CN101678677B - 喷墨打印机的操作机构 - Google Patents

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Abstract

一种打印机系统包括在打印期间从固定位置喷射打印溶液的打印头组件和可操作为传送操作组件的传送机构。操作组件在非打印期间对打印头组件执行维护功能。而且，打印头组件在非打印期间保持在固定位置中，并且，操作组件在打印期间为打印介质提供支撑。

Description

喷墨打印机的操作机构
相关申请
本申请要求2007年4月5日提交的美国临时申请No.60/910,314的优先权，在此通过引用引入其全文。
技术领域
本发明总体上涉及一种喷墨打印机，并且更具体地，设计一种用于喷墨打印机的维护机构。
背景技术
这里提供的背景描述总体上是为了表示本申请的前后关系。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中描述的指出姓名的发明人的工作所进行的程度并不表明其在本申请提交时作为现有技术，从未明示或暗示其被承认为本申请的现有技术。
通常，家用和/或办公室用小型喷墨打印机包括从供墨处提供液体墨水的打印头。在操作期间，打印头通过多个孔或喷嘴朝向打印介质(例如一张纸)喷射墨滴，从而在打印介质上提供打印图案。这些孔通常被配置为一个或多个阵列，从而从孔喷射出次序合适的墨，使得在打印头和打印介质彼此相对地移动时，在打印介质上打印字符或其它图像。
除了如上所述包括选择性定位的打印头的小型喷墨打印机，对于其它种类的打印机(公知为页宽式打印机)也有需求。页宽式打印机被构造为具有页宽式打印头，该页宽式打印头包括页宽式打印阵列，允许打印整个宽度的所需图像而不用移动页宽式打印头。换言之，页宽式打印阵列横跨目标打印介质的整个宽度。页宽式打印头从而需要比通常使用的喷墨打印机多得多的喷嘴。
喷墨打印机中的问题包括由于颗粒聚集和/或残墨而造成打印头的一个或多个喷嘴操作不正常。通常，各种形式的碎屑会聚集在喷嘴周围从而造成干扰正常的喷嘴操作(例如改变墨滴形状)。此外，液体墨水能够在喷嘴内或喷嘴附近干枯，从而有可能造成喷嘴“堵塞”(例如堵住正常的墨流)。在可能包括成千上万个喷嘴的页宽式打印机中，其性能和效率可能会由于喷嘴的操作不正常而急剧地降低。
发明内容
本发明由所附带的权利要求限定，并且不应该认为这一部分对这些权利要求作出任何限定。
作为介绍，下面的优选实施例提供了一种打印机系统，其包括在打印期间从固定位置喷射打印溶液的打印头组件和可操作为沿着路径传送操作组件的传送机构。该操作组件在非打印期间对打印头组件执行维护功能。而且，打印头组件在非打印期间保持在固定位置并且操作组件在打印期间为打印介质提供支撑。
在其它实施例中，打印机系统包括在打印期间从固定位置喷射打印溶液的打印装置和沿着路径传送操作装置的传送装置，其中，该操作装置在非打印期间对打印装置执行维护功能。而且，打印装置在非打印期间保持在固定位置并且操作装置在打印期间为打印介质提供支撑。
在其它方面，传送装置可包括驱动带。传送装置还可包括转动元件。打印装置包括页宽式打印头。传送装置可操作为沿第一方向和第二方向中的其中一个方向传送操作装置，其中，第二方向与第一方向相反。
在其它方面，操作装置包括清扫器、封盖元件和支撑元件。清扫器、封盖元件和支撑元件安装在传送装置上。传送装置将封盖元件定位成与打印装置接合。传送装置将芯吸元件(wicker element)定位成与打印装置几乎相邻。传送装置将清扫器定位成与打印装置接合。
在其他方面，该系统还包括用于根据控制模块的指令转动传送装置的驱动装置。控制模块将指令存储在存储器中或者从外部源接收指令。
在阅读下面的附图和详细说明之后，本领域技术人员将会明白本发明的其它系统、方法和特征。希望所有这些附加系统、方法、特征和优点都包括在该说明书中，都落入本发明的范围内，并且由所附带的权利要求所保护。
现在将参照附图介绍优选实施例。
附图说明
图1是根据现有技术的示例性打印系统的功能性框图；
图2是根据本发明的示例性打印系统的第一实施例的功能性框图；
图3是根据本发明的示例性打印系统的第二实施例的功能性框图；且
图4是示出根据本发明的示例性打印系统的操作步骤的流程图。
具体实施方式
