CN109153256B - 可更换的打印子组件 - Google Patents

Abstract

公开一种可更换的打印子组件。该可更换的打印子组件包括打印棒。包括泵的流体输送系统被流体联接到打印棒。框架被联接到流体输送系统。该可更换的打印子组件还包括提升机构，该提升机构具有用于将打印棒相对于框架选择性移动的致动器。

Description

可更换的打印子组件

背景技术

打印设备—包括打印机、复印机、传真机、包括附加扫描功能、复印功能和整理功能的多功能设备、一体化设备或其他设备，诸如用于在三维物体上打印图像的移印机和三维打印机(增材制造)—接收数字图像或数字模型，并在诸如普通纸、相纸、透明片和其他介质上产生物体或图像。在一些示例中，打印设备是片材馈送式设备，该打印设备可以打印在金属和聚合物介质(除了宽且薄的介质之外或者代替该宽且薄的介质)的介质堆上。介质作为介质堆被定位在输入介质托盘中或在介质辊上。图像可以从打印设备直接得到，或者从远程位置(例如从计算设备或计算网络)被通信到打印设备。在片材馈送式设备的示例中，片材从介质堆选择，通常一次一张，并沿着馈送路径经由介质支撑部被馈送到输出托盘。在辊馈送式设备中，介质的筒(web)沿着馈送路径通过介质支撑部被馈送到输出部。介质在介质支撑部处与打印头相互作用以在介质上产生图像。三维打印机接收数字模型或物体的其他数据源，并且可以形成连续的材料层以诸如经由打印头、挤制加工、基于烧结的工艺或其他工艺来产生三维物体。

附图说明

图1是示出示例打印设备的示意图。

图2是示出用于图1的打印设备的可更换的打印子组件的示例的示意图。

图3是示出图1的打印设备的示例打印设备的示意图，包括图2的打印子组件的示例。

图4是示出图3的可更换的打印子组件的可更换的打印子组件的示例的示意图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考形成其一部分且其中通过例示其中可以实践本公开的具体示例来示出的附图。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他示例且可以作出结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不应被视为为限制意义，并且本公开的范围由所附权利要求限定。应当理解，除非另外特别指出，本文描述的各种示例的特征可以部分地或全部地彼此组合。

许多商业上使用的打印设备，诸如办公室、学校和实验室中的喷墨打印机，都是现场被修理，而不是被返回工厂。技术人员通常被迅速派遣到打印机，在打印机处基于服务合同进行维修。如果维修过于频繁且投入过多，则由于不能使用打印设备或者因为服务合同的费用，业务遭受损失或者用户变得沮丧。

在许多示例中，商业上使用的打印设备被坚固地构造，但是难以修理。在一个示例中，打印设备可以具有难以修理的打印棒，该打印棒包括横跨介质宽度的一组打印头，并且该打印棒可能易于不时发生故障。打印棒的修理可以包括首先移除扫描仪或文档馈送器，并拆卸馈送路径和数据电缆的一部分部件。如果打印棒已经发生故障或处于失修中，则可能相关零件(诸如驱动马达、齿轮、轴承)和其他特征件也接近使用寿命的结束。这些零件也可能难以修理，并且在不同的上门服务中也经常被逐一更换。在不同的服务间隔对难以接近的小零件进行维修可能导致对相对便宜的部件的进行的昂贵上门修理、重复的上门服务以及长的修理时间。

图1示出具有可更换的打印子组件102的示例打印设备100。打印设备100的范例可以包括打印机、扫描仪、复印机、传真机、绘图仪或者诸如移印机或三维打印机的其他设备中的两个或更多个的一种或多种组合。打印设备100可以作为独立设备、被联接到计算机网络的设备、或者由计算机或其他处理设备操作的外围设备或辅助设备中的两个或更多个的一种或多种组合来操作。在一个示例中，打印设备100是喷墨打印机。打印介质可以包括各种尺寸和类型的纸、塑料、织物，诸如8.5×11英寸的纸、A4纸、辊馈送介质和其他介质。

