高速可变印刷装置以及方法

专利名称：高速可变印刷装置以及方法
高速可变印刷装置以及方法 有关专利申请的相互参照资料
本专利申请的权利要求系美国暂时性专利申请系列号为60/775,511以及 申请日期为2006年2月21日，和申请系列号为60/819,301以及申请日期为 2006年7月7日专利申请的权益，而且该两暂时性专利申请均以整体作为本 专利申请的参照资料。
背景技术：
多年来平版以及凹版印刷技术均得到了改进和完善。平版印刷的基本原 理是从一个既有受墨区域和拒墨区域的表面上转移墨。而胶印印刷是一种含 有墨的中间转移步骤的过程。例如，胶印印刷可以将墨从感光板滚筒上转移 到橡皮滚筒上，然后该橡皮滚筒又将图像转移到巻筒纸上。在凹版印刷中， 带有雕刻墨池的滚筒会接触巻筒纸，而电荷又促使墨转移到纸上。
早期使用平版印刷技术的设备利用需要印刷到板上的图像凸版，这样只 有凸起的区域能接受墨。例如，需要印刷的图像可先蚀刻到一个亲水板上， 使得该板的需要印刷的区域是亲油的。在上墨之前，先将该板加以润湿，结 果只有该板上的亲油区域(也就是该板在润版过程中未被润湿的区域)能接 受油性墨。
然而，所有这些印刷技术都受到相似的限制。反复不断地印刷相同的图 像。不管是凸版图像，还是蚀刻亲油图像，等等，平版印刷采用具有永久图 像的平板。凹版印刷采用的也是永久图像，该图像是雕刻在滚筒的墨池内。 因此，平版以及凹版印刷不是用来印刷那些"短期内容"或者那些含有各种 数据的作业(例如，营业额报表、财务结算表、目标广告等)。这些印刷技 术的运行成本比较高，其中包括制备平版印刷使用的平板。因此，对于印刷 数量很少的作业(即"短期内容"的作业)而言，采用平版印刷是不合算的。 除此之外，不同于激光印刷和喷墨印刷，平版以及凹版印刷中的内容是不能 变动的。
通常，像书籍和杂志一类的大量印刷品通过一种包括较多后压印加工的
方法进行印刷。例如，杂志的一个单页可能会要印上5,000次。然后，第二 页也要印上5,000次。对于该杂志的每一页，这种过程需重复进行直至印刷 完成所有的页数。然后，将这些印刷页送至后加工处进行切割，并装订成最 终的杂志。如果各种图像的印刷都能按平版图像的质量以及速度进行，则每 种杂志的印刷能逐页完成，以致整本杂志应当可以直接在印刷机上完成。这 样，印刷杂志的速度将会得到极大提高，而所需费用将会降低。
喷墨印刷技术为印刷机提供了可变的能力。现有两种基本的喷墨技术-气泡喷墨(即热的)技术以及压电喷墨技术。这两种技术可将极小的墨滴喷 射到纸上。在气泡喷墨印刷机中，有一个热源可使墨蒸发成气泡。该扩张的 气泡便构成小滴，而该小滴从印刷头喷出。压电喷墨技术采用一种位于墨盒 背后的压电晶体。电压可使该晶体振动。通过晶体的向后和向前运动就能产 生足够的小墨滴，并将小墨滴喷射到纸上。
彩色喷墨印刷的质量通常比平版胶印和凹版胶印的更差一些。此外，最 快的喷墨印刷机的速度比平版印刷机或凹版印刷机的要低得多。传统的喷墨 印刷还会碰到水性墨浇灌到纸上的麻烦。采用水性墨可能会饱和纸张，并导 致巻筒纸形成皱纹以及褶子。为了抑制这些现象的出现，喷墨印刷机需要使 用专门的纸张或涂有涂层的纸张。而这类纸张往往要比常用的巻筒纸贵许 多。
此外，当喷墨印刷技术用于彩色印刷时，墨的有效区域以及水的饱和程 度会增加。这是由于彩色图像是通过4色加工过程来生成的。4色加工过程 包括使用不同量的蓝绿色墨、绛红色墨、黄色墨以及黑色墨(即CMYK)在
纸上形成任何一种彩色。如果需要使用全部4色以产生所希望的彩色，则该 页有些部分可能会有同样多的4层墨。另外，由喷墨印刷机生成的小点可能 会铺展开来，而造成模糊图像。
在目前阶段，激光印刷还不是一种可行的高速可变印刷方法。其生产速 度仍比胶印印刷和凹版印刷要低得多，而且原材料的价格(例如，上色剂等) 也非常高。此外，激光的彩色还很难适用于杂志及其它装订出版物，因为激 光印刷的页面在折叠时往往容易发生龟裂。
因此，非常希望能开发出一种具有传统的平版印刷及凹版印刷的质量及 速度的可变印刷技术。更加非常希望能提供出一种操作速度至少可达每分钟 400英尺的可变印刷装置。

发明内容
