TWI421170B - 噴印系統 - Google Patents

Description

噴印系統

本案係關於一種噴印系統。

一般而言，噴墨印表機由於具有操作容易且可列印於多種噴墨媒體等優點，廣受消費大眾所喜愛，但噴墨印表機使用一段時日後，便會因墨水匣之墨水耗盡而須更換墨水匣，目前常見之更換方法係丟棄舊有之墨水匣再安裝全新之墨水匣以提供墨水，此舉不但造成墨水匣的浪費，且因墨水匣之價格昂貴而無形地增加了使用者的開銷，為了節省列印成本、避免資源浪費以及符合環保驅勢，重複使用同一個墨水匣的連續供墨系統便因應而生。

現有的連續供墨系統皆為外置式連續供墨系統，其係於噴墨印表機外設置一供墨匣，並藉由管線連接供墨匣及噴墨印表機內部之列印匣，利用虹吸原理將墨水自供墨匣導入列印匣中，使列印匣列印時，液體能不斷引流至列印匣內，便可達成墨水匣供墨不間斷之連續供墨目的。

雖然習知連續供液系統可達到連續供墨的功效，但是，當供墨匣內部所儲存的墨水使用完畢時，必須要藉由拆裝列印匣或是拆裝供墨匣與列印匣之間的管線來更換供墨匣，於更換過程中會導致管線連接處因拆換導致密封問題，而使內部管部與原先供墨時之負壓會有所差異，使得習知連續供液系統會因列印匣被多次拆裝管線壓差 造成負壓逐漸消失而發生漏墨的情況，進而導致列印品質異常。

習知噴墨印表機之噴印裝置僅具有單一噴印頭，雖然其造價較便宜，速度也被一般消費者所接受，但在科技迅速的發展蓬勃下，列印速度的要求是愈來愈快，藉由機構上設計的變更，雖能增加速度，但相對的價格也會增加。

另外，習知噴墨印表機之噴印裝置與被噴印物之間的運動皆屬直線列印，無法符合各種不同型態之被噴印物的需求。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，且能達到低價格與高速度之連續供液系統且非僅限於進行直線列印之噴印系統，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種噴印系統，俾解決習知連續供液系統會因列印匣被多次拆裝管線壓造成負壓逐漸消失而發生漏墨的情況，進而導致列印品質異常，且習知使用人工將墨水從外部供墨匣將列印的液體引導至列印匣內，增加人力成本，且無法自動化生產，以及噴印裝置與被噴印物之間的運動皆屬直線列印等缺點。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種噴印系統，包含：一供液容器，用以儲存一液體；一列印裝置，用以對一噴印媒體進行噴印且具有至少一個列印匣，每一該列印匣設有複數個噴出孔，該列印匣與該供 液容器之間具有一高度差；一內壓調整裝置，其係與該供液容器及該列印匣連接，用以對該列印匣進行抽吸作用；一運作軟體，計算定義出該列印匣之初始液高度、預定補液高度及該內壓調整裝置之運作時間；以及藉此，該列印匣液面高度低於一初始液高度且到達一預定補液高度下限時，該運作軟體控制該內壓調整裝置運作將吸引該列印匣內部之部分氣體至該供液容器中，使該列印匣內部之負壓升高，以驅使該供液容器之液體被導引至該列印匣內，以平衡該列印匣之內部負壓。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

本案之噴印系統係由一供液容器、一列印裝置以及一內壓調整裝置所組成，可達到自動連續供液、自動調整列印裝置內部之列印匣的內部負壓、進行大區域的快速列印、非直線運動之列印型態以及使列印匣與噴印媒體之間維持固定高度之噴印距離之功效。

請參閱第一圖A，其係為本案噴印系統所包含之供液容器、列印匣及內壓調整裝置的結構示意圖，如圖所示，本案噴印系統所包含之供液容器11、內壓調整裝置及列印匣13可構成一連續供液裝置10，於本實施例中，內壓調整裝置可為一抽吸裝置12，例如：泵浦，但不以此為限。其中，該供液容器11係用以儲存噴印所需之液體15， 而供液容器11藉由一第一連接管路14的導引將其內部所儲存的液體15導入列印匣13內，而列印匣13也可藉由一第二連接管路16導引及抽吸裝置12抽吸作用，將內部部分的氣體及過剩液體15回收至供液容器11內。本實施例中液體15為一墨水。

如第一圖A所示，列印匣13更包含有一送液管131及一吸液管132，送液管131係與第一連接管路14相連通，而吸液管132則與第二連接管路16相連通，又本實施例之列印匣13的設置位置係高於供液容器11，且供液容器11內部的液面與列印匣13底部之噴出孔133間係具有一高度差H，藉由該高度差H可用來提供列印匣13正常的列印工作負壓，即使該列印匣13的內部負壓維持於-4~-12mmHg之間，使列印匣13的內部負壓達到平衡，以達到穩定的列印品質。

