[发明专利]用于清理喷嘴板的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印系统。更具体来说，本发明涉及用于清理打印头的机构。

背景技术

喷墨打印使用具有喷嘴板的打印头，喷嘴板中存在喷嘴阵列。喷嘴将用于形成图像的小滴墨水喷射在可打印基底上。

喷墨打印系统用于非常大量的应用中，诸如家庭和办公打印机和照片打印，而且用于包括海报打印、标志、包装、事务性打印等的工业打印中。

为了改进打印图像的清晰度和对比度，最近研究集中于改进墨水。为了提供具有深黑色和更鲜艳颜色的更快打印，已经开发出基于颜料的墨水。这些基于颜料的墨水比之前基于染料的墨水具有更高固体含量。两种类型的墨水都快速干燥，这允许喷墨打印机构形成高质量的图像。

喷墨打印机中认识到的问题在于，通过其将墨水喷射到可打印基底的喷嘴可能由于喷嘴内和打印头上墨水的堵塞而阻塞。这可能由在喷嘴位置处墨水溶剂的蒸发由此留下堵塞喷嘴的颜料颗粒团而引起。这致使某些喷嘴不能工作并且由于引入条纹和斑纹而导致恶化的打印质量。

在一些工业应用中，所需的打印速度如此高以使得不可能依赖溶剂或水的蒸发来使墨水干燥。在那种状况下，通过使用紫外线可固化的墨水来提供解决方案。这些紫外线可固化的墨水允许在暴露于高强度紫外线固化灯下快速固化。这种系统可能出现的问题在于，来自紫外线固化源的杂散光可能到达喷嘴板并且可能导致喷嘴附近的紫外线可固化墨水的固化，由此影响喷出液滴的方向并且有时将其堵塞。

堵塞的其他原因可能是来自干燥墨水的粉尘或介质纤维（例如，纸纤维）或墨水自身内的固体颗粒。

使用允许增加打印的分辨率和图像质量的较小喷嘴加重堵塞问题。

存在用于减少堵塞问题的许多现有技术解决方案。这些解决方案可以本身或者组合进行使用。

第一种现有技术方法使用加盖单元。在非工作周期中，打印头可以由密封外壳与污染物隔绝。这也防止墨水干燥。加盖单元通常由放置在喷嘴阵列周围的橡胶密封件构成。

第二种现有技术方法使用喷溅。通过周期性地将大量墨滴通过每个喷嘴射入废墨容器（通常称为痰盂）中，从喷嘴清理了堵塞。这可以集中于已经被标识为堵塞的喷嘴，但是通常在喷溅操作过程中所有喷嘴都被启动。

第三种现有技术方法使用真空辅助的吹洗。在特定操作过程中，为了清洁部分或完全阻塞的喷嘴，在喷嘴外侧上施加真空的同时启动打印周期。这有助于清洁和清理喷嘴。吹洗通常是当打印头在封盖单元中时进行，因为此单元可以在喷嘴阵列周围提供良好密封从而建立真空。

第四种现有技术方法使用施加清理流体。通过将清理流体墨水施加到喷嘴板，喷嘴板上或喷嘴内残余物得以溶解并且打印头可以得到清理。这种方法的示例在Eric Johnson e.a.的并且具有优先权日期2001年1月6日的公布文献EP-1 018 430中发现。

另一种现有技术方法使用擦试器。在打印之前和打印过程中，使用弹性体擦试器来周期性地刮擦清理喷墨打印头，从而移除墨水残余物、纸粉尘和其他杂质。

已知清理喷墨打印头的多种技术的不同组合。

例如，在Ravi Sharma的具有优先权日期1998年12月23日的公布文献US 6,241,337中，结合振动以及施用和移除清理流体来执行刮擦。这种方法的缺点在于，刮擦动作与振动的组合被证明对于喷嘴板有磨损作用。这减少打印头的寿命。

例如，在Tohru Fukushima的并且具有优先权日期1993年12月15日的公布文献US 5,557,306中，从喷嘴板释放墨水，并且之后擦刷和刮擦该板。由于刮擦动作，使得喷嘴板的磨损和损伤是显著的。

Daisaku Ide的并且具有优先权日期2000年12月26日的公布文献US 6,164,754中描述的系统通过使用弹性清理部件来避免使用平的刮擦刀片，该部件精确地适配在打印头的纵向凹槽内并且喷嘴部分位于该部件中。这提供的令人不满意的结果在于，弹性清理部件可能在其刮擦喷嘴时对打印头造成损坏。

设计用于清理并保护打印头的技术特征结构通常位于绘图器框架内的服务台中。打印头的维护通过将打印头移动到维护台来进行。这种服务台的示例可以在Juan Carles Vives的并且具有优先权日期1998年3月4日的公布文献US 6,193,353中发现，其中描述了刮擦、封盖、喷溅和吹洗功能的组合。