CN112339431B - 一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷墨印刷相关技术领域，并具体公开了一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统及应用，其包括正压生成及调节单元、负压生成及调节单元、墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元，所述正压生成及调节单元和负压生成及调节单元分别与所述墨路及喷头单元相连，用于为墨路及喷头单元提供正压气体和负压气体，所述气路及墨路控制单元分别与所述正压生成及调节单元、负压生成及调节单元和墨路及喷头单元相连，用于协调控制这三个单元，以通过正负压气体的控制实现高精度的喷墨印刷。本发明可实现墨路中墨水或溶液的供墨压墨、喷射打印、低频喷射、喷头清洗、墨水回收等功能，具有结构紧凑、压力稳定、便于操控、精度和自动化程度高等优点。

Description

一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统及应用

技术领域

本发明属于喷墨印刷相关技术领域，更具体地，涉及一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统及应用。

背景技术

喷墨打印技术在信息、能源、医疗、国防、消费电子产品等制造领域具有广泛的应用前景。同时柔性电子由于其良好的可弯曲、拉伸能力，也正在得到快速的应用。柔性电子与印刷显示结合的柔性电子制造工艺也正在获得更多的关注。随着网络、移动电话、计算机和各种智能终端等电子产品的进一步发展，可折叠柔性屏显示技术、可穿戴柔性设备应用处于蓬勃发展中，喷墨打印技术也因此得到更多的关注和应用。

喷墨打印技术及装备中，喷头的墨路控制系统是喷头进行喷墨印刷的关键技术。在喷墨打印过程中，如果墨路控制精度不高或者不稳定，打印图案的打印质量会造成滴墨、墨滴不均匀、漏打印等缺陷，甚至会造成喷头堵塞和损坏的严重后果，因此开发喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统十分重要。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统及应用，其通过对关键组件如正压生成及调节单元、负压生成及调节单元、墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元的设计，可实现墨路中墨水或溶液的供墨压墨、喷射打印、低频喷射、喷头清洗、墨水回收等功能，具有结构紧凑、压力稳定、便于操控、精度和自动化程度高等特点，因而适用于高精度实验室科研场合以及对墨水和溶液成本比较敏感的工业化批量生产的喷墨打印，尤其适用于柔性电子制造中。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统，其包括正压生成及调节单元、负压生成及调节单元、墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元，所述正压生成及调节单元和负压生成及调节单元分别与所述墨路及喷头单元相连，用于为墨路及喷头单元提供正压气体和负压气体，所述气路及墨路控制单元分别与所述正压生成及调节单元、负压生成及调节单元和墨路及喷头单元相连，用于协调控制这三个单元，以通过正负压气体的控制实现高精度的喷墨印刷。

作为进一步优选的，所述正压生成及调节单元包括依次相连的进气口一、正压泵、第一单向阀、伺服比例阀、第一储气瓶、正压传感器、第一调速阀第一流量表、第一电磁阀和正压出气口；所述正压传感器用于测量第一储气瓶输出的正压压缩气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元，该气路及墨路控制单元将测得的压力值与预设的气压值进行对比，然后将对比结果传递给所述伺服比例阀以实时调节气压至设定值；所述第一调速阀和第一流量表分别用于调节正压压缩气体的流动速度及监控正压压缩气体的流量，所述第一电磁阀用于控制正压压缩气体输出的开启和关闭；该正压生成及调节单元工作时，所述正压泵、第一单向阀和第一电磁阀打开，外部气体经所述进气口一进入正压泵，然后以正压压缩气体的形式从正压泵输出，并经所述第一单向阀和伺服比例阀输送至第一储气瓶中，正压压缩气体再从第一储气瓶中输出，并依次经所述第一调速阀、第一电磁阀和正压出气口输出至所述墨路及喷头单元中，以为其提供所需的正压；该正压生成及调节单元停止工作时，所述正压泵、第一单向阀和第一电磁阀关闭，第一储气瓶处于保压状态。

作为进一步优选的，所述进气口一与正压泵之间还设置有第一过滤器和第一油水分离器，所述正压泵与第一单向阀之间还设置有第一空气干燥器，该第一过滤器、第一油水分离器和第一空气干燥器分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的正压压缩气体洁净无杂质。

