CN104999796B - 一种用于导电油墨的正压供墨控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，包括第一正压泵、正压缓冲盒、三通阀、二级墨盒、喷头、第二正压泵和单片机控制器；所述第一正压泵、正压缓冲盒、三通阀顺序连接，第二正压泵与三通阀，三通阀与二级墨盒、喷头顺序连接；所述第一正压泵、第二正压泵与单片机控制器连接。其方法包括：开启第一正压泵使其输出正气压至正压缓冲盒，关闭第二正压泵的气路；导电油墨流向喷头使喷头渗墨；调节手动调节调压阀使喷头含住油墨，此时的压力值为最佳墨路正压值；单片机控制器控制正压缓冲盒内气压保持最佳墨路正压值，实现正压供墨的控制。本发明的正压气路与墨路配合，实现方便的墨路清洗；正压控制方式简单，且便于清洗与维护。

Description

一种用于导电油墨的正压供墨控制系统和方法
技术领域
本发明涉及喷墨打印领域，具体地说是一种用于实验性少量油墨的正压供墨控制系统和方法。
背景技术
在喷墨打印系统中，供墨系统是一项关键技术，它提供的压力的大小及稳定性将直接影响系统喷墨的质量。
现有喷墨打印供墨系统采用负压供墨方式，墨盒高度高于喷头高度，采用两级墨盒实现负压缓冲，同时，二级墨盒中液位传感器对液位进行检测，低于阈值液位即启动墨泵进行供墨，因此，负压变化限定在稳定区间，从而实现墨路稳定供墨。
目前喷印系统越来越多的应用于纳米半导体器件制造领域，浆料主要为纳米金属导电墨水，如纳米银、纳米铜等。该种浆料多为实验室制备或外购，存在浆料量少价高的特点。然而负压供墨通常需要较长的墨路管道，这增加了浆料用量，同时，由于负压供墨需要二级墨盒液位传感器对液位高度进行补偿，因此，大大增加了导电油墨的使用量，而且，给墨路的清洗带来巨大的工作量。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于实验性少量导电油墨的正压供墨控制系统和方法，且该系统便于清洗与维护。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，包括第一正压泵、正压缓冲盒、三通阀、二级墨盒、喷头、第二正压泵和单片机控制器；所述第一正压泵、正压缓冲盒三通阀顺序连接，第二正压泵与三通阀连接，三通阀与二级墨盒、喷头顺序连接；所述第一正压泵、第二正压泵与单片机控制器连接。
所述正压缓冲盒内设有气压传感器，与单片机控制器连接；正压缓冲盒设有手动调压阀，还通过数字正压表与单片机控制器连接、通过自动调压阀与单片机控制器连接。
一种用于导电油墨的正压供墨控制系统还包括内置清洗液的容器和与其连接的隔膜泵；所述隔膜泵与二级墨盒、单片机控制器连接。
所述二级墨盒内设有液位传感器，与单片机控制器连接；二级墨盒设有注墨口，用于直接注入油墨。
所述正压缓冲盒的容量为二级墨盒容量的4～6倍。
一种用于导电油墨的正压供墨控制方法，包括以下步骤：
通过注墨口将导电油墨注入二级墨盒后关闭注墨口；
开启第一正压泵使其输出正气压至正压缓冲盒，通过三通阀导向第一正压泵所在的气路，关闭第二正压泵的气路；
导电油墨受到正压作用流向喷头使喷头渗墨；根据数字正压表显示的压力值调节手动调节调压阀，使喷头含住油墨，此时的压力值为最佳墨路正压值；
单片机控制器实时监测气压传感器的检测值并调节自动调压阀，使正压缓冲盒内气压保持最佳墨路正压值，实现正压供墨的控制。
一种用于导电油墨的正压供墨控制方法还包括自动清洗，包括以下步骤：
1）单片机控制器开启隔膜泵，将清洗液注入二级墨盒中；
2）当液位传感器监测到液位到达设定高度时，单片机控制器开启第二正压泵，三通阀导向第二正压泵的气路，关闭第一正压泵的气路，正压缓冲盒内的正压得以保持；
3）在正压作用下，混有导电油墨的清洗液经喷头214喷出；
反复步骤1）-3）多次，实现二级墨盒和喷头的自动清洗。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明的注墨口直接注墨，减少了传统墨路长管线带来的损耗。
2.本发明采用正压缓冲盒设计，其容量为二级墨盒容量的4～6倍，实现少量导电油墨的稳定正压控制。
3.本发明的正压气路与墨路配合，实现方便的墨路清洗。
4.本发明的正压控制方式简单，且便于清洗与维护。
5.本发明可用于实验室少量导电油墨喷印工艺研究。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图；
图2是本发明的控制电路示意图；
图3是本发明方法的逻辑控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明一种用于导电油墨的正压供墨控制系统的结构示意图。主要包括正压泵201，数字正压表202，手动调压阀203，自动调压阀204，正压缓冲盒205，气压传感器206，单片机控制器207，三通阀208，正压泵209，清洗液210,隔膜泵211，注墨口212，二级墨盒213，喷头214，液位传感器215。
正压缓冲盒205为封闭式容器，设有入口、出口，分别与正压泵201、三通阀208连接，用于进气和出气；容器内设有气压传感器206；正压缓冲盒205上还设有3个端口，分别用于设置手动调压阀203、数字正压表202、自动调压阀204；正压缓冲盒205用于缓冲容器内压力，并可根据设置的调压阀、仪表和传感器保持盒内恒定的正压。
正压泵201与正压缓冲盒205连接，正压泵201产生正压缓冲盒内的正压力；数字正压表202与正压缓冲盒205连接，用于显示缓冲盒内的压力值；手动调压阀203与正压缓冲盒205连接，用于对缓冲盒内正气压进行调节；自动调压阀204与单片机控制器207连接，用于对缓冲盒内正气压进行自动调节；气压传感器206位于正压缓冲盒205内部，与单片机控制器207连接，用于实时监测205内部气压，并将气压值反馈至单片机控制器207；正压泵209与三通阀208连接，正压泵209产生用于压墨和清洗的正压；三通阀208还与正压缓冲盒205连接，三通阀208实现正压泵201和209的单向导通，且断电常断，以维持正压缓冲盒205之正压；隔膜泵211与存有清洗液210的容器连接，与二级墨盒213连接，用于抽取清洗液至二级墨盒213，二级墨盒213上设有注墨口212，用于直接注入导电油墨。二级墨盒213与喷头214连接，用于将导电油墨以稳定正压的方式输送至喷头。
如图2、3所示，系统开始启动时，导电油墨通过注墨口212进入二级墨盒213，由于采用直接注入的方式，减少了传统墨路长管线的损耗，适用于实验性少量导电油墨应用环境。油墨注入完毕，关闭注墨口212。开启正压泵201，输出正气压至正压缓冲盒205，正压缓冲盒205设计为二级墨盒容量的4～6倍，此时，三通阀208导向正压泵201所在的气路，关闭正压泵209的气路。二级墨盒213与正压缓冲盒205内气压一致，导电油墨受到正压作用流向喷头214，导致喷头214渗墨。通过观察数字正压表202度数，手动调节调压阀203，使喷头214内油墨渗出量减少，直至到达油墨渗出与未渗出的临界状态，即喷头214含住油墨，油墨未露出喷头214，此为最佳墨路正压。
将数字正压表读数写入单片机控制器EEPROM，即记录最佳墨路正压值。单片机控制器根据录入的墨路正压数值对气压传感器206进行轮询，并根据轮询结果调节自动调压阀204，使正压缓冲盒205内气压恒定，具体逻辑过程如图3所示。
由于导电油墨注入量有限，在喷印过程中，即使液位下降造成正压变化，其变化区间十分有限，且采用正压缓冲盒205进行正压缓冲，能够实现正压供墨压力稳定。
喷印工作完毕后，该系统能够实现方便的墨路清洗。单片机控制器207开启隔膜泵211，将清洗液210注入二级墨盒213中，液位传感器215检测清洗液210液位高度，当清洗液210到达一定高度后，单片机控制器207开启正压泵209，此时，三通阀208导向正压泵209的气路，关闭正压泵201的气路，正压缓冲盒205内的正压得以保持。在正压作用下，清洗液210混合少量导电油墨流经喷头214喷出，反复几次操作能够将二级墨盒213和喷头214清洗干净。

