CN107538921A - 喷墨头药液供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷墨头药液供给装置，所述喷墨头药液供给装置的特征在于，解决用于检测喷墨头(Head)的墨水罐(Reservoir)与液面的传感器所存在的问题，从而抑制墨水罐内部化学制品(Chemical)的流动性并对精密的液面进行检测，并且其并非受到墨水罐(Reservoir)内部化学制品(Chemical)的特性的限制，而是精密地进行传感，并且对由于墨水罐(Reservoir)内部负压状态所致的药液的蒸发(Evaporation)进行最大程度的抑制，从而不发生设备操作的中断。所述喷墨头药液供给装置包括：浮标，其在中央形成有贯通孔，并由漂浮于所述罐体内部的液态上的材料构成，在内部内设有磁性；多个线性霍尔传感器，其对所述浮标的磁性磁场进行感知，对所述罐体的液面进行检测，并以垂直的形式交叉于所述浮标的贯通孔，并内设于以向上下间隔一定间距的形式排列的中心轴，所述线性霍尔传感器通过由浮标的液面上浮所致的磁性与传感器间的相互作用来对液面进行检测，由此以不敏感于化学制品(Chemical)颜色或温度等的形式进行设计。

Description

喷墨头药液供给装置
技术领域
本发明作为一种喷墨头(ink-jet head)药液供给装置，更为详细地，涉及一种喷墨头药液供给装置，所述喷墨头药液供给装置解决用于检测喷墨头(Head)的墨水罐(Reservoir)与液面的传感器所存在的问题，从而抑制墨水罐内部化学制品(Chemical)的流动性并对精密的液面进行检测，其并非受到墨水罐(Reservoir)内部化学制品(Chemical)的特性的限制，而是精密地进行感知，并且对由于墨水罐(Reservoir)内部负压状态所致的药液的蒸发(Evaporation)进行最大程度的控制，从而不发生设备操作的中断。
背景技术
根据公开专利10-2015-0111614号(用于打印机的墨水供给***的水位感知装置)，具有如下记载：“涉及一种用于打印机的墨水供给***的水位感知装置，所述用于打印机的墨水供给***的水位感知装置在墨水供给***准确地对存储于规定的存储场所的墨水的水位进行感知，并可通过便携式无线通信设备来通知用户。
用于达成所述目的的本发明就打印机的墨水供给***而言，其包括：水位感知传感器140，其在墨水供给***内以***的形式设置于存储有墨水的地点，并且对墨水水位进行感知；控制部150，其通过所述水位感知传感器140的端子来对墨水水位进行感知，将根据所述感知的墨水水位的结果信号发送至便携式无线通信设备，所述水位感知传感器140包括施加电力的端子140a与通过所施加的电力来对水位进行感知并检测的端子140b。”
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献0001)公开专利10-2015-0111614号(用于打印机的墨水供给***的水位感知装置)
发明内容
但是，现有的药液供给装置具有如下问题。
喷墨设备的头部组件(Head Assembly)为了将图案(Pattern)或薄膜形成于对象基板(Substrate；玻璃、薄膜(Film)、织物等)而向X、Y方向移动(Moving)，为了液面的检测而使用激光(Laser)、照片(Photo)、纤维(Fiber)等的多种传感器，但是由于向头部组件(Head Assembly)的X、Y方向移动(Moving)，因此液面得到摇晃。
1)药液供给装置(Reservoir)内部的液面水位通过传感器可在1mm之内进行管理，因此若液面得到摇晃，则传感器产生误认并将补充液供给于药液供给装置内部。
在药液供给装置内部的液面水位逐渐增加的同时，将药液倒流于头部(Head)内压控制装置，或者因液面水位增加而打破头部(Head)内压控制装置的弯月面(Meniscu s)水头压力，从而具有在喷嘴面产生润湿(Wetting)的问题。
