CN115891434A - 喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法。根据本发明的一实施例的喷墨打印系统可以包括：平台，供印刷媒体安装，且将上述印刷媒体向第一方向移动；喷墨头，能够在与上述第一方向正交的第二方向上移动，且形成有多个喷嘴，上述多个喷嘴能够将墨水喷出到上述印刷媒体上；测量仪器，能够独立于上述喷墨头在上述第二方向上移动，且能够测量着落在上述印刷媒体上的涂层的每个区间的高度；及处理器，基于上述涂层的高度信息来能够控制上述喷嘴的打开和关闭。

Description

喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法，更具体而言，涉及一种使用喷墨打印头的喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法。
背景技术
随着喷墨技术的发展，喷墨打印用于各种领域，例如，作为办公用途在纸上打印字体等，或通过喷出墨水等液滴形成薄膜或进行图案化来用于制造电子元件或显示器等。
在制造工艺上，将材料转化为墨水以喷出微滴(droplet)，并通过将该微滴着落在印刷媒体上的所需位置形成预定的涂层。
将在制造工艺上使用的墨水通过紫外线或热固化，并在室温下保持液态。着落在印刷媒体上后，通过施加紫外线或热来对涂层进行固化。
在这一系列的涂层形成过程中，由于喷出工艺上的不均匀喷出、在固化工艺之前由于墨水流动性导致的墨水扩散和洇渗等形状变形及在固化工艺上的固化收缩等各种因素，存在难以通过喷墨打印形成所需的涂层的问题。
现有技术文献
专利文献
(专利文献0001)韩国公开专利公报第10-2019-0090108号(公开日期:2019.08.01.)
发明内容
技术问题
本发明要解决的一个技术问题在于提供一种能够实现在印刷媒体上形成具有所需形状的涂层的喷墨打印系统及使用其的喷墨打印方法。
解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种喷墨打印系统。
根据本发明的一实施例的喷墨打印系统可以包括：平台，供印刷媒体安装，且将上述印刷媒体向第一方向移动；喷墨头，能够在与上述第一方向正交的第二方向上移动，且形成有多个喷嘴，上述多个喷嘴能够将墨水喷出到上述印刷媒体上；测量仪器，能够独立于上述喷墨头在上述第二方向上移动，且能够测量着落在上述印刷媒体上的涂层的每个区间的高度；及处理器，基于上述涂层的高度信息来能够控制上述喷嘴的打开和关闭。
根据一实施例，上述处理器可以包括区间喷墨量调整模块，该区间喷墨量调整模块用于调整上述印刷媒体的上述每个区间的区间喷墨量。
根据一实施例，上述处理器还可包括区间划分模块，该区间划分模块用于将上述印刷媒体的边缘区域在上述第二方向上划分为至少两个区间。
根据一实施例，上述处理器可以包括喷墨起始位置调整模块，该喷墨起始位置调整模块用于调整喷墨起始位置。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种喷墨打印方法。
根据本发明的一实施例的喷墨打印方法可以包括：测量步骤，测量着落在第一印刷媒体上的墨水的高度；及喷墨控制步骤，基于墨水着落高度来能够控制在第二印刷媒体(基板)上喷出的喷嘴的打开和关闭。
根据一实施例，上述喷墨控制步骤可以包括高度对照步骤，上述高度对照步骤是将每个区间的高度测量信息与高度基准信息进行对照以调整上述每个区间的高度信息的步骤。
根据一实施例，上述喷墨控制步骤还可包括喷墨量调整步骤，上述喷墨量调整步骤是调整喷墨起始位置的步骤。
发明的效果
