TWI537145B - 用於印刷的方法 - Google Patents

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TWI537145B
TWI537145B TW099110070A TW99110070A TWI537145B TW I537145 B TWI537145 B TW I537145B TW 099110070 A TW099110070 A TW 099110070A TW 99110070 A TW99110070 A TW 99110070A TW I537145 B TWI537145 B TW I537145B
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Description

用於印刷的方法
本發明有關墨水輸送設備和系統,包含適合於與流通列印頭(flow-through print heads)一起使用的墨水輸送設備和系統。
具有多種形式的墨水輸送系統的列印系統可見於先前技術。然而,提供較大量墨水的若干傳統系統-例如印表機-大部分通常是被動的,也就是說,採用重力饋送、毛細管饋送虹吸,以及類似者。許多此種系統因為重力影響而受限,且/或需要維持系統之構件之間的特殊一定高度。此外,許多傳統墨水輸送系統根本無法輸送墨水以列印側邊(或從垂直方向),或是它們無法表現得很好。
一種墨水輸送系統,包含:一第一槽,其包含一填充感測器;一第二槽,其包含一填充感測器;一泵,其建構成將墨水從第一槽灌注至第二槽;一第三槽,其包含一填充感測器;一列印頭,其與該第二槽和第三槽流體連通。在一實施例中,該第三槽係與該第一槽流體連通,並且可被建造成提供一封閉迴路系統;該第二槽係與該第三槽流體連通,且越過該列印頭的一壓力差造成墨水流過該列印頭。在某些實施例中,可設置泵以控制壓力差,且列印頭可在一個或多個角度列印。
現在將詳細地說明本發明之實施例,其範例將在本文中說明以及繪示在隨附圖式中。雖然本發明結合實施例作說明,其可了解的是,這並非企圖將本發明限制在這些實施例。相反地,本發明企圖包含改變、修飾及同等物,其可能包含在本發明的精神和範疇之中且藉由申請專利範圍所界定。
圖1大體上繪示一根據本發明之實施例的墨水輸送系統。墨水可從一來源,例如大墨水槽TBI,供給至系統10,該大墨水槽TBI可包含一位準感測器(位準感測器)LS-TBI。在一實施例中,該大墨水槽TBI可開放於大氣壓力,且該大墨水槽TBI係與一第一槽T1流體連通,該第一槽T1亦可包含一位準感測器LS-T1。如大體上所繪示者,該大墨水槽TBI以及第一槽T1可藉由一導管或通道20連接,且該導管或通道20可包含一補給填充閥(make-up fill valve)V1和一流動限制器FR-7,用於控制大墨水槽TB1和第一槽T1之間的流動。如本文所使用,術語「導管」或「通道」可包含多種形式的剛性或可撓的通路,且可包含,舉例而言且非限制,一軟管、管路、供給線,或其它用於從系統的其中一構件將墨水供給至另一構件的習知機構。
在第一槽T1中的壓力可藉由一調節器VR-1來調節,該調節器可包含一閥且可控制或調節第一槽T1中的壓力以提供一真空。舉例而言,而非限制,調節器VR-1可將第一槽T1中的壓力調節至大約-350mbar。補給填充閥V1可開放至容許與第一槽T1有關的真空將墨水從大墨水槽TBI抽 出。墨水可容許從大墨水槽TBI流進第一槽T1,直到達到一特定的填充位準,其可用信號通知,例如,藉由一位準感測器LS-T1。一旦感測到特定或所需的填充位準或以其它方式偵測到,補給填充閥V1可視需要再次地被開啟,因此第一槽T1的填充位準可以連續地被維持。其注意到的是,可想像數種感測器和閥回饋控制迴路與系統連接,且熟習此項技藝之人士可立即了解此種控制的實施。
