Nghiên cứu công nghệ làm sạch đầu phun của máy in phun

Mực ở lỗ mở có thể đông đặc, khiến đầu phun bị tắc hoặc làm lem vật liệu in trong quá trình in, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng in.Để tránh đầu phun bị tắc hoặc làm nhòe vật liệu in, bề mặt đầu phun cần được làm sạch kịp thời.
Nhìn chung có ba phương pháp để làm sạch đầu phun in: một là dẫn chất lỏng qua bên ngoài đầu phun; hai là sử dụng cấu trúc lau; thứ ba là sử dụng chất lỏng làm sạch.Trong số đó, sử dụng cấu trúc lau để làm sạch bề mặt đầu phun in là phương pháp làm sạch được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.Làm thế nào để sử dụng cấu trúc lau để đạt được hiệu quả làm sạch tốt hơn trên bề mặt đầu phun in đã 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 thể hiện 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 có biến động.Trước năm 2016, số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế mỗi năm hầu hết nằm trong khoảng từ 200 đến 300, ít thay đổi. Có thể coi ngành này đang trong giai đoạn 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 đăng ký sáng chế trong lĩnh vực này đã tăng lên đáng kể, với số lượng đơn đăng ký hàng năm vượt quá 300, đạt đỉnh điểm là 413 vào năm 2019. Có thể thấy, hoạt động nghiên cứu công nghệ và bảo hộ sáng chế trong lĩnh vực này đã bước vào giai đoạn phát triển. cải tiến nhanh chóng và quy mô bố trí bằng sáng chế của các thực thể đổi mới tiếp tục mở rộng.Số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế đã giảm đáng kể trong hai năm qua do phải mất một khoảng thời gian nhất định từ khi nộp đến khi công bố. Do đó, 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 thể hiện sự phân bổ nguồn công nghệ sáng chế trong lĩnh vực này.Phân tích cho thấy hơn 50% số đơn đăng ký sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này có nguồn gốc từ Nhật Bản, với số lượng đơn đăng ký lên tới 3.511, xếp thứ nhất, 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; của Hoa Kỳ, chiếm 16,8% số đơn xin cấp bằng sáng chế, đứng 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 còn có Ireland; bằng sáng chế 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 khoảng cách về sức mạnh đổi mới không lớn trong khi bằng sáng chế của Trung Quốc chỉ chiếm 3,4%. chỉ ra rằng các đơn vị 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 cho thấy thứ hạng của các đơn vị đổi mới toàn cầu lớn 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 của Nhật Bản có thế mạnh đáng kể trong lĩnh vực này.Ngoài lợi thế tuyệt đối của các công ty Nhật Bản trong lĩnh vực này trên toàn thế giới, HP tại Mỹ còn có khả năng đầu tư R&D mạnh mẽ và số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế đứng thứ ba thế giới.Ngoài ra, Mamjet Technology của Ireland cũng có năng lực R&D nhất định, xếp thứ 4.Mặc dù Trung Quốc đứng thứ sáu trên thế giới về số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế trong lĩnh vực này, do người nộp đơn chủ yếu nằm rải rác ở các công ty vừa và nhỏ, nhưng không có tổ chức đổi mới nào của Trung Quốc được xếp hạng trong số 10 tổ chức đổi mới hàng đầu trên thế giới.

Hình 4 cho thấy xu hướng nộp đơn xin cấp 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 đã cho thấy xu hướng tăng trưởng chung, 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 hãng vẫn còn rất xa. cao hơn 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 hãng cũng phát triển nhanh chóng.Các đơn xin cấp bằng sáng chế của Canon và HP nhìn chung cũng cho thấy xu hướng tăng trưởng ổn định, với số lượng đơn đăng ký hàng năm chỉ dưới 50.Xu hướng ứng dụng bằng sáng chế của Mamjit Technology biến động rất lớn. 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 giảm nhanh chóng sau khi đạt đến đỉnh cao vào năm 2011 và tiềm năng phát triển của nó không đủ.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 và hoạt động đổi mới công nghệ diễn ra tương đối tích cực.Theo số phân loại CPC, lĩnh vực kỹ thuật làm sạch đầu phun in bằng cơ cấu lau được chia thành 4 nhánh kỹ thuật quan trọng, đó là: B41J2/16538 (làm sạch đầu phun bằng chổi hoặc gạt nước); B41J2/16541 (làm sạch đầu phun từ cần gạt hoặc gạt nước) Thiết bị loại bỏ cặn); B41J2/16544 (cấu trúc định vị của cần gạt nước); B41J2002/1655 (vòi làm sạch băng tải).
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 ở ba nhánh B41J2/16538, B41J2/16544 và B41J2002/1655 trong mười năm qua và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế đã duy trì sự tăng trưởng đáng kể trong bối cảnh Biến động trong năm 2017, số lượng đơn đăng ký 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 bổ 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 chổi hoặc chổi gạt nước) là nhánh công nghệ được quan tâm nhất trong lĩnh vực này và số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế trong nhánh này 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 xin cấp 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 các lĩnh vực trên. bốn nhánh, và sức mạnh kỹ thuật của họ tương đối thấp hơn.

