翁　益（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心,江蘇　蘇州215000）

噴墨打印機(jī)噴嘴維護(hù)技術(shù)概述

翁益
（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心,江蘇蘇州215000）

本文通過專利文獻(xiàn)對(duì)噴嘴維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了全面分析。

噴墨打印機(jī)；噴嘴；維護(hù)；擦拭；蓋

1　前言

噴墨打印領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，在這種打印機(jī)中，由于漏出噴嘴的墨水的表面暴露在大氣中，因此溶劑蒸發(fā)，墨水變得更粘、或者由于混入壓力室等的氣泡的緣故，使壓力變化被吸收，因此，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不噴墨、或噴射的墨水的噴射方向彎曲等的噴射故障。因此，為了防止上述噴射故障并良好地維持噴墨，已經(jīng)提出了多種關(guān)于維護(hù)處理的技術(shù)方案。

2　噴嘴維護(hù)技術(shù)分析

2.1擦拭

2.1.1固體擦拭

采用被稱為擦拭器的裝置來去除在噴嘴表面的附著物質(zhì)或噴嘴中粘稠墨水。該裝置以通過由彈性材料例如橡膠制成的擦拭構(gòu)件擦拭記錄頭的噴嘴表面。

最近，為了改善所記錄的材料的記錄密度、耐水性、耐光性等，采用了顏料基墨水，。因此，與染料基墨水的干燥粘性物質(zhì)相比，通過使位于噴射表面上的墨水中的水分蒸發(fā)并且干燥而形成的顏料墨水的干燥物質(zhì)更嚴(yán)重?fù)p壞噴射表面。另外，用來使顏料分散在溶劑中的高分子化合物容易吸附在噴射表面上。

為了解決這些問題，在日本特開No.10-138503和日本特開No.2000-203037中，披露了通過將非揮發(fā)性溶劑的噴墨頭用液體施加在噴射表面上以降低擦拭器的磨損并且在擦拭記錄頭中溶解積累在記錄頭上的墨水殘余物來去除積累物質(zhì)的技術(shù)。而且，通過在記錄頭上形成噴墨頭用液體薄膜來防止雜質(zhì)附著在記錄頭上，并且通過這些來改善擦拭方便性。

2.1.2真空擦拭

一種用于刮拭且無接觸孔板的傳統(tǒng)技術(shù)為真空刮拭，其具有一真空頭移動(dòng)在所述孔板兩端。所述真空頭不接觸孔板，但靠近至足以產(chǎn)生真空，或稱吸入，以清除所述孔板上的去除液體。

2.1.3掩膜

刮拭的另一個(gè)挑戰(zhàn)是掩模，又稱冷卻掩模，掩模圍繞所述打印頭，對(duì)所述打印頭提供保護(hù)及作為絕緣屏蔽，在打印頭及基板之間進(jìn)行最小的熱交換，保護(hù)打印頭，在介質(zhì)(基板)產(chǎn)生過熱(或過冷)，以及在打印盤與物件碰撞。

2.2罩

一般在打印機(jī)內(nèi)都裝有“維護(hù)站機(jī)構(gòu)”。打印頭可以在該站上橫向移動(dòng)，進(jìn)行噴墨頭的維護(hù)。在非工作時(shí)期，“維護(hù)站機(jī)構(gòu)”通常包括罩氣密地封閉噴墨頭，使其與外部環(huán)境隔絕，防止干燥。某些罩還設(shè)計(jì)成便于對(duì)噴墨頭抽吸，例如將其連接于泵或其它在打印頭上抽真空的機(jī)構(gòu)。在操作過程中，通過在公知為“噴吐”的方法中，經(jīng)過各噴嘴噴射許多油墨滴對(duì)打印頭中的阻塞物進(jìn)行定期清洗，使廢油墨收集在維護(hù)站機(jī)構(gòu)的容器部分中。多數(shù)“維護(hù)站機(jī)構(gòu)”帶有彈性擦拭器，在噴吐、脫罩、抽吸之后，或偶爾在打印過程中，擦拭器擦拭噴墨頭表面，以去除噴墨表面上的雜物。如美國專利US4745414、US4739340。

3　最近的噴嘴維護(hù)的研究方向是多種方法結(jié)合，揚(yáng)長避短

3.1通過內(nèi)部控制壓力實(shí)現(xiàn)彎液面來擦拭

在日本特開2008-221534號(hào)公報(bào)的打印機(jī)中，在通過加壓使噴嘴內(nèi)的墨液滲出到噴嘴形成面上后進(jìn)行擦拭，由此，使附著物溶解在墨液中從而將其除去。

