CN109127538A - 多工位喷头自动清洗设备及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多工位喷头自动清洗设备及清洗方法，包括设备框架端部安装有一空压机，设备框架上设置有一压力储液槽、一排废墨工位、一清洗液循环清洗工位和一超声波自动清洗工位，排废墨工位上设有一废液槽，清洗液循环清洗工位上设置有一循环清洗回收槽，墨管连接压力储液槽到喷头的进墨口，喷头的出墨口对准循环清洗回收槽上端的开口，连接墨管上设置有一精密调压阀，压力储液槽内部设有一液位传感器。本发明的清洗设备及清洗方法设置了废墨清除、循环清洗、超声波清洗3个工位，流水线式操作，工位之间通过横向移动滑轨和限位开关进行移动，而不需要重新拆装喷头，非常方便快捷，清洗效率很高。
Description
技术领域
本发明涉及压电式喷头清洗技术领域，尤其涉及一种多工位喷头自动清洗设备及清洗方法。
背景技术
压电式喷印是通过给压电晶体施加电压，使之发生高速且轻微的形变，从而将喷嘴中的油墨压出。当压电晶体受到外界的脉冲电压作用时，压电晶体便产生变形，从而导致喷嘴油墨腔的容积减少。这样，一滴油墨便从喷嘴中射出。然后，压电晶体恢复原状，由于表面张力作用，新的油墨进入喷嘴。通过并排排列大量喷嘴，就可以获得理想的喷印宽度和解像度。
压电式喷头一般用于高速喷墨打印，喷头具有喷嘴数量多(100到2000多个)、孔径小(几到几十微米)、物理精度高(100DPI到600DPI左右)，喷头价值较高等特点，有时候一个或几个喷嘴堵塞就会导致整个喷头不能正常使用。
现有的清洗方式适用性不好，清洗效果不佳，本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于解决压电式喷头堵塞，清洗不便，打印机不能正常使用的技术问题。
为实现上述技术目的，本发明提供了一种多工位喷头自动清洗设备，包括设备框架端部设置有一空压机，设备框架上依次设置有一压力储液槽、一排废墨工位、一清洗液循环清洗工位和一超声波自动清洗工位，排废墨工位上设有一废液槽，清洗液循环清洗工位上设置有一循环清洗回收槽，墨管连接压力储液槽到喷头的进墨口，喷头的出墨口对准循环清洗回收槽上端的开口，连接墨管上设置有一精密调压阀，压力储液槽内部设有一液位传感器，循环清洗回收槽上设置有一清洗液泵，清洗液泵经管路与压力储液槽连通且连通管路上设置有一二级过滤装置，清洗液泵、液位传感器均与控制模块电连接，水平移动丝杠设置在设备框架上，水平移动丝杠上螺纹连接有一喷头固定装置，水平移动电机设置在喷头固定装置上，喷头固定装置上设置有一喷头底板夹具，喷头底板夹具设置有一喷头固定底板，喷头设置在喷头固定底板上，喷头底板夹具设置在喷头正上方，设备框架上设有分别与排废墨工位、清洗液循环清洗工位和超声波自动清洗工位三个工位位置相对应的工位检测传感器，工位检测传感器与控制模块电连接，喷头墨管上连接有一空气滤清器，空气滤清器与空压机连接，空气滤清器固定在过滤器固定支架上，过滤器固定支架固定在喷头底板夹具上端。
较佳地，喷头正上方的喷头底板夹具上设置有一喷头保护罩。
较佳地，循环清洗回收槽后方设置有一观测灯。
较佳地，超声波清洗机上设有超声振动频率、温度、振动时间设定旋钮。
本发明还提供了一种多工位喷头自动清洗设备的清洗方法，包括以下步骤：
1)排废墨工位，用来将喷头内部的废墨、废渣排走，对喷头进行清洁，使用时把清洗液从喷头的进墨口接入，从出墨口和喷头排出，从而带走喷头内的废墨，完成第一步初步清洗，清洗出来的废墨会直接通过下方的废液槽直接排走；
