CN102858545A - 用于喷墨打印机的擦拭器 - Google Patents

Abstract

在具有小打印头组件和大打印头组件的喷墨打印机中，擦拭器包括：第一擦拭器区段，其具有的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；邻接所述分离器的第二擦拭器区段，其中所述第一、第二擦拭器区段和所述分离器组合起来具有的宽度大致等于所述大打印头组件的孔口区的宽度；以及方形梢部，其在所述单一节段化擦拭器的末端阻止芯吸作用。翼板保持所述擦拭器被定向成在打印操作的方向上擦拭所述打印头组件。

Description

用于喷墨打印机的擦拭器

背景技术

典型的喷墨打印机采用一个或多个打印头组件，每个打印头组件包括孔口板，所述孔口板具有在其孔口区中形成的上百个非常小的孔口，墨液通过这些孔口喷射到打印介质上。因为小直径的孔口容易堵塞，这些喷射打印机可使用某种类型的擦拭机构或系统从孔口区去除余屑和积累的墨。擦拭机构可包括用于产生芯吸作用的装置。此擦拭过程通常是吵杂的。而且，多个打印头组件可以是不同尺寸和形状的，从而使得能够理想地适用于一种类型的打印头组件的擦拭机构不能那么好地适用于另一类型的打印头组件。例如，许多喷墨打印机采用彩色墨液打印头组件和黑色墨液打印头组件。黑色墨液打印头组件通常比彩色墨液打印头组件更大（更宽），对于黑色墨液打印头组件优化的擦拭系统可能在擦拭彩色墨液打印头组件的孔口区时不那么有效。一种解决方案是使用多个擦拭器，每个擦拭器尺寸被制成适合于适当的打印头组件，但这给喷墨打印机增加了成本和尺寸。此方案对于小型和/或计划低成本的打印机可能是不实际的。

附图说明

将参照附图进行详细描述，附图中相同的数字标示了相同的对象，且附图中：

图1A以方框图形式图解说明了喷墨打印机的一个示例性实施例，其中可实施所公开的擦拭器的各个实施例；

图1B是图1A喷墨打印机中选择的一些组件的透视图，该喷墨打印机采用了擦拭器的示例性实施例；

图2示意性地图解说明了用在图1A喷墨打印机中的彩色和黑色墨液打印头组件的表面的示例性实施例；

图3是用于保持擦拭器的擦拭器安装件的示例性实施例的透视图；

图4A是图3擦拭器安装件的顶部平面图；

图4B是擦拭器安装件一个替代示例性实施例的顶部平面图；

图5A图解说明了图3的擦拭器安装件和单一兼容擦拭器的相应示例性实施例之间的关系；

图5B图解说明了图4B的擦拭器安装件和单一兼容擦拭器的相应示例性实施例之间的关系；和

图6图解说明了图5A的示例性单一兼容擦拭器的擦拭操作的示例性实施例。

具体实施方式

一个示例性喷墨打印机使用了两个或更多个打印头组件，每个打印头组件包括一个孔口板，所述孔口板具有形成于其孔口区中的上百个非常小的孔口，墨液通过这些孔口喷射到打印介质（例如一张纸）上。在一个具体的示例中，该喷墨打印机包括一个彩色墨液打印头组件和一个黑色墨液打印头组件。因为在彩色和黑色墨液打印头组件孔口板中的各个孔口的直径很小，所以要用擦拭机构从这些组件的孔口区中去除掉余屑和积累的墨。

为了改善擦拭过程，公开了一种单一兼容擦拭器和相应的擦拭器系统，在一个实施例中，所述单一兼容擦拭器包括适应干燥擦拭且具有节段化刮片区段的特征。在一个实施例中，单一兼容擦拭器被安装成垂直于（即大致90度）擦拭方向。在另一实施例中，单一兼容擦拭器被安装成与擦拭方向成一角度（例如，大约偏离垂直方向10度）。如此配置的单一兼容擦拭器和相应的擦拭器系统为不同尺寸和形状的孔口板提供了有效的擦拭，同时保持低成本的擦拭实施，而且进一步地对擦拭过程中的声音提供了非常大的改善。

