專利名稱：用于電照相的包括多個(gè)熔合臺(tái)站的熔合系統(tǒng)及熔合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電照相過(guò)程的熔合設(shè)備和系統(tǒng)，特別涉及帶有液體調(diào)色劑材料的設(shè)備和系統(tǒng)的使用。
背景技術(shù)：
電照相形成適合于包括照相復(fù)印和激光打印的某些形式在內(nèi)的各類眾所周知的成像方法的技術(shù)基礎(chǔ)。一種基本的電照相過(guò)程包括在感光體上均勻設(shè)置靜電荷，之后，使該感光體在特定的相應(yīng)于將要打印或轉(zhuǎn)移的影像的區(qū)域的活性電磁輻射下曝光。電磁輻射也被稱作為“光”，例如，它可以包括紅外線、可見(jiàn)光和紫外線。感光體在光中的這種暴露，使被曝光區(qū)中的電荷分散，形成靜電潛像。由此得到的靜電潛像被調(diào)色劑顯影，之后，調(diào)色劑影像從感光體轉(zhuǎn)印到諸如紙之類的最終基體上。轉(zhuǎn)印方式可以是直接轉(zhuǎn)印，也可以通過(guò)間接轉(zhuǎn)印材料進(jìn)行轉(zhuǎn)印。影像的直接或間接轉(zhuǎn)印一般通過(guò)以下兩種方法之一實(shí)現(xiàn)彈性輔助方式(本文也稱為“粘性轉(zhuǎn)移”)或靜電輔助方式(本文也稱為“靜電轉(zhuǎn)移”)。彈性輔助方式或粘性轉(zhuǎn)移方式通常指的是這樣一種過(guò)程，其中影像的轉(zhuǎn)移主要由存在于感光體表面和臨時(shí)載體表面或用于調(diào)色劑的媒介之間的表面張力現(xiàn)象引起的。這種彈性輔助或粘性轉(zhuǎn)移的效果可通過(guò)包括表面能、溫度、壓力和調(diào)色劑流變性能等幾種變量來(lái)控制。靜電輔助方式或靜電轉(zhuǎn)移通常指的是這樣一種過(guò)程，其中影像的轉(zhuǎn)移主要是由存在于感光體表面和臨時(shí)載體表面或用于調(diào)色劑媒介之間的靜電電荷或電荷差異現(xiàn)象引起的。和粘性轉(zhuǎn)移一樣，靜電轉(zhuǎn)移可由表面能、溫度和壓力控制，但是導(dǎo)致調(diào)色劑影像轉(zhuǎn)印到最終基體上的主要驅(qū)動(dòng)力是靜電力。通過(guò)任一種轉(zhuǎn)移方法轉(zhuǎn)印調(diào)色影像后，電照相過(guò)程還可以包括將轉(zhuǎn)移影像熔合(fusing)到基體上、清潔感光體、并消除感光體上任何殘留的電荷工序，以準(zhǔn)備一適合于影像轉(zhuǎn)移的新系統(tǒng)。
在某些普通的電照相過(guò)程中，感光體的結(jié)構(gòu)是一連續(xù)的帶，例如，它可由輥?zhàn)踊蚩赊D(zhuǎn)動(dòng)的鼓狀物支撐和運(yùn)轉(zhuǎn)。感光體通常具有光導(dǎo)層，當(dāng)光導(dǎo)層暴露于具有活性的電磁輻射或光中時(shí)，光導(dǎo)層轉(zhuǎn)移電荷(或基于電子轉(zhuǎn)移機(jī)理或基于電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理)。光導(dǎo)層通常附著于如導(dǎo)電鼓或用鋁或其他導(dǎo)體蒸發(fā)鍍覆的基體之類的導(dǎo)電支持體上。感光體的表面可帶負(fù)電荷或帶正電荷，致使在活性電磁輻射擊中光導(dǎo)層的某些區(qū)域時(shí)，電荷通過(guò)感光體傳導(dǎo)，從而中和、消散或減少被激活區(qū)域的表面電勢(shì)。在光導(dǎo)層上可選擇使用阻擋層(barrier layer)，以保護(hù)光導(dǎo)層，并借此延長(zhǎng)光導(dǎo)層的使用壽命。在一些感光體中還使用如粘性層、底層(priming layer)、或電荷注入閉鎖層(blockinglayer)之類的其他層。也可使用防粘層，以促進(jìn)影像從感光體轉(zhuǎn)移到如紙之類的最終基體或中間轉(zhuǎn)印部件上。
通常，與感光體上靜電潛像相應(yīng)的調(diào)色劑影像可通過(guò)提供帶正電荷的調(diào)色劑形成，所述帶正電荷的調(diào)色劑被吸引到經(jīng)電磁輻射曝光后維持較少正電荷的感光體的那些區(qū)域。兩種通常可購(gòu)得的普通類型的調(diào)色劑是指干式調(diào)色劑和液體調(diào)色劑。干式調(diào)色劑通常是粉狀材料，其由混合或締合的聚合體和著色顆粒如用于黑色影像的碳組成，液體調(diào)色劑通常是一種將細(xì)分的固體分散在絕緣液體中的液態(tài)材料，這種絕緣液體通常被稱作載液。一般而言，載液可以是碳?xì)浠衔?，它具有較低的介電常數(shù)(例如小于3)和足夠高的蒸汽壓，以確保調(diào)色劑沉積在感光體、轉(zhuǎn)印帶、和/或接受體薄片上后，溶劑能快速蒸發(fā)?？焖僬舭l(fā)對(duì)多種顏色被依次沉積和/或轉(zhuǎn)印形成單一影像的情況特別重要。
在某些應(yīng)用中液體調(diào)色劑優(yōu)于干式或粉狀調(diào)色劑，因?yàn)榕c干式調(diào)色劑相比，它具有產(chǎn)生較高的分辯影像的能力，同時(shí)其用于定影時(shí)所需能量較少。另外，它優(yōu)選用于待固定到最終基體上的調(diào)色影像能夠在不同的使用、誤用和環(huán)境條件下抗移動(dòng)地定影到基體上的情況。然而，沉積到最終基體上的調(diào)色影像的油墨通常易碎，經(jīng)不起刮擦或如人的手指接觸那樣的外力磨擦或如鉛筆橡皮擦除器那樣的擦拭(erasure)，這通常被稱為“耐擦拭性(erasure resistance)”差。此外，具有殘余附著性和粘性的轉(zhuǎn)印油墨也可能在它堆疊時(shí)不期望地粘到其他最終基體上，當(dāng)影像的一部分從轉(zhuǎn)印影像上剝離到另外的表面上時(shí)，相鄰的基體彼此分離開時(shí)，將造成影像損壞。這種影像不期望地從一基體轉(zhuǎn)印到相鄰基體的趨勢(shì)，被稱為“抗粘連”(blockingresistance)差。
為了使油墨具有足夠的抵抗外力例如粘連和擦拭的性能，有時(shí)希望通過(guò)與如由加熱輥之類加熱而將油墨已轉(zhuǎn)移至最終基體上的表面接觸，將油墨加熱至較高的溫度。在美國(guó)專利4,806,097號(hào)(專利權(quán)人為Palm等人)、5,893,019號(hào)(專利權(quán)人為Yoda等人)和5,897,294號(hào)(專利權(quán)人為Yoda等人)中可以找到具有單一加熱輥、其上帶有至少一個(gè)用于將調(diào)色影像壓向加熱輥上的非加熱輥的熔合器(fuser)結(jié)構(gòu)的例子。此過(guò)程通常稱為“熔合”，通常在油墨轉(zhuǎn)印到紙或其他基體上后，讓最終紙印品立即經(jīng)受熱源來(lái)實(shí)現(xiàn)。在液體調(diào)色劑情況下，利用加熱可以使調(diào)色劑的液體部分蒸發(fā)來(lái)促進(jìn)油墨定影。也可采用加熱使調(diào)色劑顆粒熔合在最終基體上，使其永久且耐用。