如第一圖A及B所示，該列印匣13設有一初始液高度h及一預定補液高度h1，該列印匣13之初始液高度h係該噴出孔133至該吸液管132底部之垂直高度，該列印匣13之預定補液高度h1係為該液面低於該列印匣13之初始液高度h的一預定位置至該吸液管132底部之垂直高度。該列印匣13之初始液高度h以及預定補液高度h1係利用噴印系統內部之運作軟體所計算定義。此預定位置可隨實際需求設定之一補充液體之起始位置。

其中，當抽吸裝置12對列印匣13內部進行抽吸前，需先將列印匣13移動至一維護區之一密封元件17(capper)的位置上，用以密封列印匣13底部之噴出孔133，以確保 列印匣13內部不會因抽吸裝置12抽送液體的動作而使外部空氣由噴出孔133進入，若一旦列印匣13內部吸入或充滿氣體時，將導致無法正常列印。本實施例之供液容器11更包含一通氣孔111，用以平衡供液容器11之內部負壓。

請參閱第一圖B並配合第一圖A，其係為第一圖A所示之列印匣需進行補充液體之結構示意圖，如圖所示，當列印匣13之噴出孔133持續噴印到其內部的液面高度低於一初始液高度h且到達該預定補液高度h1下限時，即液面低於吸液管132下方預定補液高度h1時，抽吸裝置12將被啟動以對列印匣13內部進行抽吸，抽吸裝置12將經由吸液管132及第二連接管路16把列印匣13內部之氣體吸引至供液容器11中，使列印匣13內部之負壓逐漸升高，如此可利用虹吸原理自動將供液容器11內部所儲存之液體15經由第一連接管路14及送液管131導入至列印匣13中，抽吸裝置12初始運作時係吸氣，但待列印匣13之液面高度高於初始液高度h後，即列印匣13內部的液體量逐漸加高到如第一圖C所示之高度範圍h2後，抽吸裝置12會將多餘之液體15回收吸引至供液容器11中，使列印匣13之液面的高度恢復為如第一圖A及D所示之初始液高度h，如此一來，列印匣13的內部負壓將可恢復至初始值，可穩定列印品質並防止漏液的情況發生。

至於當抽吸裝置12的運作時間係利用噴印系統內部之運作軟體計算該列印匣13噴點數所需噴射的液體15液量，接著利用抽吸裝置12對列印匣13內部進行抽吸控制，以 使供液容器11中能利用虹吸原理導入列印匣13內之液體15液量大於實際需補入該列印匣13已被使用該預定補液高度h1間的液量，以防止補墨不足，本案將液面高度範圍補至h2即為了多補一些安全量，如此再利用該抽吸裝置12將高於初始液高度h在液面高h2高度間多餘的液體15回收至供液容器11內，以使列印匣13之液面高度恢復到一初始液高度h，亦即液面高度剛好至吸液管132底部，令抽吸裝置12幾乎無法再抽出液體15於吸液管132管外回收，同時抽吸裝置12運作時間也由噴印系統內部之運作軟體所計算結果而停止抽吸運作，且列印匣13的內部負壓亦可恢復至初始值。

本實施例之連續供液系統10利用供液容器11與列印匣13間具有一高度差H，可提供列印匣13正常的列印工作負壓，又藉由抽吸裝置12對印列匣12內部抽吸氣體，可利用虹吸原理自動將供液容器11內部所儲存之液體15經由第一連接管路14及送液管131導入至列印匣13中，並藉由抽吸裝置12回收列印匣13內過剩的液體，可使列印匣13內部之液體高度保持在預定高度範圍內，俾使列印匣13補液後其內部負壓可恢復至初始值，可穩定列印品質且不會發生漏液的情況。即使本案之連續供液系統10更換供液容器11時，藉由抽吸裝置12的運作可平衡列印匣13內部的列印工作負壓。

本案之噴印系統係應用於工業領域，請參閱第二圖，其係為本案噴印系統之列印裝置的部分結構示意圖，如圖所示，本案之列印裝置2係設置有複數個列印匣13，每一 列印匣13均設置於對應之承載座21內，且每一該列印匣13係分別藉由連接管路22與供液容器11連接，使供液容器11內部所儲存之液體可連續供應至列印匣13中，並可藉由內壓調整裝置(未圖示)的運作來平衡列印匣13內部的列印工作負壓，另外，該複數個列印匣13彼此之間係並列且錯位設置，即相鄰兩列印匣13之間具有一固定之相對位置，於大面積列印時，可有效縮短列印時間，以符合高穩定度的品質及低成本的大面積快速列印之功能需求。

