利用真空或壓力實現(xiàn)噴墨頭清潔專利技術(shù)綜述

張偉

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215011）

利用真空或壓力實現(xiàn)噴墨頭清潔專利技術(shù)綜述

張偉

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215011）

分析了利用真空或壓力清潔噴墨頭的專利技術(shù)發(fā)展趨勢，闡述了利用真空或壓力實現(xiàn)噴墨頭清潔技術(shù)的專利申請情況。

噴墨頭；清潔；抽吸泵；活塞式；管式

引言

從清潔物質(zhì)上分類，噴墨頭清潔維護方式分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)清潔，其中氣態(tài)為利用真空、壓力、抽吸等方式，液態(tài)為利用清潔流體如清潔劑，固態(tài)為利用擦拭結(jié)構(gòu)進行清潔。從清潔部件上分類，清潔方式包括蓋、擦拭、抽吸墨以及沖洗墨，而實際上在噴墨打印設(shè)備中通常使用一種或幾種以上方式來實現(xiàn)噴墨頭噴嘴清潔。

對于噴墨打印裝置，通過向噴嘴施加壓力或真空，即向內(nèi)部施加壓力或向外部施加真空，其中通過抽吸泵或抽氣管從罩蓋內(nèi)抽吸廢墨以清潔維護噴墨頭是最常用的方式。抽吸泵分活塞式抽吸泵和管式抽吸泵兩種，而無論是活塞式抽吸泵還是管式抽吸泵均向著緊湊小型化發(fā)展，且都存在提高吸墨效率降低吸墨量、防止逆流而破壞噴嘴彎液面，以及隨著打印設(shè)備中噴嘴形式的改進而針對不同噴口需要正確恢復(fù)的技術(shù)問題，所以在泵的驅(qū)動、泵的結(jié)構(gòu)、罩蓋的驅(qū)動以及罩蓋的結(jié)構(gòu)等方面都在做進一步的改進。

1 利用真空或壓力清潔噴墨頭的專利技術(shù)發(fā)展趨勢

利用真空或壓力清潔噴墨頭的技術(shù)是噴墨打印設(shè)備清潔維護噴墨頭技術(shù)的其中一個重要分支。無論是活塞式抽吸泵還是管式抽吸泵，在抽吸過程中都有可能產(chǎn)生墨水逆流、吸墨較多（即排出較多）、噴嘴彎液面破壞等技術(shù)問題，而上述技術(shù)問題促進了活塞式和管式抽吸泵所構(gòu)成的抽吸維護裝置的發(fā)展與改進，主要有以下幾個方面。

1.1 罩蓋的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動

利用真空或壓力實現(xiàn)清潔維護噴墨頭中的真空或壓力，即是向內(nèi)部施加壓力或向外部噴墨頭施加真空，都是需要改變噴墨頭內(nèi)部或外部壓力從而將墨水抽出，而為防止外部雜質(zhì)污染噴墨頭，在非工作狀態(tài)下通常采用罩帽覆蓋噴墨頭，而抽吸墨水時，罩帽起到了至關(guān)重要的作用。在早期美國專利文獻US4745414A中公開的通過壓蓋從記錄頭中加壓回收和抽吸回收，然后將壓蓋的內(nèi)部與大氣接通，將廢墨引入油墨收集區(qū)的吸收件中，在加蓋過程中，空氣隨著加壓一起被壓蓋引入到記錄頭中，但是卻無法在短時間內(nèi)使壓蓋的內(nèi)部從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)，即罩蓋的驅(qū)動裝置過于復(fù)雜。所以在驅(qū)動力系統(tǒng)上進行改進，由同一個驅(qū)動力供應(yīng)系統(tǒng)驅(qū)動，這樣減小了清潔裝置的尺寸，使其向著小型化、緊湊結(jié)構(gòu)發(fā)展。

