快速成型装置的打印模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及关于一种快速成型装置的打印模块，包含：喷印平台，具有架体及传动轴，传动轴跨设于该架体上；承载座，穿设于传动轴上；以及至少两个相同模块化的喷液匣，对应设置于承载座上，其中该液匣具有匣体，匣体内设有三个储液室，用以分别容置不同的喷印液体，且至少两个相同模块化的喷液匣的匣体容置至少有一个相同的喷印液体，以实施快速成型的喷印作业。
【专利说明】
快速成型装置的打印模块
技术领域
[0001]本发明有关于一种快速成型装置，尤指一种具有多个模块化的喷液匣的快速成型装置的打印模块。
【背景技术】
[0002]快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP技术)为依据建构类似金字塔层层堆迭成型的概念所发展而成，其主要技术特征是成型的快捷性，能在不需要任何刀具，模具及治具的情况下自动、快速将任意复杂形状的设计方案快速转换为3D的实体模型，大大缩短了新产品的研发周期及减少研发成本，能够确保新产品的上市时间和新产品开发的一次成功率，快速成型技术为技术人员之间，以及技术人员与企业决策者、产品的用户等非技术人员之间提供了一个更加完整及方便的产品设计交流工具，从而明显提高了产品在市场上的竞争力和企业对市场的快速反应能力。
[0003]目前RP技术发展出利用喷印技术结合载具精密定位技术的方式来生产3D的实体模型，其生产方式为先将一层粉末铺设于载具上方并利用喷液打印技术于部分粉末上喷印高黏度的黏结剂，使黏结剂与粉末沾黏并固化，一直重复上述制程层层堆砌即可完成3D的实体模型。
[0004]已知通常以一般喷印技术所采用的打印模块应用于RP技术上，举例来说，其如图1所示，该一般喷印技术所采用的打印模块I设置于一主机体(未图式)，以进行喷印作业。该打印模块I包括喷印平台10、承载座11及至少一喷液匣12，该喷印平台10包括架体101以及跨设于该架体101的传动轴102，承载座11穿设于该传动轴102上，该至少一喷液匣12通常会设置两喷液匣，即如图1所示，为容置黑色墨水的第一喷液匣121及容置彩色墨水(例如:青色(C)、黄色(Y)、洋红色(M))的第二喷液匣122，且喷液匣12对应设置于该承载座11上，故该承载座11及设置于其上的喷液匣12可相对于该喷印平台10的该传动轴102以进行X轴的往复式作动。
[0005]当该打印模块I进行RP技术的喷印作业时，透过该喷印平台10带着该承载座11及设置于其上的喷液匣12进行一 Y轴方向的往复式作动，并再透过该喷液匣12在该承载座11上可沿该传动轴102以进行左右移动的X轴方向的往复式作动，如此透过X轴及Y轴方向交互进行的往复式作动，可将该喷液匣12所容置的各色墨水喷涂在建构载具(未图示)所铺设的建构材料(未图示)上，并一直重复上述制程以实施层层堆砌的作业，进而可完成3D物件的实体模型(未图示)。
[0006]但在此3D物件的快速成型喷印作业实施时，喷液匣12中除了容置黑色及彩色墨水之外，更需额外容置高黏度的黏结剂，以将建构材料进行黏合，进而可层层堆砌以构成3D物件，因此传统的快速成型装置更需设置额外的承载架及喷液匣用于容置高黏度的黏结剂，如此一来，则会导致喷印模块I的整体体积增大，同时更增加承载架及喷液匣的成本。
[0007]有鉴于此，如何发展一种可改善前述已知技术缺失的快速成型装置的打印模块，实为目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的在于提供一种快速成型装置的打印模块，其具备模块化的喷液匣，且每一喷液匣具备三个储液室，且其中两储液室用以容置不同色的墨水，一储液室用以容置黏结剂，同此以实施3D物件的快速成型的喷印作业。
[0009]为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种快速成型装置的打印模块，包含:喷印平台，具有架体及传动轴，传动轴跨设于架体上；承载座，穿设于传动轴上；以及至少两个相同模块化的喷液匣，对应设置于承载座上，其中喷液匣具有匣体，匣体内设有三个储液室，用以分别容置不同的喷印液体，且至少两个相同模块化的喷液匣的匣体容置至少有一个相同的喷印液体，以实施快速成型的喷印作业。
【附图说明】
[0010]图1为已知采用一般喷印技术的快速成型的打印模块的结构示意图。
[0011]图2为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的结构示意图。
[0012]图3A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的外观示意图。
[0013]图3B为图3A所示的喷液匣的仰视结构示意图。
[0014]图3C为图3A所示的喷液匣的横向剖面结构示意图。
[0015]图4A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的上视剖面结构示意图。
[0016]图4B为图4A所示的喷液匣的A-A’的剖面结构示意图。
[0017]图5A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的上视剖面结构示意图。
[0018]图5B为图5A所示的喷液匣的B-B’的剖面结构示意图。
[0019]图6为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图。