可用多種熱源如加熱帶、加熱鼓或熱空氣將油墨熔合到紙或其他介質(zhì)上。因?yàn)槟承┱{(diào)色劑的熔化溫度與另一些調(diào)色劑不同，所需的足以熔合調(diào)色劑顆粒的溫度通常根據(jù)調(diào)色劑的化學(xué)性能進(jìn)行設(shè)定。如果加熱輥或部件的溫度太高，調(diào)色劑可能粘附到輥?zhàn)踊蚱渌考希又谳佔(zhàn)与S后的旋轉(zhuǎn)中例如將轉(zhuǎn)回到最終的基體上。這就是眾所周知的“熱偏移”問(wèn)題，其通?？梢钥拷档洼?zhàn)拥臏囟葋?lái)解決。如果加熱輥或部件的溫度太低，調(diào)色劑顆粒將不能熔合到最終的基體上，而可能轉(zhuǎn)移到輥?zhàn)踊虿考?，并且可能在隨后的旋轉(zhuǎn)中再轉(zhuǎn)移到最終的基體上，這種情況被稱為“冷偏移”。因此，為了能以油墨充分粘合到最終基體上的方式實(shí)現(xiàn)合適的調(diào)色劑轉(zhuǎn)移，應(yīng)使加熱輥或加熱部件維持在溫度相對(duì)恒定的固定范圍內(nèi)。但是這對(duì)于某些類型的加熱系統(tǒng)而言是難以實(shí)現(xiàn)的。
與用其他調(diào)色劑材料產(chǎn)生的影像的熔合相比，用液體調(diào)色劑產(chǎn)生的影像的熔合存在特別的難題。第一，液體調(diào)色劑與加熱輥或部件恒定接觸，基本上形成恒定的冷卻“池”，使得為消除載液和熔合影像兩者所需的足夠和相對(duì)恒定的溫度更難維持。第二，對(duì)許多用于干式調(diào)色劑熔合的設(shè)備和低表面能材料用于液態(tài)或蒸汽能滲透、匯集、蔓延或被吸收的系統(tǒng)如有時(shí)在電子照像系統(tǒng)使用液體調(diào)色劑的情況沒(méi)有進(jìn)行闡明。第三，常被用于通過(guò)影像朝向加熱部件加熱最終基體的干式調(diào)色劑系統(tǒng)的傳統(tǒng)的熔合不能使大量的被蒸發(fā)載液離開加熱部件，這可能引起載體不希望地再次凝結(jié)到最終基體和印刷設(shè)備的其他組件上。所以有必要提供可在最終基體上產(chǎn)生堅(jiān)固的、高質(zhì)量的影像的熔合液體調(diào)色劑的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面，提供一種用于對(duì)利用電子照像過(guò)程將液體調(diào)色劑附著在基體上形成的影像進(jìn)行定影的熔合裝置。該裝置包括第一熔合臺(tái)站(fusing station)，該臺(tái)站具有第一和第二預(yù)熔輥，將第二預(yù)熔輥定位成與第一預(yù)熔輥接觸，并在第一和第二預(yù)熔輥之間形成第一輥隙區(qū)，其中，至少將第一和第二預(yù)熔輥之一加熱到第一輥隙區(qū)中具有的預(yù)熔溫度的溫度。該裝置還包括與第一熔合臺(tái)站分隔開的第二熔合臺(tái)站，其具有第一和第二最終熔合輥，第二最終熔合輥被定位成與第一最終熔合輥接觸，并在第一和第二最終熔合輥之間形成第二輥隙區(qū)，其中，至少將第一和第二最終熔合輥之一加熱到第二輥隙區(qū)中具有的熔合溫度的溫度。第二輥隙區(qū)的熔合溫度優(yōu)選高于第一輥隙區(qū)的預(yù)熔溫度。
熔合裝置可以包括在電子照像打印設(shè)備中，其中將第一熔合臺(tái)站的第一和第二預(yù)熔輥在打印設(shè)備中定位成在第二熔合臺(tái)站的第一和第二最終熔合輥接觸基體上的影像之前接觸基體上的影像。至少第一和第二預(yù)熔輥之一的溫度可以保持在約100℃到約150℃之間，至少第一和第二最終熔合輥之一的溫度可以保持在大約130℃到220℃之間。第一和第二熔合臺(tái)站可以被包括在一個(gè)單一的熔合單元中。此外，熔合裝置還可包括用于冷卻第一和第二熔合臺(tái)站的輥?zhàn)又兄辽僦坏睦鋮s部件，如風(fēng)扇。
本發(fā)明的另一方面，提供一種在電子照像打印設(shè)備中由液體調(diào)色劑在基體上形成的影像進(jìn)行定影的方法。該方法包括將液態(tài)調(diào)色影像置于基體的至少一表面上；和移動(dòng)基體使之通過(guò)第一熔合臺(tái)站的步驟，第一熔合臺(tái)站包括第一預(yù)熔輥和定位成與第一預(yù)熔輥接觸并形成第一輥隙區(qū)的第二預(yù)熔輥，其中，至少第一和第二預(yù)熔輥之一被加熱到第一輥隙區(qū)中具有的預(yù)熔溫度的溫度。之后，移動(dòng)基體使之通過(guò)第二熔合臺(tái)站，第二熔合臺(tái)站與第一熔合臺(tái)站分隔開，它包括第一最終熔合輥和定位成與第一最終熔合輥接觸并形成第二輥隙區(qū)的第二最終熔合輥，其中，第一和第二最終熔合輥中至少之一被加熱到第二輥隙區(qū)中具有的熔合溫度的溫度，且第二輥隙區(qū)的熔合溫度比第一輥隙區(qū)的預(yù)熔溫度高。


下面將參照附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明，在所有視圖中，相同構(gòu)件用相似附圖標(biāo)記表示。附圖中圖1是在干式調(diào)色劑技術(shù)中通常使用的現(xiàn)有熔合裝置的側(cè)向示意圖；圖2是本發(fā)明熔合裝置一實(shí)施方式的側(cè)向示意圖；圖3是本發(fā)明熔合裝置的另一實(shí)施方式的側(cè)向示意圖。
具體實(shí)施例方式
普遍用于電照像的調(diào)色劑材料通常分為干式調(diào)色劑和液體調(diào)色劑。術(shù)語(yǔ)“干式”不是指完全沒(méi)有任何液態(tài)成分的調(diào)色劑，而是指不包含大量溶劑的調(diào)色劑顆粒。例如，對(duì)于典型的干式調(diào)色劑而言，溶劑的重量百分比通常小于10％，也可以小于8％，或者甚至小于5％，對(duì)于一種具體的調(diào)色劑而言，其溶劑含量?jī)?yōu)選低到能合理使用的程度。反之，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中使用的典型的液體調(diào)色劑種類的構(gòu)成通常包括懸浮或分散在載液中的調(diào)色劑顆粒。載液最好是具有非導(dǎo)電性的分散劑液體，期望其缺少電荷量，以避免在打印過(guò)程中靜電潛像放電。液體調(diào)色劑顆粒優(yōu)選以某種程度溶解或穩(wěn)定(即懸浮或分散)于載液中，通常超過(guò)調(diào)色劑總重量的50％，載液是低極性、低介電常數(shù)、基本為非水性的載體溶劑。在調(diào)色劑被溶解和/或被分散于載液中時(shí)最好利用游離于載體溶劑中的極性基團(tuán)以化學(xué)方式對(duì)液體調(diào)色劑顆粒充電，但是調(diào)色劑顆粒最好不帶摩擦電荷。因?yàn)橐后w調(diào)色劑常含有比干式調(diào)色劑中所含顆粒尺寸更小的顆粒，用于本發(fā)明中的液體調(diào)色劑類型與干式調(diào)色劑相比，通常能產(chǎn)生分辨力更高的調(diào)色影像。