作为进一步优选的，所述负压生成及调节单元包括依次相连的进气口二、负压生成器、第二单向阀、负压调压阀、第二储气瓶、负压传感器、第二调速阀、第二流量表、第二电磁阀和负压出气口；所述负压传感器用于测量第二储气瓶输出的负压气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元，该气路及墨路控制单元将测得的压力值与预设的气压值进行对比，然后将对比结果传递给所述负压调压阀以实时调节气压至设定值；所述第二调速阀和第二流量表分别用于调节负压气体的流动速度及监控负压气体的流量，所述第二电磁阀用于控制负压气体输出的开启和关闭；该负压生成及调节单元工作时，所述负压生成器、第二单向阀和第二电磁阀打开，并在所述第二储气瓶中建立真空环境，外部气体经所述进气口二进入负压生成器，然后以负压的形式从负压生成器输出，并经所述第二单向阀和负压调压阀输送至第二储气瓶中，负压气体再从第二储气瓶中输出，并依次经所述第二调速阀、第二电磁阀和负压出气口输出至所述墨路及喷头单元中，以为其提供所需的负压；该负压生成及调节单元停止工作时，所述负压生成器、第二单向阀和第二电磁阀关闭，第二储气瓶处于负压保压状态。

作为进一步优选的，所述进气口二与负压生成器之间还设置有第二过滤器和第二油水分离器，所述负压生成器与第二单向阀之间还设置有第二空气干燥器，该第二过滤器、第二油水分离器和第二空气干燥器分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的负压气体洁净无杂质。

作为进一步优选的，所述墨路及喷头单元包括彼此相连的墨盒和喷头单元，所述墨盒通过第三电磁阀连接有气体接口，该气体接口与所述正压生成及调节单元和负压生成及调节单元相连，所述墨盒与喷头单元之间还设置有测量及处理单元和回收单元，其中所述测量及处理单元用于实现墨水或溶液的液位测量、压力测量、流量测量、清洁及加热处理，所述回收单元用于实现多余墨水或溶液的回收利用。

作为进一步优选的，所述墨盒包括储墨腔体一和储墨腔体二，所述储墨腔体一与储墨腔体二由孔相连，且在连接孔处设置有第六电磁阀，所述储墨腔体一在第六电磁阀打开时对储墨腔体二供墨；所述喷头单元包括单个或多个喷头。

作为进一步优选的，所述测量及处理单元包括依次相连的液位传感器、液压传感器、第三过滤器、气泡消除器、第三流量表和加热器，分别用于实现墨水或溶液的液位测量、压力测量、过滤、气泡消除、流量测量和加热；所述回收单元包括第一回收支路和第二回收支路，其中第一回收支路包括彼此相连的回收泵和第五电磁阀，所述回收泵与所述墨盒相连，所述第五电磁阀与所述喷头单元相连，所述第二回收支路包括彼此相连的第四电磁阀和废墨储存盒，所述第四电磁阀与所述喷头单元相连。

作为进一步优选的，该系统可实现喷墨打印、供墨压墨、低频喷射、喷头清洗、墨水回收功能。

作为进一步优选的，实现喷墨打印、低频喷射功能时，负压生成及调节单元工作，第二电磁阀、第三电磁阀打开；第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭；空气由进气口二进入负压生成及调节单元内，经处理后由负压生成器产生负压，并接入第二储气瓶，然后依次通过第二电磁阀、负压出气口、气体接口和第三电磁阀进入墨盒的储墨腔体二内；喷头单元喷墨功能打开时，完成墨水或溶液的喷墨打印；喷头单元低频喷射功能打开时，完成墨水或溶液的低频喷射；

实现供墨功能时，负压生成及调节单元工作，第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀打开；第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和喷头单元关闭；空气由进气口二进入负压生成及调节单元内，经处理后由负压生成器产生负压，并接入第二储气瓶，然后依次通过第二电磁阀、负压出气口、气体接口和第三电磁阀进入墨盒的储墨腔体二内，将墨水或溶液由储墨腔体一经第六电磁阀吸入储墨腔体二中，实现储墨腔体二的供墨；

实现压墨功能时，正压生成及调节单元工作，第一电磁阀、第三电磁阀打开；第二电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀和喷头单元关闭；空气由进气口一进入正压生成及调节单元内，经处理后由正压泵产生正压，并接入第一储气瓶，然后依次通过第一电磁阀、正压出气口、气体接口、第三电磁阀进入墨盒的储墨腔体二内，将墨水或溶液由储墨腔体一压入喷头单元内；

实现喷头清洗功能时，正压生成及调节单元工作，第一电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀打开；第二电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭；空气由进气口一进入正压生成及调节单元内，经处理后由正压泵产生正压，并接入第一储气瓶，然后依次通过第一电磁阀、正压出气口、气体接口和第三电磁阀进入墨盒的储墨腔体二内，将喷头单元内的墨水或溶液经第四电磁阀压出，排至废墨储存盒内；