本发明提供了可用于高速可变印刷的设备以及方法。本发明的目的之一 是实现高品质的可变平版印刷。该方法把喷墨技术和平版装置结合起来，开 创了一种充分可变、高品质以及高速的印刷装置。在一个实施例中，用于传 统的可拆除的平版印刷平台可以革除，并用清洗单元和水喷射单元来替代。 水喷射单元可以用来印刷一个负图像，该负图像在平版滚筒上又是可以变更 的。水溶液包括水、乙二醇、丙二醇，以及其他适宜的二元醇，或者这些溶 剂的任何组合。例如，在一些实施例中，水溶液可以是水和乙二醇的组合、 单独的水或者任何其它适宜的组合溶液。由于该感光板的亲水特性，水溶液 将会滞留在适当的位置上。当这些感光板通过上墨装置时，湿的表面将不会 接受油性墨。在感光板滚筒每次回转后或数次回转后，清洗装置会清除残余 的墨和/或水溶液。
在本发明的一些实施例中，传统的可拆除的平版印刷平台中的典型润湿 装置可以用一个水喷射单元来代替。水喷射单元至少带有一个喷墨头，喷墨 头喷出的是水溶液而不是墨。在这些实施例中，喷墨和平版技术可以合并。
水溶液能"印刷"或喷射到感光板滚筒上不同的位置而形成一个负图像。
在一些实施例中，胶印印刷的橡皮滚筒通过水喷射装置可以形成各种图 像，因而可以用于替代感光板滚筒或者作为感光板滚筒的补充。对于每次回 转的感光板滚筒或橡皮滚筒，喷射成像的水溶液是可以更改的。对于每次回 转的滚筒或者数次回转的滚筒，可用一个清洗单元清除残余的水溶液和/或
黑 耍。
在一些实施例中，高速可变印刷装置是与后端数据库管理系统相联系 的。该数据库管理系统还与一种或更多种图像控制器相联系，该类控制器会 控制水喷射以及平版印刷装置的运作，并提供一种通用可变的、而且还可由 使用者重组的印刷装置。


通过下面的详细说明以及附图可以更深入地了解本发明的特点、性质和 各种优点。
图1为一种原先的印刷装置的侧视图。
图2是按照本发明的原则所建的装置的实施例的侧视图。 图3是按照本发明的原则所建的装置的实施例的侧视图。 图4是按照本发明的原则所建的装置的实施例的侧视图。 图5是按照本发明的原则所建的装置的实施例的侧视图。 图6是按照本发明的原则所建的装置的实施例的侧视图。 图7是按照本发明的原则所建示于图6中装置的实施例的放大部分侧视图。
图8是按照本发明的原则所建装置的实施例的侧视图。
图9是按照本发明的原则所建装置的实施例的侧视图。
图10是按照本发明的原则所建装置的实施例的侧视图。
图11是按照示于图10中的装置和本发明的原则可能的生产能力的例
图。
图12是按照本发明的原则所建装置的实施例的视图。
图13是示于图2-10中的一部分装置的立面图。
图14是示于图2-10中的一部分装置的立面图。
图15是示于图2-10中的一部分装置的立面图。
图16是示于图2-10中的一部分装置的立面图。
图17是按照本发明的原则关于合理的印刷工序的具体说明图。
具体实施例方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1显示了传统可拆除的平版印刷平台100。在传统的平版印刷工艺中， 要印刷的图像是蚀刻到亲水性感光板102上，以致在该感光板上形成能接收 墨的亲油区域。亲水性感光板102安装在感光板滚筒104上，并回转通过润 湿单元106以及上墨单元108。润湿单元106可包括供水107，而上墨单元 108可包括墨源109。感光板102的亲水部分被润版单元106弄湿。因为使 用的是油性墨，所以只被感光板102的亲油部分所接收。
如果使用一种橡皮滚筒，例如橡皮滚筒110，该上墨的图像可从感光板 滚筒104传递到橡皮滚筒110上。然后，该图像可进一步转印到处于橡皮滚 筒110与压印滚筒114之间的巻筒纸112上。利用压印滚筒114将图像转印 到巻筒纸112上可通过在该印刷图像与巻筒纸112之间施加一个大体上相等 的压力或力就能完成。当感光板滚筒104与巻筒纸112之间采用一种橡皮覆 盖层作为中介物时，该过程通常被认为是"胶印印刷"。因为感光板102先 是被刻蚀然后被安装在感光板滚筒104上的。 一种平版印刷的印刷机可以用 来反复不断地印刷同样的图像。平版印刷由于可生产高质量的图像而广受欢 迎。当四个印刷平台成串联安装时就能印刷出具有杂志质量的四色图像。
图2显示了合乎本发明原理的设备装置。图2中的印刷平台200可包括
上墨单元202、感光板204、感光板滚筒206、橡皮滚筒208和压印滚筒210。 而这些单元正是在平版印刷工业中所熟知的。感光板204可以是全部亲水的 (例如， 一种标准的铝平版印刷的平板)。然而，图1的润版单元106己被 图2中的清洗单元212和水喷射单元214所替代。
水喷射单元214可具有一系列的喷墨盒(例如，泡沬喷盒、热盒、压电 盒，等等)。在加热器激发下，泡沫喷射器可喷出一滴墨。当由压电操作机 构激发时，压电装置可能喷出一滴墨。该墨滴是从墨盒内的极小的孔中喷出 的。该墨盒可能含有任何数量的孔。通常，喷墨盒的孔数目可多达600个， 孔往往排成两列，每列300个。
