CN100556698C - 用于喷墨打印机的喷嘴清理装置 - Google Patents

Abstract

一种用于具有多个油墨储槽的喷墨打印机的喷嘴清理装置，该清理装置包括压力源和用于有选择地将压力源连接到油墨储槽上的阀机构(22)，其特征在于，阀机构包括具有带有多个出口(48)的壁的阀壳体(26)，每个出口连接到油墨储槽(18)之一上，以及在阀壳体内可运动并在其中限定第一压力腔室(46)以及具有连接到压力源(20)并通过密封件(54)围绕的入口的活塞(28)，密封件和阀壳体(26)的所述壁一起限定适用于通过活塞(28)的运动与出口(48)中所选择的一个出口连通的第二压力腔室(56)。

Description

用于喷墨打印机的喷嘴清理装置

技术领域

本发明涉及一种用于具有多个油墨储槽的喷墨打印机的喷嘴清理装置，清理装置包括压力源和有选择地将压力源连接到油墨储槽上的阀机构。

背景技术

喷墨打印机具有多个打印头，例如在多色打印机中至少一个打印头对应于每种颜色。每个打印头包括油墨液滴通过其中喷射在记录介质上的喷嘴阵列和经由各自油墨通道与每个喷嘴阵列的喷嘴连通的油墨储槽。在每个油墨通道内或附近，设置例如压电致动器的致动器，该致动器可被激励以便在油墨通道中的液体油墨内产生压力波，使得油墨液滴从相关喷嘴排出。

在某些公知的喷墨打印系统中，油墨储槽保持在略微次大气压下，以便防止油墨从喷嘴泄漏。

由于小喷嘴趋于被杂质堵塞，需要定时清理喷嘴。这通过运动打印头到清理站并接着在油墨储槽上施加正压力以便用来自油墨储槽的油墨洗刷喷嘴来实现。清理站包括面向打印头的喷嘴以便收集在洗刷步骤中流出喷嘴的油墨的沟槽，并还可包括从打印头的喷嘴表面上去除残留油墨和灰尘的擦拭器。这种清理或洗刷过程的另一目的在于去除进入油墨通道的气泡，该气泡可对于喷嘴的喷射性能造成不利影响。

为了限制压力源的所需能量以及清理站的尺寸，最好是打印头不同时清理，而可以在连接到该特定油墨储槽的喷嘴位于面向清理站的油墨收集系统的位置时通过一次只对一个油墨储槽施加压力来单独清理。这还具有的优点是通过只对实际上需要清理处理的一个或多个打印头进行清理处理可以减小浪费的油墨数量。但是，需要阀机构将压力源有选择地连接到正被清理的打印头的油墨储槽上。特别是由于考虑到涉及小的压力差应该采用直接驱动类型的阀，这种阀机构整体增加了系统的复杂性和成本。

US-A-6095633披露一种所述类型的清理装置，其中对于每个油墨储槽设置单独的阀，以便可控制地将其连接到公共压力源上。

US-A-4870431披露一种用于具有转动打印头的热融喷墨打印机的清理装置，其中喷嘴布置在外周上以便在围绕打印头卷绕的记录纸片材上进行打印。这里，打印头的内部细分成多个油墨储槽，每个储槽具有圆形扇形的截面形状。每个储槽在其顶部表面具有供应开口，使得油墨的固体小球落入其中融化油墨的油墨储槽内。通过转动打印头，每个储槽开口可到达与空气供应系统对准并密封连接的位置。当打印头锁定在此位置上时，压力空气供应到油墨储槽内以便洗刷连接其上的喷嘴。打印头的其他顶部表面通过固定盖覆盖以便闭合不位于清理位置上的油墨储槽的开口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷嘴清理装置，其中阀机构具有简单的构造并可以低成本制造和组装。按照本发明，提出一种用于具有多个油墨储槽的喷墨打印机的喷嘴清理装置，该清理装置包括压力源和用于有选择地将压力源连接到油墨储槽上的阀机构，喷嘴清理装置的特征在于阀机构包括：

