CN111746125A - 一种用于喷墨印刷的喷头清洁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：包括底板、废液瓶、压墨系统、负压抽吸系统、擦拭系统、第一视觉检测系统、第二视觉检测系统以及喷头；通过本发明，可实现对喷头底面的清洁状态以及喷孔堵塞情况的检测，通过擦拭、正压压墨、负压抽吸的方式，实现对喷头底面液体堆积、喷孔堵塞、喷头墨路沉淀的杂质以及更换墨液前原墨液残留的清洁。通过本发明提供的整体布局，可用于对单个或多个喷头工况下的清洁处理。

Description

一种用于喷墨印刷的喷头清洁装置及方法

技术领域

本发明属于喷墨印刷相关技术领域，具体涉及一种用于喷墨印刷的喷头清洁装置及方 法。

背景技术

喷墨打印技术在信息、能源、医疗、国防等制造领域具有广泛的应用前景，并且在近年 来，越来越多地应用于OLED、RFID、薄膜太阳能电池、可穿戴柔性设备、PCB、智能蒙皮等 柔性器件领域。

喷墨打印技术及装备中，喷头的清洁状态是影响打印工艺实现的关键因素之一。在工况 下，喷头存在单个或多个阵列设置的情况，喷头存在底部墨液堆积、喷孔堵塞、墨路中沉淀 杂质、更换墨液需要清理原墨液残留等情况。对于喷头出现的各种清洁状态，在喷墨打印装 置中，采用何种方法与装置，实现对喷头的清洁，正构成本领域亟待解决的关键技术需求。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种用于喷墨印刷的喷 头清洁装置及方法，可实现对喷头底面的清洁状态以及喷孔堵塞情况的检测，通过擦拭、正 压压墨、负压抽吸的方式，实现对喷头底面液体堆积、喷孔堵塞、喷头墨路沉淀的杂质以及 更换墨液前原墨液残留等情况的清洁处理。通过本发明提供的整体布局，可用于对单个或多 个喷头工况下的清洁处理。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种

相应地，按照本发明，提供了喷头清洁方法及装置,其特征在于,包括底板、废液瓶、压 墨系统、负压抽吸系统、擦拭系统、第一视觉检测系统，第二视觉检测系统以及喷头。其中 喷头可在运动轴的带动下，沿X/Y/Z向运动，为本装置的清洁对象，喷头底面设有喷孔， 内部设有墨路。所述底板用于集成安装负压抽吸系统、擦拭系统、第一视觉检测系统以及废 液瓶等功能部件；所述废液瓶用于将清洁过程中排除的废液集中收集储存；所述第一视觉检 测系统，位于喷头下面，用于检测喷头底面的洁净状态，以及喷头各喷孔的堵塞情况并标定 各喷孔的序号或位置；所述擦拭系统位于底板上，通过上面的清洁布，以吸附和轻微摩擦的 方式，将喷头底部的液滴清洁掉，实现对喷头底面的清洁；所述压墨系统的正压产生部分可 随喷头运动，下部的承漏盒设置在底板上，正压产生部分产生正压，对喷头墨路及喷孔中的 杂质或原墨液残留进行冲洗清洁，也可对部分堵塞的喷孔进行清理；所述负压抽吸系统位于 喷头下面，在吸嘴与喷头的喷孔间产生负压，以抽吸的方式清洁喷头底面杂质，以及局部喷 孔堵塞的情况，可精确的实现对单个喷孔的抽吸清洁；所述第二视觉检测系统位于喷头侧， 跟随喷头运动，用于喷头的定位，以及检测吸嘴的污染状态。

作为优选地，所述擦拭系统位于底板上侧，用于清洁布的收放，主要包括基座、竖版、 前板、把手、电机、放卷轮、收卷轮、分度轮、惰轮、传感器、控制器、阻尼器以及封板。 所述擦拭系统，通过在所述基座上各结构有序结合组成。所述竖版，设置于擦洗系统中间， 竖直安装在基座上，上集成设置有放卷轮、收卷轮、分度轮、惰轮、传感器、电机等功能部 件。所述放卷轮设置在竖版底侧，用于清洁布的装夹；所述分度轮设置在所述放卷轮上侧， 与设置在一侧的传感器组合使用，用于按一定的步距计算控制清洁布的放料；所述惰轮设置在竖版的上侧，两个呈间隔布置，上面用于承载清洁布；所述收卷轮设置在分度轮对侧，外侧设置电机，在电机的带动下，带动清洁布转动并收料；所述清洁布，成卷状状态，通过在设置在一侧基座上的阻尼器压靠始装在放卷轮上。所述前板设置在擦洗系统前端，上面设置 用于方便装置取放的把手，以及用于控制电机动作的控制器。所述封板设置在外侧，将擦洗 系统围成一个半封闭结构，既防止滴落的墨液对内部各结构的损坏，也方便清洁布的更换。