实现墨水回收功能时，正压生成及调节单元工作，第一电磁阀、第三电磁阀和第五电磁阀打开，第二电磁阀、第四电磁阀和第六电磁阀关闭；空气由进气口一进入正压生成及调节单元内，经处理后由正压泵产生正压，并接入第一储气瓶，然后依次通过第一电磁阀、正压出气口、气体接口和第三电磁阀进入墨盒的储墨腔体二内，将喷头单元内的墨水或溶液经过第五电磁阀由回收泵泵入储墨腔体一内实现回收。

按照本发明的另一个方面，提出了所述喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统在柔性电子制造中的应用，以提高柔性电子印刷的精度及质量，便于柔性电子产品的高精度制备，扩大柔性电子制品的应用范围。

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，主要具备以下的技术优点：

1.本发明通过正压生成及调节单元、负压生成及调节单元、墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元的设计及各单元间的相互协同配合，可实现墨路中墨水或溶液的喷墨打印、供墨压墨、低频喷射、喷头清洗、墨水回收等功能，具有结构紧凑、压力稳定、性能可靠、节省墨水、功能完备、便于操控、精度和自动化程度高等优点。

2.本发明通过对正压生成及调节单元结构的设计，可使得本发明的系统产生正压并保持其压力稳定，同时通过其与墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元间的配合，可将所需的正压输送至墨路及喷头单元中，以实现不同的功能，例如实现压墨、喷头清洗、墨水回收等功能。

3.本发明通过对负压生成及调节单元结构的设计，可使得本发明的系统产生负压并保持其压力稳定，同时通过其与墨路及喷头单元和气路及墨路控制单元间的配合，可将所需的负压输送至墨路及喷头单元中，以实现不同的功能，例如实现喷墨打印、供墨、低频喷射等功能。

4.本发明通过压力传感器、流量表的设置，可对气路和墨路中的气体压力和流量等参数进行监测和调节，对其泄漏状态进行监测并报警，通过过滤器、油水分离器、干燥器的设置，可对气路和墨路中的气体进行清洁处理，保证所产生的气体洁净无杂质。

5.本发明通过设计临近布置的两个储墨腔体，可有效减少墨水或溶液的损耗和气路压降，对节省墨水、提升喷墨打印质量具有很大的好处；本发明中的喷头单元设计为包括单个喷头或多个喷头，以此通过本发明可以实现单个喷头或者多个喷头单独控制的喷墨打印。

6.本发明的墨路及喷头单元中通过设计测量及处理单元和回收单元，可实现墨水或溶液的液位测量、压力测量、流量测量、清洁及加热处理以及多余墨水或溶液的回收利用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统中各单元间的组合关系图；

图3是本发明实施例提供的正压生成及调节单元的结构框图；

图4是本发明实施例提供的负压生成及调节单元的结构框图；

图5是本发明实施例提供的墨路及喷头单元的结构框图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

100-正压生成及调节单元，200-负压生成及调节单元，300-墨路及喷头单元，400-气路及墨路控制单元，101-进气口一，102-第一过滤器，103-第一油水分离器，104-正压泵，105-第一空气干燥器，106-第一单向阀，107-伺服比例阀，108-第一储气瓶，109-正压传感器，110-第一调速阀，111-第一流量表，112-第一电磁阀，113-正压出气口；201-进气口二，202-第二过滤器，203-第二油水分离器，204-负压生成器，205-第二空气干燥器，206-第二单向阀，207-负压调压阀，208-第二储气瓶，209-负压传感器，210-第二调速阀，211-第二流量表，212-第二电磁阀，213-负压出气口；301-墨盒，302-气体接口，303-和第三电磁阀，304-液位传感器，305-液压传感器，306-第三过滤器，307-气泡消除器，308-第三流量表，309-加热器，310-喷头单元，311-回收泵，312-第五电磁阀，313-第四电磁阀，314-废墨储存盒，3011-储墨腔体一，3012-第六电磁阀，3013-储墨腔体二。

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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统，其包括正压生成及调节单元100、负压生成及调节单元200、墨路及喷头单元300和气路及墨路控制单元400，其中，正压生成及调节单元100和负压生成及调节单元200分别与墨路及喷头单元300相连，用于为墨路及喷头单元300提供正压气体和负压气体，气路及墨路控制单元400分别与正压生成及调节单元100、负压生成及调节单元200和墨路及喷头单元300相连，用于协调控制这三个单元，以通过正负压气体的控制实现多功能的高精度的喷墨印刷。具体的，各单元之间通过管路连接，并在气路及墨路控制单元400的指令下工作，通过气路正负压力的建立和开闭，墨路及喷头单元中的喷头实现墨路中墨水或溶液的喷墨打印。

