开口处的油墨可能凝固，从而导致喷嘴堵塞或者在打印时蹭脏打印介质，严重影响打印质量。为了防止喷嘴堵塞或者蹭脏打印介质，需要对喷嘴表面进行及时清理。

 

　　清理打印喷嘴的方法一般有3种：一是驱动流体通过喷嘴的外侧; 二是使用擦拭结构;三是使用清洗液。其中，使用擦拭结构对打印喷嘴表面进行清理是目前最常用的清理方式。而如何使用擦拭结构使打印喷嘴的表面得到更好的清理效果，成为业内亟待解决的问题。

 

　　本文针对使用擦拭结构对打印喷嘴进行清理领域，分别从专利申请趋势、技术来源、技术分布、主要创新主体等维度对其专利发展现状进行了分析。

 

　　技术发展状况分析

 

　　1. 专利申请趋势分析

 

　　使用擦拭结构对打印喷嘴表面进行清理领域的全球专利申请趋势。分析可知，近 20 年来，该领域的全球专利申请量呈波动发展态势。2016 之前，每年专利申请量大多在 200 ～ 300 件之间，变化幅度不大，可以认为是行业成长期，技术研发进度缓慢，创新成果产出量相对较少。自 2017 年开始，该领域专利申请量显著上升，每年申请量突破 300 件，2019 年达到近年峰值 413 件，可见该领域技术研究和专利保护进入快速提升阶段，创新主体的专利布局规模不断扩大。而近两年专利申请量出现明显下降，是由于专利申请从提交到公开需要一定时间，因此一部分专利申请还没有进入公开阶段，无法进行统计，因此仅供参考。

 

　　2. 专利技术来源分析

 

　　该领域专利技术来源分布情况。分析可知，该领域全 球专利申请中有 50% 以上来源于日本，申请量达到 3511 件，独占鳌头，可见日本创新主体在该领域的技术研究处于绝对优势地位;其次是美国，专利申请量占比 16.8%，排名第二位，说明美国创新主体在该领域也有较深入的研究，专利布局规模仅次于日本;另外，爱尔兰的专利占比为 8.4%，名列第三，创新实力也不容小觑;韩国和澳大利亚的专利占比略超 5%，创新实力差距不大;而中国的专利占比仅为 3.4%，说明我国创新主体在该领域的技术研究相对较少，创新实力还有待提升。

 

　　3. 主要创新主体分析

 

　　该领域全球主要创新主体的排名情况。分析可知，排名前十的创新主体中，日本企业有 6家，可见日本创新主体在该领域具有不可小觑的实力。全球除了日本企业在该领域占有绝对的优势之外，美国的惠普公司也有较强的竞争力，其研发投入以及专利申请量排名全球第三。另外，爱尔兰的马姆杰特科技也具有一定的研发实力，排名第四位。中国在该领域的专利申请量虽然排名全球第六位，但由于申请人主要分散在中小公司，因此未有中国创新主体跻身全球前十行列。

 

　　全球主要创新主体的专利申请趋势。分析可知，近 20 年来，精工爱普生的专利申请量总体呈现增长态势，尤其是 2013 年以后申请量出现急速上升，虽然2017—2019 年略有下降，但其申请量仍然远超其他竞争对手，可见其近些年在该领域创新趋向活跃，技术发展迅速。佳能和惠普的专利申请量总体也呈现平稳增长趋势，每年申请量均在 50 件以内。马姆杰特科技的专利申请趋势波动幅度较大，其申请量在 2011 年以前增长较快，并且大多年份超越了精工爱普生、佳能和惠普，但自 2011年达到峰值后开始急速下降，发展后劲不足。而兄弟工业的专利申请量保持相对稳定态势，大多年份申请量在 10 ～ 20 件之间。

 

　　4. 重要技术分支分析

 

　　专利数量较多的技术分支通常被认为是较为重要的技术分支，技术创新相对较为活跃。按照 CPC 分类号将使用擦拭结构对打印喷嘴 进行清理技术领域分为 4 个重要技术分支，分 别为：B41J2/16538(刷子或擦拭器刮板清洁喷嘴);B41J2/16541(从擦拭器或刮板除去沉积物的装置);B41J2/16544(擦拭器的定位结构);B41J2002/1655(清洁带清洁喷嘴)。

 

　　该领域重要技术分支的专利申请量趋势。分析可知，该领域创新主体近十年来在B41J2/16538、B41J2/16544、 B41J2002/1655 这 3个分支的创新相对较为活跃，专利申请量在 波动中保持大幅增长，2017 年这3 个分支的申请量均达到峰值;而B41J2/16541 分支的专利申请量长期保持平稳态势，可见创新主体在该分支的创新活力相对较弱。

 

　　全球主要申请国的专利技术分布情况。分析可知， B41J2/16538(刷子或擦拭器刮板清洁喷嘴)是该领域最受关注的技 术分支，各主要申请国在该分支的专利申请量均较大。日本和美国在该领域 4 大分支的专利申请量均名列前两位，远超其他国家，创新活跃度全面领先，而其他国家在上述4 个分支的申请量均不足 100 件，技术实力相对较弱。

 

　　全球主要创新主体的专利技术分布情况。分析可知，该领域排名前 5 的创新主体如精工爱普生、佳能、惠普、马姆杰特科技、兄弟工业在各技术分支均有专利布局，研发涉及面均较广。B41J2/16538 仍是行业巨头最热衷研究的技术分支，专利申请量明显高于其他分支，说明全球主要创新主体在该领域的研发重点主要集中在采用刷子或擦拭器刮板清洁喷嘴方面。

 