Claims (7)

1.一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，其特征在于：包括第一正压泵(201)、正压缓冲盒(205)、三通阀(208)、二级墨盒(213)、喷头(214)、第二正压泵(209)和单片机控制器(207)；所述第一正压泵(201)、正压缓冲盒(205)、三通阀(208)顺序连接，第二正压泵(209)与三通阀(208)连接，三通阀(208)与二级墨盒(213)、喷头(214)顺序连接；所述第一正压泵(201)、第二正压泵(209)与单片机控制器(207)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，其特征在于：所述正压缓冲盒(205)内设有气压传感器(206)，与单片机控制器(207)连接；正压缓冲盒(205)设有手动调压阀(203)，还通过数字正压表(202)与单片机控制器(207)连接、通过自动调压阀(204)与单片机控制器(207)连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，其特征在于还包括内置清洗液(210)的容器和与其连接的隔膜泵(211)；所述隔膜泵(211)与二级墨盒(213)、单片机控制器(207)连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，其特征在于：所述二级墨盒(213)内设有液位传感器(215)，与单片机控制器(207)连接；二级墨盒(213)设有注墨口(212)，用于直接注入油墨。
5.根据权利要求1所述的一种用于导电油墨的正压供墨控制系统，其特征在于：所述正压缓冲盒(205)的容量为二级墨盒(213)容量的4～6倍。
6.一种用于导电油墨的正压供墨控制方法，其特征在于包括以下步骤：
通过注墨口(212)将导电油墨注入二级墨盒(213)后关闭注墨口(212)；
开启第一正压泵(201)使其输出正气压至正压缓冲盒(205)，通过三通阀(208)导向第一正压泵(201)所在的气路，关闭第二正压泵(209)的气路；
导电油墨受到正压作用流向喷头(214)使喷头(214)渗墨；根据数字正压表(202)显示的压力值调节手动调压阀(203)，使喷头(214)含住油墨，此时的压力值为最佳墨路正压值；
单片机控制器(207)实时监测气压传感器(206)的检测值并调节自动调压阀(204)，使正压缓冲盒(205)内气压保持最佳墨路正压值，实现正压供墨的控制。
7.根据权利要求6所述的一种用于导电油墨的正压供墨控制方法，其特征在于还包括自动清洗，包括以下步骤：
1)单片机控制器(207)开启隔膜泵(211)，将清洗液(210)注入二级墨盒(213)中；
2)当液位传感器(215)监测到液位到达设定高度时，单片机控制器(207)开启第二正压泵(209)，三通阀(208)导向第二正压泵(209)的气路，关闭第一正压泵(201)的气路，正压缓冲盒(205)内的正压得以保持；
3)在正压作用下，混有导电油墨的清洗液(210)经喷头(214)喷出；
反复步骤1)-3)多次，实现二级墨盒(213)和喷头(214)的自动清洗。
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