静电打印方法与流程

本公开一般涉及一种打印带电调色剂的方法，包括：使具有印板的滚筒旋转，该印板具有固定图案；将调色剂从容器转印到印板的固定图案上，其中调色剂包括具有金属反射层的颜料；以及将调色剂转印到基底上；其中固定图案定义图像的选定部分；并且其中调色剂与图像的选定部分相关。

背景技术：

1、彩色激光打印机与调色剂一起使用，以在电子照相成像过程中产生可再现的彩色图像。该过程使用相减原色青色、品红色、黄色(cmy)和可选的黑色调色剂(k)，其打印在白色基底上以产生图像。如果期望在黑色或其他深色基底上打印，则必须首先打印实心白色油墨以产生白色。图像的亮度永远不会超过背景明度的亮度，因为颜色是减去该水平的，并且调色剂是透明的。

2、为了提高亮度，已经使用了充当高反射小镜子的非球形金属颜料，其反射率比纸或其他常用的白色基底高得多。然而，当将金属颜料放入诸如溶剂等载体中以形成油墨时，无法确定金属颜料在油墨中的对准方式以及反射角度。对准的金属颜料的角度的变化将稀释反射性质，因为来自金属颜料的反射高度镜面化。

3、为了将角度的变化最小化，现有方法已经从油墨中蒸发了溶剂。然而，包括溶剂蒸发步骤增加了生产时间，并且为打印系统添加了干燥通道。此外，溶剂的使用通常会引起安全、环境和健康方面的关注。使用辐射固化的油墨(uv、电子束)，产生相对较厚的固化油墨层，该油墨层具有相对于基材成许多角度的颜料。

4、当以紧密配准的方式打印多种颜料时，使用干燥通道和打印站之间的大距离使得第二打印步骤极有可能被错误配准，并且将与第一打印区域的至少一部分重叠。这在单张纸打印过程中尤其有问题，因为很难使单张纸在下一个打印步骤时准确对准在正确的位置。与透明调色剂不同，当使用不透明的金属颜料时，这种打印重叠可能导致颜色错误。

5、大容量打印所需的是一种打印调色剂的方法，其中调色剂包括具有金属反射层的颜料。调色剂可以避免使用溶剂和需要干燥溶剂。以这种方式，由于调色剂到基底的定影比溶剂干燥过程占用的空间小得多，因此可以最小化和/或避免不同调色剂之间的错误配准的可能性。多个后续打印步骤可以在其间的距离很小的情况下完成。此外，该方法可以产生具有镜面金属光反射的图像，这是使用透明调色剂无法实现的。

技术实现思路

1、在一方面，公开了一种打印调色剂的方法，包括：使具有印板的滚筒旋转，该印板具有固定图案；将调色剂从容器转印到印板的固定图案上，其中调色剂包括具有金属反射层的颜料；以及将调色剂转印到基底上；其中固定图案定义图像的选定部分；并且其中调色剂与图像的选定部分相关。

2、各种实施例的附加特征和优点将在以下描述中部分阐述，并且将从描述中部分显现，或可以通过各种实施例的实践来了解。各种实施例的目的和其他优点将借助于本文描述中特别指出的元件和组合来实现和附加。

3、发明详细描述

4、为了简单和说明性的目的，主要通过参考其示例来描述本公开。在以下描述中，为了提供对本公开的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，显而易见的是，本公开可以在不局限于这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，一些方法和结构没有被详细描述，以免不必要地混淆本公开。

5、此外，附图中描绘的元件可以包括额外的组件，并且在不偏离本公开的范围的情况下，可以移除和/或修改那些图中描述的组件中的一些组件。此外，图中描绘的元件可能不是按比例绘制的，并因此这些元件可能具有与图中所示的不同的尺寸和/或配置。

6、应当理解，上述一般描述和以下详细描述两者都只是示例性的和解释性的，并且旨在提供对本教导的各种实施例的解释。在其广泛和变化的实施例中，本文公开了一种打印机、用于打印机的调色剂以及打印带电调色剂的方法。

