CN202186127U

CN202186127U - 喷墨装置及其喷墨头

Info

Publication number: CN202186127U
Application number: CN2011203124008U
Authority: CN
Inventors: 刘胜发; 李清和; 李怀安; 陈玉仙
Original assignee: CPTF Visual Display Fuzhou Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPTF Visual Display Fuzhou Ltd
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-08-25

Abstract

本实用新型涉及一种喷墨装置及其喷墨头，可应用于各种不同形式的喷墨设备中。此装置包含一供墨室、一墨水室、一压力产生单元以及一喷墨头。其中喷墨头具有一介电层涂覆于其内侧及外侧，透过对介电层施加电压，改变其亲、疏水性，藉此减少墨水在喷墨过程中残留于喷墨头周围，进而改善喷墨精度不佳的情况。

Description

喷墨装置及其喷墨头

技术领域

本实用新型涉及一种喷墨装置及其喷墨头。

背景技术

随着电子产业的兴盛，打印技术的发展，从先前的点阵撞击式，进而发展出喷墨式以及雷射式的打印技术。其中，喷墨式打印技术是使用喷墨头喷出微小的墨滴在纸张或设备上的预定的打印区域，并且打印出具有预定颜色的影像。而此喷墨式打印技术，依其运作原理最广泛的方式可分为热气泡式喷墨打印技术(Thermal bubble)或是压电式喷墨打印技术(Piezoelectric)两种。热气泡式喷墨打印技术是利用加热器将墨水瞬间气化，接着，高压气泡产生动能推动瞬间气化的墨水由喷墨头集中喷出。虽然此种技术经常使用于喷墨打印设备中，但此方式也会有限制散热和使用的寿命较短的缺点。压电式喷墨打印技术是利用施加电压于一压力产生单元使其发生形变而挤压墨水室内的墨水，并将墨水经由喷墨头喷射而出。虽然压电式喷墨打印技术具有较佳的寿命和高速的表现，但在喷墨系统的小型化上会遭遇困难，此为压电式喷墨打印技术的缺点。

请参考图1所示，其显示一压电式喷墨装置1。此装置1包括一墨水室10、一供墨室20、压力产生单元22、24(如陶磁压电组件)以及一喷墨头30。该墨水室10用于暂时存放喷墨过程所需使用的墨水，其内部的墨水由供墨室20经由供墨通道32提供。

请参考图2所示，该喷墨装置1的压力产生单元22、24，藉由脉冲产生器35透过电极26、28施加电压，使其发生形变，且因此产生一压力使墨水室内的墨水经由该喷墨头30喷出。喷墨头30的作用为缩小流道，使墨水室10的墨水能准确的喷涂于目标物之上。

然而，当该喷墨头30长期处于闲置状态时，该喷墨头30的开口处的残留的墨水会因与外界接触，墨水内的溶剂容易蒸发而导致墨水发生硬化，从而堵塞喷墨头30的开口。为了防止墨水硬化，一般的做法是采用一帽体物（未图示）密封该喷墨头30的开口。然而，即使有帽体物的密封，仍会有部分喷墨头30开口处的墨水发生硬化，影响喷墨头的功能。

目前喷墨技术在多次喷涂后，容易在喷墨头周围残留墨水，造成喷墨量与喷墨位置无法精确控制。因此，若能减少墨水在喷涂过程中残留在喷墨头30周围的问题，改善喷墨精度不佳的情况，有助于提升喷墨打印的质量。

