打印机油墨干燥器单元的制作方法

在打印操作中，液态打印物质，诸如油墨、定影剂、底漆和涂层可应用于基材。承载这样的物质的基材可被干燥，例如，使用热空气对流、红外线干燥器、近红外干燥器、声学干燥器、气体干燥器、射频干燥器、微波干燥器等。

附图说明

各示例现借助于非限制性示例通过参考附图来描述，其中：

图1为打印机油墨干燥器单元的示例的简化示意图；

图2示出被在不同波长的光辐照的不同油墨的吸收效率的示例；

图3示出被紫外光和红外光辐照的油墨层的蒸发速率的示例；

图4示出被紫外光辐照的不同着色剂的吸收效率的示例；

图5为打印机装置的示例的简化示意图；以及

图6为应用于基材的干燥打印物质的方法的示例的流程图。

具体实施方式

图1示出打印机油墨干燥器单元100，其包括蒸发来自打印机油墨的溶剂流体（例如，水、乙二醇等）的至少一个紫外光源。光源102可包括紫外光发光二极管（LED），例如300nm LED、375nm LED、395nm LED或410nm LED。在其它示例中，光源102可包括例如激光二极管或其它激光装置。在示例中，从光源102发射的紫外光与比溶剂吸收效率更高的着色剂吸收效率相关联。干燥器单元100可引起来自包括至少一种着色剂（例如，颜料或染料）的打印机油墨的溶剂流体的蒸发，其中，溶剂流体（例如，水）的加热大体上是由于来自着色剂的热传递。在一些示例中，光源在UV范围内发出相对窄波段的光（例如，具有约20-30nm的带宽），例如具有在200-400nm之间的中心频率。

图2示出以百分比为单位的黄色、品红、青色和黑色水性（即，水基）油墨中的每种的入射辐射能量对入射辐射波长的吸收效率。对于除了黑色油墨以外的所有油墨，基本上存在两个吸收区，高达约1000nm的第一吸收区（其中，着色剂以相对高的效率吸收辐射）以及在约2200nm以上的第二吸收区（其中，油墨的水成分吸收辐射（在着色剂未对吸收明显起作用时，黄色、品红和青色油墨的吸收效率在该点被溶合））。在打印机油墨干燥器单元中的红外热源可例如发出在例如600-3400nm的区域中的辐射，其峰值在约1200nm。此热源不产生非黑着色剂或水的高效加热，意味着能量效率是低的，并且在干燥过程中所消耗的相应功率是相对高的。例如，在此情况下，青色油墨可吸收约30%的吸收能量，而品红和黄色油墨吸收的更少。

此外，黑色油墨在此范围内比其它颜色具有明显更高的吸收效率，其吸收约75%-95%的入射辐射。此不平衡可意味着在黑色油墨下面的物质可能过热，例如，在相同基材上的黄色油墨的区域（考虑到，黄色油墨具有在IR区域中为低的着色剂吸收效率）干燥之前。这可以引起对基材的破坏。

图3示出在红外（IR）干燥和UV干燥之间对油墨层厚度的水性油墨的蒸发速率的关系。如图所示，在层厚度减少时，使用IR的干燥速率下降。这是因为存在更少的水来吸收辐射，如在水蒸发时所看见的。在干燥过程中，油墨层可初始具有约5µm（微米）的厚度，但对于干燥的油墨层，此厚度可降低到1µm或更低的厚度。由于溶剂（在此示例中，为水）吸收是层厚度的函数，与第一层厚度相比，干燥最后几微米的层厚度需要更多的时间和能量。

然而，如本文所提议的，如果使用UV光，则能量被未被蒸发的着色剂高效吸收，因此能量吸收并因此相应的蒸发速率保持在基本恒定的水平。虽然UV光已用在一些打印过程中，例如引起油墨聚合，供应在此过程中的能量剂量是低的，并且处于未引起溶剂蒸发的水平，以便来干燥油墨层。在用于引起聚合时，宽带源（例如，在200nm至1500nm的范围内具有多个强度峰值的光源）可被采用。

图4示出黄色Y、品红M和青色C中的每种的油墨对落入光谱的紫外区域中的入射辐射的波长的吸收光谱。黑色着色剂在此范围内具有基本上100%的吸收效率。示例LED（在此示例中为被标记为UV LED的395nm LED）在其波段内的输出强度也被示出（具有任意的垂直标度），395nm LED为已经可用LED的示例。另一此示例为410nm LED。