下面參照附圖，各組件在所有的幾幅附圖中都用附圖標(biāo)記標(biāo)出，先參見(jiàn)圖1，該圖是典型的用于干式調(diào)色劑的熔合裝置100的示意圖，其通常包括第一輥102、第二輥106、和通常沿箭頭103所示方向移動(dòng)的基體114。第一輥102例如可通過(guò)加熱部件104從內(nèi)部加熱，該部件例如可以是鹵素?zé)?，?dāng)然也可采用包括加熱墊和加熱燈在內(nèi)的其他加熱部件。支撐輥106被定位成與第一輥102接觸，因而在輥102和輥106之間形成接觸輥隙116，該輥隙足夠?qū)?，能容納基體114的厚度。在許多情況下，與第一輥102的使用類似，也可通過(guò)加熱部件108對(duì)支持輥106加熱。通常這些輥中至少之一由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)，輥102、106分別沿箭頭110、112所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。通常將一側(cè)帶有未熔合的或被調(diào)色的影像的基體114提供到輥隙區(qū)116，并沿103所示方向傳送使其通過(guò)此輥隙區(qū)116，因而來(lái)自輥102、106的組合熱量可熔化調(diào)色劑，而將調(diào)色劑熔合到基體114上。如果102、106輥都被加熱，影像(圖中未表示)既可以面向輥102，也可以面向輥106，但是如果只有一個(gè)輥被加熱，則影像通常面向被加熱的輥。
按照本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施形式，圖2所示的熔合裝置或系統(tǒng)適于熔合液體調(diào)色劑的需求，它提供一種在定影或熔合影像至基體上之前“預(yù)熔”液體調(diào)色劑的方式。具體而言，本發(fā)明具有在某一溫度下使載液至少部分蒸發(fā)的初始處理步驟，所述溫度低到足以抑制調(diào)色劑粘附或“偏移”、而高到足以提供所需的載液蒸發(fā)量。該初始步驟經(jīng)至少一附加的熔合步驟之后可大大提高基體上影像的質(zhì)量和耐久性。如圖2的具體實(shí)施方式
所示，提供一熔合裝置或系統(tǒng)10，它通常包括具有一對(duì)預(yù)熔輥14和16的第一熔合臺(tái)站12和包括一對(duì)最終熔合輥20和22的第二熔合臺(tái)站18。如該圖所示，沿箭頭26的方向輸送基體24。按照本發(fā)明，將至少一側(cè)帶有由液體調(diào)色劑形成的未熔合或調(diào)色影像的基體24提供給系統(tǒng)10。優(yōu)選用如下方法和系統(tǒng)在影像通過(guò)系統(tǒng)10后被熔合在基體24上。
更具體地說(shuō)，將第一熔合臺(tái)站12的一對(duì)預(yù)熔輥14和16配置成能從基體24上的液態(tài)調(diào)色影像中蒸發(fā)載液的至少初始部分。優(yōu)選將輥14和16彼此之間定位成在它們之間能形成輥隙32。輥隙32是兩個(gè)輥?zhàn)?4和16彼此相接觸的區(qū)域或范圍，它決定了基體通過(guò)輥隙(即停留時(shí)間(dwell time))時(shí)移動(dòng)的基體與熔合輥相接觸的時(shí)間的長(zhǎng)短。因?yàn)閮?yōu)選輥14和16在兩個(gè)輥?zhàn)拥恼麄€(gè)輥長(zhǎng)上接觸，輥隙區(qū)的尺寸主要通過(guò)調(diào)節(jié)接觸區(qū)沿基體輸送方向的寬度來(lái)控制。例如，可通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)或兩個(gè)輥?zhàn)拥囊换蚋嗟妮亴拥挠捕取⒑?或通過(guò)增加或減少對(duì)輥14和16彼此施加的力或壓力來(lái)控制輥隙區(qū)32的尺寸。例如，可通過(guò)提高輥?zhàn)?4和16中至少之一的硬度或剛性(durometer)、和/或減小施加在兩個(gè)輥?zhàn)由系膲毫?lái)減小輥隙區(qū)32的尺寸。優(yōu)選對(duì)這些參數(shù)和調(diào)節(jié)量進(jìn)行選擇，使通過(guò)輥隙區(qū)32的任何基體的厚度和各種其他材料性能相適應(yīng)。對(duì)于一實(shí)例而言，雖然較薄的材料可通過(guò)較緊的或高壓力輥隙區(qū)，但輥?zhàn)颖舜酥g不能壓緊到基體通過(guò)輥隙區(qū)時(shí)起皺或撕破的程度也是很重要的。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，輥隙寬度范圍為0.5mm至3mm，更優(yōu)選的范圍為1.5mm至2.5mm。
如上所述，基體24在輥隙區(qū)32中所花費(fèi)的時(shí)間至少部分地可通過(guò)選擇輥?zhàn)?4和16的外覆蓋層或橡膠層的剛性或硬度來(lái)控制，如果輥?zhàn)記](méi)有覆蓋層，則通過(guò)選擇輥?zhàn)幼陨淼挠捕葋?lái)控制。覆蓋層的硬度(如帶有或沒(méi)有任何外覆蓋層或防粘層的橡膠層)很重要，因?yàn)槿绻佔(zhàn)犹?，覆蓋層可能彎曲，這將引起覆蓋層破裂或剝離。另外，如果輥?zhàn)佑捕忍停酆狭苏{(diào)色劑的基體可能也會(huì)彎曲和變形。如果輥?zhàn)酉喈?dāng)硬，輥隙區(qū)32將相當(dāng)小，用于調(diào)色劑和基體的加熱時(shí)間將減少，這可能導(dǎo)致調(diào)色劑在基體上的定影不充分和/或溶劑的蒸發(fā)不充分。此外，之間設(shè)有輥隙32的輥?zhàn)犹浐?或輥隙區(qū)太寬時(shí)，將可能導(dǎo)致輥?zhàn)?4和16之間的最終基體起皺，也可能擋住蒸發(fā)的溶劑。反之，之間設(shè)有輥隙32的輥?zhàn)犹埠?或輥隙區(qū)太窄時(shí)，在輥?zhàn)又g將不能提供足夠的接觸時(shí)間，也不能提供蒸發(fā)足夠的溶劑量的影像。
每個(gè)輥?zhàn)拥挠捕然騽傂杂蓸?gòu)成輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)的所有材料層(如橡膠、硅氧烷、防粘覆蓋層等)的累積硬度決定。由于剛性較低的輥?zhàn)虞^軟，因而形成較寬的輥隙，這將使基體與輥?zhàn)娱L(zhǎng)時(shí)間接觸。輥?zhàn)釉谳^熱和長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)常使耐久性變差，因此更容易破裂。反之，剛性高的輥?zhàn)痈?，因而形成較窄的輥隙，使基體與輥?zhàn)拥慕佑|時(shí)間變短。但是這些較硬的輥?zhàn)油ǔ８?jīng)得起長(zhǎng)時(shí)間使用中的熱環(huán)境考驗(yàn)。所以，更換前優(yōu)選權(quán)衡適合于熔合性能的輥隙寬度和對(duì)具體輥?zhàn)宇A(yù)期使用時(shí)間的要求來(lái)選擇輥?zhàn)?。輥?zhàn)由细采w層的整體硬度范圍優(yōu)選在5到50肖氏硬度A之間，更優(yōu)選的范圍在10到30肖氏硬度A之間。輥?zhàn)?4和16可以硬度相同，也可以彼此硬度不同。
