CN109313407A - 涂有底漆的基材的用以评估干燥状态的在线表面电阻测量 - Google Patents

Abstract

提供了用于测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度的设备和方法。在实施方案中，该设备包括多个测量电极，这多个测量电极被侧向间隔开以便当基材通过在线底漆涂布系统进给时、在向基材施加底漆之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面。将电阻测量单元设置成为干燥度测量设备的一部分，以便在使用中测量位于基材的涂有底漆的表面上的不同的测量电极之间的涂有底漆的基材的表面电阻。在干燥度测量设备中设置控制器，该控制器被布置成在使用中：接收测量到的表面电阻值并基于测量到的表面电阻值产生干燥度曲线，该干燥度曲线表示在基材电极间距的方向上在基材上的多个位置处的底漆的干燥度。

Description

涂有底漆的基材的用以评估干燥状态的在线表面电阻测量

背景技术

使用数字打印机可以实现将图像高质量且高生产率地打印到基材上，这些数字打印机使用打印引擎将诸如电子油墨或基于液体调色剂的油墨之类的打印液体沉积到基材上。使用打印液体而非干燥的打印物质的打印技术的一个示例是液体电子照相打印，该液体电子照相打印使用悬浮在润湿剂中的带电打印颗粒。在某些基材(例如某些纸张、塑料和膜)上，如果首先为基材涂布一层数字打印底漆(primer)物质，则来自数字打印机的打印液体可以更好地粘附。

因此，在诸如数字打印机之类的某些打印系统中，可以设置在线底漆涂布系统，以便可选择地在以打印引擎中的打印流体打印该基材之前或期间的工艺阶段中为基材在线(而非涉及预先准备好的基材的离线)涂布一层底漆。在涂布/打印过程中，可以设置底漆的干燥阶段，这是因为底漆的干燥状况会直接影响打印液体转印到基材的能力并由此可能影响打印质量。

附图说明

本文中，参考附图描述了多种示例，其中：

图1示出了用于测量在在线底漆涂布系统中使用的基材的电阻/干燥度的电路的示例；

图2A示出了图1的干燥度测量电路的剖视详图，但更为详细地示出了示例性单个测量电极对布置结构和接地电极布置结构；

图2B示出了示例性干燥度测量电路的剖视图，但该电路具有两个测量电极对布置结构，其对应于图2A示例中详细示出的单个布置结构；

图2C示出了图2A中所示的示例性单个测量电极对布置结构的这一对测量电极中的单个测量电极的截面图；

图3A示出了另一示例性测量电极布置结构的侧视图，在该布置结构中，沿着辊子构件布置有多个环状测量电极而非电极对；

图3B示出了来自图3A中所示的示例性测量电极布置结构的一侧和上方的视图；

图4示出了说明了用于测量涂有底漆的基材的干燥度的示例性过程的流程图；

图5A至图5E是示意性地示出了根据一个示例的表示针对一系列不同的空气流速和温度的基材的表面电阻相对于时间的电压的曲线图；

图6示意性地示出了根据一个示例的针对一系列不同的空气流速和温度的表面电阻值；

图7A和图7B是示意性地示出了根据一个示例的基材的湿度相对于气流温度和以赫兹(Hz)为单位的流量(capacity)(基于风扇旋转频率)的经验结果的曲线图；和

图8示意性地示出了具有在线底漆涂布系统的打印系统，该在线底漆涂布系统结合有干燥度测量单元，该干燥度测量单元包括图1到图3B的示例性干燥度/电阻测量电路中的任一种。

具体实施方式

本公开提供了用于数字印刷机或打印机的在线底漆涂布系统的示例性设备和方法，其连续(或在时间上离散地)评估打印基材的表面上的底漆涂层或另一打印液体的干燥度。从底漆涂布系统可以形成连续序列的打印系统操作(例如底漆涂布、底漆干燥、干燥度测量和打印)的整体部分的意义上来说，该底漆涂布系统是“在线的”，尽管这些操作中的至少一些可以并行执行。在线底漆涂布系统中的底漆干燥度的测量可以在干燥操作期间以及在数字打印操作之前执行，其中，在不同时间和/或在基材的不同表面位置或表面区域中进行的干燥度测量的反馈被提供到干燥系统单元，用于提高干燥过程的效率和/或有效性。

底漆的示例包括基于溶剂的底漆剂。水是可被用在该底漆中的溶剂的一个示例。提供示例性设备、方法和机器可读指令以测量和评估打印基材上的底漆涂层的干燥度。在一些示例性实施方案中，涂有底漆的基材的干燥度的指示被表示为干燥度曲线或干燥度度量值，其表示底漆干燥度横过涂有底漆的基材的表面的不同空间位置或延伸区域处是如何变化的。延伸区域可以是在打印方向上横过涂有底漆的基材表面的条带，其中，打印方向可以由基材通过包括在线底漆涂布系统然后包括打印引擎的打印系统的运动方向所限定。在线底漆涂布系统可与作为整个打印系统的一部分打印引擎一起使用(参见图8)。在线底漆涂布系统可包括在线底漆、干燥系统和干燥度测量单元。