2)清洗液循环清洗工位，用来对喷头内部通过的干净清洗液进行长时间的自动循环冲洗来实现将喷头内部杂质清除，使用时先将喷头固定装置水平滑动到循环清洗回收槽上方，将水平位置锁紧，把墨管从压力储液槽连接到喷头进墨口，喷头出墨口对准循环清洗回收槽，并将精密调压阀调整到合适的压力，此时打开循环冲洗开关，就会将清洗液从压力储液槽中经过空气滤清器将清洗液压入喷头的进墨口，清洗液再通过喷头的出墨口和喷头流出到下方的循环清洗回收槽，在压力储液槽内部有液位传感器，当压力储液槽内部的清洗液减少到一定程度，会自动控制清洗液泵将循环清洗回收槽中的清洗液经二级过滤装置过滤后把液体注回到压力储液槽中，实现了清洗液的过滤和自动循环；
3)超声波清洗工位，利用超声波清洗机将喷孔内的顽固杂质或墨渣清洗排出，从而达到去除第二步清洗喷孔内清洗液清洗工位去除不掉的顽固杂质的目的。使用时先在超声波清洗机中注入3-5cm高度的清洗液，再将喷头固定装置水平滑动到超声波清洗机上方，将水平位置锁紧，然后通过喷头固定装置上的纵向移动装置，将喷头下表面沉入到清洗液中3-8cm高处，再将喷头锁紧。此时可以根据需要设置超声波清洗机清洗温度、清洗时间、清洗频率参数，对喷头喷嘴开始超声波清洗。清洗完成后，由于超声波清洗机的清洗液比较脏，不能再此处进行循环冲洗，需要将喷头再移动到循环冲洗工位对喷头进行循环冲洗和观测，将超声波清洗机清洗出的杂质排出喷头。在实际使用过程中，如果喷头经过循环冲洗后已经恢复正常，则不需要再进行超声波清洗，也可以在超声波清洗机中对喷头喷嘴表面进行长时间浸泡，通过清洗液将墨渣侵蚀后再清洗排出。
本发明的有益效果：
1、根据一般清洗流程设计了废墨清除、循环清洗、超声波清洗3个工位，流水线式操作，工位之间通过横向移动滑轨和限位开关进行移动，而不需要重新拆装喷头，非常方便快捷，清洗效率很高。
2、本发明通过多种循环冲洗、浸泡清洗、超声波清洗和组合清洗等多种清洗方式，能达到较好的实际清洗效果。在实际使用过程中，可以根据需要选择进行单个工位操作或多个工位操作，或多次反复，直至达到较好的喷头清洗效果。
3、本发明通过专门设计的喷头安装板，可以方便地在喷头固定装置上设置不同型号喷头，喷头墨管和喷头上的过滤器也设计有固定支架，喷头安装方式更加安装可靠。通过设计新的喷头安装板，即可支持其它类型喷头的清洗。
4、本设备采用了较多的自动控制方式，例如喷头水平移动电机和限位传感器控制，喷头循环清洗时间自动设定，循环清洗时的墨泵工作状态自动控制等，使得该设备的自动化程度较高。
5、由于在循环清洗过程一般持续时间较长，本设备在清洗时会将循环清洗的清洗液进行过滤后回收到压力储液罐继续使用，同时采用闭环控制自动循环，极大地节约了清洗液的用量，通过精密调压阀控制循环冲洗压力，压力稳定可控，避免了手动清洗压力过大导致喷头损坏的问题。
6、使用本设备的清洗工作环境比手动清洗更加干净和安全，压电式喷头同时也是一个非常精密的电子零部件，一般压电式喷头价值都比较高，喷头外部有相关的电路接口，本设备在喷头固定装置上设计了一个喷头保护罩，避免液体溅射到喷头电路接口导致喷头故障；同时在每个工位下方都有固定的墨槽，废墨槽和超声波清洗槽有直接的排墨口，循环清洗槽自动循环排墨，排液方便，避免手工操作时可能导致墨盘打翻、污染喷头问题。
附图说明
图1为本发明整体正视结构图。
图2为本发明整体俯视结构图。
