CN103419491A - 利用静电力的三维形状表面印刷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用静电力的三维形状表面印刷装置,本发明的利用静电力的三维形状表面印刷装置的特征在于,包括:载物台,用于置放印刷对象;形状获取部,用于存储印刷对象的表面信息;喷嘴,用于接收油墨并向印刷对象表面侧吐出油墨;电源供给部,用于向所述喷嘴供给电源;控制部,用于从所述形状获取部接收所述印刷对象的表面信息并控制所述喷嘴或者所述载物台的动作。通过本发明,提供一种能够对三维形状的表面执行精密的印刷工艺的利用静电力的三维形状表面印刷装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用静电力的三维形状表面印刷装置,更为详细地涉及一种能够在三维形状的表面上执行所希望形态的印刷工艺的利用静电力的三维形状表面印刷装置。
背景技术
一般来讲,将流体以液滴形态进行喷射的液滴喷射装置一直以来主要应用于喷墨打印机中,最近,为了应用于如显示工艺、印刷电路板工艺以及DNA芯片制造工艺等能够带来高附加值的尖端领域中而正在应用开发。
在以往的喷墨打印机领域中,为了以液滴形态进行喷射油墨的油墨喷射装置主要利用了压电驱动方式和热驱动方式,然而存在喷嘴堵塞问题以及热问题,因此不适合在大面积印刷中使用,而且有材料改性的可能性。
由于这种问题,最近开发并广泛地应用对相对的电极施加电源以产生静电后,通过所产生的电场喷射传导性油墨液滴的静电力方式液滴喷射装置。
但是,以往的喷墨打印机以及静电力方式的液滴喷射装置对弯曲的三维表面的印刷工艺仍然有困难。由于以往的喷墨打印机可喷射(jetting)的油墨的粘度局限在30cP,因此在弯曲程度大的情况下会存在喷射到表面上的液滴流淌的问题,因此未被应用。而且,在使用静电力液滴喷射装置的情况下,针对不平整表面即具有三维形状的表面执行精密的印刷工艺也会存在难度。
发明内容
于是,本发明的目的是为了解决所述的以往的问题而提出的,其目的是提供一种利用静电力的三维形状表面印刷装置,该装置能够对三维形状表面执行精密的印刷工艺。
所述目的通过本发明的利用静电力的三维形状表面印刷装置实现,该利用静电力的三维形状表面印刷装置的特征在于,包括:载物台,用于置放印刷对象;形状获取部,用于存储印刷对象的表面信息;喷嘴,用于接收油墨并向印刷对象表面侧吐出油墨;电源供给部,用于向所述喷嘴供给电源;及控制部,用于从所述形状获取部接收所述印刷对象的表面信息并控制所述喷嘴或者所述载物台的动作。
而且,可包括:路径获取部,用于对印刷路径与从所述形状获取部提供的所述印刷对象的表面信息进行比较并形成喷嘴或者所述载物台的移送信息;及移送控制模块,利用从所述路径获取部提供的移送信息控制所述喷嘴或者所述载物台的动作。
而且,所述路径获取部可包括:输入模块,接收所输入的所述印刷路径;排列模块,对从所述输入模块提供的所述印刷路径与从所述形状获取部提供的所述印刷对象的表面信息进行比较并进行排列,并且生成所述移送信息。
而且,所述排列模块生成从所述喷嘴喷射的油墨液滴的喷射信息,而且所述控制部可进一步包括利用从所述排列模块提供的所述喷射信息控制所述电源供给部的喷射模块。
而且,所述路径获取部可进一步包括将输入于所述输入模块的二维印刷路径信息变换为三维印刷路径信息的变换模块。
根据本发明,提供一种能够针对具有三维形状的表面执行精密的印刷工艺的利用静电力的三维形状表面印刷装置。
而且,能够实时获取印刷对象的表面信息,从而能够缩短在印刷工艺中消耗的时间。
而且,将所输入的二维印刷路径信息变换为三维信息并在印刷工艺中利用该三维信息,从而能够实现进一步提高的印刷质量。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明的一实施例的利用静电力的三维形状表面印刷装置的立体示意图。
图2是示意地图示图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的形状获取部的图。
图3是示意地图示图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的控制部的图。
图4是示意地图示利用图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的形状获取部获取印刷对象的表面形状的原理图。
图5是示意地图示图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的控制部的工作原理的图。