如大體上所繪示,系統10係進一步顯示包含一第二槽T2和一第三槽T3。其應注意的是,在文中使用的術語“槽”應理解為廣泛地包含多種形式的墨水保持槽和或多種形式的流體室。進一步地,每個槽T2、T3可額外地包含貯存器,這些貯存器彼此連通並且藉由一堰(堰)或是溢流控制屏障(本文中以“堰”代表)而至少部分地分開。此種堰可建造成可至少部分地作為一種提供至系統之液壓阻尼作用的機構。舉例而言,如大體上所繪示,第二槽T2可包含一第一貯存器RES.1和一第二(次要)貯存器RES.2,該第一和第二貯存器可藉由一堰W-1分開。以相似的方式,第三槽T3可包含一第三貯存器RES.3和一第四(次要)貯存器RES.4,該第三和第四貯存器可藉由一堰W-2分開。此外,前述每一個貯存器RES.1、RES.2、RES.3和RES.4可包含一對應的位準感測器,其分別繪示於圖中的LS-3、LS-2、LS-5和LS-4。圖1A大體上繪示一系統的實施例,其相似於顯示在圖1中之系統。然而,包含在圖1A中的系統10A的槽並未包含(或需要)在圖1中之系統10的貯存器或堰。 此外,大體上如圖所示,排除了分開的貯存器,系統10A可修改成使得僅有一個與槽T2和T3有關的填衝測量被偵測。此可藉由包含,舉例而非限制,與每個槽連接的一單一感測器來達成-也就是感測器LS-2(槽T2)和感測器LS-4(槽T3)。
如繪示在圖中,第一槽T1和第二槽T2可以流體連通,例如藉由一導管或是通道30。在一實施例中,其可經由一泵P,例如一填充泵,而從第一槽T1灌注至第二槽T2(或是灌注至第二槽T2的第一貯存器RES.1)。若需要的話,墨水可額外地被灌注經過或通過一加熱器H,在墨水進入該第二槽T2之前,該加熱器可被啟動以加熱和/或維持該墨水在一所需或指定的運作溫度。此外,第二槽T2可藉由一調節器VR-2被維持在一正壓力。舉例而言,而非限制,第二槽T2可被維持在一大約+30mbar的壓力。
提供至第二槽T2的墨水可流進並且填充該第一貯存器RES.1。一旦第一貯存器RES.1係被填充至一定位準,墨水將流過堰W-1進入第二貯存器RES.2。在一實施例中,進入第二槽T2的墨水流可被維持在一足夠的量,因此第一貯存器RES.1係固定地被充滿(例如,到達堰的頂部),且墨水可溢流至該第二貯存器RES.2之中。當在第二貯存器RES.2之中的墨水填充位準上升,且位準感測器LS-2偵測到充滿或指定的填充位準,一閥V2可被開啟以容許墨水從第二槽T2流進(例如,經由導管或是通道32)第三槽T3之中(意即,進入第三槽T3的第三貯存器RES.3)。其應 注意的是,該第三槽T3可藉由一調節器VR-3被維持在真空一幫助所述墨水流動(意即,從T2至T3)。
當墨水流進第三槽T3之中,該第三槽T3可類似於前述有關墨水流進第二槽T2之相似方式運作。也就是說,第三槽T3可被建造,因此藉藉具有足夠的墨水容積流以維持該第三貯存器RES.3成被充滿的和/或溢流至第四貯存器RES.4。當該墨水在該第三貯存器RES.3中的的填充位準上升時,且位準感測器LS-4偵測一充滿或是指定的填充位準,一閥V3可被開啟以容許墨水從該第三槽T3流回至第一槽T1。以此種實施例,系統10可被建構成提供一連續的流動迴路,在該流動迴路中,墨水係從第一槽T1被提供,且沿著系統的路線未被列印的部分係返回至第一槽T1。如顯示在繪示之實施例中,該系統10可額外地包含排放閥V4和V5,該排放閥V4和V5係分別地流體連通於該第一貯存器RES.1和第一槽T1之間,以及介於第三貯存器RES.3和第一槽T1之間。
如大體上繪示在圖中,該系統10可包含一個或多個列印頭-例如,PH1、PH2和PH3-其與第二槽T2的第一貯存器RES.1以及槽T3的第三貯存器RES.3流體連通。在一實施例中,與該系統連結使用的列印頭或多個列印頭可包含多種形式的流通(flow-through)列印頭。此外,在某些實施例中,該列印頭/系統可包含一數位可控制噴印式(drop-on-demand)墨水噴射或墨水噴射系統。然而,本發明不限於特定形式的列印頭,而可使用多種其他類型和樣 式的列印頭。