請參閱第三圖，其係為本案較佳實施例之噴印系統之結構示意圖，如圖所示，本實施例之噴印系統3係包含供液容器11、列印裝置31以及內壓調整裝置(未圖示)，其中列印裝置31係包含列印匣13，且列印匣13係藉由連接管路22與供液容器11連接，至於，列印匣13、供液容器11以及內壓調整裝置之間所構成的連續供液裝置的運作方式請參閱第一圖A~D及所對應之說明內容，於此不再贅述。

請再參閱第三圖，本實施例之噴印系統3可為例如以光碟片為噴印媒體32的印表機，且列印匣13係依箭頭方向A進行直線往返運動，使得列印匣13係對一可依例如箭頭方向B旋轉的噴印媒體32進行噴印，該列印匣13與該噴印媒體32之間係間歇性進行相對旋轉運動，即列印匣13進行直線噴印時噴印媒體32係靜止不動，而噴印媒體32旋轉時列印匣13則靜止不動，當列印匣13依箭頭方向A於噴印媒體32上完成一直線噴印後，噴印媒體32將旋轉一個角 度，後續列印匣13則再於噴印媒體32上進行直線噴印，如此噴印方式一直重複直到完成整個噴印媒體32的噴印。

請參閱第四圖，其係為本案另一較佳實施例之噴印系統之結構示意圖，如圖所示，本實施例之噴印系統4係包含供液容器11、列印裝置以及內壓調整裝置(未圖示)，其中列印裝置係包含列印匣13以及一固定座41，固定座41係用以固定具有一曲面之噴印媒體(未圖示)，且列印匣13係藉由連接管路22與供液容器11連接，至於，列印匣13、供液容器11以及內壓調整裝置之間所構成的連續供液裝置的運作方式請參閱第一圖A~D及所對應之說明內容，於此不再贅述。

請再參閱第四圖，本實施例之噴印系統4係為一種環狀式列印裝置，其可將列印匣13與噴印媒體間保持一固定高度，且可對具有曲面之噴印媒體進行環狀式列印，例如依箭頭方向C對噴印媒體之曲面上進行環狀路徑噴印，而不再侷限噴印媒體之表面必需平面列印的形狀。

由於噴印系統對於噴印媒體之噴印品質的優劣，主要取決於列印匣與噴印媒體之間的高度，故可於噴印媒體之列印平面上，提供可壓平噴印媒體表面的裝置，使噴印媒體與列印匣之間維持一高度差，該高度差可為0.8mm~1.5mm。連續提供噴印媒體置於列印工作平面上時，可利用各種方式夾持固定噴印媒體，以保持噴印媒體在噴印過程中不會因個外力而發生位移等問題，以確保列印的品質。

本案之噴印媒體依固定方式可分為下列幾種：1.張力固定：請參閱第五圖，其係為本案又一較佳實施例之噴印系統的剖面結構示意圖，如所示，本實施例之噴印系統5係包含列印裝置51、固定組件52以及列印工作平面53，列印裝置51係設置於列印工作平面53上且包含列印匣13，列印匣13係對置於列印工作平面53上之噴印媒體54進行噴印，且噴印媒體54可依箭頭方向D進行直線運動，而列印裝置51亦進行直線列印運作，固定組件52係用以壓平該噴印媒體54且包含入口滾輪521、出口滾輪522以及棘輪座523，當噴印媒體54是撓性體，例如：軟板，且連續供給時，噴印媒體54係由入口滾輪521帶動進入列印裝置541，噴印完成後由出口滾輪522帶動輸出，其中出口滾輪522的速度需大於入口滾輪521的速度2%~5%，棘輪座523對於噴印媒體54所施加的壓力需小於入口滾輪521對於噴印媒體54所施加的壓力施壓，棘輪座523係以小針點接觸面積以不沾汙噴印媒體54為主且為背動輪方式，可釋放入口滾輪521與出口滾輪522的速度差所產生的摩擦力；2.磁力固定：若噴印媒體是具磁性之物體時，將其放置於一具磁力之列印工作平面，啟動磁力裝置，使噴印媒體貼於列印工作平面上進行列印；3.黏貼固定：係將噴印媒體以具有黏性的物質當介質，將噴印媒體黏於列印工作平面上，此介質可以是膠水或雙面膠等具有黏性的物質；4.吸力及真空固定：係將噴印媒體放置於一提供強大吸力裝置之列印工作平面，或利用真空吸附的方式， 將噴印媒體吸附平整以進行噴列。

