CN100449414C - 高光彩色印刷机 - Google Patents
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Abstract
一种电记录印刷机，其包括：第一光电导元件；成像装置，其用于在第一光电导元件上记录第一潜像以形成第一显影图像；第一显影单元，其用于使第一潜像显影；第二光电导元件，其在转印区域紧邻第一光电导元件；第二成像装置，其用于在第二光电导元件上记录第二潜像；第二显影单元，其用于使第二潜像显影以形成第二显影图像；第一转印站，其用于将第二光电导元件上的第二显影图像转印到第一光电导元件上；以及第二转印站，其用于将第一光电导元件上的显影图像转印到记录基片上。
Description
参照同时申请的、共同转让且共同待审的美国专利申请序列号No.10/696212(代理人案卷号No.D/A 3495)，其发明名称为“Photoreceptor for Highlight Color Printing Machine”，发明人为Kiri Amarakoon，其内容在此一并引入。
技术领域
本发明总体上涉及使用多色干调色剂或显影剂将静电潜像的可视再现，尤其涉及在图像接收体上形成高光彩色和/或自定义彩色图像。
背景技术
本发明可用在如静电复制和离子照相这类的成像技术中。在传统的静电复制实践中，普通的程序是通过首先给光电导绝缘表面或感光体充上均匀的电荷来在静电表面上形成静电潜像。电荷是根据与原稿图像相对应的活化辐射图样而被选择性地驱散的。电荷选择性的驱散相应于未受辐射影响的区域而在成像表面上留下潜在的电荷分布图。通过用调色剂进行显影，就可使该电荷分布图看得见。调色剂一般是通过静电吸引力附着在电荷分布图上的带电着色粉末。接着，显影的图像固定到成像表面上或转印到接收基片如普通纸张上，其中，显影的图像是通过合适的定影技术固定到纸张上的。近来，在静电复制领域中，致力于研究高光彩色成像，其中，至少两幅彩色图像是在单次通过中产生的。关于静电复制单程高光彩色(SPHLC)成像系统的几个原理是众所周知的。其中更为精致实用的一种是三层(tri-level)成像。通常说来，在三层成像中，两种不同的潜像形成在一个成像步骤中，在中间电压上有一个白电平或背景电平。两种情况下都在白电平附近有显影偏压的话，一个图像是在带电区域显影的，而另一个图像是在放电区域显影的。这一点的实现是在分离的外壳中相对于一色使用正调色剂而对另一色使用负调色剂。一般而言，一种调色剂为黑色，而另一种优选为高光彩色。
以Gundlach的名义公布的美国专利申请4078929描述了三层静电复制原理。Gundlach的专利教导了采用三层静电复制技术来实现单程高光彩色成像。正如所披露的一样，电荷分布图是采用第一和第二色的调色剂粒子显影的。其中一种颜色的调色剂粒子带正电，而另一种颜色的调色剂粒子带负电。在一个实施例中，调色剂粒子是通过这样一种显影剂提供的，即，它包括摩擦带电相对为正和相对为负的载体珠的混合物。载体珠分别支承相对为负和相对为正的调色剂粒子。这样的显影剂一般是通过将它泻落到支承电荷分布图的成像表面上而供给到电荷分布图上的。在其他实施例中，调色剂粒子是通过一对磁性刷呈现到电荷分布图上的。每个刷子都将提供一种颜色和一种电荷的调色剂。在别的实施例中，显影系统被大致偏压到背景电压。这样的偏压就产生了高彩色清晰度的显影图像。在三层静电复制中，电荷保持表面或感光体上的静电复制对比度被分为三元而非传统静电复制中的二元。感光体一般充电到900伏。它以成像的方式曝光，这样对应于带电图像区域(其随后便通过带电区域显影剂即CAD显影)的图像就保持在感光体的全电位上(V.sub.ddp或V.sub.cad，见图1a和1b)。其他图像被曝光以使感光体放电到达其剩余电位上，即V.sub.c或V.sub.dad(一般为100伏)，其与随后通过放电区域显影剂(DAD)显影的放电区域图像相对应。背景区域是通过曝光V.sub.ddp的感光体区域而形成的，以将感光体电位减小到V.sub.cad和V.sub.dad电位之间的中间状态(一般为500伏)，并称为V.sub.w或V.sub.white。CAD显影系统一般要比V.sub.white靠近V.sub.cad偏压约100伏(约600伏)，而DAD显影系统要比V.sub.white靠近V.sub.dad偏压约100伏(约400伏)。