1.2 管泵的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動

1.2.1 緊湊、小型化

管式抽吸泵是通過向前或向后的旋轉(zhuǎn)來改變管泵中的壓力從而對噴墨頭進行吸墨，日本專利文獻JP2000-141673A提供的一種打印頭維護裝置，電機在順時針方向上進行旋轉(zhuǎn)對打印頭的蓋驅(qū)動，在逆時針方向上進行旋轉(zhuǎn)對膜片泵通過圓柱凸輪驅(qū)動，但是使用管式泵作為吸墨泵情況時，當(dāng)泵齒輪向前旋轉(zhuǎn)時，滾軸展平墨管進行抽吸墨，當(dāng)泵齒輪向后旋轉(zhuǎn)時墨管未被展平，由于在抽吸墨后必須要使?jié)L軸處于解除狀態(tài)，因此在沿一個方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動情況下管式泵反而受到限制。

1.2.2 防逆流、防破壞彎液面

由于泵的吸引力保持性能降低，空氣或墨水會流回罩蓋，這樣廢墨水和空氣的混合物泄漏到罩蓋，在罩蓋中產(chǎn)生氣泡，從而污染記錄頭，而且在某些情況下還會影響噴墨頭噴嘴噴出墨水時的彎液面，從而妨礙噴墨打印設(shè)備的噴墨狀態(tài)。有提出設(shè)置一種閥在齒輪泵與罩蓋之間，采用閥體將入口與出口進行連接和分離的方式使得廢液盒中的壓降得到抑制，從而能夠防止墨水逆流及破壞噴嘴彎液面。

1.3 調(diào)節(jié)控制流量

在噴墨記錄裝置中，連接在墨水泵上的罩帽與打印頭緊貼，通過驅(qū)動墨水泵，罩帽，從打印頭的全部噴嘴進行墨水吸引，其中噴墨打印設(shè)備的噴墨頭由一組噴嘴向多組噴嘴列改進、由一個噴墨頭向多個噴墨頭改進，即向著密集化發(fā)展，所以需要對多個噴墨頭或多個噴嘴列均設(shè)置多個蓋元件，但是這種單個的罩蓋無法完整實現(xiàn)抽吸恢復(fù)，而且會使結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。日本專利文獻JPH7-251511A提供的噴墨記錄裝置具有一個能夠覆蓋各油墨輸出口的罩蓋部件和一個抽吸罩蓋部件中墨水的抽吸機構(gòu)，但由于不同的噴嘴列，其噴孔大小不同，從具有較大噴射端口開口面積總和的噴射端口組和從具有較小噴射端口開口面積總和的噴射端口組抽吸液體，前者抽吸出的墨水勢必液量較大，這樣會不經(jīng)濟地消耗掉墨水即排出量過大。

2 結(jié)語

從全球范圍的噴墨清潔技術(shù)的專利申請看出，利用真空或壓力清潔噴嘴的專利技術(shù)主要集中在日本，尤其集中在日本的精工愛普生、佳能和兄弟株式會社公司，上述三個公司在該技術(shù)的研發(fā)方面已經(jīng)相對成熟，而其他國家申請量偏少。目前中國在該方面的研究也很少，雖然在現(xiàn)有技術(shù)的改進上具有較大進步，但研究深度仍遠遠不夠。從目標市場上來看，日本精工愛普生等公司在中國的申請量占據(jù)榜首，也就是說中國在該領(lǐng)域的市場還具有很大發(fā)展?jié)摿?，所以中國申請人可以站在巨人的肩膀上多研究和借鑒精工、佳能、兄弟公司在該領(lǐng)域的專利技術(shù)，進一步挖掘改進來增強自己的競爭實力。

（編輯：王紅霖）

Review of Patent Technology on Ink-jet Print head Cleaning Using Vacuumor Pressure

Zhang Wei
（Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office，SIPO，Suzhou Jiangsu215011）

In this paper，the patent application of technology using vacuum or pressure for inkjet head cleaning were analyzed，and expounded the development trend of the technology branch of the patents application in the field.

ink-jet printhead；cleaning；suction pump；piston；tube

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.30

TS853.5

A

2095-0748（2016）14-0065-02

2016-05-16

張偉（1990—），女，山東濟寧人，碩士研究生，畢業(yè)于北京印刷學(xué)院，研究實習(xí)員，現(xiàn)就職于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，研究方向：打印技術(shù)。