根据本发明的实施例，存在如下优点，即，通过设置能够以区间为单位控制喷嘴的打开和关闭的处理器，可以形成根据印刷具有所需形状的涂层。
根据本发明的一实施例，存在如下优点，即，处理器可以根据实际着落的涂层的高度信息来增加或减少实际墨水涂布量，从而提高涂层形成控制能力，且可以获得所需的涂层形状。
根据本发明的另一实施例，存在如下优点，即，处理器根据测量仪器获得的实际着落的涂层的高度信息来增加或减少实际墨水涂布量，无需更换设备即可灵活地形成所需的涂层。
根据本发明的再一实施例，存在如下优点，即，处理器根据测量仪器获得的实际着落的涂层的高度信息来增加或减少实际墨水涂布量，从而可以根据适用的印刷媒体、墨水及制造工艺的规格特性而被广泛使用。
根据本发明的再一实施例，存在如下优点，即，处理器根据测量仪器获得的实际着落的涂层的高度信息来增加或减少实际墨水涂布量，从而满足不同印刷媒体和墨水特性等所需的特性及质量收率。
附图说明
图1的(a)部分和图1的(b)部分是示出根据本发明的一实施例的各个喷墨打印系统的图。
图2的(a)部分是根据图1的(a)部分的喷墨打印系统的侧视图，图2的(b)部分是图2的(a)部分的前视图。
图3的(a)部分至图3的(d)部分是示出根据本发明的一实施例的区间喷墨量调整模块的每个区间的喷墨量调整程度的图。
图4的(a)部分至图4的(d)部分是示出根据本发明的一实施例的处理器的动作流动的动作流程图。
图5的(a)部分至图5的(c)部分是示出根据本发明的一实施例由区间喷墨量调整模块计算的每个区间的图。
图6是示出将根据本发明的一实施例的印刷媒体上喷出的每个位置标记的印刷喷出区域的图。
图7是示出根据本发明的一实施例具有与印刷设计区域相比松弛形成的印刷形成区域的印刷媒体的图。
图8的(a)部分至图8的(c)部分是图7中的处理器的动作流动的动作流程图。
图9是示出根据本发明的一实施例具有与印刷设计区域相比缩小形成的印刷形成区域的印刷媒体的图。
图10的(a)部分至图10的(c)部分是示出图9中的处理器的动作流动的动作流程图。
图11是说明根据本发明的一实施例的喷墨打印方法的流程图。
附图标记说明
10：喷墨打印系统
100：平台
200：喷墨头
210：门架
300：UV固化机
400：测量仪器
500：处理器
510：区间喷墨量调整模块
520：区间划分模块
530：喷墨起始位置调整模块
S：印刷媒体
P：涂层
A1：印刷设计区域
A2：印刷形成区域
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。然而，本发明的技术精神不限于此处描述的实施例，而可以以其他形式体现。反而，提供此处介绍的实施例是为了使本发明公开的内容彻底、完整，并向本领域普通技术人员充分表达本发明的思想。
在本说明书中，在提及到某一组件位于另一组件之上的情况下，其意味着可以直接形成于另一组件之上或者意味着两者之间还可介入第三组件。另外，在各图中形状和大小是为了有效地说明技术内容而夸张的。
另外，在本说明书的各种实施例中，为了描述各种组件而使用了第一、第二、第三等用语，但这些组件不得限定于这种用语。这些用语仅仅是为了使某个组件区别于另一组件而使用。因此，在某一实施例中作为第一组件提及的情况下，在另一实施例中也能够作为第二组件提及。此处所说明并例示的各实施例还包括其互补性实施例。此外，在本说明书中所使用的“和/或”的含义为包括前后罗列的各组件中的至少一个组件。
此外，只要在文中未明确地区别说明，表示单数的说明应当理解为包括复数。另外，“包括”或“具有”等用语旨在指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、组件或它们的组合存在，不得理解为排除一个或其以上的其它特征或者数字、步骤、组件或它们的组合的存在或附加可能性。另外，在本说明书中所使用的“连接”的含义为均包括间接连接多个组件以及直接连接多个组件。
