CN109689370A - 打印子组件 - Google Patents

Abstract

一种示例打印子组件包括框架，该框架具有在第一方向上延伸间隔开的第一构件和第二构件。该框架可以被可移除地联接到打印设备。第一构件和第二构件在与第一方向正交的第二方向上彼此间隔开。该第一方向和第二方向也与第三方向正交。打印棒被联接到框架。对准系统被联接到框架，并且包括至少四个对准特征，该至少四个对准特征协作以约束打印子组件相对于打印设备在第三方向上的平移以及围绕在第一方向和第二方向上的轴线的旋转。

Description

打印子组件

背景技术

打印设备—包括打印机，复印机，传真机，包括附加的扫描功能、复印功能以及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)—接纳数字图像或数字模型，并在诸如纸、聚合物材料和其他介质上产生物体或图像。图像可以从打印设备被直接获得，或者从远程位置(诸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，片材从介质堆叠中选择，通常一次一张，并沿着馈送路径通过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。三维打印机接纳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是示出示例打印子组件的透视图。

图2是示出另一示例打印子组件的透视图。

图3是示出图1的用于打印设备的可更换打印子组件的示例的示意图。

图4是示出包括图1的打印子组件的特征件的示例打印子组件的部分的透视图。

图5是示出图3的包括图1的打印子组件的特征件的示例打印子组件的部分的另一透视图。

具体实施方式

许多打印设备，诸如办公室、学校以及实验室中的商业上使用的喷墨打印机，都是现场被修理而不是被返回工厂。技术人员经常被迅速派遣到打印设备，在打印设备处基于服务合同来进行维修。如果修理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。打印棒的修理可能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修理可能导致对相对便宜的部件进行的昂贵上门修理、重复的上门服务以及长的修理时间。

为了解决这些关注中的一些，打印棒可以被承载在框架上，并被包括为可更换且模块化的打印子组件的一部分。打印子组件可以包括具有保持、移动、保护或向打印棒供应标记材料中的一个或多个功能的部件。例如，被承载在框架上的其他零件可以包括提升机构和用于将诸如油墨的标记材料输送到打印棒的输送系统油墨。打印棒和相关部件不旨在现场被修理或被各个更换。相反，整个打印子组件可以作为整体从打印设备被移除，并由被安装到打印设备中的新子组件来替换。

一般来说，六个接触点可以被用于以所有六个运动自由度将刚性打印子组件正确定位和完全约束在打印设备内。特别地，三个接触点经常形成第一Z基准，两个接触点形成第二Y基准，以及一个接触点形成第三X基准。三个第一Z基准接触点阻止在Z方向上的平移以及围绕X轴线和Y轴线的旋转。两个第二Y基准点阻止在Y方向上的平移和围绕Z轴线的旋转。单个第三X基准点阻止在X方向上的平移。具有六个接触点的刚性打印子组件将与打印设备底架上的相应特征件配合，但是易受永久变形的影响--诸如在制造、运输或安装期间--这可能导致打印子组件的内部部件相对于打印设备中的相应打印部件变得偏离标称(nominal)。

图1示出示例打印子组件100。示例打印子组件包括框架102，框架102具有在第一方向108上间隔延伸的第一构件104和第二构件106。框架102可以被可移除地联接到打印设备(未示出)。第一构件104和第二构件106在与第一方向108正交的第二方向110上彼此间隔开。第一方向108和第二方向110也与第三方向112正交。打印棒114被联接到框架102。示例打印子组件100示出在第一方向108上相对于构件104、106延伸的细长打印棒114。在另一示例中，打印棒114可以在第二方向110上相对于构件104、106延伸，或者以另一种配置延伸。对准系统116被联接到框架102，并且包括至少四个对准特征，该对准特征协作以约束打印子组件100相对于打印设备在第三方向112上的平移以及围绕在第一方向108和第二方向110上的轴线的旋转。

图2示出可以被可移除地联接到打印设备(未示出)的示例打印子组件200。打印设备的范例可以包括打印机、扫描仪、复印机、传真机、绘图机或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、或者由计算机操作的外围设备或辅助设备、或者其他处理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，打印设备是商业上使用的喷墨打印机。打印介质可以包括各种尺寸和类型(诸如8.5英寸×11英寸纸、A4纸)的纸、塑料、织物、辊馈送式介质以及其他介质。