更具体地，单一兼容擦拭器的节段化擦拭器刮片区段用来擦拭两个不同尺寸的打印头组件。单一兼容擦拭器被保持在一个固定位置，而容装着打印头组件的托架携载着打印头组件通过节段化的擦拭器刮片。一旦接触打印头组件，节段化的擦拭器刮片随着其滑过每个打印头组件会发生弯曲，并且从打印头组件的孔口区中去除掉余屑。

图1A以方框图形式示出了喷墨打印机的一个实施例，其中可实施所公开的擦拭器的实施例。在图1中，喷墨打印机10包括打印盒12、托架14、打印介质传送机构16、输入/输出装置18和连接到打印机10每个可操作组件的打印机控制器20。打印盒12包括一个或多个墨液存放室22和一个或多个打印头组件24。打印盒有时也称作打印笔或墨盒。打印头组件24通常表示如下小型机电部件，其包含小型热电阻器或压电装置的阵列，这些热电阻器或压电装置被致动以从关联的孔口阵列喷出小的墨滴。通常的热喷墨打印头组件例如包括排列有墨液喷射孔口的孔口板和形成于集成电路芯片上的喷发电阻器。每个打印头组件通过外部电触点电连接到打印机控制器20。操作中，打印机控制器20选择性地通过电触点激发喷发电阻器，以通过孔口将墨滴喷射到打印介质26上。

打印盒12可包括跨越打印介质26宽度的一系列固定的盒或打印头组件。替代性地，盒12可包括在打印介质26的宽度上在托架14上来回扫描的一个或多个盒。其它的盒或打印头组件配置是可行的。活动托架14可包括用于打印盒12的保持器、保持器沿其移动的导轨、驱动马达、以及沿导轨移动保持器的皮带滑轮系统。介质传送器16使打印介质26在长度方向上向前通过打印盒12和打印头组件24。对于固定的盒12，介质传送器16可使打印介质26连续向前通过打印头组件24。对于扫描的盒12而言，介质传送器16可增量地使打印介质26通过打印头组件24，在打印每行时停止，然后使打印介质26前进以打印下一行。控制器20可通过输入/输出装置18与外部装置通信，包括接收来自计算机或其它主机装置的打印作业。控制器20控制托架14和打印传送器16的运动。通过协调打印盒12和打印头组件24与打印介质26和墨滴喷射的相对位置，控制器20在打印介质26上产生期望的图像。

图1B是图1A喷墨打印机中所选择的组件的透视图，其中，安装了单一兼容擦拭器的示例性实施例。在图1B中，喷墨打印机10的组件10’包括盖滑板100，其包括用于盖住彩色墨液打印头组件的盖110和用于盖住黑色墨液打印头组件的盖120。盖滑板100在x方向上通过施加于盖滑板销150的力在-X方向上运动，并通过复位弹簧（未示出）的操作在+X方向上向回运动。施加于盖滑板销150的力是通过打印头组件托架（未示出）的操作产生的。

在图1B中还示出了擦拭器组件200，其通过连接180连接到盖滑板100，使得当盖滑板100在-X方向上推动时，单一兼容擦拭器300被定位成用于擦拭过程。擦拭器组件200包含可枢转的擦拭器安装件210（参见图3），其容纳并支撑单一兼容擦拭器300的一个示例性实施例。由于它是可枢转的，因而擦拭器安装件210可被提升到图1B所示的位置，以允许对打印头组件进行擦拭。盖滑板100的-X方向的运动引起可枢转的擦拭器安装件210旋转到位，从而允许擦拭。当被提升到擦拭位置时，打印头组件托架在-X和+X方向的运动引起每个打印头组件的孔口区接收擦拭器300。当期望的擦拭过程完成时，降低可枢转的擦拭安装件210，以允许喷墨打印机进行打印。