[0020]图7A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的喷液芯片部分移除喷孔板的结构立体示意图。
[0021]图7B为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的喷液芯片移除喷孔板的结构示意图。
[0022]图8为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的喷液芯片的喷液控制电路结构示意图。
[0023]图9A为本发明第二较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的底视结构示意图。
[0024]图9B为图9A所示的喷液匣的上视剖面结构示意图。
[0025]图9C为图9A所示的喷液匣的D-D’的剖面结构示意图。
[0026]图9D为图9A所示的喷液匣的E_E’的剖面结构示意图。
[0027]图10为本发明第二较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图。
[0028]【符号说明】
[0029]1、2:打印模块
[0030]10、20:喷印平台
[0031]101、201:架体
[0032]102、沈2:传动轴
[0033]11,21:承载座
[0034]12、22、22X、22Y、42、42X、42Y:喷液匣
[0035]121:第一喷液匣
[0036]122:第二喷液匣
[0037]220:上盖
[0038]221、221x、221y、421:匣体
[0039]221a:壁面
[0040]222:挠性电路板
[0041]222a:电气接触点
[0042]223、223x、223y、423、423x、423y:喷液芯片
[0043]223a:喷孔片
[0044]224、224a、224b、224c、224d、224x、224ax、224bx、224cx、224dx、224y、224ay、224by、224cy、224dy、424、424a、424b、424c、424x、424ax、424bx、424cx、424y、424ay、424by、424cy:供液槽
[0045]225、226、227、225x、226x、227x、225y、226y、227y、425、426、427、425x、426x、427x、425y、426y、427y:储液室
[0046]228、37:液滴产生器
[0047]228a:喷液孔
[0048]229:辨识芯片
[0049]3:喷液控制电路
[0050]31:第一开关电路
[0051]32:第二开关电路
[0052]33:第三开关电路
[0053]34:第四开关电路
[0054]35:第五开关电路
[0055]36:第六开关电路
[0056]228b、371:加热电阻
[0057]372:驱动晶体管
[0058]P:同排中两相邻液滴产生器之间的距离
[0059]P/2:不同排的相邻两液滴产生器之间的垂直距离
[0060]Wd2:喷液芯片的宽度
[0061]Ld2:喷液芯片的长度
[0062]Ls2:每一供液槽的长度
[0063]Lr2:每一排液滴产生器的总长度
[0064]Sd2:每一供液槽的宽度
[0065]Cd:两相邻供液槽的间距
[0066]Ml:第一开关元件
[0067]M2:第二开关元件
[0068]M3:第三开关元件
[0069]M4:第四开关元件
[0070]M5:第五开关元件
[0071]M6:第六开关元件
[0072]M7:第七开关元件
[0073]M8:第八开关元件
[0074]M9:第九开关元件
[0075]MlO:第十开关元件
[0076]P:电源端点
[0077]PD:打印数据信号
[0078]MF:加热控制信号
[0079]PF:预热控制信号
[0080]Hl:第一开关电路控制端点
[0081]H:加热控制端点
[0082]PFD:预热数据信号
[0083]H2:第二开关电路控制端点
[0084]PF-N:反向预热控制信号
[0085]MF-N:反向加热控制信号
【具体实施方式】
[0086]体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本发明。
[0087]请参阅图2，其为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的结构示意图。如图2所示，打印模块2适用于一快速成型装置(未图示)中，且包括喷印平台20、承载座21及多个模块化的喷液匣22，喷印平台20包括架体201以及传动轴202，且传动轴202跨设于架体201上，承载座21穿设于传动轴202上，且于本实施例中，该多个模块化的喷液匣22为两相同的喷液匣22X、22Y，该两喷液匣22Χ、22Υ对应设置于该承载座21上，故承载座21及设置于其上的两喷液匣22Χ、22Υ可相对于喷印平台20的传动轴202以单一方向(例如:Χ轴的方向)往复式位移，并藉由于多个模块化的喷液匣22中导入喷印液体，以实施快速成型的喷印作业。
[0088]当该打印模块2进行RP技术的喷印作业时，透过该喷印平台20带着该承载座21及设置于其上的两喷液匣22Χ、22Υ进行一 Y轴方向的往复式作动，并再透过该两喷液匣22Χ、22Υ在该承载座21上可沿该传动轴202以进行左右移动的X轴方向的往复式作动，如此透过X轴及Y轴方向交互进行的往复式作动，可将两喷液匣22Χ、22Υ中所容置的喷印液体喷涂在建构载具(未图示)所铺设的建构材料(未图示)上，并一直重复上述制程以实施层层堆砌的作业，进而可完成3D物件的实体模型(未图示)。
