成像方法、成像设备、中间转印体、及改性中间转印体的表面的方法.pdf

本发明为成像方法、成像设备、中间转引体、及改性中间转印体的表面的方法。本发明允许在宽范围的印刷介质上的图像印刷而不管印刷介质吸收多少墨，不牺牲喷墨印刷系统的较高印刷灵活性。为此，本发明的成像方法包括：通过把能量施加到中间转印体的表面上改性该表面的过程；通过使用喷墨印刷装置把墨喷射到表面改性的中间转印体上的过程；及把墨从中间转印体转印到印刷介质上的过程。因此，借助于本发明，墨图像能形成在具有表面层的中间转印体上，而不引起印流或成珠，并且然后在良好条件下转印到印刷介质上。

1.  一种成像方法，包括步骤：
在进行了通过能量施加的亲水化处理的中间转印体上涂敷与墨反应的液体；
通过把墨涂敷在涂敷了上述液体后的中间转印体上形成图像；及
把在上述中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。

2.  根据权利要求1所述的成像方法，其中，上述液体用于减小在上述中间转印体上的墨的流动性。

3.  根据权利要求1所述的成像方法，其中，上述亲水化处理是由等离子体处理进行的。

4.  一种成像方法，包括步骤：
对中间转印体进行通过能量施加的亲水化处理；
对进行了上述亲水化处理的中间转印体涂敷与墨反应的液体；
通过把墨涂敷在涂敷了上述液体后的中间转印体上形成图像；及
把在上述中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。

5.  一种成像方法，包括步骤：
在进行了等离子体处理的中间转印体上涂敷用于使上述中间转印体上的墨的流动性减小的液体；
通过把墨涂敷在涂敷了上述液体后的中间转印体上形成图像；及
把在上述中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。

6.  一种成像方法，包括步骤：
对中间转印体进行等离子体处理；
在进行了上述等离子体处理的中间转印体上涂敷用于使上述中间转印体上的墨的流动性减小的液体；
通过把墨涂敷在涂敷了上述液体后的中间转印体上形成图像；及
把在上述中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。

成像方法、成像设备、中间转印体、及改性中间转印体的表面的方法
本分案申请是基于申请号为200480017636.1、申请日为2004年6月22日、发明名称为“成像方法、成像设备、中间转印体、及改性中间转印体的表面的方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及都使用喷墨印刷系统的一种成像方法和一种成像设备、在该成像方法中使用的一种中间转印体，及一种改性该中间转印体的表面的方法。更具体地说，本发明涉及：一种成像方法和一种成像设备，它们在印刷介质上成像时都使用中间转印体，以便使图像不可能受在印刷介质中吸收的墨量的影响；一种中间转印体，用在该成像方法中；及一种改性该中间转印体的表面的方法。
背景技术
把纸用作印刷介质的主流成像方法当前是胶印。胶印是一种适用批量印刷的技术。就是说，用于图像的印版被构造并且设置在印刷机中，以便以约每分钟9,000个拷贝的速度形成图像的拷贝。胶印的缺点，如由印版生产过程要求的时间和成本及购买印刷机需要的大量投资，对每个印刷片的成本和速度具有很小的不利影响，因为生产印刷品的量很大。因此可以说，胶印已经非常良好地匹配市场需求。
由于最近几年对于信息多样性的趋势正方兴未艾并且越来越多式样的印刷品以较小量印刷，所以已经暴露用于各个印刷品的印版的生产成本变得较高的问题。而且，由于希望信息的瞬时可用性正在变得越来越重要，所以越来越要求印刷品所需的较短生产周期。由于当前的胶印从文本准备到印版生产和印刷熟悉(印刷机的稳定)具有很长的前置时间，所以即使当拷贝的数量很小时，生产周期也不能缩短。而且，由于巨大的设施投资是必需的并且所有过程要求很高的技巧水平，所以生产地点受到限制，这意味着需要时间把印刷品运送到客户。
在上述满足市场需求方面，喷墨印刷系统作为一种希望技术正在引起人们注意。由于喷墨印刷系统不使用印版，所以它适于印刷较小量的拷贝。而且，由于它不要求大规模设备或高水平的专业知识，所以能按需要生产希望的印刷品，并因此对于喷墨印刷系统寄于增大的期望。
在由喷墨印刷生产的印刷品次于胶印印刷品的几点中，有印刷品的光泽、在薄纸上的可印刷性、在纸双面上的可印刷性及印刷成本。如果对这几点进行改进，则能期望喷墨印刷系统向商业印刷前进。
印刷品的光泽主要受纸(印刷介质)的表面平滑度的影响。喷墨印刷系统常常使用透入纸的透入型墨，并且定影在其中。由于墨的着色剂沿着纸表面定影，所以使用的纸需要具有高度平滑的表面以产生光泽。
具有高度平滑表面的纸一般具有低的墨吸收能力。这是因为透入型墨通过毛细吸附吸收。如果在具较小墨吸收能力的纸上进行印刷，则墨可能保持在表面上而不完全吸收在纸中，这可能引起不希望的现象，如剩余墨与相邻墨滴混合的印流(bleeding)和以前着陆的墨滴被拉向后来着陆的墨滴而成珠(beading)，导致印刷图像质量的下降和干燥的失败。在这些情况下，使用喷墨印刷系统在具有高表面平滑度水平的纸上形成图像而不引起这些问题非常困难。
喷墨印刷系统有两种类型：连续型和即需型，后一种类型使用电热换能器(加热元件)和机电换能器(压电元件)。在任一类型中，只能喷射低粘度墨。这是因为在喷墨印刷系统中使用的墨要求是高度流动的，同时在喷墨头中实现适当的墨喷射性能。同时，在印刷介质的表面上，要求墨呈现低流动特性，以防止相邻墨滴彼此混合或拉吸。在上述的喷墨印刷系统中，在高度流动墨喷射到印刷介质上的同时，在印刷介质上的墨需要具有低流动性。就是说，依据墨是在印刷头还是在印刷介质的表面上要求墨的相反特性。
为了同时满足对墨的对立要求，提出一种新的系统(使用中间转印体的成像系统)，其中墨图像形成在转印体(或中间转印体)上，图像从该转印体转印到希望的印刷介质上，以在印刷介质上形成墨图像。在这种系统中，从喷墨头喷射的墨临时附加到转印体上以在转印体上形成墨图像，在转印体上时其流动性有某种程度的降低，并且然后墨图像从转印体转印到印刷介质上。
当使用这样一种转印体时，考虑到从转印体到印刷介质的墨可转印性和在图像转印之后能清洁转印体的容易性，希望转印体的表面具有较小墨吸收能力或为不吸收墨的表面。然而，如果简单地使用具有不吸收墨的表面的转印体，则在转印体上的墨保持流动化，使得难以把在转印体上的墨图像保持在良好状态下。就是说，为增强来自中间转印体的墨图像的可转印性而将不吸收墨的表面用作中间转印体表面会使得难以把在中间转印体上的墨图像保持在良好状态下。相反，如果转印体的表面由具有较高墨吸收能力的表面制成以增强把墨图像保持在中间转印体上的能力，则变得难以保持来自中间转印体的墨图像的良好转印性。
在使用上述中间转印体的成像系统中，为保持在印刷介质上的墨图像的高质量，重要的是，在保持在中间转印体上的墨图像的高水平能力与来自中间转印体的墨图像的高水平可转印性之间取得平衡。然而，还必须实现一种成像系统，该成像系统建立保持在中间转印体上的墨图像的高水平能力和来自中间转印体的墨图像的高水平可转印性，并且能在各种印刷介质上形成高质量的墨图像。
例如在日本专利申请公开No.5-330035(1993)中，提供了一种方法，其中转印体被加热，以增加在转印体上墨的密度，并由此降低在转印体上的墨可流动性。简单加热转印体，然而，只能较小程度地降低墨流动性，导致墨图像迅速散布在转印体上。就是说，墨图像在转印体上不能保持在良好状态下，这又使转印之后在印刷介质上的墨图像不满意。这种方法具有转印体的热量可能到达喷墨头和干燥墨喷嘴的问题，引起喷射失效。这种方法因此还没有投入实际使用。
已经提出了另一种方法，该方法如在日本专利申请公开No.7-223312(1995)中那样，使用热熔墨，并且加热喷墨头和墨供给系统以喷射熔化的热熔墨。然而，在这种情况下，由于附着墨的厚度较大，所以在转印之后在印刷介质上形成的墨图像看着不自然，使在转印之后在印刷介质上的图像质量较不满意，类似于在日本专利申请公开No.5-330035(1993)中公开的方法。当使用热熔墨时，墨需要加热到希望的熔化状态。这种熔化过程占用时间，并且有对墨成分的某些限制，很多地方不能令人满意。
发明内容
如能从以上明白的那样，在喷墨印刷系统中，在增强印刷介质选择的自由度方面中间转印体的使用是便利的。然而，即使采用中间转印体的系统仍然具有改进的空间，以使在印刷介质上的转印墨图像的质量更高。
需要完成的重要任务之一特别是解决两种对立要求，即在中间转印体上高墨图像可保持性和从中间转印体到印刷介质的高墨图像可转印性，以使在印刷介质上的转印墨图像成为高质量图像。
