Цифровые машины фирмы Indigo NV
| Сдавался/использовался | МГУП, "5". Москва, 2000г. |
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-9447.zip (5kb [zip], Скачиваний: 81) скачать |
Цифровые машины фирмы Indigo NV. Особенности строения и работы печатающих устройств, использующих технологию Electroink.
Печатная краска Electroink
Electroink - это способная удерживать статический заряд жидкая краска, позволяющая печатать изображения с высоким разрешением, добиваясь при этом высококачественного цветовоспроизведения.
Конструкция всех моделей машин Indigo предусматривает автоматический контроль и управление концентрацией краски при печати. Это исключает необходимость выполнения ряда технологических операций по поддержанию требуемой оптической плотности красок.
Тонеры
Из рекламной и технической литературы видно, что в технологии Electroink используются особые тонеры, называемые Electroink (электрокраска), однако не раскрывается, в чем заключаются эти особенности. Говорится лишь о том, что при их использовании возможно:
Получение высокой разрешающей способности;
Получение штрихов и растровых элементов с резкими краями;
Чистые пробелы;
Малое «растискивание»;
Частицы краски при хранении в виде жидких тонеров не образуют конгломератов.
Проявитель, состоит из частиц тонера, диспергированных в жидком носителе. Носитель представляет собой углеводород, отвечающий следующим требованиям:
высокое объемное сопротивление (более 109 Ом*см);
низкая диэлектрическая проницаемость (<3,0);
высокое давление паров (быстрое испарение из красочного слоя);
малые токсичность и запах.
В практике жидкостного электрофотографического проявления широко используются изомерные углеводороды торговой марки ISOPAR (фирма Exxon Corp). Они различаются температурой кипения, а их название - буквами G, H, L, M. Например, ISOPAR-G кипит при 156-1760С, а ISOPAR-H при 1940С. Используются также легкие минеральные масла MARCOL фирмы Humble Oil&Refining Co. Это тоже углеводороды, но с температурой кипения более 3000С. В изобретении использованы углеводороды ISOPAR. В технической литературе упоминается минеральное масло.
Вторым самым главным компонентом является тонер, представляющий пигмент, распределенный в термопластичном полимере. На пигмент технология Electroink особых ограничений не накладывает. Понятно, что он должен хорошо совмещаться со связующим и не оказывать нежелательного влияния на заряд частицы. Особые свойства тонеру (краске Elictroink) придает полимер и способ изготовления тонера.
Изобретатели нашли, что хорошее качество изображения и максимальный перенос тонера может быть обеспечен особой формой тонерных частиц. Это маленькие частицы (<5мкм) должны иметь ответвления, усики, волоконца, выступы. Распределенные в носителе, эти частички не сливаются друг с другом, так как они несут одноименный заряд. Но в процессе проявления, перемещаясь по принципу электрофореза к фоторецептору, они образуют физические соединения, их отростки соединяются с ядром частиц или переплетаются друг с другом.
Третий компонент жидкого тонера (электрокраски) - регулятор заряда. В изобретении рекомендовано использовать petronate Ba или сульфат Ba в количествах до 1 % от веса сухого тонера и вводить это вещество в концентрированный раствор тонера в жидком углеводороде.
К полимеру помимо способности образовывать отростки (волокна) предъявляются следующие требования:
иметь способность диспергировать пигмент (или растворять краситель);
быть нерастворимым в дисперсанте (углеводороде) до 400С (чтобы не растворялся и не сольватировался при хранении);
быть способным сольватироваться и набухать в дисперсанте при температуре 65-100 0С;
быть способным плавиться при температуре больше 700С;
быть способным образовывать частицы меньше 5мкм.
В большинстве тонеров использован материал ELVAX II фирмы DuPont de Nemours & Co - этиленовый сополимер со свободными гидроксильными группами и кислотным числом 50-90.
Пигмент может диспергироваться в полимере, смешанном (пластифицированном) с небольшим количеством углеводорода ISOPAR при температуре 900С. При охлаждении получается губка, которую размалывают, перетирают и диспергируют в жидком углеводороде с концентрацией сухого тонера до 30%. Добавляют регулятор заряда.
Другим способом является диспергирование полимера и тонера в углеводороде при 900С. По охлаждении и добавлении углеводорода ISOPAR частицы тонера с отростками, включающими в своем ядре пигмент, выпадают в осадок. Затем их диспергируют и добавляют в регулятор заряда.
При использовании запатентованного тонера (и краски Electroink) на фоторецепторе оседает пленка в несколько слоев тонерных частиц, имеющая сетчатое строение. Пленка обладает высокой когезией и малой адгезией к фоторецептору и высокой упругостью. Она почти полностью переносится на офсетный цилиндр, а оттуда вследствие очень малой адгезии - целиком переходит на бумагу.
Чтобы изображение на бумаге имело высокую плотность и резкие контуры штриховых и микроштриховых элементов необходимо оплавление тонерного изображения. Повышение когезии пленки приводит к более полному ее переносу. Известно, что разогрев офсетного цилиндра и малая способность его поверхности удерживать краску приводит к 100% переносу изображения с офсетного цилиндра на бумагу.
В жидкий тонер могут быть внесены и другие технологические добавки, например:
Стабилизатор заряда. Он стабилизирует действие регулятора заряда. Предлагаются в качестве регулятора органические кислоты с С12 - С18 и частичные алкидные эфиры ортофосфорной кислоты с С12 - С36, вводимые в небольших количествах.