[0089]在一些实施例中，该喷印液体可为黏结剂及色料墨水，且该色料墨水可为颜料墨水或染料墨水等，并不以此为限。且于另一些实施例中，该喷印液体可为无色或单色的喷印液体，例如透明黏结剂喷印液体、青色(C)喷印液体、黄色⑴喷印液体、洋红色(M)喷印液体或其他颜色浅青色、浅洋红、灰阶色等喷印液体，且不以此为限。
[0090]请同时参阅图3A、3B、3C，其中图3A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的外观示意图，图3B为图V所示的喷液匣的仰视结构示意图，图3C为图3A所示的喷液匣的横向剖面结构示意图。如图3A所示，打印模块2的喷液匣22由上盖220、匣体221、挠性电路板222以及喷液芯片223所构成，其中上盖220覆盖于匣体221之上，而喷液芯片223则设置于匣体221的下方，且在匣体221内部具有储液空间，以储存喷印液体。匣体221具有壁面221a，且当喷液匣22安装设置于快速成型装置(未图示)上时，该壁面221a可与其承载座21 (如图2所示)相对应而设置。且挠性电路板222即设置于壁面221a上，并具有多个电气接触点222a，当喷液匣22被设置于快速成型装置的承载座21上时，透过喷液匣22的挠性电路板222上的电气接触点222a与承载座21上的导接部(未图示)对应电气连接。另该喷液匣22进一步设有一辨识芯片229进而以进行身分辨识/控制及/或监控快速成型装置和喷液匣22的喷液芯片223之间的电气信号的通讯。
[0091]如图V所示，喷液芯片223是对应设置于喷液匣22的匣体221的底部，且具有多个供液槽224，于本实施例中，该多个供液槽的数量为4，但不以此为限，于另一些实施例中，该多个供液槽的数量亦可为3，这些供液槽的数量可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。且于本实施例中，如图3C所示，喷液匣22的匣体221内部具有3个储液室225、226、227，换言之，匣体221内部的储液空间被区隔为3个储液室225、226、227，用以分别容置不同色或相同色的喷印液体。举例来说，在本实施例中，储液室225用以容置透明黏结剂(T)、储液室226用以容置青色(C)色料墨水、储液室227用以容置洋红色(M)色料墨水，但不以此为限，且此3个储液室225、226、227均分别与设置于匣体221底部的喷液芯片223的多个供液槽224相连通。以本实施例为例，储液室225与中央两道供液槽224b、224c相连通，用以将黏结剂输送至中央两道的供液槽224b、224c ;储液室226则与一侧的供液槽224a相连通，用以将其中容置的青色色料墨水输送至供液槽224a中；至于储液室227则与另一侧的供液槽224d相连通，用以将其中容置的洋红色色料墨水输送至供液槽224d中。
[0092]请参阅图4A及图4B，图4A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的上视剖面结构示意图，图4B为图4A所示的喷液匣的A-A’的剖面结构示意图。如图4A和4B所示，可见喷液匣22的匣体221内部的3个储液室225、226、227均分别与设置于匣体221底部的喷液芯片223的多个供液槽224相连通，且由图4B所示的剖面结构示意图可见储液室225内部的结构，搭配图4A所示的剖面结构示意图，可见储液室225内部容置储存的透明黏结剂由储液室225内部两侧向底部流动，以流至匣体221底部的喷液芯片223处，并流至与其相连通的中间两道供液槽224b、224c处输出，以进行透明黏结剂的供液作业。
[0093]请续参阅图5A及图5B，图5A为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的上视剖面结构示意图，图5B为图5A所示的喷液匣的B-B’的剖面结构示意图。如图5B所示，可见储液室225及226内部的结构，搭配图5A所示的剖面结构示意图，可见储液室226内部容置储存的青色色料墨水由储液室226向底部流动，以流至匣体221底部的喷液芯片223处，并流至与其相连通的供液槽224a处输出，以进行青色色料墨水的供液作业。至于本实施例中的储液室227的内部结构与储液室226相仿且相互对称设置，故其内部结构及墨水流动的方式均与储液室226相仿，故不再赘述。然透过前述图3C、图4A、图4B、图5A及图5B即可理解，透过本实施例具备3个储液室225、226、227的喷液匣，搭配具有4个供液槽224的喷液芯片223，即可同时输出两色的色料墨水及透明黏结剂，以利于进行3D物件的快速成型的喷印作业。