2)产生由于各个工艺的化学制品(Chemical)特性不同而出现的传感(Sensing)问题，在用根据化学制品(Chemical)的颜色的各个传感器所检测的精密度产生有误差，并且将化学制品(Chemical)加热至一定温度以上的情况，存在颜色变化的化学制品(Chemical)并产生检测误差。在激光传感器的情况下，就减少或增加液面水位的情况而言，产生如下问题：传感器对从液面所反射的①进行认知，或者对来自于地面的②进行认知的情况。与照片(Photo)或纤维(Fiber)、激光传感器(Laser sensor)一样，利用光的传感器的问题在于，由于想要进行检测的化学制品(Chemical)的特性从而影响精密度。
3)也产生由于化学制品(Chemical)的蒸发(Evaporation)特性所致的问题，按需喷墨(Drop on Demand)方式的喷墨头必然具有容器(Reservoir)与头部(Head)内压控制装置的构成。容器(Reservoir)内部通过头部(Head)内压控制装置来始终保持一定水准的负压状态。假设，若化学制品(Chemical)是溶剂(Solvent)系列或水系系列的有机溶剂，则为了对根据头部(Head)内压控制装置的蒸发(Evaporation)进行抑制，对于应做什么，必须考虑对策。
4)无法不考虑由于供给于头部(Head)的药液开/关阀(On/Off Valve)的内部结构所致的喷嘴面的方向。现有的隔膜阀(Diaphragm Valve)在开/关(On/Off)操作时，将通过阀(Valve)内部的空腔体积(Cavity Volume)的药液传递至喷嘴面，并诱发喷射面的润湿(Wetting)，若喷嘴面得到润湿(Wetting)，则在排出时，微细孔部位的润湿(Wetting)药液起到与折叶(hinge)一样的作用，从而存在产生非正常排出的问题。
本发明用于解决上述的问题，其目的在于提供一种喷墨头药液供给装置，所述喷墨头药液供给装置对墨水罐(Reservoir)内部化学制品(Chemical)的流动性进行控制并对精密的液面进行检测，其并非受到墨水罐(Reservoir)内部化学制品(Chemical)的特性的限制，而是精密地进行感知，并且对由于墨水罐(Reservoir)内部负压状态所致的药液的蒸发(Evaporation)进行最大程度的抑制，从而不发生由于化学制品(Chemical)特性变化所致的设备操作的中断。
用于达成所述目的的本发明，就具有弯月面端口、药液供给端口、罐体、药液供给阀的喷墨头药液供给装置而言，其特征在于，包括：多孔性浮标，其在中央形成有贯通孔，并由漂浮于所述罐体内部的液态上的材料构成，在内部内设有磁性(magnetic)；多个线性霍尔传感器，其对所述浮标的磁性磁场进行感知，对所述罐体的液面进行检测，并以垂直的形式交叉于所述浮标的贯通孔，并内设于以向上下间隔一定间距的形式排列的中心轴，所述线性霍尔传感器通过由浮标的液面上浮所致的磁性与传感器间的相互作用来对液面进行检测，由此以不敏感于化学制品(Chemical)颜色或温度等形式进行设置。
在实施例中，所述浮标由平板结构构成，从上面对药液一定部分进行覆盖，因此不仅抑制蒸发，而且缓和液面的摇晃。
在实施例中，所述药液供给阀是旋转驱动陶瓷阀(Roatary Actuatjon CeramicValve)，根据陶瓷阀(Ceramic Valve)的旋转驱动(Roatary Actuatjon)由于不存在除了轴(Shaft)内部的微细管路以外的死体积(Dead Volume)，因此不产生非正常排出，并且陶瓷(Ceramic)材料的特性上耐化学性较强。
根据本发明的优选的效果，具有如下优点：与化学制品(Chemical)特性无关地可实现***，并且作为液面感知传感器/阀的集成结构，与现有的技术相比，空间利用的限制少，且维护变得简便。
此外，可确保根据浮标(Floating Buoy)的液面检测精密度，并且可抑制液面的摇晃并抑制药液的蒸发(Evaporation)。
附图说明
图1是用于说明现有技术的问题1的图。
图2是用于说明现有技术的问题2的图。
图3是用于说明现有技术的问题3的图。
图4是用于说明现有技术的问题4的图。
图5是表示根据本发明的喷墨头药液供给装置的构成的分离立体图。
图6是用于说明在本发明中通过浮标与线性霍尔传感器的液面感知的图。
图7是用于说明在本发明中通过浮标的防摇晃与抑制蒸发的图。
图8是用于说明在本发明中通过旋转驱动陶瓷阀的改善排出问题的图。
图9是对根据本发明的实施例进行举例说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。