参见图2和图3，正压生成及调节单元100用于产生正压气体，并保持正压压力在喷墨打印所需的精度范围内，其包括依次相连的进气口一101、正压泵104、第一单向阀106、伺服比例阀107、第一储气瓶108、正压传感器109、第一调速阀110、第一流量表111、第一电磁阀112和正压出气口113。其中，伺服比例阀107、正压传感器109、第一调速阀110、第一流量表111、第一电磁阀112均为气压用零部件。

具体的，正压传感器109用于测量第一储气瓶108输出的正压压缩气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元400，该气路及墨路控制单元400将测得的压力值与预设的正压气压值进行对比，然后将对比结果传递给伺服比例阀107以通过伺服比例阀实时调节气压至设定值；第一调速阀110用于调节正压压缩气体的流动速度，使其流动速度保持在合理范围内。

进一步的，正压泵104作为正压源输出正压压缩气体，当正压泵104开始工作时，第一单向阀106打开并向第一储气瓶108内充正压压缩空气；当正压泵104停止工作时，第一储气瓶108内的正压压缩空气使得第一单向阀106关闭，第一储气瓶108处于保压状态。第一流量表111用于测量并监控正压压缩气体的流量，当流量出现较大波动，或者墨路及喷头单元300未工作时也能测出正压压缩气体消耗，则说明正压生成及调节单元100存在泄漏，需要检查和修复。第一电磁阀112接在正压出气口113侧，用于控制正压压缩气体输出的开启和关闭。

正压生成及调节单元100工作时，正压泵104开始工作，第一单向阀106和第一电磁阀112打开，外部气体经进气口一101进入正压泵104，然后以正压压缩气体的形式从正压泵104输出，并经第一单向阀106和伺服比例阀107输送至第一储气瓶108中，正压压缩气体再从第一储气瓶108中输出，并依次经第一调速阀110、第一电磁阀112和正压出气口113输出至墨路及喷头单元300中，以为墨路及喷头单元300提供所需的正压气体；正压生成及调节单元100停止工作时，正压泵104停止工作，第一单向阀106和第一电磁阀112关闭，第一储气瓶108处于保压状态。

为了保证气体的洁净度，进而保证印刷质量，在进气口一101与正压泵104之间还设置有第一过滤器102和第一油水分离器103，正压泵104与第一单向阀106之间还设置有第一空气干燥器105，该第一过滤器102、第一油水分离器103和第一空气干燥器105分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的正压压缩气体洁净无杂质。

参见图2和图4，负压生成及调节单元200用于产生负压气体并保持负压压力在喷墨打印所需的精度范围内，其包括依次相连的进气口二201、负压生成器204、第二单向阀206、负压调压阀207、第二储气瓶208、负压传感器209、第二调速阀210、第二流量表211、第二电磁阀212和负压出气口213，其中，负压调压阀207、负压传感器209、第二调速阀210、第二流量表211、第二电磁阀212均为气压用零部件。

具体的，负压生成器204作为负压源产生负压，其可以是真空泵、或者真空发生器。当负压生成器204开始工作时，第二单向阀206打开并在第二储气瓶208内建立真空；当负压生成器204停止工作时，进气口二201处的空气压力更高，使得第二单向阀206关闭，第二储气瓶208处于负压保压状态。

进一步的，负压传感器209用于测量第二储气瓶208输出的负压气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元400，该气路及墨路控制单元400将测得的压力值与预设的气压值进行对比，然后将对比结果传递给负压调压阀207以通过负压调压阀实时调节气压至设定值；第二调速阀210用于调节负压气体的流动速度，使其流动速度保持在合理范围内，第二流量表211用于测量并监控负压气体的流量，当流量出现较大波动，或者墨路及喷头单元300未工作时也能测出负压气体流动，则说明负压生成及调节单元200存在泄漏，需要检查和修复。第二电磁阀212接在负压出气口213侧，用于控制负压气体输出的开启和关闭。

负压生成及调节单元200工作时，负压生成器204、第二单向阀206和第二电磁阀212打开，并在第二储气瓶208中建立真空环境，外部气体经进气口二201进入负压生成器204，然后以负压的形式从负压生成器204输出，并经第二单向阀206和负压调压阀207输送至第二储气瓶208中，负压气体再从第二储气瓶208中输出，并依次经第二调速阀210、第二电磁阀212和负压出气口213输出至墨路及喷头单元300中，以为墨路及喷头单元300提供所需的负压气体；负压生成及调节单元200停止工作时，负压生成器204、第二单向阀206和第二电磁阀212关闭，第二储气瓶208处于负压保压状态。

