[发明专利]一种压电式喷墨打印机的打印头清洗方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于喷墨打印技术领域，具体涉及一种压电式喷墨打印机的喷头清洗方法及装置。

背景技术

喷墨打印(ink-jet printing，IJP)是人们熟悉的一种非击打式数字印刷技术，具体是在打印信号的驱动下，喷头产生的墨滴经喷嘴的小孔直接喷射到介质表面的特定位置，实现字符及图形的打印。喷墨打印在微小液滴产生和定位方面有突出优势，同时，它还具有过程简单、材料利用率高、成本低、环保等优点。近几年来，研究者们致力于将喷墨打印开发应用于电子、机械、材料、生物及能源等众多领域，具体包括：微电子焊接、微机械部位润滑、液晶显示器的滤光片、生物芯片、有机场效应晶体管、聚合物电致发光器件、太阳能电池等。

要想实现材料的精确沉积，关键部件是喷墨打印头。喷墨打印头(结构、喷嘴尺寸等)影响整个喷墨过程，包括微小液滴的尺寸、质量，而这些决定着系统的实际打印分辨率和打印效果。喷墨打印头尺寸小，内部机构复杂，墨水中颗粒很容易堵塞打印头或者附着在打印头管壁上，这样会降低打印墨滴质量，难以实现精确打印。

因此，打印头的清洗非常重要。传统的清洗方法，一般采用施加压力，用溶剂反复冲洗。或者在喷头两端制造一个压差，让溶剂从喷嘴口进入喷头，从喷头尾部流出，这样反方向冲洗。这两种方法对于松散地聚集在打印头喷嘴内的杂质颗粒和纤维会有效果，而对于较紧密地附着在打印头管壁上的颗粒或纤维，则很难把它们清洗出喷头。

发明内容

为了解决喷墨打印系统喷头中附着在打印头管壁上颗粒或纤维难以清洗的问题，本发明提供一种新的喷墨打印系统喷头清洗的方法和装置。该方法可以有效清洗出喷头管壁附着的大小颗粒以及纤维。

本发明的技术解决方案是，针对堵塞物颗粒或纤维等杂质，设置脉冲频率，给打印头施加脉冲电压，使打印头压电陶瓷发生振动，促使堵塞物产生共振，从而使堵塞物松动或从管壁脱落。同时通过清洗液的冲洗或倒吸，使喷嘴内堵塞物排出。

本发明中，施加的脉冲电压频率可以为5Hz-150Hz，时间为30秒-2分钟，可根据具体的堵塞物的特点选择。

本发明方法可适用于各种压电式喷墨打印系统的各种喷头的清洗。

对应于上述清洗方法，本发明设计了清洗装置，其结构如图1所示。它由盛放清洗液的容器1、低频脉冲共振系统3、冲洗系统4和负压产生系统5经管道连接组成；待清洗的打印头2安装于低频脉冲共振系统3上。冲洗系统4是一盛放清洗液的容器，通过管道与总管8连接，管道上设有开关阀S1；负压产生系统5由真空泵7和盛放清洗液的容器9组成，真空泵7通过管道与容器9连通，管道上依次设置开关阀门S3和转接口6；容器9通过总管8与低频脉冲共振系统3上的打印头连通，并设置开关阀门S2。

清洗时将清洗溶剂放置于容器1和冲洗系统4中，将压电喷墨打印头2的喷嘴浸入容器1中的清洗溶液液面以下，通过脉冲共振系统3，施加脉冲，使打印头发生振动，以便与堵塞附着颗粒或纤维产生共振，促使附着颗粒或纤维脱落。同时关闭阀门S2、S3，开启阀门S1，使冲洗系统4的清洗液流下，通过总管8，冲洗打印头；或者关闭阀门S1，开启阀门S2和S3，利用负压产生系统5，使打印头两端产生负压，将清洗液倒吸回流，冲洗打印头。也可以在通过脉冲共振系统3施加脉冲一段时间后，再使用冲洗系统4冲洗，或者使用负压产生系统5进行回流冲洗。

上述方法中，冲洗系统4可以不使用压力装置，清洗液在重力作用下下落冲洗，也可以使用压力装置对清洗液施加压力，加强清洗液下落冲力。

附图说明

图1是本发明装置的结构原理图。

图中标号：图1是盛放清洗液的容器，2是喷墨打印头，3低频脉冲共振系统，4是冲洗系统，5是负压产生系统，6为转接口，7为真空泵，8为总管，9为负压产生系统中的容器，S1、S2、S3为开关阀门。

具体实施方式

下面进一步举例说明，但不局限于实施例。

实施例1

本实施例中使用的喷墨打印系统打印头直径为50μm。喷墨打印头管壁被较大纤维附着堵塞，将打印头从打印系统中取下，连接入图1所示装置中，清洗溶剂采用异丙醇，通过脉冲共振系统3，施加频率为10Hz的脉冲电压1-2分钟，使打印头发生振动，以便与堵塞附着纤维产生共振，同时关闭阀门S1，开启阀门S2，S3，利用负压产生系统5，使打印头两端产生负压，清洗液倒吸回流，在振动的同时冲洗打印头。附着在打印头管壁上的大的纤维松动，脱落，然后随回流清洗液流出打印头。重复2-3次以后，重新把打印头装在打印系统上，在监视器上观察，喷头内部已经清洗干净，可以正常使用。

实施例2

本实施例中使用的喷墨打印系统打印头直径为50μm。喷墨打印头管壁被较小颗粒附着，打印头管道有障碍，打印偏斜。将打印头从打印系统中取下，连接入图1所示装置中，清洗溶剂采用乙醇，通过脉冲共振系统3，施加频率为100Hz的脉冲40秒-1分钟，使打印头发生振动，以便与附着颗粒产生共振，同时关闭阀门S2和S3，开启阀门S1，使清洗液从冲洗系统4流下，在振动的同时冲洗打印头。附着在打印头管壁上的小的颗粒脱落，然后随清洗液从喷嘴流出打印头。重复3-4次以后，重新把打印头装在打印系统上，在监视器上观察，喷头内部已经清洗干净，可以正常使用。