基于噴墨液滴排除故障的防止與恢復的研究與分析

王恒印,馬玉平,宋　磊（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）

基于噴墨液滴排除故障的防止與恢復的研究與分析

王恒印,馬玉平,宋磊
（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）

摘要：通過分析液體排除故障的出現的原因和解決手段進行分析研究，了解當前噴墨液滴排出領域的發展狀況，為噴墨液滴排出行業提供參考指導。

關鍵詞：噴墨;液滴排出;空排出;蓋帽抽吸;清洗液清洗;突出操作

1　噴墨印刷技術簡介

噴墨印刷（Ink-jetPrinting）技術，也稱作噴墨打印技術，是一種非接觸性、無壓力、不需要印版的印刷技術，其可以將計算機等存儲的信息輸入到噴墨印刷機直接進行印刷。

噴墨打印機按工作原理可分為固體噴墨和液體噴墨兩種，固體噴墨是將固態印墨加溫至其熔點轉變為液態后噴印到印材上；液體噴墨方式又可分為氣泡式與液體壓電式。氣泡式噴墨方式是采用氣泡技術（bubblejet），通過加熱噴嘴，使墨水產生氣泡，噴到打印介質上；壓電式噴墨技術中，施加電壓到噴出區內一個或多個壓電板來控制縮小墨水噴出的區域，從而使得墨水從噴嘴噴出。

2　液體噴墨中噴墨液滴的排出故障

液體噴墨打印機在使用中通常存在以下問題：

（1）噴墨頭長時間不使用油墨中溶劑的蒸發將會導致油墨的增粘干燥，增粘后的墨水將會影響噴墨液滴的形成，甚至導致堵塞噴嘴。

（2）噴墨頭長期暴露于空氣中，空氣中存在的各種粉塵顆粒，以及噴墨過程使用的紙張的記錄介質的粉屑等都容易吸附在噴嘴附近，或者與噴嘴內的墨水混合、紙屑等在噴嘴口附加的粘附以及與油墨的混合，這些灰塵或者粉塵顆粒在噴嘴附加的聚積及其與油墨的混合，將會也會導致噴嘴的噴墨不良甚至堵塞。

（3）高速噴墨過程中壓力室內部容易形成的氣泡等，壓力室內氣泡的存在，會緩和壓力室的噴射壓力，導致難以形成所需的噴射壓力，同時，氣泡聚積在噴嘴附近，也會影響墨滴的噴出。

上述問題的存在都將會導致液體噴墨印刷中的噴墨液滴排出故障，從而影響印刷質量。

3　噴墨液滴排出故障的防止與恢復手段的分類

噴墨液滴排出故障的防止與恢復手段主要有（1）油墨的空排出技術；（2）蓋帽抽吸技術；（3）清洗液沖洗技術；（4）液體在噴嘴附近的突出技術。下面分別進行介紹。

3.1 油墨的空排出技術

油墨空排出技術是指在噴墨印刷的非印刷期間、或者印刷期間印刷了規定時間或者規定的印刷后針對油墨增粘的時間閾值在維護位置執行全部噴嘴的噴墨液滴排出操作，由此排出增粘了的油墨、雜質、氣泡等，以防止噴嘴的堵塞和排出不良的技術。該技術優點在于操作簡單，便于執行；缺陷在于提高的噴出壓力有限，對于墨水固結堵塞噴嘴等情況，難以通過空排出的方式克服，且執行空排出操作會消耗大量的油墨，只能在非印刷期間執行，對于印刷期間，需要停止印刷才可以執行。

3.2 蓋帽抽吸技術

蓋帽抽吸技術是在噴墨頭維護位置處，針對噴墨印刷中可能導致的或者已經發生了的噴嘴堵塞和排出不良情況對噴嘴進行維護。其通過將蓋帽部件與噴嘴板密閉結合，采用連接有墨吸收部件或者墨收集部件的抽吸泵對噴嘴進行抽吸，將增粘了的油墨、雜質、氣泡等進行抽吸出來，從而實現對噴嘴的維護。優點在于操作簡單，可以提供較高的抽吸力以解決噴嘴排出故障，缺陷在于無法解決墨水在噴墨頭壓力室內的固結以及更換油墨導致的油墨混合，且需要消耗掉大量的墨液，只能在非印刷期間執行。

3.3 清洗液沖洗技術

清洗液沖洗技術是采用流徑壓力室內部并從噴嘴噴出的清洗液對壓力室及噴嘴進行清洗，以避免噴嘴堵塞，油墨在壓力室內和噴嘴固結，灰塵等在壓力室內的積聚以及墨水的更換導致的墨水混合等問題所帶來的噴墨不良。優點在于，對于噴嘴的堵塞問題清洗徹底，可以完全清除各種固結、粘稠油墨、灰塵和氣泡，且更換油墨時不產生油墨的混合。缺陷在于需要提供新的清洗液，使得噴墨頭結構復雜，只能在非印刷期間執行。

3.4 液體在噴嘴附近的突出技術

液體在噴嘴附近的突出技術是防止噴嘴堵塞的方法中新發展的技術，該技術的液體噴射頭具有致動器，該致動器使得噴射工作和突出工作執行，該噴射工作從所述噴嘴噴射所述液體，該突出工作直到從具有所述噴嘴的噴嘴面突出的所述液體增粘為止維持使所述液體突出的狀態，該液體噴射裝置具有控制機構，該控制機構特定要對所述介質噴射所述液體的噴嘴和不噴射的噴嘴，在對所述介質噴射液體期間，對于所述不噴射的噴嘴使其執行突出工作，對于所述要進行噴射的噴嘴使其執行噴射工作。該方法可以有效的防止油墨噴射期間不執行噴射的噴嘴由于暴露于空氣中其溶劑的蒸發，同時還能夠有效的防止灰塵等在噴嘴附近的積聚，從而能夠防止噴嘴的堵塞。優勢在于可以在印刷執行期間對于不噴射墨液的噴嘴執行，油墨消耗量小。缺陷在于，僅能夠防止噴嘴的堵塞和灰塵的聚積，不能夠疏通噴嘴的堵塞問題。該技術起步較晚，因此申請量也非常小。

4　四種噴墨液滴排出故障的防止與恢復手段的國際專利技術發展分析

伴隨著噴墨印刷技術的發展，各種噴墨液滴排出故障的防止與恢復手段以其特有的優勢和應用場合而不斷的革新發展，以適應噴墨維護的需求。下圖為四種液滴排出故障的防止與恢復手段的專利申請情況分布圖。

通過上面的圖表可知，蓋帽抽血機技術和油墨空排出技術是噴墨液滴排除故障防止與恢復的常用手段，也是當前噴墨液滴排出行業發展的重點。

參考文獻：

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