利用真空或压力实现喷墨头清洁专利技术综述

张伟

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215011）

利用真空或压力实现喷墨头清洁专利技术综述

张伟

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215011）

分析了利用真空或压力清洁喷墨头的专利技术发展趋势，阐述了利用真空或压力实现喷墨头清洁技术的专利申请情况。

喷墨头；清洁；抽吸泵；活塞式；管式

引言

从清洁物质上分类，喷墨头清洁维护方式分为气态、液态、固态清洁，其中气态为利用真空、压力、抽吸等方式，液态为利用清洁流体如清洁剂，固态为利用擦拭结构进行清洁。从清洁部件上分类，清洁方式包括盖、擦拭、抽吸墨以及冲洗墨，而实际上在喷墨打印设备中通常使用一种或几种以上方式来实现喷墨头喷嘴清洁。

对于喷墨打印装置，通过向喷嘴施加压力或真空，即向内部施加压力或向外部施加真空，其中通过抽吸泵或抽气管从罩盖内抽吸废墨以清洁维护喷墨头是最常用的方式。抽吸泵分活塞式抽吸泵和管式抽吸泵两种，而无论是活塞式抽吸泵还是管式抽吸泵均向着紧凑小型化发展，且都存在提高吸墨效率降低吸墨量、防止逆流而破坏喷嘴弯液面，以及随着打印设备中喷嘴形式的改进而针对不同喷口需要正确恢复的技术问题，所以在泵的驱动、泵的结构、罩盖的驱动以及罩盖的结构等方面都在做进一步的改进。

1 利用真空或压力清洁喷墨头的专利技术发展趋势

利用真空或压力清洁喷墨头的技术是喷墨打印设备清洁维护喷墨头技术的其中一个重要分支。无论是活塞式抽吸泵还是管式抽吸泵，在抽吸过程中都有可能产生墨水逆流、吸墨较多（即排出较多）、喷嘴弯液面破坏等技术问题，而上述技术问题促进了活塞式和管式抽吸泵所构成的抽吸维护装置的发展与改进，主要有以下几个方面。

1.1 罩盖的结构和驱动

利用真空或压力实现清洁维护喷墨头中的真空或压力，即是向内部施加压力或向外部喷墨头施加真空，都是需要改变喷墨头内部或外部压力从而将墨水抽出，而为防止外部杂质污染喷墨头，在非工作状态下通常采用罩帽覆盖喷墨头，而抽吸墨水时，罩帽起到了至关重要的作用。在早期美国专利文献US4745414A中公开的通过压盖从记录头中加压回收和抽吸回收，然后将压盖的内部与大气接通，将废墨引入油墨收集区的吸收件中，在加盖过程中，空气随着加压一起被压盖引入到记录头中，但是却无法在短时间内使压盖的内部从关闭状态转换为打开状态，即罩盖的驱动装置过于复杂。所以在驱动力系统上进行改进，由同一个驱动力供应系统驱动，这样减小了清洁装置的尺寸，使其向着小型化、紧凑结构发展。

1.2 管泵的结构和驱动

1.2.1 紧凑、小型化

管式抽吸泵是通过向前或向后的旋转来改变管泵中的压力从而对喷墨头进行吸墨，日本专利文献JP2000-141673A提供的一种打印头维护装置，电机在顺时针方向上进行旋转对打印头的盖驱动，在逆时针方向上进行旋转对膜片泵通过圆柱凸轮驱动，但是使用管式泵作为吸墨泵情况时，当泵齿轮向前旋转时，滚轴展平墨管进行抽吸墨，当泵齿轮向后旋转时墨管未被展平，由于在抽吸墨后必须要使滚轴处于解除状态，因此在沿一个方向旋转驱动情况下管式泵反而受到限制。

1.2.2 防逆流、防破坏弯液面

由于泵的吸引力保持性能降低，空气或墨水会流回罩盖，这样废墨水和空气的混合物泄漏到罩盖，在罩盖中产生气泡，从而污染记录头，而且在某些情况下还会影响喷墨头喷嘴喷出墨水时的弯液面，从而妨碍喷墨打印设备的喷墨状态。有提出设置一种阀在齿轮泵与罩盖之间，采用阀体将入口与出口进行连接和分离的方式使得废液盒中的压降得到抑制，从而能够防止墨水逆流及破坏喷嘴弯液面。

1.3 调节控制流量

在喷墨记录装置中，连接在墨水泵上的罩帽与打印头紧贴，通过驱动墨水泵，罩帽，从打印头的全部喷嘴进行墨水吸引，其中喷墨打印设备的喷墨头由一组喷嘴向多组喷嘴列改进、由一个喷墨头向多个喷墨头改进，即向着密集化发展，所以需要对多个喷墨头或多个喷嘴列均设置多个盖元件，但是这种单个的罩盖无法完整实现抽吸恢复，而且会使结构更加复杂。日本专利文献JPH7-251511A提供的喷墨记录装置具有一个能够覆盖各油墨输出口的罩盖部件和一个抽吸罩盖部件中墨水的抽吸机构，但由于不同的喷嘴列，其喷孔大小不同，从具有较大喷射端口开口面积总和的喷射端口组和从具有较小喷射端口开口面积总和的喷射端口组抽吸液体，前者抽吸出的墨水势必液量较大，这样会不经济地消耗掉墨水即排出量过大。

2 结语

从全球范围的喷墨清洁技术的专利申请看出，利用真空或压力清洁喷嘴的专利技术主要集中在日本，尤其集中在日本的精工爱普生、佳能和兄弟株式会社公司，上述三个公司在该技术的研发方面已经相对成熟，而其他国家申请量偏少。目前中国在该方面的研究也很少，虽然在现有技术的改进上具有较大进步，但研究深度仍远远不够。从目标市场上来看，日本精工爱普生等公司在中国的申请量占据榜首，也就是说中国在该领域的市场还具有很大发展潜力，所以中国申请人可以站在巨人的肩膀上多研究和借鉴精工、佳能、兄弟公司在该领域的专利技术，进一步挖掘改进来增强自己的竞争实力。

（编辑：王红霖）

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

张伟（1990—），女，山东济宁人，硕士研究生，毕业于北京印刷学院，研究实习员，现就职于国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，研究方向：打印技术。