图3为本发明整体左视结构图。
图4为本发明图1中的喷头固定装置左视结构图。
图5为本发明图1中的喷头固定装置正视结构图。
图6为本发明图1中的喷头固定装置俯视结构图。
图中，
1-设备框架、2-喷头、3-喷头固定装置、4-超声波清洗机、5-压力储液槽、6-控制模块、7-循环清洗回收槽、8-精密调压阀、9-液位传感器、10-空压机、11-二级过滤装置、12-清洗液泵、13-废液槽、14-空气滤清器、15-水平移动电机、16-工位检测传感器、17-观测灯、18-喷头保护罩、19-水平移动丝杠、20-喷头固定底板、21-喷头底板夹具、22-横向移动装置、23-纵向移动装置、24-过滤器固定支架。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例1：
本发明提供一种多工位喷头自动清洗设备，包括设备框架1端部设置有一空压机10，所述空压机10右侧的所述设备框架1上由左至右依次设置有一压力储液槽5、一排废墨工位、一清洗液循环清洗工位和一超声波自动清洗工位。
所述排废墨工位上设有一废液槽13，所述清洗液循环清洗工位上设置有一循环清洗回收槽7，墨管连接所述压力储液槽5到喷头2的进墨口，所述喷头2的出墨口对准循环清洗回收槽7上端的开口，连接墨管上设置有一精密调压阀8，所述压力储液槽5内部设有一液位传感器9，所述循环清洗回收槽7上设置有一清洗液泵12，所述清洗液泵12经管路与所述压力储液槽5连通且连通管路上设置有一二级过滤装置11，所述清洗液泵12、液位传感器9均与控制模块6电连接，水平移动丝杠19设置在所述设备框架1上，所述水平移动丝杠19上螺纹连接有一喷头固定装置3，水平移动电机15设置在所述喷头固定装置3上，所述喷头固定装置3上设置有一喷头底板夹具21，所述喷头底板夹具21设置有一喷头固定底板20，喷头2设置在所述喷头固定底板20上，所述喷头底板夹具21设置在所述喷头2正上方。
所述设备框架1上设有分别与所述排废墨工位、清洗液循环清洗工位和超声波自动清洗工位三个工位位置相对应的工位检测传感器16，所述工位检测传感器16与所述控制模块6电连接。
所述喷头墨管上连接有一空气滤清器14，所述空气滤清器14与所述空压机10连接，所述空气滤清器14固定在过滤器固定支架24上，所述过滤器固定支架24固定在所述喷头底板夹具21上端。
在一些实施方式中，所述喷头2正上方的所述喷头底板夹具21上设置有一喷头保护罩18。
在一些实施方式中，所述循环清洗回收槽7后方设置有一观测灯17。
在一些实施方式中，所述超声波清洗机4上设有超声振动频率、温度、振动时间设定旋钮。
实施例2：
本发明还提供了一种多工位喷头自动清洗设备的清洗方法，分为以下步骤：
1)所述排废墨工位是用来将所述喷头2内部的废墨、废渣排走，对所述喷头2进行清洁，使用时把清洗液从所述喷头2的进墨口接入，从出墨口和所述喷头2排出，从而带走所述喷头2内的废墨，完成第一步初步清洗，清洗出来的废墨会直接通过下方的所述废液槽13直接排走；