作为进一步优选地，上述喷头在工况下，会在底部出现墨液堆积的现象，堆积部分中， 部分为易处理的液滴，可通过所述擦拭系统中的清洁布吸附的方式处理掉，部分为堆积时间 长不易处理的液滴，可通过清洁布轻微摩擦的方式处理掉。动作流程为：所述喷头在运动轴 的带动下，运动到所述第一视觉检测系统的上面，检测判断喷头底部洁净状态是否符合工艺 要求，如果不符合，则将喷头运动到擦洗系统上侧，通过第二视觉检测系统将喷头定位在两 个惰轮间承载的清洁布上侧。电机带动收卷轮转动，清洁布按步距切换到干净的部分，喷头 做垂直运动，向下运动使喷头底部贴合清洁布，然后向上运动抬起脱离，重复动作多次，通 过清洁布吸附液滴的方法清洁处理掉较易处理部分。处理完后，将喷头再一次转移到第一视 觉检测系统上面，检测底部还有无液体堆积；如果存在，清洁布旋转切换到新的干净部分， 同时再一次将喷头转移到清洁布上侧并定位，使喷头底部贴合清洁布，清洁布运动，通过轻 微摩擦的方法处理掉液体堆积中不易吸附处理的部分。处理后，再一次移动到第一视觉检测 系统上面，检测清洁效果是否符合工艺要求。所有经检测符合工艺要求的清洁状态，喷头进 行下一工艺步骤。

作为进一步优选地，所述压墨系统主要用于冲洗清洁喷头墨路及喷孔中产生的杂质或原 墨液残留，也可通过加大正压压力，冲洗堵塞的喷孔，分为正压产生系统和废液排除装置。 所述正压产生系统为一可精确控制正压压力的装置，可靠喷头设置，跟随喷头运动，在控制 系统的精确控制下，产生正压压力，进行压墨以冲洗喷头墨路及喷孔。所述废液排除装置用 于排除废液。压墨系统主要构成有承漏盒、安装板、第一过滤器、压墨泵、第二过滤器、墨 盒、排液阀、压力表以及各部件间连接的导管，并与喷头、废液瓶组成压墨管路。所述承漏 盒设置在底板上，用于承接冲洗墨路以及喷孔时，从喷孔滴落的墨液及杂质，并将墨液导入 废液瓶中；所述安装板设置在喷头一侧，上集成设置有第一过滤器、压墨泵、第二过滤器、 墨盒等主要功能部件；所述第一过滤器设置在压墨泵前，用于过滤空气中的杂质，防止进入 管路污染墨液；所述压墨泵为一可精确控制压力产生的装置，用于向墨盒加载压力，可通过 所述压力表检测墨盒内部压力；所述墨盒内部盛装墨液，向喷头供墨；所述第二过滤器设置 在墨盒与喷头进液口之间，用于过滤墨液，减小进入喷头墨路的杂质；所述排液阀设置在喷 头排液口与废液瓶之间的管路上，用于控制管路的开闭。

作为进一步优选地，上述压墨系统执行压墨冲洗清洁喷头的流程为：运动轴将喷头带到 承漏盒上，通过第二视觉检测系统对正承漏盒；当更换墨液且需清洁原墨液残留的工况下， 或者需要清洁喷头墨路中的杂质时，打开排液阀，通过控制系统控制压墨泵产生正压，达到 第一压力设定值，墨盒中的墨液被注入喷头，又从喷头排液口排出，对喷头墨路进行冲洗， 墨液经排液阀排放到废液瓶中储存；当采用压墨系统清洁堵塞或残留在喷孔的杂质时，关闭 排液阀，通过控制系统控制压墨泵产生正压，达到第二压力设定值，墨盒中的墨液被注入喷 头，墨液经喷孔挤出，依次将堵塞或残留在喷孔的杂质冲出，经承漏盒排放到废液瓶中储存。

作为进一步优选地，所述负压抽吸系统，位于喷头下面，主要有吸嘴、第一支座、顶升 气缸、第二支座、第三支座、真空发生器、调速阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、过滤装置。所述吸嘴，位于装置最上端，工况下与喷孔对接；所述第一支座，设置在底板上，用于承载顶升气缸等功能部件；所述顶升气缸设置在第一支座一侧，在所述第一电磁阀控制 下用于吸嘴的升降；所述第三支座安装在第二支座上，上侧用于安装支撑吸嘴，下侧连接导 管；所述真空发生器靠近吸嘴设置，在所述第二电磁阀的控制下产生真空，且可通过设置在 一侧的调速阀，调整真空度的大小；所述过滤装置设置在真空发生器前段，用于过滤进入真 空发生器的空气杂质，防止负压抽吸的墨液等杂质对真空发生器的污染损坏，经过滤的墨液 经所述第三电磁阀排放到废液瓶中，抽吸的废液排放到废液瓶中储存。