本公开包括用于说明的在介质上喷墨打印的背景中的示例。虽然具体的示例可以指这些打印设备中的一个或多个或者指打印介质中的一个或多个，但是这些示例是为了说明而不是为了限制描述。此外，示例并不旨在限于油墨或在介质上的打印，并且可以包括用于在介质上打印之外用途的分配、喷射或以其他方式沉积除油墨之外的不可压缩流体。

打印设备100包括底架104和介质支撑机构106。可更换的打印子组件102被可移除地联接到底架104且相对于介质支撑机构106是选择性可定位的。在一个示例中，介质支撑机构106被配置为保持或提供用于打印的介质。可更换的打印子组件被配置为在介质支撑机构106上的介质上打印或标记。在一个示例中，可更换的打印子组件102包括打印棒和用于保持、移动、保护打印棒并向打印棒供应油墨的部件。在一个示例中，子组件102的打印棒和部件并不旨在被修理或现场被修理。相反，可检修的子组件102可以从打印设备100移除，并用新的子组件更换。

在一个示例中，打印棒包括横跨打印介质宽度的打印头。打印棒可以包括用于在介质上打印的打印部分。打印棒的该打印部分横跨用于打印的介质的宽度。例如，对于信件大小(8.5英寸×11英寸)的介质片材，打印部分可以是8.5英寸长或更长。打印棒可以包括打印头中的多个打印方块(dice)和横跨打印部分宽度的多个打印头。因此，打印头在打印期间不移动穿过介质的宽度。在一个示例中，管芯可以被配置为打印青色和品红色，而另一个管芯可以被配置为打印黑色和黄色。这些方块可以在打印头中被联接在一起，并且多个打印头以介质宽度或页面宽度的阵列被定位在打印部分上。

图2示出与打印设备100中的子组件102相对应的示例可更换的打印子组件200。示例子组件200包括打印棒202、包括被流体联接到打印棒202的泵206的流体输送系统204和被联接到子组件框架210的提升机构208。泵206通过被流体联接与打印棒202流体连通。提升机构208包括致动器210，该致动器210用以将打印棒202相对于框架212选择性移动和定位。当提升机构被安装在打印设备(诸如打印设备100)中时，该提升机构将打印棒202相对于介质支撑机构(诸如介质支撑机构106)选择性移动和定位。子组件200的模块化设计允许在制造期间而不是现场在检修期间执行与打印棒相关的校准和调整(诸如笔到纸间距、提升驱动间隙均衡等等)，这可以节省修理时间。

子组件200的服务问题将可能是打印棒202(子组件200的相对昂贵的部件)的维修问题所导致的结果。子组件的更换还将有效地向流体输送系统204和提升机构208的相关部件提供预防性维修。因此，在打印棒202发生故障的情况下，子组件200的更换还提供相关部件的预防性维修，这降低总修理成本和上门服务。

图3示出打印设备300的示例，该打印设备300大致对应于打印设备100，该打印设备300具有可更换的打印子组件302。在该示例中，包括介质支撑部306的介质传输系统304适于提供用于通过可更换的打印子组件302来标记的介质。例如，介质传输系统304可以包括用于以一片材或筒辊的形式将介质输送到子组件302的机构。控制器308包括处理器、存储器，且可以包括通信电路系统和其他特征件，该控制器308被联接到介质传输系统304以控制介质传输系统304。控制器308可以包括被联接到子组件302的电力电路310和图像处理电路系统312以提供电力和数据(诸如图像数据)来操作子组件302。在一个示例中，控制器308经由电连接件、光连接件或两者向子组件302提供电力信号和数据信号。例如，控制器可以通过被电联接到子组件302的可拆卸电导体提供电力和数据。

