TW201730017A - 列印頭(一) - Google Patents

Abstract

本揭露包括具有一噴模之一例示性列印頭之一說明。該等噴模乃耦合至一溫度感測器，並且發送溫度信號至一控制器。該列印頭亦可包括有耦合至該等噴模用以對至少一個噴模加熱之一加熱器。

Description

列印頭(一)

本發明係有關於列印頭。

列印裝置包括有用於塗敷列印材料至列印媒體之系統及裝置。舉例而言，有些列印裝置包括有列印引擎，其在列印裝置相對於一列印媒體(例如紙張、卡紙(card stock)、硬紙板、織物等)移動時，依照一協調方式產生噴霧形狀、微滴、或氣溶膠以產生一列印影像。此類列印引擎通常稱為「噴墨」，因為其據稱是用來噴射或噴灑列印材料。有些噴墨列印引擎包括有一列印噴嘴陣列，用於選擇性地將列印材料塗敷至列印媒體之所具之一寬度與該陣列之寬度相對應之一區域。可使用各種機械性、光學、及/或半導體製造程序，將該列印噴嘴陣列形成為列印引擎之一組件。

依據本發明之一實施例，係特地提出一種列印頭，其包含有：複數個噴模；耦合至該複數個噴模用以發送溫度信號至一控制器之一溫度感測器；以及耦合至該複數個噴模用以對該複數個噴模中至少一個噴模加熱之一加熱器。

包括有列印噴嘴陣列之列印系統之組件通常稱為「噴墨模」或「噴模」。噴模之溫度會對噴模之效能造成影響。舉例而言，從一特定噴模噴出之列印材料其滴劑重量、滴劑尺寸、或列印密度可取決於或隨著噴出時衝模之溫度而變。根據本揭露之各種實作態樣，噴模之溫度可藉由包括一對應之溫度感測器或熱感測器來控制，用以偵檢該等衝模、及一對應加熱器之溫度，該加熱器可用於調整該等衝模之操作溫度。使用來自溫度感測器的資訊、及接收自一列印系統之其他組件的資訊，本揭露之實作態樣可調整個別噴模、噴模群組、或列印頭之溫度，而有助於確保出自列印頭及/或噴模(其可按其他方式以不同或次最佳溫度操作)之列印品質位準是可接受的。

圖1根據本揭露之各種實作態樣，繪示兩個例示性列印頭101。如本文中所述，列印頭101可包括有噴模105。各噴模105可包括有一對應之列印噴嘴陣列。可個別啟動各該列印噴嘴以選擇性地產生列印材料之噴霧、微滴、或氣溶膠。因此，可依照協調方式操作各個別列印噴嘴陣列、及/或噴模105之任何組合，以在一列印媒體之表面上隨著其相對於列印頭101移動而產生一列印影像。

在一些實作態樣中，可如圖1所示實施一列印頭101以形成噴模105之一寬陣列。在所示特定實例中，可橫跨列印頭101之長度布置各該噴模105、及對應之列印噴嘴陣列，以形成本文中所稱的列印噴嘴之一「頁寬陣列」。一頁寬陣列可尺寸經過調整並包括有多個噴模105以跨距與將會配合列印頭101使用之列印媒體之一最大尺寸相對應之一尺寸。舉例而言，包括有例示性列印頭101其中一者之一頁寬陣列可尺寸經過調整、並包括有特定數量之噴模105以跨距A4寬度的紙張。如此，列印頭101之頁寬陣列可塗敷列印材料以順著一單向橫跨一列印媒體之全寬度產生一列印影像。

噴模105可包括有利用各種類型之噴出機制的列印噴嘴。在一些實作態樣中，列印噴嘴可包括有一噴墨型噴出機制。此噴墨噴出機制可以是一熱或壓電式噴出機制。無論是何種噴出機制，列印噴嘴之效能皆可取決於噴模之操作溫度。舉例而言，一特定噴模105之列印噴嘴可對取決於噴模105之溫度的一特定控制信號作出回應，噴出更多或更少材料(例如墨水)。在一些實作態樣中，列印噴嘴可在噴模105比一些標稱操作溫度更溫暖時噴出更多列印材料，而在其他實作態樣中，列印噴嘴可在噴模105比一些標稱操作溫度更冷時噴出更多列印材料。

根據本揭露之各種實作態樣，為了更妥適地控制噴模105之列印噴嘴所噴出之列印材料量，例示性列印頭101可包括有一加熱器110及一溫度感測器115。加熱器110可包括有任何電阻性或電感性加熱元件、紅外線加熱器、或類似者。溫度感測器115可包括有任何類型之接觸溫度感測器(例如熱阻器、熱電偶等)或非接觸溫度感測器(例如紅外線感測器)。