附图标记说明
100:根据本发明一实施例的利用静电力的三维形状表面印刷装置
110:载物台 120:电源供给部
130:喷嘴 140:移送部
150:形状获取部 160:控制部
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的一实施例的利用静电力的三维形状表面印刷装置。
本发明的一实施例的利用静电力的三维形状表面印刷装置100为针对具有三维形状表面的印刷对象执行印刷作业的装置,该装置包括载物台110、电源供给部120、喷嘴130、移送部140、形状获取部150和控制部160。
图1是本发明的一实施例的利用静电力的三维形状表面印刷装置的立体示意图,图2是示意地图示图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的形状获取部的图,图3是示意地图示图1中的利用静电力的三维形状表面印刷装置的控制部的图。
参照图1,所述载物台110是用于置放印刷对象S的部件,设置为能够沿三轴方向移动。而且,载物台110电性接地,从而在与后述的喷嘴130之间产生电场。
所述电源供给部120是用于对后述的喷嘴130施加电源,从而在设置印刷对象S的载物台110和喷嘴130之间产生电场的部件。
所述喷嘴130是用于接收油墨并向所述的载物台110侧喷射油墨,从而直接执行印刷工艺的部件,其在内部形成有油墨流动通道。而且,在形成油墨流动通道的喷嘴的内壁面可设置有用于从所述电源供给部接收电源并在与相对的载物台之间产生电位差的电极(未图示)。
但是,在本实施例中通过对喷嘴130内部的电极施加电压并使载物台110电性接地的结构在载物台110和喷嘴130之间形成电场,但只要是在喷嘴130和载物台110之间能够产生电位差的结构就不局限在上述结构。
所述移送部140是用于与后述的控制部160电连接并通过控制部160被控制,从而将喷嘴130或者载物台110沿三轴方向移送的部件。
参照图2,所述形状获取部150是用于获取印刷对象S的表面形象信息并将其存储的部件,所述形状获取部150与后述的控制部160连接,从而向控制部160提供所存储的印刷对象S的表面形象信息,所述形状获取部150包括传感部件151和存储模块152。
所述传感部件151设置成与喷嘴130相邻,并与印刷工艺一起实时检测及感测印刷对象S的表面三维形状信息。
所述存储模块159是用于存储由传感部件151检测及感测的印刷对象S表面的三维形状信息的模块。
另外,在本实施例中以执行印刷作业的同时实时检测并存储印刷对象S的表面信息的方式工作,但在其它变形例中,也可以在执行印刷工艺之前预先将印刷对象S的表面形象信息输入并存储在存储模块152的状态下工作。
参照图3,所述控制部160包括路径获取部161、移送控制模块165和喷射模块166,用于从上述形状获取部150实时接收所存储的印刷对象S表面的三维形状信息,并控制从喷嘴130或者载物台110的移动速度、间隔、从喷嘴喷射的油墨的喷射强度等。
所述路径获取部161是获取从喷嘴130喷射而印刷的油墨的印刷路径的部件,包括输入模块162、变换模块163和排列模块164。
所述输入模块162是用于从外部接收并存储从喷嘴130喷射而印刷的油墨的印刷路径信息的模块。此时,在输入模块162中也可存储二维路径信息、三维路径信息或者复合该二维路径信息和三维路径信息的印刷路径信息。
所述变换模块163是在输入于输入模块162中的油墨的印刷路径为二维信息时,将二维信息变换为三维信息使得能够与印刷对象S表面的三维形状信息进行比较及排列的模块。即,变换模块163是与所述的输入模块162连接并只在所输入的印刷路径为二维信息的情况下才选择性地运转并将所述二维信息变换为三维印刷路径信息的部件。
所述排列模块164将预先输入或者最终变换的三维印刷路径信息在存储模块152中实时存储的三维印刷对象S的表面信息上排列。
所述移送控制模块165是利用从所述路径获取部161确保的三维印刷路径信息控制移送部140并移送上侧的喷嘴130或者下侧的载物台110的模块。
所述喷射模块166利用从所述路径获取部161确保的三维印刷路径信息调节喷嘴130和载物台110之间产生的磁场的强度,即调节从喷嘴喷射的油墨液滴的喷射强度。
在本实施例中,喷射模块163为了控制喷射的油墨液滴,调节由电源供给部120对喷嘴130施加的电压或电流,但并不局限于此。
下面,对所述的利用静电力的三维形状表面印刷装置100的一实施例的工作进行说明。
图4是示意地图示通过图1的利用静电力的三维形状表面印刷装置的形状获取部获取印刷对象的表面形状的原理的图。