并且，在说明本发明的过程中，认为相关公知技术构成或功能的详细说明会混淆本发明的要旨时，可以省略其详细说明。
为了描述方便，第一方向指笛卡尔坐标系的Y轴方向，第二方向指笛卡尔坐标系的X轴方向。此时，第一方向与第二方向正交。
图1的(a)部分和图1的(b)部分是示出根据本发明的一实施例的各个喷墨打印系统10的图，图2的(a)部分是根据图1的(a)部分的喷墨打印系统10的侧视图，图2的(b)部分是图2的(a)部分的前视图，图3的(a)部分至图3的(d)部分是示出根据本发明的一实施例的区间喷墨量调整模块510的每个区间的喷墨量调整程度的图，图4的(a)部分至图4的(d)部分是示出根据本发明的一实施例的处理器500的动作流动的动作流程图，图5的(a)部分至图5的(c)部分是示出根据本发明的一实施例由区间喷墨量调整模块510计算的每个区间的图，图6是示出将根据本发明的一实施例的印刷媒体S上喷出的每个位置标记的印刷喷出区域的图，图7是示出根据本发明的一实施例具有与印刷设计区域A1相比松弛形成的印刷形成区域A2的印刷媒体S的图，图8的(a)部分至图8的(c)部分是示出图7中的处理器500的动作流动的动作流程图，图9是示出根据本发明的一实施例具有与印刷设计区域A1相比缩小形成的印刷形成区域A2的印刷媒体S的图，图10的(a)部分至图10的(c)部分是示出图9中的处理器500的动作流动的动作流程图。
在下文中，将详细描述构成根据本发明的一实施例的喷墨打印系统10的每个组件。
参照图1的(a)部分至图10的(c)部分，根据本发明的一实施例的喷墨打印系统10可以包括平台100、喷墨头200、测量仪器400及处理器500。在喷墨打印系统10中，印刷媒体S在平台100上沿第一方向移动，顺次通过喷墨头200喷出、着落形成涂层，测量仪器400对于涂层P的形状进行测量以具有测量值，处理器500根据测量值增加或减少墨水涂布量，从而能够形成具有所需形状的涂层P。
喷墨打印系统10可以适用于制作RGB像素的有机材料打印工艺、液态光学透明树脂(optical clear resin，OCR)打印工艺、面板封装(ENCAPSULATION)材料打印工艺等如图1的(a)部分和图1的(b)部分所示不同的打印工艺上。
再参照图1的(a)部分至图3的(d)部分、图5的(a)部分至图7及图9，平台100可以在其上面安装印刷媒体S。平台100可以通过驱动移动驱动部(图中未示出)在第一方向上移动印刷媒体S。
平台100可以在下面将描述的处理器500的控制下，可以调整印刷媒体S的位置，使得印刷媒体S面向下面将描述的喷墨头200、UV固化机300及测量仪器400中的一种。
再参照图1的(a)部分至图3的(d)部分及图6，喷墨头200可以沿第二方向移动。在门架(图中未示出)上通过头驱动部(图中未示出)的驱动，喷墨头200可以以面向印刷媒体S的方式移动到在第二方向上的任意位置上。
喷墨头200可以将墨水喷出到印刷媒体S上。根据一实施例，喷墨头200可以在根据处理器500的驱动控制调节DPI的同时喷出墨水。此外，喷墨头200可以基于印刷喷出数据喷出墨水。根据另一实施例，在喷墨头200中，可通过处理器500调节在每个任意位置喷出的墨滴的容量、喷出次数等。
喷墨头200可包括门架(图中未示出)、数十或数千个喷嘴(图中未示出)及位于喷墨路径上的供墨部(图中未示出)。
门架(图中未示出)可以提供喷墨头200在第二方向上的移动路径，以与平台100正交。
