[發明專利]一種壓電式噴墨打印機的打印頭清洗方法及裝置

無效

• 申請號: 200710040484.2
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101049761A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 劉天西;汪敏;王萌;武猛;陳鵬;李冰
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B41J2/165
• 分類號: B41J2/165;B08B3/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于噴墨打印技術領域，具體涉及一種壓電式噴墨打印機的噴頭清洗方法及裝置。

背景技術

噴墨打印(ink-jet?printing，IJP)是人們熟悉的一種非擊打式數字印刷技術，具體是在打印信號的驅動下，噴頭產生的墨滴經噴嘴的小孔直接噴射到介質表面的特定位置，實現字符及圖形的打印。噴墨打印在微小液滴產生和定位方面有突出優勢，同時，它還具有過程簡單、材料利用率高、成本低、環保等優點。近幾年來，研究者們致力于將噴墨打印開發應用于電子、機械、材料、生物及能源等眾多領域，具體包括：微電子焊接、微機械部位潤滑、液晶顯示器的濾光片、生物芯片、有機場效應晶體管、聚合物電致發光器件、太陽能電池等。

要想實現材料的精確沉積，關鍵部件是噴墨打印頭。噴墨打印頭(結構、噴嘴尺寸等)影響整個噴墨過程，包括微小液滴的尺寸、質量，而這些決定著系統的實際打印分辨率和打印效果。噴墨打印頭尺寸小，內部機構復雜，墨水中顆粒很容易堵塞打印頭或者附著在打印頭管壁上，這樣會降低打印墨滴質量，難以實現精確打印。

因此，打印頭的清洗非常重要。傳統的清洗方法，一般采用施加壓力，用溶劑反復沖洗。或者在噴頭兩端制造一個壓差，讓溶劑從噴嘴口進入噴頭，從噴頭尾部流出，這樣反方向沖洗。這兩種方法對于松散地聚集在打印頭噴嘴內的雜質顆粒和纖維會有效果，而對于較緊密地附著在打印頭管壁上的顆粒或纖維，則很難把它們清洗出噴頭。

發明內容

為了解決噴墨打印系統噴頭中附著在打印頭管壁上顆粒或纖維難以清洗的問題，本發明提供一種新的噴墨打印系統噴頭清洗的方法和裝置。該方法可以有效清洗出噴頭管壁附著的大小顆粒以及纖維。

本發明的技術解決方案是，針對堵塞物顆粒或纖維等雜質，設置脈沖頻率，給打印頭施加脈沖電壓，使打印頭壓電陶瓷發生振動，促使堵塞物產生共振，從而使堵塞物松動或從管壁脫落。同時通過清洗液的沖洗或倒吸，使噴嘴內堵塞物排出。

本發明中，施加的脈沖電壓頻率可以為5Hz-150Hz，時間為30秒-2分鐘，可根據具體的堵塞物的特點選擇。

本發明方法可適用于各種壓電式噴墨打印系統的各種噴頭的清洗。

對應于上述清洗方法，本發明設計了清洗裝置，其結構如圖1所示。它由盛放清洗液的容器1、低頻脈沖共振系統3、沖洗系統4和負壓產生系統5經管道連接組成；待清洗的打印頭2安裝于低頻脈沖共振系統3上。沖洗系統4是一盛放清洗液的容器，通過管道與總管8連接，管道上設有開關閥S1；負壓產生系統5由真空泵7和盛放清洗液的容器9組成，真空泵7通過管道與容器9連通，管道上依次設置開關閥門S3和轉接口6；容器9通過總管8與低頻脈沖共振系統3上的打印頭連通，并設置開關閥門S2。

清洗時將清洗溶劑放置于容器1和沖洗系統4中，將壓電噴墨打印頭2的噴嘴浸入容器1中的清洗溶液液面以下，通過脈沖共振系統3，施加脈沖，使打印頭發生振動，以便與堵塞附著顆粒或纖維產生共振，促使附著顆粒或纖維脫落。同時關閉閥門S2、S3，開啟閥門S1，使沖洗系統4的清洗液流下，通過總管8，沖洗打印頭；或者關閉閥門S1，開啟閥門S2和S3，利用負壓產生系統5，使打印頭兩端產生負壓，將清洗液倒吸回流，沖洗打印頭。也可以在通過脈沖共振系統3施加脈沖一段時間后，再使用沖洗系統4沖洗，或者使用負壓產生系統5進行回流沖洗。

上述方法中，沖洗系統4可以不使用壓力裝置，清洗液在重力作用下下落沖洗，也可以使用壓力裝置對清洗液施加壓力，加強清洗液下落沖力。

附圖說明

圖1是本發明裝置的結構原理圖。

圖中標號：圖1是盛放清洗液的容器，2是噴墨打印頭，3低頻脈沖共振系統，4是沖洗系統，5是負壓產生系統，6為轉接口，7為真空泵，8為總管，9為負壓產生系統中的容器，S1、S2、S3為開關閥門。

具體實施方式

下面進一步舉例說明，但不局限于實施例。

實施例1

本實施例中使用的噴墨打印系統打印頭直徑為50μm。噴墨打印頭管壁被較大纖維附著堵塞，將打印頭從打印系統中取下，連接入圖1所示裝置中，清洗溶劑采用異丙醇，通過脈沖共振系統3，施加頻率為10Hz的脈沖電壓1-2分鐘，使打印頭發生振動，以便與堵塞附著纖維產生共振，同時關閉閥門S1，開啟閥門S2，S3，利用負壓產生系統5，使打印頭兩端產生負壓，清洗液倒吸回流，在振動的同時沖洗打印頭。附著在打印頭管壁上的大的纖維松動，脫落，然后隨回流清洗液流出打印頭。重復2-3次以后，重新把打印頭裝在打印系統上，在監視器上觀察，噴頭內部已經清洗干凈，可以正常使用。

實施例2

本實施例中使用的噴墨打印系統打印頭直徑為50μm。噴墨打印頭管壁被較小顆粒附著，打印頭管道有障礙，打印偏斜。將打印頭從打印系統中取下，連接入圖1所示裝置中，清洗溶劑采用乙醇，通過脈沖共振系統3，施加頻率為100Hz的脈沖40秒-1分鐘，使打印頭發生振動，以便與附著顆粒產生共振，同時關閉閥門S2和S3，開啟閥門S1，使清洗液從沖洗系統4流下，在振動的同時沖洗打印頭。附著在打印頭管壁上的小的顆粒脫落，然后隨清洗液從噴嘴流出打印頭。重復3-4次以后，重新把打印頭裝在打印系統上，在監視器上觀察，噴頭內部已經清洗干凈，可以正常使用。