作为参考，打印子组件被包括在一空间中，该空间具有第一方向202或X方向、与第一方向202正交的第二方向204或Y方向、以及与第一方向202和第二方向204正交的第三方向206或Z方向。

打印子组件200包括沿着第一方向202延伸的细长打印棒210。打印棒210包括第一端部区域212和第二端部区域214。

打印棒210可以包括旨在介质上打印的打印部分。打印棒210的打印部分横跨旨在打印的介质宽度，并且介质宽度可以沿着第一方向202延伸。例如，对于一张信纸大小(8.5英寸×11英寸)的介质，打印部分可以是8.5英寸长或超过8.5英寸长。打印棒210可以包括打印头中的多个打印管芯(die)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横跨介质宽度而移动。在一个示例中，管芯可以被配置为打印青色和品红色，而另一管芯可以被配置为打印黑色和黄色。这些管芯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。

框架216被可操作地联接到打印棒210。在示例中，框架216具有多个构件218，该多个构件218围绕打印棒210的至少一部分形成箱子，尽管其他构造被考虑。框架216包括在第一方向202上延伸并靠近打印棒210的延长的第一构件220。第二构件222诸如经由附加构件218附接而被可操作地联接到第一构件220，并且该第二构件222包括在第二方向204上与第一构件220间隔开的一部分。在该示例中，整个第二构件222与第一构件220间隔开。此外，该示例示出被设置在第一构件220与第二构件222之间的打印棒210，尽管其他配置是可能的。

对准系统224被联接到框架216。对准系统124包括框架216上的至少四个第三方向对准特征226，第三方向对准特征226用以形成第一基准的接触点以在安装在打印设备中时在第三方向上约束对准子组件，即，以阻止打印子组件在第三方向206上的平移以及子组件200围绕在第一方向202和第二方向204上的轴线的旋转。在该示例中，第三方向对准特征226包括靠近第一端部区域212的第一定位特征232和靠近第二端部区域214的第二定位特征234。第三方向对准特征226还包括靠近第二构件222的多个定位特征236。第三方向对准特征226被配置成与打印设备中的(诸如形成在打印设备的底架上的)相应特征件配合或附接，以约束打印子组件200。在一个示例中，第三方向对准特征226中的一些或全部通过重力相对于打印设备保持就位。

对准系统224包括框架216上的至少两个第二方向对准特征238，第二方向对准特征238用以形成第二基准的接触点，以在安装在打印设备中时在第二方向204上约束打印子组件200，即，以阻止打印子组件200在第二方向204上的平移以及子组件200围绕在第三方向206上的轴线的旋转。第二方向对准特征238包括靠近第一定位特征232和第一端部区域212的第一第二方向对准特征240，以及靠近第二定位特征234和第二端部区域214的第二第二方向对准特征242。

第二方向对准特征238和第三方向对准特征226的示例可以包括从框架216延伸的突起、凸台、垫片或翼片，或者形成在框架216中的诸如槽之类的开口，或者用于接纳安装螺钉以将框架附接到打印设备底架的孔。例如，翼片可以包括框架216中的边缘、凸缘、切割特征件。其他示例被考虑。在一个示例中，第三方向对准特征可以包括框架中的翼片，并且第二方向对准特征可以包括框架中的翼片和用于接纳安装螺钉的孔的组合。

在一些示例中，对准系统224包括框架上的至少一个第一方向对准特征，该第一方向对准特征用以形成第三基准的接触点，以在第一方向上约束打印子组件200，即，以阻止打印子组件100在第一方向202上的平移。在一个示例中，第一方向对准特征可以包括用于接纳安装螺钉的孔。其他示例被考虑。

在示例打印子组件200中，框架216上的至少四个接触点(即，第三方向对准特征226)形成第一Z基准。打印子组件200包括可变形框架216或略带柔性的框架216，使得四个接触点226可以与打印设备上的相应特征件相配合，即使特征件依据公差偏离标称。形成第一基准的三点接触系统将包括以严格公差制造的基本上更刚性的框架，这将增加复杂性和成本以及易受刚性框架在运输或安装期间变形时的未对准的影响。

图3示出具有底架302的示例打印设备300，该底架302经由框架308上的对准系统306被可操作地联接到所安装的可更换打印子组件304，该可更换打印子组件304大致对应于打印子组件200，该对准系统306大致对应于框架216上的对准系统224。