如5所示，根据本发明的药液供给装置包括：弯月面端口(meniscus spot)11；药液供给端口12；中心轴13；线性霍尔传感器14；浮标15；罐体16；药液供给阀17。
察看其构成要素的作用效果。
1)液面感知
参照图6，在本发明的药液供给装置中液面感知是通过线性霍尔传感器及浮标(Linear Hall Sensor&Floating Buoy)来执行。线性霍尔传感器(Linear Hall Sensor)通过由浮标(Floating Buoy)的液面上浮所致的磁性(Magnetic)与芯片(Chip)间的相互作用来对液面进行检测，由此不敏感于化学制品(Chemical)颜色或温度等。
优选地，浮标(Floating Buoy)考虑到比重，选择较轻的材料(PP)或使用具有多孔性(Porous)气孔结构的有机高分子物质，构成浮标(Floating Buoy)的材料不能经受化学制品(Chemical)的耐化学性，从而受到侵蚀、膨胀(Swelling)的情况下，相应材料可将耐化学涂层适用于CVD室(CVD Chamber)内部并使用。
2)防止液面摇晃以及抑制蒸发(Evaporation)
参照图7，在本发明的药液供给装置中，抑制液面摇晃与蒸发是通过浮标(Floating Buoy)来执行。在浮标(Floating Buoy)的内部存在磁性(Magnetic)，并且所述浮标(Buoy)起到按压液面的作用，从而在向头部组件(Head Assembly)的X、Y轴方向移动时，尽可能快地使得液面的水平稳定化。为了抑制蒸发(Evaporation)特性，空气与液面的接触需最小化，但是浮标(Floating Buoy)起到隔离与液面和空气的接触的作用。
3)改善空腔药液排出
参照图8，在本发明的药液供给装置中，改善空腔药液排出是通过旋转驱动陶瓷阀(Rotary Actuation Ceramic Valve)来执行。
所属于药液的管路的部位应具有耐化学性，并且进行阀操作的部位应具有最小限度的内部空腔(Cavity)，虽然在开/关(On/Off)操作过程不可在供给管路产生气泡(Bubble)，但是通过陶瓷阀(Ceramic Valve)的旋转驱动(Roatary Actuatjon)由于不存在除了轴(Shaft)内部的微细管路以外的死体积(Dead Volume)的关系，因此不产生不希望出现的非正常排出，并且陶瓷(Ceramic)材料的特性上耐化学性较强。
如图9所示，以如上所述的构成为基础对实施例进行举例说明。
如图9所示，喷墨(Inkjet)设备的头部(Head)药液供给装置不需要如现有技术一样的复杂的***构成，并具有内置有液面检测传感器及药液供给阀的作用效果。在图中示出有内压控制装置21、桶支架22、药液供给装置23、喷墨头24。
虽然罐体(Reservoir)与浮标(Floating Buoy)的形状也可为圆形，也可为四边形，但是在本实施例例示为圆形。
标号说明
11：弯月面端口 12：药液供给端口
13：中心轴 14：线性霍尔传感器
15：浮标 16：罐体
17：药液供给阀 21：内压控制装置
22：桶支架 23：药液供给装置
24：喷墨头

Claims (3)

1.一种喷墨头药液供给装置，其具有弯月面端口、药液供给端口、罐体、药液供给阀，其特征在于，包括：
多孔性浮标，其在中央形成有贯通孔，并由漂浮于所述罐体内部的液体上的材料构成，在内部内设有磁性；
多个线性霍尔传感器，其对所述浮标的磁性磁场进行感知，对所述罐体的液面进行检测，并以垂直的形式交叉于所述浮标的贯通孔，并内设于以向上下间隔一定间距的形式排列的中心轴，
所述线性霍尔传感器通过由浮标的液面上浮所致的磁性与传感器间的相互作用来对液面进行检测，由此以不敏感于化学制品颜色或温度等形式进行设计。
2.根据权利要求1所述的喷墨头药液供给装置，其特征在于，
所述浮标由平板结构构成，从上面对药液一定部分进行覆盖，因此不仅抑制蒸发，而且缓和液面的摇晃。
3.根据权利要求1所述的喷墨头药液供给装置，其特征在于，
所述药液供给阀是旋转驱动陶瓷阀，所述旋转驱动陶瓷阀通过旋转驱动将罐体内部的药液供给于喷墨头，通过陶瓷阀的旋转驱动由于不存在除了轴内部的微细管路以外的死体积，因此不产生非正常排出，并且陶瓷材料的特性上耐化学性较强。
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