作为进一步优选地，上述负压抽吸系统通过真空发生器在吸嘴和喷孔间产生负压，对喷 头底面和喷孔进行清洁。动作流程为：采用负压抽吸系统时，在第一电磁阀控制下，顶升气 缸上升，将吸嘴伸出至设计高度。运动轴将喷头带到第一视觉检测系统上侧，检测喷头底面 清洁状态以及喷孔堵塞情况进行检测判断，是否符合工艺要求，如不符合，则标定堵塞的喷 孔的序号或位置以及底面需要清洁区域的位置。经检测后，运动轴带动喷头运动到吸嘴上面， 通过第二视觉检测系统，将经过第一视觉检测系统标定的需要清洁的喷头底面区域或堵塞的 喷孔与吸嘴对齐。第三电磁阀动作，排液管路关闭。真空发生器在第二电磁阀的控制下，在 吸嘴和需要清洁的喷头底面区域或堵塞的喷孔间产生负压，进行清洁。清洁后，喷头运动到 第一视觉检测系统上侧，检测清洁效果。运动轴带动第二视觉检测系统至吸嘴上方，检测并 判断吸嘴的污染状态，若吸嘴已污染且不符合工艺需求，则对吸嘴进行清洁或更换。抽吸后 产生的废液杂质混合空气进入到过滤装置中，经过滤，第三电磁阀打开，将废液排放到废液 瓶中储存。进检测符合工艺要求以及喷头清洁动作完成后，进入下一步工艺步骤流程。

作为进一步优选地，上述吸嘴与喷头底部之间存在接触和非接触两种负压抽吸状态。当 所述吸嘴优选为柔性部件时，可与喷头底部贴合，形成接触式的密闭负压腔室抽吸方式，用 于对进入负压腔室内的喷孔和底面区域进行清洁，由于负压在密闭腔室，产生的负压在所述 密闭腔室损失小，产生的抽吸力大，易于清洁处理腔室区域内的杂质和喷孔。当所述吸嘴与 喷头底部呈一定的间隙状态时，形成非接触式的负压区域抽吸方式，可形成更大的负压区域， 同步清洁区域面大，此种方式对吸嘴的选型设计有更广的范围。

作为进一步优选地，上述负压抽吸系统对单个喷孔进行精确清洁，以不影响堵塞喷孔周 边正常的喷孔。所述吸嘴为优选设计吸嘴内径d1大于喷孔直径d2且半径d1/2小于两个喷 孔间隔d3。经第一视觉检测系统检测后，判断并标定堵塞喷孔序号或位置。喷头在运动轴的 带动下，通过第二视觉检测系统标定，将需要清洁的第一个喷孔对准吸嘴，喷头下降，使喷 头底部接触吸嘴上侧，只有需要清洁的喷孔处于优选设计的吸嘴内，优选采用所述接触式的 密闭负压腔室抽吸方式进行清洁。清洁完第一个喷孔后，喷头上升，根据第一视觉检测系统 标定的堵塞喷孔序号或位置，在控制系统的指令下，依次移动定位到下一个喷孔，对准下降 贴合进行清理。依次动作，每次只对单个喷孔进行负压抽吸清洁，而不对周边喷孔产生影响， 完成对所有堵塞喷孔进行清洁。

作为进一步优选地，在装备中，喷头存在阵列排布的情况。本发明通过对喷头下方擦拭 系统、负压抽吸系统、第一视觉检测系统进行设计布局，用于多个喷头呈阵列状态布置的工 况，防止在工况下，未进入清洁区域的喷头与装置的干涉。本发明中，以擦拭系统的最上 侧即清洁布为基准面，第一视觉检测系统的检测面高于基准面，且第一视觉检测系统的上表 面低于基准面，当喷头处于检测状态下，不与擦拭系统干涉；负压抽吸系统的最上侧为吸嘴 面，在不采用负压抽吸系统时，顶升气缸不工作，吸嘴面处于基准面下方，当采用负压抽吸 系统时，顶升气缸动作将吸嘴面上升高于基准面；承漏盒的上表面设置低于基准面。通过以 上设计布局，解决了多个喷头阵列布置时未进入清洁区域的喷头与装置的干涉。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明提供了用于印刷喷头的清洁方法及装置，实现对喷头的清洁处理，并提供了 用于该装置的布局，对清洁布面、第一视觉检测系统检测面及上表面、吸嘴面、承漏盒的上 表面尽心布局，解决多喷头工况下，未进入清洁动作的喷头与装置的干涉；

2、本发明提供了擦拭系统以及该系统进行清洁喷头的动作流程，通过上面的清洁布， 以吸附和轻微摩擦的方式，将喷头底部的液滴清洁掉，实现对喷头底面的清洁；

3、本发明提拱了压墨系统，可精确的控制正压的产生，对喷头墨路及喷孔中的杂质或 原墨液残留进行冲洗清洁，也可通过调整正压压力，对部分堵塞的喷孔进行清洁处理；

4、本发明提供了负压抽吸系统，在吸嘴与喷头的喷孔间产生负压，以抽吸的方式清洁 喷头底面杂质，以及局部喷孔堵塞的情况，并提供了接触和非接触的两种抽吸方式；

5、本发明还提供了可用于单个喷孔精确清洁的方法与装置，优选设计吸嘴内径大于喷 孔直径且小于两个喷孔间隔，在控制系统的精确控制下，实现对单个喷孔的精确抽吸清洁。

附图说明

图1是按照本发明所构建的用于喷墨印刷的喷头清洁装置整体构造及布局立体示意图；

图2a是按照本发明一个优选实施例的擦洗系统的结构示意图；

图2b是图2a所示的擦洗系统的正视图；

图3是按图2a所示的擦洗系统清洁喷头的动作流程图；

图4按照本发明另一优选实施例的压墨系统的结构布局示意图；

图5按照本发明又一优选实施例的负压抽吸系统的结构布局示意图；

图6是图5所示的负压抽吸系统清洁喷头的动作流程图；

图7a是接触式的密闭负压腔室抽吸方式的示意图；

图7b是非接触式的密闭负压腔室抽吸方式的示意图；

图8是按照本发明的又一优选实施例的单个喷头精确抽吸清洁方法示意图；

图9是按照本发明又一优选实施例的用于多喷头阵列布置工况下的整体布局示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发 明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用 于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之 间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

