CN108290424A - 可选驱动打印设备 - Google Patents

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Abstract

一种可选驱动打印设备，包括驱动选择器系统，用于至少部分基于所述驱动选择器系统的选择器摆臂的位置在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择。所述可选驱动打印设备包括移位器，用于选择性地使所述驱动选择器系统在所述选择器摆臂的扫描系统驱动位置和所述选择器摆臂的打印系统驱动位置之间移位。

Description

可选驱动打印设备
背景技术
打印设备通过在打印介质上打印来自数字数据的文档的表示而为用户提供该文档的硬拷贝。诸如二维(2D)打印设备的打印设备包括数个部件，诸如带有与其联接的数个打印头的滑架。打印头被用于在打印介质上喷射打印流体或其它可打印材料以形成图像。滑架沿滑架轨道借助电机移动以在打印介质上喷射打印流体以形成图像。进一步，打印设备可为三维(3D)打印设备。3D打印设备使用打印头以在建造材料的床上打印以生成3D物体。
附图说明
附图例示在此描述的原理的各种示例并且为说明书的一部分。所例示的示例仅为例示而给出，并且不限制权利要求的范围。
图1A是根据在此描述的原理的一个示例的包括驱动选择器系统的打印设备的方框图。
图1B是根据在此描述的原理的另一示例的包括驱动选择器系统的打印设备的方框图。
图2是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的等距剖视图。
图3是根据在此描述的原理的一个示例的包括扫描驱动系统的打印设备的驱动系统的等距视图。
图4是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的驱动系统的局部剖切等距视图。
图5是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的驱动系统的局部剖切等距视图。
图6是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的侧剖切视图，其中打印设备的扫描驱动器被接合。
图7是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的侧剖切视图，其中打印设备的扫描驱动器被脱离。
图8是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备的局部剖切等距视图，其中打印设备的扫描驱动器被接合。
图9是根据在此描述的原理的一个示例的图5的扫描驱动系统的等距视图。
贯穿附图，相同的附图标记指代相似但不一定相同的元件。
具体实施方式
在一些打印设备中，合并文档扫描系统以允许打印设备也向用户提供数字图像。在该示例中，文档可通过扫描系统的数个辊被馈送，并且使用来自例如发光二极管(LED)或荧光灯的明亮的光以照亮文档而进行光学扫描。包括例如电荷耦合器件(CCD)的光学阵列被用于捕获文件的图像。在打印设备内包括扫描系统对于用户来说是方便的，因为用户可以通过不使打印设备和分立的扫描设备都占用桌面上的空间来拓宽桌面空间。
然而，在打印设备内合并扫描系统可使打印设备的占地面积大到没有市场。此外，由于诸如电机、文档馈送辊组以及用于使打印和扫描系统在整个设备内工作的电子器件等附加硬件，在打印设备内合并扫描系统会对消费者造成更多成本。以此方式，例如，将扫描系统合并到打印设备中的一体式(AIO)打印设备可能比对于消费者有市场的打印设备具有更大的占地面积和成本。随着消费者对诸如打印和扫描设备之类的设备的普遍期望是越来越小，更紧凑的打印和扫描设备被制造。
在此描述的示例提供一种可选驱动打印设备。可选驱动打印设备包括：驱动选择器系统，用于至少部分地基于驱动选择器系统的选择器摆臂的位置在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择；和移位器，用于选择性地使驱动选择器系统在选择器摆臂的扫描系统驱动位置和选择器摆臂的打印系统驱动位置之间移位。选择器摆臂包括与联接到进给轴的驱动齿轮啮合的第一选择器齿轮、第二选择器齿轮和枢轴。选择器摆臂围绕枢轴枢转，以与扫描驱动系统的扫描驱动齿轮选择性地啮合。
扫描驱动齿轮被机械联接到动力输出(PTO)轴，以驱动扫描驱动系统的扫描驱动器。扫描驱动系统包括由选择器摆臂驱动的数个初级扫描齿轮、机械联接到初级扫描齿轮的动力输出(PTO)轴、以及机械联接到动力输出轴的扫描驱动器。初级扫描齿轮包括数个锥齿轮，用于将扫描驱动系统的运动传递大约90度。
扫描驱动器包括包含蜗杆和蜗轮的蜗轮组，用于将扫描驱动系统的运动传递大约90度。在一个示例中，蜗轮组被设置为使可用于扫描路径的转矩最大化。
此外，在此描述的示例提供了一种用于在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择的驱动选择器系统。驱动选择器系统包括进给轴和选择器摆臂。选择器摆臂包括与联接到进给轴的驱动齿轮啮合的第一选择器齿轮、第二选择器齿轮和枢轴。选择器摆臂围绕枢轴枢转，以与扫描驱动系统的扫描驱动齿轮选择性地啮合。
在一个示例中，第一选择器齿轮与驱动齿轮持续啮合。当选择器摆臂关于枢轴处于扫描系统驱动位置时，第二选择器齿轮与扫描驱动系统的扫描驱动齿轮啮合，并且当选择器摆臂关于枢轴处于打印系统驱动位置时，第二选择器齿轮处于空档。选择器摆臂相对于枢轴的用于与扫描驱动系统的扫描驱动齿轮选择性地啮合的位置至少部分基于能旋转地联接到进给轴的移位器的位置。