並非限制,在繪示的實施例中,導管或是通道40、60和80,從該第一貯存器RES.1分別地流入列印頭PH1、PH2和PH3。相同地,在繪示的實施例中,導管或通道50、70、90從列印頭PH1、PH2和PH3流至該第三貯存器RES.3。在該系統10的一實施例中,與該一個或多個列印頭有關的一個或多個導管或通道可包含一流動限制器。在某些實施例中,此種流動限制器可包含多種形式的限制裝置或設備,其用於提供管路或通道用的流體限制。舉例而言,如圖中大體上所示,通入列印頭中的每個導管或通道(例如,40、60、80)以及離開列印頭的每個導管或通道(例如,50、70、90)可包含一流動限制器-例如請參照元件符號FR-2和FR-1的流動限制器(列印頭PH1)、元件符號FR-4和FR-3(列印頭PH2),以及元件符號FR-5和FR-4(列印頭PH3)。此外,在一實施例中,一流動限制閥FR-8可被包含並且用於平橫/控制第二槽T2和第三槽T3之間的流動,且一流動限制器FR-9可被包含並用於平衡/控制第三槽T3和第一槽T1之間的流動(例如,沿著繪示導管或通道100之範例)。然而,其注意到的是,在其它實施例中,該導管或通道本身可用作-也就是作為或功能為-流動限制器。也就是說,不是需要包含一分離的裝置或設備,一個或多個導管或通道可被建構(例如,可具有給定的內部直徑),因此,在文中的系統以及相關的填充/壓力調節,該導管或通道本身是(或作為)一流動限制器。舉例 而言,如大體上顯示在圖1中,導管或通道32係被繪示成與流動限制器FR-8連結,在某些實施例中,FR-8並非表示包含一提供流動限制的分離或額外之裝置,導管或通道(例如32)本身亦可以是(或作為)流動限制器(例如FR-8)。
在系統10的實施例中,調節器VR-3和VR-2,其可以分別是與第二和第三槽T2、T3相關的真空調節器,可被維持在特定或控制的值,以造成或給予通過該列印頭的一壓力差。該壓力差可用於控制墨水的流動通過個別的列印頭。此外,墨水通過一個別的列印頭的流動率可,至少部分地,藉由相關的流動限制器來控制。該流動限制器與該壓力差一起設定/控制墨水的流動容積(flow volume)以及與該列印頭和墨水組合有關的所需新月形液面壓力(meniscus pressures)。
根據本發明之實施例的一系統10可被建造成容許列印頭相對於重力在任何定向。也就是說,給定與系統10相關的流動供給,其並非根據重力供給以及槽和列印頭之間的高度差,該系統10可提供一個或多個列印頭,其係建構成在相對於一指定目標物體的多種角度(非垂直/向下)列印。如先前所揭露,此種與系統和列印頭相關的流動規定可包含,舉例而言,壓力/真空調節裝置、設計流動限制,以及在系統中之封閉迴路的供給,該封閉迴路在運作時不會開放至大氣。再者,根據本發名之教示所建構的系統可,如列印頭被定向,調節和控制相關的壓力以維持在列印頭處的固定新月形液面壓力。
圖2大體上繪示根據本發明另一個實施例的墨水輸送系統10’。為了便於參照,相似的元件符號和名稱係用於代表相似於圖1中所討論之構件的構件。繪示在圖2中的系統10’系相似於顯示在圖1中的系統;然而,某些閥被替換成泵。舉例而言,閥V1、V2和V3(繪示在圖1中)已分別地被泵P4、P2和P3替代。以此系統10’的實施例,該流動限制器保持槽中不同的壓力,且該複數個泵作為,至少部分地,維持位準控制。