图1是按照本发明所构建的用于印刷喷头的清洁装置整体构造及布局立体示意图。如图 1所示，该装置包括底板200、废液瓶300、压墨系统400、负压抽吸系统500、擦拭系统600、 第一视觉检测系统700，第二视觉检测系统800以及喷头100。其中喷头100可在运动轴的 带动下，沿X/Y/Z向运动，为本装置的清洁对象，喷头底面设有喷孔，内部设有墨路。所述 底板200用于集成安装负压抽吸系统500、擦拭系统600、第一视觉检测系统700以及废液瓶300等功能部件；所述废液瓶300用于将清洁过程中排除的废液集中收集储存；所述第一视觉检测系统700，位于喷头100下面，用于检测喷头底面的洁净状态，以及喷头各喷孔的堵塞情况并标定各喷孔的序号或位置；所述擦拭系统600位于底板200上，通过上面的清洁布601，以吸附和轻微摩擦的方式，将喷头底部的液滴清洁掉，实现对喷头底面的清洁；所述压墨系统400的正压产生部分可随喷头100运动，下部的承漏盒401设置在底板200上， 正压产生部分产生正压，对喷头墨路及喷孔中的杂质或原墨液残留进行冲洗清洁，也可对部分堵塞的喷孔进行清理；所述负压抽吸系统500位于喷头100下面，在吸嘴501与喷头的喷孔间产生负压，以抽吸的方式清洁喷头底面杂质，以及局部喷孔堵塞的情况，可精确的实现对单个喷孔的抽吸清洁；所述第二视觉检测系统800位于喷头100侧，跟随喷头100运动， 用于喷头的定位，以及检测吸嘴501的污染状态。

按照本发明的一个优选实施方式，如图2a和2b所示，所述擦拭系统600位于底板200 上侧，用于清洁布601的收放，主要包括基座602、竖版603、前板604、把手605、电机606、放卷轮607、收卷轮608、分度轮609、惰轮610、传感器611、控制器612、阻尼器613以 及封板614。所述擦拭系统600，通过在所述基座602上各结构有序结合组成。所述竖版603， 设置于擦洗系统600中间，竖直安装在基座602上，上集成设置有放卷轮607、收卷轮608、 分度轮609、惰轮610、传感器611、电机606等功能部件。所述放卷轮607设置在竖版603 底侧，用于清洁布601的装夹；所述分度轮609设置在所述放卷轮607上侧，与设置在一侧 的传感器611组合使用，用于按一定的步距计算控制清洁布的放料；所述惰轮610设置在竖 版603的上侧，两个呈间隔布置，上面用于承载清洁布601；所述收卷轮608设置在分度轮 609对侧，外侧设置电机606，在电机606的带动下，带动清洁布601转动并收料；所述清 洁布601，成卷状状态，通过在设置在一侧基座602上的阻尼器613压靠始装在放卷轮607 上。所述前板604设置在擦洗系统600前端，上面设置用于方便装置取放的把手605，以及 用于控制电机606动作的控制器612。所述封板614设置在外侧，将擦洗系统600围成一个 半封闭结构，既防止滴落的墨液对内部各结构的损坏，也方便清洁布的更换。

进一步的，喷头100在工况下，会在底部出现墨液堆积的现象，堆积部分中，部分为易 处理的液滴，可通过所述擦拭系统600中的清洁布601吸附的方式处理掉，部分为堆积时间 长不易处理的液滴，可通过清洁布601轻微摩擦的方式处理掉。