另外，目前市面上喷墨系统所使用的喷墨头30仍需依据所使用的墨水的亲、疏水性来购买特定的墨水。疏水性的墨水必须配合亲水性的喷墨头30，而亲水性的墨水必须配合疏水性的喷墨头30，如此喷墨头30的墨水才能更容易挤出，且在喷墨头30的周围会因亲、疏水性的差异而较不容易残留墨水。在此，若有一替代方案，能简化其匹配方式，对于消费者的使用会更加方便。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种喷墨装置及其喷墨头，使其能减少墨水在喷涂过程中残留在喷墨头周围的问题，藉以改善喷墨精度不佳的情况。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种喷墨装置，其特征在于，包括：一墨水室，用于暂时存放喷墨过程中所使用的墨水；一供墨室，其作用为对墨水室补充供给墨水；一压力产生单元，附加在墨水室的外壁上，用于产生形变后挤压墨水室，将储存于墨水室的墨水向前传送；以及一喷墨头，用于缩小流道，使墨水室的墨水喷涂于目标物上，该喷墨头具有介电层涂覆于该喷墨头的内外两侧，藉由控制电压施加于该介电层与否而使该介电层呈亲水性或疏水性。

进一步地，该压力产生单元藉由一对电极与一脉冲产生器相连，并藉由脉冲产生器施加电压于压力产生单元来挤压墨水室，将储存于墨水室的墨水经由喷墨头，喷涂于目标物。

进一步地，该压力产生单元为压电组件或热气泡致动组件。

进一步地，该介电层藉由一对电极与一电压产生器相连，并藉由电压产生器产生电压来改变介电层的亲水性或疏水性。

进一步地，该介电层的材料为铁弗龙(四氟乙烯) Teflon、丙烯(propylene)、聚二氟乙烯(PVDF-HFP)、甲基(Methyl)、乙基(Ethyl)或上列材料的合成物。

进一步地，所使用的墨水为亲水性墨水或疏水性墨水。

本实用新型还提供一种喷墨头，用于缩小流道，使墨水喷涂于目标物之上，其特征在于：该喷墨头包含有：介电层，涂覆于该喷墨头的内外两侧，藉由控制电压施加于该介电层与否而使该介电层呈亲水性或疏水性。

进一步地，该介电层藉由一对电极与一电压产生器相连，并藉由电压产生器产生电压来改变介电层的亲水性或疏水性，并且配合墨水的亲、疏水性，使墨水由该喷墨头喷涂于目标物。

进一步地，该介电层所使用的材料可为铁弗龙(四氟乙烯) Teflon、丙烯(propylene)、聚二氟乙烯(PVDF-HFP)、甲基(Methyl)、乙基(Ethyl)或上列材料的合成物。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：该喷墨头具有介电层涂覆于其内侧及外侧，透过电压的施加，改变其亲、疏水性，来配合亲、疏水性墨水的使用，藉此减少墨水在喷墨过程中残留于喷墨头周围以及阻塞喷墨头的问题，进而改善喷墨精度不佳的情况。此外，一个喷墨头同时适用于亲、疏水性不同的两种墨水，故不必分别购买，使用更加便利。

附图说明

图1是习知的喷墨装置喷墨前的示意图。

图2是习知的喷墨装置喷墨中的示意图。

图3是本实用新型的喷墨装置喷墨前的示意图。

图4是本实用新型的喷墨装置喷墨中的示意图。

图5是本实用新型的喷墨装置喷墨前后的情况的示意图。

【主要组件符号说明】

1、3 喷墨装置

10、100 墨水室

20、120 供墨室

32、132 供墨通道

22、24、122、124 压力产生单元

26、28、126、128、210、220 电极

30、200 喷墨头

35、135 脉冲产生器

150、155 介电层

230 电压产生器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

本实用新型以压电式喷墨打印技术为例，然并不受限于此，本实用新型适用于任何喷墨打印技术。首先，如图3所示，即为本实用新型的喷墨装置3的结构图。如图所示，其结构包含一喷墨头200、墨水室100、一压力产生单元122、124以及一供墨室120。

