TWI450828B

TWI450828B - 噴印單元

Info

Publication number: TWI450828B
Application number: TW100136837A
Authority: TW
Inventors: Kwo Yuan Shi; Ke Ming Huang; Hsien Chung Tai
Original assignee: Microjet Technology Co Ltd
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2014-09-01
Also published as: TW201315615A

Description

噴印單元

本案係關於一種噴印單元，尤指一種能將流道中之氣泡排除而維持噴印品質之噴印單元。

近年來，隨著個人電腦以及工業技術的蓬勃發展，科技與日常生活的結合也更加密切，列印設備儼然已成為企業或者家庭中之個人電腦周邊所不可或缺的產品，其中又以噴墨印表機具有價格低、耗材更換簡單且取得容易等優點，故廣為消費者所採用。

習知噴墨印表機主要係由噴墨頭進行噴印動作，而噴墨頭上之噴印單元係設置於墨水匣上，由多層物件堆疊而成，包含具有噴嘴之噴孔板、振動板及多層板等，以構成主要流道。主要流道內具有一壓力腔室，用以於致動片受電壓而致動時，加壓並推動墨水流動而噴出，俾完成噴印之整體動作。

然而，於列印過程中，若有氣泡產生，會於主要流道中擴散至壓力腔室並且累積於該處，使得致動片受電壓而致動時，因氣體阻隔而導致墨水無法通過主要流道，造成噴印動作不能順利完成，輕則產生噴印不良之情形，導致列印品質不佳；重則根本無法噴印，不但使用者必須花費許多時間找出問題，並進行墨水匣或噴墨頭之更換，原墨水匣內未使用完之墨水也造成了資源的浪費，徒增時間與金錢成本；若使用者急需進行文件之列印，則必須切換至其他印表機或出外找尋可供列印之店家，於無形中亦增加了時間與金錢的浪費。

因此，如何發展一種足以改善上述習知技術之缺失，且能避免因氣泡阻隔而導致噴印動作無法順利完成，以降低金錢及時間浪費之噴印單元，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的為提供一種噴印單元，俾解決習知噴印單元於列印過程中因氣體阻隔而導致墨水無法通過主要流道，造成噴印動作不能順利完成，導致列印品質不佳，並造成金錢及時間浪費等缺點。

本案之另一目的為提供一種噴印單元，以達到將流道中之氣泡排出，避免因氣泡阻隔而導致噴印動作無法順利完成，而得以維持噴印品質以及降低金錢及時間浪費之功效。

為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種噴印單元，至少包括：一噴孔板；一振動板，鄰設於該噴孔板，並設有一排氣孔；一板體，設於該噴孔板與該振動板間，且具有一流道；以及一流道排氣元件，係設置於該振動板及該板體之間，並與該排氣孔與該流道連通，俾使該流道內氣體流經該流道排氣元件，並由該排氣孔排出。