此外，在此描述的示例提供一种可选驱动打印设备的扫描驱动系统。扫描驱动系统包括由可选驱动打印设备的选择器摆臂驱动的数个初级扫描齿轮、机械联接到初级扫描齿轮的动力输出(PTO)轴、以及机械联接到动力输出轴的扫描驱动器。初级扫描齿轮包括数个锥齿轮，用于将扫描驱动系统的运动传递大约90度。扫描驱动器包括包含蜗杆和蜗轮的蜗轮组，用于将扫描驱动系统的运动传递大约90度。扫描驱动系统机械联接到可选驱动打印设备的进给轴。进给轴至少部分基于机械联接到进给轴的选择器摆臂的位置来驱动扫描驱动系统和打印驱动系统两者。
因此，由于使用单个电机来驱动AIO打印设备内的打印系统和扫描系统两者，在此描述的示例提供具有较小占地面积的较便宜的打印和扫描设备。这从打印机去除了用于操作扫描系统的扫描驱动器的专用电机和伺服控制器，这是可能传递给消费者的成本。该成本降低可能例如为每制造单位约1.00美元，与竞争的AIO产品相比，这是相对显著的制造成本节省。
此外，如在此的示例中所描述的打印设备内的打印系统和扫描系统的布置提供了AIO打印和扫描设备的打印和扫描功能的序列化，以减小AIO设备的占用面积和总体尺寸。具体而言，使用动力输出(PTO)轴将下部驱动器连接到上部驱动器对于将用于扫描系统的驱动系统连接在AIO打印设备的基部和顶部壳体之间并应对这些系统之间的大量尺寸变化的复杂性提供了解决方案。此外，通过将大部分齿轮减速放在AIO打印设备的靠近扫描系统的辊轴一个区域中，在AIO打印设备的上部外壳中安装蜗轮组减小整个系统中的应力量，以使PTO轴不必传递大量的转矩。更进一步，PTO能够在与不使用PTO的齿轮系可预期的相比相对更小的空间中为扫描系统传递扭矩。
如在本说明书中和在所附权利要求中所使用的，术语“数个”或类似语言意味着被宽泛地理解为包括1至无穷大的任意正数；零不是数目，而是不存在数目。
在以下说明中，为了阐释的目的，各种具体细节被列举用以提供本系统和方法的全面理解。然而对本领域技术人员来说清楚的是，本装置、系统、以及方法可被实施为不具有这些具体细节。在说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着与该示例关联描述的特定特征、结构、或特性如所描述地被包括，但在其它示例中可不被包括。
现在转向附图，图1A是根据在此描述的原理的一个示例的包括驱动选择器系统(150)的打印设备(100)的方框图。可选驱动打印设备(100)包括驱动选择器系统(150)，用于至少部分基于该驱动选择器系统(150)的选择器摆臂(140)的位置在驱动打印驱动系统(105)和驱动扫描驱动系统(160)之间进行选择。可选驱动打印设备(100)进一步包括移位器(222)，用于选择性地使驱动选择器系统(150)在选择器摆臂(140)的扫描系统驱动位置和选择器摆臂(140)的打印系统驱动位置之间移位。
图1B是根据在此描述的原理的另一示例的包括驱动选择器系统(150)的打印设备(100)的方框图。打印设备(100)可以是将图像再现到一张打印介质上的任何类型的设备。在一个示例中，打印设备(100)可以是喷墨打印设备、激光打印设备、基于调色剂的打印设备、固体墨打印设备、染料升华打印设备或三维(3D)打印设备，等等。虽然本打印设备(100)在此被描述为喷墨打印设备，但是可以结合在此描述的所述系统、设备和方法使用任何类型的打印设备。因此，结合本说明书描述的喷墨打印设备(100)意在被理解为示例，而并非意在限制。
打印设备(100)可包括提供例如打印和扫描功能的数个子系统。例如，打印设备(100)包括打印系统(105)，在一个示例中，该打印系统包括可移动地联接到滑架导轨的滑架、以及联接到滑架的数个打印头。在另一示例中，打印系统(105)可包括数个页宽阵列打印头。在又一示例中，打印系统(105)可包括用于构建3D物体的数个三维(3D)打印头。打印设备(100)的打印系统(105)可进一步包括与打印系统(105)相关联的数个流量调节器(115)、以及墨或其它喷射流体供应部(125)。
打印设备(100)进一步包括介质输送机构(120)和用于驱动介质输送机构(120)的电机(114)。介质输送机构(120)可将介质片材从打印设备输送到输出托盘(121)，用于收集、配准，并且在一些示例中，用于整理介质片材。在一个示例中，收集在输出托盘(121)中的介质片材包括打印设备(100)在其上已产生文本和/或图像的至少一个介质片材。在一个示例中，完整的介质片材收集可代表打印设备处理的打印作业。因此，介质输送机构(120)被用于在打印操作期间将打印介质输送通过打印设备(100)。电机(114)还驱动包括在打印设备(100)中的驱动选择器系统(150)和扫描仪系统(160)。在一个示例中，电机(114)向介质输送机构(120)的进给轴提供旋转运动，并且经由进给轴和驱动选择器系统(150)间接地驱动扫描仪驱动系统(125)。
如将在下面更详细地描述的，驱动选择器系统(150)是在使电机(114)驱动扫描系统(160)的扫描系统(160)驱动位置和打印系统(105)驱动位置之间切换的设备。当驱动选择器系统(150)被切换至打印系统(105)驱动位置时，其使电机(114)驱动打印系统(105)和用于对打印系统(105)的打印头(135)去盖的加盖系统(122)。下面将更详细地描述用于使电机(114)驱动介质输送机构(120)的进给轴，并且经由进给轴和驱动选择器系统(150)间接驱动扫描仪驱动系统(125)、打印系统(105)和加盖系统(122)的机构。
加盖系统(122)是当打印系统(105)未被用于在通过介质输送机构(120)馈送的打印介质(110)上打印图像时将打印头(135)的喷嘴湿密封、气密密封、或其组合，以免受污染物和干燥影响的设备。扫描系统(160)是光学扫描馈送通过扫描系统(160)的文档以产生数字图像的任何设备。因此，在一个示例中，打印设备是执行文档打印和文档扫描功能两者的一体式(AIO)打印机/扫描仪。
