CN113424109A - 打印机加热单元 - Google Patents
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Abstract
公开了一种方法。该方法可以包括将带电的流体打印剂涂层施加到显影器表面，流体打印剂包括在载体流体中的热塑性树脂颗粒。该方法还包括控制流体打印剂从显影器表面的迁徙，以在第一表面上由流体打印剂形成图像。该方法还包括用紫外线辐射照射第一表面上的打印剂，以将打印剂加热到至少70℃的温度，以熔化热塑性树脂。还公开了一种打印系统和加热单元。
Description
背景技术
在一些打印操作中，打印的图像可以由流体打印剂形成，其中打印剂包括热塑性树脂。流体打印剂可以施加到表面并干燥，例如，使用热风干燥或红外线照射。
附图说明
现在将通过非限定性的示例的方式，参考附图来描述示例，其中：
图1是方法的示例的流程图；
图2a和2b分别图示了白色和黑色热塑性墨水的示例的透射和吸收光谱；
图3示出了打印装置的示例的简单示意图；
图4示出了打印机系统的示例的简单示意图；以及
图5示出了打印机系统的另一个示例的简单示意图。
具体实施方式
在一些打印过程中，打印的基底上的图像可以由将至少一种打印剂例如墨水可控制地施加到基底上形成。一些打印过程涉及使用至少一种打印剂例如LEP墨水，该打印剂包括至少一种为一些光学属性选择的成分，例如着色剂或颜料，以及还包括热塑性树脂。打印剂可以在流体状态下可控制地施加到表面，例如流体打印剂可以包括在载体流体中的热塑性树脂颗粒。在一些打印过程中，流体印刷剂可以有能力携带电荷，并且可以由可控制的静电转移施加到表面，例如通过电子照相或静电复印或相似或相关的工艺。
一旦流体打印剂被展开在表面上，可以加热以由载体流体的蒸发来干燥打印剂。用于干燥施加的热量也会引起打印剂的热塑性树脂熔化。之后，在表面上连续区域中的熔化的热塑性树脂可以被允许融合在一起，并冷却和定型。
在一些打印过程中，流体打印剂被可控制地施加到中间表面，并且之后例如通过使用红外线源或热空气，在中间表面上加热以去除干燥打印剂，即去除载体流体，并且熔化热塑性树脂。红外线辐射可以被中间表面吸收，使得表面加热并且因此通过传导加热流体打印剂。在转移到打印产品的基底之前，在中间表面上干燥流体打印剂，避免打印基底的加热，该打印基底可能由加热而损坏或者劣化，特别对于一些包括塑料材料的基底。
之后，例如在热塑性树脂已经至少部分固化的情况下，由融合的打印剂形成的图像可以例如由接触压力转移到打印基底，以提供用于打印产品的打印的基底。
本公开涉及使用包括热塑性树脂的打印剂的打印方法、系统和装置。本公开的一些示例的方法、系统和装置可以提供流体打印剂的功率高效加热，以熔化热塑性树脂。加热还可以提供流体打印剂的干燥。本公开的一些示例的方法、系统和装置可以提供加热，以熔化在打印产品的打印基底上展开的打印剂的热塑性树脂成分，而不使打印基底热劣化，即使对于温度敏感的基底。
图1示出了根据一个示例的方法100的流程图。该方法包括，在框110处，将带电的流体打印剂涂层施加到显影器表面，该流体打印剂包括在载体流体中的热塑性树脂。该方法还包括，在框120处，控制流体打印剂从显影器表面的迁移，以在第一表面上由流体打印剂形成图像。方法100进一步包括，在框130处，用紫外线辐射照射第一表面上的打印剂，将打印剂加热到至少70℃的温度，以熔化热塑性树脂。
因此，图1中示出的示例的方法100是一种使用紫外线辐射加热包括热塑性树脂的打印剂以熔化热塑性树脂的方法。在第一表面上连续区域中的熔化的热塑性树脂可以合并，并被允许融合在一起。
如本公开所使用的，包括热塑性树脂的打印剂是组合物，例如像液体电子照相(LEP)墨水的墨水，该打印剂可以以流体形式可控制地施加到表面，以形成图像的至少一部分，并且该打印剂可以被加热以熔化热塑性树脂，之后作为打印过程的一部分融合。因此，该打印剂是适合于在流体状态中被可控制地施加于所需的图案的打印剂，并且之后通过加热打印剂以熔化热塑性树脂融合，并且允许热塑性树脂的连续区域融合在一起。
打印剂包括至少一种是热塑性树脂的成分，以及至少为一些光学属性所选择的成分，例如像颜料或类似物的着色剂。流体打印剂可以包括着色剂和热塑性树脂的颗粒，其布置在载体流体中。在一些示例中，着色剂可以被封装在热塑性树脂中。应当注意的是，虽然光学属性可以包括特定的颜色或在可见光谱中的光学效果，但在一些情况下，光学属性可能是响应于可见范围外的辐射照明的属性，并且术语光学的、着色剂和颜料将被相应地理解。术语图像也将被理解为与打印剂的任何特定图案相关，例如，在表面上任何一般的二维排列，在一些情况下，该二维排列可以连续覆盖整个表面区域。