例示性列印頭101-1包括有用於多個噴模105之單一加熱器110及單一溫度感測器115。例示性列印頭101-2包括有用於噴模105之各群組120的一個加熱器110及一個溫度感測器115。如所示實例，列印頭101-2包括含有噴模105-1至105-4及一對應加熱器110與溫度感測器115之一第一區120-1、以及含有噴模105-5至105-9及另一對應加熱器110與溫度感測器115之一第二區120-2。如此，第一區120-1中之溫度感測器115可感測個別噴模105-1至105-4之溫度、及/或噴模105-1至105-4之群組之溫度。類似的是，溫度感測器115及第二區120-2可感測個別噴模105-5至105-9之溫度、及/或噴模105-5至105-9之群組之溫度。依照一類似方式，加熱器110可對一對應區120或列印頭101中之各噴模105加熱、或對一特定區120中之噴模105之一群組加熱，如在列印頭101-2中、或橫跨整體列印頭進行，如列印頭101-1所示。

在一些實作態樣中，噴模105包括有各種材料，諸如金屬、塑膠、陶瓷、及類似者。在此類實作態樣中，噴模105可包括有一系列導熱特性。可在一外罩或架框結構中支撐噴模105。亦可在相同的外罩或架框結構中支撐加熱器110及溫度感測器115。在各種實作態樣中，外罩或架框結構亦可包括有用於存放列印材料之元件、以及用於饋伺此列印材料至噴模105之元件。列印材料存放元件可包括有一貯器或容器。饋送元件可包括有用於將列印材料自貯器或容器饋送至噴模105之導槽用之各種導管。在一些實作態樣中，列印材料乃是靠重力自其他貯器穿過導槽饋送至噴模105。

儘管所示一例示性數量之噴模105位在例示性列印頭101-1及101-2中，本揭露之各種實作態樣仍可包括有更多或更少噴模105。類似的是，儘管例示性列印頭101-2乃繪示為具有兩個群組或區域120之噴模105及對應加熱器110與溫度感測器115，本揭露之其他實作態樣可包括有更多群組或區域120之噴模105。一特定列印頭101中所包括之更多區域120及對應加熱器110與溫度感測器115可橫跨列印頭101對噴模105提供更細微的控制。

在各種例示性實作態樣中，各列印頭101可與一特定列印頭相關聯。舉例而言，一列印頭101可專注於對一列印媒體塗敷一單一顏色墨水或顏料。因此，為了產生一單色或單一顏色影像，一列印裝置可僅需要單一列印頭101。替代地，為了產生一多種顏色影像，一列印裝置可包括有用於對列印媒體塗敷不同顏色特徵之多個列印頭101。圖2根據本揭露之一特定實作態樣，繪示包括有多個列印頭之一例示性列印系統200。

如圖2所示，例示性列印系統200可包括有多個列印頭101、控制器210、以及各種其他列印機組件220。如所示，列印頭101各可耦合至控制器210。類似的是，列印機組件220亦各可耦合至控制器210。為了簡便起見且為求清楚，所示列印頭101-1至101-N （其中N是一整數)各具有單一噴模105，其可代表單一或多個噴模105。類似的是，所示列印頭101-1至101-N各具有單一加熱器110及單一溫度感測器115，其各可代表單一或多個對應加熱器110及/或溫度感測器115。同樣地，如參照圖1及例示性列印頭101-2所述，在列印頭101包括有多個加熱器110及/或多個溫度感測器115的實作態樣中，可將噴模105分組成與一對應加熱器110及/或溫度感測器115相對應之對應群組或區域120。

在本文中所述之各種實作態樣中，可將控制器210實施成硬體與可執行碼之任何組合。舉例而言，可將本文中所述之控制器210之功能實施成在電腦系統之一處理器、或其他運算裝置中執行之可執行碼。

此可執行碼乃儲存於一非依電性電腦可讀媒體上，可包括有用於操作之指令，該等指令在受一控制器210執行時，令控制器210實施參照控制器210及/或其子組件所述之功能。因此，可在包含有一處理器、一記憶體、一通訊介面、及/或可用於儲存及/或執行可執行碼或碼段所定義操作之其他數位或類比邏輯電路的一系統中實施控制器210。