示例性设备、方法和机器可读指令向底漆干燥系统的控制器提供反馈(例如干燥度曲线)，以帮助确保在数字打印引擎在涂有底漆的基材上进行打印之前充分干燥该底漆。控制器可包括通用或专用处理电路。可以将干燥度曲线提供给安装在控制器上的操作系统，以使干燥过程能够基于其进行调整。在多种示例中，可以进行电气测量(例如电压、电流、电阻)以提供基材上的底漆层在测量时的溶剂含量的间接表示。由于在底漆干燥时，从底漆层移除了一定比例的水分(水或另一溶剂)，因此电气测量提供了对于底漆干燥度的评估。干燥基材上的底漆层可通过例如施加热量和/或受控空气流加以辅助，并且是包括通过蒸发从底漆层移除水或其它溶剂的传质过程。底漆层可以是固态的、半固态的或液态的，这取决于干燥程度。在示例中，随着干燥进行，基于溶剂的底漆中的水分损失可以被转化为测量到的电阻和/或电导率参数的变化。

图1示意性地示出了用于测量图8的整个打印系统的在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度的示例性设备。该设备包括用于测量涂有底漆的基材的电阻的电路100。电路100可对应于图8的示例性打印系统的干燥度测量单元818。电路100包括：电阻测量单元102、第一电极104、第二电极106、涂有底漆的基材108、电源110、接地114和接地电极115，该接地电极115具有与接地114相连的连接。在该示例中，涂有底漆的基材108是具有有限厚度的平面薄片，并且该薄片的长度沿着底漆涂布和打印方向延伸。同样在图1中示出的是流过涂有底漆的基材108的表面的第一电荷流动路径118和从第二电极106穿过基材108的材料流到位于涂有底漆的基材108的与第二电极106与之接触的表面相反的表面上的接地电极115(即，如图1中所示，从顶部到底部穿过涂有底漆的基材108的厚度)的第二电荷流动路径120。由此，第二电荷流动路径120流过大部分的涂有底漆的基材108，而第一电荷流动路径118流过涂有底漆的基材108的表面。

形成涂有底漆的基材108的一部分的基材可以是任何材料，例如但不限于纸张、卡片、塑料、金属、合金、聚合物等。在图1中，涂有底漆的基材108的表面上的底漆层在视觉上并不能与基材本身区分开，如所示。将底漆施加到基材上，以提供可随后通过打印系统或打印引擎在其上进行打印的表面。多种不同的基材可以或多或少地与特定的打印工艺兼容。如上所述，底漆可以被应用于在线底漆涂布系统(参见图8中的810)中，该在线底漆涂布系统可以内嵌在打印系统(参见图8中的800)或打印引擎(参见图8中的820)中、与之搭配使用或与之集成在一起。

在将底漆施加于基材之后，涂有底漆的基材108可在被转印之前被充分地进行干燥。如果底漆并不是足够干燥的，则可能会在印刷过程中与其配合的任何部件上留下有害残留物，并且过量的底漆水分可能阻止打印液体被成功地施加于底漆表面。

底漆可具有高溶剂含量，并且在将底漆施加于基材之后的干燥过程中，溶剂从底漆中蒸发掉。底漆可以被留下以便在室温下在环境中干燥，或者可以通过例如在例如图8的在线底漆涂布系统810中的底漆上方吹过热空气来缩短该过程。例如，在线底漆涂布系统810可以具有一个或多个硬件和/或软件部件，这些部件一起主动地控制涂有底漆的基材所暴露的环境以实现底漆的干燥。这些部件可以被共同视为是提供打印系统或在线底漆涂布系统的干燥管理系统或子系统。

施加到基材的底漆的干燥度与底漆的溶剂(例如，水分)含量成比例。此外，由于底漆的水分含量，导致底漆具有固有的电导率。电导率与电阻成反比，并且同样，由涂有底漆的基材108的表面提供的电阻通常与底漆的剩余水分含量(湿度)成反比。相反，底漆的电阻通常与底漆的干燥度成比例，使得底漆层的电阻随着涂有底漆的基材变得逐渐更为干燥而增大。

为了确保测量到的电阻与由于底漆自身所导致的电阻相关联，而并不是与底层基材相关联的电阻，可以设置示例性干燥度测量设备以通常测量如沿基材108的涂有底漆的表面在二维平面中施加于基材的底漆的表面电阻。因此，在图1的示例性在线底漆涂布系统电路100中，所测量的电阻表示沿着基材的涂有底漆的表面的平面、如在第一电子流动路径118中的电流。基材的在垂直于涂有底漆的表面的平面或通过基材的材料体积(例如，第二电流流动路径120)的电子流/电流方面的电阻效应可被从测量到的电阻信号去掉。

如图1中所示，可以通过将第一电极104和第二电极106彼此间隔开地放置在涂有底漆的基材108上的表面可测量基材108的表面电阻，使得相应的电极并不彼此直接电接触。例如，电极可被彼此间隔开，使得它们跨越基材108的宽度的至少一部分，其中，长度沿着穿过在线底漆的运动方向，该方向可与通过打印引擎的运动方向重合。尽管电极被彼此间隔开，但是电子可通过经由涂有底漆的基材108的表面完成电路而从第一电极104经由第一电荷流动路径118流到第二电极106。注意，常规的电流沿与电子流动相反的方向(即从正向电池端子朝向负电池端子)流动。第一电极104和第二电极106被设置成在使用中在各自不同的表面位置处接触涂有底漆的基材108的涂有底漆的表面(如所示的顶面)。第一电极104被耦合到电阻测量单元102，该电阻测量单元102又被耦合到接地114。电阻测量单元102可以被布置成输出表示第一电极104和第二电极106之间的第一电荷流动路径118中的电流的电阻水平的信号。第二电极106被耦合到电源110，该电源110又被耦合到接地114。