在本发明中，水喷射单元214用来喷出一种水溶液(例如，水、乙二醇、 丙二醇、或其任意组合)。在本发明的一些实施例中，水溶液可能含有一种 或多种表面活性剂，如Air的产品Surfyno1⑧。这类表面活性剂可在其每个 分子的一端含有一个亲水基团，而在其另一端则含有一个亲脂基团。在该水 溶液添加一种或多种表面活性剂可改进水溶液的表面张力特性。这样能更好 地控制液滴的定位，从而使印刷图像具有更高的质量。
水喷射单元214的水喷嘴可能用与一个喷墨嘴在一张纸上喷一滴墨大致 相同的方法把水溶液喷到亲水的感光板上。在一些实施例中，该水溶液可能 通过传统的喷墨嘴喷射出来。这种喷墨嘴可以是由HP, Lexmark, Spectra, Canon等生产的喷墨嘴。在一些实施例中，水喷射单元214可支持不同的印 刷速度以及印刷品清晰度。
根据本发明的原理，水喷射单元214可用来在感光板滚筒206上"印刷" 或喷射需要印刷图像的负图像或该负图像的任何一部分。例如，图12更详 细的描述如下，图像控制器从数据系统接收图像数据。该图像数据代表要印 刷图像或要印刷负图像。该图像数据可包括可变的图像数据，数据改变相当 频繁(例如，每一印刷页都改变)；半固定的图像数据，数据改变不频繁(例 如，每100印刷页改变)；固定的图像数据，数据保持固定不变；以及可变 的、半固定的和固定的图像数据的任意组合。 一些或全部图像数据可以按二 进制数据、位图数据、页面说明代码或其组合来储存。例如，页面描述语言
(PDL)，如附录或打印机命令语言(PCL)可以在一些实施例中用来定义和解 释图像数据。因此， 一个数据系统可以用电子学方法控制水喷射单元214的 水溶液将一些或全部不同型式的图像数据(或其任一部分)所描述的图像(或 负图像)印刷到感光板滚筒206上。该负图像可以是纸的每一部分都不接收 墨的图像。如果一滴水溶液没有放在感光板滚筒206上的一个点上，则在通 过水喷射单元214之后，那个点将只从上墨单元202接收墨。
在本发明的一些实施例中，真空源或热源215可紧紧位于水喷射单元 214之后或在其附近。在一些实施例中，真空源或热源215可与水喷射单元 214结合在一起。该真空源或热源是用来降低由水喷射单元214喷出的水溶 液个别液滴的大小。该液滴由水溶液通过吹风、干燥，和/或加热的方法印刷 到感光板204或感光板滚筒206上。对该水溶液液滴大小的控制可以增进印 刷图像的质量。
感光板滚筒206完成其回转并将图像传递到橡皮滚筒208之后，便穿过 清洗单元212。该清洗单元可清除墨和/或水溶液的残留物，以致感光板滚 筒206能在下一个回转期间(或在一定次数的回转之后)通过水喷射单元214 再次成像。清洗单元212含有一个旋转式的刷子、 一个带有清洗溶液的滚轮、 一根带子、 一个用清洗溶液处理过的清洗巻筒、 一个用以输送热和/或空气 的装置、 一个静电的装置或任何其它从感光板滚筒206清除墨、水溶液残留 物，或清除两者的适用装置。在一些实施例中，橡皮滚筒208也有一个类似 于清洗单元215的清洗系统用以在图像已转印到巻筒纸216上之后，从橡皮 滚筒208上清洗任何残留的材料。
在一些实施例中，对于一个通过传统平版印刷技术刻蚀到感光板204上 的印刷任务，感光板滚筒206可具有全部的静态数据。然后用水喷射单元214 在感光板204的特定部分上形成由变量或半固定图像数据代表的易变部分的
成像。
另外一些实施例未使用感光板204。而作为替代，感光板滚筒206的表 面可以进行处理、加工，或碾磨，以便从水喷射单元214接收水溶液。另外， 感光板滚筒206还可以进行处理、加工，或碾磨，以便容纳静态数据成为能 接收水溶液而结合易变数据。在本发明的这些和任何其它实施例中，如果需 要，图像可直接转印到巻筒纸216上从而整个删除橡皮滚筒208。
在一些实施例中， 一个或多个感光板204、感光板滚筒206和橡皮滚筒 208可被定制或设计成能与不同特性的水喷射单元214或水溶液工作。众所 周知， 一个或多个这类感光板和滚筒可被特殊地加工或碾磨成只接收由特定 分辨率或点大小印刷头喷出的溶液。这类感光板和滚筒也可被特殊地加工或 碾磨成只接收一些类型的水溶液而拒绝接收其它类型的水溶液。例如，这类 感光板和滚筒可以接收的溶液具有一定的体积、比重、粘度或任一其它性质， 却拒绝接收超出要求参数范围的溶液。这样就可以防止外来试剂的污染，只 允许一种水溶液用于印刷过程，而另一种水溶液(具有不同物理性质)用于 清洗过程。其它的一些实施例则使用具有一般效果的普通感光板以及滚筒。