打印设备300可以包括具有介质支撑部312的介质传输系统310，该介质支架支撑部312适于提供介质以用于通过打印子组件304进行标记。介质传输系统310以及打印设备300的其他组件可以被联接到底架302或相对于框架302移动。介质输送系统310可以包括用于以片材或筒辊中的一个的形式将介质输送到子组件304的机构。包括处理器、存储器并且可以包括通信电路系统和其他特征件的控制器314被联接到介质传输系统310以控制介质传输系统310。控制器314可以包括被联接到打印子组件304的电力电路316和图像处理电路系统318以提供电力和数据(诸如图像数据)来操作子组件304。在一个示例中，控制器314经由电连接件、光连接件或两者向子组件304提供电力信号和数据信号。例如，控制器可以经由被电联接到子组件304的可拆卸电导体来提供电力和数据。

示例中的打印子组件304包括被联接到框架308的提升机构320和流体输送系统322。大致对应于打印棒210的打印棒324与流体输送系统322流体连通，并被可操作地联接到提升机构320。在一个示例中可以包括泵的流体输送系统322可以被联接到流体供应源，例如可更换或可再填充的油墨源326。由控制器314提供动力的提升机构320将打印棒324相对于介质支撑部312上的打印介质定位在第一位置以进行打印。在这个方面，提升机构320被联接到打印棒324和框架308，以相对于底架302选择性地定位打印棒324。例如，提升机构320可以包括马达、驱动器和导向装置。打印棒324的定位可以基于介质传输系统310中的介质类型。当不在介质上打印或标记时，提升机构320还可以将打印棒324相对于介质支撑部312定位在第二位置。

在一些示例中，打印子组件304可以包括被联接到框架308的附加部件，例如服务站326或可重新定位的头锁328，该头锁328用以在传输期间保护打印棒324上的打印头。服务站326包括诸如驱动器和擦拭器的机构，该机构用以清洁打印头和保持打印头的功能性，并用于在不使用时盖住打印头。

此外，打印子组件304可以包括相关电路系统330和电连接件。在一个示例中，电路系统330可以包括存储介质，诸如计算机存储器，该存储介质可以包括以数字形式存储的关于特定打印子组件302的信息。电路系统330，例如或者打印子组件304、打印设备300、经由计算机网络被联接到打印设备300或在其他地方被可操作地联接到打印设备300的的计算设备上的其他处理电路系统，可以由控制器314读取。被存储在电路系统330上的信息可以包括由于制造公差或者打印子组件的部件制造的其他缺陷，或者以其他方式影响打印棒324相对于介质支撑部312的对准或笔与纸之间的间距，所造成的打印棒324偏离标称的偏离值。

在一个示例中，打印设备300可以读取被存储在电路系统330中的关于打印棒偏离值的信息，并且调整可以由控制器314驱动的打印棒定位系统，以提供打印棒324与介质支撑部312的适当对准。关于打印棒偏离值的信息可以提供对由工厂工人或现场服务人员将打印子组件302安装到打印设备300期间进行的特定校准或调整的替代。

图4和图5示出框架400的示例，该框架400可以对应于打印子组件110的框架116或打印子组件202的框架208。以供参考，框架400被包含在具有第一方向402或X方向、与第一方向402正交的第二方向404或Y方向、以及与第一方向402和第二方向404正交的第三方向406或Z方向的空间中。

框架400包括多个构件410。在示例中，构件410被配置为在第三方向406上大致直立的延长的壁。构件410包括沿第一方向402延伸并与第二壁414间隔开的第一壁412。第三壁416被附接到第一壁412和第二壁414，并且第三壁416与第四壁418间隔开，该第四壁418也被附接到第一壁412和第二壁414。壁可以以合适的方式(诸如通过焊接或由紧固件)被附接在一起，并且可以由合适的材料(诸如铝、钢、其他金属薄片、塑料或其他材料)形成。

图4示出示例中的第三壁416和第四壁418分别包括前部420、422，该前部420、422在第二方向404上延伸通过第一壁412。在其他示例中，前部420、422可以通过将第一壁412的端部在第三壁416和第四壁418的方向上弯曲形成。其他示例被考虑。。