2)所述清洗液循环清洗工位是用来对所述喷头2内部通过一定压力(一般是10kPa-100kPa，根据不同的喷头内部承受最大压力范围进行调节)的干净清洗液进行长时间的自动循环冲洗来实现将所述喷头2内部杂质清除，使用时先将喷头固定装置3水平滑动到所述循环清洗回收槽7上方，将水平位置锁紧，把墨管从所述压力储液槽5连接到所述喷头2进墨口，所述喷头2出墨口对准循环清洗回收槽7，并将所述精密调压阀8调整到合适的压力，此时打开循环冲洗开关，就会将清洗液从所述压力储液槽5中经过所述空气滤清器14将清洗液压入所述喷头2的进墨口，清洗液再通过所述喷头2的出墨口和所述喷头2流出到下方的所述循环清洗回收槽7，在所述压力储液槽5内部有所述液位传感器9，当所述压力储液槽5的清洗液减少到一定高度(约压力储液槽5高度的1/3)，会自动控制清洗液泵12将所述循环清洗回收槽7中的清洗液经所述二级过滤装置11过滤后把液体注回到所述压力储液槽5中，实现了清洗液的过滤和自动循环；在不需要使用较多清洗液的情况下，可以根据需要进行长时间自动循环冲洗。使用时也可以根据需要用堵头堵住喷头的出墨口，让清洗液从喷嘴射出，一方面可以通过一定压力将喷嘴中堵塞的杂质排出，另一方面在循环清洗回收槽的后方有观测灯，可以通过观察喷头下方的液体水幕来查看喷嘴是否堵塞。针对不同型号喷头，因为喷头2内部的耐压值不同，需要根据喷头2说明书中规定的最高耐压值来调整精密调压阀，来对不同类型的喷头2进行清洗。
3)超声波清洗工位是利用所述超声波清洗机4将喷孔内的顽固杂质或墨渣清洗排出，从而达到去除第二步清洗喷孔内清洗液清洗工位去除不掉的顽固杂质的目的。使用时先在所述超声波清洗机4中注入3-5cm高度的清洗液，再将所述喷头固定装置3水平滑动到所述超声波清洗机4上方，将水平位置锁紧，然后通过所述喷头固定装置3上的纵向移动装置23，将所述喷头2下表面沉入到清洗液中3-8cm高处，再将所述喷头2锁紧。此时可以根据需要设置所述超声波清洗机4清洗温度、清洗时间、清洗频率参数，对所述喷头2喷嘴开始超声波清洗。清洗完成后，由于所述超声波清洗机4的清洗液比较脏，不能再此处进行循环冲洗，需要将所述喷头2再移动到循环冲洗工位对喷头2进行循环冲洗和观测，将所述超声波清洗机4清洗出的杂质排出所述喷头2。在实际使用过程中，如果所述喷头2经过循环冲洗后已经恢复正常，则不需要再进行超声波清洗。也可以在所述超声波清洗机4中对所述喷头2喷嘴表面进行长时间浸泡，通过清洗液将墨渣侵蚀后再清洗排出。
针对喷头的不同堵塞情况，本发明的清洗设备在自动控制模块中设定了多种清洗模式：
A简易清洗模式；
B标准清洗模式；
C复杂清洗模式；
D自定义清洗模式。
具体地，简易清洗模式主要针对喷头2喷嘴尚未堵塞，只需要排除喷头内部废墨的情况，只需要在排废墨工位进行清洗即可；
具体地，标准清洗模式用于喷头2有少数喷嘴存在喷射不畅或有喷嘴斜喷的情况，清洗时会先在排废墨工位将喷头内部的废墨清除，再将喷头2自动移动到清洗液循环清洗工位进行循环冲洗，循环冲洗的默认时间是30分钟，可以根据需要进行修改；
具体地，复杂清洗模式用于喷头2严重堵塞的情况，清洗时会先在排废墨工位将喷头内部废墨清除，再将喷头2自动移动到超声波清洗工位进行超声波清洗机4清洗，超声波清洗机清洗时间默认是10分钟，可以根据需要进行修改，超声波清洗结束后会再将喷头2自动移动到清洗液循环清洗工位进行30分钟循环冲洗，将喷头2内部的墨渣通过出墨口和喷嘴排出；
具体地，自定义清洗模式用于各种清洗模式清洗后喷嘴堵塞尚未恢复的情况，可以自己选择单个或多个工位进行组合清洗，清洗完成后，可以通过清洗液循环清洗工位后方的观测灯17观测喷头的射流情况，判断喷头2喷嘴是否清洗干净。
本发明的喷头自动清洗设备优点：
该设备清洗过程自动化程度高，按照清洗流程设计了多个工作工位，工位之间切换也非常方便。与手工清洗或其它清洗方式相比有更好的安全性，更节约清洗液，更高的效率，更佳的清洗效果，也比较容易扩展。