更具体的，如图3所述的喷头底面的清洁动作流程为：

步骤600-01：所述喷头100在运动轴的带动下，运动到所述第一视觉检测系统700的上 面；

步骤600-02：检测判断喷头底部洁净状态是否符合工艺要求；

步骤600-03：如果不符合，则将喷头100运动到擦洗系统600上侧；

步骤600-04：通过第二视觉检测系统800将喷头定位在两个惰轮610间承载的清洁布 601上侧；

步骤600-05：电机606带动收卷轮608转动，清洁布601按步距切换到干净的部分；

步骤600-06：喷头100做垂直运动，向下运动使喷头底部贴合清洁布601，然后向上运 动抬起脱离，重复动作多次；

步骤600-07：通过清洁布601吸附液滴的方法清洁处理掉较易处理部分，处理完后，将 喷头100再一次转移到第一视觉检测系统700上面，检测底部还有无液体堆积；

步骤600-08：如果存在，清洁布601旋转切换到新的干净部分；

步骤600-09：同时再一次将喷头100转移到清洁布601上侧并定位，使喷头底部贴合清 洁布601；

步骤600-10：清洁布601运动，通过轻微摩擦的方法处理掉液体堆积中不易吸附处理的 部分；

步骤600-11：处理后，喷头再一次移动到第一视觉检测系统700上面，检测清洁效果是 否符合工艺要求；

步骤600-12：所有经检测符合工艺要求的清洁状态，喷头进行下一工艺步骤。

按照本发明的另一优选实施方式，如图4所示的压墨系统400主要用于冲洗清洁喷头墨 路及喷孔中产生的杂质或原墨液残留，也可通过加大正压压力，冲洗堵塞的喷孔，分为正压 产生系统和废液排除装置。所述正压产生系统为一可精确控制正压压力的装置，可靠喷头100 设置，跟随喷头100运动，在控制系统的精确控制下，产生正压压力，进行压墨以冲洗喷头 墨路及喷孔。所述废液排除装置用于排除废液。压墨系统主要构成有承漏盒401、安装板402、 第一过滤器403、压墨泵404、第二过滤器405、墨盒406、排液阀407、压力表408以及各 部件间连接的导管，并与喷头100、废液瓶300组成压墨管路。所述承漏盒401设置在底板 200上，用于承接冲洗墨路以及喷孔时，从喷孔滴落的墨液及杂质，并将墨液导入废液瓶300 中；所述安装板402设置在喷头100一侧，上集成设置有第一过滤器403、压墨泵404、第 二过滤器405、墨盒406等主要功能部件；所述第一过滤器403设置在压墨泵404前，用于过滤空气中的杂质，防止进入管路污染墨液；所述压墨泵404为一可精确控制压力产生的装置，用于向墨盒406加载压力，可通过所述压力表408检测墨盒406内部压力；所述墨盒406内部盛装墨液，向喷头100供墨；所述第二过滤器405设置在墨盒406与喷头100进液口之间，用于过滤墨液，减小进入喷头墨路的杂质；所述排液阀407设置在喷头100排液口与废液瓶300之间的管路上，用于控制管路的开闭。

进一步地，上述压墨系统400执行压墨冲洗清洁喷头100的方法流程为：运动轴将喷头 100带到承漏盒401上，通过第二视觉检测系统800对正承漏盒401；当更换墨液且需清洁 原墨液残留的工况时，或者需要清洁喷头墨路中的杂质时，打开排液阀407，通过控制系统 控制压墨泵404产生正压，达到第一压力设定值，墨盒406中的墨液被注入喷头，又从喷头 排液口排出，对喷头墨路进行冲洗，墨液经排液阀407排放到废液瓶300中储存；当采用压 墨系统400清洁堵塞或残留在喷孔的杂质时，关闭排液阀407，通过控制系统控制压墨泵404 产生正压，达到第二压力设定值，墨盒406中的墨液被注入喷头，墨液经喷孔挤出，依次将 堵塞或残留在喷孔的杂质冲出，经承漏盒401排放到废液瓶300中储存；

此外，按照本发明的又一优选实施方式，如图5所示的负压抽吸系统500，位于喷头100 下面，主要有吸嘴501、第一支座502、顶升气缸503、第二支座504、第三支座505、真空发生器506、调速阀507、第一电磁阀508、第二电磁阀509、第三电磁阀510、过滤装置511。 所述吸嘴501，位于装置最上端，工况下与喷孔对接；所述第一支座502，设置在底板200 上，用于承载顶升气缸503等功能部件；所述顶升气缸503设置在第一支座502一侧，在所 述第一电磁阀508控制下用于吸嘴501的升降；所述第三支座安装在第二支座504上，上侧 用于安装支撑吸嘴501，下侧连接导管；所述真空发生器506靠近吸嘴501设置，在所述第 二电磁阀509的控制下产生真空，且可通过设置在一侧的调速阀507，调整真空度的大小； 所述过滤装置511设置在真空发生器506前段，用于过滤进入真空发生器的空气杂质，防止 负压抽吸的墨液等杂质对真空发生器的污染损坏，经过滤的墨液经所述第三电磁阀510排放 到废液瓶300中，抽吸的废液排放到废液瓶300中储存。

进一步地，负压抽吸系统500通过真空发生器506在吸嘴501和喷孔间产生负压，对喷 头底面和喷孔进行清洁。

更具体地，如图6所示的上述系统的对喷头底面和喷孔进行清洁动作流程为：

步骤500-01：采用负压抽吸系统500时，在第一电磁阀508控制下，顶升气缸503上升， 将吸嘴501伸出至设计高度；

步骤500-02：运动轴将喷头100带到第一视觉检测系统700上侧；

步骤500-03：检测喷头底面清洁状态以及喷孔堵塞情况进行检测判断，是否符合工艺要 求；

步骤500-04：如果不符合，则标定堵塞的喷孔的序号或位置以及底面需要清洁区域的位 置；

步骤500-05：经检测后，运动轴带动喷头100运动到吸嘴501上面；

步骤500-06：通过第二视觉检测800系统，将经过第一视觉检测系统700标定的需要清 洁的喷头底面区域或堵塞的喷孔与吸嘴501对齐；

步骤500-07：第三电磁阀510动作，排液管路关闭；

步骤500-08：真空发生器506在第二电磁阀509的控制下，在吸嘴501和需要清洁的喷 头底面区域或堵塞的喷孔间产生负压，进行清洁；

步骤500-09：清洁后，喷头100运动到第一视觉检测系统700上侧，检测清洁效果是否 达到工艺要求；如果否，则返回步骤500-04；

步骤500-10：如果是，则执行则运动轴带动第二视觉检测系统800至吸嘴上方，检测并 判断吸嘴501的污染状态；同时，抽吸后产生的废液杂质混合空气进入到过滤装置511中， 经过滤，第三电磁阀510打开，将废液排放到废液瓶中300储存；