此系統之此等處理器可以是一微控制器、一微型控制器、一特定應用積體電路(ASIC)、或類似者。根據一例示性實作態樣，處理器乃是一硬體組件，諸如一電路。

記憶體可包括有任何類型之暫時性或非暫時性電腦可讀媒體。舉例而言，記憶體可包括有依電性或非依電性記憶體，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)、電氣可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、磁阻性隨機存取記憶體(MRAM)、憶阻器、快閃記憶體、軟式磁片、一光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、一數位視訊光碟唯讀記憶體(DVD-ROM)、或其他光學或磁性媒體、及類似者，其上可儲存可執行碼。在各種實作態樣中，可在列印頭101中包括有記憶體，用於儲存相關聯之列印效能概況或其他設定資料，其包括有該列印頭之溫度相依性或溫度設定點。

列印機組件220可代表列印系統200之任何及所有其他熱產生元件、及/或旨在用以使列印系統200冷卻之任何元件。為了說明性目的，圖2中繪示一組例示性列印機組件220。例示性列印機組件200可包括有一烘乾組件221、一固化組件223、一媒體饋送組件或系統225、以及一列印密度測量組件227。烘乾組件221可包括有旨在將過剩水分或溶劑從列印頭101所產生之一列印影像移除之任何元件。此一烘乾組件221可包括有諸如一風扇、一加熱元件、吸墨用具、及類似者之裝置或機制。固化組件223可包括有用於使列印頭101所塗敷之列印材料固定或固化之任何元件。例示性固化組件223可包括有諸如輻射能源之裝置，諸如紅外燈、UV光源、及類似者。系統225之媒體饋送組件可包括有電動滾筒、電動輸送帶、電動星形輪等之各種組合。列印影像密度測量組件227可包括有各種光學感測器及成像系統，其可偵檢藉由列印頭101在一列印媒體上沉積之列印材料之密度。

例示性列印系統200之任何及所有列印機組件都可產生各種熱量，其可影響噴模105之效能。在一些情境中，個別噴模105各自操作時，可影響其自己的溫度、其鄰近噴模105之溫度、以及另一列印頭101上噴模105之溫度。舉例而言，在各種列印情境中，可令一特定噴模105、或噴模105之群組噴出比其他噴模105更多的列印材料。因此，比其他噴模105更常用之那些噴模105可傾向於比不常用之噴模105更熱。因為噴模105之溫度會影響噴模105之效能，若能夠監測噴模105之溫度、且能夠補償或校正超過預定操作溫度範圍之溫度變化，會有所幫助。在一些實作態樣中，預定操作溫度範圍可基於與噴模105相關聯之效能之一預定或校準位準。舉例而言，噴模105之一特定類型或設計可經過設計或最佳化，以在一特定溫度範圍內操作時，以一特定位準作用(例如噴出可預測之墨水或顏料量)。

如本文中所述，各列印頭101可包括有一加熱器110及/或溫度感測器115。在列印系統200正常操作之前、期間、及之後(例如校準、列印操作、完成操作、停機等期間)，控制器210可發送控制信號至列印頭101，以將對應加熱器110啟動至各種設定點，用來預熱、維持、或冷卻其相關聯之噴模105。舉例而言，控制器210可發送控制信號至加熱器110以進行循環開啟及關閉，用來使噴模105維持在一預定溫度範圍內之一溫度。在一些實作態樣中，控制器210可發送控制信號至加熱器110，以在控制器210為列印操作而啟動列印頭101之前，先將噴模105預熱至一預定溫度。此類預熱可幫助避免列印頭101及/或噴模105效能暫態消減或變為次最佳。

隨著列印系統200進行各種操作，控制器210可自溫度感測器115接收溫度資訊，將溫度資訊與一特定預定溫度資訊範圍作比較，然後發送校正信號至對應加熱器110以根據特定型樣開啟、關閉、或循環，用來維持或提升對應噴模105之溫度。

如本文中所述，控制器210可耦合至各種列印機組件220。隨著控制器210進行操作以控制列印機組件220，其亦可自列印機組件220接收資訊。此類資訊、或回授可包括有與烘乾組件221、固化組件223、媒體饋送系統225及/或密度測量組件227之溫度或其他操作條件有關的資訊。舉例而言，控制器210可自烘乾組件221及/或固化組件223接收其正在操作中並產生熱的資訊，此熱可能影響各種列印頭101中噴模105的操作溫度。基於此資訊，控制器210可立即開始監測溫度感測器115，及/或提升溫度感測器115憑以報告溫度資訊的頻率。

在一些實作態樣中，控制器210可控制密度測量組件227，以在校準期間或正常操作期間，測量任何一個列印頭101上任何一個噴模105之列印材料的密度。舉例而言，密度測量組件227可測量藉由一特定噴模105在一些特定列印區上方塗敷之列印材料的列印密度或點尺寸。基於所測量區域中列印密度或點尺寸的資訊，控制器210可判定列印密度，並且與一對應溫度感測器115所判定之操作溫度產生相關性。控制器210可接著進行操作以補償因操作(例如啟動或止動)一對應加熱器110而使噴模105效能出現的任何變化。