阀壳体，具有带有多个出口的壁，每个出口连接到多个油墨储槽之一上，以及

可在阀壳体内运动的活塞，活塞与阀壳体之间限定了具有连接到压力源并通过固定在活塞的外表面上的密封件围绕的一个入口的第一压力腔室，密封件和阀壳体的所述壁一起限定适用于在清理的情况和通过活塞的运动期间压力源与多个出口中所选择的一个出口连通的第二压力腔室。

油墨储槽可恒定地连接到阀壳体的各自出口上，并且可通过运动活塞到密封件围绕连接有特定油墨储槽的出口的位置来有选择地施加适用于洗刷连接到单独油墨储槽上的喷嘴的压力。密封件由此将该出口与第一压力腔室脱开并将在只包括一个出口的阀壳体的壁区域上限定经由活塞入口连接到压力源上的第二压力腔室。

因此对于打印头和清理站的配置以及打印头如何运动进入并离开清理站的方式来说，本发明的装置适用于多种喷墨打印机，并允许高度的设计选择。阀机构可具有带有唯一一个可运动构件(即活塞)的紧凑和简单的构造。

第一压力腔室可保持在大气压力下并将只具有防止外界物质通过出口进入油墨储槽的功能。但是，本发明特别的优点在于第一压力腔室可用来径向控制不被清理的油墨储槽内部的压力。因此，除非将要清理特定打印头的喷嘴，例如单个压力控制装置足以将所有打印头的油墨储槽保持在略微次大气压下，以便防止油墨从喷嘴泄漏。

在清理过程中，活塞可稳定运动，使得密封件随后通过阀壳体壁内的出口之上，使得预定长度的压力脉冲连续施加在单个油墨储槽上。

本发明其他变型和任选的特征表示在所附权利要求中。

在特别优选的实施例中，在阀壳体内活塞的运动可以和打印头相对于清理站的运动相关，使得将在适当的时刻上施加压力脉冲，即当打印头位于正确的清理位置时。活塞的运动和打印头的运动相结合可通过例如齿轮、齿条和小齿轮以及类似物的机械装置来实现。

阀壳体内活塞的运动可以是线性移位、转动以及两者的组合。

在特别优选的实施例中，活塞相对于清理站在平行于载有打印头的滑架的运动的方向上线性运动。接着简单地通过朝着一个端部位置弹性偏置活塞并在滑架和清理站之间采用相对运动以便推动活塞抵抗偏置力通过阀壳体来实现机械连接。为此，阀机构可安装在载有打印头的滑架上，使得当滑架到达清理站时活塞或活塞杆的一个端部接合固定止挡。作为选择，阀机构可相对于清理站固定安装，并且滑架上的邻靠件可用来启动活塞。

附图说明

现在将结合附图说明本发明的优选实施例，附图中：

图1是即将在清理操作开始之前的状态下本发明清理装置的示意图；

图2是与图1类似但是单个打印头进行清理的状态的示意图；以及

图3是通过本发明装置的阀机构的示意纵向截面图。

具体实施方式

如图1所示，适用于本发明的喷墨打印机包括可沿着导轨12线性运动以便扫描记录纸张片材的滑架10。附图只表示记录纸张区域外部导轨12的端部，使得记录纸张在这里看不到。

多个打印头14(此实例中是四个)并排安装在滑架10上，并具有布置在公共平面内并在附图中面向下以便当滑架10扫描纸张时与记录纸张相对的喷嘴面16。每个打印头14还具有油墨储槽18，并且不同打印头14的油墨储槽含有不同颜色的液体油墨。

已经表示在图1中的打印机的部分容纳通过用来自油墨储槽18的液体油墨洗刷喷嘴来清理打印头14的喷嘴面16内的喷嘴的清理装置。为了造成油墨流出打印头的喷嘴，清理装置包括压力源20和用作从压力源20供应压缩空气到单个油墨储槽18的阀机构的分配阀22，使得油墨将被压迫离开喷嘴。以此方式从喷嘴喷射的油墨截留并收集在布置成面向当前进行清理的打印头的喷嘴面16的沟槽24内。任选地，沟槽24可以和擦拭器组件相结合，以便从喷嘴面16擦去残留油墨，同时滑架10运动通过沟槽。