参照附图和说明书将会更好地理解本发明。附图中的部件不必成比例，重点在于解释本发明的原理。而且，在附图中，类似的附图标记在不同视图中代表相应的部件或元件。下面的说明本质上仅仅是示例性的，并且绝不视图限定本发明、其应用或其使用。正如这里所使用的那样，术语模块是指特定用途集成电路(ASIC)、电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用、专用或集群)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它合适部件。正如这里所使用的那样，术语A、B或C中的至少其中一个应该被认为是指逻辑(A或B或C)，使用非排他性的逻辑或。应该理解方法内的步骤可以在不改变本发明的原理的情形下以不同的顺序来执行。
作为介绍，这里所描述的实施例与例如喷墨打印机的打印系统相关，所述喷墨打印机采用维护站或组件来保持打印头的正常操作，并且本质上仅仅是示例性的。本发明描述了一种运维系统，其能够在不需要将打印头驱动到打印区域外的情形下使得打印头得到维护，从而增强维护例程同时最小化打印系统的尺寸以及实际成本。
现在参照图1，示出了实现根据现有技术的打印系统的示例性打印系统10(例如喷墨打印系统)。打印系统10包括打印介质输送组件12、滑架组件16和维护站组件22，打印介质输送组件12移动和/或传送打印介质14移动经过打印介质通道，滑架组件16移动维护站组件22相对于打印介质14移动传送打印头20的滑架18，维护站组件22保持打印头20的功能。在各个实施例(例如多功能喷墨打印系统)中，打印系统10可包括其它组件(例如扫描/传真组件)。
打印介质输送组件12包括打印介质引导组件24、驱动或供给辊组件26和打印通道电机28，打印介质引导组件24将打印介质14引导到打印系统中，驱动或供给辊组件26是打印介质14前进而通过打印系统，打印通道电机28操作打印介质引导组件24和供给辊组件26。
滑架组件16通常包括承载打印头20的滑架18和操作滑架的滑架电机30。打印头20相对于打印介质14保持喷嘴32。维护站组件22通常包括维护站电机34，维护站电机34操作维护站组件22的功能(即维护功能)，下面将更详细地描述。
在传动喷墨打印机中共同的问题在于由于墨干枯在喷嘴上而造成打印头的一个或多个喷嘴操作不正常。此外，碎屑颗粒可能会聚集在喷嘴周围，这干扰了喷嘴的正常操作。从而，大多数传统喷墨打印机使用如图1所示的维护站组件来执行运维或维护功能，包括但不限于去除和替换“喷嘴盖”、清扫喷嘴和/或通过喷嘴“喷吐”墨从而确保打印头的正常操作。盖(例如橡胶元件)用于在不用时覆盖喷嘴以防止墨在喷嘴内或喷嘴附近干枯。周期性地用清扫元件(例如一个或多个橡胶片(清扫器))来清扫喷嘴表面从而从喷嘴除去多余的墨。类似地，在将墨沉积在打印介质表面上之前周期性地通过喷嘴发射(“喷吐”)墨，从而清洁(即开启)喷嘴以确保正常的墨流。
往回参照图1，打印系统10与大多数传统喷墨打印机类似，包括滑架电机30，以将滑架18沿相对于打印介质14的前进方向垂直的方向平移。因此，滑架18(即打印头20)能够在打印介质14的边缘外转折，打印介质14的边缘限定了打印介质14的打印区域(即沉积墨而形成所需图像的区域)。在优选实施例中，滑架电机30可还驱动滑架18，使其经过打印介质14的边界而定位在维护站组件22上方，从而使打印头20接受维护。
维护站组件22包括封盖系统(未示出)，如上所述，封盖系统操作为在喷嘴32不使用时(即不打印期间)覆盖喷嘴32。此外，当打印头20定位在维护站组件22上方时，打印头执行喷吐操作。在各个实施例中，喷吐操作可包括通过所述喷嘴32的每个喷嘴发射可变量的墨滴。所发射的墨滴由维护站组件22的贮备部分或容器(未示出)(例如痰盂)收集。在各个实施例中，其它容器可定位在打印介质14下方来收集无边界或边界到边界打印(公知为全出血打印)期间产生的过量喷射的墨。维护站组件22还包括一个或多个清扫器(未示出)来清扫打印头20的喷嘴32，从而除去聚集在喷嘴32上的残墨或任何碎屑。
在打印工作(即打印操作)启动时，滑架18被驱动回到打印介质14的打印区域上方。打印头20沿着运动(在图1中被称为“滑架运动”)方向来回经过(或横穿)打印区域，同时喷嘴32喷射墨以在打印介质14上形成所需图像。完成打印操作后，滑架18被驱动为朝向维护站组件22以进行维护。