在一些示例中，热塑性树脂可以包括亚烷基单体和从丙烯酸和甲基丙烯酸中选择的单体的共聚物。在一些示例中，热塑性树脂可以包括乙烯-丙烯酸树脂、乙烯甲基丙烯酸树脂的共聚物或其组合。在一些示例中，热塑性树脂可以包括乙烯-丙烯酸树脂、乙烯甲基丙烯酸树脂或其组合。在一些示例中，载体流体是碳氢化合物载体流体，例如异构烷烃载体流体，例如Isopar-LTM(可从EXXON公司购买)。
热塑性树脂可以从乙烯-丙烯酸共聚物；甲基丙烯酸共聚物；乙烯-甲基丙烯酸共聚物；乙烯-醋酸乙烯共聚物；乙烯(如80wt％至99.9wt％)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(如C1至C5)酯(如0.1wt％至20wt％)的共聚物；乙烯(如80wt％至99.9wt％)、丙烯酸或甲基丙烯酸(如0.1wt％至20.0wt％)和甲基丙烯酸或丙烯酸的烷基(如C1至C5)酯(如0.1wt％至20wt％)的共聚物；聚乙烯；聚苯乙烯；异构聚丙烯(结晶)；乙烯丙烯酸乙酯；聚酯；聚乙烯甲苯；聚酰胺；苯乙烯/丁二烯共聚物；环氧树脂；丙烯酸树脂(例如，丙烯酸或甲基丙烯酸与至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯的共聚物，其中烷基可包括1至约20个碳原子，如甲基丙烯酸甲酯(如50wt％至90wt％)/甲基丙烯酸(如0wt％至20wt％)/丙烯酸乙基己酯(如10wt％至50wt％))；乙烯-丙烯酸酯三元共聚物：乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(MAH)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)三元共聚物；乙烯-丙烯酸离聚物及其组合。
在一些示例中，热塑性树脂包括第一聚合物，该第一聚合物是乙烯或丙烯，与丙烯酸或甲基丙烯酸的烯键不饱和酸的共聚物。在一些例子中，第一种聚合物没有酯基，并且热塑性树脂进一步包括具有酯侧基的第二种聚合物，该聚合物是以下材料的共聚物：(i)具有酯侧基的第一单体，选自酯化丙烯酸或酯化甲基丙烯酸；(ii)具有酸侧基的第二单体，选自丙烯酸或甲基丙烯酸；和(iii)第三单体，选自乙烯和丙烯。
在打印之前，树脂可以构成流体打印剂组成物中固体的5％到99％(按重量计)，在一些示例中，可以构成流体打印剂组成物中固体的50％到90％(按重量计)，在一些示例中，可以构成流体打印剂组成物中固体的70％到90％(按重量计)。流体打印剂组成物中固体的剩余的wt％可以是着色剂，以及在一些示例中，可以存在任何其他添加剂。
树脂可以包括聚合物，在一些示例中是具有酸侧基的聚合物，其熔化流动速率小于约70g/10分钟，在一些示例中约60g/10分钟或更少，在一些示例中约50g/10分钟或更少，在一些示例中约40g/10分钟或更少，在一些示例中30g/10分钟或更少，在一些示例中20g/10分钟或更少，在一些示例中10g/10分钟或更少。在一些示例中，所有在颗粒中具有酸侧基和/或酯基的聚合物每一个单独具有熔化流动速率低于90g/10分钟，80g/10分钟或更少，在一些示例中80g/10分钟或更少，在一些示例中70g/10分钟或更少，在一些示例中70g/10分钟或更少，在一些示例中60g/10分钟或更少。
具有酸侧基的聚合物可以具有约10g/10分钟至约120g/10分钟的熔化流动速率，在一些示例中，约10g/10分钟至约70g/10分钟，在一些示例中，约10g/10分钟至40g/10分钟，在一些示例中，20g/10分钟至30g/10分钟。在一些示例中，具有酸侧基的聚合物可以具有熔化流动速率约50g/10分钟至约120g/10分钟，在一些示例中，60g/10分钟至约100g/10分钟。熔化流动速率可以使用本领域已知的标准程序测量，例如ASTM D1238中描述的。
树脂可以包括两种具有酸侧基的不同的聚合物：具有酸侧基的第一聚合物，具有熔化流动速率约为10g/10分钟至约50g/10分钟，并且具有酸度10mg KOH/g至110mg KOH/g，在一些示例中为20mg KOH/g至110mg KOH/g，在一些示例中为30mg KOH/g至110mg KOH/g，在一些示例中，50mg KOH/g至110mg KOH/g，以及具有酸侧基的第二聚合物，具有熔化流动速率约50g/10分钟至约120g/10分钟，并且具有酸度110mg KOH/g至130mg KOH/g。第一和第二聚合物可以不含酯基。
具有酸侧基的第一聚合物与具有酸侧基的第二聚合物的比例可以是约10:1至约2:1。该比例可以是约6:1至约3:1，在一些示例中约4:1。