对于395nm LED，超过90%的能量吸收效率得以在青色、黄色和黑色中实现，而品红色以约75%的效率吸收能量。因此，在此示例中，吸收效率是相对很好平衡的，不同着色剂吸收效率以小于25%的百分比分离。这意味着不同油墨的加热差别是相对小的，并且油墨应在类似的时间帧中干燥，从而减轻如果油墨在差别大的时间帧内干燥可能导致的过热。在其它示例中，吸收效率可在30%、20%、15%、10%或5%的范围内。在一些示例中，吸收效率可在某一范围内（即，充分相似），使得在具有最低吸收效率的油墨被干燥之前，过度加热和/或由于在具有最高吸收效率的油墨下面的物质的过度加热所造成的损坏是不大可能的或被阻止。

为比较起见，吸收30％入射能量的油墨（例如，如以上讨论的）应使用具有75％吸收效率的油墨产生相同蒸发速率的能量的2.5倍，从而导致额外的能量消耗和关联成本，并且通常是更加昂贵和/或需要更大的装置。

对于实际入射在基材（在此示例中，该基材为不透明的白色基材，诸如纸材）上的任何光，由于其所使用的UV辐射相对接近可见光范围（在一些示例中，波段可在约295-405nm，其与可见光辐射毗连），非吸收UV光的高百分比（例如约95%）可从基材表面反射、通过油墨层向后行进并允许该油墨的进一步吸收。这可与IR辐射形成对比，该IR辐射往往穿透基材而不是被该基材反射，并且可被多孔基材（诸如硬纸板、纸材）中的水分吸收。因此，使用UV减少对基材的加热，继而可以减少在基材中的翘曲。除了被反射并由此提高吸收效率以外，由于UV辐射在水中的吸收为低，这种效果得以补充，因此基材的加热是低的。

图5示出打印装置500的示例，该打印装置包括打印物质分配单元502和干燥器单元504。在此示例中，物质从在打印物质分配单元502下面的位置被传送到干燥器单元504以干燥油墨，例如通过移动带。在示例中，打印装置500可为喷墨打印机、静电复印机、胶版印刷机、柔性版印刷机、凹版印刷机或任何其它的数字或模拟打印机。

打印物质分配单元502分配包含着色剂（例如，颜料或染料）的至少一种液态打印物质。在此示例中，打印物质分配单元502分配溶解或悬浮在水中的青色C、品红M、黄色Y和黑色K着色剂。

在此示例中，干燥器单元504包括紫外光发光二极管阵列506。阵列506的发光二极管被选择或控制为发出在由打印物质CMYK的着色剂吸收的电磁频谱的一部分中的光，使得来自水基打印物质的水的蒸发由来自着色剂的热传递引起。例如，发光二极管阵列506可包括在波长范围300-450nm内选择的带宽中发出辐射的二极管。带宽可为约20nm–30nm。

一般来说，一种或多种光源可被选择或控制成发出在对正打印或待打印的颜色加以干燥是有效的波段。例如，用于干燥例如青色、黄色、品红、绿色、蓝色、紫罗兰等颜色的最有效波段可被识别和用于控制或命令光源的选择。在一些示例中，对于应用或预期在特定打印操作中的油墨，所发出的光的波段可根据干燥效率和/或提供相对平衡的干燥时间来控制或选择。

在此示例中，阵列506可包括经操作发出不同波段的LED，和/或由阵列506的一个或多个LED所发出的光的波长是可控的。阵列内的LED可根据打印或待打印颜色或颜色的组合来选择或控制。

图6为干燥在基材上的打印物质的方法的流程图，该方法包括，在方框602，辐照承载溶剂基打印物质的基材，该溶剂基打印物质包括着色剂，该着色剂通过辐射引起其溶剂的蒸发。辐射波段为，在方框604，使得着色剂（例如，颜料可作为悬浮在溶剂中的颗粒来供应）被加热。在方框606，热量从着色剂传递到溶剂流体。该辐射可被选择以提供用于给定着色剂的至少最小吸收效率（例如，对于其中的任何或全部着色剂，至少70%的辐射吸收效率）。对于一些着色剂，这可能意味着用中心波段在200nm至410nm之间的辐射波段来辐照基材。

本公开参考根据本公开的示例的方法、装置和系统的流程图和/或框图来描述。虽然上述的流程图示出具体的执行次序，但该执行次序可以和所示出的执行次序不同。

虽然该方法、装置和相关方面已参考某些示例来描述，但是可在不脱离本公开的精神的情况下进行各种更改、变化、省略和替换。因此，该方法、装置和相关方面可意在仅被附属权利要求及其等效物的范围限制。应指出，上面提及的示例说明而非限制在本文所述的内容，并且在不脱离附属权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员应能设计出许多替代实施方案。

词语“包括”并不排除除了在权利要求中列出的内容以外的元件的存在，“一”或“一个”并不排除多个，并且单个处理器或其它单元可执行在权利要求中列出的若干单元。

任何从属权利要求的特征可与独立权利要求或其它从属权利要求中的任一者的特征组合。关于一个示例描述的特征可与另一示例的特征组合。