打印设备300还包括底架314。子组件302通过机械紧固件(诸如螺钉或夹子)被可移除地附接到底架314。例如，子组件302可以包括可联接到多个螺钉的框架，该多个螺钉可以将子组件302可移除地附接到底架314。子组件302还包括可以被可移除地附接到控制器308的信号通路。例如，子组件可以包括多个扁平柔性电路，该多个扁平柔性电路具有可拆卸信号耦合器，该可拆卸信号耦合器可以被可操作地连接以从控制器308接收电力和数据。

在图示的示例中，底架314被联接到壳体316并被壳体316包围。壳体316可以包括开口320，并且盖子318被选择性地放置在开口320上。在一个示例中，盖子318可以从壳体316拆卸，即可移除地附接，以通过开口320暴露壳体316内的子组件302。在另一个示例中，盖子318诸如通过铰链或其他机构保持被附接到壳体316，并且被选择性地从开口320移离以提供通向子组件302的入口。在一个示例中，开口320足够大，以允许技术人员将子组件302从底架314和从控制器308拆卸，并通过开口320移除子组件302。附接到底架314的机械紧固件和连接到控制器308的信号连接器通过开口是易于可接近的以移除子组件302。此外，更换的子组件可以通过开口320被重新附接到控制器，且被连接到框架上，并与介质支撑部306对准。另一个示例壳体包括多个开口，该多个开口包括用以将紧固件和电连接件通向子组件302的开口320。

可更换的打印子组件302包括被联接到框架330的提升机构332和流体输送系统334。打印棒336被流体附接到流体输送系统334，即，打印棒336与流体输送系统334流体连通，并且该打印棒336被可操作地联接到提升机构332。流体输送系统334被流体联接到流体供应源，诸如油墨供应源338。油墨供应源338可以包括可更换的油墨容器，该可更换的油墨容器诸如通过针和隔膜是流体可联接到流体输送系统334。在一个示例中，可更换的油墨容器可以被包括在子组件302上，其中框架330包括用于保持油墨供应源338的部分。在另一个示例中，油墨供应源338可以位于子组件302之外，并通过柔性管被联接到流体输送系统。油墨供应源338可以经由开口320或经由壳体316中的一个或多个其他开口被接近，该一个或多个其他开口被构造成引入油墨容器或更换油墨容器。

打印棒336包括用于分配油墨的一个或多个打印头。在该示例中，打印棒336横跨介质支撑部306上的打印介质的宽度，以使打印棒336不横跨打印介质的宽度来回地移动以分配油墨。由控制器308提供电力的提升机构332将打印棒336定位为邻近介质支撑部306上的打印介质以用于打印。打印棒336的定位可以基于介质传输系统304中的介质类型。当不在介质上打印或标记时，提升机构332还可以将打印棒336定位为远离介质支撑部。

图4示出可以适用于打印设备300中的可更换的打印子组件400的示例。子组件400包括用于支撑打印棒404的框架402，打印棒404具有多个被配置成横跨打印介质宽度的打印头406。框架402还包括流体输送系统408、被联接到子组件框架210的提升机构412和服务站414，该流体输送系统408包括被流体联接到打印棒404的泵410。

打印棒404包括打印棒元件418和用于打印的一个或多个笔420。在一个示例中，打印棒404包括多个笔420a-420n，该多个笔被端对端地布置在打印棒元件418上，其中每个笔的一部分与相邻笔的一部分重叠。打印棒404可以包括例如两行或更多行交错配置的笔420，其中每行中的一个笔420延伸到笔420之间的重叠中以用于跨越打印棒404的大部分跨度进行无缝打印。在一个示例中，笔420的配置可以提供对打印介质的全跨度的无缝打印。

笔420包括被配置成将不可压缩流体(诸如油墨)喷射到介质上(例如在筒或片材上)的机构。每个笔420包括一个或多个打印头406a-406n。在一个示例中，每个笔420包括被应用到打印头406的流体的自容式蓄存器或贮存器。在一个示例中，打印头406包括热阻式按需滴定的喷墨打印头。在另一个示例中，打印头可以包括压阻式喷墨打印头。在又一示例中，打印头可以包括被配置成以受控方式喷射流体的其他机构。