舉例而言,根據所繪示的系統10’的實施例,泵P1-其從槽T1供給墨水-可在一實質上恆定速率運轉。該速率可快於相關的列印頭汲取墨水的速率。泵P2-其從槽T2(RES.2)供給墨水至槽T3(RES.3)-可在比泵P1較低的泵速度/流動運轉。墨水隨後可在慢於墨水被輸送到槽T1之速率下從槽T2被抽出。因此,在槽T2中的位準上升。如果泵P2是在快於泵P1的速度/流動下運轉,隨後槽T2之中的墨水的位準將會減少。當泵P2再次地減速,墨水將會再次地填充槽T2。因此,與槽T2有關的墨水位準可藉由改變與泵P2運轉有關的速率/流動而被控制。以類似的方式,與槽T3相關的位準可至少部分地被控制,藉由控制泵P3的運轉。以此種系統構成,多種泵可被運轉以維持在相關槽中的所需墨水位準。泵的使用可提供平順的速率/流動轉變,因為泵可恆定地移動且其相關的速率/流動可被控制以順利地、動態地提供所需填充位準。因此該系統可藉由與泵有關的速度/流動改變而被控制,而不需要開啟/ 關閉在流動路徑中的構件。
圖3大體上繪示根據本發明另一實施例的一墨水輸送系統10”。為了便於參照,相似元件符號和名稱再次地使用以代表相似於繪示在圖1和圖2中之實施例所討論之構件的構件。繪示在圖3中的系統10”係一“封閉”系統,但包含相似於顯示在圖2中之系統10’的一定相似點,且亦不需要包含閥,例如閥V1、V2和V3,或甚至具有貯存器的槽,如大體上顯示在圖1中。此外,如顯示在圖2中的系統10’,顯示在圖3中的系統10”的實施例包含複數個泵,例如泵P1、P2、P3和P4。除此之外,如圖中大體所示,泵控制器PC係被提供在槽T2和T3之間。泵控制器PC亦可選擇性地與一個或多個壓力轉換器連結(例如PT-1和PT-2),大體上如圖中繪示。
有關系統10”的實施例,不需要真空調節器。也就是說,與該系統之實施例有關的列印可根據流動控制而被控制,而不是根據槽填充位準控制。根據繪示的實施例,泵P4並非與“吸引真空”有關。而是,當偵測或感測到槽T1需要墨水時,泵P4可被建造成提供墨水的供給。此外,如大體上所繪示,一泵P2亦可被提供在槽T2和槽T3之間,且泵P3可被提供在槽T3和槽T1之間。此外,如先前注意到的,一泵控制器PC可被提供在槽T2和T3之間。在系統10”中,與槽T2和T3有關的壓力感測器提供反饋至泵控制器PC-隨後,該反饋可被用來提供控制指示(例如,泵速度控制)至泵P1、P2和/或P3。
泵的協調運作可提供系統10”用於列印之所需壓力和墨水輸送。當墨水係被灌注至一槽(例如槽T2),在槽中的壓力將會增加。在一給定的壓力水平,在系統中其後的泵(例如P2)可被打開/調大以排空槽。因此,與相關泵(例如P2和P1)有關的速度/流動可被控制/調節以維持一正壓力水平和/或維持在一給定槽中的所需壓力水平。作為範例,參照繪示在圖3中的實施例,如果一正壓力係提供在槽T2中,且一負壓力係被提供在槽T3中,墨水將會流過相關的列印頭,該列印頭彼此間係呈運作連通。當與槽T3有關的壓力增加,泵P3可,例如,較快速的運轉以維持相關於槽T3的負壓力,並且提供從槽T2至槽T3通過列印頭(例如PH1、PH2和PH3)的墨水的連續流動。
藉由應用與前述墨水輸送系統之實施例有關的教示,相關的列印頭可以相對於重力的任何方向被定位,並且仍輸送所需墨水量通過列印頭。因此,除上所述外,本發明容許該列印頭能夠在任何定方向中列印,(包含相對於重力的方向),而不需修改相關的墨水輸送系統。此外,此種在列印頭定向中的改變可動態地處理,意即,不需要列印之間的停止週期。作為範例,而不是限制,本發明的實施例對於列印相當有幫助,例如,數位列印,於多種物體的表面上,例如列印標籤和/或在多種形式的塑膠容器上的其它主題素材。
前述本發明特定實施例的說明係用於闡明及說明之目的而被呈現。其並非企圖作為消耗或將本發明拘泥限制在 所揭露的形式中,且按照以上的教示可達成多種修飾和變化。實施例係被選擇和說明以解釋本發明的原理及其實際應用,而使得其他在此技術領域中具有通常知識者能夠利用本發明,且具有多種修飾的多種實施例係適於特殊使用考量。其希望本發明的範疇由申請專利範圍及同等物所界定。