为了克服以上问题已经完成本发明。因此本发明的一个目的在于，提供一种成像方法和一种成像设备，该成像方法和成像设备能提供在中间转印体上高墨图像可保持性和从中间转印体到印刷介质的高墨图像可转印性的独特结合，以便允许在宽范围的印刷介质上印刷高质量图像，而与印刷介质吸收多少墨无关，不用牺牲喷墨印刷系统的高印刷灵活性。本发明的另一个目的在于，提供一种在该成像方法中使用的中间转印体，并且也提供一种改性该中间转印体的表面的方法。
更明确地说，本发明使得有可能在带有具有良好可释放性的表面层的中间转印体上形成图像，而不引起印流或成珠，并且然后在良好状态下把除去水的墨从中间转印体转印到印刷介质上。
在本发明的第一方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
通过把能量施加到中间转印体的表面上对该表面进行表面改性处理；
通过从喷墨印刷装置喷射墨在表面改性的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第二方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
提供中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理被表面改性；
通过从喷墨印刷装置喷射墨在中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第三方面，提供有一种成像设备，该设备包括：
用来安装通过用于表面改性的能量施加被表面改性的中间转印体的装置；
用来通过从喷墨印刷装置喷射墨在安装装置上安装的中间转印体上形成图像的装置；及
用来把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上的装置。
在本发明的第四方面，提供有一种成像设备，该设备包括：
用来安装中间转印体的装置，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理被表面改性；
用来通过从喷墨印刷装置喷射墨在安装装置上安装的中间转印体上形成图像的装置；及
用来把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上的装置。
在本发明的第五方面，提供有一种使用中间转印体的成像方法，该中间转印体通过用于表面改性的能量施加被表面改性，该方法包括步骤：
把用来增加墨粘度的第一液体涂敷到中间转印体上；
通过从喷墨印刷装置把墨喷射到已经涂敷有第一液体的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第六方面，提供有一种成像设备方法，该方法包括步骤：
提供中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理被表面改性；
把用来增加墨粘度的第一液体涂敷到中间转印体上；
通过从喷墨印刷装置把墨喷射到已经涂敷有第一液体的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第七方面，提供有中间转印体的一种表面改性方法，该方法包括通过能量施加表面改性的步骤，该中间转印体用来把墨形成的图像形成到表面上，并且把在表面上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第八方面，提供有中间转印体的一种表面改性方法，该方法包括步骤：
提供中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且被用来把墨形成的图像形成到表面上、和用来把在表面上形成的图像转印到印刷介质上；和
通过用于表面改性的能量施加，表面改性提供的中间转印体。
在本发明的第九方面，提供有一种中间转印体，该中间转印体通过能量施加被表面改性，并且被用来把墨形成的图像形成到表面上、和用来把在表面上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第十方面，提供有一种中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，通过用于表面改性的等离子体处理被表面改性，及被用来把墨形成的图像形成到表面上、和用来把在表面上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第十一方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
通过等离子体处理和表面活化剂涂敷对中间转印体的表面进行表面改性处理，该表面包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种；
通过喷射墨在表面改性的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第十二方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
提供中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理和表面活化剂涂敷被表面改性；
通过从喷墨印刷装置喷射墨在表面改性的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第十三方面，提供有一种使用中间转印体的成像设备，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，该设备包括：
用来通过等离子体处理和表面活化剂涂敷对中间转印体表面改性处理的装置；
用来通过喷射墨在表面改性的中间转印体上形成图像的装置；及
用来把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上的装置。
在本发明的第十四方面，提供有一种成像设备，该设备包括：
用来安装中间转印体的装置，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理和表面活化剂涂敷被表面改性；
用来通过从喷墨印刷装置喷射墨在安装装置上安装的中间转印体上形成图像的装置；及
用来把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上的装置。
在本发明的第十五方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
使中间转印体的表面经受等离子体处理；
把液体涂敷到在等离子体处理之后的中间转印体上，该液体包含用来改进中间转印体的表面的可湿润性的表面活化剂；
把用来对墨反应的反应液体涂敷到涂敷了包含表面活化剂的中间转印体上；
通过从喷墨印刷装置喷射墨在反应液体涂敷之后的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本发明的第十六方面，提供有一种成像方法，该方法包括步骤：
提供中间转印体，该中间转印体具有包含氟化合物和硅酮化合物的至少一种的表面，并且通过用于表面改性的等离子体处理和包含表面活化剂的液体的涂敷被表面改性；
把液体涂敷到在等离子体处理之后的中间转印体上，该液体减小在中间转印体上的墨的流动性；
通过从喷墨印刷装置喷射墨在液体涂敷之后的中间转印体上形成图像；及
把在中间转印体上形成的图像转印到印刷介质上。
在本说明书中，“印刷介质”不仅指在印刷装置中普通使用的纸，而且也广泛地指能够接收墨的布、塑料膜、及任何其它材料。
可应用于本发明的喷墨印刷装置包括为喷墨印刷提出的各种类型的喷墨头，如利用由电热换能器产生的热能以引起在墨中的膜沸腾并由此形成气泡以喷射墨的喷墨头、使用机电换能器以喷射墨的喷墨头、及利用静电或空气流喷射墨滴的喷墨头。当然，从尺寸减小的观点，便利地使用基于电热换能器的喷墨头。
附图说明
图1是示意图，表示根据本发明一个实施例的一种成像设备的粗略构造；
图2是方块图，表示用来控制图1中的成像设备的典型控制系统；
图3是流程图，表示使用图2的控制系统的成像处理的典型工序；
图4是流程图，表示根据本发明第二实施例的成像处理的典型工序；及
图5是流程图，表示根据本发明第二实施例的成像处理的工序的基本部分。
具体实施方式
参照附图将详细描述本发明的典型实施例。
I.第一实施例
1.成像装置的概况
图1是示意图，表示根据本发明一个实施例的一种成像设备的粗略构造。在图1中，附图标记1指示中间转印体，该中间转印体被驱动以在箭头F的方向上绕轴线1A转动，并且带有具有良好可释放性的表面层2。在图1中，附图标记3代表对表面层2进行表面改性处理的能量施加装置。在图1中表示的装置中，涂敷装置4、5放置成在能量施加装置3与喷墨印刷单元6之间与中间转印体1的表面相接触，以把可湿润性改性成分和墨粘度增加成分涂敷到所述表面上。尽管并不一定提供用来涂敷诸如表面活性剂之类的可湿润性改性成分的涂敷装置4、和用来涂敷墨粘度增加成分的涂敷装置5，但从改进中间转印体保持墨图像的能力的观点出发，优选地安装它们。
