CN1966159A - 清洁流体喷射元件的装置及整合清洁装置的流体喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种清洁流体喷射元件的装置及整合清洁装置的流体喷射装置。清洁流体喷射元件的装置包括一推压器。一液体储槽包括一进气孔、一排气孔与一出水孔，其中该进气孔通过一气体导管与该推压器连接。一液体喷头，通过一液体导管与该流体储存槽的该出水孔连接，以导引该液体储槽内的液体，经由该液体喷头喷射于该流体喷射元件的一喷孔表面。一刮除元件，包括至少一刮片，与一轨道供该至少一刮片移动，用以清除该流体喷射元件的该喷孔表面。

Description

清洁流体喷射元件的装置及 整合清洁装置的流体喷射装置

技术领域

本发明涉及一种流体喷射装置，特别是涉及清洁流体喷射元件的装置及整合清洁装置的流体喷射装置。

背景技术

近年来，微流体喷射装置已广泛地运用于信息产业，例如喷墨打印机或类似设备中。随着微系统工程(micro system engineering)的逐步开发，流体喷射装置逐渐有其它众多领域的应用，例如燃料喷射系统(fuel injectionsystem)、细胞筛选(cell sorting)、药物释放系统(drug delivery system)、喷印光刻技术(print lithography)及微喷射推进系统(micro jet propulsion system)等。在流体喷射装置的各应用领域中，依墨水喷出进行数据打印的方式，可区分成连续式(continuous)与选择喷射式(drop-on-demand)两种形式。

另一方面，依驱动喷射的原理，传统的流体喷射装置又区分成可热气泡驱动(thermal bubble driven)方式或压电薄膜驱动(piezoelectric diaphragmdriven)方式。无论是以热气泡驱动方式或压电薄膜驱动方式，打印品质的好与坏是取决于喷墨头开孔率、墨点均匀性与落点位置等因素，尤其以喷墨头的表面性质影响最深。由于打印机使用过程中，环境中的灰尘、细微颗粒等杂质会附着于喷孔层表面。若在打印过程中与遗留于喷孔周遭的残墨结合，即有破坏原有的喷孔表面之虞。有鉴于此，留存于喷孔表层的污染物，轻则影响墨点的飞行方向与速率，重则堵塞喷孔造成不喷墨现象。

美国专利U.S.Pat.No.5,559,540号，揭示一种对喷墨头表面涂布疏水材质(hydrophobic)的清洁方法。喷墨印表头12在打印纸张16时，周期性地在滑轨20上往复运动。在打印完动作成后，喷墨印表头12归位触发涂布机制(applicator)，由额外的马达48带动旋转轴46，进而带动涂布器44。然而，涂布器44周期性地对喷孔层表面涂布疏水材质，除容易造成疏水材质的快速消耗外，对于已累积在喷孔周围的灰尘、颗粒、或残墨等杂质并无法一并移除，进而影响原有的表面涂布效果。此外，需要额外的马达48带动旋转轴46等机制，也增加打印系统的设计复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种清洁流体喷射元件的装置整合于流体喷射装置中，兼具清洗及刮除多功能的维护功能。

本发明的目的在于提供一种清洁流体喷射元件的装置，包括：一推压器；一液体储槽包括一进气孔、一排气孔、与一出水孔，其中该进气孔通过一气体导管与该推压器连接；一液体喷头，通过一液体导管与该流体储存槽的该出水孔连接，以导引该液体储槽内的液体，经由该液体喷头喷射于该流体喷射元件的一喷孔表面；以及一刮除元件，包括至少一刮片，与一轨道供该至少一刮片移动，用以清除该流体喷射元件的该喷孔表面。

根据上述目的，本发明提供一种整合清洁装置的流体喷射装置，包括：一流体喷射元件；一滑轨供该流体喷射元件移动；一推压器，设置于该滑轨的一端；一液体储槽包括一进气孔、一排气孔、与一出水孔，其中进气孔通过一气体导管与该推压器连接；一液体喷头，通过一液体导管与该流体储存槽的该出水孔连接，以导引该液体储槽内的液体，经由该液体喷头喷射于该流体喷射元件的一喷孔表面；一刮除元件，包括至少一刮片，与一轨道供该至少一刮片移动，用以清除该流体喷射元件的该喷孔表面；以及基座，以收纳该推压器、该气体导管、该液体导管、该流体喷头、与该刮除元件。