可以采用由很多制造商生產(chǎn)的輥?zhàn)?4和16，包括從Bando USA Inc.(Itasca，Illinois)、Bando International(Chuo-Ku，Kobe，Japan)、MincoManufacturing(Colorado Springs，CO)and Ames Rubber Co.(Hamburg，N.J.)購(gòu)得的輥?zhàn)?。在選擇用于熔合輥上的橡膠方面，優(yōu)先考慮的幾個(gè)重要性能是在特定溫度下的耐久性，包括液態(tài)電照像中的抗刮擦和耐溶劑性；最佳輥隙停留時(shí)間的配合性；在許多情況下，這種性能起粘結(jié)基體的作用，可應(yīng)用于各種防粘或低表面能層。例如，在U.S.Patent5,974,295號(hào)(專利權(quán)人為De Neil等人.)和6,602,368號(hào)(專利權(quán)人為Geiger)中描述了橡膠、膠料以及選擇它們時(shí)可考慮的參數(shù)的例子。在熔合輥如輥14和16中至少之一的上面可包括覆蓋層，因而即使在對(duì)調(diào)色劑顆粒加熱后，仍能使調(diào)色劑顆粒順利地從表面析出。含氟彈性體和聚二甲基硅氧烷是因其具有低的表面能而被如此應(yīng)用的覆蓋層的兩個(gè)例子。例如，二甲基硅氧烷在較高溫度時(shí)能迅速提高表面能，從而導(dǎo)致偏移，因此在較低溫度如在第一熔合臺(tái)站12中更有效。另一個(gè)例子是可以采用如Teflon之類的氟化高聚物，其不會(huì)在輥?zhàn)犹幱谳^高溫度的熔合臺(tái)站如在第二熔合臺(tái)站中造成偏移，這將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如果輥?zhàn)踊讻](méi)有附加防粘覆蓋層，基底橡膠或材料優(yōu)選為具有足夠低的表面能的材料，這樣當(dāng)基體離開輥14和16之間的輥隙區(qū)32時(shí)，調(diào)色劑不易粘附到基底材料上。能滿足這些需要的橡膠和材料的一些例子包括氟塑料、含氟彈性體、聚硅氧烷彈性體、聚亞胺酯和乙烯-丙烯高分子彈性體，由于表面能變化，這些材料中的一些比另一些在較高溫度中更有效。在迅速加熱到其工作溫度(即“瞬時(shí)接通”操作等)的熔合系統(tǒng)的情形下填料也可用來(lái)提高導(dǎo)電或?qū)嵝阅?。一個(gè)實(shí)例是可以用鋁輥芯，在芯上涂覆10至30肖氏硬度A的約1至2mm厚的硅橡膠。橡膠上例如也可涂覆約0.025mm至0.050mm的聚二甲基硅氧烷作為防粘覆蓋層。
設(shè)計(jì)輥隙區(qū)32時(shí)的另一個(gè)因素是兩個(gè)輥?zhàn)?4、16彼此相對(duì)施壓以及對(duì)基體24施壓時(shí)的壓力選擇。當(dāng)基體24通過(guò)輥隙區(qū)32時(shí)，施加在基體上的壓力將影響打印質(zhì)量。例如，如果壓力不夠，在輥隙中的影像可能模糊不清或被蒸發(fā)的溶劑量不足。如果壓力太大，基體24將被損傷或被毀壞。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，輥?zhàn)又g的壓力優(yōu)選維持總壓力在10磅(4.5kg)到60磅(27.2kg)的范圍內(nèi)，更優(yōu)選總壓力維持在20磅(9.1kg)到45磅(20.4kg)的范圍內(nèi)。根據(jù)期望的壓力參數(shù)，優(yōu)選將壓力限定在大約每英寸長(zhǎng)度2.2至5.0磅。當(dāng)然，壓力可以大體低于或高于這個(gè)范圍，這取決于具體期望的輥隙區(qū)的其他被選擇的參數(shù)，包括使用的輥?zhàn)?、液體調(diào)色劑配方、施加影像的基體。輥?zhàn)?4和16的直徑彼此可以不同，當(dāng)然，若輥?zhàn)又睆较嗤?，可選擇使用不同的輥?zhàn)硬牧虾筒煌膲毫?。在一?shí)施方式中輥?zhàn)又睆奖舜瞬煌?，輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)速度彼此不同，并且根據(jù)輥?zhàn)拥呐渲茫梢则?qū)動(dòng)一個(gè)或兩個(gè)輥?zhàn)印?br> 如上所述，圖2中箭頭26表示基體24在該實(shí)施方式中的移動(dòng)方向。為便于基體24的這種移動(dòng)，輥?zhàn)?4和16分別沿箭頭34和36所示的方向旋轉(zhuǎn)?？山柚谌魏涡褪降目墒够w24以期望的移動(dòng)方式通過(guò)系統(tǒng)10的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未顯示)驅(qū)動(dòng)輥14和16之一或兩者。當(dāng)基體24被送入輥隙32時(shí)，液態(tài)調(diào)色影像被供給到基體24的上表面28和下表面30的至少一個(gè)表面上。如果在基體24的兩側(cè)上打印影像，朝向所述影像或多個(gè)影像的輥?zhàn)訜o(wú)論它是輥?zhàn)?4、輥?zhàn)?6、或輥?zhàn)?4和16兩者都應(yīng)被加熱到使輥隙區(qū)32達(dá)到優(yōu)選可使載液的一部分蒸發(fā)、更優(yōu)選可使大部分液體蒸發(fā)的溫度。
當(dāng)在基體24的一個(gè)單一表面上供給調(diào)色影像時(shí)，優(yōu)選使調(diào)色影像朝上或基本朝上，因?yàn)楫?dāng)載液蒸發(fā)時(shí)，它通常上升并離開基體24，導(dǎo)致大部分蒸汽聚集在或接近影像外層部分表面上。例如，在第一熔合臺(tái)站12中，影像優(yōu)選朝向輥?zhàn)?4，但如果熔合裝置需要一垂直或基本上垂直的紙通路時(shí)，在最終基體上的液態(tài)調(diào)色影像的朝向方向?qū)⒉惶匾Ｈ绻{(diào)色影像朝下(在此情況下，朝向輥?zhàn)?6)，上升的蒸發(fā)載液將至少部分地被再次吸收到基體24上或影像上或阻擋在基體24的下方，并可能在那里凝結(jié)。雖然調(diào)色劑的蒸發(fā)量可能與影像朝上時(shí)的情況不同，但朝下的設(shè)有調(diào)色影像的基體也被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在這些情況中，需要相應(yīng)調(diào)節(jié)輥隙區(qū)的尺寸和輥?zhàn)拥臏囟?。如果在系統(tǒng)中調(diào)色影像如圖2所示朝下的話，與在系統(tǒng)中調(diào)色影像朝上情況相比，系統(tǒng)的各參數(shù)(例如，溫度、壓力等)應(yīng)調(diào)節(jié)到不同水平，以便達(dá)到相同的載液蒸發(fā)量。
為了將臺(tái)站12中的輥?zhàn)?4和/或16加熱到所期望的溫度，可以使用各種加熱方法和設(shè)備。盡管可用其他公知方法對(duì)輥均勻加熱，但用來(lái)加熱本發(fā)明的各輥?zhàn)拥募訜岵考囊粋€(gè)例子是石英鹵素?zé)簟Ｒ驗(yàn)辂u素?zé)艏訜峥烨壹訜峋鶆?，可變得很熱，并具有相?dāng)長(zhǎng)的使用壽命，因而具有一些優(yōu)點(diǎn)。也可以將它們放置在熔合輥的空芯內(nèi)，而不必與輥?zhàn)颖旧斫佑|，此特點(diǎn)有利于減少與接觸不良相關(guān)的機(jī)械故障。在圖2的實(shí)施方式中，例如，分別對(duì)輥?zhàn)?4和16設(shè)置內(nèi)部加熱部件38和40，它們可以是鹵素?zé)艋蚱渌麩嵩础．?dāng)使用這種內(nèi)部加熱源時(shí)，輥?zhàn)?4和16可包括涂覆有耐熱橡膠和很低表面能的如硅氧烷之類的覆蓋層的金屬芯。