墨水室100是用于暂时存放喷墨过程中所使用的墨水。压力产生单元122、124是由压电材料(如压电陶瓷或其它合适的压电材料）制成。通常，压力产生单元122、124为可以迭加或连接在墨水室的壁上。一对电极126、128分别设置连接至压力产生单元122、124上。一脉冲产生器135与电极126、128电性连接，从而在电极126、128上施加电压。应注意的是，本实用新型并不受限于利用脉冲产生器135，任何可促使压力产生单元122、124动作的方式皆适用于本实用新型。如上所述，脉冲产生器135在电极126、128上施加一个电压，由于其偏振方向，在压力产生单元122、124上产生一个剪力，因而使其产生形变。当使压力产生单元122、124朝着墨水室100的方向发生形变，压力作用使得在墨水室100内的墨水，从而经由喷墨头200将墨水喷出。另外，供墨室120经由一个供墨通道132与墨水室100连接，其作用为对墨水室100补充供给墨水。上述构成与图1所示的喷墨装置1相同，因此其详细说明在此省略以避免重复。

如前所述，当墨水喷出时，喷墨头200的周围容易残留墨水，且此残留的墨水都会影响下一次墨水喷出时的状态，甚至会有部分喷墨头200的开口处的墨水发生硬化，影响喷墨头200的功能，如喷出的墨水弯曲或是墨水溢流等现象，造成在喷墨制程时墨水出墨的不稳定，导致所喷制的图形容易会有图形位置不正确、喷墨图形变形以及喷墨头200的开口堵塞等问题。

再请参阅图3，为改善喷墨头200残留墨水的问题，本实用新型的喷墨装置3的架构是喷墨头200具有介电层150、155涂覆于其内侧及外侧，藉由电压的施加，改变介电层150、155的亲、疏水性，如此可有效克服墨水残留于喷墨头200周围及墨水溢流等问题。

在本实施例中，是利用铁弗龙作为介电层150、155的材料，然而本实用新型并不受限于此。该介电层150、155的材料亦可为丙烯、聚二氟乙烯、甲基、乙基或上列材料的合成物。请参阅图3与图4。图中所示为本实用新型的喷墨装置3，喷墨头200具有介电层150、155涂覆于其内侧及外侧，一对电极210、220的两端分别与电压产生器230和介电层150、155相连。当电压产生器230不施加电压时，介电层150、155为疏水性，若施加电压，则介电层150、155的性质会转为亲水性。因此，本实用新型即是利用此特性，结合喷墨装置的运作，达到有效克服墨水残留于喷墨头200周围及墨水溢流等问题。应注意的是，本实用新型并不受限于利用电压产生器230，任何可施加电压于介电层150、155的方式皆适用于本实用新型。

请参阅图3所示的喷墨装置3，当采用疏水性墨水时，喷墨前，压力产生单元122、124与介电层150、155皆不施加予电压，此时压力产生单元122、124不形变，喷墨头200不会挤出墨水，并且介电层150、155维持疏水性。此时，墨水与介电层150、155的性质皆为疏水性。由于相同性质的材料相互接触，较不会互斥，因此，墨水可均匀分布在墨水室100与喷墨头200的空间中，不易有气泡产生。

如图4所示，当喷墨装置3在喷墨状态中，脉冲产生器135经由电极126、128同时施加电压于压力产生单元122、124与电压产生器230，此时，压力产生单元122、124发生形变，挤压喷出墨水，且同时介电层150、155因电压产生器230经由电极210、220施加电压后由疏水性变为亲水性。此时，墨水为疏水性而介电层150、155为亲水性，由于不同性质的材料相互接触，会因内聚力的作用而相互排斥。因此，喷墨头200的墨水更易挤出，且在喷墨头200的周围因亲、疏水性的差异而较不容易残留墨水。

再参照图3所示的喷墨装置3，当采用亲水性墨水时，喷墨前，不施加电压于压力产生单元122、124上，仅施加电压于介电层150、155，此时压力产生单元122、124不发生形变，因此喷墨头200不会挤出墨水，但是介电层150、155因电压产生器施加电压，因此由原来的疏水性变为亲水性。此时，墨水与介电层150、155皆为亲水性。由于相同性质的材料相互接触，较不会互斥，因此，墨水可均匀分布在墨水室100与喷墨头200的空间中，不易有气泡产生。