[0094]请参阅图6并搭配图2，图6为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图，如图所示，本发明的至少一喷液匣22可为但不限为两喷液匣22父、22￥，且该喷液匣22乂、22￥分别具有3个储液室2251、2261、2271及2257、2267、2277，于本实施例中，其中喷液匣22X的储液室225x用以容置透明黏结剂(T)、储液室226x用以容置青色(C)色料墨水、储液室227x用以容置洋红色(M)色料墨水，而喷液匣22Y的储液室225y用以容置透明黏结剂(T)、储液室226y用以容置黄色(Y)色料墨水、储液室227y则用以容置黑色(K)色料墨水，但不以此为限。且喷液匣22X、22Y的匣体221x、221y底部的喷液芯片223x、223y上的多个供液槽224x、224y均分别与其对应的储液室225x、226x、227x及225y、226y、227y相连通，以本实施例为例，喷液匣22X的喷液芯片223x的供液槽224ax与储液室226x相连通，用以对应输出其所容置的青色色料墨水、设置于喷液芯片223x的中央两道供液槽224bx及224cx则与储液室225x相连通，用以对应输出其所容置的透明黏结剂、喷液芯片223x的供液槽224dx与储液室227x相连通，用以对应输出其所容置的洋红色色料墨水；至于喷液匣22Y的喷液芯片223y的供液槽224ay则与储液室226y相连通，用以对应输出其所容置的黄色色料墨水、设置于喷液芯片223y的中央两道供液槽224by及224cy则与储液室225y相连通，同样用以对应输出其所容置的透明黏结剂、喷液芯片223y的供液槽224dy则与储液室227y相连通，用以对应输出其所容置的黑色色料墨水。如此一来，透过在本发明两模块化设置的喷液匣22X、22Y内容置不同色的彩色、黑色色料墨水及透明黏结剂等喷印液体，则可对快速成型装置实施3D物件快速成型的多色喷印作业。
[0095]请参阅图7Α及图7Β，其为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的喷液芯片的结构示意图。如图7Α、7Β所示，喷液芯片223上设有多个供液槽224，且于本实施例中，该多个供液槽224的数量为4个，S卩其具有供液槽224a、224b、224c、224d，以及，在每一供液槽224的长轴边缘的两侧均分别设置一排的液滴产生器228，但不以此为限。每一排液滴产生器228之间以交错排列的方式设置于供液槽224a、224b、224c、224d的两侧边，故本实施例的喷液芯片223上具有2排X4 = 8排的液滴产生器228，且该每一液滴产生器228由一加热电阻228b及一对应的喷液孔228a所构成，其中液滴产生器228的加热电阻228b设置在喷液芯片223上，供使供液槽224相连通的储液室225、226、227所提供喷印液体连通，且该加热电阻228b受一喷孔板223a封盖，并于该喷孔板223a上设有该喷液孔228a，供以对应于该加热电阻228b，如此供给喷印液体经加热电阻228b加热后，则形成热气泡，并由喷液孔228a喷射出液滴以完成该液滴产生器228的喷印作用。
[0096]在本实施例中，如图7B所示，喷液芯片223上具有四个与参考轴线L的方向平行的供液槽224，且彼此之间相对参考轴线L的垂直方向并排分隔，每一轴线阵列可为但不限为双排加热电阻228b设置于供液槽224两侧边，且双排加热电阻228b之间以交错排列的方式设置于相对应的供液槽224的两侧边，故本实施例的喷液芯片223上具有8排的加热电组排数。每一排的加热电阻228b中可包含300个或更多的加热电阻228b，且加热电阻228b的总数可达2400个，但不以此为限。且每一排加热电阻228b中两相邻的加热电阻228b之间的距离为P，不同排的相邻两加热电阻228b之间的垂直距离为P/2，在一些实施例中，P的距离可介于1/600?1/1200英吋，P/2则介于1/1200?1/2400英吋；而于本实施例中，P的距离为1/600英吋，P/2则为1/1200英吋，但不以此为限。
[0097]请续参阅图7B，在本实施例中，喷液芯片223可为一矩形结构，喷液芯片223的宽度Wd2约为5?7毫米(mm)，最佳为6毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为77 ?107.8 平方毫米(mm2)，长宽比(Ld2/ffd2)为 15.4/5 = 3.08 ?15.4/7 = 2.2，其长宽比是以15.4/6 = 2.56为佳。因此本发明每一排的加热电阻228b总长Lr2约为1/2英吋，液滴产生器228总数约为2400个，因此本案喷液芯片223上每平方毫米(mm2)的液滴产生器 228 密度约为 2400/(15.4X7) = 22.2 ?2400/(15.4X5) = 31.16，加热电阻 228b 的密度区间以2400/6 = 25.9为佳。
[0098]另外，本实施例的每一供液槽224的宽度Sd2可为0.15?0.3毫米(mm)，长度Ls2可为12.8毫米(mm)，且相邻两供液槽224的间距Cd可为1.27毫米(mm)。其中，喷液芯片223的总面积扣除四个供液槽224的面积后，即为喷液芯片223的可布线区域的面积，此即为可设置内部电路的区域。
[0099]根据本发明的构想，喷液芯片223的可布线面积占喷液芯片223总面积的比值可由下列公式计算:
[0100]((喷液芯片223总面积)_(供液槽224不布线面积))/(喷液芯片223总面积)
[0101]在本实施例中喷液芯片223采以4个供液槽224布置，该比值即为((喷液芯片223长度Ld2X喷液芯片223宽度Wd2)-(供液槽224长度Ls2X供液槽224宽度Sd2X4组供液槽224)) / (喷喷液芯片223长度Ld2 X喷液芯片223宽度Wd2)。
[0102]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为5毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为77平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.15毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为69.32平方毫米(77-12.8X0.15X4)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为69.32平方毫米/77平方毫米=90.02%。