为了保证气体的洁净度，进而保证印刷质量，在进气口二201与负压生成器204之间还设置有第二过滤器202和第二油水分离器203，负压生成器204与第二单向阀206之间还设置有第二空气干燥器205，该第二过滤器202、第二油水分离器203和第二空气干燥器205分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的负压气体洁净无杂质。

参见图2和图5，墨路及喷头单元300包括彼此相连的墨盒301和喷头单元310，墨盒301通过第三电磁阀303连接有气体接口302，该气体接口302与正压生成及调节单元100和负压生成及调节单元200相连，具体与正压生成及调节单元100中的正压出气口113相连，与负压生成及调节单元200中的负压出气口213相连。墨盒301与喷头单元310之间还设置有测量及处理单元和回收单元，其中测量及处理单元用于实现墨水或溶液的液位、压力和流量的测量以及清洁和加热处理，回收单元用于实现多余墨水或溶液的回收利用。

参见图5，墨盒301包括储墨腔体一3011和储墨腔体二3013，储墨腔体一3011与储墨腔体二3013由孔相连，且在连接孔处设置有第六电磁阀3012，储墨腔体一3011在第六电磁阀3012打开时对储墨腔体二3013供墨，储墨腔体二3013与第三电磁阀303相连。两个储墨腔体临近设置，可有效减少墨水或溶液损耗和气路压降，对节省墨水、提升喷墨打印质量具有很大的好处。喷头单元310可以包括单个或多个喷头，通过本发明，可以实现对单个喷头或者多个喷头进行单独控制的喷墨打印。

继续参见图5，测量及处理单元包括依次相连的液位传感器304、液压传感器305、第三过滤器306、气泡消除器307、第三流量表308和加热器309，分别用于实现墨水或溶液的液位测量、压力测量、过滤、气泡消除、流量测量和加热。其中，第三过滤器306、气泡消除器307、第三流量表308均为液压用零部件。液位传感器304与储墨腔体一3011相连，用于实现储墨腔体一3011内墨水或溶液的液位测量，当液位低于设定下限时，液位传感器304低位信号被触发，提示系统需进行供墨操作，此时系统进入供墨工况，当供墨液位高于设定上限时，液位传感器304高位信号被触发，提示供墨操作停止，此时系统停止供墨工况；液压传感器305用于实现墨水或溶液的压力测量，当液压大于设定上限时，提示系统检查正压生成及调节单元100压力设置是否过大，或者喷头单元310被堵塞需要清理；第三过滤器306用于对墨水或溶液进行过滤，以滤除其内的颗粒杂质、胶体杂质，避免造成墨滴不均匀的缺陷，防止喷头单元310被堵塞或损坏；气泡消除器307用于消除墨水或溶液中的气泡，以免造成漏打印、墨滴不均匀等打印缺陷；第三流量表308用于测量并监控墨水或溶液的流量，当流量出现较大波动，或者墨路及喷头单元300未工作时也能测出第三流量表308有墨水流动，则提示墨路及喷头单元300存在泄漏，需要检查和修复；加热器309用于将墨水或溶液加热到预定设置温度，以保证墨水或溶液有较好的流动性和较高的打印质量。

具体的，回收单元包括第一回收支路和第二回收支路，其中第一回收支路包括彼此相连的回收泵311和第五电磁阀312，回收泵311与墨盒301相连，具体与墨盒301中的储墨腔体一3011相连，第五电磁阀312与喷头单元310相连；第二回收支路包括彼此相连的第四电磁阀313和废墨储存盒314，第四电磁阀313与喷头单元310相连。本发明所用墨水及溶液可能具有腐蚀性，墨路及喷头单元300中与墨水及溶液接触的元器件以及连接管优选高防腐蚀性、不易生锈的材质制成。

本发明设计的上述喷墨印刷多喷头墨路气压控制系统中的气路(包括正压生成及调节单元中正压气体的运行路径，负压生成及调节单元中负压气体的运行路径)及墨路(即墨路及喷头单元中墨水或溶液的运行路径)在气路及墨路控制单元400的指令下工作，通过气路正负压力的建立和开闭，由喷头单元实现墨路中墨水或溶液的各种预定动作，进而实现墨路中墨水或溶液的喷墨打印、供墨压墨、低频喷射、喷头清洗、墨水回收等功能。