打印设备(100)进一步包括打印机控制器(130)。控制器(130)可表示编程、处理器、相关联的数据存储设备以及用于控制打印设备(100)的操作元件的电子电路和部件，包括包含在打印系统(105)中的打印头(135)的触发和操作。更进一步，控制器(130)控制电机(114)的功能，包括例如传递到介质输送机构(120)的进给轴的电机(114)的旋转速度和持续时间、传递到介质输送机构(120)的进给轴的旋转方向、由电机(114)输出的转矩、电机的其它功能及其组合。
通过控制电机(114)，控制器能够间接地控制打印设备(100)内的数个系统。例如，控制器(130)控制用于在打印期间将介质输送通过打印设备(100)，并将介质片材输送到输出托盘(121)的介质输送机构(120)。此外，控制器(130)通过选择性地接合移位器(222)、驱动摆臂(108)、可旋转地联接到驱动摆臂(108)的轴承(203)、以及打印设备(100)的其它元件来控制扫描系统(160)、打印系统(105)和加盖系统(122)的功能。控制器(130)通过控制电机(114)的旋转速度和持续时间、传递的旋转方向、由电机(114)输出的转矩、电机的其它功能及其组合来控制扫描系统(160)、打印系统(105)和加盖系统(122)。
在全部附图中，描绘三维笛卡尔坐标指示符(280)以使读者关于移动的方向以及施加在打印设备(100)的各种元件上并在其间相互作用的力的方向定向。例如，X方向表示打印设备(100)的宽度，Y方向表示打印设备(100)的深度，并且Z方向表示打印设备(100)的高度。而且，应注意到，在全部附图中，打印设备(100)的一些元件可能从视图中移除，以便于描述所描绘的元件并且排除关于在此描述的打印设备(100)的元件的混淆。
现在转到图2和图3，图2是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备(100)的等距剖视图。此外，图3是根据在此描述的原理的一个示例的包括扫描驱动系统的打印设备的驱动系统的等距视图。图2描绘了打印设备(100)，其中部分外壳(201)被去除或切除以描绘打印设备(100)的数个元件。图3描绘了包括在图2中描绘的外壳(201)内的打印设备(100)的元件。现在将参考图2和图3。
打印设备(100)包括电机(114)。电机(114)包括驱动轴(114-1)和驱动轴齿轮(114-2)。齿带(134)与驱动轴齿轮(114-2)和驱动滑轮(132)啮合并联接。驱动滑轮(132)被联接到进给轴(104)，并且由于电机(114)的驱动轴(114-1)和驱动轴齿轮(114-2)的旋转以及由此引起的齿带(134)的移动和驱动滑轮(132)的旋转，进给轴(104)旋转。在一个示例中，如果电机(114)沿反向方向旋转，则例如在图4-图7中，进给轴(104)相对于进给轴(104)的视图顺时针旋转。如果电机(114)沿前向方向旋转，则例如在图4-图7中，进给轴(104)相对于进给轴(104)的视图逆时针旋转。在一个示例中，电机(114)提供足够的转矩来驱动打印设备(100)的部件和连接到打印设备(100)的部件。
进给轴(104)用于将旋转运动传递给打印系统(105)。该旋转运动使打印设备(100)在Y方向上馈送打印介质片材通过打印设备(100)，接合和脱离加盖系统122，并使打印设备(100)将文档馈送通过扫描系统(160)，以创建文档的数字表示。
进给轴(104)包括固定地联接并且可旋转地联接到进给轴(104)的数个元件。进给轴驱动齿轮(220)形成在进给轴(104)中或联接至进给轴(104)，并且在进给轴(104)转动时与进给轴(104)一起移动。此外，驱动摆臂(108)和轴承(203)可旋转地联接到进给轴(104)，使得进给轴(104)旋转，而驱动摆臂(108)和轴承(203)不随进给轴(104)旋转。因此，驱动摆臂(108)和轴承(203)被联接至进给轴(104)，但能够独立于进给轴(104)的旋转而旋转。
移位器(222)可旋转地联接至进给轴(104)，使得移位器(222)围绕进给轴(104)自如旋转。移位器(222)包括形成于其中的摩擦指部(250)。摩擦指部(250)在进给轴(104)上产生一定量的阻力。由摩擦指部(250)生成的该阻力确保移位器(222)沿进给轴(104)的旋转方向偏压其自身。以此方式，移位器(222)能够基于进给轴(104)的旋转方向被重新定位并选择性地与驱动摆臂(108)接合并脱离。应注意到，进给轴(104)的旋转方向是基于电机(114)的旋转方向，并且电机(114)的旋转方向是基于从控制器(101)接收的信号。
移位器(222)基于进给轴(104)的旋转方向将打印设备(100)置于打印和去盖状态中或置于扫描和加盖状态中。在此，“加盖状态”指代加盖系统(122)对打印系统(105)的打印头(135)进行加盖，并且“去盖状态”指代加盖系统(122)使盖(271)从打印头(135)脱离。因此，移位器(222)是打印设备(100)内的设备，其至少部分地导致打印设备处于使电机(114)驱动扫描系统(160)的扫描系统(160)的驱动位置，或使电机(114)驱动打印系统(105)的打印系统(105)驱动位置。
在一个示例中，当移位器(222)处于扫描系统(160)驱动位置时，加盖系统(122)加盖于打印设备(100)的打印头(135)，并且在移位器(222)转变到打印系统(105)驱动位置之前，加盖系统(122)对打印设备(100)的打印头(135)去盖，以允许打印头由打印系统(105)使用。进一步，移位器(122)被打印设备(100)内的其它部件的定位所影响。例如，当移位器(222)处于扫描系统驱动位置时，用于在打印头(135)喷射打印流体时携带打印头(135)的滑架防止移位器(222)围绕进给轴(104)过度旋转。在此状态下，齿条(图4和图5，118)也处于扫描位置，并且打印头(135)被加盖。相反，当齿条(图4和图5，118)处于去盖位置时，打印头(135)被去盖，并且移位器(222)定位在打印系统驱动位置。下面描述关于移位器(222)、齿条(118)和加盖系统(122)的功能之间的相互作用的更多信息。