[0103]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为5毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为77平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.3毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为61.64平方毫米(77-12.8X0.3X4)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为61.64平方毫米/77平方毫米=80.05%,此为最小布线面积比值。
[0104]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为7毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为107.8平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.15毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为100.12平方毫米(107.8-12.8X0.15X4)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为100.12平方毫米/107.8平方毫米=92.87%，此为最大布线面积比值。
[0105]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为7毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为107.8平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.3毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为92.44平方毫米(107.8-12.8X0.3X4)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为92.44平方毫米/107.8平方毫米=85.75%。
[0106]由上述可知，本实施例喷液芯片223以4个供液槽224可布线面积占喷液芯片223总面积的最佳比值为80.05%?92.87%。
[0107]当喷液芯片223上的不可布线面积，即供液槽224的面积已固定时，若能够减少于喷液芯片223上的电路配置的面积及接点数目，即减少布线面积，喷液芯片223的面积可以对应更为减少，更可使喷液芯片223的尺寸相对缩小，进而降低生产喷液芯片223结构的成本。
[0108]请参阅图8，其为本发明第一较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的喷液芯片的喷液控制电路结构示意图。如前所述，喷液芯片223具有多个喷液孔228a，而每一个喷液孔228a各对应一个液滴产生器37，每个液滴产生器37有一个喷液控制电路控制去控制该液滴产生器37是否喷液作用，由该喷液孔228a喷出喷印液体，故喷液芯片223上具备多个喷液控制电路以对应控制每一液滴产生器37，以下将以单一个喷液控制电路为例加以说明，但并不以此为限。
[0109]如图8所示，本发明的喷液控制电路主要适用于喷液匣22的喷液芯片223，且接收电源信号、打印数据信号ro、预热数据信号PFD、预热控制信号PF、反向预热控制信号PF-N、加热控制信号MF、反向加热控制信号MF-N且与共接端点COM相连接，用以对部分喷印液体及喷液芯片进行预热，或是将部分喷印液体加热并产生气泡，进而将喷印液体推挤出该喷液芯片223的喷液孔228a。其中，预热控制信号PF与反向预热控制信号PF-N互为反向关系，加热控制信号MF与反向加热控制信号MF-N互为反向关系。于一些实施例中，可分别藉由二个反向器(未图示)将预热控制信号PF以及加热控制信号MF反向为反向预热控制信号PF-N以及反向加热控制信号MF-N。
[0110]本发明的喷液控制电路3主要由第一开关电路31、第二开关电路32、第三开关电路33、第四开关电路34、第五开关电路35、第六开关电路36以及液滴产生器37所组成，其中液滴产生器37可包含加热电阻371以及驱动晶体管372，该加热电阻371的输入端接收该电源信号，输出端耦接该驱动晶体管372的输入端，而该驱动晶体管372的输出端与该共接端点COM相连接，且该驱动晶体管372的控制端连接一加热控制端点H，主要藉由加热控制端点H控制液滴产生器37是否加热或预热，当加热控制端点H为高电位时，将控制驱动晶体管372导通，而加热电阻371将接收电源端点P的电源信号，以进行加热或预热。