在热阻式喷墨打印头406的示例中，加热元件位于喷射油墨的各个喷嘴内。施加电流以将加热元件加热，并使少量油墨快速加热并变成蒸发的。蒸发的油墨形成加压气泡，当油墨膨胀时，该加压气泡通过喷嘴喷射流体油墨。打印头驱动电路被联接到各个加热元件以提供能量脉冲并控制液体油墨的喷射，且因此控制来自喷嘴的油墨滴的沉积。打印头驱动器响应于字符发生器和其他图像形成电路系统(其可以被包括为控制器308的一部分)，例如，以给打印头的选定喷嘴通电，从而在打印介质上形成图像。

从流体输送系统408向蓄存器供应流体。在一个示例中，每个打印头406通过用于每种颜料的针和隔膜被流体连接到其油墨供应容器，诸如油墨容器338。在另一个示例中，流体输送系统408从向打印棒404提供油墨的油墨容器向每个墨盒420供应颜料。在一个示例中，颜料-诸如黑色、青色、品红色和黄色(K、C、M、Y)，以及在一些情况下的粘合剂-各自从一个或多个油墨容器供应，该颜料通过泵410被提供给每个墨盒420。流体输送系统408可以包括柔性管，该柔性管用以在油墨供应容器和泵410之间以及在泵410和墨盒420之间形成流体路径。当打印头被推入并锁定到位时，流体输送系统408上的护套针与油墨供应容器上的隔膜接合。消除对流体管子的手动操作。

可更换的打印子组件400还包括被联接到框架402的服务站414。在打印期间，油墨倾向于积聚在打印头406的喷嘴处。油墨积聚或残留油墨可能是由未完全喷射的油墨滴、喷嘴周围多余的油墨以及从打印介质反射的油墨飞溅造成的。喷嘴也易受灰尘、快干油墨、油墨固体和介质微粒堵塞。服务站414包括擦拭器422和罩424，该擦拭器422用以清洁打印头406和保持打印头406的功能性，该罩424用于在不使用时覆盖打印头406，以降低油墨干燥或污染物聚集在喷嘴中和喷嘴上的可能性。在一个示例中，擦拭器422和打印头罩424沿着被联接到框架402的服务引导件430移动。服务驱动器可以将擦拭器422从打印位置移动到服务位置以清洁打印棒上的打印头，并将罩424从打印位置移动到服务位置以覆盖打印棒404的打印头406。

提升机构412包括提升马达430和提升驱动器432，该提升马达430和提升驱动器432用以沿着被联接到框架402或与框架402一体形成的提升引导件操作和移动齿轮，诸如齿条、小齿轮或其他齿轮。提升马达430和提升驱动器432响应于从控制器提供的信号将打印棒404从远程位置移动到打印位置以在介质上打印。提升机构可以被用于，基于打印介质的类型响应于从控制器所提供的信号，将打印棒404与介质支撑部隔开选定距离。当不打印时，提升马达430和提升驱动器432将打印棒404从邻近介质支撑部的打印位置移动到远离介质支撑部的远程位置。

子组件400可以包括电路系统434，该电路系统434用以向泵410、提升机构412和服务站414提供适当的电力信号和致动信号，以及用以向墨盒420提供信号。在一个示例中，电路系统434被包括在一个或多个印刷电路组件上，该一个或多个印刷电路组件包括一个或多个具有信号连接器438的扁平柔性电路436，该信号连接器438可以被可操作地联接以从控制器接收电力信号和数据信号。在一个示例中，扁平柔性电路436被配置为不重叠，以便减少串扰或电磁干扰。如果子组件的部件被单独安装或被修理，并且没有注意到被附接到控制器的相应接线，则扁平柔性电路436中信号线的固定位置避免重叠。