7、如图1所示，打印调色剂的方法可以包括使具有印板16的滚筒22旋转，该印板16具有固定图案；将调色剂24从容器12转印到印板16的固定图案上，其中调色剂24包括具有金属反射层的颜料；以及将调色剂24转印到基底20上；其中固定图案定义图像的选定部分；并且其中色调剂24与图像的选定部分相关。下面将关于图1更全面地讨论该方法和打印机10。

8、调色剂24可以包括具有金属反射层的颜料，诸如金属颜料。除非另有陈述，否则本文中使用的术语“金属”或“金属层”旨在包括所有金属、金属混合物和合金、纯金属或含金属合金的材料、化合物、组合物和/或层。颜料可以是不透明的。调色剂24中的颜料和/或颜料不是涂覆有二氧化钛的云母片，而是包括在可见光谱上具有小于50％透射率的不透明颜料。金属反射层可以包括金属和/或金属合金。在一个示例中，可以使用具有反射特性的任何材料。具有反射特性的材料的非限制性示例包括铝、银、铜、金、铂、锡、钛、钯、镍、钴、铑、铌、铬及其化合物、组合或合金。合适的反射合金和化合物的示例包括青铜、黄铜、氮化钛等，以及上述金属的合金，诸如银-钯。金属反射层可以具有固有的颜色，例如铜、金、银铜合金、黄铜、青铜、氮化钛及其化合物、组合或合金。颜料可以用非导电层包封，诸如有机聚合物或金属氧化物。

9、颜料可以是色移颜料。色移颜料可以在第一视角呈现第一颜色，并且在第二视角呈现第二颜色，第二视角不同于第一视角。色移颜料可以包括以下多层光学结构：吸收剂层/介电层/反射层/介电层/吸收剂层。反射层可以是上面讨论的金属反射层。

10、介电层可以充当颜料中的间隔物。介电层可以形成为具有针对特定波长的有效光学厚度。介电层可以是可选地透明的，或可以是选择性吸收的，以便有助于颜料的颜色效果。光学厚度是众所周知的光学参数，定义为乘积ηd，其中η是层的折射率，并且d是层的物理厚度。通常，层的光学厚度用等于4ηrf/λ的四分之一波长光学厚度(qwot)表示，其中λ是发生qwot条件的波长。介电层的光学厚度可以在约400nm的设计波长的约2qwot到约700nm的设计波长的约9qwot的范围内，以及例如在400-700nm的约2-6qwot，这取决于所期望的色移。介电层可以具有约100nm至约800nm，以及例如约140nm至约650nm的物理厚度，这取决于所期望的颜色特性。

11、适用于介电层的材料包括具有“高”折射率(本文定义为大于约1.65)的材料，以及具有“低”折射率(本文定义为约1.65或更小)的那些材料。介电层可以由单种材料形成，或具有各种材料组合和配置。例如，介电层可以仅由低折射率材料或仅由高折射率材料、由两种或更多种低折射率材料的混合物或多个子层、由两种或更多种高折射率材料的混合物或多个子层、或由低折射率和高折射率材料的混合物或者多个子层形成。此外，介电层可以部分或全部由高/低介电光学堆叠形成。当介电层部分地由介电光学堆叠形成时，介电层的剩余部分可以由如上所述的单种材料或各种材料组合和配置形成。

12、用于介电层的合适的高折射率材料的非限制性示例包括硫化锌(zns)、氧化锌(zno)、氧化锆(zro2)、二氧化钛(tio2)、类金刚石碳、氧化铟(ino3)、氧化铟锡(ito)、五氧化钽(ta2o5)、氧化铈(ceo2)、氧化钇(y2o3)、氧化铕(eu2o3)、诸如(ii)二铁(iii)氧化物(feo4)和氧化铁(fe2o)等铁氧化物、氮化铪(hfn)、碳化铪(hfc)、氧化铪(hfo2)、氧化镧(la2o3)、氧化镁(mgo)、氧化钕(nd2o3)、镨氧化物(pr6o11)、钐氧化物(sm2o3)、三氧化锑(sb2o3)、一氧化硅(sio)、三氧化硒(se2o3)、锡氧化物(sno2)、三氧化钨(wo)及其组合等。