[0111]第二开关电路32可连接于电源端点P与加热控制端点H之间，其是由第二开关元件M2所构成，可为MOS晶体管或BJT晶体管，但不以此为限，可由多个开关元件并联组成，且该第二开关电路的控制端连接一控制端点H2，主要藉由该第二开关电路控制端点H2控制该第二开关电路32是否导通，当该第二开关电路控制端点H2为低电位时，第二开关电路32导通，并将电源端点P的电源信号传导到加热控制端点H(亦即输出端)。第二开关元件M2具有栅极、漏极以及源极，源极(亦即输入端)接收电源信号，漏极(亦即输出端)连接于加热控制端点H，栅极(亦即控制端)连接于第二开关电路控制端点H2。
[0112]第一开关电路31可连接于电源端点P与一第二开关电路控制端点H2之间，其由第一开关元件Ml组成，可为MOS晶体管或BJT晶体管，但不以此为限，亦可由多个开关元件并联成，且该第一开关电路的控制端连接控制端点H1，并与该加热控制端点H连接，主要藉由该第一开关电路控制端点Hl控制该第一开关电路31是否导通，当第一开关电路控制端点Hl为低电位时，第一开关电路31导通，并将电源端点P的电源信号传导到第二开关电路控制端点H2(亦即输出端)。第一开关元件Ml具有栅极、漏极以及源极，第一开关元件Ml的源极(亦即输入端)接收电源信号，第一开关元件Ml的漏极(亦即输出端)连接于第二开关元件的栅极(亦即控制端)，第一开关元件Ml的栅极连接于加热控制端点H。
[0113]第三开关电路33可连接于第二开关电路控制端点H2与共接端点COM之间，其由第三开关元件M3及第四开关元件M4串联组成且两个控制端分别连接接收该加热控制信号MF及该打印数据信号PD，可藉由该打印数据信号H)及该加热控制信号MF控制第三开关电路33是否导通。当该打印数据信号H)及该加热控制信号MF为高电位时，第三开关电路33导通。第三开关元件M3及第四开关元件M4皆具有栅极、漏极以及源极，第三开关元件M3的栅极(亦即控制端)接收加热控制信号MF，藉由加热控制信号MF控制第三开关元件M3是否导通，第四开关元件M4的栅极(亦即控制端)接收打印数据信号H)，藉由打印数据信号H)控制第四开关元件M4是否导通，第三开关元件M3的漏极(亦即输入端)连接于第一开关元件Ml的漏极(亦即输出端)，第三开关元件M3的源极(亦即输出端)连接于第四开关元件M4的漏极(亦即输入端)，第四开关元件M4的源极(亦即输出端)连接于共接端点COM。
[0114]第四开关电路34同样连接于第二开关电路控制端点H2与共接端点COM之间，其是由第五开关元件M5及第六开关元件M6串联组成且两个控制端分别连接接收该预热控制信号PF及该预热数据信号PFD，主要藉由该预热控制信号PF及该预热数据信号PFD控制第四开关电路34是否导通。当该预热数据信号PFD及该预热控制信号PF为高电位时，第四开关电路34导通。第五开关元件M5及第六开关元件M6皆具有栅极、漏极以及源极，第五开关元件M5的栅极(亦即控制端)接收预热控制信号PF，藉由该预热控制信号PF控制第五开关元件M5是否导通，第六开关元件M6的栅极(亦即控制端)接收预热数据信号PFD，藉由预热数据信号PFD控制第六开关元件M6是否导通，第五开关元件M5的漏极(亦即输入端)连接于第一开关元件Ml的漏极(亦即输出端)，第五开关元件M5的源极(亦即输出端)连接于第六开关元件M6的漏极(亦即输入端)，第六开关元件M6的源极(亦即输出端)连接于共接端点COM。
[0115]第五开关电路35则连接于加热控制端点H与共接端点COM之间，其是由第七开关元件M7及第八开关元件M8串联组成且两个控制端分别连接接收该反向加热控制信号MF-N及该印数据信号PD，主要藉由该反向加热控制信号MF-N及该打印数据信号H)控制第五开关电路35是否导通。当该反向加热控制信号MF-N及该打印数据信号H)为高电位时，第五开关电路35导通。第七开关元件M7及第八开关元件M8皆具有栅极、漏极以及源极，第七开关元件M7的栅极(亦即控制端)接收该反向加热控制信号MF-N，藉由该反向加热控制信号MF-N控制第七开关元件M7是否导通，第八开关元件M8的栅极(亦即控制端)接收该打印料信号H)，藉由该打印料信号H)控制第八开关元件M8是否导通，第七开关元件M7的漏极(亦即输入端)连接于第二开关元件M2的漏极(亦即输出端)，第七开关元件M7的源极(亦即输出端)连接于第八开关元件M8的漏极(亦即输入端)，第八开关元件M8的源极(亦即输出端)连接于共接端点COM。
[0116]第六开关电路36同样连接于加热控制端点H与共接端点COM之间，其由第九开关元件M9及第十开关元件MlO串联组成且两个控制端分别连接接收反向该预热控制信号PF-N及该预热数据信号PFD，主要藉由该反向预热控制信号PF-N及该预热数据信号PFD控制第六开关电路34是否导通。当该预热数据信号PFD及该反向预热控制信号PF-N为高电位时，第六开关电路36导通。第九开关元件M9及第十开关元件MlO皆具有栅极、漏极以及源极，第九开关元件M9的栅极(亦即控制端)接收该反向预热控制信号PF-N，藉由该反向预热控制信号PF-N控制第九开关元件M9是否导通，第十开关元件MlO的栅极(亦即控制端)接收该预热数据信号PFD，藉由该预热数据信号PFD控制第十开关元件MlO是否导通，第九开关元件M9的漏极(亦即输入端)连接于第二开关元件M2的漏极(亦即输出端)，第九开关元件M9的源极(亦即输出端)连接于第十开关元件MlO的漏极(亦即输入端)，第十开关元件MlO的源极(亦即输出端)连于共接端点COM。
[0117]由上述说明可知，当该预热控制信号PF及该预热数据信号PFD为高电位信号时，同时该反向预热控制信号PF-N为低电位信号，因此该第六开关电路36不作动，且该第一开关电路31输出端输出信号控制该第二开关电路及该第四开关电路导通运作，藉由该第二开关电路将该电源信号传送到该加热电阻，使该加热电阻对部分墨水及该喷液芯片预热。