图2示意性地图解说明了在孔口板区域中的彩色和黑色墨液打印头组件的大致平的表面。彩色墨液打印头组件40包括具有沿Y轴线按列布置的多个孔口44的孔口区42。在各列孔口的两端是无孔口形成的小段孔口区，随后是封装物46，其包含喷墨机构和打印机电控制电路之间的电连接。黑色墨液打印头组件30包括孔口区32，其具有布置成列的多个孔口34。在每一列的末端是无孔口的区段，随后是封装物36。封装物46和36被稍微提升到大致平的孔口区42和32的上方。为了有效地擦拭孔口区，擦拭器和任何封装物46，36之间的接触可被最小化；否则，擦拭器可在孔口区42和32上方升高，而这又会导致对一些或所有孔口区的无效擦拭。从图2可以认识到，设计成擦拭封装物36内整个孔口区的普通单一擦拭器会在至少一个封装物46上方滑行，这可能导致对至少彩色墨液孔口区42的无效擦拭。图1B的擦拭器300用具有节段化刮片区段的单一兼容擦拭器克服了擦拭两个不同尺寸孔口区的问题。

图3是用于支撑单一兼容擦拭器的擦拭器安装件的一个示例性实施例的透视图。如图3中所示，可枢转的擦拭器安装件210包括枢转基部212、枢转臂214、以及Y轴线定位器216。还示出了擦拭器翼板220，其在图解的实施例中被安装成与Y轴线成α角，这里α角是小角度。有角度的擦拭器翼板220被设计成通过干涉配合牢固地保持单一兼容擦拭器300，并使用组装销222正确地对齐擦拭器300以便实现该目的。由于被这样安装在擦拭器翼板220上，使得擦拭器300在基本正交于喷墨打印机10的打印轴线的方向上擦拭打印头组件（即，如图所示，在90-α的角度）。

图4A是可枢转擦拭器安装件210的示例性实施例的顶部平面图。可以看出，擦拭器翼板220以一个小的角度α形成于安装件210上，角度α在一个实施例中大致为10度。

图4B图解说明了可枢转安装件的另一示例性实施例以及其与相应擦拭器的关系。在图4B中，可枢转安装件210’在其上具有固定的擦拭器翼板220’。擦拭器翼板220’被固定在擦拭器安装件210’上，使得擦拭器翼板220’的长轴线大致正交于打印操作的方向。即，图4B中的虚线无任何倾斜地以一小角度（如图4A所示的小角度α）与Y轴线对齐（参见图1B）。

图5A图解说明了图4A擦拭器安装件的一个示例性实施例，其示出了安装件210和相应单一兼容擦拭器300的示例性实施例之间的关系。擦拭器300包括基部区段305，其在擦拭器翼板220上滑动以获得干涉配合。可以看出，擦拭器300的基部区段305包括组装定位孔307，其中装配相应的组装销222。对齐组装销222与组装定位孔307确保了擦拭器300在擦拭器翼板220上正确的定向和对齐。当被完全安装在擦拭器翼板220上时，擦拭器300实现了干涉配合。擦拭器300还包括节段化的擦拭器刮片310，其又包括第一擦拭器区段330和由分离器320隔开的第二擦拭器区段340。如将在后面讨论的，分离器320可以是一个零宽度（0.0mm）的狭缝或者是一个缝槽，其在一个实施例中可具有0.3mm的宽度。而且，分离器320可在形成擦拭器300的过程中形成，或者在随后的某个时间形成。

从图5A可以看出，擦拭器基部305比擦拭器刮片310更厚，因此更加刚性。此外，擦拭器基部305较厚是为了适合将擦拭器300安装在擦拭器翼板220上。而且，擦拭器刮片310在一个实施例中在+Z方向上渐缩。在另一实施例中，擦拭器刮片310在其长度上具有一致的横截面。如将在后面讨论的，擦拭器300的这些特征允许擦拭器刮片310的尖端或边缘区域在擦拭过程中稍微变形或弯曲，而擦拭器300的剩余部分保持其模制形状。擦拭器刮片310的这种弯曲与擦拭器300的小角度结合，引起区段330和340大致在Y轴线上（即在基本正交于擦拭轴线（X）的方向上）平移，以便有效地扫过否则会被分离器320留下的路径。最后，在擦拭器300的干燥擦拭实施例中，第一擦拭器区段330和第二擦拭器区段340由平的顶表面350限定。也就是说，擦拭器300的顶边缘是方形的。这一配置大大消除了任何芯吸作用，例如，在擦拭器300的顶边缘被圆化的情况下会出现的芯吸作用。芯吸具有如下缺点，即：它将墨液吸到孔口板的表面上。这些墨液的聚集物可能会变干，拂落到其它打印机表面上，并且在孔口板和擦拭器上吸引和保留余屑。通过消除芯吸作用，擦拭器300可保证对孔口进行大致干燥的擦拭。