首先,如图4所示,通过移送部140移送喷嘴130的同时,与喷嘴130相邻设置的传感部件151以三维方式检测设置在载物台110上的印刷对象S的表面形状。此时,以三维形状实时检测的印刷对象S的表面信息通过存储模块152存储。
图5是示意地图示图1的利用静电力的三维形状表面印刷装置的控制部的工作原理的图。
参照图5说明对于通过形状获取部150实时检测形状的同时,通过路径获取部161确保印刷路径信息的方法。
首先,说明在路径获取部161的输入模块162中预先存储有三维形态的印刷路径P3D的情况。当在输入模块162中预先输入有三维形态的印刷路径P3D时,排列模块164对预先存储的三维印刷路径P3D与在存储模块152中实时存储的三维印刷对象S的表面形状IS进行比较并进行排列,并且计算用于移送各位置上的喷嘴130或者载物台110的移送路径、包括喷嘴130和载物台110之间的间隔的移送信息IM、包括从喷嘴130喷射的油墨液滴的大小及速度的喷射信息IE。
但是,当在路径获取部161的输入模块162中存储二维形态的印刷路径P2D时,这种二维印刷路径信息P2D不会直接转到排列模块164,而是经过变换模块163以改变路径信息的形态。即,变换模块163从输入模块162接收二维形态的印刷路径P2D并将其变换成三维形态的印刷路径P3D。之后,排列模块164从变换模块163转接已变换的三维形态的印刷路径P3D并进行处理。
由所述排列模块164最终计算的包括喷嘴130或者载物台110的位置以及间隔的移送信息IM实时传递至移送控制模块162,而且移送控制模块162实时控制喷嘴130或者载物台110的位置及间隔。
而且,由排列模块164计算的油墨液滴的喷射信息IE传递至喷射模块163,而且喷射模块163控制电源施加部以控制向喷嘴内的电极供给的电压或者电流。
一般来讲,利用静电力的液滴喷射装置的原理如下:从利用喷嘴130和载物台110之间的电场分布对形成在喷嘴上的液面起到作用的静电力和表面张力的均衡关系形成液滴或者连续喷射而执行构图。
如上所述,本实施例利用以静电力吸引液面的原理喷射液滴,因此当油墨的粘度为50000c的高粘度油墨的情况下也能够印刷。
而且,根据本发明的实施例,具有能够进行微米以及纳米级构图的优点,因此对弯曲的三维表面也能够进行印刷。
尤其是,在能够形成规定的静电力的电场的分布中,喷嘴130和载物台110的隔开距离信息是非常重要的因素,根据本实施例,通过所述的工作原理能够恒定地维持载物台110和喷嘴130之间的距离并进行喷射,因此能够在三维表面上进行精密的构图。
即,根据本实施例,能够在具有三维形状表面的印刷对象上精密印刷所希望形状的图案,从而能够制作高品质的印刷物。
本发明的权利范围并不限于上述实施例,在所附的权利要求书的记载范围内可实现为多种形式的实施例。在不脱离权利要求书所要求保护的本发明精神的范围内,本发明所属技术领域中具有一般知识的人均能变形的各种范围也应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用静电力的三维形状表面印刷装置,其特征在于,包括:
载物台,用于置放印刷对象;
形状获取部,用于存储所述印刷对象的表面信息;
喷嘴,用于接收油墨并向印刷对象表面侧吐出油墨;
电源供给部,用于向所述喷嘴供给电源;及
控制部,用于从所述形状获取部接收所述印刷对象的表面信息并控制所述喷嘴或者所述载物台的动作。
2.根据权利要求1所述的利用静电力的三维形状表面印刷装置,其特征在于,所述控制部包括:
路径获取部,用于对印刷路径与从所述形状获取部提供的所述印刷对象的表面信息进行比较并形成喷嘴或者所述载物台的移送信息;及
移送控制模块,利用从所述路径获取部提供的移送信息控制所述喷嘴或者所述载物台的动作。
3.根据权利要求2所述的利用静电力的三维形状表面印刷装置,其特征在于,所述路径获取部包括:
输入模块,接收所输入的所述印刷路径;
排列模块,对从所述输入模块提供的所述印刷路径与从所述形状获取部提供的所述印刷对象的表面信息进行比较并进行排列,并且生成所述移送信息。
4.根据权利要求3所述的利用静电力的三维形状表面印刷装置,其特征在于,
所述排列模块生成从所述喷嘴喷射的油墨液滴的喷射信息,
所述控制部进一步包括利用从所述排列模块提供的所述喷射信息控制所述电源供给部的喷射模块。
5.根据权利要求3至4中的任一项所述的利用静电力的三维形状表面印刷装置,其特征在于,
所述路径获取部进一步包括将输入于所述输入模块的二维印刷路径信息变换为三维印刷路径信息的变换模块。
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