[0118]当该打印数据信号及该加热控制信号为高电位信号时，同时该反向加热控制信号MF-N为低电位信号，因此该第五开关电路35不作动，且该第一开关电路31输出端输出信号控制该第二开关电路32及该第三开关电路33导通运作，藉由该第二开关电路32将该电源信号传送到该加热电阻371，使该加热电阻371对部分墨水加热并产生气泡，进而将墨水推挤出该喷液芯片223的该喷墨孔228a。
[0119]当然，上述第三开关元件M3至第十开关元件MlO可以是MOS晶体管或BJT晶体管，但不以此为限，任何可达到相同目地及功效的电子元件均为本发明所保护的范围。
[0120]当快速成型装置(未图示)的打印模块2欲执行喷印作业时，会藉由传送电源信号P、打印数据信号PD、加热控制信号MF以及预热控制信号PF至喷液匣22的喷液芯片233的喷液控制电路3来控制液滴产生器37进行加热或预热，即使在不打印时，也可进行预热，达到保持喷液芯片233温度的效果，进而确保打印品质，且预热温度控制效率提升亦可以使打印速度提高。
[0121 ] 请同时参阅图9A、9B、9C及9D，其中图9A为本发明第二较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的底视结构示意图，图9B为图9A所示的喷液匣的上视剖面结构示意图，图9C为图9A所示的喷液匣的D-D’的剖面结构示意图，图9D为图9A所示的喷液匣的-E’的剖面结构示意图。如图9A及图9B所示，本发明另一实施例的打印模块的喷液匣42的结构大致上亦与前述实施例相仿，且于喷液匣42的匣体421内部同样具有3个储液室425、426、427，且于匣体421的底部亦设置有喷液芯片423。但在本实施例中，喷液芯片423的多个供液槽424的数量与前述实施例略有差异。在本实施例中，该多个供液槽的数量为3，但不以此为限。
[0122]且于本实施例中，如X图9B及图10所示，其中喷液匣42的匣体421内的储液室425用以容置透明黏结剂(T)、储液室426用以容置青色(C)色料墨水、储液室427用以容置洋红色(M)色料墨水或用以容置黑色(K)色料墨水，但不以此为限，且此三个储液室425、426,427均分别与设置于匣体421底部的喷液芯片423的多个供液槽424相连通。且由第9B图搭配图9C可见，储液室425内部容置储存的透明黏结剂由储液室425内部两侧向底部流动，以流至匣体421底部的喷液芯片423处，并流至与其相连通的中间供液槽424b处输出，以进行透明黏结剂的供液作业。
[0123]至于另两储液室426、427的墨水流动方式则如图9D所示，可见储液室426内部容置储存的青色色料墨水由储液室426向底部流动，以流至匣体421底部的喷液芯片423处，并流至与其相连通的供液槽424a处输出，以进行青色色料墨水的供液作业。至于另一储液室427的内部结构与储液室426相同且相互对称设置，且其墨水流动的方式均与储液室426相同，故不再赘述。
[0124]请参阅图10，其为本发明第二较佳实施例的快速成型装置的打印模块的喷液匣的墨水配置示意图。如图所示，本发明的喷液匣42可为但不限为两喷液匣42X、42Y，且该喷液匣42Χ、42Υ分别具有3个储液室425χ、426χ、427χ及425y、426y、427y，于本实施例中，其中喷液匣42X的储液室425x用以容置透明黏结剂、储液室426x用以容置青色(C)色料墨水、储液室427x用以容置洋红色(M)色料墨水，而喷液匣42Y的储液室425y用以容置透明黏结剂、储液室426y用以容置黄色(Y)色料墨水、储液室427y则用以容置黑色(K)色料墨水，但不以此为限。且喷液匣42X、42Y的匣体421x、421y底部的喷液芯片423x、423y上的多个供液槽424x、424y均分别与其对应的储液室425x、426x、427x及425y、426y、427y相连通，以本实施例为例，喷液匣42X的喷液芯片423x的供液槽424ax与储液室426x相连通，用以对应输出其所容置的青色色料墨水、设置于喷液芯片423x的中央供液槽224bx则与储液室425x相连通，用以对应输出其所容置的透明黏结剂、喷液芯片423x的供液槽424cx与储液室427x相连通，用以对应输出其所容置的洋红色色料墨水；至于喷液匣42Y的喷液芯片423y的供液槽424ay则与储液室426y相连通，用以对应输出其所容置的黄色色料墨水、设置于喷液芯片423y的中央供液槽424by则与储液室425y相连通，同样用以对应输出其所容置的透明黏结剂、喷液芯片423y的供液槽424cy则与储液室427y相连通，用以对应输出其所容置的黑色色料墨水。如此一来，透过本实施例的两模块化设置的喷液匣42X、42Y内容置不同色的彩色、黑色色料墨水及黏结剂等喷印液体，则可对快速成型装置实施3D物件快速成型的多色喷印作业。
[0125]于本第二较佳实施例中，该喷液芯片223的可布线面积占喷液芯片223总面积的比值可由下列公式计算:
[0126]((喷液芯片223总面积)-(供液槽224不布线面积))/(喷液芯片223总面积)
[0127]在本第二较佳实施例中，该喷液芯片223以3个供液槽224布置，该比值即为((喷液芯片223长度Ld2X喷液芯片223宽度Wd2)-(供液槽224长度Ls2X供液槽224宽度Sd2 X 3组供液槽224)) / (喷喷液芯片223长度Ld2 X喷液芯片223宽度Wd2)。