以下再详细说明如下：
1)根据一般清洗流程设计了废墨清除、循环清洗、超声波清洗3个工位，流水线式操作，工位之间通过横向移动滑轨和限位开关进行移动，而不需要重新拆装喷头，非常方便快捷，清洗效率很高。
2)通过多种循环冲洗、浸泡清洗、超声波清洗和组合清洗等多种清洗方式，能达到较好的实际清洗效果。在实际使用过程中，可以根据需要选择进行单个工位操作或多个工位操作，或多次反复，直至达到较好的喷头清洗效果。
3)通过专门设计的喷头安装板，可以方便地在喷头固定装置上安装不同型号喷头，喷头墨管和喷头上的过滤器也设计有固定支架，喷头安装方式更加安装可靠。通过设计新的喷头安装板，即可支持其它类型喷头的清洗。
4)本设备采用了较多的自动控制方式，例如喷头水平移动电机和限位传感器控制，喷头循环清洗时间自动设定，循环清洗时的墨泵工作状态自动控制等，使得该设备的自动化程度较高。
5)由于在循环清洗过程一般持续时间较长，本设备在清洗时会将循环清洗的清洗液进行过滤后回收到压力储液罐继续使用，同时采用闭环控制自动循环，极大地节约了清洗液的用量。
6)通过精密调压阀控制循环冲洗压力，压力稳定可控，避免了手动清洗压力过大导致喷头损坏的问题。
7)使用本设备的清洗工作环境比手动清洗更加干净和安全，压电式喷头同时也是一个非常精密的电子零部件，一般压电式喷头价值都比较高，喷头外部有相关的电路接口，本设备在喷头固定装置上设计了一个喷头保护罩，避免液体溅射到喷头电路接口导致喷头故障；同时在每个工位下方都有固定的墨槽，废墨槽和超声波清洗槽有直接的排墨口，循环清洗槽自动循环排墨，排液方便，避免手工操作时可能导致墨盘打翻、污染喷头等问题。
本发明提供的多工位喷头自动清洗设备用于压电式喷头的自动清洗，通过更换横向滑动机构上的喷头固定装置，可以清洗多种不同规格的压电式喷头，本设计可以用于理光GEN5喷头、DIMATIX QE256喷头，KONICA KM512等喷头清洗，均能达到较好的清洗效果；通过更换喷头固定装置中对应的喷头固定底板，即可将该设备方便的用于其它类型压电式喷头清洗。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种多工位喷头自动清洗设备，其特征在于，包括设备框架(1)端部设置有一空压机(10)，所述设备框架(1)上依次设置有一压力储液槽(5)、一排废墨工位、一清洗液循环清洗工位和一超声波自动清洗工位，所述排废墨工位上设有一废液槽(13)，所述清洗液循环清洗工位上安装有一循环清洗回收槽(7)，墨管连接所述压力储液槽(5)到喷头(2)的进墨口，所述喷头(2)的出墨口对准循环清洗回收槽(7)上端的开口，连接墨管上安装有一精密调压阀(8)，所述压力储液槽(5)内部设有一液位传感器(9)，所述循环清洗回收槽(7)上安装有一清洗液泵(12)，所述清洗液泵(12)经管路与所述压力储液槽(5)连通且连通管路上安装有一二级过滤装置(11)，所述清洗液泵(12)、液位传感器(9)均与控制模块(6)电连接，水平移动丝杠(19)安装在所述设备框架(1)上，所述水平移动丝杠(19)上螺纹连接有一喷头固定装置(3)，水平移动电机(15)安装在所述喷头固定装置(3)上，所述喷头固定装置(3)上安装有一喷头底板夹具(21)，所述喷头底板夹具(21)安装有一喷头固定底板(20)，喷头(2)安装在所述喷头固定底板(20)上，所述喷头底板夹具(21)设置在所述喷头(2)正上方，所述设备框架(1)上设有分别与所述排废墨工位、清洗液循环清洗工位和超声波自动清洗工位三个工位位置相对应的工位检测传感器(16)，所述工位检测传感器(16)与所述控制模块(6)电连接，所述喷头墨管上连接有一空气滤清器(14)，所述空气滤清器(14)与所述空压机(10)连接，所述空气滤清器(14)固定在设备框架(1)上，所述过滤器固定支架(24)固定在所述喷头底板夹具(21)上端。