在这些成分已经涂敷到表面上之后，喷墨印刷单元6把墨滴喷射到中间转印体1的表面上，以在表面上形成图像(镜像)。然后，使印刷介质10的印刷表面与在中间转印体1上形成的图像相接触，并且压力辊11压靠印刷介质10的背面以把图像转印到印刷介质10上。
在图1中表示的装置中，设置了风扇形式的水去除促进装置8，以从在中间转印体1上形成图像的墨中蒸发和除去水或溶剂成分。除这种布置之外或代替这种布置，可以使用加热辊9，该加热辊9放置成与空心中间转印体1的背侧相接触。
在如上述那样通过中间转印体1印刷图像之后的印刷介质10在具有优良表面平滑度的定影辊12之间被加压。也有可能用定影辊12加热印刷介质10，以立即把耐久性给予印刷材料。
然后，在图1的装置中，在已经把墨图像转印到印刷介质10上之后，中间转印体在下一步骤中由清洗单元13洗涤以备接受下一图像。
在传统的喷墨印刷系统中，墨定影大都通过墨透入到作为印刷介质的纸中而实现，所形成的图像的状态依据在印刷介质中吸收的墨量而变。所以，对使用的印刷介质的种类有限制。另一方面，因为胶印装置为相同印刷品的大量印刷而设计，所以胶印装置对于当产生不同的图像在不同的页面上输出时它缺少灵活性。
然而，借助于本发明，产生如下优点。如能从实施本发明的上述成像设备明白的那样，印刷介质的种类不受在印刷介质中吸收的墨量的限制，允许在广泛种类的介质上进行高质量印刷。这又能实现利用喷墨印刷系统的特征的成像，如极好的灵活性，能够立即生产所需印刷品。
2.过程的描述
上述成像设备包括一些实施下述过程的一些装置，即通过能量施加来实施对具有良好可释放性的表面层的中间转印体1的表面进行改性的过程(下文称作过程(X))、由喷墨印刷系统把图像形成在具有改性表面的中间转印体上的过程(过程(Y))、及把在中间转印体1上形成的墨图像转印到印刷介质上的过程(过程(Z))。将通过例子解释这些过程(X)-(Z)和用来实施它们的装置。
2.1 过程(X)
过程(X)通过能量施加对带有具有良好可释放性的表面层的中间转印体1的表面进行改性。
在图1的实施例中，考虑到一些特性要求，包括承受在转印过程期间施加的压力的刚度、尺寸精度及通过转动惯性的减小能改进的控制响应性，由诸如铝合金之类的轻金属制成的滚筒被用作中间转印体的表面层的支撑件。在滚筒表面上设置表面层2，如此形成中间转印体1。
然而，中间转印体或用于其表面层的支撑件只要求保证表面层能至少与印刷介质线接触。依据成像设备的构造或转印到印刷介质上的形式，它们可以形成辊、带或片的形状。除保证线接触的材料之外，中间转印体也可以使用具有大弹性变形的材料，如在凹版移印中使用的凹板。
如图1中所示，在中间转印体1的表面上形成具有良好可释放性的表面层。在本说明书中，良好可释放性是指墨图像能除去而不粘着到中间转印体的表面上的状态。可释放性越高，表面层2在清洁期间的负载和墨转印率方面越有利。相反，随着可释放性增加，材料的临界表面张力一般减小，使材料更可能排斥诸如墨之类的液体，这又使墨图像更难以保持在表面层上。在本发明中优选使用的材料在表面处理之前呈现这样一种物理性质，其拒水性以临界表面张力表示为30mN/m或更小，或者以与水的接触角度表示是70度或更大。就是说，用于本发明的中间转印体的优选材料具有这样的性质，只要使用普通装置，中间转印体在被表面处理之前就排斥涂敷的墨，涂敷的墨因此不能形成图像(即，墨图像保持能力较低)。
更明确地说，具有良好可释放性的表面层2可以通过进行表面处理形成，如在中间转印体的表面上涂氟或者把硅油涂敷到表面上。然而，希望表面层2由具有良好可释放性的弹性材料形成，因为它能达到更高的转印效率。弹性材料可以有利地使用表面处理过的NBR和聚氨酯橡胶及都固有地具有良好可释放性的氟橡胶和硅橡胶。硅橡胶以各种类型得到，如硫化型、单液体固化型及双液体固化型。所有这些类型能被适当地使用。尽管表面层的弹性橡胶的硬度取决于与表面层接触的印刷介质10的厚度和刚度，并因而希望优化表面层硬度，但是当由型A硬度计(符合JIS K 6253)测量时具有在10与100度之间的硬度的弹性橡胶的使用能产生理想的效果。如果弹性橡胶具有在40与80度之间的硬度，则能处理几乎所有种类的印刷介质。
在过程(X)中，按上述构造的中间转印体1的表面层2通过对它施加能量被改性。对中间转印体的表面施加能量改进了具有良好可释放性的材料的表面可湿润性，由此抑制墨排斥性。如此得到的中间转印体的表面，除良好的清洁和图像转印能力外，还具有良好的图像保持能力(通过适当地抑制墨排斥性而将墨保持在着陆点的能力)。用于施加能量的手段可以是任何通过进行表面处理，如紫外线辐射、火焰处理、电晕放电及等离子体处理，对表面改性以使它亲水的手段。当然，如果具有良好可释放性的表面层由包含氟化合物或硅酮化合物的材料形成，则在大气压力或减小压力下的等离子体处理是特别便利的优选方法。这种组合不仅能提供有效的亲水表面处理，而且它也能防止在以后过程中把在中间转印体上形成的墨图像转印到印刷介质上时的转印速率下降或提高该转印速率。上述等离子体处理包括一部分电晕放电处理，该电晕放电处理将大气中的氧活化以在被处理的基质的表面上产生羟基。氟化合物或硅酮化合物包括相应油组分。
必须揭示一下通过选择材料和选择表面改性手段的组合产生的希望效果背后的完整机理。然而，似乎有一种显著的趋势，即在氟或硅油组分存在的情况下，能同时清楚地观察到亲水表面和保持或改进的转印速率，并且表面一旦被改性就能持续保持这些效果。从这些事实判断，假定除了使表面层的橡胶成分、填充剂成分及油成分的至少一部分亲水的、通常所知的等离子体处理的化学作用(在表面上引入亲水基团)之外，物理作用(表面粗糙化)也改变了橡胶结构的一部分，增强了油成分在表面上的运动。
表面处理可以如在图1的实施例中表示的那样实施，其中能量施加装置3连续地或以预定间隔对具有良好可释放性的中间转印体1的表面进行改性。可选择地，表面处理也可以不使用能量施加装置3而是通过使用预先使其表面改性的中间转印体进行。这两种方法也可以结合使用，即有可能根据印刷的薄片数量，使用其表面已经被改性的中间转印体并且通过使用在系统中安装的能量施加装置3以适当间隔对表面层2进行辅助表面改性处理，以使表面改性效果最大化。
2.2 过程(Y)
这是通过使用喷墨印刷单元在中间转印体上形成图像的过程。
用于成像的喷墨印刷单元在墨喷射模式和构造方面不受限制。喷墨印刷单元可以是使用电热换能器(加热元件)或机电换能器(压电元件)以连续模式或以即需模式进行墨喷射的单元。关于喷墨印刷单元的构造，让我们看例如图1的结构。喷墨头可以是线性头部构造，其中墨喷射喷嘴排列在中间转印体1的轴线方向上(在与图的表面垂直的方向上)。可以使用另一种类型的头部，该头部使其喷嘴在中间转印的切线方向上或圆周方向上在预定范围上排列。通过在轴向方向上扫描这个头部进行印刷。而且，还能够使用与在形成图像时使用的墨颜色的数量相同数量的印刷头。
在成像过程(Y)中使用的墨也不受任何具体限制。能够使用通常可获得的染料或颜料作为墨的着色剂，并且也使用具有用于溶解和/或分散染料和颜料的含水液体介质的水基墨。颜料墨特别适于产生耐久印刷图像。
可能的染料是C.I.Direct Blue(直接蓝)6、8、22、34、70、71、76、78、86、142、199；C.I.Acid Blue(酸性蓝)9、22、40、59、93、102、104、117、120、167、229；C.I.Direct Red(直接红)1、4、17、28、83、227；C.I.Acid Red(酸性红)1、4、8、13、14、15、18、21、26、35、37、249、257、289；C.I.Direct Yellow(直接黄)12、24、26、86、98、132、142；C.I.Acid Yellow(酸性黄)1、3、4、7、11、12、13、14、19、23、25、34、44、71；C.I.Food Black(食用黑)1、2；及C.I.Acid Black(酸性黑)2、7、24、26、31、52、112、118。
可能的颜料是C.I.Pigment Blue(颜料蓝)1、2、3、15；3、16、22，C.I.Pigment Red(颜料红)5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、112、122，C.I.Pigment Yellow(颜料黄)1、2、3、13、16、83，Carbon Black(炭黑)No.2300、900、33、40、52，MA7、8，MCF 88(Mitsubishi Kasei制造)，RAVEN1255(Columbia制造)，REGAL330R、660R、MOGUL(Cabot制造)，Color Black FW1、FW18、S170、S150，及Printex35(Degussa制造)。