在各種實作態樣中，控制器210可存取列印系統200中所包括之各該列印頭101及/或一記憶體上儲存之已存設定檔，用來就列印頭101上各噴模105及/或噴模105之群組或區域取回預定目標溫度。控制器210可使用設定檔中之資訊操作加熱器110及溫度感測器115，以將對應噴模設定成與各噴模105或噴模105之群組相關聯之一特定預定溫度。

在類似實作態樣中，控制器可調整一特定列印頭101中噴模105之溫度，以基於橫跨不同列印頭101之噴模105之效能變化，補償或達到均勻效能。在此類實作態樣中，控制器210可使用密度測量組件227判定回授資訊，您可基於此回授資訊對列印頭101及/或組件噴模105中任何一者補償加熱概況。在其他實作態樣中，控制器210可參考使溫度與一特定列印頭101中噴模105及/或噴模105之群組之特定效能特性(例如點尺寸、列印密度等)相關聯之設定資訊及或效能概況，以取得操作加熱器110及溫度感測器115而橫跨噴模105及/或橫跨列印頭101達到一致及/或均勻效能之溫度設定值。

藉由使控制器210能夠橫跨列印頭101設定及/或調整噴模105之溫度，一列印系統200可有助益地調整點尺寸或列印材料滴劑重量，而不是使用調整所噴出列印材料滴劑數量之一複雜系統。用以比較列印頭101之間噴模105之溫度的能力使得能夠在一個列印頭101中一噴模或噴模105之群組因列印系統200之操作條件而比其初始溫度設定點更溫暖時控制列印效能之變化。為了補償列印效能變化，控制器210可提升其他列印頭101上噴模105或噴模105之群組的溫度。

圖3根據本揭露之各種實作態樣，繪示對噴模105之溫度進行控制之一例示方法300的一流程圖。如所示，方法300可始於方塊310，裡面控制器210自列印頭101接收溫度資料。如本文中所述，溫度資料可接收自列印頭101中所包括之溫度感測器115。溫度感測器115可與一特定噴模105、及/或噴模105之群組相關聯。另外，溫度感測器115亦可與一特定加熱器110相關聯。溫度資料可包括有與特定噴模105及/或噴模105之群組之目前、歷史或未來操作溫度有關的資訊。

於方塊320，基於此溫度資料，控制器210可產生加熱器控制信號，其開啟、關閉、及/或循環開啟與關閉與相關噴模105相關聯之加熱器110。在一些實作態樣中，產生加熱器控制信號可包括有參考與特定列印頭101、特定噴模105及/或噴模105之群組相關聯之設定資料及/或效能概況。如本文中所述，設定資料及/或效能概況操作設定值或效能曲線，使一噴模105及/或噴模105之群組之列印材料滴劑重量、點尺寸、或密度效能與用於一組特定控制信號之一操作溫度相關聯。控制信號如本文中所述，意指為諸如電壓、電流、或類似者之電子信號集合，控制器210將其發送至列印頭101以驅動一特定噴模105中之列印噴嘴，並且係依照用以產生一列印影像之方式來記錄。如此，控制信號可包括有憑以操作噴模105之信號(例如偏壓、啟動電壓等)之不同位準或集合。因此，控制信號之不同位準可與對應之設定資料及/或效能概況相關聯。

圖4根據本揭露之各種實作態樣，繪示用於控制噴模105之溫度之一例示方法400的一流程圖。如所示，方法400可始於方塊410，其中控制器210自列印頭101接收溫度資料。來自列印頭101之溫度資料可接收自溫度感測器115，並且對應於組件噴模105之溫度。於方塊420，控制器可自其他列印機組件220接收資料。接收自列印機組件220之資料可包括有表明組件操作之資訊，諸如組件所進行之目前功能、組件之目前溫度、組件之目前操作狀態、及類似者。舉例而言，接收自列印機組件220之資料可包括有與烘乾組件221之目前狀態(例如溫度、空速、故障偵檢等)、固化組件223之目前狀態(例如溫度、輻射能輸出、故障偵檢等)、或媒體饋送系統225之目前狀態(例如溫度、馬達速度、帶速、擁塞偵檢等)有關的資訊。

於方塊430，控制器210可接收與密度測量組件227所判定之測量有關的列印密度測量資料。此類測量可包括有測量列印頭101所列印影像之點尺寸、密度、或其他列印品質資訊、或如密度測量組件227所偵檢將會在未來列印之內容有關之資訊。