现在将结合进给轴(104)描述打印设备(100)的驱动选择器系统(150)和扫描驱动系统。由电机(114)驱动的进给轴(104)向打印系统(105)和扫描系统(160)两者提供旋转动力和转矩。然而，选择要驱动打印系统(105)和扫描系统(160)中的哪个至少部分地是基于选择器摆臂(140)的位置。形成在进给轴(104)上或联接到进给轴(104)的进给轴驱动齿轮(220)与第一选择器齿轮(148-1)啮合。在一个示例中，在打印设备(100)的所有操作状态期间，进给轴驱动齿轮(220)与第一选择器齿轮(148-1)持续啮合。
在图2和图3，以及图7和图8中，选择器摆臂(140)处于扫描驱动位置。在该位置中，与第一选择器齿轮(148-1)接合并由进给轴驱动齿轮(220)驱动的第二选择器齿轮(148-2)的齿与第一中间齿轮(127-1)的齿以及扫描系统(160)的其余移动部件接合。现在将以移动和转矩被传递的顺序来描述扫描系统(160)的部件。
具体地说，第一中间齿轮(127-1)与形成在第一锥齿轮(128-1)上的第二中间齿轮(127-2)啮合。在图2和图3的示例中，该系统包括两个中间齿轮(127-1，127-2)，以保持预期的旋转方向并调整转矩和传动比。然而，可以采用任何数量的中间齿轮。
第二中间齿轮(127-2)可以与第一锥齿轮(128-1)形成为一体或以其它方式联接到第一锥齿轮(128-1)。以此方式，第二中间齿轮(127-2)和第一锥齿轮(128-1)形成齿轮组。齿轮组为永久附着于轴或形成为带有公共轴线的整体式组的任意齿轮组件。形成在第一锥齿轮(128-1)上且与第一中间齿轮(127-1)啮合的第二中间齿轮(127-2)被导致旋转。这致动第二中间齿轮(127-2)与第一锥齿轮(128-2)的组合的第一锥齿轮(128-1)部分。第一锥齿轮(128-1)与第二锥齿轮(128-2)啮合。
此外，当选择器摆臂(140)处于扫描驱动位置时，中间齿轮(127-1，127-2)和锥齿轮(128-1，128-2)的运动受进给轴(104)的旋转影响。因此，电机(114)能够经由进给轴(104)和选择器摆臂(140)驱动扫描系统(160)的部件。相反，当选择器摆臂(140)的第二选择器齿轮(148-2)从第一中间齿轮(127-1)脱离时，扫描系统(160)的中间齿轮(127-1，127-2)和锥齿轮(128-1，128-2)与进给轴(104)的进给轴驱动齿轮(220)脱离。如现在将更详细地描述的，该状态还包括驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于去盖位置。
现在将结合图4至图7描述选择器摆臂(140)的枢转运动和齿条(118)的横向运动。图4是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备(100)的驱动系统的局部剖切等距视图。此外，图5是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备(100)的驱动系统的局部剖切等距视图。图4和图5是打印设备(100)的驱动系统的两个不同的透视图。此外，图6是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备(100)的侧剖切视图，其中打印设备(100)的扫描驱动器被接合。与此相反，图7是根据在此描述的原理的一个示例的打印设备(100)的侧剖切视图，其中打印设备(100)的扫描驱动器被脱离。
选择器摆臂(140)的第二选择器齿轮(148-2)从第一中间齿轮(127-1)脱离以使打印设备(100)停止驱动扫描系统(100)，是通过移位器(222)、驱动摆臂(108)和联接到驱动摆臂(108)的轴承(203)之间的相互作用实现的。具体地，如图4中所示，移位器(222)包括选择性地与驱动摆臂(108)的摆臂接口(图4，212)对接的移位器接口(图4，214)。如图3中所示，移位器(222)的臂(256)处于向上的位置，这表明移位器接口(图4，214)与驱动摆臂(108)的摆臂接口(图4，212)对接，并使驱动摆臂(108)移动到并保持在如图3中的箭头228所指示的位置。因此，随着进给轴(104)在与图3中所描绘的箭头228相同的方向上旋转，移位器(222)与驱动摆臂(108)对接。
驱动摆臂(108)经由例如摆臂杆(图4和图5，103)联接到轴承(203)。以此方式，基于移位器(222)和驱动摆臂(108)之间的相互作用，驱动摆臂(108)和轴承(203)在它们围绕进给轴(104)旋转时一起移动。
由于驱动摆臂(108)和轴承(203)通过摆臂杆(103)联接在一起，所以它们一起移动。在一个示例中，如果驱动摆臂(108)由于移位器(222)与驱动摆臂(108)之间的对接而逆时针旋转，则轴承(203)随驱动摆臂(108)逆时针旋转。相反，如果驱动摆臂(108)由于移位器(222)和驱动摆臂(108)之间的对接的脱离而顺时针旋转，则轴承(203)顺时针旋转。