以下配合图式以及较佳实施例，以更详细地说明本发明。

附图说明

图1为现有技术的清洁流体喷射元件的装置的示意图；

图2为本发明实施例的清洁流体喷射元件的检测流程图；

图3为本发明实施例的整合清洁装置的流体喷射装置的方块示意图；

图4为本发明实施例的清洁流体喷射元件的装置的示意图；

图5为图4的推压器与液体储槽连接的细部结构的示意图；

图6为本发明实施例的整合清洁装置的流体喷射装置的示意图；

图7A-图7B为推压器在受到流体喷射装置挤压后驱动清洁流体喷射元件的装置的分解动作示意图。

具体实施方式

图2为本发明实施例的清洁流体喷射元件的检测流程图。流体喷射元件在经过数次喷射流程后，即需进行清洁维护动作210。检测流体喷射元件喷孔的表层220包括以感测器检测。接着，判别流体喷射元件喷孔的表面是否清洁230。若流体喷射元件喷孔的表面未受到污染或喷孔表面没有积墨残存，则在经过一般清洁处理240之后继续进行打印动作250，直至打印工作结束260。流体喷射元件喷孔的表面受到污染或喷孔表面有积墨残存，则进行特殊的清洁处理235。

图3为本发明实施例的整合清洁装置的流体喷射装置的方块示意图。整合清洁装置的流体喷射装置包括一流体喷射装置310及一清洁装置330。清洁装置330包括一推压器332通过一气体导管与液体储槽334连接。流体储存槽334包括一进气孔、一排气孔、与一出水孔。流体储存槽334连接一液体导管336另一端连接一液体喷头338。液体喷头338喷射清洁液体于流体喷射元件的喷孔表面。

整合清洁装置的流体喷射装置另包括一刮除元件包括至少一片刮片340与一轨道供该至少一刮片340移动，用以清除流体喷射元件的喷孔表面。此外，可于打印系统打印动作完成后，以一感测器320检测流体喷射元件的喷孔表面，以做为是否进行清洁维护动作的依据。

图4为本发明实施例的清洁流体喷射元件的装置的示意图。整合清洁流体喷射元件的装置400包括推压器(compressor)410、液体储槽(reservoir)430、与液体喷头(injector)445。推压器410利用气体导管415与液体储槽430的进气孔422连接，而喷头445则利用液体导管440与液体储槽430的出水孔435连接。如此形成一由推压器410连通液体储槽430再连通液体喷头445之完整通路。一上盖420包括进气孔422及出气孔424设置于液体储槽430上。

当推压器410接受外力推挤时，例如流体喷射元件412在归位时挤压推压器410，推压器410即产生气体推力以驱动液体储槽430内的清洁液体，挤压液体储槽430内的清洁液体，由液体喷头445喷洒于欲清洁的流体喷射元件的喷孔表面，以完成清洁维护工作。

图5为图4的推压器410与液体储槽430连接的细部结构的示意图。由液体储槽430的上盖420剖面可看出进气孔422、排气孔424、与滑块档板P之间相对位置。进气孔422即接受来自推压器410所传送的气压，滑块档板P则可滑行于起始点P1与停止点P2之间，而排气孔424则用于连通外界大气。推压器410包括一传递轴411、一弹簧413及一活塞416推动气体进入气体导管415。根据本发明的实施例，推压器410可包括一汽缸。液体储槽430内可直接装入清洁液体，或者置入可替换的清洁液体补充包(未图示)。

图6为本发明实施例的整合清洁装置的流体喷射装置600的示意图。推压器410、液体储槽430及液体喷头445固定于打印平台的基座610中。于第6图中，流体喷射元件412于滑轨(未图示)上横移，沿着箭头方向移动。刮除元件M，包括至少一片刮片650，与轨道611供刮片650移动。当流体喷射元件412于滑轨上横移至基座610上方时，流体喷射元件412带动刮片650以清除流体喷射元件的喷孔表面。

基座610收纳推压器410、气体导管415、液体导管440、流体喷头445、与刮除元件M。液体储槽430也收纳于基座610下方(或前、后方)。本发明实施例仅举例说明各部件所在的相对位置，然而并非用以限定本发明。在实际应用时，当可视真实打印平台的空间架构，做不同的布置组合与置换。

根据本发明实施例，当使用一般打印行程时，流体喷射元件412在滑轨的移动距离较短，而不会接触推压器410，此时清洁液体不会被触发喷出，仅带动刮片650对喷孔层表面进行刮除动作。另一方面，当流体喷射元件表面受到污染或残留积墨时，则需使用加强清洁模式，此时流体喷射元件412移动较长行程，接触启动推压器410以使清洁液体经液体导管440由出水孔435送出，并经由流体喷头445喷洗流体喷射元件412的喷孔表面，同时利用刮除元件M对喷孔表面进行清洁维护动作。

图7A-图7B显示推压器410在受到流体喷射元件412挤压后的分解动作示意图。首先，请参阅图7A，当推压器410受流体喷射元件412推挤启动时，此时推压器410内的弹簧413受力F1呈压缩状态。此撞击外力作用于活塞416而推挤气体导管415内的气体。并且沿气体导管415(箭头符号A1)进入液体储槽430的进气孔422。此时，气体除进入液体储槽430以外，也推动滑块档板P由起始点P1滑行至停止点P2，经由此一动作可利用滑块档板P将排气孔424与外界大气阻隔，以利推动液体储槽430内的液体，喷洗流体喷射元件412的喷孔表面。