喷嘴(图中未示出)可以以液滴的形式喷出具有精细尺寸的墨水。
供墨部(图中未示出)可以安装在门架(图中未示出)上或设置在喷墨头200内部。
再参照图1的(a)部分至图2，UV固化机300可以沿第二方向移动。在门架(图中未示出)上通过固化机驱动部(图中未示出)的驱动，UV固化机300可以以面向印刷媒体S的方式移动到在第二方向上的任意位置上。UV固化机300被支撑在门架(图中未示出)的另一面定位，以在一个门架(图中未示出)上与喷墨头200彼此面对，或可以设置在与设有喷墨头200的门架(图中未示出)不同的其他门架(图中未示出)上。UV固化机300与喷墨头200平行设置，并可独立地沿第二方向移动。
UV固化机300可以对着落在印刷媒体S上的墨水进行固化。UV固化机300可以独立于墨水喷出工艺执行印刷媒体S上的墨水固化工艺。
再参照图1的(a)部分至图2的(a)部分，测量仪器400可以测量印刷媒体S的表面形状信息。测量仪器400可以测量包括印刷媒体S的涂层P的高度信息。测量仪器400可以对通过使着落的涂层P固化而降低流动性并蒸发挥发性物质以使形状变形最小化的涂层P的表面形状信息进行测量。
测量仪器400可以沿第二方向移动。在门架(图中未示出)上通过测量仪器驱动部(图中未示出)的驱动，测量仪器400可以以面向印刷媒体S的方式移动到在第二方向上的任意位置上。测量仪器400与喷墨头200和UV固化机300平行设置，并可独立地沿第二方向移动。
测量仪器400可以扫描印刷媒体S的表面。根据一实施例的测量仪器400可以是位移传感器。位移传感器可以基于任意基准面获得关于印刷媒体S和通过从喷墨头200喷出墨水而着落在印刷媒体S上的涂层P的每个区间的高度的信息。
测量仪器400可以是接触式或非接触式。当根据一实施例的测量仪器400是非接触式时，对印刷媒体S的表面照射激光，感测从印刷媒体S的表面反射的反射光的图案，以能够获得印刷媒体S表面上的三维图像。为此，测量仪器400可以包括激光照射部、激光接收部(图中未示出)及图像处理装置(图中未示出)。
参照图1的(a)部分至图2的(b)部分，处理器500可以基于涂层P的高度信息控制喷嘴(图中未示出)的打开和关闭。处理器500可以根据印刷媒体S上形成的涂层P的高度信息控制对于随后将形成涂层P的印刷媒体S的喷墨头200的喷墨量。
根据一实施例的处理器500可以从第一印刷媒体的每个区间的涂层P的高度生成喷出到第二印刷媒体的墨水量。通过执行处理器500至少一次来可以在区间单位计算所需的涂层P的形成高度。可以通过重复执行处理器500来经过多次导出理想的喷墨量。
处理器500可以包括区间喷墨量调整模块510，还可包括区间划分模块520和喷墨起始位置调整模块530。
处理器500可以控制平台100相对于印刷媒体S的变位。处理器500可以改变与喷墨头200面对的印刷媒体S的位置。为此，处理器500可以沿第一方向移动安装有印刷媒体S的平台100的位置。
对于喷墨头200，处理器500可以控制墨滴的大小和喷出速度、墨滴着落时间、喷嘴(图中未示出)是否喷出、喷墨头200的变位等。
对于UV固化机300，处理器500可以控制UV固化机300的位置、照射方向、照射光量强度、固化时间等。
对于测量仪器400，处理器500可以控制测量仪器400的位置、是否测量等，并且可以调用和接收测量仪器400的测量数据。
处理器500可以相互连接地操作平台100、喷墨头200、UV固化机300及测量仪器400。
再参照图4的(a)部分至图4的(d)部分及图8的(a)部分至图8的(c)部分，区间喷墨量调整模块510可以调整印刷媒体S的每个区间的区间喷墨量。区间喷墨量调整模块510可以调整以增加或减少用于形成涂层P的喷墨头200的喷出量。区间喷墨量调整模块510可以从测量仪器400调用涂层P的每个区间的高度信息。区间喷墨量调整模块510可以比较每个区间的基准高度和高度信息。