為達(dá)到一定的載液蒸發(fā)量，在第一熔合臺(tái)站12中可以調(diào)節(jié)和控制的另一參數(shù)是輥14和16的溫度?？梢园葱枰訜彷?zhàn)?4和16之中的一個(gè)或兩個(gè)輥?zhàn)?，以向基體24提供較恒定的熱量。在只需向基體傳遞少量熱量用于載液蒸發(fā)的情況下，例如可以只加熱輥14、16中的一個(gè)，或也可以將輥14、16都加熱到較低溫度，以達(dá)到同等水平的蒸發(fā)量。因?yàn)樵诘谝蝗酆吓_(tái)站12中預(yù)熔合或蒸發(fā)期間，蒸發(fā)的過(guò)程可能使一或兩個(gè)輥?zhàn)永鋮s，故可為輥?zhàn)?4、16之中的一個(gè)或兩者設(shè)置反饋系統(tǒng)，以定期監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)單一或多個(gè)熱源提供的熱量，并維持輥?zhàn)釉谒璧臏囟确秶鷥?nèi)。雖然優(yōu)選預(yù)熔輥(一個(gè)或多個(gè))的溫度主要由液體調(diào)色劑的特性、所選載液的蒸發(fā)點(diǎn)和熔合輥覆蓋層的參數(shù)決定，但對(duì)于輥14和16的優(yōu)選溫度范圍在約100℃到150℃之間，更優(yōu)選的輥溫度范圍維持在約110℃到130℃之間。
圖2中的熔合裝置或系統(tǒng)還包括作為第二熔合臺(tái)站18一部分的一對(duì)定影或熔合輥20和22。在第一熔合臺(tái)站12的輥?zhàn)?4、16已對(duì)基體24加熱并已引起至少一部分載液蒸發(fā)后，在一些點(diǎn)使定影或熔合輥20、22與基體24接觸，并使所述或多個(gè)調(diào)色劑影像位于其表面28、30的一個(gè)或多個(gè)上。再者，箭頭26表示基體24的移動(dòng)方向，也表示基體移入臺(tái)站18中的方向。熔合臺(tái)站12和熔合臺(tái)站18之間的間距優(yōu)選盡可能小，以利于將打印單元中所需的熔合空間量減至最小。但仍期望臺(tái)站12和18之間具有至少預(yù)定的距離，使一熔合臺(tái)站產(chǎn)生的熱不受其他熔合臺(tái)站中輥?zhàn)赢a(chǎn)生的熱量的影響。
一旦基體24至少部分地通過(guò)臺(tái)站12的輥隙32，它將向前移動(dòng)，接著進(jìn)入輥?zhàn)?0和22之間的熔合或定影輥隙42。為便于基體24的這種移動(dòng)，輥?zhàn)?0和22分別沿箭頭44和46所示方向旋轉(zhuǎn)。在一具體系統(tǒng)10中，輥?zhàn)?0、22可以與臺(tái)站12中使用的輥?zhàn)?4、16在尺寸、剛性、橡膠/或涂覆層厚度、和/或其他參數(shù)上相同或不同。因?yàn)楦鞣N調(diào)色影像和它們被熔合于上的基體的變化范圍可以很寬，與輥?zhàn)?0、22可包括的廣泛變化的特性和彼此相關(guān)的間距的方式相同，輥?zhàn)?4、16的特性和定位也可具有很多不同的特性和彼此相關(guān)的間距。所以，以上所描述的與輥?zhàn)?4、16相關(guān)的各種可供選擇的方式和需要考慮的事項(xiàng)均適用于第二熔合臺(tái)站18的輥?zhàn)?0、22。
優(yōu)選輥?zhàn)?0、22能以較快的速度將調(diào)色劑顆粒加熱至高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度，以使調(diào)色劑顆粒理想地最終溶合到基體24上。因此，通常將這些輥?zhàn)拥臏囟染S持在比輥14、16的溫度高的溫度下，輥14、16的溫度主要用來(lái)使載液蒸發(fā)以便基體帶著相當(dāng)干的(即幾乎無(wú)溶劑)調(diào)色影像到達(dá)第二熔合臺(tái)站18。因此，為了維持較高的溫度，盡管可以使輥?zhàn)又械囊粋€(gè)有其自己的熱源，但優(yōu)選給兩個(gè)輥?zhàn)?0、22設(shè)置一個(gè)加熱源。在圖2的實(shí)施方式中，如前面對(duì)熱源38和40描述的那樣，例如輥?zhàn)?0、22分別設(shè)有可以是鹵素?zé)艋蚱渌麩嵩吹膬?nèi)部加熱部件48和50。
輥20、22之間的輥隙區(qū)42的熔合溫度的一優(yōu)選范圍為130℃至220℃之間，然而，一些液體調(diào)色劑更適合在150℃以上的溫度熔合。此熔合溫度優(yōu)選不高到能引起“偏移”或使影像轉(zhuǎn)移到任何一個(gè)熔合輥上。因此，熔合輥20、22可以采用與第一熔合臺(tái)站12的輥14和16相同的芯和材料層制得，但是在輥20、22上可包括具有較高的表面能的防粘層，這種防粘層可以設(shè)置成模制套管的形式。因?yàn)楫?dāng)基體到達(dá)第二熔合臺(tái)站18時(shí)，影像已經(jīng)部分熔合且相當(dāng)大一部分載液已被蒸發(fā)，熔合臺(tái)站18中可包括的輥?zhàn)拥牟牧媳鹊谝蝗酆吓_(tái)站12中所用的材料更耐高溫，可以購(gòu)買商標(biāo)為“Teflon”的產(chǎn)品作為這些套管或覆蓋層。在本發(fā)明一示例性實(shí)施方式中，輥20、22上的涂覆層厚度可以約為0.025mm至0.050mm，輥?zhàn)拥娜恐睆郊s為35mm，肖氏硬度A為10至30之間。此外，就這個(gè)示例性實(shí)施方式而言，施加在輥?zhàn)?0、22之間的總壓力優(yōu)選在10磅(4.5kg)到60磅(27.2kg)之間，以形成1mm至3mm范圍內(nèi)的輥隙42，更優(yōu)選的總壓力應(yīng)維持在20磅(9.1kg)到45磅(20.4kg)之間。在第一臺(tái)站中的輥?zhàn)樱瑝毫σ部杀辉O(shè)定在大約每英寸長(zhǎng)度2.2至5.0磅。
本發(fā)明的裝置可以被構(gòu)成為使兩個(gè)熔合臺(tái)站12和18的兩對(duì)輥?zhàn)釉陔娮诱障駟卧歇?dú)立安裝和運(yùn)行，或被構(gòu)造為一個(gè)單一的單元，這個(gè)單元可以作為大系統(tǒng)的可更換的單一部件。對(duì)于任一種結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮的一個(gè)因素是輥14和20之間以及輥16、22之間的距離。因?yàn)槊恳惠佔(zhàn)优c另一臺(tái)站中的輥?zhàn)又坏男D(zhuǎn)方向相同(如箭頭34、36、44和46所示)，輥?zhàn)?4和20以及輥?zhàn)?6和22優(yōu)選不接觸。根據(jù)使用了熔合系統(tǒng)10的打印單元的空間限制，臺(tái)站12和18的輥?zhàn)又g的距離可在1至12英寸的范圍內(nèi)，但是，特別是在空間受限的系統(tǒng)或具有相當(dāng)小的輥?zhàn)拥南到y(tǒng)中，兩個(gè)臺(tái)站的輥?zhàn)又g的距離可小于1英寸，或在具有相當(dāng)大的輥?zhàn)拥拇笮褪惺蹎卧蛳到y(tǒng)中，兩臺(tái)站的輥?zhàn)又g的距離可大于12英寸。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，所有輥?zhàn)?4、16、20和22的直徑約為35mm，但這個(gè)尺寸的選擇主要應(yīng)適合電子照像裝置的尺寸。在一個(gè)臺(tái)站內(nèi)和兩個(gè)臺(tái)站之間的輥?zhàn)颖舜丝梢跃哂邢嗤虿煌某叽纭］佔(zhàn)又睆降南孪蘅芍辽儆伤璧妮佔(zhàn)觿偠认薅?，有時(shí)也受插入加熱部件所需的中空空間限定，同時(shí)輥?zhàn)舆€要保持足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
