Nghiên Cứu Công Nghệ Làm Sạch Đầu Phun Của Máy In Phun

Mực ở khe hở có thể đông đặc khiến đầu phun bị tắc hoặc lem vật liệu in trong quá trình in, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng in. Để tránh đầu phun bị tắc hoặc lem vật liệu in, bề mặt đầu phun cần được vệ sinh kịp thời .
Nhìn chung có ba phương pháp để làm sạch đầu phun in: một là dẫn chất lỏng qua bên ngoài đầu phun; cách khác là sử dụng cấu trúc xóa; Thứ ba là sử dụng dung dịch tẩy rửa. Trong số đó, sử dụng cấu trúc lau để làm sạch bề mặt đầu phun in hiện là phương pháp làm sạch được sử dụng phổ biến nhất. Cách sử dụng cấu trúc lau để đạt được hiệu quả làm sạch tốt hơn trên bề mặt đầu phun in có trở thành một vấn đề cấp bách trong ngành.
Bài viết này tập trung vào lĩnh vực sử dụng cấu trúc lau để làm sạch đầu phun in và phân tích hiện trạng phát triển bằng sáng chế từ các khía cạnh xu hướng ứng dụng bằng sáng chế, nguồn công nghệ, phân phối công nghệ và các thực thể đổi mới chính.
Phân tích hiện trạng phát triển công nghệ
1. Phân tích xu hướng ứng dụng bằng sáng chế
Hình 1 cho thấy xu hướng ứng dụng bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực sử dụng cấu trúc lau để làm sạch bề mặt đầu phun in. Phân tích cho thấy trong 20 năm qua, số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này đã biến động. Trước năm 2016, số lượng bằng sáng chế số đơn đăng ký mỗi năm chủ yếu là từ 200 đến 300, với rất ít thay đổi. Có thể coi ngành này đang trong thời kỳ tăng trưởng, tiến độ nghiên cứu và phát triển công nghệ chậm và sản lượng kết quả đổi mới tương đối nhỏ. Kể từ năm 2017, số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế trong lĩnh vực này đã tăng lên đáng kể, với số lượng đơn đăng ký hàng năm vượt quá 300, đạt mức cao nhất gần đây là 413 vào năm 2019. Có thể thấy rằng nghiên cứu công nghệ và bảo vệ bằng sáng chế trong lĩnh vực này đã bước vào giai đoạn cải tiến nhanh chóng và quy mô bố trí bằng sáng chế của các thực thể đổi mới tiếp tục mở rộng. đơn xin cấp bằng sáng chế có giảm đáng kể trong hai năm qua vì phải mất một khoảng thời gian nhất định từ khi nộp đến khi xuất bản. Vì vậy, một số đơn xin cấp bằng sáng chế chưa bước vào giai đoạn công khai và không thể tính được nên chỉ mang tính chất tham khảo.

2. Phân tích nguồn công nghệ được cấp bằng sáng chế
Hình 2 cho thấy sự phân bổ các nguồn công nghệ sáng chế trong lĩnh vực này. Phân tích cho thấy hơn 50% đơn đăng ký sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này có nguồn gốc từ Nhật Bản, với số lượng đơn đăng ký đạt 3.511, đứng đầu. Có thể thấy, các chủ thể đổi mới sáng tạo của Nhật Bản có lợi thế tuyệt đối trong nghiên cứu công nghệ trong lĩnh vực này; tiếp theo là Hoa Kỳ, chiếm 16,8% số đơn xin cấp bằng sáng chế. %, xếp thứ hai, cho thấy các thực thể đổi mới của Mỹ cũng đã tiến hành nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực này và quy mô bố trí bằng sáng chế chỉ đứng sau Nhật Bản; Ngoài ra, bằng sáng chế của Ireland chiếm 8,4%, đứng thứ ba và không thể đánh giá thấp sức mạnh đổi mới của nước này. ; Bằng sáng chế của Hàn Quốc và Úc chiếm hơn 5% một chút và không có nhiều sự khác biệt về sức mạnh đổi mới; trong khi bằng sáng chế của Trung Quốc chỉ chiếm 3,4%, cho thấy các cơ quan đổi mới của nước tôi có tương đối ít nghiên cứu kỹ thuật trong lĩnh vực này và sức mạnh đổi mới của họ cần phải được cải thiện.