如图3所示，印刷平台300包括水喷射单元314和清洗单元312，这一 个或两个单元可安装和使用在橡皮滚筒308上而不是在感光板滚筒306上。 如上述有关图2所示，印刷平台300也可包括位于感光板滚筒306上方的上 墨单元302。在本发明的实施例中，感光板滚筒306和感光板304在通过上 墨单元302后在其整个表面上接收上墨而完全地用墨覆盖。然而，橡皮滚筒 308由前述的水溶液形成易变图像，这样，墨只转印到橡皮滚筒308的特定 部分，并进一步转印到介于橡皮滚筒308与压印滚筒310之间的巻筒纸316 上。当水喷射单元314与橡皮滚筒308合用，并与感光板滚筒306相对时， 可使用较高容积的水溶液以获得较快的成像和再成像。这是由于橡皮滚筒 308的物料的特性以及表面特征，其中包括橡胶覆盖物能阻止水溶液液滴的 铺展。
水喷射单元和清洗单元也可安装成其它的配置。在如图4所示的实施例
中，印刷平台400可使水喷射单元414和清洗单元412的布局具有更多的伸 縮性。在图4的实施例中，橡皮滚筒用环状传动带408来代替。在其它一些 实施例中，环状传动带408的长度可调以提供各种附加装置或更方便安置水 喷射单元414以及清洗单元412。可将水喷射单元414和清洗单元412安装 在沿着环状传动带408的任一适当位置上。在如上述的图2以及3中，印刷 平台400也可在环状传动带408和压印滚筒410之间包括上墨单元402、感 光板滚筒406、感光板404和巻筒纸416。如上述图3中的橡皮滚筒308，环 状传动带408可由水溶液形成易变图像。以致于墨只转印到环状传动带408 的特定部分并进一歩转印到巻筒纸416上。
图5和6描述本发明的一些实施例。如图5所示，印刷平台500包括感 光板滚筒506，用来转印墨到橡皮滚筒508上。如前所述，印刷平台500也 可包括上墨单元502、感光板504、橡皮滚筒508、水喷射单元514、清洗单 元512、巻筒纸516以及压印滚筒510。在一些实施例中，如图6中的印刷 平台600，图5的感光板和橡皮滚筒可用单个的成像滚筒608来替代。在图 5和6的两个实施例中，墨转印到接触印刷介质(例如，巻筒纸516或616) 的滚筒上，而不考虑要印刷的图像。 一旦墨转印到该滚筒，水喷射单元514 或614将在墨层上喷射水溶液到那些墨层不该转印到巻筒纸的地方。在一些 实施例中， 一种凝胶(例如， 一种以硅树脂为基础的凝胶)可用来替换该水 溶液。
如图7所示，水溶液或凝胶滴704阻止墨702转印到印刷介质，即在成 像滚筒708和压印滚筒710之间的巻筒纸716上。如果该印刷介质太具有吸 引力，则在印刷介质与成像滚筒脱离接触之前，印刷介质可能吸收全部的水 溶液或凝胶以及一些墨。这样，如果该印刷介质太具有吸引力，水溶液或凝 胶只能减轻(或洗去)那个水溶液或凝胶覆盖部位的图像。相反，如果使用 一个高度光泽或塑料的印刷介质，墨可能被阻止转印到该印刷介质上，因为
像这样的印刷介质不吸收堵塞墨702的水溶液或凝胶滴704。不管怎样，没 有水溶液或凝胶滴704保护层覆盖的墨702会被转印到巻筒纸716上。
如在图5-7中显示的一个实施例有一种好处，就是可以不需要清洗单元。 因为成像滚筒708经常由墨702在其全部表面上上墨，此操作不需要在任一 部分清洗墨。图5和6显示了一个清洗单元，可用于洗掉那些可能已经干燥 或堆积的墨。此外， 一种真空源或热源(如图2中的真空源或热源215)可 用来替代或再增补该清洗单元。用来当该成像滚筒在再次通过上墨单元之前 干燥成像滚筒以除去任何过量的水溶液。因此，真空源或热源也可以用来在 再次上墨之前除去任何残留的水溶液。
可以改变水溶液或凝胶的性质(例如，粘度或比重)以及印刷介质的性 质(例如，使用粘合纸、光泽纸，或用各种涂敷技术加工的纸)，用以实现 在由水喷射单元印刷的保护负图像与印刷介质之间所期望的相互作用。例 如，当期望一定的图像清晰度时，应选择一种完全不会被印刷介质吸收的水 溶液。但是，如果希望要从水喷射单元的输出物覆盖区域转印一些墨时，则 应使用一种能快速吸收该水溶液的印刷介质使一些墨从该覆盖区域转印。