　　重点专利技术分析

 

　　1. 刷子或擦拭器刮板清洁喷嘴

 

　　对于擦拭器刮板清洁喷嘴的技术研究主要在于对擦拭器结构和安装 方式等方面的改进。如图8所示，惠普公司的专利申请 (CN102858545A)中公开的擦拭器包括：第一擦拭器区段，其宽度大致等于小打印头组件的孔口区的宽度;邻接所述第一擦拭器区段的分离器;第二擦拭器区段，其邻接所述分离器，从而使得第一擦拭器区段的擦拭动作不受第二擦拭器区段的影响，所述第一、第二擦拭器区段和分离器的组合宽度大致等于大打印头组件的孔口区的宽度，将同一个擦拭器设置成两段可以同时擦拭不同大小的喷嘴表面。擦拭器倾斜设置在安装座上，针对没有角度的擦拭器，当擦拭器刮片清理打印头组件时，弯曲的擦拭器刮片中存储的能量会被立即全部释放。相反，针对有角度的擦拭器，诸如擦拭器逐渐与打印头组件结合并脱离结合，在时间上扩散了能量释放，从而降低了其幅值，改善了伴随着擦拭过程的声学质量。

 

　　2. 从擦拭器或刮板除去沉积的装置

 

　　擦拭器在擦拭过程中会被喷嘴表面的油墨污染，影响下次擦拭，因此需要对其进行清洁。如图 9 所示，三纬国际立体列印科技公司的 专利申请(CN108943720A)中公开的从擦拭器除去沉积的装置，当清洁着色喷头 20 时，活动刮片200 旋转使其接触端 220 移出清洁槽 100 的开口 101，移动过程干涉吸水干涉件 300，吸水干涉件 300吸收接触端 220 上沾附的清洁液10，由此避免接触端 220 刮刷着色喷头 20 时将过多的清洁液 10 沾附至着色喷头 20 上，进而避免沾附在着色喷头 20 上的清洁液 10 沾附料粉而形成污泥。着色喷头 20 接触接触端 220 并且水平往复移动使接触端 220 刮除着色喷头 20 上附着的污泥，待清洁完成后，活动刮片 200旋 转使其接触端 220向清洁槽 100 内移动，此时吸水干涉件300 移出接触端 220 的移动行程，避免吸附接触端 220 上沾附的污泥。活动刮片200 的接触端 220 浸入清洁液 10 中，由清洁液 10 溶解接触端 220 上沾附的污泥，且接触端 220 进一步移动至接触沉水干涉件 400，沉水干涉件 400 刮除接触端 220 上沾附的污泥，由此清洁活动刮片 200 以供下次清洁着色喷头20。

 

　　3. 擦拭器的定位结构

 

　　擦拭器在擦拭喷嘴时需要驱动装置将擦拭器定位到喷嘴表面。如图 10 所示，明碁电通股份有限公司的专利申请(CN1332085A)中公开的擦拭器定位结构，在维护座的壳体中设置有清洁橇，且该清洁橇能前后滑动。在喷嘴进入维护区以后，清洁橇与壳体的相对运动会迫使刮片座从刮片座坞滑入工作区中。简易的锁定装置会固定清洁橇，并使该刮片座维持在适当位置。当喷墨打印头离开维护座时，喷嘴会被加以清洁，且在清洁完成后，打印头会解除该锁定装置，清洁橇回到原始位置，从而使刮片座移回刮片座坞中，不再与打印头的喷嘴连动。

 

　　4. 清洁带清洁喷嘴

 

　　通过清洁带清洁喷嘴时，一般结合使用清洁液可以达到更好的清洁 效果。如图11 所示，富士胶片株式会社的专利申请(WO2016047420A1) 中公开的擦拭器，送出侧网状物芯 102 是水平地延伸并以能够绕轴旋转的方式被支承的圆柱状部件，在送出侧网状物芯 102 的外周面卷绕有喷嘴擦拭片 120。另一方面，卷绕侧网状物芯 104 是水平地延伸并被支承为能够绕轴旋转的圆柱状部件，从送出侧网状物芯 102 送出并擦拭了喷嘴面57K 的喷嘴擦拭 片120 卷绕成卷状。从送出侧网状芯 102 送出的喷嘴擦拭片 120 被按压辊 110 按压于喷墨头 56K 的喷嘴面 57K，而擦拭附着于喷嘴面 57K 的油墨等液滴。然后，擦拭了液滴的喷嘴擦拭片 120 到达卷绕侧网状物芯 104而被卷绕，从而高效地利用喷嘴擦拭片 120 擦拭喷嘴面 57K。由于利用清洗液赋予机构 93 赋予清洗液108，因此能够达到更有效的擦拭效果。

 

　　本文对使用擦拭结构对打印喷嘴进行清理技术领域的专利现状进行了分析，可以为创新主体的技术研发和创新突破、专利布局策略提供参考。从数据统计和技术发展状况分析可以看出，近 20 年来该领域全球专利申请量总体上呈波动发展态势，2016 年之前是行业成 长期，每年专利申请量相对较少;自 2017 年开始，该领域技术研究和专利保护进入快速提升阶段，专利申请量显著增加。另外，该领域的日本专利申请占据半壁江山，全球排名前十的创新主体有 6 位来自日本，研发实力具有绝对领先优势。

 

　　目前，该领域主要技术分支发展较为成熟，发展历程中多次出现申请高峰并伴随核心技术的突破，说明该领域的技术发展具有持续性和很强的生命力，尤其是近年来该领域全球专利申请明显呈现走高趋势，可以预见未来会有新的核心技术诞生，专利申请量将再创高峰。