13、用于介电层的合适的低折射率材料的非限制性示例包括二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、金属氟化物诸如氟化镁(mgf2)、氟化铝(alf3)、氟化铈(cef3)、氟化镧(laf3)、钠铝氟化物(例如na3alf6、na5al3f14)、氟化钕(ndf3)、钐氟化物(smf3)、钡氟化物(baf2)、氟化钙(caf2)、锂氟化物(lif)、其组合或折射率约为1.65或更小的任何其他低折射率材料。例如，有机单体和聚合物可以用作低折射率材料，包括二烯烃或烯烃，诸如丙烯酸酯(例如，甲基丙烯酸酯)、全氟烷烃、聚四氟乙烯(特氟隆)、氟化乙烯-丙烯(fep)、其组合等。

14、吸收剂层可以包括任何吸收剂材料，其包括选择性吸收材料和非选择性吸收材料两者。例如，吸收剂层可以由沉积到吸收剂层至少部分吸收或半透明的厚度的非选择性吸收金属材料形成。非选择性吸收材料的示例可以是灰色金属，诸如铬或镍。选择性吸收材料的示例可以是铜或金。在一方面，吸收材料可以是铬。合适的吸收剂材料的非限制性示例包括金属吸收剂，诸如铬、铝、银、镍、钯、铂、钛、钒、钴、铁、锡、钨、钼、铑、铌、碳、石墨、硅、天竺葵、金属陶瓷以及可用于形成吸收剂层的上述吸收剂材料的各种组合、混合物、化合物或合金。

15、上述吸收剂材料的合适合金的示例可以包括铬镍铁合金(ni-cr-fe)、不锈钢、哈氏合金(ni-mo-fe；ni-mo-fe-cr；ni-si-cu)和钛基合金，诸如与碳混合的钛(ti/c)、与钨混合的钛(ti/w)、与铌混合的钛(ti/nb)和与硅混合的钛(ti/si)，及其组合。用于吸收剂层的合适化合物的其它示例包括钛基化合物，诸如硅化钛(tisi2)、硼化钛(tib2)及其组合。可替代地，吸收层可以由设置在ti基体中的钛基合金构成，或可以由设置在钛基合金基体中的ti构成。

16、颜料可以是广谱反射颜料。在一个示例中，用于金属反射层的材料可以包括在所期望光谱范围内具有反射特性的任何材料。例如，在所期望光谱范围内具有50％至100％反射率的任何材料。反射材料的示例可以是铝，其具有良好的反射特性，价格低廉，并且易于形成到薄层中或沉积为薄层。也可以使用其他材料来代替铝。例如，铜、银、金、铂、钯、镍、钴、铌、铬、锡以及这些或其他金属的组合、混合物或合金可以用作反射材料。在一方面，用于反射层的材料可以是白色或浅色金属。在其它示例中，反射层可以包括但不限于过渡金属和镧系金属及其组合；以及金属碳化物、金属氧化物、金属氮化物、金属硫化物、其组合、或金属与这些材料中的一种或多种的混合物。

17、广谱反射颜料可以反射多光谱范围内的光，诸如可见光(约380nm至约800nm)、紫外光(约200nm至约400nm)和红外光(约800nm至约1mm)。红外波长范围可以包括近红外、短波红外、中波红外和长波红外。可见光可以包括紫色(约380nm至约450nm)、蓝色(约450nm至约495nm)、绿色(约495nm至约570nm)、黄色(约570nm至约590nm)、橙色(约590nm至约620nm)和红色(约620nm至约750nm)。

18、颜料可以用一层非导电材料包封。非导电材料可以具有固定的表面电荷，该表面电荷可以在具有不同的表面电荷的物品(诸如另一种颜料或印板16)上施加电荷。在一方面，颜料可以用一层非导电摩擦电材料包封。负摩擦电材料的非限制性示例包括天然橡胶、硫、乙酸盐、聚酯、赛璐珞、氨基甲酸酯、乙烯基、氟弹性体、聚四氟乙烯、硅、聚乙烯及其组合。正摩擦电材料的非限制性示例包括明胶、木材、纸张、棉絮、尼龙、金属氧化物、金属岛、玻璃及其组合。可以使用用于包封颜料的常规方法，包括但不限于气相沉积工艺，诸如物理气相沉积、化学气相沉积；流化床；溅射；诸如浸渍涂布等液体涂布工艺，