图8说明本发明的另一个实施例。印刷平台800包括上墨单元802，用 来把墨涂敷到成像滚筒808上的。然而，水喷射单元814是用来印刷要转印 到印刷介质(例如，在成像滚筒808和压印滚筒810之间的巻筒纸816)上 图像的正图像。水喷射单元814在墨层上面用水溶液或凝胶形成该正图像。 该"印刷的"层是用来保护在该区域中的墨，即要转印到该巻筒纸上的墨。
一旦该正图像被保护，旋转成像滚筒808紧接在后面遇到的是溶脱系统 818。溶脱系统818是用来除去在成像滚筒808上未被保护的墨。换句话说， 从该成像滚筒上除去未被水喷射单元814保护的，并与要印刷的图像没有关 系的任何墨迹，溶脱系统818可能是一系列空白的巻筒纸，能从该成像滚筒 上除去未被保护的墨。溶脱系统818也可使用描述如下反向型的滚轮。然后， 将受保护墨图像转印到印刷介质。
受保护墨图像的转印可通过把保护水层和受保护墨两者都转印到巻筒
纸816。换句话说，溶脱系统818可以清除保护水层，所以原先受保护的墨 可以在没有保护水层的情况下转印到巻筒纸上。在一些实施例中，溶脱系统 818可以在清除保护水层的同时，清除未保护的墨(也就是，墨没有被保护 水层所覆盖)。只留下原先受保护的、要转印到巻筒纸816上的墨。在这样 的实施例中， 一种反向型滚轮可以用来除去未保护的墨和水溶液。反向型滚 轮也可用来将除去的墨回收到上墨单元802去。换句话说，可以通过溶脱系 统818利用还没有使用过的墨。可使用任何其它适用的方法将受保护的墨图 像转印到巻筒纸816上。
图9的印刷平台900可用来说明本发明的另一个可替的实施例。在一些 描述于图9的实施例中，水喷射单元914将一种含有表面活性剂的水溶液印 刷到成像滚筒908上，而该表面活性剂含有嵌段共聚物。这种表面活性剂的 一个实例是BASF生产的表面活性剂Pluronic F-127,这是一种基于环氧 乙垸和环氧丙垸的嵌段共聚物。这些表面活性剂可以用来改变成像滚筒908 在亲水和亲脂之间的表面特性。
例如，水喷射单元914可用来将一个正图像印刷到成像滚筒卯8上。而 一个热源，如干燥器918或其它任何适用的除去水的单元，都可以用来干燥 水溶液。这样，嵌段共聚物会留下，并被粘结到由水喷射单元914所印刷的 那个成像滚筒908上的部位。嵌段共聚物应该如此选择，即当其一端与成像 滚筒的表面材料粘结时，则另一端则是亲脂的。如果使用的是天然亲水的成 像滚筒，水喷射单元914印刷嵌段共聚物处应是亲脂，而没有印刷处是亲水 的。该成像滚筒可适用于已知的平版印刷工艺中。例如，墨可通过上墨单元 902涂敷到成像滚筒908上，该图像可进一步转印到印刷介质上(例如，在 成像滚筒908和压印滚筒910之间的巻筒纸916)。
图9的实施例也可包括清洗单元912。该清洗单元可选择地性连接成像 滚筒908。因为嵌段共聚物表面活性剂实际上己连接在成像滚筒908上，不
可能通过机械方法移开。换句话说，该成像滚筒可以重复使用，似乎是一个
标准的平版。当控制印刷的数据系统确定资料需要改变时，清洗单元912可
以选择性地去除一些嵌段共聚物。例如，可以使用能使嵌段共聚物与成像滚 筒之间的粘结失效的一个化学品在一定部位去除嵌段共聚物。在此领域工作
的技术人员会判明任何适用去除嵌段共聚物与成像滚筒908之间的粘结的方 法，并使用该方法选择性地去除嵌段共聚物。例如， 一种还原剂可用来使嵌 段共聚物和成像滚筒908之间的粘结失效。
在图9所示的一个实施例中，水喷射单元914可将一个负图像印刷到成 像滚筒卯8上。在该实施例中，最好使用一种天然亲脂的成像滚筒和一种在 水溶液中的嵌段共聚物表面活性剂。其自由端是亲水的，也就是与该端相对 的端是粘结在成像滚筒上的。此外，水溶液干燥后留下粘结的表面活性剂， 使成像滚筒908可以重复使用。如前所述，利用带有一种可接受中和溶液的 清洗单元912，在适当的时候可以选择性地去除该嵌段共聚物。
在图9的另一个实施例中，可使用带电荷的嵌段共聚物表面活性剂分子。 因此，可以利用电子仪器控制在成像滚筒908与表面活性剂之间的粘结。换 句话说，水喷射单元914可将带电荷的表面活性剂喷在所期望的位置。该表 面活性剂所带电荷的性能允许其能物理粘结到成像滚筒908上。于是，清洗 单元912可选择性地施加一种中和电荷来去除该表面活性剂。
另一方面，成像滚筒908具有可以控制的带电荷表面，可改变在成像滚 筒的特定部位和于特定的时段内带电荷的性质。换句话说，成像滚筒908上 的特定部位可能在带正电荷和带负电荷之间转换，以便在印刷作业中适当的 时段内吸弓I和排斥该类表面活性剂。