3. Phân tích các thực thể đổi mới chính
Hình 3 thể hiện thứ hạng của các đơn vị đổi mới lớn toàn cầu trong lĩnh vực này. Phân tích cho thấy trong số 10 đơn vị đổi mới hàng đầu, có 6 công ty Nhật Bản, điều này cho thấy các đơn vị đổi mới sáng tạo của Nhật Bản có thế mạnh đáng kể trong lĩnh vực này. Ngoài những lợi thế tuyệt đối về Các công ty Nhật Bản trong lĩnh vực này, Công ty Hewlett-Packard của Mỹ cũng có sức cạnh tranh mạnh. Đầu tư vào R&D và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế đứng thứ ba trên thế giới. Ngoài ra, Mamjet Technology của Ireland cũng có năng lực R&D nhất định, xếp thứ tư. Mặc dù Trung Quốc đứng thứ sáu trên thế giới về số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế trong lĩnh vực này, cũng như số người nộp đơn chủ yếu nằm rải rác trong các công ty vừa và nhỏ, không có tổ chức đổi mới nào của Trung Quốc lọt vào top 10 thế giới.

Hình 4 cho thấy xu hướng đăng ký bằng sáng chế của các tổ chức đổi mới lớn trên toàn cầu. Phân tích cho thấy trong 20 năm qua, số đơn xin cấp bằng sáng chế của Seiko Epson nhìn chung có xu hướng tăng trưởng, đặc biệt là sau năm 2013, số lượng đơn đăng ký tăng lên nhanh chóng. Mặc dù có giảm nhẹ từ năm 2017 đến năm 2019 nhưng số lượng đơn đăng ký của nó vẫn cao hơn nhiều so với các đối thủ khác. Có thể thấy rằng trong những năm gần đây, xu hướng đổi mới trong lĩnh vực này rất tích cực và công nghệ của nó cũng phát triển nhanh chóng. Các đơn xin cấp bằng sáng chế của Canon và HP nói chung cũng cho thấy xu hướng tăng trưởng ổn định, với số lượng đơn đăng ký hàng năm dưới 50 .Xu hướng đăng ký bằng sáng chế của Công nghệ Mamjit rất biến động. Khối lượng ứng dụng của nó tăng nhanh trước năm 2011 và vượt qua Seiko Epson, Canon và HP trong hầu hết các năm. Tuy nhiên, nó bắt đầu suy giảm nhanh chóng sau khi đạt đỉnh điểm vào năm 2011 và tiềm năng phát triển của nó không đủ lớn. Số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế của Brother Industries vẫn tương đối ổn định, với số lượng đơn đăng ký trong hầu hết các năm dao động từ 10 đến 20.

4. Phân tích các ngành kỹ thuật quan trọng
Các ngành kỹ thuật có số lượng bằng sáng chế lớn hơn thường được coi là các ngành kỹ thuật quan trọng hơn, đổi mới công nghệ tương đối tích cực. Theo số phân loại CPC, lĩnh vực kỹ thuật làm sạch đầu phun in bằng cấu trúc lau được chia thành 4 nhánh kỹ thuật quan trọng, cụ thể là: B41J2/16538 (làm sạch vòi phun bằng bàn chải hoặc cần gạt nước); B41J2/16541 (làm sạch vòi phun từ cần gạt nước hoặc dụng cụ cạo) Thiết bị loại bỏ cặn); B41J2/16544 (cấu trúc định vị của cần gạt nước); B41J2002/1655 (vòi làm sạch đai làm sạch).
Hình 5 cho thấy xu hướng đăng ký bằng sáng chế cho các ngành kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực này. Phân tích cho thấy các đơn vị đổi mới trong lĩnh vực này đã tương đối tích cực trong đổi mới trong ba nhánh B41J2/16538, B41J2/16544 và B41J2002/1655 trong mười năm qua, và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế vẫn duy trì mức tăng trưởng đáng kể trong bối cảnh có nhiều biến động. Năm 2017, số lượng đơn đăng ký sáng chế ở ba ngành này. Số lượng đơn đăng ký sáng chế ở ngành B41J2/16541 duy trì ổn định trong một thời gian dài, điều này cho thấy sức sống đổi mới của các đơn vị đổi mới sáng tạo trong ngành này tương đối yếu.