如上所述，为了避免或至少减小基材的体积的电阻效应对电极104、106之间的电流的影响，接地电极115被设置成至少在与一个或两个电极104、106相反的区域中接触涂有底漆的基材108的表面(如所示的下表面)。由此，可以避免对(例如垂直于基材的平面、沿着第二电荷流动路径120)流过基材的电流的任何电阻效应进行测量，这是因为接地电极115传导如在第二电荷流动路径中所示的流过基材流到接地114的任何电流，使得通过基材的电流绕过电阻测量单元102。这意味着沿着第一电荷流动路径118流过基材的表面的电流对由电阻测量单元102进行的测量具有影响，而经由第二电荷流动路径120流动的电流则对其没有影响。

电源110起到电流源的作用，并且电流经由第一电荷流动路径118流动，电子从第二电极106越过涂有底漆的基材108的表面流到第一电极104。电阻测量单元102测量表示越过两个电极的表面电阻的量。在第二电极106和第一电极104之间流动的电流将根据涂有底漆的基材108的在两个电极之间的导电率而变化，该电导率又取决于干燥底漆层的导电率并因此取决于其剩余溶剂含量。作为选择，表面电阻可以被通过在电极上放置欧姆表(未示出)或者放置耦合到第一电极104的电流表以测量第一电极104和接地114之间的电流(例如以安培为单位)来进行测量。可以使用表示表面电阻的任何其它种类的适用测量单元。

提供了一种示例性设备，用于测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度。在一些实施方案中，该设备包括多个测量电极，这多个测量电极被横向间隔开以便在测量期间，在通过在线底漆涂布系统进给底漆时，将底漆施加到基材之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面。该示例性设备包括电阻测量单元，以便用于在使用中测量位于基材的涂有底漆的表面上的不同(不同的)测量电极之间的涂有底漆的基材的表面电阻。测量电极可以在物理形式上是相同的，但可以在涂有底漆的基材108的表面上的相应空间位置中是不同的，测量电极被设置于该表面以便进行测量。作为选择，各个电极可以在物理形式和空间位置上彼此不同。该示例性设备包括控制器，用于在使用中接收测量到的表面电阻值；并且基于测量到的表面电阻值，产生干燥度曲线，该干燥度曲线表示在电极间距的方向上在基材上的多个位置处的底漆的干燥度。该示例可还包括，测量电极和/或接地电极包括圆柱形或环形辊子，以便在使用中接合基材的表面。该示例可具有一个或多个测量电极，每个测量电极还包括与辊子的表面接合的接触杆，接触杆被成形以便在使用中从辊子上刮掉底漆残留物。

提供了一种示例性方法来测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度。在一些实施方案中，该示例性方法包括使用多个测量电极，这多个测量电极横向间隔开以在通过在线底漆涂布系统进给底漆时，在向基材施加底漆之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面。在基材的涂有底漆的表面上的不同的(不同)测量电极之间测量涂有底漆的基材的表面电阻，从而产生干燥度曲线，该干燥度曲线表示在电极间距的方向上在基材上的底漆的干燥度。该示例可以具有被横向越过基材的宽度设置的测量电极，使得它们垂直于或基本垂直于基材的移动方向。在其它示例中，电极布置结构可以沿着基材的长度移动，从而跨越基材宽度的至少一部分。该示例可还包括基于测量到的表面电阻值确定湿度值。

图2A示出了图1的电路100的剖视图，其更为详细地示出了测量电极和接地电极。干燥度测量电路200包括：电阻测量单元202；第一测量电极204，其具有第一滚子轴承204a、第一弹簧加载的接触杆204b和第一弹簧204c；第二测量电极206，其具有第二滚子轴承206a、第二弹簧加载的接触杆206b和第二弹簧206c；涂有底漆的基材208，其位于处于上方的滚子轴承204a、206a和下方的接地电极214之间的平面中；电源210；横向支撑构件218，其可以在垂直于涂有底漆的基材208的运输方向的方向上、通过干燥度测量系统、横向越过涂有底漆的基材208的平面延伸，并且被布置成支撑包括第一电极204和第二电极206的组件；主轴220，其被布置成支撑电极滚子轴承204a、206a。电极滚子轴承204a、206a在图2A中的横截面中示出，但是形成被安装在主轴220上的圆柱或环。电极滚子轴承204a、206a是电极204、206的在使用中接触涂有底漆的基材的用以进行电阻测量的多个部分。其它电极部分提供到电源110和电阻测量单元202的电连接。由电阻测量单元202输出的测量数据被提供给数据记录器224、数据分析单元226和反馈单元228。

图2A的示例性干燥度测量电路200给出了涂有底漆的基材208的针对基材上的处于测量电极204、206之间的区域(范围)中的局部位置的干燥度指示。此外，当测量电极204、206相对于涂有底漆的基材移动时，干燥度指示可以被沿着由电极对扫掠的轨迹为涂有底漆的基材208的表面上的条带提供。可以提供包括两个或更多个测量电极的多个，以便提供涂有底漆的基材208的表面上的干燥度曲线，当涂有底漆的基材208相对于电极轴承204a、206a移动时，测量各个间隔开的电极之间的不同区域。