这进而允许驱动摆臂(108)在两个位置之间摆动，使得连身齿轮(图4和图5，146-1，146-2)可与限定在齿条(118)中的齿接合或脱离。具体而言，如图5和图7中所示，连身齿轮(146)联接到驱动摆臂(108)与轴承(203)之间的摆臂杆(103)，并且包括第一连身齿轮(146-1)和第二连身齿轮(146-2)。第一连身齿轮(146-1)大于第二连身齿轮(146-2)。进一步，第一连身齿轮(146-1)或在公共轴上连接于第二连身齿轮(146-2)，或连接于第二连身齿轮(146-2)作为整体式组。第一连身齿轮(146-1)的齿与进给轴驱动齿轮(220)的齿接合。因此，当进给轴驱动齿轮(220)旋转时，旋转运动被传递至第一连身齿轮(146-1)。第二连身齿轮(146-2)根据驱动摆臂(108)的位置与齿条(118)的齿接合或脱离。当第二连身齿轮(146-2)与齿条(118)接合时，第二连身齿轮(146-2)的旋转运动被传递为齿条(118)的线性运动。因此，齿条(118)在使进给轴(104)驱动扫描系统(160)的扫描系统(160)驱动位置与使进给轴(104)驱动打印系统(105)的打印系统(105)驱动位置之间横向移动。扫描系统(160)驱动位置和打印系统(105)驱动位置之间的差异分别在图6和图7中示出。如上面所提到的，扫描位置包括处于加盖位置的打印设备(100)，其中加盖系统与打印头(135)接合。进一步，打印位置包括处于去盖位置的打印设备(100)，其中加盖系统不与打印头(135)接合。
在理解连身齿轮(146)如何移动齿条(118)的情况下，驱动选择器系统(150)包括连接器臂(116)。连接器臂(116)被枢转地连接至齿条(118)并连接至选择器摆臂(140)。当齿条(118)的位置改变时，连接器臂(116)的位置改变。例如，当齿条(118)处于如例如图6和图8所描绘的扫描系统(160)驱动位置时，连接器臂(116)处于相对水平的位置。这使选择器摆臂(140)围绕选择器摆臂(140)所联接的轴线(610)枢转。通过围绕轴线(610)的该枢转，选择器摆臂(140)将打印设备(100)置于扫描系统(160)驱动位置并使第二选择器齿轮(148-2)与第一中间齿轮(127-1)啮合。在第二选择器齿轮(148-2)与第一中间齿轮(127-1)接合的情况下，联接到进给轴(104)的进给轴驱动齿轮(220)的旋转将旋转运动传递到第一中间齿轮(127-1)和扫描系统(160)的其余部分。
相反，如图4、图5和图7所示，当齿条(118)处于打印系统(105)驱动位置时，连接器臂(116)处于相对竖直的位置。这使选择器摆臂(140)围绕轴线(610)枢转到打印系统(105)驱动位置，并使第二选择器齿轮(148-2)与第一中间齿轮(127-1)脱离。在此状态下，第一选择器齿轮(148-1)和第二选择器齿轮(148-2)处于空档并且仅仅旋转而不将运动或转矩传递到打印设备(100)的任何其它部分。因此，随着连接器臂(116)的位置改变，选择器摆臂(140)的选择器齿轮(148-1，148-2)与扫描系统(160)接合或脱离。
目前为止所述的打印设备(100)是紧凑设计，其使用单个电机来驱动扫描系统(160)的部件、使用打印设备(100)的加盖系统(122)对打印头(135)进行加盖和去盖的部件以及打印系统(105)的驱动部件。因此，通过取消用于驱动扫描系统(160)的部件的专用电机和用于驱动加盖系统(122)的部件的另一电机，并且替代地使用单个电机来驱动扫描系统(160)、加盖系统(122)和打印系统(105)，打印设备(100)的整体尺寸、重量和成本显著降低。在一个示例中，打印设备的整体尺寸被减小大约35毫米(mm)。此外，打印设备(100)的制造成本的降低可大约为1.00美元或更多。
因此，打印设备(100)包括加盖系统(122)、扫描系统(160)和驱动选择器系统(150)。如上所述，驱动选择器系统(150)包括数个部件，包括移位器(222)、轴承(203)、驱动摆臂(108)和选择器摆臂(140)。此外，控制器(130)和电机(114)用于在任一方向上旋转进给轴(104)以影响移位器(222)、轴承(203)、驱动摆臂(108)和选择器摆臂(140)的功能和位置，并且以此方式也可被认为是驱动选择器系统(150)的一部分。打印设备(100)使用单个电机(114)来驱动所有这些系统。
再次转到扫描系统(160)，移位器(222)、轴承(203)、驱动选择器系统(150)的驱动摆臂(108)使选择器摆臂(140)将扫描系统(160)与进给轴接合或脱离。扫描系统(160)包括数个部件，按照传递转矩的顺序，包括以上所述的第一中间齿轮(127-1)和第二中间齿轮(127-2)以及第一锥齿轮(128-1)和第二锥齿轮(128-2)。扫描系统(160)进一步包括PTO轴(112)、形成蜗轮组的蜗杆(126-1)和蜗轮(126-2)、第三中间齿轮(126-3)和第四中间齿轮(126-4)、第五中间齿轮(129-1)和第六中间齿轮(129-2)、以及联接到扫描辊(160-1)的扫描辊齿轮(129-3)。扫描系统(160)进一步包括光学扫描设备(160-2)，用于由扫描辊(160-1)扫描文档。
在一个示例中，PTO轴(112)用于将一组锥齿轮(128-1，128-2)和蜗杆(126-1)彼此连接。如上所述，第一锥齿轮(128-1)和第二锥齿轮(128-2)被设定为垂直以实现从X方向和Y方向到Z方向的90度运动传递，以使转矩沿向上的方向传递。因此，第一锥齿轮(128-1)上的齿和第二锥齿轮(128-2)上的齿被设计成以90度角相互接合。这将在相对于X方向和Y方向的Z方向上传递运动。第二锥齿轮(128-2)被联接到PTO轴(112)的第一端或与其一起形成。
PTO轴(112)驱动例如图2-图7和图9中所示的蜗杆驱动器(110)。更详细地说，PTO轴(112)联接到蜗杆(126-1)或与其一起形成。蜗杆(126-1)和啮合蜗轮(126-2)彼此垂直设置。因此，蜗杆(126-1)上的齿和蜗轮(126-2)上的齿被设计成以90度角相互接合。这允许蜗轮(126-2)随着蜗杆(126-1)旋转而旋转，并且基于笛卡尔坐标指示符(280)在平面中提供90度的运动传递。蜗轮(126-2)被轴向连接到第三中间齿轮(126-3)或与其一起形成。因此，随着蜗轮(126-2)旋转，第三中间齿轮(126-3)沿相同的旋转方向旋转。第三中间齿轮(126-3)与第四中间齿轮(126-4)啮合，并且第四中间齿轮(126-4)用于驱动扫描设备的数个部件，包括例如第五中间齿轮(129-1)和第六中间齿轮(129-2)以及联接到扫描辊(160-1)的扫描辊齿轮(129-3)。
当驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于例如图6的箭头601指示的扫描系统(160)驱动位置时，扫描系统(160)的锥齿轮(128)与进给轴(104)的进给轴驱动齿轮(220)接合。当驱动选择器系统(150)被定位在扫描位置时，可旋转地联接到选择器摆臂(140)的第二选择器齿轮(148-2)与第一中间齿轮(127-1)啮合。当选择器摆臂(140)处于包括加盖和扫描位置以及去盖和打印位置的任何位置时，第一选择器齿轮(148-1)与进给轴驱动齿轮(220)保持啮合。当驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于扫描位置时，锥齿轮(128)的齿与选择器摆臂(140)的选择器齿轮(148-1，148-2)的齿接合。例如图6中所示，在齿条(118)处于扫描位置的情况下，选择器摆臂(140)处于扫描驱动位置。进一步，第一选择器齿轮(148-1)的齿与进给轴驱动齿轮(220)以及第一中间齿轮(127-1)的齿接合。第一中间齿轮(127-1)与形成在第一锥齿轮(128-1)上的第二中间齿轮(127-2)啮合。以此方式，第二中间齿轮(127-2)和第一锥齿轮(128-1)形成齿轮组。齿轮组是指永久附接于轴或形成为带有公共轴线的整体式组的任何齿轮组件。
形成在与第一中间齿轮(127-1)啮合的第一锥齿轮(128-1)上的第二中间齿轮(127-2)被导致旋转。这致动第二中间齿轮(127-2)和第一锥齿轮(128-2)的组合的第一锥齿轮(128-1)部分。第一锥齿轮(128-1)与第二锥齿轮(128-2)啮合。再次，当驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于如图3、图6和图8所示的扫描系统(160)驱动位置时，由进给轴(104)的旋转引起中间齿轮(127-1，127-2)和锥齿轮(128)的运动。相反，当驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于打印系统(105)驱动位置时，扫描系统(160)内的第一中间齿轮(127-1)和其余齿轮与进给轴(104)的进给轴驱动齿轮(220)脱离。例如，当驱动选择器系统(150)的齿条(118)处于如图4、图5和图7所示的打印系统(105)驱动位置时，第一中间齿轮(127-1)的齿与第二选择器齿轮(148-2)的齿脱离。在齿条(118)处于打印系统(105)驱动位置的情况下，选择器摆臂(140)围绕其上联接有选择器摆臂(140)的轴线(610)枢转。在此状态下，移位器(222)的臂(256)处于向下位置，这表明移位器接口(图4，214)不与驱动摆臂(108)的摆臂接口(图4，212)对接。替代地，允许驱动摆臂(108)移动到并保持在与由图3中的箭头228所指示方向相反的位置。如上所述，由于驱动摆臂(108)和轴承(203)通过摆臂杆(103)联接在一起，所以它们一起移动。这转而允许进给轴驱动齿轮(220)随着进给轴(104)旋转而旋转，并且将旋转运动传递到第一连身齿轮(146-1)。第二连身齿轮(146-2)再次与齿条(118)的齿接合，并且第二连身齿轮(146-2)的旋转运动被传递为齿条(118)沿与图6中所示的箭头601的方向相反的方向的线性运动。因此，齿条(118)在使进给轴(104)驱动扫描系统(160)的扫描系统(160)驱动位置与打印系统(105)驱动器位置之间横向移动。因此，由于选择器摆臂(140)从可枢转地联接到齿条(118)的连接器臂(116)脱离而推动选择器摆臂(140)与第一中间齿轮(127-1)脱离，电机(114)不能驱动扫描系统(160)，进而不能驱动扫描设备的部件，如图4、图5和图7所示。
现在转向与扫描系统(160)不同的打印设备(100)的附加部件，打印设备(100)还包括输出轴(102)。输出轴(102)用于在打印的最后阶段沿Y方向将打印介质驱出打印设备(100)并进入例如输出托盘(121)。输出轴(102)经由单向离合器(124)连接到进给轴(104)并由其驱动。当进给轴(104)沿一个方向旋转时，单向离合器(124)接合输出轴(102)。然而，当进给轴沿相反方向旋转时，单向离合器(124)不接合输出轴(102)。例如，如果进给轴(104)逆时针旋转，如图6和图7中所示，输出轴(102)也逆时针旋转以输出打印介质。然而，如果进给轴(104)顺时针旋转，则输出轴(102)不旋转。应注意到，进给轴(104)的旋转方向和输出轴(102)的有效旋转可以在引起打印介质排出的任何方向上。在该理解的基础上，打印介质从打印设备移开，使得打印介质在打印操作期间从打印设备排出，并且输出轴(102)不允许打印介质移回打印设备(100)中。
在一些示例中，打印设备具有与打印设备的其它部件位于打印设备中的相对不同位置的输出驱动系统，例如输出轴(102)和单向离合器(124)。然而，包括加盖系统(122)的在此描述的示例的打印设备(100)的部件位于与输出驱动系统相对相同的位置。在其它打印设备中，由于空间受限，所以能够上下、左右以及前后移动的加盖系统(122)不能在输出驱动系统附近与打印设备(100)一起使用。然而，在此描述的示例提供了如上所述的上下移动的加盖系统(122)。这允许加盖系统(122)和输出系统位于打印设备内的相对相同的位置或者如在此所述的彼此并置。