Hình 6 cho thấy sự phân bố của các công nghệ được cấp bằng sáng chế tại các quốc gia nộp đơn chính trên thế giới. Phân tích cho thấy B41J2/16538 (vòi làm sạch bằng bàn chải hoặc chổi gạt nước) là ngành công nghệ được quan tâm nhiều nhất trong lĩnh vực này và số lượng đơn đăng ký sáng chế trong ngành này là tương đối lớn ở mỗi quốc gia nộp đơn chính. Nhật Bản và Hoa Kỳ xếp hạng trong số hai quốc gia dẫn đầu về số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế trong bốn ngành chính của lĩnh vực này, vượt xa các quốc gia khác và dẫn đầu về hoạt động đổi mới tổng thể. Tuy nhiên, các quốc gia khác có ít hơn 100 đơn đăng ký trong 4 ngành trên và sức mạnh kỹ thuật của họ tương đối thấp. Yếu hơn.

Hình 7 cho thấy sự phân bổ công nghệ đã được cấp bằng sáng chế của các đơn vị đổi mới lớn trên toàn cầu. Phân tích cho thấy năm đơn vị đổi mới hàng đầu trong lĩnh vực này, chẳng hạn như Seiko Epson, Canon, HP, Mamjet Technology và Brother Industries, có bố cục bằng sáng chế ở nhiều ngành kỹ thuật khác nhau , và nghiên cứu và phát triển của họ bao gồm nhiều lĩnh vực.B41J2/16538 vẫn là nhánh công nghệ mà các gã khổng lồ trong ngành quan tâm nghiên cứu nhất và số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế cao hơn đáng kể so với các nhánh khác, cho thấy rằng trọng tâm nghiên cứu và phát triển lớn trên toàn cầu các đơn vị đổi mới trong lĩnh vực này chủ yếu tập trung vào việc sử dụng bàn chải hoặc chổi gạt nước để làm sạch vòi phun.

Phân tích các công nghệ sáng chế quan trọng
1. Vòi làm sạch bàn chải hoặc lưỡi gạt nước
Nghiên cứu kỹ thuật về vòi làm sạch lưỡi gạt nước chủ yếu tập trung vào cải tiến cấu trúc và phương pháp lắp đặt cần gạt nước. Như được hiển thị trong Hình 8, cần gạt nước được bộc lộ trong đơn xin cấp bằng sáng chế của Hewlett-Packard (CN102858545A) bao gồm: phần gạt nước đầu tiên có chiều rộng xấp xỉ bằng chiều rộng diện tích lỗ của cụm đầu in nhỏ; liền kề với phần gạt nước đầu tiên là dải phân cách được phân đoạn; đoạn gạt nước thứ hai liền kề với dải phân cách sao cho hoạt động lau của đoạn gạt nước thứ nhất không bị ảnh hưởng bởi đoạn gạt nước thứ hai, đoạn gạt nước thứ nhất và thứ hai. Chiều rộng kết hợp của phần gạt nước và dải phân cách gần bằng chiều rộng của lỗ khu vực lắp ráp đầu in lớn. Đặt cùng một cần gạt nước thành hai phần có thể lau cùng lúc các bề mặt vòi phun có kích thước khác nhau. Cần gạt nước nghiêng trên đế lắp. Đối với cần gạt nước không có góc, khi lưỡi gạt nước làm sạch cụm đầu in, toàn bộ năng lượng tích trữ trong lưỡi gạt nước cong sẽ được giải phóng ngay lập tức. Ngược lại, đối với những cần gạt nước có góc cạnh, chẳng hạn như những loại mà cần gạt nước dần dần ăn vào và tách ra khỏi cần gạt nước. lắp ráp đầu in, nó phân tán sự giải phóng năng lượng theo thời gian, do đó làm giảm biên độ và cải thiện chất lượng âm thanh đi kèm với quá trình lau.

