液体显影剂通过网线辊的输送是与面积有关的并从而与印刷速度无关，从而，在不同的印刷速度下可以总是有每单位面积相同的液体显影剂量引导至显影剂辊。其中，网线辊可以具有这样的网目，其能够输送1至40cm3/m2(相对于辊表面积而言)体积的液体显影剂，优选为5至20cm3/m2。

然而另一种输送系统也是可能的，在该输送系统中，将液体显影剂通过液斗辊(汲取辊)供给网线辊。

借助附图中所示各实施例进一步说明本发明。其中：

图1印刷或复印设备的原理图，借其可实施液体显影；

图2显影工位的第一实施形式；

图3显影工位的第二实施形式。

由图1示出一种电子成像的印刷模块PM的原理图。首先使一灭弧曝光装置102的潜像载体101例如一光导体鼓露出。接着在工位103进行潜像载体101的充电。在工位104中，通过按图像的曝光在潜像载体101上产生潜像，其具有待印刷的图像的成像位置。该潜像在一显影工位200中通过具有上述特性的液体显影剂进行着色。为此，从一显影剂储备203中提取液体显影剂，并输送给一供料辊202。供料辊202向一涂敷辊201输送液体显影剂并且将其输往潜像载体101。接着在清洗工位204中清洗涂敷辊201。

在潜像载体上的潜像着色时，调色剂颗粒在具有成像位置的区域转移到潜像载体101上并且沉积在那里，而在非图像区域内几乎不发生调色剂颗粒向潜像载体101的转移。

在具有一中间载体301的转印工位中，将着色的潜像(粉像)转移到一记录载体402上。为此还安装有一背压辊401。中间载体301还可以借助于一中间载体清洗装置302进行清洗。

最后将记录载体402供给一定影工位。在那里按已知方式例如通过压力和/或加热使粉像定影。

图2示出显影工位200的第一实施形式，不包括潜像载体101。液体显影剂包含于一储存容器205中。借助于液斗辊206和207，将液体显影剂供给一网线辊208。网线辊208在表面上设有一网目，其接收来自液斗辊207的液体显影剂。刮刀209支承在网线辊208的筋条上并且去除在网线辊208的小凹部之外多余的液体显影剂。网线辊208将液体显影剂转送给涂敷辊201，涂敷辊将液体显影剂引导至潜像载体101，以便对潜像着色。接着，将涂敷辊201通过一种包括清洗辊210和刮刀211的清洗装置进行清洗。

图3示出显影工位200的第二实施形式，不包括潜像载体101。在这里安装一腔式刮刀212，以便将液体显影剂供给网线辊208。按图2向潜像载体101继续输送液体显影剂。

对于胶版印刷，由Kipphan印刷介质手册，施普林格(Springer)出版社，2000年，已知腔式刮刀201。按图3，建议将其用于电泳数字印刷。

腔式刮刀212为一种配合于网线辊208的圆周表面的腔室214，其由两个刮刀密封，封闭刮刀R1沿网线辊208的旋转方向位于腔室214的入口，计量刮刀R1沿网线辊208的旋转方向位于腔室214的出口，并且具有两个密封件，用以相对网线辊208的侧边缘密封(在图3中是看不到的)。可以通过一个或多个进入口优选经由泵实现液体显影剂向腔室214中的输送。液体显影剂从腔室214的输出，例如有利于液体显影剂的更好的彻底混合，以及腔室214的排空，可以经由进入口或者排出口来实现。腔式刮刀212的优点特别在于，其可以相当自由地沿着网线辊208的圆周设置，因此，可以将网线辊208相应地在涂敷辊201的圆周处设置于不同的位置。腔式刮刀212相对于网线辊208的位置这样确定：计量刮刀R2应该在腔室214中位于液体显影剂表面的下方，这一点可以通过相应于腔式刮刀212位置的重力或者通过腔室214中的超压来达到。

网线辊208在其网目方面适合于输送1至40cm3/m2(相对于辊表面积而言)体积的液体显影剂，优选为5-20cm3/m2。

此外，液体显影剂的输送是与面积有关的并从而与印刷速度无关，也就是说，在不同的印刷速度下可以总是将每单位面积相同的液体显影剂量供给涂敷辊201。

涂敷辊201将具有上述特性的液体显影剂引导至潜像载体101。然后通过包含于液体显影剂中的调色剂颗粒使在潜像载体101上存在的潜像的成像位置着色。在潜像载体101与涂敷辊201之间具有这样的电场，它使调色剂颗粒在潜像的成像位置的区域内转移到潜像载体101上，而几乎不转移至其余的区域内。所述转移发生于一个在涂敷辊201与潜像载体101之间存在的显影剂缝隙213中，其层厚度例如可以通过涂敷辊201的表面材料和液体显影剂的特性予以影响。显影剂缝隙213及其长度选择为使得液体显影剂的调色剂颗粒可以很好地给潜像的成像位置着色。通过在涂敷辊201与潜像载体101之间使用一附加的电场可以有利地影响该结果。

液体显影剂的一种优化的组成如下：

-液体显影剂的粘度：1-99mPa·s；

-载体液的粘度：0.1-80mPa·s；

-调色剂分量：10-55％；

-调色剂直径：按体积计量的调色剂颗粒的直径分布的平均值在0.1-5μm的范围内。

显影的其他假定条件：

-显影剂缝隙中的层厚度：1-20μm。

附图标记清单

PM     印刷模块

101    潜像载体

102    灭弧曝光装置

103    充电装置

104    按图像的曝光装置

105    潜像载体的清洗装置

200    显影工位

201    涂敷辊

202    供料辊

203    显影剂储备

204    涂敷辊的清洗装置

205    储存容器

206    液斗辊

207    液斗辊

208    网线辊

209    刮刀

210    清洗装置

211    刮刀

212    腔式刮刀

213    显影剂缝隙

214    腔式刮刀的腔室

301    中间载体

302    中间载体的清洗装置

401    背压辊

402    记录载体

R1     封闭刮刀

R2     计量刮刀