步骤500-11：若吸嘴501已污染且不符合工艺需求，则对吸嘴501进行清洁或更换；

步骤500-12：第一电磁阀508动作，顶升气缸503复位；

步骤500-13：检测符合工艺要求以及喷头清洁动作完成后，进入下一步工艺步骤流程。

再进一步地，如图7a-b所示，吸嘴501与喷头底部之间存在接触和非接触两种负压抽 吸状态。当所述吸嘴501优选为柔性部件时，可与喷头底部贴合，形成接触式的密闭负压腔 室抽吸方式，如图7a所示，用于对进入负压腔室内的喷孔和底面区域进行清洁，由于负压 在密闭腔室，产生的负压在所述密闭腔室损失小，产生的抽吸力大，易于清洁处理腔室区域 内的杂质和喷孔。当所述吸嘴501与喷头底部呈一定的间隙状态时，形成非接触式的负压区 域抽吸方式，如图7b所示，可形成更大的负压区域，同步清洁区域面大，此种方式对吸嘴 501的选型设计有更广的范围。

更进一步地，该装置可采用负压抽吸系统500对单个喷孔进行精确清洁，以不影响堵塞 喷孔周边正常的喷孔，如图8所示。所述吸嘴501为优选设计吸嘴内径d1大于喷孔直径d2 且半径d1/2小于两个喷孔间隔d3。经第一视觉检测系统700检测后，判断并标定堵塞喷孔 序号或位置。喷头100在运动轴的带动下，通过第二视觉检测系统800标定，将需要清洁的 第一个喷孔对准吸嘴501，喷头100下降，使喷头底部接触吸嘴501上侧，只有需要清洁的喷孔处于优选设计的吸嘴501内，优选采用所述接触式的密闭负压腔室抽吸方式进行清洁。清洁完第一个喷孔后，喷头100上升，根据第一视觉检测系统700标定的堵塞喷孔序号或位置，在控制系统的指令下，依次移动定位到下一个喷孔，对准下降贴合进行清理。依次动作，每次只对单个喷孔进行负压抽吸清洁，而不对周边喷孔产生影响，完成对所有堵塞喷孔进行 清洁。

此外，如图9所示，在装备中，喷头100存在阵列排布的情况。本发明通过对喷头100下方擦拭系统600、负压抽吸系统500、第一视觉检测系统700进行设计布局，用于多个喷 头呈阵列状态布置的工况，防止在工况下，未进入清洁区域的喷头与装置的干涉。本发明中，以擦拭系统600的最上侧即清洁布601为基准面601-1，第一视觉检测系统700的检测面700-1高于基准面601-1，且第一视觉检测系统700的上表面700-2低于基准面601-1，当喷头100处于检测状态下，不与擦拭系统600干涉；负压抽吸系统500的最上侧为吸嘴面501-1，在不采用负压抽吸系统500时，顶升气缸503不工作，吸嘴面501-1处于基准面601-1下方，当采用负压抽吸系统500时，顶升气缸503动作将吸嘴面501-1上升高于基准面601-1；承 漏盒401的上表面401-1设置低于基准面601-1。通过以上设计布局，解决了多个喷头阵列 布置时未进入清洁区域的喷头与装置的干涉。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方案存在如下显著优势：

1、本发明提供了用于印刷喷头的清洁方法及装置，实现对喷头的清洁处理，并提供了 用于该装置的布局，对清洁布面、第一视觉检测系统检测面及上表面、吸嘴面、承漏盒的上 表面尽心布局，解决多喷头工况下，未进入清洁动作的喷头与装置的干涉；

2、本发明提供了擦拭系统以及该系统进行清洁喷头的动作流程，通过上面的清洁布， 以吸附和轻微摩擦的方式，将喷头底部的液滴清洁掉，实现对喷头底面的清洁；

3、本发明提拱了压墨系统，可精确的控制正压的产生，对喷头墨路及喷孔中的杂质或 原墨液残留进行冲洗清洁，也可通过调整正压压力，对部分堵塞的喷孔进行清洁处理；

4、本发明提供了负压抽吸系统，在吸嘴与喷头的喷孔间产生负压，以抽吸的方式清洁 喷头底面杂质，以及局部喷孔堵塞的情况，并提供了接触和非接触的两种抽吸方式；

5、本发明还提供了可用于单个喷孔精确清洁的方法与装置，优选设计吸嘴内径大于喷 孔直径且小于两个喷孔间隔，在控制系统的精确控制下，实现对单个喷孔的精确抽吸清洁。

可以理解的是，以上所描述的系统的实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的 单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到不同网 络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领 域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、 方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包 括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包 括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在 另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的 实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、 结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公 开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述 中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求 比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那 样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利 要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独 实施例。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精 神和范围。

Claims (10)