2. Thiết bị loại bỏ cặn bám trên cần gạt hoặc dụng cụ cạo
Cần gạt nước sẽ bị nhiễm mực trên bề mặt đầu phun trong quá trình lau, điều này sẽ ảnh hưởng đến lần lau tiếp theo nên cần phải được làm sạch. Như được hiển thị trong Hình 9, thiết bị loại bỏ cặn bám trên cần gạt nước được tiết lộ trong bằng sáng chế ứng dụng (CN108943720A) của Công ty Công nghệ In ba chiều Quốc tế Sanwei. Khi làm sạch vòi phun màu 20, máy cạo di động 200 sẽ quay để di chuyển đầu tiếp xúc 220 ra khỏi khu vực làm sạch. Lỗ 101 của rãnh 100 cản trở phần cản trở hấp thụ nước 300 trong quá trình chuyển động. Miếng cản hút nước 300 hấp thụ chất lỏng làm sạch 10 được gắn vào đầu tiếp xúc 220, nhờ đó ngăn không cho đầu tiếp xúc 220 bị dính quá nhiều chất lỏng làm sạch 10 khi cạo vòi phun màu 20. Được gắn vào vòi phun màu 20, do đó ngăn ngừa chất lỏng làm sạch 10 bám vào vòi tạo màu 20 bám vào bột nguyên liệu và tạo thành bùn. Vòi tạo màu 20 tiếp xúc với đầu tiếp xúc 220 và di chuyển theo chiều ngang để tạo ra đầu tiếp xúc 220 cạo sạch bùn bám vào vòi phun màu 20. Sau khi làm sạch xong, máy cạo di động 200 quay để di chuyển đầu tiếp xúc 220 vào bể làm sạch 100. Lúc này mảnh cản trở hấp thụ nước 300 di chuyển ra khỏi hành trình chuyển động của đầu tiếp xúc 220 để tránh hấp phụ bùn bám vào đầu tiếp xúc 220. Đầu tiếp xúc 220 của máy cạo di động 200 được ngâm trong chất lỏng làm sạch 10, và chất lỏng làm sạch 10 hòa tan bùn bám vào đầu tiếp xúc 220, và đầu tiếp xúc 220 tiếp tục di chuyển để tiếp xúc với bộ phận giao thoa chìm 400, và bộ phận giao thoa chìm 400 được cạo đi. Bùn dính vào Do đó, đầu tiếp xúc 220 được làm sạch để làm sạch dao cạo di động 200 cho lần làm sạch tiếp theo của vòi phun màu 20 .

3. Cơ cấu định vị cần gạt nước
Khi cần gạt nước lau vòi phun, nó cần có một thiết bị dẫn động để định vị cần gạt nước trên bề mặt vòi phun. Như được hiển thị trong Hình 10, trong cấu trúc định vị cần gạt nước được tiết lộ trong đơn đăng ký bằng sáng chế của Mingqi Dentsu Co., Ltd. (CN1332085A), a xe trượt làm sạch được cung cấp trong vỏ của ghế bảo trì và xe trượt làm sạch có thể trượt về phía trước và phía sau. Sau khi vòi phun đi vào khu vực bảo trì, chuyển động tương đối của khung trượt làm sạch và vỏ sẽ buộc giá đỡ cần gạt nước phải trượt từ đế giữ cần gạt nước vào khu vực làm việc. Cơ chế khóa đơn giản cố định thanh trượt làm sạch và giữ giá đỡ cần gạt nước đúng vị trí. Khi đầu in phun rời khỏi bệ bảo trì, vòi phun sẽ được làm sạch và sau khi quá trình vệ sinh hoàn tất, đầu phun sẽ được làm sạch. đầu in sẽ nhả thiết bị khóa và thanh trượt làm sạch sẽ trở về vị trí ban đầu, từ đó di chuyển giá đỡ cần gạt nước trở lại đế giá đỡ cần gạt nước. Không còn liên kết với đầu phun của đầu in.