框架400还包括靠近第二壁414和第三壁416的接合部形成的第一凸缘424。在一个示例中，第一凸缘424被形成为延伸通过第三壁416的第二壁414切口(cutout)，并且可以包括第三壁416切口，该第三壁416切口被弯曲成大致垂直于第三壁416的总平面且与第二壁414切口重叠或部分重叠。

图5示出靠近第二壁414和第四壁418的接合部形成的第二凸缘426。在一个示例中，凸缘426被形成为延伸通过第四壁418的第二壁414切口，并且可以包括第四壁418切口，该第四壁418切口被弯曲成大致垂直于第四壁418的总平面且与第二壁414切口重叠或部分重叠。

在示例中，打印子组件被配置成可操作地联接细长打印棒408，该打印棒408沿着第一方向402横跨并靠近第一壁412。例如，打印棒408可以位于箱子内靠近第一壁412。其他配置是可能的，例如被设置在打印子组件中的第一壁下方的打印棒408。前部420、422被设置为靠近打印棒408的端部区域408a、408b。

框架400包括对准系统430，该对准系统430以所有六个运动自由度相对于打印设备中的底架约束框架400。在一个示例中，对准系统430可以是被附接到构件410、被形成在构件410中或以其他方式被包含在框架400中的一个或其组合。

图4示出前部420、422分别包括翼片432、434，该翼片432、434分别具有作为第三方向对准特征的底面436、438。图5示出第二壁414包括靠近第一凸缘424的第一槽444中的底面442，并且还包括靠近第二凸缘426的第二槽448中的作为第三方向对准特征的底面446。

底面436、438、442、446被配置成位于或倚靠在打印设备底架上的相应配合表面上，以对框架400在第三方向406上的平移提供约束，并且以对框架400围绕在第一方向402和第二方向404上的轴线的旋转提供约束。例如，翼片432、434的底面436、438可以位于形成在底架上或被附接到底架的翼片上。此外，底架可以包括用以配合到第一槽444和第二槽448中的翼片，使得底面442和446倚靠在翼片的顶部。

在示例中，如果所有四个第三方向对准特征不是以标称且在公差内精确制造，但是足够刚性以防止在框架400被安装在打印设备中时的松垂或摆动，则框架400是足够柔性的以允许底面436、438、442、446经由重力或偏置位于相应配合表面上。相比之下，精确具有三个第三方向对准特征的对准系统被制造成在框架中具有基本上更刚性、更小未对准公差，并且因此在基本上防护包装的情况下传输以防止变形。具有四点第三方向对准特征的足够柔性的框架400提供更低成本的材料、制造和运输。

在示例中，第三方向对准特征中的两个，即翼片432、434的底面436、438，被设置在框架400上靠近打印棒408(特别是打印头上的喷嘴)上以适当地定位子组件。在一个示例中，底面436、438被设置为靠近打印棒端部区域408a、408b，诸如在第一壁412和第三壁416的接合部以及第一壁412和第四壁418的接合部处或其附近。

此外，第三方向对准特征中的另外两个，即槽444、448的底面442、446，被设置在框架400上远离打印棒408。因此，打印棒408的定位对底面442、446以及底架上的相应配合特征件的制造公差的影响不太敏感。底面442、446的第三方向对准特征可以以足够精度制造，以提供子组件非打印功能的一般对准，但是远离打印棒408的位置减小打印对准影响。

对准系统可以通过切割或冲压金属薄片形成，诸如底面436、438、442、446，允许对准系统在同一制造切割或冲压操作期间被配置为框架400的其他定位或安装特征件。此外，底架上的相应配合表面可以通过切割或冲压操作形成，以在打印子组件安装到打印设备中时提供切割边缘到切割边缘的接触。切割边缘到切割边缘的接触在经由底架定位框架400时提供基本上的精度。

图4示出前部420、422分别包括翼片452、454，该翼片452、454分别具有作为第二方向对准特征的侧面456、458。图5示出第一凸缘424包括用于接纳螺钉的孔462、464且第二凸缘426包括用于接纳螺钉的孔466。翼片452、454的侧面456、458被配置成压靠或邻接底架上的相应配合表面，且孔462、464、466中的螺钉被配置成将框架400靠近底架，以将翼片452、454的侧面456、458保持抵靠在底架上的相应配合表面，从而为框架400在第二方向404上的平移提供约束，并为框架400围绕在第三方向406上的轴线的旋转提供约束。