涂有底漆的基材208可以具有被通过数字打印机的在线底漆涂布系统施加于基材208的面向上的表面的底漆(参见图8)。

涂有底漆的基材208的表面电阻可以在两个测量电极204、206越过基材(使用中)并且垂直于基材的通过方向移动通过数据印刷机上的在线底漆涂布系统时，在电路200中通过这两个测量电极204、206进行测量，这两个测量电极204、206被大致并排(或横向)布置。在一些示例中，电极可以被垂直于涂有底漆的基材通过在线底漆涂布系统的移动轴横向间隔开，但是多个电极中的不同电极可被定位在不同的轴上。当电极相对于涂有底漆的基材208移动时，测量电极之间的横向间距允许沿着分隔开电极的线或在二维表面区域内进行瞬时表面电阻测量。

测量电极204、206的电极滚子轴承204a、206a被布置成在涂有底漆的基材208的涂有底漆的表面上物理地且电气地接触。电极204、206可以被彼此纵向间隔开，使得例如通过相应的电极204、206的纵向轴线(例如通过弹簧加载的接触杆204b、206b的纵向轴线)是平行的并且垂直或大致垂直于涂有底漆的表面延伸。测量电极204、206的接触部分是滚子轴承204a、206a。这些滚子轴承204a、206a被布置成随着基材穿过它们(例如在其下方穿过)而旋转，并且可以在形式上呈圆柱形或环状，其中，圆柱的弧形壁旋转越过涂有底漆的基材208的涂有底漆的层。滚子轴承204a、206a可以是中空圆柱体(环状)，被安装在主轴220上并沿主轴220间隔开，其中，该主轴形成穿过中空圆柱体的开口端的纵向轴线。

接地电极214也可被形成为圆柱体(中空的或实心的)并且被与测量电极204、206反向布置，以在接地电极214在测量电极204、206的滚子轴承204a、206a与接地电极214之间穿过时，起到轻微地压印(物理地且电气地接触)涂有底漆的基材218。测量电极204、206可被粘附在壳体中并由横向支撑构件218支撑，该横向支撑构件218延伸越过干燥床(未示出)的上部。在施加底漆之后，干燥床支撑基材，同时涂有底漆的基材例如通过选择性地引导加热的空气吹过涂有底漆的基材上的至少一些位置(区域)由在线底漆涂布系统的干燥系统816(参见图8)进行干燥。可以使用机器可读程序指令由控制器812(参见图8)控制空气的加热、空气流速和引导。为了使涂有底漆的基材208平滑地通过测量电极204、206和接地电极214之间的压印部(间隙或空间)而不弄脏底漆层，测量电极204、206的表面接触部分可以被形成为轴承，例如由主轴220支撑的滚子轴承204a、206a，这些滚子轴承204a、206a被布置成在基材208从下方通过时自由地滚动。滚子轴承204a、206a被布置成在基材208通过在线底漆涂布系统时在基材208的行进方向上滚动，以允许基材朝向打印引擎继续进行其处理。

滚子轴承204a、206a和涂有底漆的基材208之间的电接触可通过弹簧加载的接触杆204b、206b来实现，弹簧加载的接触杆204b、206b可以由电极弹簧204c、206c推动以接触滚子轴承204a、206a的相应滚动表面。这利用接触力将滚子轴承204a、206a压靠在涂有底漆的表面208上，该接触力取决于弹簧204c、206c的弹性变形。同样，为了允许接地电极214在基材208于接地电极214的圆柱形表面的弧形壁的上方通过时旋转，接地电极214也可被布置或支撑在由轴承(未示出)支撑的主轴上。接触杆204b、206b可以被成形为在使用中从相应的滚子轴承204a、206a上刮去底漆残余物，以防止或至少降低底漆残留物影响(改变)测量到的电阻特性的可能性。滚子轴承204a、206a例如可以是不锈钢滚子轴承。接触杆204b、206b可以例如由石墨形成。

类似于关于图1描述的电路布置结构100，在图2A的干燥度测量电路200中，电源210的正端子被耦合到第一测量电极204。第二测量电极206被通过电阻测量单元202连接，以给出表示涂有底漆的基材208的表面电阻的信号。电源210的负端子同样被连接到接地214。同样被连接到接地222的接地电极214被与测量电极204、206反向(即与电极滚子轴承204a、206a反向)地布置。电阻测量单元202的输出被耦合到数据记录器224，数据记录器224以周期性的时间间隔或可能分散的时间间隔记录测量到的信号值。

数据记录器224还被耦合到数据分析单元226，数据分析单元226又被耦合到反馈单元228，例如，处于串联连接中。数据分析单元226可评估来自电阻测量单元202的接收信号，以确定表示涂有底漆的基材208的表面电阻的度量。反馈单元228可以随后使用该信息来控制干燥系统(参见图8的816)，以控制以下中的一个或多个：气流温度、皮带速度(在皮带控制基材通过在线底漆涂布系统的平移的情况下)、空气流速、空气流量和越过基材的表面的空气流动方向。这允许在适当的情况下控制和调整涂有底漆的基材上的底漆的干燥度曲线。