此外，参见图4-图7，打印设备(100)包括加盖系统(122)。加盖系统(122)用于加盖并湿密封联接到滑架的数个打印头，所述滑架提供打印头沿X方向的运动。加盖系统(122)包括齿条(118)的至少一部分。以此方式，如在此所述的齿条(118)的运动实现加盖系统(122)相对于打印头的加盖和去盖。齿条(118)包括形成在其中的斜面(260)，该斜面与形成在加盖主体(270)中的提升器(230)对接。
如全部附图所示，加盖系统(122)位于打印设备(100)的其它部件之下。例如，加盖系统(122)位于进给轴(104)和输出轴(102)之下。由于加盖系统(122)的设计及其与其它部件的接近性。加盖系统(122)能够如上所述地上下行进，而不妨碍其它部件的操作。
加盖系统(122)进一步包括形成在加盖主体(270)上的数个盖(271)。在一个示例中，盖(271)的数量等于可联接到滑架的打印头(135)的数量。形成在加盖系统(122)的齿条(118)上的斜面(260)移动提升器(230)。例如，随着齿条(118)及其斜面(260)沿由箭头601所指示的水平方向移动，提升器(230)沿如在图6和图7中由箭头602所指示的垂直方向移动。
如图4和图7所示，打印设备(100)处于的打印系统(105)驱动位置。此外，移位器(222)处于避让位置。在避让位置，如图7所示，当进给轴(104)逆时针旋转时，移位器(222)的臂(256)从向上的扫描系统(160)驱动位置旋转到避让位置。在避让位置，移位器(222)的臂(256)不与滑架对接。因此，滑架在X方向上沿其所联接的滑架导轨自由移动。
一旦打印设备(100)已完成打印作业，则打印设备(100)的打印头被加盖，以便在打印设备不被用于在打印介质上打印图像时，将打印头的喷嘴湿密封免于污染和干燥。在一个示例中，进给轴(104)相对于图6和图7所示的视图顺时针旋转。这将移位器(122)移动至扫描系统(160)驱动位置。在扫描系统(160)驱动位置中，驱动臂接口(212)与移位器接口(214)对接。这导致驱动摆臂(108)和轴承(203)相对于图6和图7所示的视图的顺时针摆动。当齿条(118)处于如图7中描绘的去盖位置时，可旋转地联接至驱动摆臂(108)的连身齿轮(146)与齿条(118)接合。
如图6和图7中所示的第二连身齿轮(146-2)被描绘为与可旋转地联接至齿条(118)的左侧或负X方向上的一部分的第一空转齿轮(147-1)啮合。空转齿轮为不驱动轴以执行任何工作的任何齿轮。在第一空转齿轮(147-1)的情况中，其功能在于在齿条(118)如图7至图6之间的转变中描绘的从左转变至右之后，允许第二连身齿轮(146-2)空转。在一个示例中，连身齿轮(146)将因齿条(118)的不同位置之间的摩擦而停止旋转。
在准备加盖于联接至滑架的打印头时，摩擦指部(250)偏压移位器(222)，以沿与进给轴(104)的旋转相同的方向旋转。如上所述，摩擦指部(250)在进给轴(104)上产生一定量的阻力。由摩擦指部(250)产生的这种阻力确保了移位器(222)总是沿进给轴(104)的旋转方向偏压其自身。以此方式，移位器(222)能够基于进给轴(104)的旋转方向而被重新定位并且选择性地与驱动摆臂(108)接合和脱离。应注意到，进给轴(104)的旋转方向基于电机(114)的旋转方向，并且电机(114)的旋转方向基于接收自控制器(130)的信号。
移位器(222)随进给轴(104)一起旋转，直到其与打印设备(100)包括例如滑架或加盖主体(270)的部分对接。一旦移位器(222)与滑架或加盖主体(270)对接，则进给轴(104)的旋转使得由摩擦设备(230)产生的阻力被克服。因此，虽然移位器(222)被限制过度旋转或者旋转经过期望的或限定的点，但进给轴(104)仍可旋转。
在该示例中，随着进给轴(104)相对于图6和图7所示的视图顺时针旋转，摩擦指部(250)产生阻力。因此，由于该阻力，移位器(222)顺时针旋转，直到移位器(222)的臂(256)处于如由向上的Z方向所指示的直立位置。在一个示例中，移位器(222)的臂(256)与打印设备(100)的框架的第一部分(257)对接。一旦移位器(222)处于直立位置，则移位器(222)处于如图6和图8所示的扫描系统(160)驱动位置。在另一示例中，随着进给轴(104)逆时针旋转，摩擦指部(250)再次产生对抗进给轴(104)的阻力。因此，由于该阻力，移位器(222)逆时针旋转，直到移位器(222)的臂(256)与加盖主体(270)对接。进一步，滑架(206)被打印设备(100)移动以允许移位器(222)旋转到避让位置。一旦移位器(222)旋转并与加盖主体(270)对接，例如，如图4、5和7所示，移位器(222)则处于避让位置。如在此描述的，如图4、5和7所示，在避让位置，当进给轴(104)逆时针旋转时，移位器(222)的臂(256)从向上的扫描系统(160)驱动位置向避让位置(即打印系统驱动位置)旋转。在避让位置，移位器(222)的臂(256)未与滑架对接。因此，滑架沿其所联接的滑架轨道在X方向上自如移动。
连身齿轮(146-1，146-2)将齿条(118)从去盖位置驱动到加盖和扫描位置。现在移位器(222)被打印设备(100)内的滑架(206)或其它元件阻挡，摆臂接口(212)和移位器接口(214)彼此对接。此外，移位器(222)保持在直立位置。这使驱动摆臂(108)与第一中间齿轮(127-1)接合。因此，进给轴(104)可以在驱动摆臂(108)没有旋转的情况下旋转。为了加盖于打印头，进给轴(104)相对于图6和图7所示的视图逆时针旋转。如上所述，进给轴驱动齿轮(220)与连身齿轮(146)接合。由于进给轴逆时针旋转，所以连身齿轮(146)相对于图6和图7所示的视图顺时针旋转。连身齿轮(146)的齿与齿条(118)的齿接合。如箭头601所指示，当连身齿轮(146)与齿条(118)接合时，齿条(118)从图7的去盖位置移动到图6的加盖和扫描位置。斜面(260)与提升器(230)对接，并且在如箭头602所指示的向上方向和正Z方向上推动加盖主体(270)。因此，随着齿条(118)从去盖位置转变到加盖和扫描系统(160)驱动位置，斜面(260)在提升器(230)的下面被推动。这导致提升器(230)在正Z方向上向上移动。当提升器(230)向上移动时，提升器(230)将数个盖(271)压靠打印头。由弹性体材料制成的盖(271)抵靠打印头以提供密封。因此，盖(271)保护打印头免于变干、免受污染或其组合。