19、在一方面，颜料可以包括单腔，诸如单腔色移颜料。在另一方面，颜料可以包括双腔，双腔色移颜料。“单腔”被理解为指颜料的单侧上的金属反射层和介电层以及可选的吸收剂层。例如，单腔可以包括金属反射层，在金属反射层的每侧上具有介电层。“双腔”被理解为指在颜料的单侧上的金属反射层、第一介电层、吸收剂层、第二介电层和可选的第二吸收剂层。例如，双腔可以包括以下结构及其变体：电介质/吸收剂/电介质/金属反射层/电介质。以上公开了单腔颜料和双腔颜料中的每种颜料中的层。

20、本领域普通技术人员将理解，所公开的色移颜料中的每种色移颜料可以包括任何顺序的任何数量的层。所公开的色移颜料(单腔色移颜料和/或双腔色移颜料)可以各自是对称的，即在金属反射层的每侧上具有相同的层。色移颜料(单腔色移颜料和/或双腔色移颜料)可以各自是不对称的，即在金属反射层的每侧上具有不同的层。此外，任何特定层中的材料可以与任何其他层中的材料相同或不同。

21、调色剂24可以进一步包括有色材料的纳米粒子，诸如颜料或染料。可以使用由染色家协会发布的colour indextm中认可的任何染料或颜料，诸如名称为“c.i.颜料”的那些。有色材料的非限制性示例包括碳、石墨、苝、培哚酮、喹吖啶酮、吡咯、喹吖啶酮醌、蒽嘧啶、蒽醌、蒽酮、苯并咪唑酮、二偶氮缩合物、偶氮、喹诺酮类、黄嘌呤、偶氮甲亚胺、醌邻苯二甲酮、茚蒽酮、酞菁、三芳基碳、二恶嗪、氨基蒽醌、异吲哚啉、二酮吡咯并吡咯、硫靛蓝、噻嗪靛蓝、异吲哚酮、吡喃酮、异紫蒽酮、三吉甲烷、三芳甲基甲烷或其混合物。有机有色材料也可以是钴绿、钴蓝、普鲁士蓝和锰紫。

22、颜料可以以低负载(load)存在于调色剂24中，与完全颜料覆盖相比，这可以导致较低的粒密度。颜料负载量可以足够低以使具有完全调色剂覆盖的面积在基底上具有按面积百分比计5％的颜料覆盖。因为颜料在镜面条件下是可见的，所以相信颜料在每个角度都是可见的并且可以对齐。调色剂中颜料的亮度对于所有照明条件来说都可能过高。出于该原因，可能需要以小于全覆盖的方式打印调色剂24，从而导致按面积百分比计小于5％的调色剂覆盖，例如，小于4％的调色剂覆盖，以及作为进一步的示例，按面积百分比计小于3％的调色剂覆盖。

23、调色剂24可以是干粉，其中颜料与颗粒形式的热塑性粘合剂组合。在一方面，颜料是薄片形式的单层铝。热塑性粘合剂可以具有不会导致容器12中基于颗粒尺寸的分层的颗粒尺寸。热塑性粘合剂可以具有可以在其它变量内操作的熔化温度，诸如定影器单元36的加热温度和基底20的熔化/燃烧温度。热塑性粘结剂的非限制性示例包括聚合物，诸如苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯及其组合。通常，所使用的热塑性粘合剂可以通过打印性质和功能性质(诸如粘附力和耐久性)来确定。

24、关于图1，打印机10、其单元和调色剂24可以由非导电材料制成。打印机10可以包括旋转滚筒22上的印板16，其中印板具有固定图案，该固定图案定义图像的选定部分，但不定义整个图像。固定图案可以是永久的。打印机10可以利用打印机10的单元和/或调色剂24之间的表面电荷差来将调色剂在打印机10内转印并且转印到基底20上。