本发明中的各个电磁阀的开关及喷头单元的开关由气路及墨路控制单元400控制，各功能实现过程中，各单元和部件的运行状态描述如下：

喷墨打印、低频喷射工况运行时，负压生成及调节单元200工作，第二电磁阀212、第三电磁阀303打开，第一电磁阀112、第四电磁阀313、第五电磁阀312和第六电磁阀3012关闭；空气由进气口二201进入负压生成及调节单元200内，经处理后由负压生成器204产生负压，并接入第二储气瓶208，然后依次通过第二电磁阀212、负压出气口213、气体接口302和第三电磁阀303进入墨盒301的储墨腔体二3013内；喷头单元310喷墨功能打开时，完成墨水或溶液的喷墨打印；喷头单元310低频喷射功能打开时，完成墨水或溶液的低频喷射。

供墨工况运行时，负压生成及调节单元200工作，第二电磁阀212、第三电磁阀303和第六电磁阀3012打开；第一电磁阀112、第四电磁阀313、第五电磁阀312和喷头单元310关闭；空气由进气口二201进入负压生成及调节单元200内，经处理后由负压生成器204产生负压，并接入第二储气瓶208，然后依次通过第二电磁阀212、负压出气口213、气体接口302和第三电磁阀303进入墨盒301的储墨腔体二3013内，将墨水或溶液由储墨腔体一3011经第六电磁阀3012吸入储墨腔体二3013中，实现储墨腔体二3013的供墨。

压墨工况运行时，正压生成及调节单元100工作，第一电磁阀112、第三电磁阀303打开；第二电磁阀212、第四电磁阀313、第五电磁阀312、第六电磁阀3012和喷头单元310关闭；空气由进气口一101进入正压生成及调节单元100内，经处理后由正压泵104产生正压，并接入第一储气瓶108，然后依次通过第一电磁阀112、正压出气口113、气体接口302、第三电磁阀303进入墨盒301的储墨腔体二3013内，将墨水或溶液由储墨腔体一3011压入喷头单元310内。

喷头清洗工况运行时，正压生成及调节单元100工作，第一电磁阀112、第三电磁阀303和第四电磁阀313打开，第二电磁阀212、第五电磁阀312和第六电磁阀3012关闭；空气由进气口一101进入正压生成及调节单元100内，经处理后由正压泵104产生正压，并接入第一储气瓶108，然后依次通过第一电磁阀112、正压出气口113、气体接口302和第三电磁阀303进入墨盒301的储墨腔体二3013内，将喷头单元310内的墨水或溶液经第四电磁阀313压出，排至废墨储存盒314内。

墨水回收工况运行时，正压生成及调节单元100工作，第一电磁阀112、第三电磁阀303和第五电磁阀312打开，第二电磁阀212、第四电磁阀313和第六电磁阀3012关闭；空气由进气口一101进入正压生成及调节单元100内，经处理后由正压泵104产生正压，并接入第一储气瓶108，然后依次通过第一电磁阀112、正压出气口113、气体接口302和第三电磁阀303进入墨盒301的储墨腔体二3013内，将喷头单元310内的墨水或溶液经过第五电磁阀312由回收泵311泵入储墨腔体一3011内实现回收。

总之，本发明的系统可以产生正压并保持其压力稳定、产生负压并保持其压力稳定、可以对气路和墨路系统的压力和流量等参数进行监测和调节，对其泄漏状态进行监测并报警、并可以实现墨路中墨水或溶液的供墨压墨、喷射打印、低频喷射、喷头清洗、墨水回收等功能，具有结构紧凑、压力稳定、性能可靠、节省墨水、功能完备的特点，同时具备便于操控、精度和自动化程度高等特点，因而适用于高精度实验室科研场合、以及对墨水和溶液成本比较敏感的工业化批量生产的喷墨打印。本发明可提供压力稳定的正压和负压，可大大提高墨路的控制精度和稳定性，保证打印质量，且不会造成滴墨、墨滴不均匀、漏打印等缺陷，更不会造成喷头堵塞和损坏的严重后果，尤其适用于柔性电子制造中，例如折叠柔性屏、可穿戴柔性设备的制造中。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统，其特征在于，包括正压生成及调节单元(100)、负压生成及调节单元(200)、墨路及喷头单元(300)和气路及墨路控制单元(400)，所述正压生成及调节单元(100)和负压生成及调节单元(200)分别与所述墨路及喷头单元(300)相连，用于为墨路及喷头单元(300)提供正压气体和负压气体，所述气路及墨路控制单元(400)分别与所述正压生成及调节单元(100)、负压生成及调节单元(200)和墨路及喷头单元(300)相连，用于协调控制这三个单元，实现喷墨打印、低频喷射、供墨、压墨、喷头清洗和墨水回收功能；

