[發明專利]一種可提高印刷精度的墨水壓電控制系統及優化方法

有效

• 申請號: 202110430539.0
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113211979B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 寧洪龍;趙杰;彭俊彪;姚日暉;許偉;劉泰江;梁宏富;張觀廣;陳楠泓;李依麟
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B41J2/01
• 分類號: B41J2/01;B41J2/14;B41J2/07
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 鐘瑞敏

本發明公開了一種可提高印刷精度的墨水壓電控制系統及優化方法，系統通過上位機控制壓電驅動模塊來驅動噴頭噴射墨滴；同時，墨滴監測系統連續采集墨滴下落過程中的多幅圖像并進行圖像對比和分析，判斷是否有衛星液滴產生，并將數據結果傳輸至上位機；上位機分析數據結果后控制溫度調控系統對壓電噴頭自動調溫，并將實時溫度值反饋回上位機，從而消除衛星液滴的產生。本發明不受打印墨水種類限制，適用范圍廣，自動化程度高，無需人為干涉即可自動消除墨水溫度設定誤差、噴嘴磨損和噴嘴表面老化等產生的衛星液滴，為高質量且無雜散衛星點的超高精度圖形化噴墨印刷提供保障。

技術領域

本發明涉及印刷電子技術領域，特別是一種可提高印刷精度的墨水壓電控制系統及優化方法。

背景技術

近年來，由于科技的不斷進步以及噴墨打印技術應用成本的逐步降低，工業噴墨打印技術的應用日益廣泛，其中微壓電噴墨打印技術在工業噴墨打印領域中居于主導地位。當前壓電式噴墨打印頭在工商業中的應用已經不再局限于中高端戶外廣告噴繪，而是逐步拓展至印刷顯示器件制造領域，如有機電致發光OLED器件(特別是有機全彩顯示屏)，LCD中的彩色濾光片，有機薄膜場效應晶體管，LED封裝和可穿戴電子器件等，受到學術界和產業界越來越廣泛的關注。壓電噴墨打印技術作為一種無接觸、無壓力、無掩模的印刷技術，可以將很小的液滴(體積為皮升或者飛升)精確噴涂在所需的位置，溶劑揮發干燥固化后形成薄膜，故而容易形成分辨率極高的顯示器件。

在超高精度印刷過程中，墨滴的狀態是影響印刷質量的關鍵因素，而墨滴的狀態很大程度上受墨水性質和壓電噴頭溫度的影響。其中，噴頭溫度的高低會嚴重影響墨水粘度和表面張力的大?。簻囟冗^低，導致粘度和表面張力過大，墨滴不容易噴射出；溫度過高，導致粘度和表面張力過小，噴射過程中容易產生衛星液滴，衛星液滴的存在說明了印刷墨水粘度和表面張力未達到最佳印刷條件，這會導致基板上的墨水干燥后形成的薄膜分布不均勻，降低印刷質量。因此，壓電噴墨印刷對墨水的要求較高，可適用于印刷的墨水種類也受到嚴格的限制，在每次更換墨水印刷前，必須確定最佳的噴頭溫度。

傳統的解決辦法是在印刷前，配置粘度和表面張力符合噴頭規定范圍的墨水，再由專業的測試人員反復調試設備，直至肉眼無法在監測端觀察到衛星液滴為止，不僅耗時耗力，其檢測難度也較大。同時，若在印刷過程出現一定量的衛星液滴，將無法通過有效手段監測到并消除，最終導致印刷后的成品質量低下。因此，有必要研究能夠解決現有方法存在的問題，對壓電噴頭自動調溫以監控和消除衛星液滴的新技術。

發明內容

本發明的第一目的在于解決傳統壓電噴墨過程中衛星液滴的產生，無法做到自動消除衛星液滴的不足，提出一種可提高印刷精度的墨水壓電控制系統，可以實現衛星液滴的實時自動監測和分析，自動調節壓電噴頭溫度，直至衛星液滴消除為止，并確定出壓電噴頭最佳溫度。

本發明的第二目的在于提出一種可提高印刷精度的墨水壓電控制優化方法。

本發明的第一目的通過下述技術方案實現：一種可提高印刷精度的墨水壓電控制系統，包括上位機、墨滴噴射控制系統、墨滴監測系統和溫度調控系統，墨滴噴射控制系統包括供墨模塊、壓電驅動模塊和壓電噴頭，溫度調控系統包括主控模塊、溫度采集模塊和調溫模塊；

其中，供墨模塊和壓電驅動模塊分別連接壓電噴頭，壓電驅動模塊連接上位機，并接收上位機指令以控制壓電噴頭噴射墨滴；

墨滴監測系統連接至上位機，墨滴監測系統連續采集墨滴下落過程中的多幅圖像并發送給上位機進行圖像分析，判斷是否有衛星液滴產生；

上位機通過主控模塊連接至溫度采集模塊和調溫模塊，溫度采集模塊連續采集壓電噴頭的溫度數據，上位機通過主控模塊接收溫度數據，并根據溫度數據和圖像分析結果生成相應的控制指令，主控模塊接收上位機的控制指令并根據該控制信號控制調溫模塊的工作狀態，以對壓電噴頭自動調溫，從而消除衛星液滴的產生。