树脂可以包括具有15000泊(poise)或更低的熔化粘度的聚合物，在一些示例中，10000泊或更低的熔化粘度，在一些示例中1000泊或更低，在一些示例中100泊或更低，在一些示例中50泊或更低，在一些示例中10泊或更低；如本公开描述的，所述聚合物可以是具有酸侧基的聚合物。树脂可以包括第一聚合物，该第一聚合物具有15000泊或以上的熔化粘度，在一些示例中20000泊或以上，在一些示例中50000泊或以上，在一些示例中70000泊或以上；并且在一些示例中，树脂可以包括第二聚合物，该第二聚合物具有低于第一聚合物的熔化粘度，在一些示例中，15000泊或更低的熔化粘度，在一些示例中，10000泊或更低的熔化粘度，在一些示例中1000泊或更低，在一些示例中100泊或更低，在一些示例中50泊或更低，在一些示例中10泊或更低。树脂可以包括第一聚合物，该第一聚合物具有超过60000泊的熔化粘度，在一些示例中60000泊至100000泊，在一些示例中65000泊至85000泊；第二聚合物具有15000泊至40000泊的熔化粘度，在一些示例中20000泊至30000泊，以及第三聚合物具有15000泊或更低的熔化粘度，在一些示例中10000泊或更低的熔化粘度，在一些示例中1000泊或更低，在一些示例中100泊或更低，在一些示例中50泊或更低，在一些示例中10泊或更低；第一聚合物的示例是Nucrel 960(来自DuPont)，第二聚合物的示例是Nucrel699(来自DuPont)，第三聚合物的示例是AC-5120或AC-5180(来自Honeywell)。第一、第二和第三聚合物可以是具有如本公开所描述的酸侧基的聚合物。熔化粘度可以使用流速仪测量，例如热分析仪器(Thermal Analysis Instruments)市售的AR-2000流速仪，使用几何结构：25mm钢板-标准钢制平行板，在120℃，0.01Hz的剪切速率下，找到板对板流变等温线。
如果树脂包括单一类型的聚合物，该聚合物(不包括电子照相墨水组成物的任何其他成分)可以具有6000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，8000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，10000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，12000泊或更高的熔化粘度。如果树脂包括多种聚合物，该树脂的所有聚合物可以共同形成混合物(不包括电子照相墨水组成物的任何其他成分)，该混合物具有6000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，8000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，10000泊或更高的熔化粘度，在一些示例中，12000泊或更高的熔化粘度。熔化粘度可以使用标准技术测量。熔化粘度可以使用流速仪测量，例如“热分析仪器”市售的AR-2000流速仪，使用25mm钢板-标准钢制平行板的几何结构，在120℃，0.01Hz的剪切速率下，找到板对板流变等温线。
在一些示例中，树脂的单个聚合物、多个聚合物、单个共聚物或多个共聚物可以选自Nucrel系列的调色剂(例如Nucrel 403TM、Nucrel 407TM、Nucrel 609HSTM、Nucrel908HSTM、Nucrel 1202HCTM、Nucrel 30707TM、Nucrel 1214TM、Nucrel 903TM、Nucrel 3990TM、Nucrel 910TM、Nucrel 925TM、Nucrel 699TM、Nucrel 599TM、Nucrel 960TM、Nucrel RX 76TM、Nucrel 2806TM、Bynell 2002、Bynell 2014、Bynell 2020和Bynell 2022，(由E.I.du PONT销售))，Aclyn系列调色剂(例如Aclyn 201、Aclyn 246、Aclyn 285、和Aclyn 295)，以及Lotader系列调色剂(例如Lotader 2210、Lotader 3430和Lotader 8200(由Arkema销售))。
在一些示例中，着色剂可以是选自青色颜料、品红色颜料、黄色颜料和黑色颜料的颜料。例如，来自Hoechst的颜料包括Permanent Yellow DHG、Permanent Yellow GR、Permanent Yellow G、Permanent Yellow NCG-71、Permanent Yellow GG、Hansa YellowRA、Hansa Brilliant Yellow 5GX-02、Hansa Yellow X。
