噴墨打印機噴嘴維護技術概述

翁　益（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心,江蘇　蘇州215000）

噴墨打印機噴嘴維護技術概述

翁益
（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心,江蘇蘇州215000）

本文通過專利文獻對噴嘴維護技術進行了全面分析。

噴墨打印機；噴嘴；維護；擦拭；蓋

1　前言

噴墨打印領域的技術發展突飛猛進，在這種打印機中，由于漏出噴嘴的墨水的表面暴露在大氣中，因此溶劑蒸發，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，有時會出現不噴墨、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，已經提出了多種關于維護處理的技術方案。

2　噴嘴維護技術分析

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相比，通過使位于噴射表面上的墨水中的水分蒸發并且干燥而形成的顏料墨水的干燥物質更嚴重損壞噴射表面。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的技術。而且，通過在記錄頭上形成噴墨頭用液體薄膜來防止雜質附著在記錄頭上，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技術為真空刮拭，其具有一真空頭移動在所述孔板兩端。所述真空頭不接觸孔板，但靠近至足以產生真空，或稱吸入，以清除所述孔板上的去除液體。

2.1.3掩膜

刮拭的另一個挑戰是掩模，又稱冷卻掩模，掩模圍繞所述打印頭，對所述打印頭提供保護及作為絕緣屏蔽，在打印頭及基板之間進行最小的熱交換，保護打印頭，在介質(基板)產生過熱(或過冷)，以及在打印盤與物件碰撞。

2.2罩

一般在打印機內都裝有“維護站機構”。打印頭可以在該站上橫向移動，進行噴墨頭的維護。在非工作時期，“維護站機構”通常包括罩氣密地封閉噴墨頭，使其與外部環境隔絕，防止干燥。某些罩還設計成便于對噴墨頭抽吸，例如將其連接于泵或其它在打印頭上抽真空的機構。在操作過程中，通過在公知為“噴吐”的方法中，經過各噴嘴噴射許多油墨滴對打印頭中的阻塞物進行定期清洗，使廢油墨收集在維護站機構的容器部分中。多數“維護站機構”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　最近的噴嘴維護的研究方向是多種方法結合，揚長避短

3.1通過內部控制壓力實現彎液面來擦拭

在日本特開2008-221534號公報的打印機中，在通過加壓使噴嘴內的墨液滲出到噴嘴形成面上后進行擦拭，由此，使附著物溶解在墨液中從而將其除去。

不過，如專利文獻日本特開2001-063077號公報那樣，在擦拭時，當從噴嘴內吸出墨液時，通過毛細管作用從噴嘴的上游側供給墨液。但是，由于噴嘴內的液面的背壓總是為負壓，所以，尤其在以高速進行擦拭的情況下，來不及供給墨液，在噴嘴內混入氣泡，或液面位置大幅度后退，存在導致墨點遺漏這樣的問題。另一方面，如在日本特開2008-221534號公報的打印機那樣，若使噴嘴內的液面的背壓成為正壓，則在墨液從噴嘴內被吸出的情況下，也能夠快速地進行墨液的供給，抑制了墨點遺漏的發生。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流出，存在墨液被浪費的問題。

最近發展的技術是在擦拭時加壓機構對流體噴射頭內的流體進行加壓，所以，在擦拭器從噴嘴內析出流體的情況下，能夠迅速向噴嘴內供給墨液。由此，能夠抑制墨點遺漏的發生。而且，由加壓機構導致的壓力變化，是在不使液面的邊界的位置移動且在噴嘴內使液面的曲率變化的程度微少的范圍內，進行的。因此，擦拭器與液面接觸的時間是擦拭器進入到噴嘴內到通過該噴嘴的較短的時間，所以，不會導致流體繼續流出。因此，能夠抑制伴隨擦拭的流體的消耗，且能夠抑制墨點遺漏的發生。如CN102152638A。

3.2程序控制沖洗

如CN1290602A，發明涉及噴墨打印機和保養噴墨書寫裝置的打印頭噴嘴的方法。諸如打印介質的文件特性和可選擇的打印質量變化被用于確定打印頭保養。如果下一個掃描包含打印頭組件中的下一個彩色，無論在頁面還是在“維護站機構”，下一個掃描將大于自上一個彩色墨水噴射以來的掃描數，并且上一個掃描不噴射彩色墨滴時，則開蓋保養噴墨、且噴嘴噴射跟蹤復位。整個保養涉及所有噴嘴的噴墨，因此，在保養噴墨時所有的計時器值隨時復位。達到或超過安全極限時，類似地啟動開蓋保養噴墨。由此改善噴墨嘴堵塞的問題，并提高了硬拷貝設備的打印能力。

3.3通過微震動

在被構成為產生驅動壓力產生裝置的多個驅動脈沖的液體噴射設備中，當由于彎液面(噴嘴開口內的墨水的自由表面)等從噴嘴開口露出而墨水變稠時，向壓力產生元件提供微振動脈沖，該微振動脈沖使噴嘴開口內的墨水以不會從噴嘴開口排出墨水的程度振動。

例如以日本專利文獻特開2007-260933號公報為代表的那樣，上述微振動脈沖對壓力產生室內的墨水或噴嘴開口內的彎液面賦予電壓變化不同的多種振動，通過該振動攪拌墨水，由此抑制墨水變稠。

翁益，女，江蘇泰興人，本科學歷，研究實習員，實審審查員。