油墨温度的空间与时间分布

4.4.1　油墨温度的空间与时间分布

热转移印刷作为主要非撞击印刷技术之一而出现，由于过程的简单性、高可靠性和安静的作业方式，适合于低端印刷应用。电阻型色带(与电阻元件加热方式匹配使用的色带)的开发成功使热转移设备的工作能力明显改进，来自串行打印头的固有速度。行式热转移打印机也实现了高质量印刷，速度可与其他打印机媲美，适合于广泛类型的纸张。

电阻型色带热转移印刷涉及在色带内部形成热过渡区，可以有效地软化油墨，降低油墨局部加热区域的剪切强度，有利于油墨从色带到承印材料的转移。热油墨与纸张纤维间的约束强度，与打印头施加的压力以及热脉冲作用期间软化油墨的峰值温度有关，且已经印刷的单元面积也取决于油墨温度。因此，油墨温度的控制和掌握实际的油墨温度十分重要，否则不能正确地理解热转移印刷的各方面，也无法改善热转移印刷的可靠性和性能。

温度的空间和时间分布对了解热转移过程、热转移印刷系统的效率和设计有效的热转移打印机都至关重要，其中空间分布提供热量分布信息，有助于掌握色带表面的温度变化;时间分布描述温度与时间的关系，获得打印头温度随加热时间的变化规律。

为了掌握油墨温度的空间和时间分布，需要仔细的测量。油墨的峰值温度可以表示为输入电流、打印速度、承印材料和电极数量的函数。输入电流与打印速度的相关性可以在移动热源的三维热传导现象模型基础上得到解释，利用这种模型可以估计达到等价油墨温度所要求的电流，覆盖广泛范围的打印速度。

温度的时间分布本质上遵从记录堆积在色带上的油墨随时间进程的温度衰减规律，准确地掌握这种规律要求在热打印头移动期间测量油墨温度。图4－11给出了三条温度与时间分布曲线，对应于两种测量电流作用下电极直接下方以及电极间的油墨温度分布，作用于测量电极的两种印刷电流分别为30.4mA和34mA，电极间温度分布曲线在34mA的电流下测得，三条曲线都对应于每秒钟3.9英寸的印刷速度，等同于每秒钟9.9cm。

根据测量数据，两次电极“点火”间近似于230℃的温度峰值虽然不低，但与图4－11所示的两种电流作用下电极直接下方的峰值温度相比并不高，大约380℃的温度比两次电极“点火”间的峰值温度高150℃左右。实验测量得到的这种相当高的油墨温度与理论模型预测的结果相当，说明热转移印刷油墨确实处在高温作用下。

油墨温度的波动可以表示为空间函数关系，图4－12说明油墨峰值温度波动沿测量电极侧向距离增加的变化规律，图中的距离以mil表示，1mil=0.001英寸，相当于0.025mm。图4－12也提供油墨温度波动，大约在峰值温度后1ms，表示打印期间色带从纸张剥离所需时间的估计。该数据的重要性在于指示电极的油墨温度在色带剥离时仍然比色带油墨的软化温度高得多，由于热扩散的影响，油墨的温度波动变得更小。毫无疑问，油墨温度很快就取得平衡，温度沿整个色带厚度几乎均匀地分布。

图4－11　油墨温度随时间变化的规律