10、10A、10’、10”‧‧‧墨水輸送系統
20‧‧‧導管/通道
30‧‧‧導管/通道
32‧‧‧導管/通道
40‧‧‧導管/通道
50‧‧‧導管/通道
60‧‧‧導管/通道
70‧‧‧導管/通道
80‧‧‧導管/通道
90‧‧‧導管/通道
100‧‧‧導管/通道
FR-1至FR9‧‧‧流動限制器
H‧‧‧加熱器
LS-T1、LS-2至LS-5‧‧‧位準感測器
LS-TBI‧‧‧位準感測器
P、P1至P4‧‧‧泵
PH1至PH3‧‧‧列印頭
PC‧‧‧泵控制器
PT1、PT2‧‧‧壓力轉換器
RES.1‧‧‧第一貯存器
RES.2‧‧‧第二貯存器
RES.3‧‧‧第三貯存器
RES.4‧‧‧第四貯存器
T1‧‧‧第一槽
T2‧‧‧第二槽
T3‧‧‧第三槽
TBI‧‧‧大墨水槽
V1至V5‧‧‧閥
VR-1至VR-3‧‧‧調節器
W-1、W-2‧‧‧堰
本發明實施例係描述於上文,作為範例,並參照隨附圖式,其中:圖1係根據本發明之一實施例的墨水輸送系統的示意圖。
圖1A係根據本發明之另一實施例的墨水輸送系統的示意圖。
圖2係根據本發明再另一個實施例的墨水輸送系統的示意圖,該系統包含複數個泵。
圖3係根據本發明另一個實施例的墨水輸送系統的示意圖,該系統包含複數個泵。
10‧‧‧墨水輸送系統
20‧‧‧導管/通道
30‧‧‧導管/通道
32‧‧‧導管/通道
40‧‧‧導管/通道
50‧‧‧導管/通道
60‧‧‧導管/通道
70‧‧‧導管/通道
80‧‧‧導管/通道
90‧‧‧導管/通道
100‧‧‧導管/通道
FR-1至FR9‧‧‧流動限制器
H‧‧‧加熱器
LS-T1、LS-2至LS-5‧‧‧位準感測器
LS-TBI‧‧‧位準感測器
P、P1至P4‧‧‧泵
PH1至PH 3‧‧‧列印頭
PC‧‧‧泵控制器
PT1、PT2‧‧‧壓力轉換器
RES.1‧‧‧第一貯存器
RES.2‧‧‧第二貯存器
RES.3‧‧‧第三貯存器
RES.4‧‧‧第四貯存器
T1‧‧‧第一槽
T2‧‧‧第二槽
T3‧‧‧第三槽
TBI‧‧‧大墨水槽
V1至V5‧‧‧閥
VR-1至VR-3‧‧‧調節器
W-1、W-2‧‧‧堰

Claims (19)

  1. 一種用於印刷之方法,其包含:提供一墨水輸送系統,該墨水輸送系統包含複數個流通的列印頭,每一列印頭藉由導管或通道而與一列印頭供給槽及一列印頭出口槽直接流體連通;提供越過所述複數個列印頭的一壓力差以造成未噴射的墨水流過所述列印頭並流入該列印頭供給槽及該列印頭出口槽中之一者中,使得墨水可無視於所述列印頭相對於重力之方向的定向而被可控制地從所述列印頭噴射;控制或調整該壓力差,以在所述複數個列印頭處維持一實質上固定的新月形液面壓力;及包含改變所述複數個列印頭中之一或多者的位置或定向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法,包含改變所述複數個列印頭中之一或多者之位置及定向。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中所述複數個列印頭中之一或多者的位置或定向係在列印期間改變,或是在列印步驟之間改變。
  4. 一種用於印刷的方法,包含:提供一墨水輸送系統,該墨水輸送系統包含:一第一槽,其包含一位準感測器;一第二槽,其包含一位準感測器,其中該第一槽與該第二槽流體連通;一泵,其建構成將來自該第一槽所提供的墨水灌注至該第二槽;一第三槽,其包含一位準感測器;以及複數個流通的列印頭,所 述複數個列印頭之每一者藉由導管或通道而與該第二槽及該第三槽之每一者直接流體連通,其中該第三槽係與該第一槽流體連通,該第二槽係與該第三槽流體連通;及提供一越過所述複數個列印頭的壓力差,以造成未噴射的墨水流過所述列印頭並流入該第三槽;其中墨水的流動係經控制或調整,以在所述複數個列印頭處維持一實質上固定的新月形液面壓力。