电源210起到电流源的作用，并且常规的电流从(连接到正电源端子的)第一电极204越过涂有底漆的基材208的表面流到(连接到负电源端子的)第二电极206。电阻测量单元202测量第一电极204和接地214之间的电位差。在第二电极206和第一电极204之间流动的电流可根据两个电极之间的基材208的涂有底漆的表面的导电率而变化。还(或作为选择)可以通过在电极上放置欧姆表或者放置耦合到第一电极204的电流表以测量第一电极204和接地214之间的电流来测量表面电阻。作为选择，可使用表示表面电阻的任何其它类型的测量单元。

涂有底漆的基材208的与未涂有底漆的表面相对应的下侧也通过接地电极214而被耦合到接地，以避免不期望地测量流过基材的电流，该耦合将通过基材208的电流传导到接地并使其从电阻测量单元202绕过。

示例性设备可具有横向越过基材的宽度布置的测量电极，使得它们垂直于基材的通过在线底漆涂布系统的移动方向，该移动方向可与通过打印引擎820(参见图8)的方向相同。示例方法可包括基于测量到的表面电阻值确定湿度值。示例性设备可具有接地电极，以便在使用中与涂有底漆的基材208的相反的未涂有底漆的表面相接触，其中，接地电极被与至少两个相邻的测量电极相反地排列。

图2B示出了图2A的示例性干燥度测量电路200的一部分的剖视图，图2A沿着涂有底漆的基材208的行进方向通过在线底漆涂布系统(在使用中)观看并且示出了被夹置在位于接地电极214和多个测量电极组件200a、200b之间的(具有可变宽度的)空间中的涂有底漆的基材，每个组件都包括一对测量电极。接地电极214被形成为主轴，以具有与两个测量电极组件200a、200b相对的两个扩大的圆柱形部分214a、214b，以与其形成两个相应的“压印部”，这些压印部是与涂有底漆的基材208接合(电接触)的相对窄的区域。在这些基材抓握区域处，接地电极214的扩大部分214a、214b从下方邻接涂有底漆的基材208，并且电极组件200a、200b的相应测量部分从上方邻接基材的涂有底漆的表面。以这种方式布置多个测量电极200a、200b和接地电极214a、214b允许干燥测量单元在基材上的多个不同的位置(电极对之间的点、线或延伸区域)处构建底漆的干燥度曲线。

图2B中所示的两个电极组件200a、200b被支撑在侧向支撑构件218上，该侧向支撑构件218越过涂有底漆的基材208的表面的至少一部分延伸，例如越过垂直于涂有底漆的基材208的行进方向的轴线延伸。在涂有底漆的基材208的下方并且涂有在接地电极214的下方，示出了电机230。电机230可被布置成通过带系统(未示出)或其它形式的运动来驱动接地电极214的旋转，以便在接地214和测量电极204、206之间垂直于所示截面移动基材。在替代示例中，测量电极组件可被布置成相对于固定的或移动的打印基材移动。

图2C示出了穿过第一测量电极204、接地电极214和涂有底漆的基材208的截面图，其中，涂有底漆的基材被在第一测量电极204、接地电极214之间推动以执行电阻测量。该视图示出了位于滚子轴承204a(上方)和安装在主轴上的接地电极214(下方)之间并与之接触的基材208。弹簧加载的接触杆204b提供了电源210和滚子轴承204a之间的电接触。还示出了电极侧向支撑构件218。

图3A和图3B示意性地示出了图2C的布置结构的替代测量电极组件布置结构。代替在被安装在侧向支撑构件218中的主轴220上设置一个或多个圆柱形电极对布置结构，在图3A和图3B的示例中，设置多个(在该示例中为六个)间隔开的环状测量电极304a、306a，其被安装在干燥度测量辊子300上并沿干燥度测量辊子300分布。环状测量电极304a、306a是图2A的布置结构的滚子轴承204a、206a的替代物。第一接触杆304b和第二接触杆306b被布置成触靠在测量电极304a、306a上。接触杆304b、306b可以与对应的第一弹簧加载的接触杆204b和第二弹簧加载的接触杆206b类似是弹簧加载的，如图2A中所示，并且也可以被设置在相似的侧向支撑构件中。注意，图3A示例和图3B示例的第一接触杆304b和第二接触杆306b与环状测量电极304a、306a接触但并不(但可能)与环状测量电极304a、306a一体形成。

为了便于理解，图3B的辊子300被示出为与图1、图2A、图2B和图2C中所示的干燥度测量电路(例如电路100)的其它部件隔离开。与干燥度测量辊子300相结合，接地电极(接地电极214的对应物)待被设置成与辊子300形成压印部。即，在辊子300的环状电极304a、306a与接地电极的至少一个或多个部分之间提供窄间隙，使得，在使用中，当将涂有底漆的基材供给通过在线底漆涂布系统时，通过环形电极306a、306b在窄间隙中与涂有底漆的表面进行电接触。第一接触杆304b和第二接触杆306b可被电连接到测量电路(未示出)，例如包括图2A的电阻测量单元202、数据分析单元226和反馈单元228的电路，以便当基材在涂有底漆的基材表面上的测量电极与位于同一基材的未涂有底漆的表面上的接地电极之间穿过并与这些电极进行电接触时，产生并记录表示涂有底漆的基材在基材的该表面上的一个或多个位置处的表面电阻的数据。