分配阀22包括用作阀壳体26的外管和用作滑动地容纳在阀壳体内的活塞28的内管。阀壳体26和活塞28两者各自通过柔性管30、32和34连接到压力源20上，该柔性管具有足够的长度和柔性以便跟随滑架10沿着导轨12运动的行程。通过连接到阀壳体26上的管30、32，压力源20供应例如大约-1000Pa大小等级的略微次大气压。当打印头操作或闲置时，通常在打印头1的油墨储槽18内保持该压力，以便防止油墨从喷嘴泄漏。管34连接到活塞28的一个端部上，并在适当时刻单独或连续地供应例如10kPa等级的正空气压力的脉冲到不同打印头14的油墨储槽18上，以便当该打印头运动通过沟槽24时洗刷每个打印头的喷嘴。

通过活塞28相对于阀壳体26的运动来控制空气供应到单个打印头14的油墨储槽18上，并且该运动通过滑架10相对于导轨12的运动来控制。

如图1所示，活塞28在两侧伸出超过阀壳体26的端部，并且止挡36、38设置在活塞的两端上。在图1所示的情况下，滑架10在箭头的方向上刚接近清理装置，并且活塞28保持在止挡36接合阀壳体26的左端的静置位置上。活塞通过偏置活塞28的相对端部离开阀壳体26的压缩弹簧40保持在静置位置上。在活塞的端部处的止挡38即将到达相对于导轨12保持固定的邻靠件42。当滑架10进一步运动到图1左侧时，止挡38接合邻靠件42，并且活塞28被推动通过阀壳体26。这表示在图2中，其中滑架10已经进一步运动到第三打印头的喷嘴面16面向沟槽24的位置。

分配阀22的内部构造表示在图3中。这里，管状阀壳体26表示成在两端具有密封环44，活塞28通过密封环滑动地引导在阀壳体中，使得环形第一压力腔室46形成在活塞28和阀壳体26的内壁之间，并通过密封环44在两端闭合。第一压力腔室46具有在阀壳体26的周壁内轴向对准的四个出口48，并成形为连接器以便各自连接到打印头14的油墨储槽18之一上。另外，阀壳体26具有靠近阀壳体的相对端部布置并用来连接低压管30和32到第一压力腔室上的两个连接器50。管状活塞28通过止挡38在一个端部闭合，而另一端部形成用于高压管34的连接器52。在活塞28的轴向中心，两个密封环54固定在活塞的外表面上。这些密封环54一起形成将环形第二压力腔室56和第一压力腔室46分开的密封件。密封环54还将第一压力腔室46分成两个分开的隔室，这是设置两个连接器50的原因，一个连接器针对每个隔室。

第二压力腔室56的入口60在两个密封环54之间的区域内形成在活塞28的周壁内。在图3所示的情况下，入口60和第二压力腔室56与第三出口48对准，使得经由管34供应的高压将向前通过活塞28的内部、入口60、第二压力腔室56和出口48进入第三打印头的油墨储槽18。这与图2所示的情况相对应，其中第三打印头面向沟槽24。

在图1所示的情况下，当活塞28位于其静置位置时，入口60将位于靠近右侧连接器50的位置，并且在该位置上，第二压力腔室56既不连接到出口48上，也不连接到连接器50上。在图3中，入口60的位置通过箭头A表示。

当活塞28位于静置位置，并且滑架10接近邻靠件42时，第二压力腔室56运动通过出口48，使得与打印头通过沟槽24的运动同步地将高压连续供应到打印头14的油墨储槽内。当滑架在反向行程内运动离开邻靠件42时，以相反顺序进行第二系列的清理步骤。因此，无论滑架10何时运动到定位有清理装置的导轨12的端部，对于每个打印头14分别自动进行两步骤清理过程。