这些颜料在应用模式方面没有任何限制。它们能以例如自分散型(无分散剂的颜料)、树脂分散型及微胶囊型的形式使用。适当的颜料分散介质包括具有约1,000至15,000的重量平均分子重量的水溶性分散树脂。更明确地说，它们包括水溶性乙烯基树脂、由苯乙烯和其衍生物制成的嵌段或无规共聚物和其盐、乙烯萘和其衍生物、α，β-烯键式不饱和羧酸的脂族醇酯、丙烯酸和其衍生物、马来酸和其衍生物、衣康酸和其衍生物、或富马酸和其衍生物。
为了改进形成的图像的耐久性，可以添加水溶性树脂和水溶性交联剂。对这些材料的唯一要求是它们能与墨成分共存。作为水溶性树脂，可以适当地使用上述分散树脂。作为水溶性交联剂，按照墨稳定性可以适当地使用具有缓慢响应性的恶唑啉和碳化二亚胺。
与以上列出的着色剂一起组成墨的含水液体介质可以包括有机溶剂，并且在升高墨的粘度之后，有机溶剂的量是墨的性质的决定因素。在使用根据本发明的中间转印体的系统中，墨当它被转印到印刷介质上时几乎只包含着色剂和高沸点有机溶剂。考虑到这个事实，在其最佳值下确定有机溶剂的量。优选的有机溶剂包括具有高沸点和低蒸汽压力的如下水溶性材料。
有机溶剂可以包括例如聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、硫二甘醇、己二醇、二甘醇、乙二醇一甲基醚、二甘醇一甲基醚或甘油。这些的两种或多种可以混合使用。为了调节粘度和表面张力，诸如乙醇和异丙醇之类的醇或表面活性剂可以添加到墨中。
关于组成墨的成分的混合比率，没有限制。根据选择的喷射力和喷墨头的喷嘴直径能适当地调节混合比率。墨例如可以包括0.1-10％的着色剂、5-40％的溶剂、0.01-5％的表面活性剂及剩余百分比的净化水。
当以高速进行成像时，有效的是，在墨喷射过程(Y)之前提供把墨粘度增加成分涂敷到中间转印体上的过程。墨粘度增加成分不仅抑制墨在中间转印体上的流动性以使在高速成像期间印流和成珠最小，而且也提高把墨图像保持在中间转印体上的能力。
就是说，由于在快速成像期间，每单位时间涂敷的墨量大于正常量，所以印流和成珠更可能发生。在中间转印体上，墨也可能被流体化。因而，当使用图1的装置时，在墨施加之前由涂敷装置5涂敷墨粘度增加成分，从而墨滴将着陆在已经涂敷墨粘度增加成分的地方。这种安排保证墨和墨粘度增加成分在墨滴已经着陆的地方彼此接触，减小墨的流动性并由此把墨保持在它着陆的地方。
这里，墨粘度的增加不仅包括其中组成墨的组分的着色剂和树脂接触墨粘度增加成分以引起化学反应或物理吸附、导致墨粘度整体上升的情形，而且也包括其中墨组分的固体成分凝结、导致墨粘度的局部上升的情形。
可使用的墨粘度增加成分应该根据用于成像的墨种类适当地挑选。对于染料墨，例如，有效的是使用高分子凝结剂。对于具有细分散颗粒的颜料墨，可有利地使用包含有助于颜料凝结的金属离子的液体。而且，如果使用染料墨作为墨和金属离子作为墨粘度增加成分，则优选的是，把与染料成分的颜色相同颜色的颜料成分混合到墨中，添加对颜色具有很小影响的白色或透明细颗粒，或者添加与金属离子反应的水溶性树脂。
用作墨粘度增加成分的高分子凝结剂包括例如阳离子高分子凝结剂、阴离子高分子凝结剂、非离子高分子凝结剂及两性高分子凝结剂。金属离子包括例如诸如Ca²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、及Zn²⁺之类的二价金属离子；和诸如Fe³⁺和Al³⁺之类的三价金属离子。如果施加包含这些金属离子的液体，则优选地以水中金属盐溶液的形式施加它。在金属盐的阴离子中是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、I^-、Br^-、ClO₃^-及RCOO^-(R代表烃基)。
要施加的墨粘度增加成分的量优选地设置成，金属离子电荷的总数等于或大于在着色墨中存在的相反极性的离子电荷的总数的0.5-2倍。为此目的，可以使用具有约10％质量密度的以上列出的金属盐的水溶液。这层墨粘度增加成分即使较薄，也能良好地实现其功能。
尽管图1表示辊涂料器型的涂敷装置5作为优选的涂敷装置，但也可以使用其它类型的涂敷装置，如喷射涂敷器。也可以使用通过喷墨机构的作用喷射粘度增加成分的液体的印刷头。
为了改进最终形成图像的耐久性，可以添加水溶性树脂和水溶性交联剂。对这些材料没有限制，只要它们能与墨粘度增加成分共存。如果具有高活性的金属盐用作墨粘度增加成分，则水溶性树脂可以便利地使用PVA和PVP。水溶性交联剂可以优选地使用恶唑啉和碳化二亚胺，该碳化二亚胺与在墨中为了着色剂分散而适当使用的羧酸反应。特别是，氮杂环丙烷是能提供墨粘度增加能力和改进图像耐久性的组合的材料。
为了墨粘度增加成分的均匀涂敷，有效的是，把表面活性剂或表面活化剂添加到墨粘度增加成分中，或者在施加墨粘度增加成分之前，通过施加装置4把诸如表面活化剂之类的可湿润性改进成分涂到中间转印体上。可湿润性改进成分设计成增加在中间转印体与墨粘度增加成分之间的亲和力，并因此优选地使用表面活化剂。
即使在不使用墨粘度增加成分的构造中，在墨喷射之前通过涂敷装置4施加的诸如表面活化剂之类的可湿润性改进成分，在改进中间转印体与墨的亲和力方面也是有效的。
在形成图像时，如果墨粘度增加成分的涂层较薄，则通常没有问题。然而，有其中在喷射墨之前通过借助于干燥过程良好地干燥在墨粘度增加成分涂敷之后的该成分能得到更好印刷结果的情形。在这种情况下，在涂敷装置5和喷墨印刷单元6之间可以设置干燥装置。
2.3 过程(Z)
这是一个把在中间转印体1上形成的墨图像转印到印刷介质10上的过程，该印刷介质10除切片纸之外能具有连续纸的形式，如卷绕纸和折叠纸。印刷介质10由压力辊11使得与中间转印体1的成像表面相接触，并由此接收墨。在这个实施例中，由于在这个阶段，在中间转印体1上的墨中的水已经有某种程度的蒸发并且其粘度已经上升，所以即使印刷介质具有较小的墨吸收能力，也能在印刷介质上形成良好质量的图像。
然而，如果从在过程(Y)中形成的墨图像到在过程(Z)中的图像转印的时间太短，则包含在墨中的水量不可能通过自然蒸发减小到由印刷介质允许的水平。考虑到这样一种情形，图1的成像设备具有在形成墨图像的位置与进行图像转印的位置之间安装的风扇(它可以送暖风)形式的水去除促进装置8，由此促进从墨中消除水。用来促进水去除的另一种装置可以是从墨图像形成表面侧加热中间转印体的装置。可选择地，通过放置成与空心中间转印体1的背侧相接触的加热辊9可以实现加热中间转印体的表面。
如上所述通过中间转印体被印刷的印刷介质由具有优良表面平滑度的定影辊12加压。定影辊12也可以设有加热印刷介质10的功能。这将立即把耐久性给予印刷材料。
在图1中举例说明的装置中，中间转印体，在已经把墨图像转印到印刷介质上之后，然后由在下一级中安装的清洁单元13洗涤，为接收下个图像做准备。清洁单元优选地采用直接清洁方法或擦抹方法。直接清洁方法可以包括在喷洒水淋浴或把中间转印体放置成与水表面相接触的同时进行洗涤或擦抹。擦抹方法可以包括贴着所述表面保持一湿润的擦抹辊。这两种方法当然可以组合使用。
在洗涤之后，如有必要，为了有效的干燥，中间转印体的表面可以由干燥的擦抹辊挤压或者施加鼓风。依据使用的墨，为实现清洁可以利用用于改进可湿润性为目的的混合成分。在这种情况下，可湿润性改进成分涂敷装置4也可以用作清洁装置。
2.4 实施例的优点
已经详细描述了以上过程和实施它们的手段。本发明和实施例的特征能概括为，建立了一种技术，其能把具有高可转印性，例如具有良好可释放性的中间转印体的表面改性成能够不排斥地接收墨或墨粘度增加成分的表面。这种技术提供在把墨图像从中间转印体转印到印刷介质方面的较高性能和把墨图像保持在中间转印体上的较高能力的独特组合，使在印刷介质上的转印墨图像的质量较高。下面将详细解释为什么这是可能的。
给予中间转印体1的表面良好可释放性的原因在于改进墨转印效率。对于包括胶印在内的通常转印手段，在中间转印体的表面上只有约一半墨被转印到印刷介质上，剩余的一半保留在中间转印体上。在其表面上具有残余墨的中间转印体然后接收下次墨供给。换句话说，中间转印体的表面需要供给在印刷介质上要求的墨量的两倍。如果改进转印效率，则能减小供给中间转印体的墨量。借助于本发明和实施例，能容易地改进转印效率，并且墨供给体积的减小产生如下五个优点。
(1)减少印流和成珠
印流和成珠(bleeding and beading)都由墨滴之间的接触引起。因而供给到中间转印体的墨体积的减小导致墨滴之间接触的机会减小。
(2)水蒸发的减小
对于改进的转印效率，强烈希望增强墨的内部聚结力。但由于用于喷墨印刷的墨一般包含大量水，所以通过除去水增加墨的内部聚结力。在这时，在中间转印体上每单位表面积的墨体积越小，水去除能进行得越快和越容易。
(3)在转印期间的点增益的减小
在中间转印体上每个点的墨体积越大，在其转印期间它越可能由压力压平并且点直径将越大，导致下降的分辨率。然而，减小的墨体积能防止这种情形。