测量辊子300可以具有滚筒轴302，多个测量电极304a、306a被安装在该滚筒轴302上，但是彼此之间通过电绝缘隔圈307间隔开。在使用中，涂有底漆的基材可以在干燥度测量辊子300的下方通过。环形电极304a、306a可以被形成为圆柱形壁，以便与主轴300一起旋转，从而在主轴300越过辊子300时、在它行进通过在线底漆涂布单元时沿着基材的表面而行。滚筒轴302和隔圈307可以被成形，为防止隔圈307围绕主轴302旋转，以将它们保持在主轴302上的固定位置中。隔圈307可具有比测量电极304a、306a窄的外径，以防止隔圈在基材穿过该压印部时接触该基材。作为选择，隔圈307可具有与测量电极304a、306a相同或相似的外径，并且可类似于这些电极，当隔圈307在涂有底漆的基材穿过位于接地电极和(安装在辊子300上的)测量电极304a、306a之间的窄部(压印部)之间时接触涂有底漆的基材时，隔圈307能够自由旋转。

隔圈307由电绝缘材料形成，以便并不为测量电极304a、306a之间的电流提供传导路径。设置弹簧加载的接触杆304b、306b，以能够从电源到旋转的测量电极304a、306b进行电接触。弹簧加载的接触杆304b、306b与测量电极304a、306a的旋转表面进行接触并延伸远离测量电极304a、306a的旋转表面。如所示，这些弹簧加载的接触杆304b、306b可相对于彼此交替偏移，以便于更为容易地连接到测量电路。

尽管图3B示出了沿着滚筒轴302的部分组装好的一系列测量电极304a、306a和隔圈307，电极和隔圈的该布置结构可沿着主轴的整个长度延伸，该主轴的总长度是足够长的以便在基材的整个宽度或部分宽度上形成测量辊子。随后可以在多个电极上进行表面电阻测量。例如，可以在相邻电极之间成对地测量表面电阻，尽管可以使用主轴302上的不同电极的任何数量的组合来测量表面电阻。可以设置开关电路以控制不同测量电极304a、306a之间的电流的施加和测量。

经由多个间隔开的测量电极在涂有底漆的基材108上的多个点处测量表面电阻允许例如使用在图8的控制器812的处理电路上执行的机器可执行程序指令确定基材的表面电阻的曲线。干燥度曲线表示在涂有底漆的基材的表面上的不同位置处和/或沿着其上的不同线和/或在其上的不同区域(离散的或连续的)中的底漆层的干燥度。当涂有底漆的基材在测量辊子300和相对的接地电极(图2A中的接地电极214的对应物)之间通过时，通过使用经由多个测量电极获得的测量数据，可以产生与涂有底漆的基材的在其上进行表面测量的表面上的电接触点相对应的干燥度图。这使得涂有底漆的基材的底漆层的干燥度能够被作为时间的函数和/或作为基材的表面上的空间位置的函数来进行评估，以产生干燥度图。控制器812可使用来自干燥度图的信息来识别正由干燥系统816执行的干燥过程的有效性。例如，可以使用干燥度图来评估干燥的均匀度或干燥的速率。可以识别局部湿斑块(patch)或局部无底漆的斑块，在斑块处，底漆层可能由于有缺陷的涂布过程而是缺失的。

干燥系统的操作参数可包括温度、皮带速度或基材平移速度、空气流速、空气流量(例如基于以Hz为单位的风扇速度)和空气流动方向中的一个或多个。来自干燥度图的反馈可由控制器使用以调整这些操作参数的至少一个子集，从而提高由干燥系统816执行的干燥过程的效率和/或有效性。就将空气流集中在相对湿的底漆的特定位置上而言，例如，可以确定的是，沿着基材的一个或两个边缘的条带或斑块比中心区域包含更多的水分，并且这可通过例如将风扇朝向基材边缘引导和/或选择性性地增大朝向基材边缘引导的风扇的速度设定值来解决。控制器可以考虑通过在线底漆涂布系统的基材的平移速度，以识别先前检测到的局部湿斑块的当前位置。以这种方式，在线底漆涂布系统可以操作以便在打印引擎的入口上获得所需底漆干燥度，以便实现打印液体到涂有底漆的基材的所需粘合，从而有助于确保良好的打印质量并有助于降低弄脏打印基材的可能性。

图4示出了图示说明用于测量涂有底漆的基材的干燥度的示例性过程的流程图。在处理元件402中，使用多个测量电极来测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度，这多个测量电极被侧向间隔开以便在当通过在线底漆涂布系统供给底漆时，将底漆施加到基材上之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面。测量位于基材的涂有底漆的表面上的不同的(不同)测量电极之间的涂有底漆的基材的表面电阻。

在工艺元件404中，产生干燥度曲线，该干燥度曲线表示在电极间距的方向上在基材上的底漆的干燥度。

图5A至图5E示出了相对于用于涂有底漆的基材的在线底漆涂布系统中的时间使用如图2中所示的测量电极组件200测量到的基材的第一电极和接地电极之间的电位差值，涂有底漆的基材已经在干燥系统中经历了一系列不同的空气流速和温度。在图5A至图5E中，较高的电压表示较低的表面电阻，并且因此表示较湿的基材。如可在图5A至图5E中可以看到的那样，随着时间的推移收集数据点，并且当两片涂有底漆的基材在下方通过时，看到采样数据点中的增大电压的‘隆起’，其表明由于干燥底漆的导电率所导致的较低表面电阻。图5A示出了当施加于基材的空气的温度是55℃并且由风扇旋转频率给出的空气流速为50Hz时的基材的干燥度。图5B示出了当施加到基材的空气的温度为77℃并且流动速率为70Hz时的基材的干燥度。图5C示出了当施加到基材的空气的温度为78℃且流动速率为70Hz时的基材的干燥度。图5D示出了当施加到基材的空气的温度为81℃且流动速率为70Hz时的基材的干燥度。图5E示出了涂有底漆的基材的干燥度，其中，并未将热空气流施加到基材的其中底漆仍然是湿的表面。