25、旋转滚筒22可以以与基底20、调色剂辊14和转印辊18相同的速度绕轴线旋转。如果使用一个以上的打印机10，诸如在打印系统100中，则每个打印机10中的旋转滚筒22可以处于相同的速度。

26、旋转滚筒22可以包括起始位置，该起始位置可以被索引到基底20位置。以这种方式，旋转滚筒22的每次旋转都可以与基底20位置对准，以便防止和/或最小化调色剂24从旋转滚筒22的印板16转印到基底20时的错误配准。

27、打印机10还可以包括容纳调色剂24的容器12。在一方面，调色剂可以具有负表面电荷。

28、打印机10还可以包括调色剂辊14，以用于将调色剂24从容器12转印到印板16上的固定图案。在一方面，该方法可以包括向印板16施加电荷，其中调色剂24可以分别被吸引到具有不同电荷值的印板16或被具有类似电荷值的印板排斥。例如，固定图案可以包括与彼此和调色剂24相比具有不同电荷值的两个或更多个区域。如果调色剂24具有负电荷，则该调色剂可以被吸引到印板16的固定图案上具有相对“更正”电荷的区域。调色剂还可以被印板16的固定图案上具有相对“更负”电荷的区域排斥。通过“更正”或“更负”，理解为比较的程度，其可以通过比较两个物品的电荷(诸如使用电压计或静电计)来容易地确定。这包括调色剂没有电荷并且被辊或板上的辊区域或板区域上的表面电荷或感应电荷吸引的情况；或者其中调色剂被辊或板上没有表面电荷或感应电荷的区域充电和吸引。

29、打印机10还可以包括转印辊18，以用于将调色剂24从印板16上的固定图案转印到基底20。在一方面，该方法可以包括向基底20和/或转印辊18施加第二电荷，使得印板16的固定图案上的调色剂24可以被吸引到基底20。例如，与旋转滚筒22上的调色剂24和/或印板16相比，转印辊18和/或基底20可以包括更正的表面电荷，使得调色剂24从印板16转印到基底20。

30、打印机10可以包括一个或多个定影器单元36，诸如辊或设备。该方法可以包括将调色剂24定影到基底20上。定影器单元36可以是从加热辊、压力辊及其组合中选择的辊。定影步骤可以包括将调色剂24加热到高于调色剂中存在的热塑性粘合剂的熔化温度的温度。熔化单元36可以与基底20一样宽，或可以被分段以选择性地加热基底20。

31、印板16可以由两种或更多种不同的非导电材料制成，以实现具有不同表面电荷的区域，诸如两个或更多个区域。在一方面，第二区域可以包括氟弹性体、聚四氟乙烯、硅、聚乙烯中的一种或多种，使得第二区域具有相对负的表面电荷。带负电荷的调色剂24不会被吸引到印板16的第二区域。印板16的第一区域可以包括金属氧化物、金属岛或玻璃中的一种或多种，使得第一区域将具有相对正的表面电荷。带负电荷的调色剂24将被吸引到印板16的第二区域。

32、如图2所示，还公开了一种打印系统100，其包括两个或更多个串联布置的打印机10，其中每个打印机10可以包括印板16，印板16具有呈图像的选定部分的形式的固定图案；布置在每个打印机10之后的两个或更多个定影单元36；其中每个打印机10打印图像的选定部分并且每个定影单元36对图像的打印的选定部分进行定影。

33、第一打印机10a可以打印图像的第一部分。第一定影单元36a可以将图像的第一部分定影到基底20。具有图像的定影的第一部分的基底20可以经过第二打印机10b。

34、可以与第一打印机10a串联布置的第二打印机10b可以打印图像的第二部分，该第二部分可以与图像的定影的第一部分配准。以这种方式，该方法可以包括将第二调色剂24b转印到第二印板16的第二固定图案上；以及将第二调色剂24b转印到基底20上。第二固定图案可以定义图像的不同的选定部分，诸如不同于第一固定图案；并且第二调色剂24b可以与图像的不同选定部分相关。

35、基底20上的第二调色剂24b可以与基底20上第一调色剂24配准。第二调色剂24b和第一调色剂24a可以包括图像的全部或一部分。第二调色剂24b可以与第一调色剂24a的一部分配准。