当高度信息与基准高度相同时，区间喷墨量调整模块510可以不调整喷出量，使得喷墨头200以与设定的喷出量相同的量在相应区间喷出墨水。
区间喷墨量调整模块510可以调整以增加或减少相对于各个区间的每个印刷喷出区域的设定喷出量的印刷喷出数据。区间喷墨量调整模块510可以以百分比(％)计算相对于设定喷出量要增加或减少的喷出量。当高度信息超过基准高度时，可以调整以降低相应区间的喷出率。当高度信息未达到基准高度时，可以调整以增加相应区间的喷出率(jetting rate)。
再参照图3的(a)部分至图3的(d)部分，可以基于每单位面积的喷墨头200喷出率来计算印刷喷出面积。图3的(a)部分是示出与每单位面积基准相比以50％的喷出率喷出时形成的涂层P的图，图3的(b)部分是示出与每单位面积基准相比以75％的喷出率喷出时形成的涂层P的图，图3的(c)部分是示出与每单位面积基准相比以100％的喷出率喷出时形成的涂层P的图，图3的(d)部分是示出与每单位面积基准相比以100％的喷出率喷出时形成的涂层P的图。
再次，如图6所示，区间喷墨量调整模块510在计算喷墨量时，可以调整印刷媒体S上的每个印刷喷出区域的边缘区域和中心区域中，尤其是边缘区域中的喷出率。
再次，如图3的(a)部分至图3的(d)部分及图6所示，区间喷墨量调整模块510可以选择性控制在区间单位的构成喷墨头200的喷嘴(图中未示出)的打开和关闭。区间喷墨量调整模块510可以控制每个区间的喷嘴(图中未示出)的一次喷出量和喷出次数。
区间喷墨量调整模块510可以基于初始喷出量增加或减少每个区间单位的喷出量。在区间单位高度超过基准高度时，根据一实施例的区间喷墨量调整模块510可以调整以相对于设定喷出量减少喷出量。在区间单位高度未达到基准高度时，根据另一实施例的区间喷墨量调整模块510可以调整以相对于设定喷出量增加喷出量。
区间划分模块520可以将印刷媒体S沿第一方向或第二方向划分为至少两个区域。更具体而言，区间划分模块520可以将印刷媒体S中尤其是边缘区域划分为至少两个区域。
根据一实施例的区间划分模块520可以沿一个方向以一定间隔划分印刷媒体S。
根据另一实施例的区间划分模块520可以沿一个方向以任意间隔划分印刷媒体S。更具体而言，如图5的(a)部分所示，区间划分模块520可以进行划分，使得边缘区域和中心区域的间隔不同。另外，如图5的(b)部分和图5的(c)部分所示，区间划分模块520可以以更密集的间隔划分边缘区域，尤其是边缘峰区域。
再参照图7至图10的(c)部分，喷墨起始位置调整模块530可以调整喷墨起始位置。喷墨起始位置调整模块530可以通过计算和调整与印刷设计区域A1不同的调整参数来调整印刷形成区域A2。
印刷设计区域A1可以是设计印刷喷出数据。印刷形成区域A2可以是实际形成并测量的涂层P。调整参数可以包括印刷媒体的表面能信息、墨水特性信息、喷出后所需固化时间信息、喷墨量信息、波形(waveform)信号信息等，但不限于此。
当印刷形成区域A2大于印刷设计区域A1时，根据一实施例的喷墨起始位置调整模块530可以向上述印刷媒体S的内侧方向移动上述喷墨起始位置。当印刷形成区域A2小于印刷设计区域A1时，根据另一实施例的喷墨起始位置调整模块530可以向印刷媒体S的外侧方向移动喷墨起始位置。
印刷媒体S可以是如LCD、OLED、PDP面板等的显示面板、触摸面板或视窗面板中的一种，或可以为将它们层叠结合的由多层构成的面板。此外，印刷媒体S可以包括刚性面板以及由可弯曲(bending)、折叠(folding)或卷曲(rolling)的柔性材料制成的柔性面板。