擦拭器300可被模制成单件式整体，分离器320在模制过程中形成。替代性地，擦拭器300可被模制成，而分离器320稍后在擦拭器刮片310中切制而成。擦拭器300由易弯曲材料模制而成，该易弯曲材料能够在擦拭器300的顶边缘上保持其模制形状，很少有扭曲，除了上文提到的外，这将在下文描述。在一个实施例中，擦拭器300由热塑性弹性体（TPE）模制而成，该热塑性弹性体例如是Santoprene^TM，硬度73。

示例性的单一兼容擦拭器系统包括与擦拭器基部一件式地模制而成的节段化擦拭器刮片以及在擦拭过程中设置、定位并且牢固地相对于打印头组件的运动方向以一小角度保持擦拭器的擦拭器翼板。该系统还可包括进行枢转以将擦拭器设置到位以便进行擦拭的擦拭器安装件以及其它支撑和定位机构。

如上文指出的，孔口区上积累的余屑可部分地或完全堵塞通过孔口被喷射或应被喷射的墨滴的轨迹。这种堵塞可对打印质量和打印机功能造成有害影响。为了防止这些不期望的影响，单一兼容擦拭器300被设计成扫过封装物之间的孔口板区域，使得擦拭器300在包含孔口的整个区域上紧密接触。因为封装物高于孔口区的表面，所以擦拭器300必须在封装物之间的区域滑行。如果擦拭器尺寸过大或未被对齐，则擦拭器会接触封装物，从而被升高，在封装物区域中不再与孔口板紧密接触，因此不能从孔口区中去除某些余屑。

而且，当喷墨打印机使用超过一个打印头组件特别是如果组件是不同尺寸（一个大，一个小；例如，图2中所示的组件）时出现一个问题在于：尺寸被设置成擦拭一个组件的单一擦拭器可能在擦拭其它组件时没有效果。在擦拭器的一侧，封装物可适当地排列成行，使得擦拭器可被对齐成并不跨骑在该侧上的封装物上。然而，在另一侧，封装物并不排列成行，擦拭器将被升高脱离孔口区。为了克服此问题，从图5A可认识到，擦拭器300被设计成使得节段化擦拭器刮片310的整个宽度用来擦拭较大组件（即黑色墨液打印头组件），只有区段330用来擦拭较小组件（即彩色墨液打印头组件），同时区段340骑在封装物上。

然而，节段化擦拭器刮片310可使大打印头组件的孔口板区未被擦拭。更具体地，在擦拭过程中，由分离器320扫过的区域可能没有清除干净余屑。需要考虑分离器320的存在时，擦拭器300被设置成有角度（例如10度），从而使得后面接着进行-X方向擦拭的+X方向擦拭会完全地擦拭较大的打印头组件孔口板。用此角度，擦拭器刮片310的顶边缘在任何擦拭过程中会弯曲，在+Y或-Y方向上稍微滑动。擦拭器刮片顶边缘的这一稍许的Y轴线平移将会覆盖孔口板上在没有角度的取向上用擦拭器300扫不到的区域。在一个实施例中，这一Y方向的位移大约是0.7mm，或者大约是节段化擦拭器刮片310总宽度的5%。