如可看出的那样，湿底漆产生了对应于较高电压和较低表面电阻的‘隆起’。出于同样的原因，基材的测量到非常高的电阻(较低电压)的区域表示基材的没有施加或几乎没有施加底漆的区域。因此，本公开内容的示例的设备可被用于表示或检测来自涂有底漆的基材的底漆的缺失。

图6示出了已经通过使用一系列不同的空气流速和温度中的一种的干燥系统干燥的对于涂有底漆的基材的测量到的表面电阻的图表。图6共同示出了来自图5A至图5E的数据，并且示出了涂有底漆的基材的表面电阻及因此其干燥度随着施加到基材的热空气的温度和流动速率成比例地增加。

图7A是示意性地示出了基材的测量到的基材的湿度百分比与气流温度之间的关系的曲线图。图7B是示意性地示出了基材的测量到的湿度百分比与空气流量(图7B)之间的关系的曲线图。所绘制的数据基于经验结果。图7A示出了在50Hz的空气流量(即风扇的旋转频率)下相对于气流温度的基材的湿度百分比。应用于该图的趋势线表明打印基材的涂有底漆的表面的湿度与所施加的气流的温度成比例地降低。

图7B是示出在70℃的温度下的基材的湿度相对于空气流量的曲线图。应用于该图的趋势线表明，涂有底漆的表面的湿度与以Hz为单位施加的空气流量成比例地减小。以这种方式测量干燥底漆层的水分含量或正常化的水分含量可被用于校准和验证根据本文中所述的任何一个示例的干燥度/电阻测量电路的测量响应。

所提供的示例性设备或方法可具有控制器，以将干燥度曲线反馈到在线底漆涂布系统，从而响应于所生成的干燥度曲线调整在线底漆涂布系统的操作参数。操作参数可包括以下中的至少一个或多个：温度、皮带速度、空气流速、空气流量、空气流动方向。如果干燥度曲线表明并未检测到底漆或者如果底漆高于湿度阈值，则控制器可产生警报。当基材通过测量电极时，控制器可以卷积干燥度曲线，以产生干燥度随着时间的推移的图谱。

图8示意性地示出了结合有根据上述任一示例的干燥度/电阻测量电路的打印系统800。打印系统800包括在线底漆涂布系统810和打印引擎820。在线底漆涂布系统800包括控制器812、在线底漆单元814、干燥系统单元816和干燥度测量单元818。控制器812被耦合于在线底漆单元814、干燥系统单元816和干燥度测量单元818中的每一个。图8中的虚线表示基材穿过在线底漆涂布系统810的部件和打印引擎820的通过方向，该通过作为顺序底漆涂布和打印过程的一部分。

在示例性操作中，控制器812操作在线底漆单元814以在打印之前将底漆在线地施加到基材的表面。一旦已将底漆施加到基材的表面，干燥系统单元816就由控制器812操作以干燥该基材。干燥系统单元816可将干燥器配置成将空气施加到基材的表面。干燥系统单元816可配置空气温度、空气流速、空气流量和空气流动方向中的至少一个或多个。此外，干燥系统单元816可配置皮带(或其它平移机构)的速度，该皮带使基材移动通过在线底漆涂布系统810并且还可能通过打印引擎820。

干燥度测量单元818如上文参考示例所述测量涂有底漆的基材的表面电阻。该测量数据被用于产生基材的干燥度或水分含量曲线。干燥度曲线表示在涂有底漆的基材的表面上的多个不同点处的基材的干燥度。通过获得当基材通过干燥度测量单元818时，随着时间的推移越过新近涂有底漆的基材的表面的干燥度曲线，可以构建在由干燥系统单元816进行干燥之后和/或期间的基材上的底漆的干燥度图。

干燥度曲线和/或干燥度图数据可被反馈到控制器812，以便调节干燥系统单元816的配置或操作参数。例如，如果干燥度测量单元818生成表示基材上的特定位置处的底漆仍旧是过‘湿’的(即太湿以至于在随后的打印过程中不能促进油墨或其它打印液体的良好粘附)乃至是太湿的，干燥系统单元816可提高气流温度、空气流速和空气流量中的一个或多个。干燥系统单元816还可在朝向基材的‘湿’区的目标方向上改变气流的方向。可以降低在线底漆涂布系统810的皮带速度，以允许基材花费更多的时间被通过气流进行干燥。

在通过在线底漆涂布系统810对基材进行底漆涂布和干燥之后，打印引擎820继续将打印液体施加于基材。

诸如在图8的示例的控制器812和/或在干燥度测量单元818中实现的和/或在图2A的数据记录器224、数据分析单元226或反馈单元中实现的电路之类的处理电路或电路可以是由程序代码配置以执行指定处理功能的通用处理器电路，或者可以是用于由对于处理硬件的改型来实现相应功能的专用处理电路。用于执行指定功能的电路的配置可以完全处于硬件中、完全处于软件中或使用硬件改型和软件执行的组合。机器可读指令可被用于配置通用或专用处理电路的用以执行处理功能的逻辑门。程序指令可被在瞬时性介质上或经由瞬时介质提供。瞬时介质可以是传输介质。