槽444、448，除了提供第三方向对准特征之外，还可以提供第一方向对准特征。在此示例中，被配置成配合在第一槽444和第二槽448中以约束在第三方向上的平移的底架翼片可以包括侧面，该侧面邻接在槽444、448的横向边缘，并且对框架400在第一方向402上的平移的提供约束。除了槽444、448之外，第三壁416和第四壁418可以包括用于安装螺钉的接纳孔，诸如分别在前部420、422上的接纳孔472、474，使得安装螺钉可以将框架400靠近底架，并为在第一方向402上的平移提供约束。

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示出和描述的具体示例。本申请旨在覆盖本文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)

1.一种打印子组件，包括:

框架，具有在第一方向上延伸的第一构件和第二构件，所述第一构件和第二构件在与所述第一方向正交的第二方向上间隔开，其中所述第一方向和所述第二方向与第三方向正交，所述框架可移除地能联接到打印设备；

被联接到所述框架的打印棒；以及

对准系统，被联接到所述框架且具有至少四个对准特征，所述至少四个对准特征协作以约束所述打印子组件相对于所述打印设备在所述第三方向上的平移以及围绕在所述第一方向和所述第二方向上的轴线的旋转。

2.根据权利要求1所述的打印子组件，包括被联接到所述打印棒的流体输送系统。

3.根据权利要求2所述的打印子组件，其中所述流体输送系统包括泵。

4.根据权利要求2所述的打印子组件，还包括被联接到所述框架的服务站和被联接到所述打印棒和所述框架以相对于底架选择性地定位所述打印棒的提升机构。

5.根据权利要求1所述的打印子组件，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管芯。

6.根据权利要求1所述的打印子组件，其中所述打印棒被设置在所述框架内。

7.根据权利要求1所述的打印子组件，其中所述第一构件和第二构件包括在所述第三方向上直立的壁。

8.根据权利要求1所述的打印子组件，其中所述对准系统包括第一定位特征和第二定位特征，所述第一定位特征和第二定位特征包括形成在所述框架中的翼片。

9.一种打印子组件，包括：

框架，具有在第一方向上延伸的第一构件和第二构件，所述第一构件和第二构件在与所述第一方向正交的第二方向上间隔开，其中所述第一方向和所述第二方向与第三方向正交；

细长打印棒，被联接到所述框架靠近所述第一构件，所述打印棒具有第一端部区域和第二端部区域；以及

对准系统，被联接到所述框架靠近所述第一构件和第二构件且具有至少四个对准特征，所述至少四个对准特征协作以约束所述打印子组件相对于打印设备在所述第三方向上的平移以及围绕在所述第一方向和所述第二方向上的轴线的旋转，所述对准特征包括靠近所述第一端部区域的第一对准特征和靠近所述第二端部区域的第二对准特征。

10.根据权利要求9所述的打印子组件，其中所述第一对准特征和所述第二对准特征包括形成在所述框架中的凸缘，所述凸缘具有边缘。

11.根据权利要求9所述的打印子组件，其中所述框架还包括约束在所述第二方向上的平移和围绕在所述第三方向上的轴线的旋转的对准特征。

12.根据权利要求9所述的打印子组件，还包括第三对准特征和第四对准特征，所述第三对准特征和第四对准特征包括形成在所述框架中的槽。

13.根据权利要求12所述的打印子组件，其中所述槽形成约束在所述第一方向上的平移的对准特征。

14.一种打印设备，包括:

底架；

被联接到所述底架的介质支撑机构；以及

被可移除地联接到所述底架的可更换打印子组件，所述打印子组件包括：

框架，具有在第一方向上延伸的第一构件和第二构件，所述第一构件和第二构件在与所述第一方向正交的第二方向上间隔开，其中所述第一方向和所述第二方向与第三方向正交，所述框架可移除地能联接到打印设备；

被联接到所述框架的打印棒；以及

对准系统，被联接到所述框架且具有至少四个对准特征，所述至少四个对准特征协作以约束所述打印子组件相对于所述打印设备在所述第三方向上的平移以及围绕在所述第一方向和所述第二方向上的轴线的旋转。

15.根据权利要求14所述的打印设备，其中所述打印设备是喷墨打印机。