再如图4所示，当喷墨装置3在喷墨状态中，藉由脉冲产生器135施加电压于压力产生单元122、124上，此时，压力产生单元122、124形变后挤压墨水，使亲水性墨水由喷墨头200喷出，在同一时间，移除电压产生器230上的电压，介电层150、155由亲水性变为疏水性。此时，亲水性的墨水与疏水性的介电层150、155，由于是不同性质的材料相互接触，会因内聚力的作用而相互排斥，因此，喷墨头200的墨水更易挤出，且在喷墨头200的周围因亲、疏水性的差异而较不容易残留墨水。

请参阅图5，其为显示依据本实用新型的喷墨装置喷墨前后的情况。图5中 (a)所示为喷墨前，墨水因内聚力的作用而收缩于墨水室100，喷墨头200中没有墨水残留。图5 中(b)所示为喷墨中，墨水由墨水室100经由喷墨头200向目标物喷出的情形。图5中(c)所示为喷墨后，墨水因内聚力的作用再次收缩于墨水室100，喷墨头200中没有墨水残留。

本实用新型的另一项优点即为可透过施加电压于喷墨头200的介电层150、155，改变其亲、疏水性，来配合亲、疏水性不同性质的墨水的使用。因此，一个喷墨头200同时适用于亲、疏水性不同的两种墨水，不必分别购买，在使用上更加便利。

上述实施例仅是为了让本领域技术人员理解本实用新型而提供的最优选的实施方式。本实用新型并不仅限于上述具体实施方式。任何本领域技术人员所易于思及的改进均在本实用新型的构思之内。

Claims

1.一种喷墨装置，其特征在于，包括：一墨水室，用于暂时存放喷墨过程中所使用的墨水；一供墨室，其作用为对墨水室补充供给墨水；一压力产生单元，附加在墨水室的外壁上，用于产生形变后挤压墨水室，将储存于墨水室的墨水向前传送；以及一喷墨头，用于缩小流道，使墨水室的墨水喷涂于目标物上，该喷墨头具有介电层涂覆于该喷墨头的内外两侧，藉由控制电压施加于该介电层与否而使该介电层呈亲水性或疏水性。

2.根据权利要求1项所述的喷墨装置，其特征在于：该压力产生单元藉由一对电极与一脉冲产生器相连，并藉由脉冲产生器施加电压于压力产生单元来挤压墨水室，将储存于墨水室的墨水经由喷墨头，喷涂于目标物。

3.根据权利要求1项所述的喷墨装置，其特征在于：该压力产生单元为压电组件或热气泡致动组件。

4.根据权利要求1项所述的喷墨装置，其特征在于：该介电层藉由一对电极与一电压产生器相连，并藉由电压产生器产生电压来改变介电层的亲水性或疏水性。

5.根据权利要求1项所述的喷墨装置，其特征在于：该介电层的材料为铁弗龙、丙烯、聚二氟乙烯、甲基、乙基或上列材料的合成物。

6.根据权利要求1项所述的喷墨装置，其特征在于：所使用的墨水为亲水性墨水或疏水性墨水。

7.一种喷墨头，用于缩小流道，使墨水喷涂于目标物之上，其特征在于，该喷墨头包含有：介电层，涂覆于该喷墨头的内外两侧，藉由控制电压施加于该介电层与否而使该介电层呈亲水性或疏水性。

8.根据权利要求7项所述的喷墨头，其特征在于：该介电层藉由一对电极与一电压产生器相连，并藉由电压产生器产生电压来改变介电层的亲水性或疏水性，并且配合墨水的亲、疏水性，使墨水由该喷墨头喷涂于目标物。

9.根据权利要求8项所述的喷墨头，其特征在于：该介电层所使用的材料可为铁弗龙、丙烯、聚二氟乙烯、甲基、乙基或上列材料的合成物。