不過，如專利文獻(xiàn)日本特開2001-063077號(hào)公報(bào)那樣，在擦拭時(shí)，當(dāng)從噴嘴內(nèi)吸出墨液時(shí)，通過毛細(xì)管作用從噴嘴的上游側(cè)供給墨液。但是，由于噴嘴內(nèi)的液面的背壓總是為負(fù)壓，所以，尤其在以高速進(jìn)行擦拭的情況下，來不及供給墨液，在噴嘴內(nèi)混入氣泡，或液面位置大幅度后退，存在導(dǎo)致墨點(diǎn)遺漏這樣的問題。另一方面，如在日本特開2008-221534號(hào)公報(bào)的打印機(jī)那樣，若使噴嘴內(nèi)的液面的背壓成為正壓，則在墨液從噴嘴內(nèi)被吸出的情況下，也能夠快速地進(jìn)行墨液的供給，抑制了墨點(diǎn)遺漏的發(fā)生。但是，若擦拭器與滲出到噴嘴形成面上的液面接觸，則由于背壓為正壓，墨液沿著擦拭器繼續(xù)流出，存在墨液被浪費(fèi)的問題。

最近發(fā)展的技術(shù)是在擦拭時(shí)加壓機(jī)構(gòu)對(duì)流體噴射頭內(nèi)的流體進(jìn)行加壓，所以，在擦拭器從噴嘴內(nèi)析出流體的情況下，能夠迅速向噴嘴內(nèi)供給墨液。由此，能夠抑制墨點(diǎn)遺漏的發(fā)生。而且，由加壓機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的壓力變化，是在不使液面的邊界的位置移動(dòng)且在噴嘴內(nèi)使液面的曲率變化的程度微少的范圍內(nèi)，進(jìn)行的。因此，擦拭器與液面接觸的時(shí)間是擦拭器進(jìn)入到噴嘴內(nèi)到通過該噴嘴的較短的時(shí)間，所以，不會(huì)導(dǎo)致流體繼續(xù)流出。因此，能夠抑制伴隨擦拭的流體的消耗，且能夠抑制墨點(diǎn)遺漏的發(fā)生。如CN102152638A。

3.2程序控制沖洗

如CN1290602A，發(fā)明涉及噴墨打印機(jī)和保養(yǎng)噴墨書寫裝置的打印頭噴嘴的方法。諸如打印介質(zhì)的文件特性和可選擇的打印質(zhì)量變化被用于確定打印頭保養(yǎng)。如果下一個(gè)掃描包含打印頭組件中的下一個(gè)彩色，無論在頁面還是在“維護(hù)站機(jī)構(gòu)”，下一個(gè)掃描將大于自上一個(gè)彩色墨水噴射以來的掃描數(shù)，并且上一個(gè)掃描不噴射彩色墨滴時(shí)，則開蓋保養(yǎng)噴墨、且噴嘴噴射跟蹤復(fù)位。整個(gè)保養(yǎng)涉及所有噴嘴的噴墨，因此，在保養(yǎng)噴墨時(shí)所有的計(jì)時(shí)器值隨時(shí)復(fù)位。達(dá)到或超過安全極限時(shí)，類似地啟動(dòng)開蓋保養(yǎng)噴墨。由此改善噴墨嘴堵塞的問題，并提高了硬拷貝設(shè)備的打印能力。

3.3通過微震動(dòng)

在被構(gòu)成為產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓力產(chǎn)生裝置的多個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖的液體噴射設(shè)備中，當(dāng)由于彎液面(噴嘴開口內(nèi)的墨水的自由表面)等從噴嘴開口露出而墨水變稠時(shí)，向壓力產(chǎn)生元件提供微振動(dòng)脈沖，該微振動(dòng)脈沖使噴嘴開口內(nèi)的墨水以不會(huì)從噴嘴開口排出墨水的程度振動(dòng)。

例如以日本專利文獻(xiàn)特開2007-260933號(hào)公報(bào)為代表的那樣，上述微振動(dòng)脈沖對(duì)壓力產(chǎn)生室內(nèi)的墨水或噴嘴開口內(nèi)的彎液面賦予電壓變化不同的多種振動(dòng)，通過該振動(dòng)攪拌墨水，由此抑制墨水變稠。

翁益，女，江蘇泰興人，本科學(xué)歷，研究實(shí)習(xí)員，實(shí)審審查員。