此外，子组件可以包括被联接到框架402的可重新定位的头锁440，该头锁440用以在传输期间保护打印头406。在一个示例中，当子组件未被安装在打印设备内时，头锁440被接合。在一个示例中，通过限制打印棒404的运动，头锁440保护在传输期间易受损坏的打印头方块。在另一个示例中，当打印棒被服务站414的罩424遮盖时，头锁440被接合，从而在传输打印设备期间保护打印头方块。

尽管本文已经示出和描述具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以用各种替代和/或等效的实施方式来替代所示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文所讨论的具体示例的任何调整或变型。因此，旨在本公开仅由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种打印设备，包括：

底架；

介质支撑机构；以及

被可移除地联接到所述底架的可更换的打印子组件，所述可更换的打印子组件包括：

打印棒，

流体输送系统，包括被联接到所述打印棒的泵，

框架，被联接到所述流体输送系统，

头锁，被联接到所述框架以保护所述打印棒，

驱动机构，用于将所述打印棒相对于所述介质支撑机构定位，以及

服务站，被可操作地联接到所述框架，并具有用于清洁所述打印棒的擦拭器和用于在不使用时覆盖所述打印棒的罩，

其中当所述打印棒被所述服务站的所述罩遮盖时，所述头锁被接合。

2.根据权利要求1所述的打印设备，包括喷墨打印机。

3.根据权利要求2所述的打印设备，其中所述喷墨打印机是片材馈送式的。

4.根据权利要求1所述的打印设备，其中所述底架包括具有开口的壳体，并且其中子组件是从所述开口易接近的。

5.根据权利要求1所述的打印设备，其中所述驱动机构将所述打印棒从在打印时靠近所述介质支撑机构的打印位置移动到在不打印时远离所述介质支撑机构的远程位置。

6.根据权利要求1所述的打印设备，包括具有可拆卸信号通路的控制器，所述可拆卸信号通路被可操作地联接到所述子组件以向所述打印子组件供应电力和数据。

7.根据权利要求6所述的打印设备，其中所述可拆卸信号通路包括扁平柔性电路。

8.根据权利要求1所述的打印设备，其中所述子组件包括与所述流体输送系统流体连通的流体供应源。

9.一种可更换的打印子组件，包括：

打印棒；

流体输送系统，包括被流体联接到所述打印棒的泵；

框架，被联接到所述流体输送系统；

头锁，被联接到所述框架以保护所述打印棒；

提升机构，包括用于将所述打印棒相对于所述框架选择性移动的致动器；以及

服务站，被可操作地联接到所述框架，并具有用于清洁所述打印棒的擦拭器和用于在不使用时覆盖所述打印棒的罩，

其中当所述打印棒被所述服务站的所述罩遮盖时，所述头锁被接合。

10.根据权利要求9所述的可更换的打印子组件，其中所述打印棒包括与所述泵流体连通的打印头。

11.根据权利要求10所述的可更换的打印子组件，其中所述打印棒包括被联接到多个打印头的打印棒元件。

12.根据权利要求10所述的可更换的打印子组件，其中致动器包括马达和驱动器，并且提升机构包括形成在所述框架中的提升引导件。

13.根据权利要求9所述的可更换的打印子组件，包括用于供应电力和数据以致动所述提升机构的电路系统。

14.一种可更换的打印子组件，包括：

打印棒，具有打印头；

油墨输送系统，包括被流体联接到所述打印头的泵；

框架，被联接到所述油墨输送系统；

头锁，被联接到所述框架以保护所述打印棒；

提升机构，包括用于将所述打印棒相对于所述框架选择性移动的致动器；以及

服务站，被可操作地联接到所述框架，并具有用于清洁所述打印头的擦拭器和用于在不使用时覆盖所述打印头的罩，所述服务站包括形成在所述框架中的引导件，

其中当所述打印棒被所述服务站的所述罩遮盖时，所述头锁被接合。

15.根据权利要求14所述的可更换的打印子组件，其中所述打印棒包括具有宽度的打印棒元件和横跨所述打印棒元件的所述宽度的多个打印头。

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