如上所述，具有不同性质的嵌段共聚物表面活性剂可以和具有不同原料 特性的成像滚筒一起使用，形成一种具有选择性亲脂而又亲水表面的成像滚 筒。在表面活性剂和成像滚筒表面之间的物理粘结可使成像滚筒多次重复同 一特性或在成像滚筒任一特定的旋转中选择性地改变图像。通过利用成像滚
筒的原料特性和嵌段共聚物表面活性剂，可以实现一种能长期使用的，但又 是可变的成像系统。该成像系统具有已知的平版印刷技术的质量。
上述的表面活性剂可有不同的型式(例如，固体、粉末、水溶液、凝胶， 等等)。按照本发明的原则，可以使用任何一种合乎需要的型式。
图10说明本发明的另一个实施例。图10显示了已知的平版印刷平台
1000 (例如，上墨单元1002、感光板滚筒1006、橡皮滚筒1008和压印滚 筒IOIO)。但是，自平版印刷平台1000的上游，涂敷单元1016和水喷射单 元1014已经安装好了。在图10中的实施例中，标准平版印刷的感光板可蚀 刻了一个特定任务的静态数据。然而，该感光板的一部分可能专供可变数据 之用(例如，感光板IIOO可包括一个或多个可变的图像盒，诸如盒1102和 1104，见图11)。相当于该可变图像盒的平版印刷感光板的部分可成为在该 可变图像盒全部表面上能接收的墨(即当该平版印刷感光板的可变图像盒部 分通过该上墨装置时，其全部长方形面将接收墨)。
用水喷射装单元1014将可变图像的负图像直接印刷到巻筒纸1012上以 生成可变图像。在巻筒纸1012到达水喷射单元1014之前，巻筒纸1012可 进行涂敷以阻止巻筒纸1012吸收水溶液。从而，当接收可变图像的部分巻 筒纸1012与为可变图像转印墨部分的橡皮滚筒1008相接触时，巻筒纸1012 只在没有被水喷射单元1014预先印刷的表面上才选择性地接收墨。标准平 版印刷平台的操作是在重复地印刷同样的图像(例如， 一个固体矩形)。然 而，由水喷射单元1014首先形成负成像的巻筒纸1012选择性地接收在橡皮 滚筒1008上的固体矩形中的墨来生成巻筒纸1012上的可变图像。
涂敷单元1016可能是一个自身完全的平台用来涂敷涂层。换句话说， 涂敷单元1016可以是任一适当的装置用于在巻筒纸1012上涂敷涂层，以降 低其吸收水溶液的能力。例如，涂敷单元1016可包括一个喷射器，在巻筒 纸1012上喷射相应的溶液。该溶液能阻止巻筒纸1012吸收全部或一部分水 溶液。
在任一上述的实施例中，可用单一的成像滚筒取代橡皮滚筒和感光板滚 筒的结合，而反之也行。无论如何， 一个低对比的成像/橡皮滚筒应与一个硬 的压印滚筒配对(例如， 一个硅树脂成像/橡皮滚筒和一个钢制压印滚筒)。 或者反过来也行， 一个高对比的成像/橡皮滚筒应与一个软的压印滚筒配对 (例如， 一个陶瓷材料的成像/橡皮滚筒和一个橡皮压印滚筒)。
在一些实施例中， 一个"无水"装置可使用一种硅树脂成像滚筒。在上 述的实施例中，成像滚筒可能具有一个完全疏油的硅树脂表面。正如在无水 平版印刷技术中所熟知的，这样的滚筒可通过成像技术(例如，蚀刻)，使 滚筒的部分表面变成亲油的。由于该硅树脂是天然疏油的，不需要在将墨涂 敷到滚筒表面上之前先润湿该滚筒。在本发明的一些使用硅树脂成像滚筒的 实施例中，可能用到一种水溶液，其中含有以硅树脂为基础的表面活性剂或 其它可能既亲油又吸引成像滚筒硅树脂表面的其它适用原料。于是，成像滚 筒可能按照在此描述的本发明的原则使用这样的水溶液可变成像。必要时可 使用一个适当的清洗单元从成像滚筒上清除任何残留水溶液或墨。
如图2-10所示，多个平台可以安装成系列来生产印刷品。显示于图12 中的印刷机1200包括了这样的多个印刷平台的配置。例如，在完成四色印 刷时，按照CMYK四色作业，每个平台1202、 1204、 1206和1208负责印 刷蓝绿色、絳红色、黄色或黑色中的一种。每个平台可由自己的光栅图像自 动显影机("RIP")或控制器控制，如控制器1210、 1212、 1214和1216。 控制器1210、 1212、 1214和1216可以以硬件和/或软件形式执行。例如，像 印刷机驱动器中的一部分。
整个印刷作业可以用单一的数据系统来管理。如数据系统1218控制RIP 控制器1210、 1212、 1214和1216。依次分别地控制1202、 1204、 1206和 1208平台。数据系统1218可能通过数据库1220和可变的数据来源1222而 配置有用户输入端1224。数据库1220可包含图像数据、信息、 一对一交易 数据等。