因?yàn)榛w24順序通過(guò)兩個(gè)輥隙32、42，優(yōu)選輥?zhàn)?4、16、20、22維持恒定的速度或旋轉(zhuǎn)速率，以防止基體24起皺、撕裂或受其他損傷。有幾種驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)拥姆椒?，如用齒輪或相連馬達(dá)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?4、16、20和/或22的芯件。另一種方法顯示在圖3所示的實(shí)施方式中，它示出了在圖2的實(shí)施方式中附加驅(qū)動(dòng)輥202和204的情況，基體210沿方向212通過(guò)包括輥218和220的第一熔合臺(tái)站214，接著通過(guò)包括輥222和224的第二熔合臺(tái)站216。特別是驅(qū)動(dòng)輥204與輥218的表面接觸，使輥218以與驅(qū)動(dòng)輥204相反的方向旋轉(zhuǎn)。此外，驅(qū)動(dòng)輥202同樣也與輥222的表面接觸，使輥222以與驅(qū)動(dòng)輥202相反的方向旋轉(zhuǎn)。在此實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)輥202和204可以通過(guò)單獨(dú)的電機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)嚙合，或者也可以兩者都被同一臺(tái)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)(圖中未顯示)。
另外，圖3說(shuō)明了本發(fā)明系統(tǒng)的附加可選特性，即它被具體設(shè)計(jì)成當(dāng)基體210從第一熔合臺(tái)站214移動(dòng)到第二熔合臺(tái)站18時(shí)有利于維持基體210的平直度。具體而言，可以在基體210的一側(cè)或兩側(cè)上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向件，如圖中示意地示出的導(dǎo)向件206、208，以防止基體在第一熔合臺(tái)站214中受加熱影響后卷縮或彎曲。這些導(dǎo)向件206、208可采取多種形式，只要不損傷調(diào)色影像或妨礙基體移動(dòng)又可防止或減小基體進(jìn)入輥隙時(shí)的起皺或毀損即可。盡管只在圖3的實(shí)施方式中示出了這些導(dǎo)向件，但在本發(fā)明的任何其他實(shí)施方式中，如圖2所示的實(shí)施方式中也可采用這些導(dǎo)向件。
重要的是，使包括圖2和3所示類型的系統(tǒng)的熔合器單元(fuser unit)維持充足的氣流以使溶劑蒸發(fā)和多余的熱量逸散。在熔合器單元中被截留的蒸發(fā)溶劑可能再被凝結(jié)或重新被吸收到最終基體或影像上，從而損壞影像質(zhì)量。由于這個(gè)原因，優(yōu)選使裝置具有容許溶劑逸散的足夠開放的結(jié)構(gòu)。另外，可以安裝風(fēng)扇或其他促使空氣流動(dòng)的設(shè)備以便從這個(gè)區(qū)域引出被蒸發(fā)的溶劑，和/或冷卻輥?zhàn)又兄辽僖粋€(gè)輥或基體，從而有利于使輥?zhàn)雍突w維持在優(yōu)選的溫度范圍內(nèi)。
在如上所述本發(fā)明的實(shí)施方式中包括兩個(gè)熔合臺(tái)站，優(yōu)選第一熔合臺(tái)站的輥?zhàn)优c第二熔合臺(tái)站的輥?zhàn)酉啾染S持較低的溫度。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解第一熔合臺(tái)站輥?zhàn)拥臏囟纫部杀鹊诙_(tái)站輥?zhàn)拥臏囟雀?，或第一熔合臺(tái)站的輥?zhàn)雍偷诙酆吓_(tái)站的輥?zhàn)颖舜酥g的溫度相同或非常接近。此外，可對(duì)每一熔合臺(tái)站中的輥?zhàn)又换騼蓚€(gè)加熱。還可預(yù)料，本發(fā)明的熔合系統(tǒng)可包括兩個(gè)以上的熔合臺(tái)站，這些臺(tái)站位于最初和最終熔合臺(tái)站中間，它們中的每一個(gè)都包括附加的熔合輥，這些輥?zhàn)泳哂信c其他熔合臺(tái)站的輥?zhàn)硬煌蚪频臏囟?。然而，考慮到附加的熔合臺(tái)站必然需要更多的處理空間，因此通常希望盡可能地限制熔合臺(tái)站的數(shù)量，以限制機(jī)器或裝置的整體尺寸。
下面將參照具體實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明的操作。這些例子用于進(jìn)一步說(shuō)明各種具體的、優(yōu)選實(shí)施方式和技術(shù)。但應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更和改進(jìn)。所使用的熔合裝置系統(tǒng)的配置和所進(jìn)行的測(cè)試如下。
實(shí)例裝置被設(shè)計(jì)成滿足以下條件。第一熔合臺(tái)站和第二熔合臺(tái)站一起被裝在一個(gè)單元中，以節(jié)省空間及便于更換熔合單元。
第一熔合臺(tái)站由兩個(gè)35mm直徑的輥?zhàn)咏M成，每個(gè)輥?zhàn)佑山饘傩尽?-2mm厚的硅橡膠(或聚氨酯橡膠)基層和處于該基層上的0.025mm到0.050mm厚的聚二甲基硅氧烷防粘覆蓋層構(gòu)成。基層和覆蓋層一起的剛性在10到30肖氏硬度A之間。輥?zhàn)映士招臓?，且由鹵素?zé)魪膬?nèi)部加熱到110℃至130℃之間。設(shè)置在殼體中的齒輪使輥?zhàn)有D(zhuǎn)。
第二熔合臺(tái)站由兩個(gè)35mm直徑的輥?zhàn)咏M成，每個(gè)輥?zhàn)佑山饘傩尽?-2mm厚的硅橡膠基層和0.025mm到0.050mm厚的就地制模的Teflon套管防粘覆蓋層構(gòu)成?；鶎雍透采w層一起的剛度在10到30肖氏硬度A之間。輥?zhàn)映士招臓钋矣甥u素?zé)魪膬?nèi)部加熱到150℃至170℃之間。設(shè)置在殼體中的齒輪使輥?zhàn)有D(zhuǎn)。
殼體被精心設(shè)計(jì)以便齒輪嚙合，所以輥?zhàn)右韵嗤俣刃D(zhuǎn)，且用大約20到30磅的恒定壓力壓在一起。因?yàn)樗械乃膫€(gè)輥?zhàn)釉谕环较蛐D(zhuǎn)，值得注意的是各臺(tái)站中的各對(duì)輥?zhàn)硬唤佑|。因此，兩個(gè)臺(tái)站中的輥?zhàn)颖舜碎g隔2英寸。
采用為干式調(diào)色劑熔合而設(shè)計(jì)的單輥熔合系統(tǒng)和雙輥熔合器進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表中所示并討論如下。
測(cè)試方法和裝置在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，如下測(cè)試方法被用來(lái)確定轉(zhuǎn)移到基體上的印品的質(zhì)量。