1‧‧‧噴印單元

11‧‧‧噴孔板

111‧‧‧噴孔

12‧‧‧板體

121‧‧‧流道

1211‧‧‧儲水槽

1212‧‧‧壓力腔室

1213‧‧‧入口

122‧‧‧濾網

123‧‧‧板材

124‧‧‧光阻膠層

125、125a、125b‧‧‧氣泡過濾結構

13‧‧‧振動板

131‧‧‧排氣孔

132‧‧‧入水孔

133‧‧‧致動片

14‧‧‧流道排氣元件

141‧‧‧薄膜

142‧‧‧排氣連通槽

143‧‧‧微流道

15‧‧‧抽吸元件

b1、b2、b3‧‧‧氣泡

A-A’、C-C’、E-E’、G-G’、H-H’、I-I’‧‧‧截面

B、D、F‧‧‧區域

第1圖係為本案較佳實施例之噴印單元之結構示意圖。

第2圖係為第1圖所示之振動板及薄膜之示意圖。

第3圖係為第1圖所示之板體、排氣連通槽及微流道之示意圖。

第4圖係為第1圖所示之噴孔板示意圖。

第5圖係為第2圖所示之A-A’截面示意圖。

第6A圖係為第1圖所示之流道及流道排氣元件之局部正面示意圖。

第6B圖係為第6A圖所示之C-C’剖面圖。

第7A圖係為第6A圖所示之流道入口增設氣泡過濾結構之示意圖。

第7B圖係為第7A圖所示之E-E’剖面圖。

第7C圖係為第7B圖中虛線所示之區域F之示意圖。

第7D圖係為第7A圖所示之氣泡過濾結構過濾氣泡之示意圖。

第8A圖係為第7A圖所示之流道入口向外延伸且寬度加大並增設氣泡過濾結構之示意圖。

第8B圖係為第8A圖所示之G-G’剖面圖。

第9A圖係為第8A圖所示之流道入口增設另一層氣泡過濾結構之示意圖。

第9B圖係為第9A圖所示之H-H’剖面之局部示意圖。

第9C圖係為第9A圖所示之氣泡過濾結構之另一實施例之示意圖。

第9D圖係為第9C圖所示之I-I’剖面之局部示意圖。

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，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖以及第5圖，其中第1圖係為本案較佳實施例之噴印單元之結構示意圖，第2圖係為第1圖所示之振動板及薄膜之示意圖，第3圖係為第1圖所示之板體、排氣連通槽及微流道之示意圖，第4圖係為第1圖所示之噴孔板示意圖，以及第5圖係為第2圖所示之A-A’截面示意圖。如第1圖、第2圖、第3圖、第4圖以及第5圖所示，本案之噴印單元1係由至少二層物件以上堆疊而成，至少包括噴孔板11、板體12、振動板13以及流道排氣元件14。噴孔板11可具有噴孔111，板體12可為多層板結構構成，例如但不限於二至十層之多層板，鄰設於噴孔板11，且內部構成流道121，以供液體流動，例如墨水，但不以此為限；振動板13係鄰設於板體12之一側，並具有排氣孔131，用以排出於噴印過程中因各種狀況而產生於流道121之氣體；流道排氣元件14係至少部分地設置於振動板13及板體12之間，至少包括薄膜141、排氣連通槽142以及複數個微流道143，其中薄膜141係為僅容許氣體通過而會阻絕液體通過之材料，設置並覆蓋於排氣孔131，排氣連通槽142係與排氣孔131連通，以及複數個微流道143係設置於流道121及排氣連通槽142之間，且與流道121及排氣連通槽142連通，俾使氣體流動至排氣連通槽142，並通過薄膜141而排出，以達到將流道121中之氣體或氣泡排出，避免因氣體或氣泡阻隔而導致噴印動作無法順利完成，而得以維持噴印品質以及降低金錢及時間浪費之功效。

根據本案之構想，噴印單元1可包括抽吸元件15，例如但不限於一泵浦，與振動板13之排氣孔131相連接，用以抽吸流道中之氣體，以使氣體經由流道121進入微流道143而流動至排氣連通槽142，再通過排氣孔131及薄膜141而排出，且由於排氣孔131係被薄膜141覆蓋，故僅容許氣體經由薄膜141而流出，並會阻絕液體通過薄膜141。因此，抽吸元件15於抽吸過程中僅會抽取氣體離開流道121，故不會產生廢液之後續問題。

於一些實施例中，本案之噴印單元1之振動板13可包括入水孔132及致動片133，致動片133可因接受電壓而開始致動，入水孔132係用以供噴印用液體流入流道121內，且流道121係具有儲水槽1211以及壓力腔室1212，其中儲水槽1211係用以儲存噴印用液體，且壓力腔室1212係鄰設於振動板13之致動片133，且於致動片133受電壓而致動時，加壓並推動噴印用液體於流道121內流動，而經由噴孔板11之噴孔111而噴出，俾完成整體之噴印動作。此外，板體12更包括濾網122，設置並覆蓋於入水孔132，用以過濾並排除噴印用液體中之雜質，以避免噴印用液體中所含之雜質進入流道而導致流道阻塞，或造成列印品質不佳等狀況。

請參閱第6A圖及第6B圖，其係分別為第1圖所示之流道及流道排氣元件之局部正面示意圖以及第6A圖所示之C-C’剖面圖。如第6A圖以及第6B圖所示，本案之板體12係包括複數個板材123以及複數個光阻膠層124，其中複數個板材123係相互堆疊以架構於形成流道121，且複數個板材123相互堆疊處係以夾雜光阻膠層124為較佳，光阻膠層124可為一感光性光阻材料，例如但不限於正光阻或負光阻，且厚度約介於10~20微米(μm)之間，但不以此為限。於此實施例中，虛線所示之區域D及D’係為流道121之入口1213，所需噴印之流體即係經此入口流至壓力腔室1212及噴孔111，若於此處有氣泡產生並進入，將導致噴印品質不佳，甚至造成阻塞而無法進行噴印動作。

因此，本案係透過設置氣泡過濾結構，以解決氣泡造成之問題。請參閱第7A圖以及第7B圖，其係分別為第6A圖所示之流道入口增設氣泡過濾結構之示意圖以及第7A圖所示之E-E’剖面圖。如第7A圖及第7B圖所示，本案係透過設置氣泡過濾結構125於流道121之入口1213，氣泡過濾結構125可為柱狀結構，但不以此為限，且以複數排之方式排序並且交錯形成為較佳，以增進本案噴印單元1過濾氣泡之能力，有效阻止氣泡流入壓力腔室1212及噴孔111。此外，流道121之入口1213前端之寬度可由原先之寬度W1(如第6A圖所示)擴大至W2(如第7A圖所示)，以增進氣泡過濾結構125排列之範圍，使氣泡過濾結構125排列之範圍由流道121之入口1213向遠離入口1213方向呈現一漸增之型態，且於其柱狀結構第一排範圍增大時，具有最佳之氣泡過濾效果，但不以此為限。