于1990年4月3日授权给Dan A.Hays的美国专利4913348披露了一种成像装置，其中静电电荷分布图形成在电荷保持表面上。电荷分布图包括带电图像区域和放电背景区域。完全带电的图像区域是在大约-500伏的电压电平，而背景区域是在大约-100伏的电压电平。一个图像区域的空间部分用于形成带窄显影区的第一图像，而其他空间部分用于形成其他在一些物理性质比如颜色或磁性状态有别于第一图像的图像。显影剂是通过交流和直流电开关组合而快速接入和中断的。这样，就可在单次通过经过复印或印刷装置处理站的电荷保持表面时实现处理方向上的高空间分辨率多色显影。同样，由于表示所有图像的电压为同一电压极性，可采用单极性的调色剂。为了用单极性调色剂实现所有图像的显影，每个显影系统结构都能选择性地启动而不用进行物理移动。
人们对单程自定义彩色(SPCC)越来越感兴趣。自定义彩色在两个方面不同于高光彩色。首先，它通常是指专色，“专用于”指定客户或用户的。客户一般非常关心色调是否满足他的规格要求。因而，专色调色剂应该在工厂配制好，而不是像在原色系统中那样加工形成，除非有特别棒的工艺程序控制。其次，它一般用于以客户和客户广告来提供文件的快速识别。它不会是标准高光的预期色彩。从理论上说，希望在同一文件上形成SPHLC和SPCC，也就是说，能使文件仅在一次通过系统时于印上黑色的同时印上自定义色和高光色。令人遗憾的是，三层静电复制仅适用于与电荷的两极性相对应的两种颜色。
发明内容
本发明提供了一种电记录印刷机，其包括：第一光电导元件；成像装置，其用于在所述第一光电导元件上记录第一潜像以形成第一显影图像；第一显影单元，其用于使所述第一潜像显影；第二光电导元件，其在转印区域紧邻所述第一光电导元件；第二成像装置，其用于在所述第二光电导元件上记录第二潜像；第二显影单元，其用于使所述第二潜像显影以形成第二显影图像；第一转印站，其用于将所述第二光电导元件上的所述第二显影图像转印到所述第一光电导元件上；以及第二转印站，其用于将所述第一光电导元件上的显影图像转印到记录基片上。
虽然在下文是结合其优选实施例来描述本发明的，但应该理解的是，本发明不局限于该实施例。相反，要覆盖所有包括在后附技术方案限定的本发明精神和范围内的替换、改型和等同形式。
附图说明
为大概地了解本发明的特征，下面参照附图。在附图中，相同的附图标记在全文中用于表示相同的元件。
图1是单程多色印刷机；
图2表示了感光体中的场处理(field tailoring)；
图3是本发明的工艺示意图；
图4和5示出了应用在本发明中的一个感光体。
具体实施方式
现在参照附图，图1中示出了一台单程多色印刷机。该印刷机采用了下列部件：感光带10，其由多个辊子或杆12支承。感光带10被布置在垂直方位上。感光带10在箭头14的方向上前进，以顺序地在围绕着其运动路径安置的各处理站下方移动感光带10外表面的连续部分。感光带10具有长轴120和短轴118。长轴120、短轴118相互垂直。感光带10成椭圆形。长轴120基本上平行于重力矢量，并布置在基本上垂直的方位上。短轴118基本上与重力矢量垂直，并布置在基本上水平的方向上。印刷机结构包括5个图像记录站，图1中示出图像记录站16、18、20。起初，感光带10通过图像记录站16。图像记录站16包括一个充电装置和一个曝光装置。充电装置包括一个电晕发生器，其将感光带10的外表面充电到相对高的、基本上均匀的电位。在将感光带10的外表面充完电后，其充电的部分就前进到曝光装置。曝光装置包括一个光栅输出扫描仪(ROS)28，其照射感光带10外表面的充电部分以在其上记录第一静电潜像。或者，可使用LED。
该第一静电潜像由显影单元30显影。显影单元30将选定颜色的色剂粒子沉积在第一静电潜像上。在已将高光调色剂图像显影在感光带10的外表面上之后，感光带10持续地沿着箭头14的方向前进到图像记录站18。
图像记录站18是一个组件500，其可用其内具有不同色标记粒子的相同组件替换。组件500包括感光鼓、充电装置、曝光装置以及鼓清洁装置。该充电装置包括一个电晕发生器，其将感光鼓的外表面充电到相对高的、基本上均匀的电位。曝光装置包括一个ROS，其选择性地照射感光鼓外表面的充电部分，以在其上记录第二静电潜像。该第二静电潜像与将要用自定义调色剂粒子显影的区域相对应。该第二静电潜像现时前进到显影单元。