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含:提供一欲被列印的物體;以及在該物體的一表面上列印。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法,其中:該第二槽包含一第一貯存器、一第二貯存器,以及一位於該第一貯存器和該第二貯存器之間的堰;該第三槽包含一第三貯存器、一第四貯存器,以及一位於該第三貯存器和該第四貯存器之間的堰;且其中該第一槽係與該第一貯存器流體連通;該第二貯存器係與該第三貯存器流體連通;該第四貯存器係與該第一槽流體連通;且所述列印頭係與該第一貯存器和該第三貯存器流體連通。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法,包含測量該第二貯存器的填充位準;以及測量該第四貯存器的填充位準。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含:提供一與該第一槽連通的調節器;控制或調節在該第一槽中的壓力以提供一真空。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含容許墨水從 一大墨水槽流至該第一槽,直到一填充位準係被該第一槽的該位準感測器偵測到。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含將流動於該第一槽和該第二槽之間的墨水加熱。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含調節在該第二槽中的壓力以提供或維持在該第二槽中的一正壓力;以及調節在該第三槽中的壓力以提供或維持在該第三槽中的壓力,使得一壓力差係被提供越過所述複數個列印頭。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含當所述列印頭被定向時控制或調整墨水通過所述列印頭的流動率。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法,包含調整該壓力差和墨水的該流動率以設定或控制墨水的流量以及維持於所述列印頭處的一固定的新月形液面壓力。
  14. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含調整所述複數個列印頭中之一或多者的定向,以在一個或多個角度列印。
  15. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含將所述複數個列印頭中之一或多者繞著一二維平面旋轉。
  16. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含將所述複數個列印頭中之一或多者基於一欲被列印之物件的尺寸及形狀而轉移或旋轉。
  17. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含:提供一第一泵,以便將由該第一槽所提供的墨水灌注至該第二槽; 提供一第二泵,以便將墨水從該第二槽灌注至該第三槽;運作該等泵以產生越過所述列印頭的該壓力差。
  18. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含提供一泵控制器,該泵控制器係與該第二槽和該第三槽連通並且控制越過至少一個列印頭的壓力差。
  19. 如申請專利範圍第4項所述之方法,包含在列印期間將所述複數個列印頭中之一或多者定向而無需一停止週期。
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