1.一种用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：包括底板、废液瓶、压墨系统、负压抽吸系统、擦拭系统、第一视觉检测系统，第二视觉检测系统以及喷头；其中所述喷头可在运动轴的带动下，沿X/Y/Z向运动，喷头底面设有喷孔，内部设有墨路；所述底板用于安装包括负压抽吸系统、擦拭系统、第一视觉检测系统以及废液瓶在内的功能部件；所述废液瓶用于将清洁过程中排除的废液集中收集储存；所述第一视觉检测系统，位于喷头下面，用于检测喷头底面的洁净状态，以及喷头各喷孔的堵塞情况并标定各喷孔的序号或位置；所述擦拭系统位于底板上，用于清洁布的收放，通过清洁布，以吸附或摩擦的方式，将喷头底部的液滴清洁掉，实现对喷头底面的清洁；所述压墨系统的正压产生部分可随喷头运动，下部的承漏盒设置在底板上，正压产生部分产生正压，对喷头墨路及喷孔中的杂质或原墨液残留进行冲洗清洁，及对部分堵塞的喷孔进行清理；所述负压抽吸系统位于喷头下面，在其吸嘴与喷头的喷孔间产生负压，以抽吸的方式清洁喷头底面杂质，以及消除局部喷孔的堵塞，实现对单个喷孔的抽吸清洁；所述第二视觉检测系统位于喷头侧边，跟随喷头运动，用于喷头的定位，以及检测吸嘴的污染状态。

2.如权利要求1所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述擦拭系统包括基座、竖版、前板、把手、电机、放卷轮、收卷轮、分度轮、惰轮、传感器、控制器、阻尼器以及封板；所述竖版设置于擦洗系统中间，竖直安装在基座上，其上集成设置有放卷轮、收卷轮、分度轮、惰轮、传感器、电机；所述放卷轮设置在竖版底侧，用于清洁布的装夹；所述分度轮设置在所述放卷轮上侧，与设置在一侧的传感器组合使用，用于按步距计算控制清洁布的放料；所述惰轮设置在竖版的上侧，两个呈间隔布置，用于承载清洁布；所述收卷轮设置在分度轮对侧，外侧设置电机，在电机的带动下，带动清洁布转动并收料；所述清洁布成卷状状态，通过设置在一侧基座上的阻尼器压靠始装在放卷轮上；所述前板设置在擦洗系统前端，其上设置用于方便装置取放的把手，以及用于控制电机动作的控制器；所述封板设置在外侧，将擦洗系统围成一个半封闭结构。

3.如权利要求1所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述压墨系统包括承漏盒、安装板、第一过滤器、压墨泵、第二过滤器、墨盒、排液阀、压力表以及各部件间连接的导管，并与喷头、废液瓶组成压墨管路；所述承漏盒设置在底板上，用于承接冲洗墨路以及喷孔时，从喷孔滴落的墨液及杂质，并将墨液导入废液瓶中；所述安装板设置在喷头一侧，其上集成设置有第一过滤器、压墨泵、第二过滤器、墨盒；所述第一过滤器设置在压墨泵前，用于过滤空气中的杂质，防止进入管路污染墨液；

所述压墨泵为一可控制压力产生的装置，用于向墨盒加载压力，通过所述压力表检测墨盒内部压力；所述墨盒内部盛装墨液，向喷头供墨；所述第二过滤器设置在墨盒与喷头进液口之间，用于过滤墨液，减小进入喷头墨路的杂质；所述排液阀设置在喷头排液口与废液瓶之间的管路上，用于控制管路的开闭。

4.如权利要求3所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述压墨系统执行压墨冲洗清洁喷头的方法为：运动轴将喷头带到承漏盒上，通过第二视觉检测系统对正承漏盒；当更换墨液且需清洁原墨液残留的工况时，或者需要清洁喷头墨路中的杂质时，打开排液阀，通过控制系统控制压墨泵产生正压，达到第一压力设定值，墨盒中的墨液被注入喷头，又从喷头排液口排出，对喷头墨路进行冲洗，墨液经排液阀排放到废液瓶中储存；当采用压墨系统清洁堵塞或残留在喷孔的杂质时，关闭排液阀，通过控制系统控制压墨泵产生正压，达到第二压力设定值，墨盒中的墨液被注入喷头，墨液经喷孔挤出，依次将堵塞或残留在喷孔的杂质冲出，经承漏盒排放到废液瓶中储存。

5.如权利要求1所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述负压抽吸系统包括吸嘴、第一支座、顶升气缸、第二支座、第三支座、真空发生器、调速阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、过滤装置；所述吸嘴位于最上端，工况下与喷孔对接；所述第一支座设置在底板上，用于承载包括顶升气缸的功能部件；所述顶升气缸设置在第一支座一侧，在所述第一电磁阀控制下用于吸嘴的升降；所述第三支座安装在第二支座上，上侧用于安装支撑吸嘴，下侧连接导管；所述真空发生器在所述第二电磁阀的控制下产生真空，且可通过设置在一侧的调速阀，调整真空度的大小；所述过滤装置设置在真空发生器前段，用于过滤进入真空发生器的空气杂质，防止负压抽吸的墨液等杂质对真空发生器的污染损坏，经过滤的墨液经所述第三电磁阀排放到废液瓶中，抽吸的废液排放到废液瓶中储存。