相反，随着齿条(118)从加盖和扫描系统(160)驱动位置转变到去盖和打印系统(105)驱动位置，斜面(260)从提升器(230)下面被移除。这导致提升器(230)引起加盖主体(270)向下移动。当加盖主体(270)向下移动时，加盖主体(270)的盖(271)未压靠打印头。由于盖(271)未推抵打印头，因此打印头未被加盖。因此，打印头可被用于打印作业。在一个示例中，加盖主体(270)向下移动至少一段距离以允许滑架及其打印头在打印过程期间避开加盖主体(270)。
在准备去盖时，连身齿轮(146-1，146-2)将齿条(118)从加盖和扫描系统(160)驱动位置驱动到去盖和打印系统(105)驱动位置。随着进给轴(104)相对于图6和图7所示的视图顺时针旋转，摆臂接口(212)和移位器接口(214)彼此分离。这使驱动摆臂(108)顺时针旋转。如上所述，进给轴驱动齿轮(220)与连身齿轮(146)接合。在图6中，在齿条(118)如箭头601所指示向左移动之后，第二连身齿轮(146-2)与第二空转齿轮(147-2)啮合。由于进给轴(104)是顺时针旋转，使连身齿轮(146)逆时针旋转。
说明书和附图描述了可选驱动打印设备。该可选驱动打印设备包括驱动选择器系统和移位器，驱动选择器系统用于至少部分基于驱动选择器系统的选择器摆臂的位置在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择，移位器用于选择性地使驱动选择器系统在选择器摆臂的扫描系统驱动位置和选择器摆臂的打印系统驱动位置之间移位。
该可选驱动打印设备(1)提供一种打印设备，其制造成本更低并且降低了消费者的成本；(2)使用更少的电机，从而减少资源的使用；并且(3)提供一种打印设备，其具有较小的占地面积并且重量较轻以及其它特征。
已经提供前面的描述来例示和描述所述原理的示例。本说明并非旨在穷举或将这些原理限制为所公开的任何确切形式。根据上述教导，许多修改和变化是可能的。

Claims (15)

1.一种可选驱动打印设备，包括：
驱动选择器系统，用于至少部分基于所述驱动选择器系统的选择器摆臂的位置在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择；和
移位器，用于选择性地使所述驱动选择器系统在所述选择器摆臂的扫描系统驱动位置和所述选择器摆臂的打印系统驱动位置之间移位。
2.根据权利要求1所述的可选驱动打印设备，其中所述选择器摆臂包括：
与联接到进给轴的驱动齿轮啮合的第一选择器齿轮；
第二选择器齿轮；和
枢轴，
其中所述选择器摆臂围绕所述枢轴枢转，以与所述扫描驱动系统的扫描驱动齿轮选择性地啮合。
3.根据权利要求2所述的可选驱动打印设备，其中所述扫描驱动齿轮被机械联接到动力输出(PTO)轴，以驱动所述扫描驱动系统的扫描驱动器。
4.根据权利要求2所述的可选驱动打印设备，其中所述扫描驱动系统包括：
由所述选择器摆臂驱动的数个初级扫描齿轮；
机械联接到所述初级扫描齿轮的动力输出(PTO)轴；和
机械联接到所述动力输出轴的扫描驱动器。
5.根据权利要求4所述的可选驱动打印设备，其中所述初级扫描齿轮包括数个锥齿轮，用于将所述扫描驱动系统的运动传递大约90度。
6.根据权利要求1所述的可选驱动打印设备，其中所述扫描驱动器包括包含蜗杆和蜗轮的蜗轮组，用于将所述扫描驱动系统的运动传递大约90度。
7.根据权利要求1所述的可选驱动打印设备，其中所述蜗轮组被设置为使可用于扫描路径的转矩最大化。
8.一种用于在驱动打印驱动系统和驱动扫描驱动系统之间进行选择的驱动选择器系统，包括：
进给轴；
选择器摆臂，包括：
与联接到所述进给轴的驱动齿轮啮合的第一选择器齿轮；
第二选择器齿轮；和
枢轴，
其中所述选择器摆臂围绕所述枢轴枢转，以与所述扫描驱动系统的扫描驱动齿轮选择性地啮合。
9.根据权利要求8所述的驱动选择器系统，其中所述第一选择器齿轮与所述驱动齿轮持续啮合。
10.根据权利要求9所述的驱动选择器系统，其中当所述选择器摆臂关于所述枢轴处于扫描系统驱动位置时，所述第二选择器齿轮与所述扫描驱动系统的所述扫描驱动齿轮啮合，并且当所述选择器摆臂关于所述枢轴处于打印系统驱动位置时，所述第二选择器齿轮处于空挡。
11.根据权利要求8所述的驱动选择器系统，其中所述选择器摆臂相对于所述枢轴的用于与所述扫描驱动系统的所述扫描驱动齿轮选择性地啮合的位置至少部分基于能旋转地联接到所述进给轴的移位器的位置。
12.一种可选驱动打印设备的扫描驱动系统，包括：
由所述可选驱动打印设备的选择器摆臂驱动的数个初级扫描齿轮；
机械联接到所述初级扫描齿轮的动力输出(PTO)轴；和
机械联接到所述动力输出轴的扫描驱动器。
13.根据权利要求12所述的扫描驱动系统，其中所述初级扫描齿轮包括数个锥齿轮，用于将所述扫描驱动系统的运动传递大约90度。
14.根据权利要求12所述的扫描驱动系统，其中所述扫描驱动器包括包含蜗杆和蜗轮的蜗轮组，用于将所述扫描驱动系统的运动传递大约90度。
15.根据权利要求12所述的扫描驱动系统，其中所述扫描驱动系统被机械联接到所述可选驱动打印设备的进给轴，所述进给轴至少部分地基于机械联接到所述进给轴的选择器摆臂的位置来驱动所述扫描驱动系统和打印驱动系统两者。
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