請參閱第7C圖，其係為第7B圖中虛線所示之區域F之示意圖。如第7C圖所示，由於光阻膠層124係為感光性光阻材料，故可使用黃光製程定義出氣泡過濾結構125之形狀及尺寸，且由於板體12之多層板材123之間係夾雜光阻膠層124，故氣泡過濾結構125之黃光製程與該層次之光阻膠層124之黃光製程係屬於同一道製程，無需增加製程數量，可達到節省成本並且依照需求訂製之功效。

請參閱第7D圖並配合第7C圖，其中第7D圖係為第7A圖所示之氣泡過濾結構過濾氣泡之示意圖。如第7C圖及第7D圖所示，本案之氣泡過濾結構125係將兩個尺寸不同的氣泡b1及b2阻擋在外，而噴印用之流體仍可透過未被氣泡阻塞之氣泡過濾結構125之空隙流入流道121內(如第7C圖之箭頭方向所示)。然而，若氣泡b1及b2未被氣泡過濾結構125擋下，則氣泡b1及b2可能於流道121之入口1213匯集形成更大尺寸之氣泡b3，而完全擋住入口。

參閱第8A圖以及第8B圖，其係分別為第7A圖所示之流道入口向外延伸且寬度加大並增設氣泡過濾結構之示意圖以及第8A圖所示之G-G’剖面圖。如第8A圖及第8B圖所示，為解決前述問題，本案可將流道121之入口1213向外延伸並且將寬度由W2(如第7A圖所示)擴大至W3(如第8A圖所示)，同樣的，氣泡過濾結構125排列之範圍由流道121之入口1213向遠離入口1213方向呈現漸增型態，以架構於作出更大範圍且更多排之氣泡過濾結構125，使噴印用之流體有較多之空隙可經過入口1213而進入流道121，同時可避免部分氣體阻塞流道121之入口1213，以增進過濾氣泡之效果。

請參閱第9A圖以及第9B圖，其係分別為第8A圖所示之流道入口增設另一層氣泡過濾結構之示意圖以及第9A圖所示之H-H’剖面之局部示意圖。如第9A圖及第9B圖所示，本案之板體12可將相對於流道121之入口1213之層次之板材123以光阻膠層124取代，以透過黃光製程製造雙層之氣泡過濾結構125a及125b，其中氣泡過濾結構125a及125b以上下層相互對應且交錯排列之柱狀結構為較佳，但不以此為限，以增進其阻擋氣泡進入流道121之入口1213之效果。此外，由於被光阻膠層124取代之板材123之厚度約為80微米(μm)，為維持相近之厚度，故此處之光阻膠層124係選用厚度約為50微米(μm)之光感性光阻材料，進而製造出厚度約為50微米(μm)之氣泡過濾結構125a及125b。

請參閱第9C圖以及第9D圖，其係分別為第9A圖所示之氣泡過濾結構之另一實施例之示意圖以及第9C圖所示之I-I’剖面之局部示意圖。如第9C圖及第9D圖所示，本案之氣泡過濾結構125a可為多角形柱結構，且其相對於噴印用之流體之來向係為銳角，以透過銳角破壞氣泡的整體性，例如刺破氣泡等，但不以此為限。至於氣泡過濾結構125b，其製造方法、厚度以及與氣泡過濾結構125a之相對關係皆與前述實施例相同，於此不再贅述。

請再參閱第5圖並配合第1圖至第4圖。如第1圖、第2圖、第3圖、第4圖以及第5圖所示，本案之噴印單元1進行噴印動作時，係自振動板13之入水孔132導入噴印用液體，並經由濾網122過濾並排除噴印用液體中之雜質，而將噴印用液體儲存於儲水槽1211中。接著，再透過供給電壓予致動片133，使致動片133受電壓而致動，加壓並推動噴印用液體流動，此時，若因各種可能因素而產生氣體或氣泡，且由於氣體或氣泡之密度較小，故會流動至壓力腔室1212中，再經由本案流道排氣元件14之複數個微流道143而流動至排氣連通槽142中，再通過排氣孔131及薄膜141而排出，相較傳統之噴印單元於氣體或氣泡產生時，易造成流道阻塞，並影響致動片之致動效果，本案可確實達到將流道121中之氣體或氣泡排出，避免因氣體或氣泡阻隔而導致噴印動作無法順利完成，而得以維持噴印品質以及降低金錢及時間浪費之功效。

綜上所述，本案提供一種噴印單元，藉由流道、微流道、排氣連通槽以及薄膜之連通，將流道中之氣體或氣泡排出，以避免因氣泡阻隔而導致噴印動作無法順利完成，而達到維持噴印品質以及降低金錢及時間浪費之功效。

此外，本案之噴印單元透過設置氣泡過濾結構，亦可防止氣泡經由流道之入口流至壓力腔室及噴孔，進而防止噴印品質不佳，甚至造成阻塞而無法進行噴印動作等情形之發生，且由於板體之多層板材之間係夾雜光阻膠層，故氣泡過濾結構之黃光製程與該層次之光阻膠層之黃光製程係屬於同一道製程，無需增加製程數量，可達到節省成本並且依照需求訂製之功效。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝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。