6.如权利要求5所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述吸嘴与喷头底部之间负压抽吸状态包括接触和非接触两种方式；当所述吸嘴为柔性部件时，与喷头底部贴合，形成接触式的密闭负压腔室抽吸方式，用于对进入负压腔室内的喷孔和底面区域进行清洁；当所述吸嘴与喷头底部呈间隙状态时，形成非接触式的负压区域抽吸方式。

7.如权利要求5所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

所述吸嘴内径大于喷孔直径，且吸嘴半径小于两个喷孔间隔，采用负压抽吸系统对单个喷孔进行清洁的方法为：经第一视觉检测系统检测后，判断并标定堵塞喷孔序号或位置；喷头在运动轴的带动下，通过第二视觉检测系统标定，将需要清洁的第一个喷孔对准吸嘴，喷头下降，使喷头底部接触吸嘴上侧，只有需要清洁的喷孔处于吸嘴内，采用接触式的密闭负压腔室抽吸方式进行清洁；清洁完第一个喷孔后，喷头上升，根据第一视觉检测系统标定的堵塞喷孔序号或位置，在控制系统的指令下，依次移动定位到下一个喷孔，对准下降贴合进行清理；依次动作，每次只对单个喷孔进行负压抽吸清洁，而不对周边喷孔产生影响，完成对所有堵塞喷孔进行清洁。

8.如权利要求5所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置，其特征在于：

多个喷头呈阵列状态布置的工况，以擦拭系统的最上侧即清洁布为基准面，第一视觉检测系统的检测面高于基准面，且第一视觉检测系统的上表面低于基准面，当喷头处于检测状态下，不与擦拭系统干涉；负压抽吸系统的最上侧为吸嘴面，在不采用负压抽吸系统时，顶升气缸不工作，吸嘴面处于基准面下方，当采用负压抽吸系统时，顶升气缸动作将吸嘴面上升高于基准面；所述压墨系统的承漏盒的上表面设置低于基准面。

9.一种如权利要求2所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置的清洁方法，其特征在于，对喷头底面的清洁包括如下步骤：

步骤1：所述喷头在运动轴的带动下，运动到所述第一视觉检测系统的上面；

步骤2：检测判断喷头底部洁净状态是否符合工艺要求；

步骤3：如果不符合，则将喷头运动到擦洗系统上侧；

步骤4：通过第二视觉检测系统将喷头定位在两个惰轮间承载的清洁布上侧；

步骤5：电机带动收卷轮转动，清洁布按步距切换到干净的部分；

步骤6：喷头做垂直运动，向下运动使喷头底部贴合清洁布，然后向上运动抬起脱离，重复动作多次；

步骤7：通过清洁布吸附液滴的方法清洁处理掉较易处理部分，处理完后，将喷头再一次转移到第一视觉检测系统上面，检测底部还有无液体堆积；

步骤8：如果存在，清洁布旋转切换到新的干净部分；

步骤9：同时再一次将喷头转移到清洁布上侧并定位，使喷头底部贴合清洁布；

步骤10：清洁布运动，通过轻微摩擦的方法处理掉液体堆积中不易吸附处理的部分；

步骤11：处理后，喷头再一次移动到第一视觉检测系统上面，检测清洁效果是否符合工艺要求；

步骤12：所有经检测符合工艺要求的清洁状态，喷头进行下一工艺步骤。

10.一种如权利要求5-8任一项所述的用于喷墨印刷的喷头清洁装置的清洁方法，其特征在于：

所述负压抽吸系统通过真空发生器在吸嘴和喷孔间产生负压，对喷头底面和喷孔进行清洁，包括如下步骤：

步骤1：采用负压抽吸系统时，在第一电磁阀控制下，顶升气缸上升，将吸嘴伸出至设计高度；

步骤2：运动轴将喷头带到第一视觉检测系统上侧；

步骤3：检测喷头底面清洁状态以及喷孔堵塞情况进行检测判断，是否符合工艺要求；

步骤4：如果不符合，则标定堵塞的喷孔的序号或位置以及底面需要清洁区域的位置；

步骤5：经检测后，运动轴带动喷头运动到吸嘴上面；

步骤6：通过第二视觉检测系统，将经过第一视觉检测系统标定的需要清洁的喷头底面区域或堵塞的喷孔与吸嘴对齐；

步骤7：第三电磁阀动作，排液管路关闭；

步骤8：真空发生器在第二电磁阀的控制下，在吸嘴和需要清洁的喷头底面区域或堵塞的喷孔间产生负压，进行清洁；

步骤9：清洁后，喷头运动到第一视觉检测系统上侧，检测清洁效果是否达到工艺要求；如果否，则返回步骤4；

步骤10：如果是，则执行则运动轴带动第二视觉检测系统至吸嘴上方，检测并判断吸嘴的污染状态；同时，抽吸后产生的废液杂质混合空气进入到过滤装置中，经过滤，第三电磁阀打开，将废液排放到废液瓶中储存；

步骤11：若吸嘴已污染且不符合工艺需求，则对吸嘴进行清洁或更换；

步骤12：第一电磁阀动作，顶升气缸复位；

步骤13：检测符合工艺要求以及喷头清洁动作完成后，进入下一步工艺步骤流程。

Images