所述正压生成及调节单元(100)包括依次相连的进气口一(101)、正压泵(104)、第一单向阀(106)、伺服比例阀(107)、第一储气瓶(108)、正压传感器(109)、第一调速阀(110)、第一流量表(111)、第一电磁阀(112)和正压出气口(113)；所述正压传感器(109)用于测量第一储气瓶(108)输出的正压压缩气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元(400)，该气路及墨路控制单元(400)将测得的压力值与预设的气压值进行对比，然后将对比结果传递给所述伺服比例阀(107)以实时调节气压至设定值；所述第一调速阀(110)和第一流量表(111)分别用于调节正压压缩气体的流动速度及监控正压压缩气体的流量，所述第一电磁阀(112)用于控制正压压缩气体输出的开启和关闭；该正压生成及调节单元(100)工作时，所述正压泵(104)、第一单向阀(106)和第一电磁阀(112)打开，外部气体经所述进气口一(101)进入正压泵(104)，然后以正压压缩气体的形式从正压泵(104)输出，并经所述第一单向阀(106)和伺服比例阀(107)输送至第一储气瓶(108)中，正压压缩气体再从第一储气瓶(108)中输出，并依次经所述第一调速阀(110)、第一电磁阀(112)和正压出气口(113)输出至所述墨路及喷头单元(300)中，以为其提供所需的正压；该正压生成及调节单元(100)停止工作时，所述正压泵(104)、第一单向阀(106)和第一电磁阀(112)关闭，第一储气瓶(108)处于保压状态；

所述负压生成及调节单元(200)包括依次相连的进气口二(201)、负压生成器(204)、第二单向阀(206)、负压调压阀(207)、第二储气瓶(208)、负压传感器(209)、第二调速阀(210)、第二流量表(211)、第二电磁阀(212)和负压出气口(213)；所述负压传感器(209)用于测量第二储气瓶(208)输出的负压气体的压力，并将测得的压力值反馈给气路及墨路控制单元(400)，该气路及墨路控制单元(400)将测得的压力值与预设的气压值进行对比，然后将对比结果传递给所述负压调压阀(207)以实时调节气压至设定值；所述第二调速阀(210)和第二流量表(211)分别用于调节负压气体的流动速度及监控负压气体的流量，所述第二电磁阀(212)用于控制负压气体输出的开启和关闭；该负压生成及调节单元(200)工作时，所述负压生成器(204)、第二单向阀(206)和第二电磁阀(212)打开，并在所述第二储气瓶(208)中建立真空环境，外部气体经所述进气口二(201)进入负压生成器(204)，然后以负压的形式从负压生成器(204)输出，并经所述第二单向阀(206)和负压调压阀(207)输送至第二储气瓶(208)中，负压气体再从第二储气瓶(208)中输出，并依次经所述第二调速阀(210)、第二电磁阀(212)和负压出气口(213)输出至所述墨路及喷头单元(300)中，以为其提供所需的负压；该负压生成及调节单元(200)停止工作时，所述负压生成器(204)、第二单向阀(206)和第二电磁阀(212)关闭，第二储气瓶(208)处于负压保压状态；

所述墨路及喷头单元(300)包括彼此相连的墨盒(301)和喷头单元(310)，所述墨盒(301)通过第三电磁阀(303)连接有气体接口(302)，该气体接口(302)与所述正压生成及调节单元(100)和负压生成及调节单元(200)相连，所述墨盒(301)与喷头单元(310)之间还设置有测量及处理单元和回收单元；所述墨盒(301)包括储墨腔体一(3011)和储墨腔体二(3013)，所述储墨腔体一(3011)与储墨腔体二(3013)由孔相连，且在连接孔处设置有第六电磁阀(3012)，所述储墨腔体一(3011)在第六电磁阀(3012)打开时对储墨腔体二(3013)供墨；所述回收单元包括第一回收支路和第二回收支路，其中第一回收支路包括彼此相连的回收泵(311)和第五电磁阀(312)，所述回收泵(311)与所述墨盒(301)相连，所述第五电磁阀(312)与所述喷头单元(310)相连，所述第二回收支路包括彼此相连的第四电磁阀(313)和废墨储存盒(314)，所述第四电磁阀(313)与所述喷头单元(310)相连；