36、第二定影单元36b可以将图像的第二部分定影到基底20。具有图像的定影的第一部分和第二部分的基底20可以经过第三打印机10c。基底20可以包括不应该彼此重叠的定影的第一调色剂24a和定影的第二调色剂24，并且可以包括不存在任何调色剂的选定部分24a、24b。

37、可以与第二打印机10b串联布置的第三打印机10c可以打印图像的第三部分，该第三部分可以与图像的定影的第一调色剂24a和第二调色剂24b对准。该方法可以进一步包括将第三调色剂24c转印到第三印板16c的第三固定图案上；以及将第三调色剂24c转印到基底20上。第三固定图案可以定义图像的其他选定部分，诸如不同于第一固定图案和第二固定图案的其他部分；并且第三调色剂24c可以与图像的其他选定部分相关。

38、基底20上的第三调色剂24c可以与基底20上的第一调色剂24a和第二调色剂24b中的至少一种调色剂配准。第三调色剂24c、第二调色剂24b和第一调色剂24a可以包括图像的全部或一部分。第三调色剂24c可以与第一调色剂24a和/或第二调色剂24b的一部分配准。

39、第三定影单元36c可以将图像的第三部分定影到基底20。基底20可以包括不应该彼此重叠的定影的第一调色剂24a、定影的第二调色剂24b和第三定影调色剂24c，并且可以包括不存在任何调色剂24a、24b、24c的选定部分。在定影的第一调色剂24a、定影的第二调色剂23b和/或定影的第三调色剂22c之间存在重叠的情况下，则可以最小化重叠以减少图像中的颜色偏移。

40、如有必要，打印系统100可以包括第四打印机(未示出)，其可以以与第一打印机、第二打印机和第三打印机10a-c类似的方式使用。

41、第一打印机10a可以包括第一调色剂24a和第一印板16a，第一调色剂24a和第一印板16a对应于图像的第一部分。第二打印机10b可以包括第二调色剂24b和第二印板16b，第二调色剂24b和第二印板16b对应于图像的第二部分。第三打印机10c可以包括第三调色剂24c和第三印板16c，第三调色剂24c和第三印板16c对应于图像的第三部分。第一调色剂24a、第二调色剂24b和第三调色剂24c可以是不同的。第一印板16a、第二印板16b和第三印板16c可以是不同的。图像的第一部分、图像的第二部分和图像的第三部分可以是不同的，并且可以彼此配准。

42、该方法可以产生表现出镜面金属反射的图像，在某些光照条件下，该图像可能过于明亮，这与具有调色剂24的完全覆盖和高隐藏。图像的亮度可以在没有镜面光反射的情况下下降，该镜面光反射可以通过在调色剂24中存在的清漆或附加添加剂的扩散而降低。当被从垂直角度观察时，例如当视角从法线改变时，图像可能会表现出色移。该图像可以表现出极致的色彩性能。

43、根据上述描述，本领域技术人员可以理解，本教导可以以各种形式实现。因此，尽管已经结合特定实施例及其示例描述了这些教导，但本教导的真实范围不应被限制。在不脱离本文教导的范围的情况下，可以进行各种改变和修改。

44、本范围公开内容应广义解释。本公开旨在公开实现本文公开的设备、活动和机械动作的等同形式、手段、系统和方法。对于所公开的每个设备、物品、方法、手段、机械元件或机构，本公开旨在也涵盖在其公开内容中，并教导用于实践本文公开的许多方面、机构和设备的等同形式、手段、系统和方法。此外，本公开涉及机器及其许多方面、特征和元件。此种机器在其使用和操作中可以是动态的，本公开旨在涵盖使用制造的设备和/或光学设备的等同形式、手段、系统和方法，以及其与本文公开的操作和功能的描述和精神一致的许多方面。本技术的权利要求同样应广义解释。本文中对本发明的许多实施例的描述本质上仅是示例性的，并因此不偏离本发明的要点的变化旨在落入本发明的范围内。此种变化不应被视为偏离本发明的精神和范围。