Проявление
В современных цифровых машинах фирмы Indigo, судя по рекламной и технической литературе используется два типа проявляющих устройств. Один из них, используется в машинах типа E-Print, Turbostream, Omnius, а другой, в машинах Ultrastream, Publisher.
Жидкая электрокраска смешивается из компонентов: концентрированного тонера, регулятора заряда и жидкого носителя в резервуарах, откуда она насосами по трубопроводам подается к струйной системе, представляющей линейку с множеством сопел, вытянутых вдоль образующей формного цилиндра (фоторецептора). Сопла подают заряженную электрокраску в пространство между фоторецептором и контр-электродом (проявляющим цилиндром). Краска на момент ее подачи на проявление имеет концентрацию сухого тонера около 2%. На фоторецепторе находится скрытое изображение, полученное путем зарядки скоротроном и экспонирования сканирующей лазерной системой, причем участки, соответствующие пробелам изображения, имеют потенциал порядка -800 -- -1000В, а участки пробелов -100В. Проявляющий цилиндр имеет потенциал -400В. Краска, заряженная отрицательно, летит к фоторецептору в участках с потенциалом - -100В и к проявляющему цилиндру в участках с потенциалом -800В. Поскольку проявление представляет электрофоретический процесс, концентрация краски на печатающих элементах повышается, пробельные имеют на себе пленку носителя, загрязненную краской. Краска, попавшая на проявляющий цилиндр, возвращается в спецемкости (проявление цветоделенных изображений идет по очереди и каждый раз работает система одной из красок).
Проявленное изображение нуждается в дальнейшей обработке. Пробелы очищают с помощью системы, обычно включающей реверсивный валик и струйное устройство. На реверсивный валик подается потенциал смещения, промежуточный между потенциалами изображения и пробелов (но другой, чем на проявляющий цилиндр). Его поверхность удалена от фоторецептора на 40 - 150мкм и перемещается навстречу поверхности фоторецептора. Струйный аппарат передает носитель из резервуара в просвет между фоторецептором и реверсивным валиком. Электрическое поле удаляет с пробелов заряженные частицы тонера, замещая их жидким носителем.
Загрязненный носитель отводится от реверсивного валика специальным устройством. Далее изображение поступает в зону действия отжимного валика. Он изготовлен из эластичного валика, имеющего свойства резистора (ограниченную электропроводимость). Он заряжается до потенциала в несколько сотен Вольт, причем знак заряда должен быть такой же, как у частиц тонера. Валик за счет электрофореза заставляет краску двигаться к фоторецептору, а жидкий носитель уходить (отжиматься) из зоны контакта валика и фоторецептора. Концентрация слоя краски повышается до 20-30%. Далее изображение освещается лампой для уменьшения заряда, чтобы предотвратить разряд между фоторецептором и офсетным цилиндром. Офсетный цилиндр нагрет до температуры более 100С0 и заряжен до +500-600В. Отрицательно заряженная краска переходит на офсетный цилиндр.
Далее фоторецептор с остатками краски поступает в устройство очистки, включающее пульверизатор, очищающий валик и упругий ракель. Остатки краски смываются с поверхности фоторецептора.
Остаточный заряд снимается лампой.
Заряженный жидкий носитель заряженной системой очищается от тонера и поступает в резервуар с жидким носителем.
Скоростные цифровые машины Ultrastream имеют принципиально другую систему проявления. Блок проявления содержит четыре проявляющих устройства, по одному для каждой краски и соответственное количество зон проявления.
Рассмотрим одного из проявляющих устройств, которое работает следующим образом.
В резервуаре содержится готовая краска с концентрацией сухого тонера 2%. Краска поступает в проявляющее устройство через отверстие и подается на проявляющий валик. Поверхностный слой проявляющего валика выполнен из мягкого полиуретана, электропроводность которого повышена путем введения проводящих добавок. Валик заряжен до потенциала -400В и выполняет ту же функцию, что и проводящий цилиндр, описанный выше. Он притягивает к себе электрокраску на пробелах и отталкивает ее на участках изображения. Валик вращается навстречу фоторецептору, поэтому их поверхности движутся в одном направлении, причем с одинаковыми скоростями. Полученная валиком краска подвергается концентрированию, (концентрация повышается до 25%) с помощью специального валика, играющего роль отжимного валика предыдущей красочной системы. Потенциал одного валика, выше по абсолютной величине, чем потенциал другого валика. Это приводит к образованию электрического поля и процессу электрофореза, когда тонер, заряженный тем же знаком, прижимается к проявляющему валику, а жидкий носитель отжимается специальным отжимным валиком и поступает во внешнюю зону проявляющего устройства между стенками и стекает через отверстие в резервуар с тонером.
Когда участок валика попадает в зону контакта с фоторецептором на нем находится слой жидкой краски толщиной 5-15мкм с концентрацией сухого тонера 25%.
Поскольку концентрация высока, скорость проявления более высокая и меньше зависит от подвижности частиц, чем в электрофоретическом процессе, происходящем в красочном устройстве первого типа. Кроме того, нет необходимости в отжимной системе вне пределов проявляющего устройства. Далее рабочая поверхность проявляющего валика поступает в зону очистки валика, где жесткий валик отжимает краску. Удалить краску помогает малоконцентрированная краска, поступающая на поверхность валика. Отжатая краска поступает на пористый мягкий валик и отжимается с него жестким валиком. Все процессы удаления с проявляющего валика избытков носителя и остатков краски происходит во внешней зоне устройства, отделенной от внутренней стенками.