显影单元将HLC调色剂粒子沉积在静电潜像上。这样一来，自定义色粉图像就形成在感光鼓的外表面上。在已将自定义色粉图像显影在感光鼓的外表面上之后，感光带10连续地沿着箭头14的方向前进到调节处理站(conditioning station)220。
调节处理站220能将传统的感光带10用作中间转印带，这样第二调色图像就可被转印，以在感光带上生成一种黑色和HLC的可转印到介质上的调色图像。或者，将感光带与分段的接地面一起使用，这披露在美国专利申请No.10/696212中，其内容在此一并引入。该感光体允许了使用一块偏压触板400在指定区域(即图像帧)上进行场处理，该偏压触板为分段接地面寻址，而不影响感光带上剩余部分上的场。优选的是，传统的感光体可用于在感光带背面上使用放电灯并用一个未接地鼓标记组件偏压鼓组件来实现的场处理中。这两种方案都需要在图2所示的转印站上进行某种静电处理。
图2中所示的调节灯能使从图像背景和调色剂上捕获了的场和表面电荷变得均匀，从而使+ve电荷到达表面。
在转印站300处，感光鼓上的显影图像被转印到感光带10上。该显影图像可以与感光带上显影图像相同的图像帧转印以生成HCL图像或以相邻的图像帧转印。转印站300包括一个偏压转印元件250，当使用分段感光带时，其施加一个偏压以将图像将感光鼓转印到感光带10上。此后，感光带10将HLC色粉图像推进到一个一般用附图标记56表示的转印站。
在转印站56处，接收的介质即纸张自纸堆58由供纸器引领着前进，并被导向到转印站56。在转印站56处，电晕发生装置60将离子喷射到纸张的背面。这就从感光带10的外表面将显影的多色色粉图像吸引到纸张上。分离辅助辊(stripping assist roller)66与感光带10的内表面接触并在此处充分地锐弯，从而使得前进纸张的梁强度自感光带10处分解。真空传输使得纸张沿着箭头62的方向移动到定影站64。
定影站64包括一加热定影辊70和一支持辊68。支持辊68被弹性地推动至与定影辊70接合，从而形成一个让纸张通过的辊隙。在定影操作中，调色剂粒子相互聚结并结合到纸张中的图像结构中，从而在其上形成多色图像。定影之后，完成的纸张被排放到加工站，此时纸张被汇集并形成可相互装订的成套纸张。接着，这些成套纸张进入到一个收集盘，以随后从中被印刷机操作员取走。
在已将多色色粉图像转印到纸张上之后，残余的色剂粒子总是仍粘附于感光带10的外表面。感光带10在隔离辊78上移动，隔离辊78断开清洁站72的清洁操作。在清洁站72处，残余的调色剂粒子从感光带10上被除掉。接着，感光带10在污渍刮刀80的下方移动，也便去除其中的调色剂粒子。同样地，仍粘附于感光鼓外表面的残余调色剂粒子被清洁装置清除。
现在参照图4和5，聚焦的感光带10可被制成在绝缘基片720上沉积一层导电材料，再在该层的顶部沉积其他活性层。这些活性层为电荷传递层735、电荷产生层730。导电层725被分成段且用作静电接地面。接地层与系统接地或使用触板400的施加偏压相连。
接地面725将如此分段，即包括以足够窄的规则间距隔开的绝缘分隔线740，从而不会产生图像质量问题。小于10-20微米的绝缘线足以保持IQ方面的需求，因为随后的多层是连续的，且间隙的宽度比起传递层(CTL)的厚度来要小。
导电面分段或可寻址的区域目前可用于在充电、曝光等期间使感光体接地，并在显影、转印、清洁等期间使导电层与其他电位相连。这也就提高了三层HLC的性能，增大了高光彩色的其他选择机会。
图4示出了所提出的PR带，其中狭窄的10-20微米的分隔线将导电层分成段。这可采用多种方式制造。例如，在沉积导电层过程中掩蔽绝缘基片或在涂覆其他层之前蚀刻镀铝基片。其他方式也是可行的。这在半导体和电子元件制造领域中是众所周知的技术。
分段的导电区段是经由一个分段条带与外部电源相连的，该分段条带是由导电带中施用的导电材料组成的。该分段带可用于提高系统的性能，即通过针对每项功能对导电层进行寻址而选择性地处理感光体界面中的电场。例如，在充电和成像期间，导电层接地。在显影、转印、清洁等过程中，导电层可接地或将一电位施加到导电层上。