耐擦拭性為了確定熔合后被打印的油墨的耐擦拭力的量，確定出一種擦拭試驗(yàn)。該擦拭試驗(yàn)包括使用稱作克勞克計(jì)(Crockmeter)的設(shè)備，用已知的且受控的力施加在與油墨相對(duì)的亞麻布上，以磨蝕已著墨并被熔合的區(qū)域。當(dāng)亞麻布被固定在克勞克計(jì)的探頭上時(shí)，用受控的力把探頭放置在已著墨的表面上，使探頭在著墨表面按規(guī)定次數(shù)前后擺動(dòng)(在此情況下為5次，由小曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)5周產(chǎn)生，每周擺2下)。已著墨測(cè)試區(qū)應(yīng)該足夠長(zhǎng)，以便在擺動(dòng)期間，擦拭頭橫過(guò)油墨區(qū)域并在紙面上擺動(dòng)而決不離開已著墨的表面。
用于本測(cè)試中的克勞克計(jì)是經(jīng)美國(guó)紡織染化工作者協(xié)會(huì)認(rèn)可的CM1型克勞克計(jì)，其制造商是奧特蘭斯電器設(shè)備公司，芝加哥，IL 60613(AATCCCrockmeter Model CMI manufactured by Atlas Electric Devices Company，Chicago，IL 60613)。此設(shè)備的頭部重934g，該重量是在5次擺動(dòng)測(cè)試期間加于油墨上的重量，帶有油墨的亞麻布的接觸面積是1.76cm2。本測(cè)試結(jié)果是油墨密度測(cè)量值的比率，即用每單位面積530g/cm2的外力在打印墨測(cè)試試樣上擺動(dòng)5次之后，亞麻磨蝕布上油墨的密度與測(cè)試之前紙上油墨的原有密度之比。為了通過(guò)此擦拭測(cè)試，擦拭(測(cè)試)區(qū)的密度必須至少達(dá)到其原有密度的95％。否則，被認(rèn)為是未通過(guò)此方法，且被認(rèn)為不足以抗擦拭。實(shí)際計(jì)算如下擦拭(ERASURE)＝(OD印品-OD布)/(OD印品)×100％其中OD印品表示在印品或基體上油墨的原有光學(xué)密度，OD布表示5次擺動(dòng)測(cè)試后磨蝕布上油墨的光學(xué)密度。
這些測(cè)試經(jīng)常在隨機(jī)選擇的打印和熔合影像上進(jìn)行，以確定影像耐久性方面的一致性，并且這些測(cè)試與本發(fā)明一起使用，作為判斷使用不同液體調(diào)色劑配方的實(shí)施方式的成功與失敗的基準(zhǔn)。
偏移當(dāng)基體上的調(diào)色影像的一部分被從基體上轉(zhuǎn)移到熔合輥上時(shí)出現(xiàn)偏移。存在兩種類型的偏移。當(dāng)熔合輥不夠熱，不足以使溶劑蒸發(fā)和改變調(diào)色劑的流變性、致使調(diào)色劑熔合到基體上時(shí)發(fā)生冷偏移。當(dāng)熔合輥太熱，且調(diào)色劑被熔化、致使其從熔合輥上脫落時(shí)發(fā)生熱偏移。在任何一種情況下，影像都被破壞，偏移沒(méi)有達(dá)到印刷行業(yè)中僅能容許的0等級(jí)(rating of0)(無(wú)偏移)。下面是本分析中使用的等級(jí)及其定義偏移值0表示沒(méi)有偏移；1表示出現(xiàn)非常微少的偏移，偶而可見(jiàn)；2表示出現(xiàn)偶爾引人注目的偏移(每隔10-12頁(yè))；
3表示出現(xiàn)引人注目的偏移(每隔4-5頁(yè))；4表示大部分時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)引人注目的偏移，調(diào)色劑從其被清除的位置順流，在基體上再沉積；5表示經(jīng)常出現(xiàn)大片影像偏移，調(diào)色劑影像在基體上順流，并持續(xù)再沉積。
從配置如圖1所示(現(xiàn)有技術(shù))的用于干式調(diào)色劑應(yīng)用的熔合設(shè)備可獲得如下結(jié)果。當(dāng)試圖熔合液態(tài)電照相調(diào)色劑時(shí)，所面對(duì)的問(wèn)題是其結(jié)果需要證明。也就是說(shuō)，對(duì)于那些既具有足夠的耐磨性又無(wú)偏移的印品，使用為干式調(diào)色劑熔合而設(shè)計(jì)的熔合系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有明顯的溶解空間。
單一臺(tái)站(一對(duì)輥)熔合

雙臺(tái)站(兩對(duì)輥)熔合按照本發(fā)明的實(shí)施，如圖2所示系統(tǒng)10，用于此測(cè)試的兩個(gè)輥?zhàn)影ㄝ?，具有高吸收性的聚二甲基硅氧烷覆蓋層(用于獲得低表面能和低的冷偏移溫度)，輥2，在橡膠上套有Teflon套管(以提供低表面能和高熱偏移溫度)。這些套管在充分熔合影像所需的較高的溫度下，能耐用很長(zhǎng)一段時(shí)間。

從所完成測(cè)試的這些數(shù)據(jù)及觀察中可以看出，第一輥?zhàn)诱舭l(fā)和/或吸收大部分載液，其使第二輥?zhàn)記](méi)有偏移地充分熔合影像。這是通過(guò)精心選擇涂覆/防粘材料來(lái)完成的。例如，當(dāng)?shù)谝蝗酆吓_(tái)站中至少一個(gè)輥?zhàn)泳哂械捅砻婺芨采w層且其至少略有吸收性時(shí)(致使至少一些被吸附于覆蓋層上的載液具有潤(rùn)滑和防粘特性)，及當(dāng)?shù)诙酆吓_(tái)站中至少一個(gè)輥?zhàn)泳哂心途眯圆⒛荛L(zhǎng)時(shí)間耐高溫而沒(méi)有顯著地改變表面能特性的覆蓋層時(shí)，即使在較冷溫度下系統(tǒng)的性能也較好。
至此已參照幾種實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，與本申請(qǐng)類同的任何一項(xiàng)專利或?qū)＠暾?qǐng)的所有公開內(nèi)容均為本申請(qǐng)的參考。上面的詳細(xì)描述和實(shí)例僅用于清楚理解本發(fā)明，因此應(yīng)當(dāng)理解其并非是不必要的限制。顯然，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，可對(duì)所描述的實(shí)施方式進(jìn)行各種改變。因此本發(fā)明的范圍并不限于本文所描述的結(jié)構(gòu)，而僅由權(quán)利要求書文字描述的結(jié)構(gòu)及那些結(jié)構(gòu)的等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)用電照相方法由液體調(diào)色劑在基體上形成的影像進(jìn)行定影的熔合裝置，該裝置包括一第一熔合臺(tái)站，其包括第一和第二預(yù)熔輥，所述第二預(yù)熔輥被定位成與所述第一預(yù)熔輥接觸，并在所述第一和第二預(yù)熔輥之間形成一第一輥隙區(qū)，其中所述第一和第二預(yù)熔輥中至少之一被加熱到所述第一輥隙區(qū)中具有的預(yù)熔溫度的溫度；一第二熔合臺(tái)站，其與所述第一熔合臺(tái)站間隔開，且具有第一和第二最終熔合輥，所述第二最終熔合輥被定位成與所述第一最終熔合輥接觸，并在所述第一和第二最終熔合輥之間形成一第二輥隙區(qū)，其中所述第一和第二最終熔合輥中至少之一被加熱到所述第二輥隙區(qū)中具有的熔合溫度的溫度；其中，所述第二輥隙區(qū)的所述熔合溫度高于所述第一輥隙區(qū)的所述預(yù)熔溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二預(yù)熔輥中至少之一包括一導(dǎo)熱芯和一用于控制所述導(dǎo)熱芯溫度的熱源。