接着，请参阅图7B，当流体喷射元件412远离推压器410时，原受压缩的弹簧413则产生回复力F2将活塞416拉回原位。在活塞416于此回复行程中，则对气体导管415内的气体产生抽气效应(箭头符号A3)。此时，滑块档板P也通过此抽气效应，而回到原来的起始点P1；此一滑块档板P的回复动作，自位置P2滑向P1，使排气孔424再度与外界大气相通，而避免液体储槽430内的流体产生回流现象。

根据本发明实施例，可在不增加额外驱动马达的状况下，利用一弹簧/活塞的气动往返机制，即可提供一多模式选择的喷墨头清洁维护装置。此外，本发明中液体储槽所喷射的清洁液体，可为一般的纯水或特殊的疏水性液体。尤其后者对原喷孔表层即为疏水处理的喷墨头而言，更具有可保持原有表面性质的优点。而液体储槽的槽体设计，更可以多槽体并搭配不同溶液方式使用。

本发明实施例可根据实际的操作环境，直接以打印机的内部软件程序，进行清洁模式的控制选择。例如，打印机内部系统，包括自动/手动两种模式，在喷墨头处于长时间未使用或已进行大量数据打印状态时，即自行启动加强清洁机模式。就长时间未使用状态而言，在长时间静置下，墨水可能于喷墨头表面结晶的情况，因而需要进行清洁维护动作。另一方面，在已进行大量数据打印之后，因喷印量过大，喷墨头之喷孔层表面发生积墨产生的情况。

再者，根据本发明实施例，清洁维护装置更包括一感测器(sensor)，对喷墨头的喷孔层表面进行检测。例如，利用墨水结晶或积墨会对喷孔表层的形貌与电性等造成变化，因此感测器可为光学或电性测量等形式。如此，利用图2的检测流程，而判别需以何种方式进行喷墨头的表面清洁工作。根据本发明实施例，也可在喷墨头的芯片内部内置感测器，或外挂在打印系统中。利用感测器检测能正确掌握实施特殊清洁机制的时机，故可延长清洁液体的补充替换周期。

本发明特征及效果

本发明的特征与效果在于整合清洁装置于一流体喷射装置中，提供兼具清洗及刮除多功能的清洁维护装置。本发明在不额外增加驱动马达的条件下，利用一弹簧/活塞的气动往返机制，即可提供一多模式选择的喷墨头清洁维护装置。此外，通过内建感测器于流体喷射装置中，能更正确掌握实施特殊清洁机制的时机，故可延长清洁液体的补充液替换周期。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种清洁流体喷射元件的装置，包括：

一推压器；

一液体储槽，包括一进气孔、一排气孔、与一出水孔，其中该进气孔通过一气体导管与该推压器连接；

一液体喷头，通过一液体导管与该流体储存槽的该出水孔连接，以导引该液体储槽内的液体，经由该液体喷头喷射于该流体喷射元件的一喷孔表面；以及

一刮除元件，包括至少一刮片，与一轨道供该至少一刮片移动，用以清除该流体喷射元件的该喷孔表面。

2.如权利要求1所述的清洁流体喷射元件的装置，更包括一基座，以收纳该推压器、该气体导管、该液体导管、该流体喷头、与该刮除元件。

3.如权利要求1所述的清洁流体喷射元件的装置，其中该推压器包括一活塞以及一弹簧所构成的往返元件。

4.如权利要求1所述的清洁流体喷射元件的装置，其中该推压器包括一汽缸所构成的往返元件。

5.如权利要求1所述的清洁流体喷射元件的装置，其中该该液体储槽内之液体为中性或疏水性液体。

6.一种整合清洁装置的流体喷射装置，包括：

一流体喷射元件；

一滑轨供该流体喷射元件移动；

一推压器，设置于该滑轨的一端；

一液体储槽包括一进气孔、一排气孔、与一出水孔，其中进气孔通过一气体导管与该推压器连接；

一液体喷头，通过一液体导管与该流体储存槽的该出水孔连接，以导引该液体储槽内的液体，经由该液体喷头喷射于该流体喷射元件的一喷孔表面；

一刮除元件，包括至少一刮片，与一轨道供该至少一刮片移动，用以清除该流体喷射元件的该喷孔表面；以及

基座，以收纳该推压器、该气体导管、该液体导管、该流体喷头、与该刮除元件。

7.如权利要求6所述的整合清洁装置的流体喷射装置，更包括一感测器以检测该流体喷射元件的该喷孔表面。

8.如权利要求6所述的整合清洁装置的流体喷射装置，其中该感测器包括一光学感测器。

9.如权利要求6所述的整合清洁装置的流体喷射装置，其中该推压器包括一活塞以及一弹簧所构成的往返元件。

10.如权利要求6所述的整合清洁装置的流体喷射装置，其中该推压器包括一汽缸所构成的往返元件。

11.如权利要求6所述的整合清洁装置的流体喷射装置，其中该该液体储槽内的液体为中性或疏水性液体。

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