(4)在清洁期间的负荷减小
由于在转印之后在中间转印体的表面上的剩余墨的体积减小，所以清洁变得更容易。特别是当在不同印刷片上产生不同图像时，中间转印体的表面需要在每次成像之前清洁。在这种情况下，本发明是很有利的。
(5)改进的墨利用率
由清洁而丢弃的墨体积越小，墨利用率就越高，这又减小运行成本和浪费量。
如上所述，即使在不同薄片上产生不同图像，具有较高清洁性能的中间转印体和作为数字图像印刷装置的喷墨印刷装置的组合也保证高质量的印刷图像。
另外，喷墨印刷系统能使用具有非常小固体含量的墨，并因此能创建图像而不牺牲印刷介质或纸的独特织构。为了利用这种能力，中间转印体的表面制成亲水的，以允许含水墨和墨粘度增加成分以薄层涂敷而不被排斥。这不仅提高图像的质量，而且通过较薄地铺开墨而加速水的去除，这又导致另外一个特点，即能够处理高速印刷。
具有良好可释放性的表面在转印效率方面优良。但这样一种表面一般是水排斥的，并且如果不给予某种表面处理，则排斥诸如墨之类的液体，这使在这个表面上的图像保持和形成较困难。处理这个问题，即，使得有可能在具有较高墨转印效率表面上保持和形成墨图像正是为什么在本发明或本实施例中对中间转印体进行通过诸如等离子体处理之类的施加能量的表面改性。借助于通过诸如等离子体处理之类的能量施加而改性具有较高墨转印效率和良好可释放性的中间转印体的表面，能使得中间转印体表面适于保持墨同时保持固有的较高墨转印效率。
而且，在墨图像形成之前把墨粘度增加成分涂敷到中间转印体上，即使在短时间段内涂敷大量墨的高速印刷过程期间也能防止图像变坏。就是说，通过减小墨流动性，如果墨滴彼此应该接触，则能防止诸如墨成珠和印流之类的有害现象。在所谓的“致密(solid)”印刷区域中，无论转印效率可以设置得多高，也难以防止相邻墨滴彼此接触。相反，作为墨粘度增加成分的例子而列出的高分子凝结剂和金属离子的水溶液能立即凝结墨和降低墨流动性。
然而不容易把墨粘度增加成分均匀地涂在具有良好可释放性的表面上。如果只涂敷墨粘度增加成分，则它在中间转印体表面上被排斥。并且如果添加可湿润性提高剂，则将要求大量试剂。这使涂敷层较厚，抵消上述减小墨体积的优点。因此非常有效的是，通过对表面施加诸如等离子体处理之类的能量而使具有良好可释放性的中间转印体的表面，并由此使表面在涂敷墨粘度增加成分之前是足够亲水的。
而且，即使通过表面改性使得墨图像形成成为可能，只要对于墨涂敷使用表面接触方法，把墨适当地涂敷到具有良好可释放性的表面上就是困难的。本发明的目的通过把以非接触方式适当涂敷墨的喷墨印刷方法用作成像方法而得以实现。
3.典型实施例
其次，对于每个印刷过程将详细解释一些实施例和用于比较的例子。在随后的描述中，“份”和“％”以质量术语表示，除非另外专门说明。
实施例1
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体，这个实施例使用具有40度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE12)在铝滚筒涂敷0.2mm厚而形成。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器3(Keyence制造的ST-7000)对中间转印体的表面进行改性。
辐射距离：5mm
等离子体模式：高
处理速率：100mm/sec
(b)墨粘度增加成分的涂敷
其次，表面被改性的中间转印体通过使用辊涂料器涂敷墨粘度增加成分。作为墨粘度增加成分，使用10％质量的氯化铝六水合物水溶液。
(c)在中间转印体上图像的形成
其次，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi(点/英寸)，喷射体积：4pl，驱动频率：8kHz)，在中间转印体上形成含水墨的镜像颠倒的字符图像。这里，使用的墨具有如下组分。当墨图像形成在中间转印体上时，它良好地保持并且没有成珠生成。
-颜料(Mitsubishi Kagaku制造的炭墨MCF 88)：5份
-苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物(酸值：240，重量平均分子重量：5,000)：1份
-甘油：10份
-乙二醇：5份
-表面活化剂(Kawaken Fine Chemicals制造的Acetylenol EH)：1份
-离子交换水：78份
(d)转印
通过压力辊作用使经受以上系列处理过程的中间转印体与具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量(令重量；JIS P 001)：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上没有发现成珠，并且字符的质量良好。在图像转印之后，在中间转印体上几乎没有残余墨，所以中间转印体能够在此后没有问题地立即接收下个图像。
实施例2
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体，这个实施例使用具有60度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE30)在铝滚筒上涂敷0.2mm厚而形成。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器(Nippon Paint制造的Plasma Atom Handy)改性中间转印体的表面。
辐射距离：接触
等离子体模式：标准
处理速率：10mm/sec
(b)墨粘度增加成分的涂敷
其次，把0.5％的氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的SurflonS-141)添加到10％质量的氯化钙二水合物水溶液中，并且使用辊涂料器把这种溶液涂到表面被改性的中间转印体的表面上。
(c)在中间转印体上图像的形成
其次，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：8kHz)，以在中间转印体上形成四种颜色墨的镜像颠倒的字符图像。这里，使用的墨具有如下组分。当墨图像形成在中间转印体上时，它良好地保持并且没有成珠和印流生成。
-如下颜料：8份
黑：炭黑(Mitsubishi Kagaku制造的炭墨MCF 88)
青：颜料蓝15
品红：颜料红7
黄：颜料黄74
-苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物(酸值：240，重量平均分子重量：5,000)：1份
-甘油：10份
-乙二醇：5份
-表面活化剂(Kawaken Fine Chemicals制造的Acetylenol EH)：1份
-离子交换水：78份
(d)转印
在喷墨印刷单元与压力辊之间安装的风扇工作，以对着在中间转印体的表面上的墨图像吹风。然后，通过压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上既没有观察到成珠也没有观察到印流，并且转印图像的质量良好。
然后，在中间转印体上的少量残余墨通过贴着转印体放置湿润的擦抹辊除去。
实施例3
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体，这个实施例使用具有80度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE24)在铝滚筒上涂0.5mm厚而形成。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器3(Keyence制造的ST-7000)改性中间转印体的表面。
辐射距离：5mm
等离子体模式：金属
处理速率：75mm/sec
(b)墨粘度增加成分的涂敷
其次，使用辊涂料器把氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的Surflon S-141)涂敷到表面被改性的中间转印体的表面上。然后，使用辊涂料器涂敷5％质量的高分子凝结剂(Mitsui Cytec制造的C577S)水溶液。
(c)在中间转印体上图像的形成
其次，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：8kHz)，以在中间转印体上形成四种颜色墨的镜像颠倒的字符图像。这里，使用的墨具有如下组分。当墨图像形成在中间转印体上时，它良好地保持并且没有成珠生成。
-如下颜料：4份
黑：C.I.食用黑2
青：C.I.直接蓝199
品红：C.I.酸性红289
黄：C.I.酸性黄23
-甘油：10份
-乙二醇：5份
-表面活化剂(Kawaken Fine Chemicals制造的Acetylenol EH)：1份