印刷媒体S可以设置在喷墨头200的下面，供喷出的墨水着落，从而可以形成涂层P。
此时，墨水可以是丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂或橡胶树脂中的一种或其混合物，优选地，可通过UV光固化的UV可固化树脂。可以在印刷媒体S上喷出墨水以形成涂层P。
将描述包括如上所述的组件的根据本发明的一实施例的喷墨打印方法。
图11是说明根据本发明的一实施例的喷墨打印方法的流程图。
参照图11，根据本发明的一实施例的喷墨打印方法还可以包括测量步骤S10和喷墨控制步骤S20。
在测量步骤S10中，可以测量包括包含印刷媒体的涂层的高度的表面形状信息。在测量步骤S10中，可以测量印刷媒体的宽度信息、每个区间的坐标信息、每个区间是否具有涂层及每个区间的涂层的高度信息。
喷墨控制步骤S20可以包括高度对照步骤S21、喷墨数据计算步骤S22及喷墨量调整步骤S23。喷墨控制步骤S20的每个步骤可以至少运行一次。
在高度对照步骤S21中，可以通过将每个区间的高度测量信息与高度基准信息进行对照以调整高度信息。
在喷墨数据计算步骤S22中，可以基于调整后的高度信息计算喷墨数据。
在喷墨量调整步骤S23中，可以基于计算出的喷墨数据来调整喷墨头的每个区间的喷墨量。在喷墨量调整步骤S23中，可以调整喷墨起始位置。
综上，尽管通过优选实施例已对本发明进行详细说明，但本发明的范围要通过所附权利要求来解释，而不应受上述特定实施例的限制。此外，在不背离本发明的范围的情况下可以进行各种改变和变型对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (7)

1.一种喷墨打印系统，其特征在于，包括：
平台，供印刷媒体安装，且将上述印刷媒体向第一方向移动；
喷墨头，能够在与上述第一方向正交的第二方向上移动，且形成有多个喷嘴，上述多个喷嘴能够将墨水喷出到上述印刷媒体上；
测量仪器，能够独立于上述喷墨头在上述第二方向上移动，且能够测量着落在上述印刷媒体上的涂层的每个区间的高度；及
处理器，基于上述涂层的高度信息来能够控制上述喷嘴的打开和关闭。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其特征在于，
上述处理器包括区间喷墨量调整模块，该区间喷墨量调整模块用于调整上述印刷媒体的上述每个区间的区间喷墨量。
3.根据权利要求2所述的喷墨打印系统，其特征在于，
上述处理器还包括区间划分模块，该区间划分模块用于将上述印刷媒体的边缘区域在上述第二方向上划分为至少两个区间。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印系统，其特征在于，
上述处理器包括喷墨起始位置调整模块，该喷墨起始位置调整模块用于调整喷墨起始位置。
5.一种喷墨打印方法，其特征在于，包括：
测量步骤，测量着落在第一印刷媒体上的墨水的高度；及
喷墨控制步骤，基于墨水着落高度来能够控制在第二印刷媒体上喷出的喷嘴的打开和关闭。
6.根据权利要求5所述的喷墨打印方法，其特征在于，
上述喷墨控制步骤包括高度对照步骤，上述高度对照步骤是对每个区间的高度测量信息与高度基准信息进行对照以调整上述每个区间的高度信息的步骤。
7.根据权利要求5所述的喷墨打印方法，其特征在于，
上述喷墨控制步骤还包括喷墨量调整步骤，上述喷墨量调整步骤是调整喷墨起始位置的步骤。
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