於方塊440，控制器210可產生憑以控制各種列印頭101及列印機系統200中加熱器110及/或溫度感測器115之加熱器控制信號。舉例而言，加熱器控制信號可包括有令加熱器110開啟、關閉、及/或循環開啟與關閉之信號，用來設定或重設組件噴模105之溫度設定點，以改善或控制噴模105之列印效能。

這些及其他變例、修改、新增、及改良可落在隨附申請專利範圍之範疇內。「一」及「該」與其詞形變化於本文之說明、及後面申請專利範圍之所有請求項中使用時，包括有複數形之參考，除非內容另有清楚規定。同樣地，「中」於本文之說明、及後面申請專利範圍之所有請求項中使用時，其意義包括有「中」及「上」，除非內容另有清楚規定。本說明書中所揭示的所有特徵(包括有任何隨附請求項、摘要及圖式)、及/或從而揭示之任何方法或程序的所有元件都可依照任何組合來組合，但至少有些此類特徵及/或元件互斥下的組合除外。

101-1~101-N‧‧‧列印頭
105、105-1~105-9‧‧‧噴模
110‧‧‧加熱器
115‧‧‧溫度感測器
120-1‧‧‧第1區
120-2‧‧‧第2區
200‧‧‧列印機系統
210‧‧‧控制器
220‧‧‧列印機組件
221‧‧‧烘乾組件
223‧‧‧固化組件
225‧‧‧媒體饋送系統
227‧‧‧列印密度測量組件
300、400‧‧‧方法
310~320、410~440‧‧‧方塊

圖1繪示兩個例示性列印頭之示意圖。

圖2繪示一例示性列印頭溫度控制系統的一示意圖。

圖3乃是用於操作列印頭溫度控制系統之一例示方法的一流程圖。

圖4乃是用於操作列印頭溫度控制系統之一例示方法的一流程圖。

101-1~101-2‧‧‧列印頭

105-1~105-9‧‧‧噴模

110‧‧‧加熱器

115‧‧‧溫度感測器

120-1‧‧‧第1區

120-2‧‧‧第2區

Claims (15)

1. 一種列印頭，其包含有： 複數個噴模； 耦合至該複數個噴模用以發送溫度信號至一控制器之一溫度感測器；以及 耦合至該複數個噴模用以對該複數個噴模中至少一個噴模加熱之一加熱器。
2. 如請求項1之列印頭，其中該加熱器回應於該等溫度信號，基於接收自該控制器之控制信號，對該至少一個噴模加熱。
3. 如請求項1之列印頭，其中該等噴模與包含有溫度為基之設定值的對應效能概況相關聯。
4. 如請求項1之列印頭，其中該複數個噴模乃是一個噴模群組、及包括於該列印頭中之複數個噴模。
5. 如請求項1之列印頭，其更包含有具有與該複數個噴模相關聯之一列印效能概況的一記憶體。
6. 一種列印機系統，其包含有： 用以產生控制信號之一控制器； 耦合至該控制器之複數個列印頭，各列印頭包含有： 用以回應於接收自該控制器之該等控制信號而噴出列印材料之一噴模； 用以發送溫度資料至該控制器之一溫度感測器；以及 用以基於該溫度資料回應於接收自該控制器之該等控制信號而操作之一加熱器。
7. 如請求項6項之列印機系統，其更包含有用以進行對應功能並用以發送狀態資料至該控制器之附加列印機組件，以及其中藉由該控制器所產生之該等控制系統乃進一步基於該狀態資料。
8. 如請求項6之列印機系統，其中該噴模包含有複數個噴模。
9. 如請求項6之列印機系統，其中該溫度感測器測量該噴模之該溫度，而該溫度資料乃基於該等測量。
10. 如請求項6之列印機系統，其中各列印頭更包含有儲存與該列印頭相關聯之一溫度效能概況。
11. 一種方法，包含： 自一列印頭接收溫度資料；以及 基於該溫度資料產生用以控制該列印頭上加熱器之加熱器控制信號。
12. 如請求項11之方法，其中該溫度資料包含有與該列印頭上一噴模之一溫度相對應之資料。
13. 如請求項11之方法，其更包含有自另一列印機組件接收狀態資料，並且其中該等控制信號乃進一步基於該狀態資料。
14. 如請求項11之方法，其更包含有自另一密度測量組件接收列印密度測量資料，並且其中該等控制信號乃進一步基於該列印密度測量資料。
15. 如請求項11之方法，其中該等控制信號乃進一步基於與該列印頭相關聯之一效能概況。