-离子交换水：80份
(d)转印
保持与中间转印体的背部相接触的加热辊(表面温度：60℃)被驱动，以加热在中间转印体上的墨图像，加速水从图像的蒸发。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像中没有观察到成珠，转印图像的质量良好。
然后，在中间转印体上的少量残余墨通过贴着转印体放置湿润的擦抹辊除去。
实施例4
(a)转印体的表面改性
在这个实施例中，用硅烷耦合剂(Shinetsu Kagaku制造的KBM503)衬底涂敷0.5mm厚的聚酯膜，然后用具有40度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE12)涂敷0.5mm的厚度，以形成中间转印体的表面层。在如下条件下使用平行板型等离子体处理器改性中间转印体表面层。
-辐射距离：5mm
-气体流量：100sccm(标准cc/min)
-压力：0.08torr(1.066Pa)
-功率：1,200W
-处理时间：30秒
其次，把这个表面层缠绕在铝滚筒上以形成中间转印体。
(b)墨粘度增加成分的涂敷
其次，把1％的氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的SurflonS-141)添加到10％质量的氯化钙二水合物水溶液中，并且使用辊涂料器把这种溶液涂到中间转印体的表面上。
(c)在中间转印体上图像的形成
其次，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：10kHz)，以在中间转印体上形成四种颜色墨的镜像颠倒的字符图像，该中间转印体涂有墨粘度增加成分。使用的墨与在实施例2中使用的相同。当墨图像形成在中间转印体上时，它良好地保持并且既没有成珠也没有印流生成。
(d)转印
在喷墨印刷单元与压力辊之间安装的风扇工作，对着在中间转印体的表面上的墨图像吹风。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上既没有观察到成珠也没有观察到印流，并且转印图像的质量良好。
然后，在中间转印体上的少量残余墨通过贴着转印体放置湿润的擦抹辊除去。
实施例5
(a)转印体的表面改性
在这个实施例中，用硅烷耦合剂(Shinetsu Kagaku制造的KBM503)衬底涂敷0.5mm厚的聚酯膜，并且然后用具有40度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE12)涂敷0.5mm的厚度，以形成中间转印体的表面层。在如下条件下使用平行板型等离子体处理器改性中间转印体的表面层。改性的中间转印体表面层然后安装在铝滚筒的表面上。
-辐射距离：5mm
-气体流量：100sccm
-压力：0.08torr(1.066Pa)
-功率：1,200W
-处理时间：30秒
而且，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器(Keyence制造的ST-7000)改性中间转印体的表面。
辐射距离：5mm
等离子体模式：金属
处理速率：200mm/sec
(b)墨粘度增加成分的涂敷
其次，使用辊涂料器使表面被改性的中间转印体涂有墨粘度增加成分。作为墨粘度增加成分，使用10％质量的氯化铝六水合物水溶液，对于该溶液添加1％的氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的Surflon S-141)。
(c)在中间转印体上图像的形成
其次，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：12kHz)，以在中间转印体上形成四种颜色墨的镜像颠倒的字符图像，该中间转印体涂有墨粘度增加成分。使用的墨与在实施例2中使用的相同。当墨图像形成在中间转印体上时，它良好地保持并且既没有成珠也没有印流生成。
(d)转印
在喷墨印刷单元与压力辊之间安装的风扇工作，对着在中间转印体的表面上的墨图像吹风。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上既没有观察到成珠也没有观察到印流，并且转印图像的质量良好。
然后，在中间转印体上的少量残余墨通过贴着转印体放置的湿润的擦抹辊除去。
比较例1
除中间转印体不经受表面改性之外，以与实施例1中相同的方式进行图像印刷。结果，在中间转印体上的墨图像变形，并且在转印之后在印刷介质上的图像质量是如此差，以致于小字符不可阅读。
比较例2
除中间转印体使用没有释放能力的异丁橡胶的表面材料之外，以与实施例5中相同的方式进行图像印刷。结果，转印率降低，并且为了实现在实施例5得到的良好质量的图像，需要使用在实施例5中消耗的墨体积的约1.5倍。从成像到转印通过吹风操作除去水需要的时间是在实施例5中它花费的时间的1.6倍。而且，这个例子的图像具有比实施例5稍大的点增益，并且分辨率下降。
4.控制系统和控制程序的例子
在使用在以上实施例之一中采用的各种单元建造图1的成像设备时，控制系统可以按下面描述的那样形成。
图2表示对于图1的成像设备可以建造的一种控制系统的典型构造。在整体指示为100的成像设备中，附图标记101代表CPU，用于整个系统的主控制单元。指示为103的是包括存储CPU 101的操作系统的ROM、和用来临时存储各种数据并且处理图像数据和用于其它工作的RAM存储器。指示为117的是向图像源装置150，发送数据和命令或从图像源装置150接收数据和命令的接口，所述图像数据源装置150为图像数据源，其可以采用主计算机或者其它形式。
指示为110的是用来在过程(a)至(d)中驱动中间转印体1的驱动单元。附图标记115代表用于印刷介质10的输送系统，并且包括用于压力辊11以及用于定影辊12的驱动单元。总线120互连上述元件，并且也互连可以具有在以上实施例中描述的形式之一的能量施加装置3、涂敷装置4、涂敷装置5、喷墨印刷单元6、水去除促进装置8、加热辊9及清洁单元13，并且发送来自CPU 101的控制信号。这些元件可以装有状态传感器，从而探测到的信号经总线120传输到CPU 101。
图3表示流程图，示出使用以上控制系统的成像过程的典型程序。
当从图像源装置150接收图像数据并且规定了该图像数据的印刷时，对图像数据进行预定的图像处理，使喷墨印刷单元6能形成图像(步骤S1)。如果从图像源装置发送的图像数据不是镜像颠倒的数据，则这种图像处理包括颠倒处理。
当喷墨印刷单元6准备印刷时，中间转印体1被转动(步骤S3)，之后是与表面改性过程(X)或(a)有关的能量施加装置3的驱动(步骤S5，这可包括用来涂敷表面活化剂的涂敷装置4的驱动)，接着是与用来把墨粘度增加成分涂敷到中间转印体1上的过程(b)有关的涂敷装置5的驱动(步骤S6)，接着是与成像过程(Y)或(c)有关的喷墨印刷单元6的驱动(步骤S7)，接着是都与用来把墨图像转印到印刷介质上的过程(Z)或(b)有关的水去除促进装置8、加热辊9、印刷介质输送系统115及清洁单元13的驱动。这些元件被同步地驱动，以确保为了良好成像而改性中间转印体表面以及确保正确地对准形成图像的位置和在印刷介质上转印图像位置。如果喷墨印刷单元6是串行印刷型的，则通过交替进行喷墨头的主扫描和中间转印体1的预定距离的转动而进行成像。当完成规定量的图像数据的处理时，这个程序被退出。
尽管在以上程序中假定总是在成像处理中进行通过能量施加的表面改性，但也可以在适当的时机进行。就是说，它可以在成像处理之前进行，或者时机的选择可以根据花费的时间和印刷数据量而管理，或者它可以通过监视中间转印体表面的退化而独立于成像处理而进行。这些可以按照需要组合。而且，也能适当地设置进行表面改性的时间和程度。例如，表面改性处理的实施可以是对中间转印体1的几次完整转动。
5.其它
本发明并不一定要在成像处理期间执行的所有过程(a)-(d)或者并不一定要装有执行有关过程的所有装置。就是说，如果通过能量施加表面改性的中间转印体能在很长时段期间保持其性能，则本发明也包括通过使用预先经过表面改性的中间转印体进行过程(c)至(d)或过程(b)至(d)的成像方法、和装有执行这些过程的装置的成像设备，该中间转印体通过例如联系实施例4描述的过程(a)预先表面改性。换句话说，唯一的要求是，在中间转印体上的图像形成之前，中间转印体被适当地表面改性。所以，表面改性过程不必在墨粘度增加成分涂敷到中间转印体或在中间转印体上墨图像的形成之前立即进行。表面改性装置也并不一定设置在成像设备中。就是说，中间转印体可以可拆卸地安装在成像设备中的安装装置上。或者表面改性后的中间转印体可以安装在安装装置上。除这些之外，本发明也包括：一种改性中间转印体表面的方法，该中间转印体适于执行进行以上过程(c)或过程(b)及(c)的成像方法；该中间转印体，及通过使用该中间转印体进行成像的一种方法和一种装置。