其它类型的喷墨打印机(例如页宽式打印机)的维护操作也以类似的方式进行。页宽式打印机使用页宽式打印头，页宽式打印头包括横跨打印介质的整个宽度的页宽式喷嘴组件。换言之，在无需页宽式打印头如上所述横穿打印介质的打印区域的情形下，能够打印整个宽度的所需图像。因而，与传统喷墨打印机(例如家用/办公室用打印机)所使用的喷嘴数目相比，页宽式打印机需要更多数目的喷嘴(例如成千上万个)。尽管在打印操作期间页宽式打印头不需要被驱动为来回跨过打印区域，不使用期间仍然需要页宽式打印头被移动到目标打印介质边界外以由如上所述的维护站组件维护。因而，页宽式打印机尺寸非常大并且较复杂而且更为昂贵。
现在参照图2，示出第一实施例的打印机系统100的简化前视图。在本发明中，打印机系统100包括页宽式喷墨打印系统，但是本发明也涉及到其它各种喷墨打印机的实施例。打印机系统100可实现本发明的运行系统。
打印机系统100包括操作组件102或组件102，操作组件102具有封盖元件104、清扫器106和支撑元件108，总体上被称为组合元件。组合元件分别安装在传送机构(例如驱动带110)的内表面109上，使得驱动带110沿着转动路径的运动转变成组合元件沿着同一转动路径的运动。为了简单和简短，本发明将讨论组件102的元件和操作，但是本领域技术人员应该理解示例性打印机系统100可包括其它元件，包括但不限于打印介质搬运和运动组件制成和引导组件、驱动电机及其它功能模块(例如检测和/或感应模块)。并且，希望打印机系统100可包括由驱动带110驱动的其它组合元件，并且与驱动带110有关的各个组合元件的布置和/间距能够变化。
打印机系统100包括一个或多个打印头112，打印头112沿打印介质116的方向通过多个孔或喷嘴114喷射打印溶液(或墨)，从而在打印介质116上产生所需图像。在本实施例中，打印头112包括页宽式打印头。喷嘴114布置成一列或多列或布置成阵列(例如页宽式打印阵列)，并可包括可变数目的喷嘴。打印介质116可包括但不限于任何合适的片状材料(例如纸、卡片纸、透明胶片、聚酯薄膜或布)。
封盖元件104操作为在喷嘴不使用时(即不打印期间)覆盖喷嘴114。封盖元件104可包括柔软的乳胶基的塑料，但是其它材料也可使用。清扫器106操作为清扫打印头112的喷嘴114以除去残墨(例如已经固化在喷嘴114中或固化在其附近的墨)以及已经聚集在喷嘴114上的颗粒物(可能会堵塞喷嘴114的通道(未示出))。清扫器106通常在不打印期间和/或打印期间和不打印期间之间的过渡期间清扫喷嘴114。清扫器106可包括可变数目的清扫器并可由橡胶制成。
支撑元件108接合或支撑打印介质116，使得打印介质116定位为与打印头112几乎相邻。在本实施例中，支撑元件108布置为靠近打印头112，但是其它布置方式也是可以的。支撑元件108包括例如肋部或齿部的结构以定位打印介质116。在本实施例中，打印元件108还包括芯吸元件(wicking element)(例如高密度泡沫材料)，以吸收由于在打印介质116上全出血打印过量喷射的墨，同时手机在喷吐操作期间从喷嘴114发射的多余的墨。换言之，至少其中一个组合元件在打印机系统100的打印操作和不打印操作期间与打印头112组合操作。
在其它实施例中，打印机系统100可包括安装到驱动带110上的其它部件，例如以虚线示出的另一芯吸元件118。在喷吐操作期间，可使用芯吸元件118。
如上所述，在操作期间，驱动带110的运动转变成组合元件的运动。在本实施例中，驱动轮122(即驱动元件，例如电机)基于控制模块120产生的开动信号按照转动路径沿顺时针或逆时针方向转动驱动带110。本领域技术人员应该理解，例如滑轮或辊子的其它元件(尽管未示出)也可与驱动轮122组合操作从而促使驱动带110运动。
控制模块120与位置编码器124(例如光学检测器)和驱动轮122通信。位置编码器124确定驱动带110的相应位置(即确定操作期间驱动带110已经前进的距离)并产生指示驱动带110的位置的位置信号。在操作器件，控制模块120基于从位置编码器124收到的位置信号(即位置信息)开动驱动轮122。换言之，控制模块120通过使用位置信号使驱动带110前进，以使相应的组合元件相对于打印头112在各个功能期间对齐，同时将打印头112保持在固定位置中。此外，控制模块120可改变驱动带110沿其转动路径前进的速率。
控制模块120还可基于位置信号控制打印机系统100的其它元件。例如，基于驱动带110的确定位置，控制模块120可命令打印头112在给定位置从喷嘴114喷射墨。
