喷墨打印机喷嘴维护技术概述

翁　益（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏　苏州215000）

喷墨打印机喷嘴维护技术概述

翁益
（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏苏州215000）

本文通过专利文献对喷嘴维护技术进行了全面分析。

喷墨打印机；喷嘴；维护；擦拭；盖

1　前言

喷墨打印领域的技术发展突飞猛进，在这种打印机中，由于漏出喷嘴的墨水的表面暴露在大气中，因此溶剂蒸发，墨水变得更粘、或者由于混入压力室等的气泡的缘故，使压力变化被吸收，因此，有时会出现不喷墨、或喷射的墨水的喷射方向弯曲等的喷射故障。因此，为了防止上述喷射故障并良好地维持喷墨，已经提出了多种关于维护处理的技术方案。

2　喷嘴维护技术分析

2.1擦拭

2.1.1固体擦拭

采用被称为擦拭器的装置来去除在喷嘴表面的附着物质或喷嘴中粘稠墨水。该装置以通过由弹性材料例如橡胶制成的擦拭构件擦拭记录头的喷嘴表面。

最近，为了改善所记录的材料的记录密度、耐水性、耐光性等，采用了颜料基墨水，。因此，与染料基墨水的干燥粘性物质相比，通过使位于喷射表面上的墨水中的水分蒸发并且干燥而形成的颜料墨水的干燥物质更严重损坏喷射表面。另外，用来使颜料分散在溶剂中的高分子化合物容易吸附在喷射表面上。

为了解决这些问题，在日本特开No.10-138503和日本特开No.2000-203037中，披露了通过将非挥发性溶剂的喷墨头用液体施加在喷射表面上以降低擦拭器的磨损并且在擦拭记录头中溶解积累在记录头上的墨水残余物来去除积累物质的技术。而且，通过在记录头上形成喷墨头用液体薄膜来防止杂质附着在记录头上，并且通过这些来改善擦拭方便性。

2.1.2真空擦拭

一种用于刮拭且无接触孔板的传统技术为真空刮拭，其具有一真空头移动在所述孔板两端。所述真空头不接触孔板，但靠近至足以产生真空，或称吸入，以清除所述孔板上的去除液体。

2.1.3掩膜

刮拭的另一个挑战是掩模，又称冷却掩模，掩模围绕所述打印头，对所述打印头提供保护及作为绝缘屏蔽，在打印头及基板之间进行最小的热交换，保护打印头，在介质(基板)产生过热(或过冷)，以及在打印盘与物件碰撞。

2.2罩

一般在打印机内都装有“维护站机构”。打印头可以在该站上横向移动，进行喷墨头的维护。在非工作时期，“维护站机构”通常包括罩气密地封闭喷墨头，使其与外部环境隔绝，防止干燥。某些罩还设计成便于对喷墨头抽吸，例如将其连接于泵或其它在打印头上抽真空的机构。在操作过程中，通过在公知为“喷吐”的方法中，经过各喷嘴喷射许多油墨滴对打印头中的阻塞物进行定期清洗，使废油墨收集在维护站机构的容器部分中。多数“维护站机构”带有弹性擦拭器，在喷吐、脱罩、抽吸之后，或偶尔在打印过程中，擦拭器擦拭喷墨头表面，以去除喷墨表面上的杂物。如美国专利US4745414、US4739340。

3　最近的喷嘴维护的研究方向是多种方法结合，扬长避短

3.1通过内部控制压力实现弯液面来擦拭

在日本特开2008-221534号公报的打印机中，在通过加压使喷嘴内的墨液渗出到喷嘴形成面上后进行擦拭，由此，使附着物溶解在墨液中从而将其除去。

不过，如专利文献日本特开2001-063077号公报那样，在擦拭时，当从喷嘴内吸出墨液时，通过毛细管作用从喷嘴的上游侧供给墨液。但是，由于喷嘴内的液面的背压总是为负压，所以，尤其在以高速进行擦拭的情况下，来不及供给墨液，在喷嘴内混入气泡，或液面位置大幅度后退，存在导致墨点遗漏这样的问题。另一方面，如在日本特开2008-221534号公报的打印机那样，若使喷嘴内的液面的背压成为正压，则在墨液从喷嘴内被吸出的情况下，也能够快速地进行墨液的供给，抑制了墨点遗漏的发生。但是，若擦拭器与渗出到喷嘴形成面上的液面接触，则由于背压为正压，墨液沿着擦拭器继续流出，存在墨液被浪费的问题。

最近发展的技术是在擦拭时加压机构对流体喷射头内的流体进行加压，所以，在擦拭器从喷嘴内析出流体的情况下，能够迅速向喷嘴内供给墨液。由此，能够抑制墨点遗漏的发生。而且，由加压机构导致的压力变化，是在不使液面的边界的位置移动且在喷嘴内使液面的曲率变化的程度微少的范围内，进行的。因此，擦拭器与液面接触的时间是擦拭器进入到喷嘴内到通过该喷嘴的较短的时间，所以，不会导致流体继续流出。因此，能够抑制伴随擦拭的流体的消耗，且能够抑制墨点遗漏的发生。如CN102152638A。

3.2程序控制冲洗

如CN1290602A，发明涉及喷墨打印机和保养喷墨书写装置的打印头喷嘴的方法。诸如打印介质的文件特性和可选择的打印质量变化被用于确定打印头保养。如果下一个扫描包含打印头组件中的下一个彩色，无论在页面还是在“维护站机构”，下一个扫描将大于自上一个彩色墨水喷射以来的扫描数，并且上一个扫描不喷射彩色墨滴时，则开盖保养喷墨、且喷嘴喷射跟踪复位。整个保养涉及所有喷嘴的喷墨，因此，在保养喷墨时所有的计时器值随时复位。达到或超过安全极限时，类似地启动开盖保养喷墨。由此改善喷墨嘴堵塞的问题，并提高了硬拷贝设备的打印能力。

3.3通过微震动

在被构成为产生驱动压力产生装置的多个驱动脉冲的液体喷射设备中，当由于弯液面(喷嘴开口内的墨水的自由表面)等从喷嘴开口露出而墨水变稠时，向压力产生元件提供微振动脉冲，该微振动脉冲使喷嘴开口内的墨水以不会从喷嘴开口排出墨水的程度振动。

例如以日本专利文献特开2007-260933号公报为代表的那样，上述微振动脉冲对压力产生室内的墨水或喷嘴开口内的弯液面赋予电压变化不同的多种振动，通过该振动搅拌墨水，由此抑制墨水变稠。

翁益，女，江苏泰兴人，本科学历，研究实习员，实审审查员。