下面是关于各层及其成形的说明，它们可被应用到本发明的感光体中。也可采用其他布置方式。本发明的感光体优选首先通过提供一个基片而制备。基片可以是不透明的或基本上是透明的，可包括具有所需机械性能的众多合适材料中的任何一种。基片可包括一层导电材料比如无机或有机组合物。基片优选是柔软的，可具有任何数量的不同结构，比如片材、卷形物、软环形带等。优选的是，基片为软环形带的形式。作为在电学上不导电的材料，可采纳众所周知用于此的各种树脂，包括聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯等。
基片优选包括一种可从市场中得到的双向拉伸聚酯，称作
，可从E.I.du Pont de Nemours&Co.得到，，可从ICI AmericasInc.得到，或
，可从American Hoechst Corporation得到。其他基片可包括的材料含有聚合材料如聚氟乙烯，可作为
从E.I.du Pont de Nemours&Co.得到，以及聚酰亚胺，可作为
从E.I.du Pont de Nemours&Co.得到。
感光体也可涂覆在绝缘的塑料鼓上，假定导电接地面涂覆在其表面上。当采用导电基片时，可使用任何合适的导电材料。例如，导电材料可包括处于粘合剂树脂中的金属薄片、粉末或纤维比如铝、钛、镍、铬、黄铜、金、不锈钢、碳黑、石墨等，粘合剂树脂包括金属氧化物、硫化物、硅化物、季铵盐组合物、导电聚合物如聚乙炔或其热分解和分子掺杂物、电荷转印络合物、聚苯硅烷以及聚苯硅烷的分子掺杂物。
可使用由一种比如铝的材料制成的导电金属鼓以及一种导电塑料鼓。优选的基片厚度取决于多种因素，包括所需的机械性能和经济上考虑的事项。基片的厚度一般落在约65微米-约150微米的范围内，优选为约75微米-约125微米，以在绕着小直径辊子如19毫米直径的辊子循环时实现最佳的柔韧性和最小的感应表面弯曲应力。
软带基片可具有相当大的厚度，例如超过200微米，或具有最小的厚度，例如小于50微米，假定对于最终的感光装置无不利影响。接地面可采用已知的涂覆技术施加比如浸液涂漆、蒸汽涂敷以及喷镀。优选的一种施加导电接地面的方法是蒸汽涂敷。其他合适的方法也可采用。根据光电导元件所需的光学透明度和柔韧性，接地面优选的厚度落在一个相当宽的范围内。
因此，对于柔韧的感光成像装置来说，导电层的厚度优选在约20埃-约750埃之间，就导电性、柔韧性及透光性的优化组合而言，更优选为约50埃-约200埃。不过，接地面可不透明且将前部消磁地来使用。可在导电层上加一层阻挡层。不过，如果需要的话，可在本发明中采用一电荷阻挡层，并可加在导电层上。
对于反向的感光体结构来说，孔阻挡层防止充电表面的孔经感光体向接地面迁移，从而破坏潜像。对于带负电的感光体来说，可采用任何合适的孔阻挡层，其能形成一隔离层来防止孔从导电层进入反面的光电导层。孔阻挡层可包括聚合物如披露在美国专利4338387、4286033、4291110中的聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、聚酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯等。也可采用其他合适的材料。
本发明的电荷产生层包括电荷产生薄膜成形聚合物和光电产生粒子。本发明一些实施例中的电荷产生层还包括一种或多种掺杂剂，包括含电子供体或质子接受体基础基群的有机分子。合适的电荷产生薄膜成形聚合物包括那些例如在美国专利3121006中描述的。薄膜成形聚合物优选良好地粘附在施加电荷产生层的那一层上，优选溶解在一种亦溶解任何相邻粘合层(如果使用的话)的一种溶剂中，并优选易与任何相邻粘合层(如果使用的话)的共聚多酯混合以形成一个聚合物混合区。例如，合适的薄膜成形材料包括聚乙烯咔唑(PVK)、苯氧基树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯树脂，比如那些可以Vitel PE100(可从Goodyear得到)、Lexan 141以及Lexan 145(可从General Electric得到)商品名称得到的。