在本发明中，在以上过程(b)中墨粘度增加成分的涂敷不是必不可少的，可以省略。然而，为了增强墨图像在中间转印体上的可保持性，应该优选地进行过程(b)。过程(b)，在执行时，提高墨图像在中间转印体上的可保持性，这又在印刷介质上提供比不进行过程(b)得到的质量好的转印墨图像。
II.第二实施例
1.特征结构
其次，将解释本发明的第二实施例。这个实施例的特征在于，中间转印体具有由含氟化合物或硅酮化合物的材料制成的表面，并且该表面通过使它经受等离子体处理和把表面活化剂涂敷它上而被改性。在表面改性后，进行与第一实施例的相同的过程，即在中间转印体上形成图像并且然后把它转印到印刷介质上。因而，成像设备能具有几乎与在图1中所示的相同的构造。如下描述因此集中在与第一实施例的差别。
这个例子的中间转印体1具有一表面层2，该表面层已经经受通过等离子体处理和表面活化剂的涂敷的亲水表面处理。大气压力等离子体处理器3与表面活化剂涂敷装置4一起以适当的间隔对表面层2进行辅助的表面改性处理，以根据印刷薄片的数量使表面改性效果最大。
为了除去从涂敷装置4供给的任何过多的表面活化剂，清洁单元可以安装在表面活化剂涂敷装置4与墨粘度增加成分涂敷装置5之间。如果辅助表面改性处理的间隔能设置得较长，则用来在墨图像转印之后清洁中间转印体的表面的清洁单元13也可以用来除去过多的表面活化剂。在这种情况下，装置可以空闲一个过程(该过程在图1的例子中与中间转印体1的一转相对应)。
对于以后的过程，这个例子在从涂敷装置5涂敷墨粘度增加成分方面具有与第一实施例类似的结构，并具有安装用来执行以后过程的其它必要单元。
这个实施例的成像设备的特征在于表面改性过程(下文称作过程(X′))，在该表面改性过程中，中间转印体1的表面通过等离子体处理和表面活化剂涂敷被改性。这种成像设备与第一实施例相类似的方面在于，它包括实施通过喷墨印刷方法在中间转印体上形成墨图像的过程和把在中间转印体上形成的墨图像转印到印刷介质上的过程的装置，并且能优选地设置在成像之前实施涂敷墨粘度增加成分的过程的装置。通过例子将详细描述过程(X′)和实施过程(X′)的装置。
过程(X′)是通过对表面进行等离子体处理和表面活化剂涂敷操作而改性中间转印体的表面的过程，该表面的材料至少包括氟化合物和硅酮化合物。
用于表面层2的材料优选条件是它包含氟化合物和硅酮化合物之一。这些化合物相对于墨具有优良的可释放性，并因此提供转印墨图像的较高效率。这里描述的氟化合物和硅酮化合物包括氟油和硅油，它们是特别能够提高转印效率的重要材料。可释放性如在第一实施例中定义的那样。表面层2的例子也类似于联系第一实施例解释的例子。
过程(X′)通过等离子体处理和表面活化剂涂敷改性按上述构造的中间转印体1的表面层2。具有优良可释放性的材料，如氟化合物和硅酮化合物，一般呈现低临界表面张力，并因而排斥诸如墨和墨粘度增加成分之类的液体。在这种条件下，墨图像不能形成在中间转印体上。为了处理这种情形，实施通过等离子体处理和表面活化剂涂敷的表面改性，以使墨排斥趋势最小。等离子体处理一般在大气压力或减小的压力下进行，并且能没有问题地使用大气或减小压力类型的任一种。在大气压力下进行等离子体处理的装置更有利，因为它能像图1的等离子体处理器3那样安装在成像设备中，并且根据表面特性退化情况进行辅助表面改性处理，该表面特性退化情况的严重性依赖于印刷薄片的数量。这里描述的等离子体处理包括使大气中的氧活化以在所述表面上产生羟基的电晕放电。
通过在等离子体处理之后把表面活化剂涂敷到表面上完成表面改性。对于这些处理，表面改性效果能保持很长的时间段。使用的表面活化剂可以包括普通的表面活化剂，如阳离子表面活化剂、阴离子表面活化剂、非离子表面活化剂、两性表面活化剂、氟化表面活化剂及硅酮表面活化剂。
用来涂敷表面活化剂的装置可以优选地是进行辊涂、刮刀涂敷及喷涂的手段，因为这些能连续地涂敷试剂。依据成像设备的结构，也可以采用是批量处理形式的浸涂。
这种表面改性方式不仅进行亲水表面处理，而且具有免于退化、或提高在以后过程处把形成在中间转印体上的墨图像转印到印刷介质上的效率的效果。
使用在减小压力下的等离子体处理和表面活化剂涂敷的亲水表面处理公开在日本专利申请公报No.61-036783(1986)中，限于硅橡胶作为涂敷对象。另一方面，本发明使用不仅使得亲水而且也提供有改进墨可转印性的中间转印体。本发明因此与以上对比文件的明显不同之处在于基本原理以及对所选材料和用于等离子体处理的环境压力的限制。
还没有完全弄清楚这些所选材料和选择的表面改性手段如何产生了所希望的效果。然而，在氟或硅酮油成分存在的地方，似乎显然，本发明的亲水表面处理实现形成表面亲水的能力和保持或改进可转印性的能力的显著组合，并且一旦进行处理，这些效果往往持续很长时段。这暗示，除了使表面层的橡胶成分、填充剂成分及油成分的至少一部分亲水的等离子体处理的通常已知的化学作用(在表面上引入亲水基团)之外，物理作用(表面粗糙化)也改变橡胶结构的一部分以促进在表面上的油成分的运动。而且，由于表面活化剂涂敷使表面活化剂吸附在通过等离子体处理升高到高能状态的表面上，所以亲水基团形成在表面上，使表面成为更稳定的亲水表面，结果是表面在非常长的时段期间能呈现亲水特性。实际上，有这样一种观察到的趋势：在亲水性质与等离子体去活化时间之间有强烈的相互关系。就是说，在等离子体处理与表面活化剂的涂敷之间的时间间隔越短，得到的效果越大。
表面改性后的中间转印体在供给到下个过程之前，一般可以由洗涤装置除去过多的表面活化剂。在洗涤之前施加诸如加热之类的处理可以在短时间段内增强亲水性。在图1的成像设备中，这样一种清洁装置可以安装在涂敷装置4与涂敷装置5之间。
如在图1的实施例中那样，在具有等离子体处理器3和表面活化涂敷装置4的成像设备中，可以总是进行或以预定间隔对中间转印体1进行表面改性。或者表面已经改性的中间转印体可以用在其中没有安装等离子体处理器3和表面活化涂敷装置4的成像设备中。可选择地，它们也可以结合起来使用。就是说，使用表面预先改性的中间转印体，等离子体处理器3和表面活化涂敷装置4独立地或组合地安装在成像设备中，及然后根据印刷薄片的数量以适当间隔对表面层2进行辅助表面改性处理，以使表面改性效果最大。
在任一种情况下，这个实施例的技术特征概括为如下两点：通过对具有能提供较高可转印性的氟或硅酮化合物的中间转印体进行亲水表面处理而改进成像性能；和通过喷墨印刷实现在中间转印体上的成像。由较高可转印性的实现而产生的主要效果是涂敷到中间转印体上的墨体积的减小和改进的清洁性能。以上效果、由使用喷墨印刷的成像而产生的效果、及由墨粘度增加成分的选择性涂敷而产生的效果类似于在第一实施例中得到的那些效果。
在这个实施例中采用的包含氟化合物或硅酮化合物的表面一般是排斥水的，并且如果不处理，则将排斥诸如墨之类的液体，使得墨图像在表面上的形成和保持困难。本发明或本实施例通过等离子体处理和表面活化剂涂敷进行表面改性的原因就是克服这个问题，即使得墨图像以较高墨转印效率形成和保持在表面上。通过使具有包含具有较高墨可转印性的氟或硅化合物的表面的中间转印体经受包括上述的等离子体处理和表面活化剂涂敷的表面改性处理，能使中间转印体的表面适于墨保持同时保持固有的高墨转印效率。
在这个实施例中，在等离子体处理之后进行表面活化剂涂敷是必不可少的。这是因为在由等离子体处理升高到高能状态的表面上的表面活化剂的吸收被认为在表面上引入了亲水基团，由此使得亲水表面更稳定并且在非常长的时段内保持表面的亲水性质。
在这方面，本实施例与允许墨粘度增加成分的涂敷或在此之前用于改进可湿润性的表面活化剂的涂敷的第一实施例不同。就是说，本实施例的特征在于，表面活化剂涂敷与对中间转印体的等离子体处理相关联，使表面活化剂具有改变中间转印体的表面特性的功能。另一方面，第一实施例的特征在于，表面活化剂涂敷与涂敷墨和墨粘度增加成分的过程相关联，并且在所述过程之前进行，使表面活化剂具有提供在中间转印体与墨或墨粘度增加成分之间的亲合性的功能。
2.典型实施例
其次，对于每个印刷过程将详细解释典型实施例。在随后的描述中，“份”和“％”以质量术语表示，除非另外专门说明。
实施例6
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体，这个实施例使用具有40度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE12)在铝滚筒上涂敷0.2mm。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器3(Keyence制造的ST-7000)改性中间转印体的表面。
辐射距离：5mm
等离子体模式：高
处理速率：100mm/sec
其次，把中间转印体浸没在3％的表面活性剂溶液中10秒，该表面活化剂通过用纯水稀释由烷基苯磺酸钠组成的可买到的中性洗涤剂而制成。滚筒然后用水洗涤，并且干燥。