所述系统实现喷墨打印、低频喷射功能时，负压生成及调节单元(200)工作，第二电磁阀(212)、第三电磁阀(303)打开；第一电磁阀(112)、第四电磁阀(313)、第五电磁阀(312)和第六电磁阀(3012)关闭；空气由进气口二(201)进入负压生成及调节单元(200)内，经处理后由负压生成器(204)产生负压，并接入第二储气瓶(208)，然后依次通过第二电磁阀(212)、负压出气口(213)、气体接口(302)和第三电磁阀(303)进入墨盒(301)的储墨腔体二(3013)内；喷头单元(310)喷墨功能打开时，完成墨水或溶液的喷墨打印；喷头单元(310)低频喷射功能打开时，完成墨水或溶液的低频喷射；

实现供墨功能时，负压生成及调节单元(200)工作，第二电磁阀(212)、第三电磁阀(303)和第六电磁阀(3012)打开；第一电磁阀(112)、第四电磁阀(313)、第五电磁阀(312)和喷头单元(310)关闭；空气由进气口二(201)进入负压生成及调节单元(200)内，经处理后由负压生成器(204)产生负压，并接入第二储气瓶(208)，然后依次通过第二电磁阀(212)、负压出气口(213)、气体接口(302)和第三电磁阀(303)进入墨盒(301)的储墨腔体二(3013)内，将墨水或溶液由储墨腔体一(3011)经第六电磁阀(3012)吸入储墨腔体二(3013)中，实现储墨腔体二(3013)的供墨；

实现压墨功能时，正压生成及调节单元(100)工作，第一电磁阀(112)、第三电磁阀(303)打开；第二电磁阀(212)、第四电磁阀(313)、第五电磁阀(312)、第六电磁阀(3012)和喷头单元(310)关闭；空气由进气口一(101)进入正压生成及调节单元(100)内，经处理后由正压泵(104)产生正压，并接入第一储气瓶(108)，然后依次通过第一电磁阀(112)、正压出气口(113)、气体接口(302)、第三电磁阀(303)进入墨盒(301)的储墨腔体二(3013)内，将墨水或溶液由储墨腔体一(3011)压入喷头单元(310)内；

实现喷头清洗功能时，正压生成及调节单元(100)工作，第一电磁阀(112)、第三电磁阀(303)和第四电磁阀(313)打开；第二电磁阀(212)、第五电磁阀(312)和第六电磁阀(3012)关闭；空气由进气口一(101)进入正压生成及调节单元(100)内，经处理后由正压泵(104)产生正压，并接入第一储气瓶(108)，然后依次通过第一电磁阀(112)、正压出气口(113)、气体接口(302)和第三电磁阀(303)进入墨盒(301)的储墨腔体二(3013)内，将喷头单元(310)内的墨水或溶液经第四电磁阀(313)压出，排至废墨储存盒(314)内；

实现墨水回收功能时，正压生成及调节单元(100)工作，第一电磁阀(112)、第三电磁阀(303)和第五电磁阀(312)打开，第二电磁阀(212)、第四电磁阀(313)和第六电磁阀(3012)关闭；空气由进气口一(101)进入正压生成及调节单元(100)内，经处理后由正压泵(104)产生正压，并接入第一储气瓶(108)，然后依次通过第一电磁阀(112)、正压出气口(113)、气体接口(302)和第三电磁阀(303)进入墨盒(301)的储墨腔体二(3013)内，将喷头单元(310)内的墨水或溶液经过第五电磁阀(312)由回收泵(311)泵入储墨腔体一(3011)内实现回收。

2.如权利要求1所述的用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统，其特征在于，所述进气口一(101)与正压泵(104)之间还设置有第一过滤器(102)和第一油水分离器(103)，所述正压泵(104)与第一单向阀(106)之间还设置有第一空气干燥器(105)，该第一过滤器(102)、第一油水分离器(103)和第一空气干燥器(105)分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的正压压缩气体洁净无杂质。

3.如权利要求1所述的用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统，其特征在于，所述进气口二(201)与负压生成器(204)之间还设置有第二过滤器(202)和第二油水分离器(203)，所述负压生成器(204)与第二单向阀(206)之间还设置有第二空气干燥器(205)，该第二过滤器(202)、第二油水分离器(203)和第二空气干燥器(205)分别用于去除气体中的灰尘、油污和水分，保证所产生的负压气体洁净无杂质。

4.如权利要求1所述的用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统，其特征在于，所述喷头单元(310)包括单个或多个喷头。

5.如权利要求1所述的用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统，其特征在于，所述测量及处理单元包括依次相连的液位传感器(304)、液压传感器(305)、第三过滤器(306)、气泡消除器(307)、第三流量表(308)和加热器(309)，分别用于实现墨水或溶液的液位测量、压力测量、过滤、气泡消除、流量测量和加热。

6.如权利要求1-5任一项所述的用于柔性电子喷墨印刷的多喷头墨路气压控制系统在柔性电子制造中的应用。

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