YELLOW HR、
YELLOW FGL、Hansa Brilliant 10GX、Permanent Yellow G3R-01、
YELLOW H4G、
YELLOW H3G、
ORANGE GR、
SCARLET GO、Permanent Rubine F6B。Sun Chemical的颜料，包括L74-1357Yellow、L75-1331 Yellow、L75-2337Yellow；Heubach的颜料，包括
YELLOWYT-858-D；Ciba-Geigy的颜料，包括
YELLOW 3G、
YELLOW GR、
YELLOW 8G、
YELLOW 5GT、
RUBINE4BL、
MAGENTA、
SCARLET、
VIOLET、
RED、
VIOLET；BASF的颜料，包括
LIGHTYELLOW、
ORANGE、
BLUE L 690IF、
BLUE TBD 7010、
BLUE K 7090、
BLUE L 710IF、
BLUE L 6470、
GREEN K 8683、
GREEN L 9140；Mobay的颜料，包括
MAGENTA、
BRILLIANT SCARLET、
RED 6700、
RED 6713、
VIOLET；Cabot的颜料，包括Maroon B
NS BLACK、
NSX 76、
L；DuPont的颜料，包括
R-101；以及Paul Uhlich的颜料，包括
BK 8200。当颜料是白色颜料颗粒时，该颜料颗粒可以选自TiO2、碳化钙、氧化锌以及其混合物组成的组。在一些示例中，白色颜料颗粒可以包括氧化铝-TiO2颜料。着色剂可以以树脂和着色剂总量的10wt％至80wt％的量存在于流体打印剂组成物中，在一些示例中，15wt％至80wt％的树脂和着色剂总量，在一些示例中，15wt％至60wt％的树脂和着色剂总量，在一些示例中，15wt％至50wt％的树脂和着色剂总量，在一些示例中，15wt％至40wt％的树脂和着色剂总量，在一些示例中，15wt％至30wt％的树脂和着色剂总量。在一些示例中，着色剂存在于流体打印剂中的量可以是树脂和着色剂总量的至少50wt％，例如，树脂和着色剂总量的至少55wt％。
在一些示例中，打印剂还可以包括电荷载体成分，例如电荷引向器和/或电荷辅助剂，从而打印剂可以被带电用于可控制地施加热塑性打印剂以形成图像，例如由如液体电子照相打印的静电打印过程。在一些示例中，电荷辅助剂包括二硬脂酸铝或三硬脂酸铝。可以带电的打印剂也可以被称为电子墨水或静电墨水。在一些示例中，打印剂可以包括液体电子照相墨水，例如惠普公司(Hewlett-Packard Company)开发的
和任何其他液体电子照相(LEP)墨水。“液体电子照相墨水”或“LEP墨水”一般是指液体形式的墨水组成物，一般适合于在液体静电打印工艺中使用。
打印剂包括热塑性树脂，例如LEP墨水，可以高效地吸收紫外线(UV)辐射。特别地，LEP墨水的着色剂或颜料可以表现出对UV辐射的相对高的吸收，例如大于75％的吸收。因此，包括热塑性树脂的打印剂的成分，例如像LEP墨水的打印剂的着色剂，可以吸收UV辐射，其导致打印剂的加热。因此，在框120处的UV照射导致打印剂本身的直接加热。在一些示例中，可以选择照射UV辐射的波长，使得打印剂吸收大部分或基本所有的UV辐射。
图2a和2b分别示出了白色和黑色LEP墨水的示例的透射光谱，并且还示出了来自这些墨水的相对吸收和反射。
在从大约300n上至大约450nm的波长处，对于白色墨水和黑色墨水两者，墨水的吸收效率均很高。在这些示例中，白色墨水在395nm波长处的吸收效率接近100％，黑色墨水的约90％。对于用于包括热塑性树脂的流体打印剂的其他着色剂，也可以经历到相似的吸收效率。因此，在一些示例中，照射UV辐射可以包括在300nm到450nm波长范围内的辐射。在一些示例中，紫外线辐射的波段可以在大约360nm到420nm之间，例如从大约385nm到大约395nm。
对于紫外线波长的的白色墨水的高吸收效率提供了特别对于白色墨水高效的加热方式。在其他波长处，白色墨水可能主要反射，并且因此可能不会出现显著的吸收。
UV辐射可以由UV源产生，并且在一些示例中，紫外线源包括UV光发射二极管(LED)阵列。在一些示例中，UV LED阵列可以包括至少一个395nm LED，即主要在395nm波长处生成输出辐射的LED。在一些示例中，UV LED阵列可以包括至少一个385nm LED。在一些示例中，UV LED阵列可以包括至少一个365nm LED。在365nm、385nm或395nm波长处输出的LED具有良好的功率效率。