(b)在中间转印体上图像的形成
其次，使用辊涂料器把按质量5％的高分子凝结剂(Mitsui Cytec制造的C577S)水溶液涂敷到中间转印体的表面上。然后，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi(点/英寸，基准值)，喷射体积：4pl，驱动频率：12kHz)，以在中间转印体上形成含水墨的镜像颠倒的字符图像。使用的墨具有如下组分。当墨图像形成在中间转印体上时，没有成珠生成。
-如下染料：4份
黑：C.I.食用黑2
-甘油：10份
-二甘醇：5份
-表面活化剂(Kawaken Fine Chemicals制造的Acetylenol EH)：1份
-离子交换水：80份
(c)转印
在以上过程之后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上没有观察到成珠，并且转印图像的质量良好。在中间转印体上几乎没有残余墨，该中间转印体在当前状态下能够接收下个图像而不引起任何问题。
实施例7
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体，这个实施例使用具有60度硬度的硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的KE30)在铝滚筒上涂敷0.2mm厚。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器3(Nippon Paint制造的Plasma Atom Handy)改性中间转印体的表面。
辐射距离：1mm
等离子体模式：标准
处理速率：10mm/sec
其次，把中间转印体用1％表面活化剂溶液喷涂10秒，该1％表面活化剂溶液通过用纯水稀释硅酮表面活化剂(Nippon Unicar制造的Silwet L-77)制成。滚筒然后用水洗涤，并干燥。
(b)在中间转印体上图像的形成
其次，由辊涂料器用处理液体涂敷中间转印体的表面，该处理液体通过把0.5％的氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的SurflonS-141)添加到质量10％的氯化钙二水合物水溶液中而制成。然后，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：10kHz)，以在中间转印体上形成4种颜色墨的镜像颠倒的字符图像。使用的墨具有如下组分。当墨图像形成在中间转印体上时，既没有成珠也没有印流生成。
-如下颜料：3份
黑：炭黑(Mitsubishi Kagaku制造的MCF88)
青：颜料蓝15
品红：颜料红7
黄：颜料黄74
-苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯共聚物(酸值：240，重量平均分子重量：5,000)：1份
-甘油：10份
-乙二醇：5份
-表面活化剂(Kawaken Fine Chemicals制造的Acetylenol EH)：1份
-离子交换水：80份
(c)转印
首先，在喷墨印刷单元与压力辊之间安装的风扇工作，对着在中间转印体的表面上的墨图像吹风。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上既没有观察到成珠也没有观察到印流，并且转印图像的质量良好。
实施例8
在下文中，将描述这个实施例的图像印刷方法的每个过程。
(a)转印体的表面改性
作为中间转印体的表面层，这个实施例使用0.2mm厚的铝板，用氟橡胶(Asahi Glass制造的Aflas150C)涂敷0.5mm厚。首先，在如下条件下通过使用大气压力等离子体处理器(Sekisui Kagaku制造的AT-T02)改性中间转印体的表面。
辐射距离：2mm
输入电压：240V
频率：10kHz
引入气体：湿空气
处理时间：30秒
然后中间转印体表面由海绵辊用5％的表面活化剂溶液涂敷，该表面活化剂溶液通过用纯水稀释可买到的烷基硫酸酯制成。它保持不动60秒，并且然后用水洗涤和干燥。
然后，把中间转印体表面层缠绕在作为支撑件的铝滚筒上，以形成中间转印体。
(b)在中间转印体上图像的形成
其次，使用辊涂料器把氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的Surflon S-141)涂敷到中间转印体的表面上。
其次，由辊涂料器涂敷在质量10％的氯化铝六水合物水溶液。然后，操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：8kHz)，以在中间转印体上形成4种颜色墨的镜像颠倒的字符图像。使用的墨与在实施例2中使用的相同。当墨图像形成在中间转印体上时，既没有成珠也没有印流生成。
(c)转印
首先，安装成与中间转印体的背部相接触的加热辊(表面温度：60℃)被操作，以加速水从在中间转印体上的墨图像的蒸发。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像中没有观察到成珠，并且转印图像的质量良好。
然后，在中间转印体上的少量残余墨通过贴着转印体放置湿润的擦抹辊除去。残余墨容易地除去。
实施例9
(a)转印体的表面改性
在这个实施例中，作为中间转印体，用硅烷耦合剂(ShinetsuKagaku制造的KBM503)衬底涂敷0.5mm厚的聚酯膜，并且然后用具有60度硬度的氟硅橡胶(Shinetsu Kagaku制造的FE361-U)涂0.2mm的厚度，以形成中间转印体的表面层。在如下条件下使用平行板型等离子体处理器改性中间转印体的这个表面层。
-辐射距离：5mm
-气体流量：100sccm(标准cc/min)
-压力：0.08torr(1.066Pa)
-功率：1,200W
-处理时间：30秒
然后，把氟化表面活化剂(Seimi Chemical制造的Surflon S-141)用纯水稀释以产生10％的表面活化剂溶液，使用海绵辊把这种溶液涂敷到中间转印体的表面层上。该表面层保持不动60秒，并且然后用水洗涤和干燥。
把该表面层缠绕在作为支撑件的铝滚筒上以形成中间转印体。
(b)在中间转印体上图像的形成
操作喷墨印刷单元(喷嘴密度：1200dpi，喷射体积：4pl，驱动频率：5kHz)，以在中间转印体上形成4种颜色墨的镜像颠倒的字符图像，该中间转印体的表面涂有墨粘度增加成分。使用的墨与在实施例6中使用的相同。当墨图像形成在中间转印体上时，既没有成珠也没有印流生成。
(c)转印
在喷墨印刷单元与压力辊之间安装的风扇工作，对着在中间转印体的表面上的墨图像吹风。然后，由压力辊作用使中间转印体和具有很小墨吸收能力的表面涂层印刷纸(Nippon Paper制造的A-尺寸的NPi涂层纸，1000张重量：40.5kg)彼此接触，以把墨图像转印到印刷纸上。在印刷纸上的图像上既没有观察到成珠也没有观察到印流，并且转印图像的质量良好。
这个实施例的中间转印体即使在六个月的存储之后也呈现良好的成像能力。
3.控制系统和控制程序的例子
当使用在以上实施例4至6中采用的单元和元件建造图1的成像设备时，可以使用诸如在图2中示出的控制系统(图2的能量施加装置3是能具有以上实施例的形式之一的大气压力等离子体处理器，并且涂敷装置4是表面活化剂涂敷装置)。
图4是流程图，表示举例的成像程序。在这里那些与图3所示第一实施例相同的方式执行的步骤给予相同的附图标记。
在个程序的特征在于步骤S15，步骤S15在表面改性过程(X′)期间驱动大气压力等离子体处理器3和表面活化剂涂敷装置4。
图5表示表面改性程序的例子，该程序在启动时使大气压力等离子体处理器3进行等离子体处理(步骤S31)并且使涂敷装置4涂敷表面活化剂(步骤S33)。这个程序的执行持续时间和或表面改性的程度可以适当地确定。例如，这种处理执行时间可以设置成中间转印体1的几转。
4.其它
关于第二实施例，在结合实施例6-9描述的图像印刷处理期间执行所有过程(a)-(c)或在成像设备中具有执行这些过程的所有装置都不是必不可少的。而且，由等离子体处理器3和表面活化剂涂敷装置4构造的表面改性装置不一定要设置在成像设备中。本发明的特征也在于一种中间转印体表面改性方法，该方法适于执行能实施与实施例6-9有关的过程(b)和(c)的成像方法。本发明的特征也在于中间转印体。
而且，在进行表面改性处理时，等离子体处理和表面活化剂涂敷并不一定要结合起来使用，而是它们可以按需要挑选。例如，如果在两个过程都执行之后，通过只进行此后过程的一个能保持满意的表面改性效果，则有可能只选择它们的一个执行。
如上所述，本发明提供一种对印刷介质的种类没有限制并且能在不同页面上输出不同数字图像的成像方法。本发明也能以高质量和低成本产生少量印刷拷贝，即使印刷介质是光泽材料也是如此。