在图3所示的实例中，活塞28在两端具有另外的密封环62。这些密封环62将进入阀壳体26并当活塞到达其两个端部位置之一时接合后者的密封环44。应该注意到限定第二压力腔室56的密封环54和活塞28一起运动，而密封环44相对于阀壳体26固定。在组装过程中，可在载有密封环54的活塞28已经插入阀壳体内之后，但在止挡36、38安装在活塞之前插入靠近阀壳体26的端部布置的密封环44。

本领域普通技术人员将理解到以上描述的实施例可以多种方式改型。例如，如果打印头14经由各自的柔性管连接到阀壳体26上，分配阀22可相对于导轨12和压力源20固定布置。邻靠件42接着通过适当布置在滑架10上的邻靠件来代替。作为另一选择，分配阀的活塞28可通过其本身和滑架的运动同步驱动的例如齿条和小齿轮组件或类似物的适当驱动机构来驱动。

Claims (10)

1.一种用于具有多个油墨储槽(18)的喷墨打印机的喷嘴清理装置，该清理装置包括压力源(20)和用于有选择地将压力源连接到油墨储槽上的阀机构(22)，其特征在于，阀机构包括：

阀壳体(26)，具有带有多个出口(48)的壁，每个出口连接到所述多个油墨储槽(18)中的一个上，以及

在阀壳体内可运动的活塞(28)，活塞(28)与阀壳体之间限定了具有连接到压力源(20)并通过固定在活塞的外表面上的密封件(54)围绕的一个入口(60)的第一压力腔室(46)，密封件(54)和阀壳体(26)的所述壁一起限定适用于在清理的情况和通过活塞(28)的运动期间压力源(20)与所述多个出口(48)中所选择的一个出口连通的第二压力腔室(56)。

2.如权利要求1所述的喷嘴清理装置，其特征在于，第一压力腔室(46)保持在次大气压下。

3.如权利要求1所述的喷嘴清理装置，其特征在于，每个油墨储槽(18)安装在打印机的可运动打印头(14)内部或上面，其中活塞(28)的运动与打印头(14)的运动相关。

4.如权利要求3所述的喷嘴清理装置，其特征在于，包括布置成在清理过程中收集从喷嘴喷出的油墨的沟槽(24)，活塞(28)相对于阀壳体(26)的运动与打印头(14)相对于沟槽(24)的运动同步，使得只在打印头面向沟槽(24)时打印头(14)的油墨储槽(18)连接到压力源(20)上。

5.如权利要求3或4所述的喷嘴清理装置，其特征在于，阀壳体(26)具有管状形状，并且活塞(28)可轴向运动通过阀壳体。

6.如权利要求5所述的喷嘴清理装置，其特征在于，活塞(28)是连接到压力源(20)上的中空管，入口(60)限定在中空管的周壁内，并且密封件(54)通过在入口(60)任一侧上围绕活塞的两个密封环形成。

7.如权利要求2所述的喷嘴清理装置，其特征在于，阀壳体(26)具有都连接到次大气压源上并靠近阀壳体的相对端部布置而且轴向偏离出口(48)的两个连接器(50)。

8.如权利要求6所述的喷嘴清理装置，其特征在于，阀壳体(26)平行于打印头(14)和沟槽(24)相对运动的方向布置，并且活塞(28)在其两端伸出阀壳体(26)，相对于阀壳体弹性偏置到端部位置上，并适用于与邻靠件(42)协作，以便按照打印头(14)和沟槽(24)相对运动被推动通过阀壳体。

9.如权利要求8所述的喷嘴清理装置，其特征在于，打印头(14)和阀机构(22)安装在可相对于沟槽(24)运动的公共滑架(10)上。

10.如权利要求9所述的喷嘴清理装置，其特征在于，压力源(20)相对于沟槽(24)固定，并经由柔性管(30、32、34)连接到阀机构(22)上。

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