紫外线源可以是窄带的，紫外线窄带源的输出中的主要光功率位于一个或几个窄波长带内，例如延伸跨越50nm或更小的波长范围的波段，或小于30nm或更小。在一些示例中，光功率的主要部分可以位于单个窄紫外波段内，尽管在一些示例中可能存在少量(例如一个或两个)被选择用于高效加热打印剂的附加窄波段。在一个示例中，选择照射紫外线辐射的波段，使得着色剂的吸收效率跨越在波段上至少为75％。
因此，第一表面上的打印剂可以在图1的示例方法的框130处的照射期间由UV照射直接加热，以增加打印剂的温度。可以加热流体打印剂以帮助载体流体的蒸发，即在框130处由于UV照射引起的加热可以是干燥过程的至少一部分。第一表面上的打印剂也可以被加热以使得打印剂的热塑性树脂的熔化，以允许热塑性打印剂的连续区域中的热塑性树脂融合在一起。然而，其中没有或很少直接加热基底，基底的任何加热将通过来自加热的打印剂的传导，该传导提供了少量的热量传递。
图1的示例的方法可以提供打印剂的功率高效加热，因为来自UV照明的辐射能量被打印剂直接高效地吸收。这可以提供功率高效加热，以熔化打印剂的热塑性树脂，以允许打印剂融合。在一些示例中，这还可以提供流体打印剂的功率高效干燥。
应当注意地，流体打印剂的照射可以引起载体液体的蒸发，并且还加热打印剂以熔化打印剂的热塑性树脂。热塑性树脂的单个颗粒熔化并合并在一起，使得干燥表面上的热塑性打印剂的连续区域可以融合在一起。在一个示例中，打印剂的热塑性树脂被加热到至少70℃的温度，以熔化热塑性材料。
在一些示例中，由紫外线辐射照射的打印剂包括以限定的曝光时间照射打印剂以加热打印剂以熔化热塑性树脂。在一些示例中，第一表面上的打印剂可以在限定的速度相对于至少一个UV辐射源运动。可以基于运动的相对速度来控制UV照明，例如以实现一定的辐射剂量。在一些示例中，可以基于由打印剂形成的图像的属性中的至少一个来控制UV照射。例如，可以根据以下至少一个来控制UV照射：打印剂的类型，例如颜色或形成图像的成分墨水的颜色；打印剂层的厚度和打印剂的覆盖类型，例如点或连续覆盖。可以基于这些属性中的任意一个的空间或时间变化来控制UV照射以在空间或时间上变化。因此，UV照射可以不均匀。例如，辐射计量可以在整个图像上可控制地变化，使得图像不同的部分接收不同的剂量。这种变化可以包括图像的不同部分在图像相对于UV源的相对运动方向上，以及在于相对运动方向正交的方向上变化。在一些示例中，第一表面上的打印剂可以用来自至少一个UV源的UV辐射照射，并且在该源处可以是LED阵列，其中可以控制单个LED以可控制地UV照射。
在一些示例中，可以由打印剂的连续照明来施加UV照射。在一些示例中，UV照射可以包括多个不同的曝光，例如第一曝光，紧接着是短时间之后的第二曝光，第二曝光可以是来自相同的UV源或来自空间分离的UV源的曝光。
UV辐射，例如以波长395nm为中心的UV辐射，可以比其他技术更高效地将打印剂的热塑性树脂加热到至少70℃的温度，例如使用红外线源或热空气对流，特别是当这些技术也用于干燥流体打印剂时。
在一些示例中，第一表面——在图1的框120处由流体打印剂在其上形成图像，并且在框130处用UV辐射在其上照射热塑性打印剂——可以是中间表面，即不形成最终打印产品的部分的中间转移构件的表面。如上所述，在一些打印过程中，流体打印剂可以被可控制地施加到中间表面，例如中间卷筒(drum)或一些其他转移构件的表面，并且在中间表面上干燥。打印剂也可以在中间表面上被加热以熔化打印剂的热塑性树脂，并且被允许融合。在热塑性打印剂被干燥和融合之后，热塑性打印剂可以例如通过接触压力，被转移到用于打印产品的打印基底上。
本公开的方法、装置和系统适用于在将融合的热塑性打印剂转移到打印基底之前，在中间表面上干燥打印剂并熔化打印剂的热塑性树脂的打印工艺。如前所述，与其他方法相比，例如使用红外线源或热空气刀，通过UV照射干燥打印剂并熔化打印剂的热塑性树脂是功率高效的。此外，UV照射使得中间表面的加热较少，可以减少对中间表面能够承受相对高的温度的需要或任何与中间卷筒相关联的部件的冷却的需要。
然而，在一些示例中，在图1的框120处由流体打印剂在其上形成图像，并且在框130处用UV辐射在其上照射打印剂的第一表面可以是用于要生产的打印产品的打印基底的表面。因此，在这样的示例中，打印剂可以以流体的形式可控制地施加到打印基底，例如一些打印介质，该打印基底将形成打印产品的部分。
因此，本公开的方法、设备和系统适用于在将形成打印产品的部分的打印基底上干燥打印剂并熔化打印剂的热塑性树脂的打印工艺。因此，在示例中，可以避免用于干燥打印剂的中间表面以及相关联的成本、空间和复杂性的要求。在一些示例中，打印基底可以是包括塑料材料的基底。在一些示例中，可以基于打印基底的类型来控制UV照射，例如UV照射的光功率。