处理硬件可包括例如一个或多个处理器、超大规模集成(VLSI)电路或现场可编程门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管或其它分立元器件之类的常备半导体。控制器812的和/或干燥度测量单元818的处理硬件可包括可由处理器读取的存储介质，包括易失性的和非易失性的存储器和/或存储元件。易失性的和非易失性的存储器和/或存储元件可以是随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存驱动器、光盘驱动器、磁性硬盘驱动器或用于存储电子数据的其它介质。

用于基于表面电阻执行干燥度测量的程序代码或机器可读程序指令可被以高级程序或面向对象的编程语言来实现。但是，如果需要，代码可以用汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释语言，并与硬件实现相结合。

结合特定示例描述的特征、整数或特性将被理解为适用于本文中所描述的任何示例，除非与其不相容。本专利说明书(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的所有特征和/或如此公开的任何方法或过程的所有过程元件可被以任何组合进行组合，除了其中至少一些这种特征和/或过程元件是互斥的组合之外。本公开并不限于任何前述示例的细节。本公开延伸到本专利说明书(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中公开的特征中的任何新颖的一个或任何新颖的组合或如此公开的任何方法或过程的元件的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

贯穿本专利说明书的说明书和权利要求书，词语“包括”和“含有”及它们的变型意味着“包括但不限于”，并且它们并不意在(且并不)排除其它部分、部件、整数或过程元素。贯穿本专利说明书的说明书和权利要求书，除非另有上下文，单数形式包含复数形式。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有说明，本专利说明书设想到了复数及奇点。

Claims (15)

1.一种用于测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度的设备，所述设备包括：

多个测量电极，所述多个测量电极被横向间隔开，以便在通过所述在线底漆涂布系统供给所述基材时，在向所述基材施加底漆之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面；

电阻测量单元，用以在使用中：

测量位于基材的涂有底漆的表面上的所述多个测量电极中的不同的多个测量电极之间的涂有底漆的所述基材的表面电阻；和

控制器，用以在使用中：

接收测量到的表面电阻值；和

基于所述测量到的表面电阻值，产生干燥度曲线，所述干燥度曲线表示在电极间距的方向上在所述基材上的多个位置处的所述底漆的干燥度。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述测量电极被布置成，当通过所述在线底漆涂布系统进给所述基材时，侧向越过所述基材的宽度并垂直于所述基材的移动方向。

3.如权利要求1所述的设备，其中，湿度值被基于所述测量到的表面电阻值加以确定。

4.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括接地电极，所述接地电极在使用中与基材的相反的未涂有底漆的表面相接触，所述接地电极被与至少两个相邻的测量电极相反地对准。

5.如权利要求所述的设备，其中，所述控制器还用于将所述干燥度曲线反馈到所述在线底漆涂布系统，以响应于所产生的干燥度曲线调整所述在线底漆涂布系统的操作参数；

所述操作参数包括以下中的至少一个或多个：温度、皮带速度、空气流速、空气流量、空气流动方向。

6.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还用于在所述干燥度曲线表示并未检测到底漆的情况下或在底漆高于湿度阈值的情况下，产生警报。

7.如权利要求1所述的设备，其中，所述测量电极包括圆柱形辊子，用以在使用中接合所述基材的所述表面；和/或

如权利要求4所述的设备，其中，所述接地电极包括圆柱形辊子，用以在使用中接合所述基材的所述表面。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述测量电极各自还包括与所述辊子的表面接合的接触杆，所述接触杆被成形为在使用中从所述辊子上刮掉底漆残留物。

9.如权利要求1所述的设备，其中，所述控制器还用于在所述基材通过所述测量电极时卷积所述干燥度曲线，以产生干燥度的随着时间的推移的图谱。

10.一种用于测量在线底漆涂布系统中的基材上的底漆的干燥度的方法，所述方法包括：

使用多个测量电极测量位于基材的涂有底漆的表面上的所述多个测量电极中的不同的多个测量电极之间的涂有底漆的基材的表面电阻，所述多个测量电极被侧向间隔开，以便在通过所述在线底漆涂布系统进给所述基材时，在向所述基材施加底漆之后，延伸越过并接触基材的涂有底漆的表面，

产生干燥度曲线，所述干燥度曲线表示在电极间距的方向上在所述基材上的所述底漆的干燥度。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述测量电极被侧向越过所述基材的宽度布置，使得它们垂直于所述基材的移动方向。

12.如权利要求10所述的方法，其中，基于测量到的表面电阻值确定湿度值。

13.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括将所述干燥度曲线反馈到所述在线底漆涂布系统，以响应于所产生的干燥度曲线调整所述在线底漆涂布系统的操作参数；

所述操作参数包括以下中的至少一个或多个：温度、皮带速度、空气流速、空气流量、空气流动方向。

14.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法包括在所述干燥度曲线表示并未检测到底漆的情况下或者在底漆高于湿度阈值的情况下，产生警报。

15.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法包括在所述基材穿过所述测量电极时，卷积所述干燥度曲线，以产生干燥度的随着时间的推移的图谱。