[0128]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为5毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为77平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.15毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为71.24平方毫米(77-12.8X0.15X3)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为71.24平方毫米/77平方毫米=92.51 %。
[0129]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为5毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为77平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.3毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为65.48平方毫米(77-12.8X0.3X3)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为65.48平方毫米/77平方毫米=85.03%,此为最小布线面积比值。
[0130]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为7毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为107.8平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.15毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为102.04平方毫米(107.8-12.8X0.15X3)，因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为102.04平方毫米/107.8平方毫米=94.65%，此为最大布线面积比值。
[0131]由于喷液芯片223的宽度Wd2约为7毫米(mm)，长度Ld2约为15.4毫米(mm)，总面积为107.8平方毫米(mm2)，以及供液槽224的长度为12.8毫米(mm)，宽度为0.3毫米(mm)，则喷液芯片223的布线区域的面积为96.28平方毫米(107.8-12.8X0.3X3),因此喷液芯片223可布线面积占喷液芯片223总面积的比值为96.28平方毫米/107.8平方毫米=89.31%。
[0132]由上述可知，本实施例喷液芯片223以三个供液槽224可布线面积占喷液芯片223总面积的最佳比值为85.03%?94.65%。
[0133]当然，于前述所有实施例中，该多个喷液匣22、42内部所储置的喷印液体均可透过一外接管线(未图示)以与本发明的快速成型装置的一连续供液装置(未图示)相连接，以构成一连续供液系统。
[0134]综上所述，本发明的快速成型装置藉由打印模块中设置模块化的喷液匣，每一喷液匣具备三个储液室，且其中两储液室用以容置不同色的墨水，一储液室用以容置黏结剂，并配搭配相对应的喷液芯片及其喷液控制电路，进而可实施快速成型的多色喷印的作业，且无须变更原有打印模块的设计，藉此以达到无需额外变更打印模块的设计、可维持原有打印模块的体积、更可降低打印成本的成效。
[0135]本发明可由熟知此技术人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护。
【主权项】
1.一种快速成型装置的打印模块，包含: 一喷印平台，具有一架体及一传动轴，该传动轴跨设于该架体上； 一承载座，穿设于该传动轴上；以及 至少两个相同模块化的喷液匣，对应设置于该承载座上，其中该喷液匣具有一匣体，该匣体内设有三个储液室，用以分别容置不同的喷印液体，且该至少两个相同模块化的喷液匣的该匣体容置至少有一个相同的喷印液体，以实施快速成型的喷印作业。2.如权利要求1所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该储液室容置的该喷印液体为一黏结剂，而另两个该储液室容置的该不同喷印液体为色料墨水。3.如权利要求2所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该喷液匣更进一步设有一辨识芯片，以对喷印匣进行身分辨识监控与快速成型装置之间的电气信号通讯。4.权利要求2所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该匣体的底部设有一喷液芯片，该喷液芯片上具有多个供液槽，且每一该供液槽分别与对应的该储液室相连通。5.如权利要求4所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该多个供液槽的数量为4个，且2个该供液槽共用连通一个储液室，其它2个该供液槽分别对应连通另一个储液室。6.如权利要求4所述的快速成型装置的打印模块，其特征在于，该多个供液槽的数量为3个，分别对应连通一个储液室。
【文档编号】B29C67/00GK105835359SQ201510022740
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】罗进添, 黄启峰
【申请人】研能科技股份有限公司