一些打印基底可以由显著的加热而劣化。例如，打印基底的显著的加热可以使得打印基底变形或基底属性的劣化。特别是对于包括塑料材料的打印基底，打印基底的加热可能使得基底变形，例如收缩、翘曲或弯曲或基底机械属性的劣化。对于一些包括塑料材料的打印基底，如果基底被加热到约50℃左右或更高的温度，则可能发生基底的劣化。因此，上述将打印剂加热到以熔化打印剂的热塑性树脂的温度，例如，加热到高于70℃的温度，不会被视为与将打印基底保持在避免劣化的温度(例如，低于50℃)相匹配。
然而，如所讨论的，在图1的方法框130处，用紫外线辐射照射打印剂可以提供打印剂的直接加热，但不显著直接加热下层表面。向打印基底的热传递可能主要出现在从加热的打印剂的传导，但是传递的热量可以很低。
因此，在一些示例中，在图1的方法的框130处用紫外线辐射照射打印剂以加热打印剂以熔化热塑性树脂涉及在将形成打印产品的部分的打印基底上照射打印剂。可以用UV辐射照射打印剂，以将热塑性树脂加热到至少70℃的温度。打印剂的热塑性树脂可以被加热到该温度，而打印基底的温度不超过约50℃的温度。
图3示出了打印机加热单元300的示例的简化的示意图。打印机加热单元300包括紫外线(UV)LED阵列310和控制器320。在一些示例中，紫外线LED阵列310可以包括至少一个395nmUV LED。在一些示例中，紫外线LED阵列310可以包括至少一个385nm UV LED。在一些示例中，紫外线LED阵列310可以包括至少一个365nm UV LED。具有365nm、385nm或395nm的输出波长的UV LED可以提供良好的功率效率。
控制器320控制UV LED阵列310以输出紫外线辐射以使得在载体流体中包括热塑性树脂的流体打印剂加热，以蒸发载体流体并熔化热塑性树脂。在一些示例中，控制器320控制UV LED阵列310以输出紫外线辐射以使得热塑性树脂加热到至少70℃的温度。在一些示例中，控制器基于打印图像的至少一个特性控制UV LED阵列310，并且可以基于打印的图像中的变化在空间或时间上可控制地变化照明。在一些示例中，控制器基于在其上形成图像的打印基底的至少一个特性，控制UV LED阵列310。
图4示出了打印系统的示例的简化的示意图。打印系统400包括图像单元410以在第一表面上由流体打印剂形成图像，流体打印剂包括载体流体中的热塑性树脂颗粒。图像单元410可以是用于由包括热塑性树脂的流体打印剂在表面上形成图像的任何合适的图像单元。在一些示例中，图像单元410可以由电子照相或类似的过程操作。图像单元410可以包括显影单元412，以在显影器表面上显影带电的流体打印剂涂层。图像单元410还可以包括控制单元414，以控制流体打印剂从显影器表面迁移以形成图像。在一些示例中，显影器单元412可以包括至少一个二元墨水显影器。在一些示例中，图像单元410可以在打印基底上由流体打印剂形成图像，该打印基底将形成打印产品的部分。在一些示例中，打印基底可以包括塑料材料。
打印系统400还包括加热单元，该加热单元包括紫外线源以用紫外线辐射照射第一表面上的打印剂以熔化热塑性树脂，从而允许第一表面上的连续区域中的熔化的热塑性树脂融合在一起。在一些示例中，紫外线源包括至少一个紫外线LED。在一些示例中，紫外线源用波长在360nm到420nm范围内的紫外线辐射照射图像。
图5示出了打印系统500的另一个示例的简化的示意图。图5的示例的打印系统500包括图像单元510，以将包括热塑性树脂的流体打印剂502，例如LEP墨水502，从显影器单元513的储存器512可控制地施加到打印基底504的表面上。基底可以是用于打印产品的打印基底，即打印基底504可以包括将图像打印到其上以提供打印产品的打印介质。在一些情况下，打印基底504可以包括塑料材料，尽管任何合适类型的打印介质都可以用作打印基底。
图像单元510可控制地将流体打印剂502从储存器512施加到打印基底504。在图5的示例打印系统500中，流体打印剂可以有能力携带电荷，例如流体打印剂可以包括电子墨水，并且图像单元510可以由电控制的转移可控制地施加热塑性打印剂。
在图5的示例中的图像单元510至少包括靠近第二电极的第一电极。在图5的示例中，第一电极为第一滚轮514的形式，第二电极为第二滚轮516的形式，打印基底在第一滚轮514和第二滚轮516之间通过并由其引导。来自储存器512的流体热塑性打印剂可以由显影器单元513的合适的施加器施加到第一滚轮514。在图5的示例中，第一滚轮514的表面可以是显影器表面，显影单元513要将均匀的带电的流体印刷剂涂层施加到显影器表面。第一滚轮和第二滚轮的第一电极和第二电极被控制单元518控制以彼此处于电位差。控制单元518控制第一滚轮电极514和第二滚轮电极516之间的电位差，以便在应用模式下，第一滚轮电极514和第二滚轮电极516之间的电位差使得带电的流体打印剂从第一滚轮514的显影器表面向第二滚轮514迁移，并因此在滚轮514和516之间运动时被施加到打印基底504上。