其他合适的材料亦可采用。适用作光电产生粒子的材料示例例如包括这样的粒子，其包括二萘嵌苯和苄基吗啡盐酸盐的氨基化合物、硒II-VI或碲III-V化合物的硫族元素、无定形硒、三角形硒、硒合金比如硒-碲、硒-碲-砷、硒-砷化物、酞菁颜料比如描述在美国专利3357989中的X形式的无金属酞菁、金属酞菁比如可从E.I.du Pontde Nemours&Co.以商品名Monastral Red、Monastral Violet以及Monastral Red Y得到的氧钒酞菁、铜酞菁、二溴蒽嵌蒽醌、squarylium、喹吖啶酮、二溴蒽嵌蒽醌颜料比如那些可以商品名Vat Orange 1和VatOrange 3得到的颜料、苯并咪唑二萘嵌苯、披露在美国专利3442781中的取代2，4-二氨基三嗪、可以商品名Indofast Double Scarlet、Indofast Violet Lake B、Indost Brilliant Scarlet以及IndofastOrange从Allied Chemical Corporation得到的多核芳香苯醌等。
特别优选的光电产生粒子包括这样的粒子，其包含氧钒酞菁、三角形硒以及苯并咪唑二萘嵌苯。可采用多种光电产生层合成物，其中光电导层提高或减弱了光电产生层的性能。这类结构的示例在美国专利4415639中有所描述。需要时也可采用本领域中众所周知的其他合适的光电产生材料。
包括光电导材料的电荷产生层是特别优选的，因为它们对白光敏感，比如氧钒酞菁、钛氧酞菁、无金属酞菁、苯并咪唑二萘嵌苯、无定形硒、三角形硒、硒合金比如硒-碲、硒-碲-砷、硒-砷化物等及其混合物。氧钒酞菁、钛氧酞菁、无金属酞菁、硒合金也是优选的，因为这些材料额外地提供了对红外线敏感的好处。用于电荷产生层的优选光电导材料为苯并咪唑二萘嵌苯、三角形硒以及氧钒酞菁。本发明一些实施例中的光电产生层被施加到导电层(或任何基片上的电荷阻挡层)上，电荷传递层被施加到光电产生层上。电荷产生涂覆组分是通过非常高质量的平印或通过对光致抗腐蚀涂覆产生薄膜形成光学图案并蚀刻而施加的。
随后干燥电荷产生涂覆组分以将溶剂去除。干燥沉积的涂层可采用任何合适的常规技术如烘炉干燥、红外线干燥、风干等，从而基本上将用于施加涂层的所有溶剂去除。本发明光电产生层的厚度通常处于约0.1微米-约5.0微米的范围内，优选为约0.3微米-约3.0微米。若能实现本发明的目的，这些范围之外的厚度也可选择。电荷传递材料一般为任何合适的透明有机聚合或非聚合材料，其能支持光电产生孔从电荷产生层贯入，并允许这些孔经过层移动以选择性地使表面电荷放电。
本发明已特别参照其优选实施例作了详细描述，但将能理解的是，可在上文描述且在随附技术方案中限定的本发明的精神和范围内进行多种变化和改型。
Claims (8)
1、一种电记录印刷机，其包括：
第一光电导元件；
成像装置，其用于在所述第一光电导元件上记录第一潜像以形成第一显影图像；
第一显影单元，其用于使所述第一潜像显影；
第二光电导元件，其在一转印区域紧邻所述第一光电导元件；
第二成像装置，其用于在所述第二光电导元件上记录第二潜像；
第二显影单元，其用于使所述第二潜像显影以形成第二显影图像；
第一转印站，其用于将所述第二光电导元件上的所述第二显影图像转印到所述第一光电导元件上；
第二转印站，其用于将所述第一光电导元件上的显影图像转印到记录基片上。
2、如权利要求1所述的电记录印刷机，其特征在于，所述第一转印站包括一用于减小所述第一光电导元件上的静电力的部件的调节处理系统，以改进所述第二显影图像在其上的转印。
3、如权利要求2所述的电记录印刷机，其特征在于，所述调节处理系统包括一放电装置。
4、如权利要求1所述的电记录印刷机，其特征在于，所述第一光电导元件包括可独立寻址的区域，以改变所述转印区域中的静电场。
5、如权利要求1所述的电记录印刷机，其特征在于，所述第一显影单元包含与所述第二显影单元颜色不同的标记粒子。
6、如权利要求1所述的电记录印刷机，其特征在于，所述第一转印站以与所述第一显影图像相同的图像帧将所述第二显影图像转印到所述第一光电导元件上。
7、如权利要求1所述的电记录印刷机，其特征在于，所述第一转印站以与所述第一显影图像相邻的图像帧将所述第二显影图像转印到所述第一光电导元件上。
8、如权利要求1所述的电记录印刷机，进一步包括一可更换组件，其包括所述第二光电导元件和所述第二显影单元，所述可更换组件可用第二可更换组件代替。
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