图5B图解说明了可枢转擦拭器安装件和替代性擦拭器之间的关系。在图5B中，擦拭器安装件210容纳着擦拭器300’。擦拭器300’包括连接到基部305的节段化刮片310’。节段化刮片310’包括第一段330，其尺寸大致为第一或小打印头组件孔口区的宽度（即，节段330能够与封装物46之一可能小的接触扫过彩色墨液打印头组件孔口区42（两个区域中较小的那一个——参见图2）的封装物46之间）。第二段340的尺寸被设置成使得第一段330和第二段340的组合宽度能够以与任一封装物36可能小的接触扫过封装物36之间（参见图2）。这种小的接触应该不足以达到使擦拭器升高脱离孔口区到不止是稍微影响擦拭效率的程度。分离器320’将330段与340段分开。分离器320’是两个段之间“零宽度”（即0mm宽度）的狭缝。分离器320’防止一个段的变形或擦拭动作影响另一个段。例如，当擦拭孔口区42时，340段会骑在封装物46上。在无分离器320’时，这一升高作用会影响330段的擦拭动作。当擦拭黑色墨液打印头组件孔口区（即图2所示两个区域中较大的那一个）时，两个段330和340用于擦拭，“零宽度”分离器不会错过擦拭路径。分离器320’可在模制擦拭器300’之后形成。

图6示意性地图解说明了示例性单一兼容擦拭器300的示例性擦拭操作，包括通过小角度α设置擦拭器300的效果。在图6中，彩色墨液打印头组件20包括孔口区42，其具有沿Y轴线布置成列的多个孔口44。在每列孔的两端是孔口区上没有孔口形成的小区段，其后是封装物46，其包含有在墨液喷射机构与打印机电控制电路之间的电连接。黑色墨液打印头组件30包括孔口区32，其具有排列成行和列的多个孔口34。在每一行的端部是无孔口区段，之后是封装物36。封装物46和36在大致平的孔口区42和32上稍微提升。单一兼容擦拭器300被示为处于三个状态：在自由状态410，节段化擦拭器刮片310不与打印头组件的任何部分接触，因此不在任何方向上弯曲。在向前擦拭状态420，节段化擦拭器刮片310在逆时针方向上弯曲，引起刮片梢部在Y方向上平移。在反向擦拭状态430，节段化擦拭器刮片310以顺时针方向弯曲，引起+Y方向的平移。因此，通过使用前向和反向擦拭运动，不同尺寸的孔口区可由单一柔性擦拭300有效地擦拭掉余屑。即，节段化擦拭器刮片310的双向位移导致会任何会因分离器320而不被接触的区域的位置也移动。尽管是一个小的角度，但是单一兼容擦拭器300的这个角度足够大，使得从前向到反向的擦拭运动没有重复的未被接触的区域。因此，使用单一兼容擦拭器300的喷墨打印机与通常使用两个或多个擦拭器造成打印头组件尺度变化的当前喷墨打印机形成对比。这些更复杂的擦拭器系统比单一兼容擦拭器300占据更多的空间，花费更多的费用。

使单一兼容擦拭器300有角度提供了其它显著优点。首先，如上文指出的，建立一致地将擦拭器刮片与孔口板对齐的打印机擦拭系统是一个重要挑战，尤其是当最外面的孔口与封装物之间的区域较小时。使用擦拭器300和双向擦拭，只需至少一遍擦拭过程中即可适当对齐擦拭器刮片。因为双向位移，擦拭器300有效地覆盖了跨越孔口板的两个不同的清扫路径。如果擦拭器对齐与其标称值偏离（例如由于制造偏差），当托架在一个方向上行进时，双向位移会补偿该偏离，当托架在另一相反方向上行进时，双向位移会放大该偏离。

擦拭器300的第二个进一步的好处在于：改善了伴随着擦拭过程的声学质量。对于没有角度的擦拭器，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，有角度的擦拭器，诸如擦拭器300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，并使擦拭过程更不被用户觉察。

尽管上文描述的单一兼容擦拭器被公开为具有第一和第二刮片区段，但节段化擦拭器刮片的概念可扩展到超过两个刮片区段，以便容纳三个或更多个不同尺寸的打印头组件，并且还可被扩展到容纳与本文中公开的那些打印头布局不同的其它打印头布局变化。此外，本文公开的具有多个刮片区段的单一兼容擦拭器可被扩展到用于具有在喷墨打印机的不同端部对齐的打印头组件的喷墨打印机中。

Claims (15)

1. 一种与喷墨打印机一起使用的装置，包括：

单一节段化擦拭器，包括：

        第一擦拭器区段，其具有的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，从而使得所述第一擦拭器区段的擦拭动作不受所述第二擦拭器区段的影响，并且其中，所述第一、第二擦拭器区段和所述分离器具有的组合宽度大致等于大打印头组件的孔口区的宽度，以及