控制单元518在应用模式中控制第一滚轮514和第二滚轮和516之间的电位差，以保持在打印基底504上均匀的热塑性打印剂的涂层。在一些示例中，控制单元518可以基于打印基底502的属性来控制电位差，例如打印基底504的厚度和介电常数，以保持流体打印剂502从第一滚轮514到打印基底514的可控制的迁移速率。在一些示例中，控制单元518可以控制打印基底在第一滚轮514和第二滚轮516之间前进的速率，例如通过控制第一滚轮514和第二滚轮516中的至少一个的转动速率。控制单元518也可以在非应用模式下控制第一滚轮514和第二滚轮516之间的电位差，使得流体打印剂不从第一滚轮514迁移。显影器单元513可以包括二元墨水显影器。
之后，携带流体热塑性打印剂502的打印基底504被输送到加热单元520。在图5的示例中，加热单元包括UV LED阵列522，具有多个UV LED 524，以用UV辐射照射打印基底504上的流体打印剂502。加热单元控制器526可以控制UV LED阵列522的照明，以照射打印基底504上的打印剂502，以从流体打印剂502中蒸发载体流体。可以有一个排空单元530以排空蒸发的载体流体。加热单元控制器526可以控制UV LED阵列522的照明，以照射打印基底504上的打印剂502，以熔化打印剂502的热塑性树脂。基底上连续区域中熔化的热塑性树脂可以合并在一起。当不再被来自UV LEDE阵列522的UV辐射照射时，打印剂的热塑性树脂可以冷却并定型，以在打印基底504上形成融合的图像506。
当被来自加热单元520的UV辐射照射时，打印基底504与打印剂502相对的一侧可以与冷却表面接触，例如冷却滚轮530的表面。冷却的表面为打印基底504提供冷却，以减轻从加热的打印剂到打印基底504的任何热传递的影响。
之后，携带干燥的并融合的打印剂506的打印基底504可以被输送到打印机系统的下游部分。
在其他示例中，图像单元可以包括电子照相成像单元，并且图像单元可以包括光电导表面，例如光电导卷筒。在光电导卷筒上可以形成与潜影图像相对应的电荷图案。带电的打印剂涂层可以被施加到显影器表面，例如显影滚轮的表面，并且显影器表面可以与光电导表面接触，以选择性地将流体打印剂迁移到光电导表面。之后，流体打印剂可以从光电导表面转移到第一表面，可能是至少一个转移表面，例如转移卷筒或带的表面。
如本公开所使用的，“熔化流动速率”一般是指在规定的温度和负荷下，树脂通过定义的维度的孔的挤出速率，通常以温度/负荷记载，例如，190℃/2.16kg。流动速率可以用于区分等级或提供材料因成型而劣化的程度。在本公开中，“熔化流动速率”是按照本领域已知的ASTM D1238-04c《通过挤压塑化仪的热塑性塑料熔化流动速率的标准测试方法》进行测量。如果规定了特定聚合物的熔化流动速率，除非另有说明，否则是指在没有静电组成物的任何其他成分的情况下，该单独聚合物的熔化流动速率。
如本公开所使用的，“酸度”、“酸数”或“酸值”是指中和一克物质的氢氧化钾(KOH)的质量，以毫克计。聚合物的酸度可以根据标准技术测量，例如ASTM D1386中描述的。如果规定了特定聚合物的酸度，除非另有说明，是指在没有液体墨粉组成物的任何其他成分的情况下，该单独聚合物的酸度。
如本公开中所使用的，“熔化粘度”一般是指在给定的剪切应力或剪切速率下，剪切应力与剪切速率的比率。测试一般使用毛细管流变仪进行。塑料填充在流变仪管中被加热，并被强迫通过带有柱塞的模具。柱塞根据设备以恒定的力或恒定的速率被推动。一旦系统达到稳态运行即进行测量。使用的一个方法是如本领域已知的，测量Brookfield粘度@140℃，单位是mPa-s或厘泊(cPoise)。替选地，可以使用流变仪测量熔化粘度，例如，热分析仪器市售的AR-2000流变仪，使用的几何形状为：25mm钢板-标准钢平行板，并且在120℃，0.01hz剪切速率下，找到板对板流变等温线。如果规定了特定聚合物的熔化粘度，除非另有说明，否则是指在没有静电组成物的任何其他成分的情况下，该单独聚合物的熔化粘度。
根据本公开的示例，参照方法、设备和系统的流程图和/或方框图来描述本公开。尽管上述流程图显示了具体的执行顺序，但执行顺序可以与所描述的不同。一个流程图描述的框可以与另一个流程图的框相结合。