在一些实施例中，数据库1220含有用于该印刷任务的全部格式信息和 静态的图像信息，而可变数据来源1222含有全部的可变数据。例如，用户 输入端1224可提供用户的数据(例如，格式和内容特选)到数据库1220。 可变数据来源1222可储存个性化的文本(例如，用户的姓名和地址)以及 图形。为了印刷任务数据系统1218可以进入数据库1220以及可变数据来源 1222。数据库1220和可变数据来源1222可包括任一适宜储存装置或储存机 制(例如，硬驱动器、光导驱动器、RAM、 ROM以及混合型储存器)。印 刷机1200可通过滚动或展伸进料1226来加料。印刷机的印刷品1228可以 是巻筒或散页。另外，印刷机1200的印刷品1228可能是全装订的或者是为 任选的，并为后加工处理做准备。
一个或几个在以上实施例中描述的水喷射单元、清洗单元、溶脱系统， 以及真空或加热装置可由数据系统1218进行电子控制。例如，在一个典型 的应用方案中，数据系统1218可从数据库1220和/或可变的数据来源1222 进入光栅图像数据(或任一其它型式的图像数据，包括位图数据、向量图形 图像数据或其任意的组合)。在一些实施例中，图像数据以页面说明代码来 储存，诸如附录、打印机控制语言(PCL)或任何其它的PDL代码。页面说 明代码可在较高的水平上代表该图像，即比实际的输出位图或输出光栅图像 的水平更高。不管该图像数据是如何储存的，数据系统1218能使本发明的 水喷射单元将一个代表在水溶液中的图像数据(或其任一部分)的一个负图 像印刷到感光板或感光板滚筒上。在一些实施例中，如上所述，只有可变的 图像数据所代表的数据才可能在水溶液中被印刷到感光板或感光板滚筒上。
使用者可以从单一数据系统，如数据系统1218，利用形态滞后技术来控 制整个印刷作业。形态滞后与作用于同样资料的多路易变印刷装置的时间控 制有关。 一些数据可能需要用一个印刷平台，然而数据的另一部分可能需要 用另一个印刷平台在同样的资料上印刷。在这方面，需要延迟数据传输到后 面的印刷平台，因为在到达后面的平台之前，该资料可能要经过数个中间平
台。通过有效地管理形态滞后，可改善图像的解析度和布局。
本发明各种实施例中的水喷射单元可排列成若干式样。例如，图13显
示了个别水喷射单元1302在滚筒1300中的交错排列配置。印刷头部分重叠， 即把一个印刷头的印刷宽度与第二个印刷头的印刷宽度联结在一起，这就是 通常所说的缝合。缝合考虑到多印刷头的精密校直，所以不存在会产生肉眼 可视的差别。
这类水喷射单元可以是知名的印刷墨盒，如由HP, Lexmark, Spectra, Canon等生产的印刷墨盒。 一个喷射单元可以有任何数量的小孔用于喷出水 溶液。如图13所示，水喷射单元1302可在其边界处相互重叠，以避免在这 些水喷射流之间存在任何间隙。这样可以保证使感光板滚筒上的每一个可能 的部位都能成像。
另一方面，水喷射单元1402可排列成串联式，如在图14所示的滚筒1400 内。图15说明另一种选择，其中水喷射流1502在滚筒1500内形成单个单 元，而不是多个单元。单个单元可确保在每个水喷射流之间距离是一致的。 而多个单元是所期望的，因为这是降低日常维护和更新费用的一种方法。这 类水喷射单元可被安排成任一合适的布局，该布局可使水溶液能在感光板滚 筒或橡皮滚筒上任何一个期望的部位上定位。
图16显示了一个实施例，说明水喷射流1602沿着水喷射单元1600的 一种可能布局。水喷射流1602可排列成串联式、交错式，或任一合适的形 式，使每一滴水溶液能被喷射到感光板滚筒或橡皮滚筒的任何一个部位。
图17显示了与本发明原则一致的印刷机产生的印刷样品1702。感光板 或橡皮滚筒的每一次旋转1704, 1706, ....N就可能产生含有如文件1705， 1710和1712所示的一种静态图像和两种可变图像的文件。静态和可变信息 的任意组合都可由这样的印刷机印刷产生。此外，滚筒的一次旋转并不需要 与印刷品的一页相匹配。取决于滚筒的大小， 一些滚筒的旋转可印刷出许多 页文件来，然而其它滚筒的旋转可能只印刷出一页印刷品中的一部分。
本发明的高速可变印刷装置和方法可用在许多平版印刷的应用中。例 如，本公开的装置和方法非常适合高质量一对一的市场应用，例如，直接邮 寄、广告宣传、声明书、和账单票据等。本发明也能很好地适合于其它方面 的应用，包括印刷人格化的书、期刊杂志、出版物、广告宣传画和展览品。 本发明的高速可变印刷装置和方法也可促进任何一种上述印刷品的后处理 工艺(例如，装订和精加工)。