2.如权利要求1所述的多工位喷头自动清洗设备，其特征在于，所述喷头(2)正上方的所述喷头底板夹具(21)上安装有一喷头保护罩(18)。
3.如权利要求1所述的多工位喷头自动清洗设备，所述循环清洗回收槽(7)后方安装有一观测灯(17)。
4.如权利要求1所述的多工位喷头自动清洗设备，其特征在于，所述超声波清洗机(4)上设有超声振动频率、温度、振动时间设定旋钮。
5.如权利要求1至4任一所述多工位喷头自动清洗设备的清洗方法，分为以下步骤：
1)所述排废墨工位，用来将所述喷头(2)内部的废墨、废渣排走，对所述喷头(2)进行清洁，使用时把清洗液从所述喷头(2)的进墨口接入，从出墨口和所述喷头(2)排出，从而带走所述喷头(2)内的废墨，完成第一步初步清洗，清洗出来的废墨会直接通过下方的所述废液槽(13)直接排走；
2)所述清洗液循环清洗工位，用来对所述喷头(2)内部通过一定压力的干净清洗液进行长时间的自动循环冲洗来实现将所述喷头(2)内部杂质清除，使用时先将喷头固定装置(3)水平滑动到所述循环清洗回收槽(7)上方，将水平位置锁紧，把墨管从所述压力储液槽(5)连接到所述喷头(2)进墨口，所述喷头(2)出墨口对准循环清洗回收槽(7)，并将所述精密调压阀(8)调整到合适的压力，此时打开循环冲洗开关，就会将清洗液从所述压力储液槽(5)中经过所述空气滤清器(14)将清洗液压入所述喷头(2)的进墨口，清洗液再通过所述喷头(2)的出墨口和所述喷头(2)流出到下方的所述循环清洗回收槽(7)，在所述压力储液槽(5)内部有所述液位传感器(9)，当所述压力储液槽(5)的清洗液降低到一定高度后，会自动控制清洗液泵(12)将所述循环清洗回收槽(7)中的清洗液经所述二级过滤装置(11)过滤后把液体注回到所述压力储液槽(5)中，实现了清洗液的过滤和自动循环；
3)所述超声波清洗工位，利用所述超声波清洗机(4)将喷孔内的顽固杂质或墨渣清洗排出，从而达到去除第二步清洗喷孔内清洗液清洗工位去除不掉的顽固杂质的目的；使用时先在所述超声波清洗机(4)中注入3-5cm高度的清洗液，再将所述喷头固定装置(3)水平滑动到所述超声波清洗机(4)上方，将水平位置锁紧，然后通过所述喷头固定装置(3)上的纵向移动装置(23)，将所述喷头(2)下表面沉入到清洗液中3-8cm高处，再将所述喷头(2)锁紧。此时可以根据需要设置所述超声波清洗机(4)清洗温度、清洗时间、清洗频率参数，对所述喷头(2)喷嘴开始超声波清洗；清洗完成后，由于所述超声波清洗机(4)的清洗液比较脏，不能在此处进行循环冲洗，需要将所述喷头(2)再移动到循环冲洗工位对喷头(2)进行循环冲洗和观测，将所述超声波清洗机(4)清洗出的杂质排出所述喷头(2)；在实际使用过程中，如果所述喷头(2)经过循环冲洗后已经恢复正常，则不需要再进行超声波清洗。也可以在所述超声波清洗机(4)中对所述喷头(2)喷嘴表面进行长时间浸泡，通过清洗液将墨渣侵蚀后再清洗排出。
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