Hình 7 cho thấy sự phân bổ các công nghệ 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 trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau và nghiên cứu cũng như phát triển của họ bao gồm nhiều lĩnh vực.B41J2/16538 vẫn là nhánh công nghệ được 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 trọng tâm nghiên cứu và phát triển của các đơn vị đổi mới lớn toàn cầu trong lĩnh vực này chủ yếu tập trung vào việc sử dụng bàn chải hoặc dụng cụ 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 được tiết lộ trong đơn xin cấp bằng sáng chế của Hewlett-Packard (CN102858545A) bao gồm: phần gạt nước thứ nhất có chiều rộng xấp xỉ bằng chiều rộng của khu vực lỗ của cụm đầu in nhỏ liền kề với phần gạt nước thứ nhất; một dải phân cách được phân đoạn; đoạn gạt nước thứ hai liền kề với dải phân cách sao cho hành động xóa của đoạn gạt nước thứ nhất không bị ảnh hưởng bởi đoạn gạt nước thứ hai, lần xóa thứ nhất và lần xóa thứ hai. Chiều rộng kết hợp của phần gạt nước và dải phân cách gần bằng với chiều rộng của khu vực lỗ của cụm đầu in lớn. Đặt cùng một cần gạt thành hai phần có thể lau các bề mặt đầu phun có kích thước khác nhau cùng một lúc.Cần gạt bị nghiêng trên đế gắn. Đối với cần gạt không có góc nghiêng, khi lưỡi gạt làm sạch cụm đầu in, toàn bộ năng lượng tích trữ trong lưỡi gạt cong sẽ được giải phóng ngay lập tức.Ngược lại, đối với cần gạt nước có góc cạnh, chẳng hạn như những cần gạt nước mà cần gạt dần dần gắn vào và tách ra khỏi cụm đầu in, nó sẽ 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 sẽ ảnh hưởng đến lần lau tiếp theo nên cần phải làm sạch.Như được minh họa trên Hình 9, thiết bị loại bỏ cặn bám từ cần gạt nước được bộc lộ trong đơn đăng ký bằng sáng chế (CN108943720A) của Công ty Công nghệ In Ba chiều Quốc tế Sanwei Khi làm sạch vòi phun màu 20, dao 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 miếng cản hút nước 300 trong quá trình di chuyển Miếng cản hút nước 300 sẽ hấp thụ chất lỏng làm sạch 10 được gắn vào đầu tiếp xúc 220, do đó ngăn cản sự tiếp xúc. đầu 220 không bị dính quá nhiều chất lỏng tẩy rửa 10 khi cạo vòi phun màu 20. Được gắn vào vòi phun màu 20, từ đó ngăn chất lỏng làm sạch 10 bám vào vòi phun màu 20 bám vào bột và tạo thành bùn.Vòi phun màu 20 tiếp xúc với đầu tiếp xúc 220 và di chuyển theo chiều ngang để làm cho 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. Tại thời điểm này, mảnh cản trở hấp thụ nước 300 di chuyển ra khỏi hành trình chuyển động của đầu tiếp xúc 220 để tránh hấp thụ 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 phần cản chìm 400 và phần chìm mảnh cản trở 400 được cạo sạch Bùn gắn vào đầu tiếp xúc 220 nhờ đó được làm sạch để làm sạch dụng cụ 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, cần có 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), một 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 thanh trượt làm sạch và vỏ sẽ buộc giá đỡ cần gạt nước trượt từ đế giá đỡ cần gạt nước vào khu vực làm việc.Một cơ chế khóa đơn giản giữ chặt thanh trượt làm sạch và giữ giá đỡ cần gạt nước ở đúng vị trí.Khi đầu in phun rời khỏi ghế bảo trì, đầu phun sẽ được làm sạch và sau khi làm sạch xong, 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 gạt nước trở lại cần gạt nước đế giữ. Không còn liên kết với vòi phun của đầu in.

4. Vòi làm sạch đai làm sạch
Khi làm sạch vòi phun bằng đai làm sạch, thường có thể đạt được kết quả làm sạch tốt hơn bằng cách sử dụng kết hợp chất lỏng làm sạch.Như được hiển thị trong Hình 11, trong cần gạt được tiết lộ trong đơn đăng ký bằng sáng chế của Fujifilm Co., Ltd. (WO2016047420A1), lõi lưới phía phân phối 102 là một bộ phận hình trụ kéo dài theo chiều ngang và được đỡ có thể xoay quanh một trục. tấm 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 lau vòi phun 120 được đưa ra từ lõi lưới phía phân phối 102 và lau vòi phun bề mặt 57K. Bọc thành hình cuộn.Tấm lau vòi phun 120 được gửi ra từ lõi lưới phía gửi 102 được ép vào bề mặt vòi phun 57K của đầu phun mực 56K bằng con lăn ép 110 và lau mực và các giọt khác bám vào bề mặt vòi phun 57K.Sau đó, tấm lau vòi 120 đã lau các giọt chất lỏng chạm tới lõi lưới phía quấn 104 và được quấn, sao cho bề mặt vòi 57K được lau một cách hiệu quả bởi tấm lau vòi 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 từ việc phân tích số liệu thống kê và tình hình phát triển công nghệ, số lượng đơn đăng ký bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này nhìn chung cho thấy xu hướng phát triển có nhiều biến động trong 20 năm qua. Trước năm 2016 là thời kỳ tăng trưởng của ngành. 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 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 đăng ký bằng sáng chế của Nhật Bản trong lĩnh vực này chiếm một nửa đất nước. Sáu trong số mười đơn vị đổi mới hàng đầu trên thế giới 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 ứng dụng kèm theo những 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 là trong những năm gần đây, số đơn xin cấp bằng sáng chế toàn cầu trong lĩnh vực này có xu hướng tăng lên rõ ràng và có thể thấy trước rằng các công nghệ cốt lõi mới sẽ ra đời trong tương lai và số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế sẽ đạt đến một đỉnh cao khác.