可以理解，以上所述的仅仅是本发明的一些原则的说明，而不同的改进 可以由熟练的技术人员在不违背本发明的范围和精神的前提下实现。例如， 在本方法中已被描述的一些步骤的次序并不是一成不变的，而是在需要时可 以加以改变。此外，不同的步骤还可以通过各种各样的技术得以实现。
权利要求
1、一种可变印刷方法，其过程包括将墨涂敷到一滚筒上；将一种水溶液涂敷到墨上形成一负图像；以及将着墨的一正图像转印到一印刷介质上。
2、 如权利要求1所述的方法，该方法还包括，在将水溶液涂敷到墨上 之前先接收图像数据，其中该负图像至少一部分是以该图像数据为基础的。
3、 如权利要求1所述的方法，其中将该水溶液涂敷到墨上的过程包括 将该水溶液印刷到墨上。
4、 如权利要求3所述的方法，其中至少用一个喷嘴完成该印刷。
5、 如权利要求1所述的方法，其中将该水溶液涂敷到墨上的过程包括 将该水溶液喷射到该滚筒上。
6、 如权利要求5所述的方法，其中至少用一个喷墨头完成该喷射。
7、 如权利要求1所述的方法，其中该水溶液由水、乙二醇和丙二醇中 的一种或多种组成。
8、 如权利要求1所述的方法，其中该水溶液含有一种表面活性剂。
9、 如权利要求1所述的方法，其中转印着墨的该正图像的过程包括， 用大体上相等的压力将该正图像印刷到该印刷介质上。
10、 如权利要求1所述的方法，其中该水溶液包含一凝胶。
11、 一种可变印刷装置，该装置包括 一将墨涂敷到一橡皮滚筒上的上墨装置； 一将水溶液涂敷到墨上以形成负图像的水喷射装置； 一用于将着墨的一正图像转印到一印刷介质上的压印滚筒。
12、 如权利要求11所述的装置，其中该水喷射单元在向墨上涂敷水溶 液前接收图像数据，其中该负图像至少一部分是以该图像数据为基础的。
13、 如权利要求11所述的装置，其中该水喷射单元将水溶液印刷到墨上。
14、 如权利要求13所述的装置，其中该水喷射单元至少有一个喷嘴。
15、 如权利要求11所述的装置，其中该水喷射单元将水溶液喷射到墨上。
16、 如权利要求15所述的装置，其中该水喷射单元至少有一个喷墨头。
17、 如权利要求11所述的装置，其中该水溶液由水、乙二醇和丙二醇 中的一种或多种组成。
18、 如权利要求ll所述的装置，其中该水溶液含有一种表面活性剂。
19、 如权利要求11所述的装置，其中该橡皮滚筒用大体上相等的压力 将该正图像印刷到该印刷介质上。
20、 如权利要求ll所述的装置，其中该水溶液包含一凝胶。
21、 一种可变印刷装置，其包括 一用于用墨涂敷一滚筒的单元；一用于将一种水溶液涂敷到墨上以形成一负图像的单元；以及 一用于将着墨的一正图像转印到一印刷介质上的单元。
22、 如权利要求21所述的装置，其还包括一在将水溶液涂敷到墨上之 前先接收图像数据的单元，其中该负图像至少一部分是以该图像数据为基础 的。
23、 如权利要求21所述的装置，其中该涂敷水溶液的单元包括一将该 水溶液印刷到墨上的单元。
24、 如权利要求23所述的装置，其中该用于印刷的单元至少含有一个 喷嘴。
25、 如权利要求21所述的装置，其中该涂敷水溶液的单元包括一将该 水溶液喷射到墨上的单元。
26、 如权利要求25所述的装置，其中该用于喷射的单元包括至少一个 喷墨头。
27、 如权利要求21所述的装置，其中该水溶液由水、乙二醇和丙二醇中的一种或多种组成。
28、 如权利要求21所述的装置，其中该水溶液包含一表面活性剂。
29、 如权利要求21所述的装置，其中该用于转印着墨的该正图像的单元包括一用大体上相等的压力将该正图像印刷到该印刷介质上的单元。
30、 如权利要求21所述的装置，其中该水溶液包含一凝胶。
全文摘要
本发明公开了一种高速可变印刷置以及方法。本发明把喷墨技术和平版装置结合起来，创造了一种充分可变并且高品质的印刷装置。墨水被涂敷在一印刷滚筒上，向墨水上涂敷一水溶液形成一负图像，最后将着墨的正图像转印到印刷介质上。本发明的装置和方法可被使用于高品质的一对一交易应用。
文档编号B41J2/005GK101389483SQ200780006171
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月21日 优先权日2006年2月21日
发明者亨克·哈恩, 凯文·J·胡克, 安东尼·B·迪约瑟夫, 安东尼·V·莫斯卡托, 西奥多·F·小卡曼 申请人:西奥多·F·小卡曼;安东尼·B·迪约瑟夫;凯文·J·胡克;亨克·哈恩;安东尼·V·莫斯卡托