        在所述单一节段化擦拭器的末端阻止芯吸作用的方形梢部；以及

保持所述擦拭器被定向在擦拭方向上的翼板。

2. 根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

盖滑板；和

安装所述翼板和所述擦拭器的可枢转安装件，其中，所述可枢转安装件可在第一位置和第二位置之间枢转，在所述第一位置中，所述擦拭器处于擦拭位置，在所述第二位置中，所述擦拭器通过所述盖滑板的运动而不处于擦拭位置。

3. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述翼板被定向成与所述单一节段化擦拭器的擦拭方向成一角度，其中，这个小角度大致为10度，并且其中，改善了伴随着擦拭动作的声学质量。

4. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述单一节段化擦拭器被模制成单件式元件。

5. 根据权利要求4所述的装置，其中，所述分离器是在模制过程中形成的。

6. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述分离器是在模制之后形成的，并具有0mm宽度。

7. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述单一节段化擦拭器包括节段化的刮片区段和基部部分，其中，所述基部部分与所述刮片区段厚，其中，所述刮片区段扭曲离开擦拭方向，并且其中，扭曲的刮片区段在所述大打印头组件的孔口区上平移，以擦拭所述大打印头组件的孔口区。

8. 一种用在喷墨打印机中的擦拭器，包括：

基部，其将所述擦拭器相对于擦拭轴线以一小角度定位和固定在所述喷墨打印机中；和

邻接所述基部部分的刮片，包括：

        第一刮片区段，其具有的宽度大致等于小打印头组件孔口区宽度，

        第二刮片区段，其与所述第一刮片区段组合具有的宽度大致等于大打印头组件的孔口区的宽度，以及

        分离器，其处于所述第一刮片区段和所述第二刮片区段之间，从而使得所述第二刮片区段不影响所述第一刮片区段的擦拭动作。

9. 根据权利要求8所述的擦拭器，其中，所述第一、第二刮片区段终止于方形末端，其中，在擦拭动作中的芯吸被阻止。

10. 一种与喷墨打印机一起使用的单一兼容擦拭器，所述喷墨打印机具有打印头组件，这些打印头组件具有宽度可变的孔口区，所述单一兼容擦拭器包括：

基部，用于将所述擦拭器安装在所述喷墨打印机中；和

刮片，其与所述基部区段一起形成，以与每个孔口区紧密接触，所述刮片包括：

        第一刮片节段，其具有一宽度，以清扫第一孔口区，而不将所述第一刮片节段升离从所述第一孔口区，

        第二刮片节段，其与所述第一刮片节段结合，尺寸被制成使得具有一宽度，以清扫比所述第一孔口区更宽的第二孔口区，而不将所述第一或所述第二刮片节段升离所述第二孔口区，以及

        分离器，其处于所述第一和所述第二刮片节段之间，以分离所述第一和第二刮片节段。

11. 根据权利要求10所述的单一兼容擦拭器，其中，所述擦拭器由热塑性弹性体模制成。

12. 根据权利要求10所述的单一兼容擦拭器，其中，所述刮片进一步包括形成于所述单一兼容擦拭器末端的方形边缘，所述方形边缘的至少一部分在擦拭过程中接触所述孔口区，从而在阻止芯吸的情况下完成所述擦拭过程。

13. 根据权利要求12所述的单一兼容擦拭器，其中，所述刮片区段从所述基部到所述方形边缘渐缩，其中，所述基部区段比所述刮片更加刚性，并且其中，所述刮片区段在擦拭过程中变形。

14. 根据权利要求10所述的单一兼容擦拭器，其中，所述擦拭器被安装成使得擦拭过程引起所述第一和第二刮片节段中的一个或两者在所述第一和第二孔口区的宽度上平移，并大致正交于所述擦拭过程的方向。

15. 根据权利要求14所述的单一兼容擦拭器，其中，所述擦拭器被安装成与擦拭轴线大致成10度的角度，其中，所述平移包括所述刮片宽度的大致5%，并且其中，改善了伴随着所述擦拭过程的声学质量。

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