基于喷墨液滴排除故障的防止与恢复的研究与分析

王恒印,马玉平,宋　磊（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）

基于喷墨液滴排除故障的防止与恢复的研究与分析

王恒印,马玉平,宋磊
（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）

摘要：通过分析液体排除故障的出现的原因和解决手段进行分析研究，了解当前喷墨液滴排出领域的发展状况，为喷墨液滴排出行业提供参考指导。

关键词：喷墨;液滴排出;空排出;盖帽抽吸;清洗液清洗;突出操作

1　喷墨印刷技术简介

喷墨印刷（Ink-jetPrinting）技术，也称作喷墨打印技术，是一种非接触性、无压力、不需要印版的印刷技术，其可以将计算机等存储的信息输入到喷墨印刷机直接进行印刷。

喷墨打印机按工作原理可分为固体喷墨和液体喷墨两种，固体喷墨是将固态印墨加温至其熔点转变为液态后喷印到印材上；液体喷墨方式又可分为气泡式与液体压电式。气泡式喷墨方式是采用气泡技术（bubblejet），通过加热喷嘴，使墨水产生气泡，喷到打印介质上；压电式喷墨技术中，施加电压到喷出区内一个或多个压电板来控制缩小墨水喷出的区域，从而使得墨水从喷嘴喷出。

2　液体喷墨中喷墨液滴的排出故障

液体喷墨打印机在使用中通常存在以下问题：

（1）喷墨头长时间不使用油墨中溶剂的蒸发将会导致油墨的增粘干燥，增粘后的墨水将会影响喷墨液滴的形成，甚至导致堵塞喷嘴。

（2）喷墨头长期暴露于空气中，空气中存在的各种粉尘颗粒，以及喷墨过程使用的纸张的记录介质的粉屑等都容易吸附在喷嘴附近，或者与喷嘴内的墨水混合、纸屑等在喷嘴口附加的粘附以及与油墨的混合，这些灰尘或者粉尘颗粒在喷嘴附加的聚积及其与油墨的混合，将会也会导致喷嘴的喷墨不良甚至堵塞。

（3）高速喷墨过程中压力室内部容易形成的气泡等，压力室内气泡的存在，会缓和压力室的喷射压力，导致难以形成所需的喷射压力，同时，气泡聚积在喷嘴附近，也会影响墨滴的喷出。

上述问题的存在都将会导致液体喷墨印刷中的喷墨液滴排出故障，从而影响印刷质量。

3　喷墨液滴排出故障的防止与恢复手段的分类

喷墨液滴排出故障的防止与恢复手段主要有（1）油墨的空排出技术；（2）盖帽抽吸技术；（3）清洗液冲洗技术；（4）液体在喷嘴附近的突出技术。下面分别进行介绍。

3.1 油墨的空排出技术

油墨空排出技术是指在喷墨印刷的非印刷期间、或者印刷期间印刷了规定时间或者规定的印刷后针对油墨增粘的时间阈值在维护位置执行全部喷嘴的喷墨液滴排出操作，由此排出增粘了的油墨、杂质、气泡等，以防止喷嘴的堵塞和排出不良的技术。该技术优点在于操作简单，便于执行；缺陷在于提高的喷出压力有限，对于墨水固结堵塞喷嘴等情况，难以通过空排出的方式克服，且执行空排出操作会消耗大量的油墨，只能在非印刷期间执行，对于印刷期间，需要停止印刷才可以执行。

3.2 盖帽抽吸技术

盖帽抽吸技术是在喷墨头维护位置处，针对喷墨印刷中可能导致的或者已经发生了的喷嘴堵塞和排出不良情况对喷嘴进行维护。其通过将盖帽部件与喷嘴板密闭结合，采用连接有墨吸收部件或者墨收集部件的抽吸泵对喷嘴进行抽吸，将增粘了的油墨、杂质、气泡等进行抽吸出来，从而实现对喷嘴的维护。优点在于操作简单，可以提供较高的抽吸力以解决喷嘴排出故障，缺陷在于无法解决墨水在喷墨头压力室内的固结以及更换油墨导致的油墨混合，且需要消耗掉大量的墨液，只能在非印刷期间执行。

3.3 清洗液冲洗技术

清洗液冲洗技术是采用流径压力室内部并从喷嘴喷出的清洗液对压力室及喷嘴进行清洗，以避免喷嘴堵塞，油墨在压力室内和喷嘴固结，灰尘等在压力室内的积聚以及墨水的更换导致的墨水混合等问题所带来的喷墨不良。优点在于，对于喷嘴的堵塞问题清洗彻底，可以完全清除各种固结、粘稠油墨、灰尘和气泡，且更换油墨时不产生油墨的混合。缺陷在于需要提供新的清洗液，使得喷墨头结构复杂，只能在非印刷期间执行。

3.4 液体在喷嘴附近的突出技术

液体在喷嘴附近的突出技术是防止喷嘴堵塞的方法中新发展的技术，该技术的液体喷射头具有致动器，该致动器使得喷射工作和突出工作执行，该喷射工作从所述喷嘴喷射所述液体，该突出工作直到从具有所述喷嘴的喷嘴面突出的所述液体增粘为止维持使所述液体突出的状态，该液体喷射装置具有控制机构，该控制机构特定要对所述介质喷射所述液体的喷嘴和不喷射的喷嘴，在对所述介质喷射液体期间，对于所述不喷射的喷嘴使其执行突出工作，对于所述要进行喷射的喷嘴使其执行喷射工作。该方法可以有效的防止油墨喷射期间不执行喷射的喷嘴由于暴露于空气中其溶剂的蒸发，同时还能够有效的防止灰尘等在喷嘴附近的积聚，从而能够防止喷嘴的堵塞。优势在于可以在印刷执行期间对于不喷射墨液的喷嘴执行，油墨消耗量小。缺陷在于，仅能够防止喷嘴的堵塞和灰尘的聚积，不能够疏通喷嘴的堵塞问题。该技术起步较晚，因此申请量也非常小。

4　四种喷墨液滴排出故障的防止与恢复手段的国际专利技术发展分析

伴随着喷墨印刷技术的发展，各种喷墨液滴排出故障的防止与恢复手段以其特有的优势和应用场合而不断的革新发展，以适应喷墨维护的需求。下图为四种液滴排出故障的防止与恢复手段的专利申请情况分布图。

通过上面的图表可知，盖帽抽血机技术和油墨空排出技术是喷墨液滴排除故障防止与恢复的常用手段，也是当前喷墨液滴排出行业发展的重点。

参考文献：

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[2]李新元.浅谈印刷喷粉技术[J].印刷质量与标准化, 2013(01):58-60.

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