控制模块120还可基于存储在存储器中的预确定的维护指令来控制驱动带110前进。维护指令可指示由组合元件执行的每个维护功能(例如封盖、喷吐和/或清扫)的顺序、频率和/或持续时间。此外，打印机系统100(即控制模块120)可从外部源(例如打印机系统100的使用者)接收指令来执行各种维护功能，从而致动驱动带110。
现在参照图3，示出第二实施例的打印系统100的简化侧视图。在本实施例中，打印机系统100包括转动元件150，转动元件150用作用于组合元件的传送机构。尽管转动元件150示出为“轮”，也可使用各种其它结构。
各个维护元件安装在转动元件150上。转动元件150以与驱动带110类似的方式操作。具体地，转动元件150的运动转变成组合元件的运动。在本实施例中，驱动电机(未示出)以给定速率沿顺时针或逆时针方向转动所述转动元件150。控制模块120产生开动信号来控制转动元件150的转动方向和转动速率。与前一实施例相似，本实施例的打印机系统100还包括位置解码器(未示出)，位置解码器确定转动元件150的相应位置并将位置信号传输到控制模块120。控制模块120基于位置信号选择性地开动驱动电机，从而改变转动元件150的方转动向。如上所述，控制模块120开动驱动电机(即转动所述转动元件150)，从而使各个组合元件相对于打印头112大致对齐。以此方式，在不需要移动打印头112的情形下，可以执行各个维护功能。
参照图4，更详细地示出了打印机系统100的示例性运行系统的操作。方法200开始于步骤202。在步骤204中，控制模块120判定打印操作(即打印期间)是否已经启动。如果控制模块120判定打印操作还未启动，则方法200进行到步骤208。如果控制模块120判定打印操作已经启动，则方法200进行到步骤206。在步骤206，驱动带110转动为使得支撑元件108定位为与打印头112几乎相邻。
在步骤208，控制模块120判定是否已经处理清扫指令。如果控制模块120判定清扫指令还未处理，则方法200进行到步骤212。如果控制模块120判定清扫指令已经处理，则方法200进行到步骤210。在步骤210，驱动带110转动为使得清扫器106定位为与打印头104接合。
在步骤212，控制模块120判定是否已经处理喷吐指令。如果控制模块120判定喷吐指令还未处理，则方法200进行到步骤216。如果控制模块120判定喷吐指令已经处理，则方法200进行到步骤214。在步骤214，驱动带110转动为使得芯吸元件118定位为与打印头104几乎相邻。
在步骤216，控制模块120判定是否已经处理封盖指令。如果控制模块120判定封盖指令还未处理，则方法200返回到步骤204。如果控制模块120判定封盖指令已经处理，则方法200进行到步骤218。在步骤218，驱动带110转动为将封盖元件104定位为与打印头104接合。在步骤220，方法200结束。
上面所述的所有内容，不论是否描述了具体的实施方式，本质上均为示例性的，而非限制性的。尽管已经描述了运行系统的特定部件，与该运行系统兼容的方法、系统和制造物品还可包括其它或不同的部件。例如，运行系统的部件可由下列一个或多个实现：控制逻辑、硬件、微处理器、微控制器、特定用途集成电路(ASIC)、离散逻辑或电路和/或逻辑的组合。此外，尽管本实施例的方面、特征和部件示出为硬件或软件，与运行系统兼容的系统和方法的所有部分可分布式存储或从计算机可读介质读取，例如辅助存储装置(例如硬盘、软盘和CD-ROM)；从网络接收信号；或者当前已知或稍后研发的ROM或RAM的其它形式。所述动作的任何动作或组合都可在计算机可读存储介质中存储为指令。存储器可以是DRAM、SRAM、Flash或任何其它形式的存储器。程序可以是单个程序、单独程序的一部分，或者分布在数个存储器和处理器中。
该系统的处理能力可在多个系统部件(例如多处理器和多存储器，可选地包括多个分布式处理系统)之间分布。参数、数据库及其它数据结构可单独存储并管理，可结合到单个存储器或数据库中，可以多种不同方式逻辑地和物理地组织，并可以多种方式实现，包括数据结构，例如链接表、哈希表、或隐藏的存储机制。程序或规则集可以是单个程序或规则集、单独程序或规则集的一部分，或者分布在数个存储器和处理器中。
希望前面的详细描述被理解为本发明所能够采用的选定形式的解释，而不是对本发明的限定。只有下面的权利要求书包括其所有等同形式用来限定本发明的范围。

Claims (26)

1.一种打印系统，包括：
打印头组件，其在打印期间从固定位置喷射打印溶液；