3.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二最終熔合輥中至少之一包括一導(dǎo)熱芯和一用于控制所述導(dǎo)熱芯溫度的熱源。
4.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一熔合臺(tái)站的所述第一和第二預(yù)熔輥被定位成在所述第二熔合臺(tái)站的所述第一和第二最終熔合輥接觸基體上的影像之前與所述基體上的所述影像接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一輥隙區(qū)與所述第二輥隙區(qū)對(duì)準(zhǔn)，且所述第一和第二預(yù)熔輥與所述第一和第二最終熔合輥間隔開。
6.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二預(yù)熔輥中至少之一的溫度維持在約100℃和約150℃之間。
7.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二最終熔合輥中至少之一的溫度維持在約130℃和約220℃之間。
8.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二預(yù)熔輥中至少之一包括一表面能低于所述液體調(diào)色劑的表面能的外層。
9.如權(quán)利要求8所述的熔合裝置，其中，所述外層是硅氧烷防粘覆蓋層。
10.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二最終熔合輥中至少之一包括一表面能低于所述液體調(diào)色劑的表面能的外層。
11.如權(quán)利要求所述10的熔合裝置，其中，所述外層是氟化高聚物防粘覆蓋層。
12.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二預(yù)熔輥被加熱到相同的溫度。
13.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二預(yù)熔輥之一被定位成與所述基體上的影像接觸，所述被定位成與所述影像接觸的輥?zhàn)颖患訜岬礁哂诒欢ㄎ怀刹慌c所述影像接觸的所述輥?zhàn)拥臏囟取?br> 14.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二最終熔合輥被加熱到相同的溫度。
15.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二最終熔合輥之一被定位成接觸所述基體上的影像，所述被定位成接觸所述影像的輥?zhàn)颖患訜岬礁哂诒欢ㄎ怀刹慌c所述影像接觸的所述輥?zhàn)拥臏囟取?br> 16.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二熔合臺(tái)站被容納在一個(gè)單一的熔合單元中。
17.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，所述第一和第二熔合臺(tái)站的所述輥?zhàn)又兄辽僦挥名u素?zé)艏訜帷?br> 18.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，還包括用于對(duì)所述第一和第二熔合臺(tái)站的所述輥?zhàn)又兄辽僦贿M(jìn)行冷卻的冷卻部件。
19.如權(quán)利要求18所述的熔合裝置，其中，所述冷卻部件為風(fēng)扇。
20.如權(quán)利要求1所述的熔合裝置，其中，對(duì)所述預(yù)熔合溫度進(jìn)行選擇，以便從所述基體上的液體調(diào)色劑中蒸發(fā)預(yù)定部分溶劑。
21.一種對(duì)在具有多個(gè)熔合臺(tái)站的電照相打印設(shè)備中由液體調(diào)色劑形成在基體上的影像進(jìn)行定影的方法，包括以下步驟將液體調(diào)色劑影像置于一基體的至少一表面上；移動(dòng)所述基體，使之經(jīng)過(guò)一第一熔合臺(tái)站，該第一熔合臺(tái)站包括一第一預(yù)熔輥和一被定位成與所述第一預(yù)熔輥接觸并形成一第一輥隙區(qū)的第二預(yù)熔輥，其中所述第一和第二預(yù)熔輥中至少之一被加熱到所述第一輥隙區(qū)中具有的預(yù)熔溫度的溫度；移動(dòng)所述基體，使之經(jīng)過(guò)一第二熔合臺(tái)站，所述第二熔合臺(tái)站與所述第一熔合臺(tái)站隔開，且包括一第一最終熔合輥和一被定位成與所述第一最終熔合輥接觸并形成一第二輥隙區(qū)的第二最終熔合輥，其中所述第一和第二最終熔合輥中至少之一被加熱到所述第二輥隙區(qū)中具有的熔合溫度的溫度；其中，所述第二輥隙區(qū)的熔合溫度高于所述第一輥隙區(qū)的預(yù)熔溫度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述移動(dòng)所述基體使之通過(guò)第一熔合臺(tái)站的步驟還包括從所述液體調(diào)色劑影像蒸發(fā)預(yù)定部分溶劑。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述移動(dòng)所述基體使之通過(guò)第一熔合臺(tái)站的步驟還包括沿一方向在所述基體上設(shè)置所述液體調(diào)色劑影像，致使當(dāng)所述影像移動(dòng)通過(guò)所述第一輥隙區(qū)時(shí)，所述影像與一被加熱的預(yù)熔輥接觸。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述移動(dòng)所述基體使之通過(guò)第二熔合臺(tái)站的步驟還包括使所述液體調(diào)色劑影像的調(diào)色劑顆粒熔合到所述基體上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)用電照相方法由液體調(diào)色劑在基體上形成的影像進(jìn)行定影的熔合裝置，該裝置包括第一和第二熔合臺(tái)站，第一熔合臺(tái)站具有第一和第二預(yù)熔輥，第二預(yù)熔輥與第一預(yù)熔輥接觸形成第一輥隙區(qū)，預(yù)熔輥中至少之一被加熱到第一輥隙區(qū)中具有的預(yù)熔溫度的溫度；第二熔合臺(tái)站與第一熔合臺(tái)站隔開，第二熔合臺(tái)站具有第一和第二最終熔合輥，第二最終熔合輥與第一最終熔合輥接觸形成第二輥隙區(qū)，最終熔合輥中至少之一被加熱到第二輥隙區(qū)中具有的熔合溫度的溫度，其中，第二輥隙區(qū)的熔合溫度高于第一輥隙區(qū)的預(yù)熔溫度。本發(fā)明還公開了一種對(duì)用電照相方法由液體調(diào)色劑在基體上形成的影像進(jìn)行定影的熔合方法。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1591215SQ20041007169
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月30日
發(fā)明者杜魯門·F·凱利, 查爾斯·W·辛普森, 史蒂夫·詹森, 威廉·D·愛(ài)德華茲 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社