4. Vòi làm sạch đai làm sạch
Khi làm sạch vòi phun bằng đai làm sạch, nhìn chung có thể đạt được kết quả làm sạch tốt hơn bằng cách sử dụng kết hợp dung dịch làm sạch. Như minh họa trong Hình 11, trong cần gạt được tiết lộ trong đơn đăng ký bằng sáng chế của Fujifilm Co., Ltd. (WO2016047420A1), Lõi lưới 102 phía phân phối là bộ phận hình trụ kéo dài theo chiều ngang và được đỡ xoay quanh một trục. Tấm lau vòi 120 được quấn quanh bề mặt ngoại vi bên ngoài của lõi lưới bên 102. Mặt khác, lõi lưới phía quấn 104 là bộ phận hình trụ kéo dài theo chiều ngang và được đỡ xoay quanh một trục, và 120 cuộn giấy tấm lau vòi phun 120 được đưa ra từ lõi màng bên phân phối 102 và lau bề mặt vòi phun 57K. Quấn thành hình cuộn. Tấm lau đầu phun 120 được đưa ra từ lõi lưới phía gửi 102 được ép vào bề mặt đầu phun 57K của đầu phun mực 56K bằng con lăn ép 110, và lau mực và các giọt khác bám vào bề mặt đầu phun 57K.Sau đó, tấm lau vòi 120 đã lau các giọt chất lỏng chạm tới lõi lưới phía quấn 104 và được quấn lại, sao cho bề mặt vòi 57K được lau một cách hiệu quả bằng tấm lau vòi phun 120. Vì chất lỏng làm sạch 108 được cung cấp bởi cơ chế áp dụng chất lỏng làm sạch 93 nên có thể đạt được hiệu quả lau hiệu quả hơn.
Bài viết này phân tích hiện trạng của các bằng sáng chế trong lĩnh vực kỹ thuật làm sạch đầu phun in bằng cấu trúc lau, có thể cung cấp tài liệu tham khảo cho hoạt động nghiên cứu và phát triển công nghệ, những đột phá đổi mới và chiến lược bố cục bằng sáng chế của các đơn vị đổi mới. Có thể thấy điều này từ việc phân tích dữ liệu Thống kê và thực trạng phát triển công nghệ cho thấy số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này nhìn chung có xu hướng phát triển biến động trong 20 năm qua. Trước năm 2016 là thời kỳ tăng trưởng của ngành và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế mỗi năm tương đối ít; kể từ năm 2017, số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế trong lĩnh vực này nhìn chung có nhiều biến động. Nghiên cứu công nghệ thực địa và bảo vệ bằng sáng chế đã bước vào giai đoạn cải thiện nhanh chóng và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế đã tăng lên đáng kể. Ngoài ra, số đơn xin cấp bằng sáng chế của Nhật Bản trong lĩnh vực này chiếm một nửa cả nước và 6 trong số 10 đơn vị đổi mới hàng đầu trong lĩnh vực này. thế giới đều đến từ Nhật Bản, giúp họ có lợi thế dẫn đầu tuyệt đối về sức mạnh R&D.

Hiện nay, sự phát triển của các ngành kỹ thuật chính trong lĩnh vực này đã tương đối trưởng thành. Trong quá trình phát triển đã có nhiều đỉnh cao về ứng dụng kèm theo sự đột phá về công nghệ cốt lõi, điều này cho thấy sự phát triển công nghệ trong lĩnh vực này là bền vững và có sức sống mạnh mẽ, đặc biệt trong những năm gần đây, số đơn xin cấp bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này có xu hướng đi lên rõ rệt. xu hướng này và có thể thấy trước các công nghệ cốt lõi mới sẽ ra đời trong tương lai, số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế sẽ đạt đến một đỉnh cao khác.