操作组件；和
传送机构，其围绕所述打印头组件，并被配置为沿着转动路径转动所述操作组件，
其中，所述操作组件在不打印期间对所述打印头组件执行维护功能；
其中，所述打印头组件在不打印期间保持在固定位置中，并且所述操作组件在所述打印期间为打印介质提供支撑。
2.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述传送机构包括驱动带。
3.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述传送机构包括转动元件。
4.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述打印头组件包括页宽式打印头。
5.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述传送机构可操作为沿第一方向和第二方向中的其中一个方向传送所述操作组件，其中，所述第二方向与所述第一方向相反。
6.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述操作组件包括清扫器、封盖元件和支撑元件。
7.如权利要求6所述的打印系统，其中，所述清扫器、封盖元件和支撑元件安装在所述传送机构上。
8.如权利要求7所述的打印系统，其中，所述传送机构将所述封盖元件定位为与所述打印头组件接合。
9.如权利要求7所述的打印系统，其中，所述传送机构将所述支撑元件定位为与所述打印头组件几乎相邻。
10.如权利要求7所述的打印系统，其中，所述传送机构将所述清扫器定位为与所述打印头组件接合。
11.如权利要求1所述的打印系统，还包括驱动元件，所述驱动元件基于控制模块的指令来转动所述传送机构。
12.如权利要求11所述的打印系统，其中，所述控制模块将指令存储在所述存储器中或者从外部源接收指令。
13.一种用于操作打印机系统的方法，包括：
在打印期间从固定位置从打印头组件喷射打印溶液；和
由传送机构沿着转动路径转动操作组件，其中所述传送机构围绕所述打印头组件；
由所述操作组件在不打印期间对所述打印头组件执行维护功能；
其中，所述打印头组件在不打印期间保持在固定位置中，并且所述操作组件在所述打印期间为打印介质提供支撑。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述传送机构包括驱动带。
15.如权利要求13所述的方法，其中，传送所述操作组件包括使元件转动。
16.如权利要求13所述的方法，其中，所述打印头组件包括页宽式打印头。
17.如权利要求13所述的方法，其中，传送所述操作组件包括沿第一方向和第二方向中的其中一个方向运动，其中，所述第二方向与所述第一方向相反。
18.如权利要求13所述的方法，其中，所述操作组件包括清扫器、封盖元件和支撑元件。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述清扫器、封盖元件和支撑元件安装在所述传送机构上。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述传送机构将所述封盖元件定位为与所述打印头接合。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述传送机构将所述支撑元件定位为与所述打印头几乎相邻。
22.如权利要求19所述的方法，其中，所述传送机构将所述清扫器定位为与所述打印头接合。
23.如权利要求13所述的方法，还包括基于控制模块的指令转动传送机构。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述控制模块将指令存储在所述存储器中或者从外部源接收指令。
25.如权利要求1所述的打印系统，其中，所述操作组件被配置为：
在所述不打印期间从所述操作组件的第一位置对所述打印头组件执行维护功能，并且
在所述打印期间从所述操作组件的第二位置为所述打印介质提供支撑。
26.如权利要求13所述的方法，其中，所述操作组件在所述不打印期间从所述操作组件的第一位置对所述打印头组件执行维护功能，并且
其中，所述操作组件在所述打印期间从所述操作组件的第二位置为所述打印介质提供支撑。
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