虽然方法、装置和相关方面已经参照一些示例进行了描述，但在不背离本公开的主旨的情况下，可以进行多种修改、变化、省略和替换。因此，该方法、装置和相关方面旨在仅受以下权利要求及其等同物的范围限制。应当注意的是，上述示例示出了而不是限制了本公开所描述的内容，而且本领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求范围的情况下设计多个替代实施方案。
“包括”一词并不排除除权利要求中所列元素之外的其他元素的存在，“一(a/an)”并不排除多个，而且单个处理器或其他单元可以实现权利要求中所述的几个单元的功能。
任何从属权利要求的特征可以与任何独立权利要求或其他从属权利要求的特征相结合。
Claims (15)
1.一种方法，包括：
将带电的流体打印剂的涂层施加到显影器表面，所述流体打印剂包括在载体流体中的热塑性树脂的颗粒；
控制流体打印剂从所述显影器表面的迁徙，以在第一表面上由流体打印剂形成图像；以及
用紫外线辐射照射所述第一表面上的所述打印剂，以将所述打印剂加热到至少70℃的温度，以熔化所述热塑性树脂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用紫外线辐射照射所述热塑性打印剂包括用波长在360nm到420nm范围内的紫外线辐射照射所述热塑性打印剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，用紫外线辐射照射所述热塑性打印剂包括基于所述图像的至少一个特性，可控制地变化入射到所述热塑性打印剂上的所述UV辐射。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一表面包括用于打印产品的打印基底的表面。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述流体打印剂施加到所述打印基底的所述表面包括将所述打印基底放置在第一电极和第二电极之间，其中，所述显影器表面是所述第一电极的表面，并且控制所述流体打印剂的迁徙包括控制所述第一电极和第二电极之间的电位差，以控制所述流体热塑性打印剂从所述显影器表面向所述第二电极的迁徙。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述打印基底包括塑料材料，并且所述方法包括将所述打印基底保持在不高于70℃的温度，同时用紫外线辐射照射所述第一表面上的所述打印剂，以熔化所述热塑性树脂。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一表面包括中间转移构件的表面，并且所述方法包括在用紫外线辐射照射所述第一表面上的所述打印剂之后，将由所述打印剂形成的所述图像转移到打印基底上。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，用紫外线辐射照射所述打印剂包括将所述第一表面上的所述打印剂暴露于多次紫外线辐射曝光。
9.一种打印系统，包括：
图像单元，用于从流体热塑性打印剂形成第一表面上的图像，所述流体打印剂包括载体流体中的热塑性树脂颗粒；所述图像单元包括：
显影器单元，用于在显影器表面形成带电的流体打印剂涂层；以及
控制单元，用于控制所述流体打印剂从所述显影器表面迁移，以形成所述图像；以及
加热单元，包括紫外线源，用于用紫外线辐射照射所述第一表面上的所述打印剂，以熔化所述热塑性树脂，以允许所述第一表面上连续区域中的熔化的热塑性树脂融合在一起。
10.根据权利要求9所述的打印系统，其中，所述紫外线源包括至少一个紫外线LED。
11.根据权利要求9所述的打印系统，其中，所述紫外线源用于用波长在360nm到420nm范围内的紫外线辐射照射所述图像。
12.根据权利要求9所述的打印系统，其中，所述图像单元用于在所述第一表面上形成图像，所述第一表面是打印基底的表面。
13.根据权利要求12所述的打印系统，其中，所述图像单元包括第一电极和第二电极，用于在所述第一电极和第二电极之间接收所述打印基底，并且所述显影器表面是所述第一电极的表面，并且所述控制单元用于控制所述第一电极和所述第二电极之间的电位差，以控制流体打印剂从所述显影器表面向所述第二电极的迁移。
14.根据权利要求12所述的打印系统，包括在所述打印基底与所述打印剂相对的一侧上的冷却面，以冷却所述打印基底。
15.一种打印机加热单元，包括：
紫外线LED阵列；以及
控制器，用于控制所述紫外线LED阵列输出紫外线辐射，以使得包括在载体流体中的热塑性树脂的流体打印剂加热，以蒸发所述载体流体并且熔化所述热塑性树脂。
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