綜上所述，本案之噴印系統利用供液容器與列印匣間具有一高度差，以及藉由運作軟體計算定義出列印匣之初始液高度、預定補液高度及該內壓調整裝置之運作時間，並於列印匣液面高度低於一初始液高度且到達一預定補液高度下限時，運作軟體將控制內壓調整裝置對列印匣內部抽吸氣體及回收過剩液體，可自動將供液容器內部之液體導入至列印匣中，以及使列印匣補液後其內部負壓可恢復至初始值，可穩定列印品質且不會發生漏液的情況，以及於列印裝置中設置多個並列錯位設置之列印匣以進行大區域的快速列印，並可進行非直線運動之列印型態以及使列印匣與噴印媒體之間維持固定高度之噴印距離之功效。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

10‧‧‧連續供液裝置

11‧‧‧供液容器

111‧‧‧通氣孔

12‧‧‧抽吸裝置

13‧‧‧列印匣

131‧‧‧送液管

132‧‧‧吸液管

133‧‧‧噴出孔

14‧‧‧第一連接管路

15‧‧‧液體

16‧‧‧第二連接管路

17‧‧‧密封元件

2、31、51‧‧‧列印裝置

21‧‧‧承載座

22‧‧‧連接管路

3、4、5‧‧‧噴印系統

32、54‧‧‧噴印媒體

41‧‧‧固定座

52‧‧‧固定組件

521‧‧‧入口滾輪

522‧‧‧出口滾輪

523‧‧‧棘輪座

53‧‧‧列印工作平面

H‧‧‧高度差

h‧‧‧初始液高度

h1‧‧‧預定補液高度

h2‧‧‧高度範圍

A、C‧‧‧列印匣運動方向

B、D‧‧‧噴印媒體運動方向

第一圖A：其係為本案第一較佳實施例之噴印系統所包含之供液容器、列印匣及內壓調整裝置的結構示意圖。

第一圖B：其係為第一圖A所示之列印匣需進行補充液體之結構示意圖。

第一圖C：其係為第一圖B所示之列印匣之液面高度高於預定高度範圍之結構示意圖。

第一圖D：其係為第一圖B所示之列印匣補墨完成之結構示意圖。

第二圖：其係為本案噴印系統之列印裝置的部分結構示 意圖。

第三圖：其係為本案較佳實施例之噴印系統之結構示意圖。

第四圖：其係為本案另一較佳實施例之噴印系統之結構示意圖。

第五圖：其係為本案又一較佳實施例之噴印系統的剖面結構示意圖。

10‧‧‧連續供液裝置

11‧‧‧供液容器

111‧‧‧通氣孔

12‧‧‧抽吸裝置

13‧‧‧列印匣

131‧‧‧送液管

132‧‧‧吸液管

133‧‧‧噴出孔

14‧‧‧第一連接管路

15‧‧‧液體

16‧‧‧第二連接管路

17‧‧‧密封元件

h‧‧‧初始液高度

H‧‧‧高度差

Claims (11)

1. 一種噴印系統，包含：一供液容器，用以儲存一液體；一列印裝置，用以對一噴印媒體進行噴印且具有至少一個列印匣，每一該列印匣設有複數個噴出孔，該列印匣的設置位置係高於該供液容器且與該供液容器之間具有一高度差；一內壓調整裝置，其係與該供液容器及該列印匣連接，用以對該列印匣進行抽吸作用；一運作軟體，計算定義出該列印匣之初始液高度、預定補液高度及該內壓調整裝置之運作時間；以及藉此，該列印匣液面高度低於一初始液高度且到達一預定補液高度下限時，該運作軟體控制該內壓調整裝置運作將吸引該列印匣內部之部分氣體至該供液容器中，使該列印匣內部之負壓升高，以驅使該供液容器之液體被導引至該列印匣內，以平衡該列印匣之內部負壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該列印匣內部負壓係維持於-4~-12mmHg之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該內壓調整裝置係為一抽吸裝置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之噴印系統，其中該抽吸裝置的運作時間係利用該運作軟體計算該列印匣噴點數所需噴射的液體液量運作時間，以驅使該列印匣的內部負壓恢復至初始值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該列印裝置 具有複數個列印匣，該複數個列印匣彼此之間係錯位設置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該列印匣與該噴印媒體之間係間歇性進行相對旋轉運動。
7. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該列印匣係對該噴印媒體進行環狀路徑噴印。
8. 如申請專利範圍第7項所述之噴印系統，其中該噴印媒體係具有一曲面，且該列印裝置係具有一固定座，用以固定該噴印媒體，俾使該列印匣於該噴印媒體之該曲面上進行環狀路徑噴印。
9. 如申請專利範圍第1項所述之噴印系統，其中該列印裝置進一步設有固定組件，該固定組件係用以壓平該噴印媒體之表面，以使該列印匣與該噴印媒體之間係維持一固定高度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之噴印系統，其中該固定高度係為0.8mm-1.5mm。
11. 如申請專利範圍第9項所述之噴印系統，其中該固定組件係以張力固定、磁力固定、黏貼固定、或是吸力及真空固定。