CN111247002B - 具有弯曲介质路径的模块化打印机的维护模块布置 - Google Patents

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Abstract

披露了一种打印机，所述打印机包括：凸弯曲介质路径，用于沿介质供给方向供给打印介质，所述弯曲介质路径具有顶点、顶点上游的第一区段和顶点下游的第二区段；径向布置在弯曲介质路径周围的多个打印头，所述多个打印头包括定位成用于打印到第一区段上的第一打印头和定位成用于打印到第二区段上的第二打印头；用于封盖所述多个打印头的多个封盖机，每个封盖机都定位在相应打印头的一个纵向侧处，并且每个封盖机都能够在封盖位置与未封盖位置之间横向移动；和提升机构，所述提升机构用于提升和降低所述打印头。在相应的未封盖位置，第一封盖机定位在所述第一打印头的下游，并且第二封盖机定位在所述第二打印头的上游。

Description

具有弯曲介质路径的模块化打印机的维护模块布置
技术领域
本发明涉及用于喷墨数字印刷机的打印引擎。其主要被开发用于将打印模块阵列集成到适合短期打印作业的低成本彩色喷墨印刷机中。
背景技术
市面上可购买到采用
Figure GDA0003185024180000011
技术的喷墨打印机以用于许多不同的打印格式，包括台式打印机、数字喷墨印刷机、以及宽幅打印机。
Figure GDA0003185024180000012
打印机典型地包括用户可更换的一个或多个固定式喷墨打印头卡匣。例如，台式标签打印机包括单个使用者可更换的多色打印头卡匣，高速标签打印机包括沿着介质给送方向对齐的多个使用者可更换的单色打印头卡匣，且宽幅打印机包括交错重叠布置的多个使用者可更换的打印头卡匣，以便横跨宽幅页宽。
2017年5月1日提交的美国申请号15/582,998描述了一种包括N×M二维打印模块阵列的商用页宽打印系统，所述申请的内容通过援引并入本文。以模块化、有成本效益的套件形式向OEM客户提供选择N×M阵列中的打印头的尺寸和数量的灵活性，使得能够进入传统上由胶印系统服务的范围更广的商业数字打印市场。
典型地，基于网络的打印机打印到在凸弯曲介质路径上给送的打印介质上。通过将凸曲率赋予介质路径，可以容易地在一组径向定位的辊上张紧幅材。对于弯曲介质路径，每个打印头也必须围绕辊径向布置。此外，为了执行打印头维护，理想地应当将打印头相对于弯曲介质路径径向提升。这确保了对于打印机中的所有打印头，打印头与维护部件(例如，封盖机和擦拭器)之间的距离是一致的。美国申请号15/582,998描述了一种可以将打印头相对于弯曲介质路径径向提升的装置：每个打印头安装在各自的打印杆上，所述打印杆具有安装在维护机架上的专用提升机构。
然而，使用共用的提升机构同时提升打印引擎中的径向布置的打印头而不需要每个打印头(或打印杆)具有其自己的专用提升机构是方便的。2017年9月26日提交的美国临时申请62/563,584描述了一种打印引擎，所述打印引擎具有用于在弯曲介质路径的周围径向布置的四个打印头的阵列的共用的提升机构，所述美国临时申请的内容通过援引并入本文。在美国临时申请62/563,584中描述的提升机构采用与打印模块安装布置组合的剪刀式提升机构，其提供每个打印模块的径向移动。然而，这种打印模块安装布置增加了打印引擎设计的复杂性。
希望提供一种允许使用共用的提升机构来维护径向布置的打印头的打印引擎。还希望避免打印引擎中复杂的打印模块的安装布置。
发明内容
在第一方面，提供一种打印机，所述打印机包括：
凸弯曲介质路径，用于沿介质供给方向供给打印介质，所述弯曲介质路径具有顶点、所述顶点上游的第一区段和所述顶点下游的第二区段；
相对于所述弯曲介质路径径向布置的多个打印头，所述多个打印头包括定位成用于打印到所述第一区段上的第一打印头和定位成用于打印到所述第二区段上的第二打印头；
用于封盖所述多个打印头的多个封盖机，每个封盖机都定位在相应打印头的一个纵向侧处，并且每个封盖机都能够在封盖位置与未封盖位置之间横向移动，
提升机构，用于在维护位置与打印位置之间提升和降低所述打印头，
其中，在相应的未封盖位置，第一封盖机定位在所述第一打印头的下游，并且第二封盖机定位在所述第二打印头的上游。
优选地，所述多个打印头安装在打印机架上。
优选地，所述打印机架包括安装在其上的多个打印模块，每个所述打印模块都包括相应的一个所述打印头。
优选地，所述多个封盖机安装在相对于所述弯曲介质路径固定安装的维护机架上，并且其中所述提升机构相对于所述维护机架移动所述打印机架。
优选地，所述提升机构相对于维护机架竖直地平移所述打印机架和所述打印头。
优选地，所述维护机架包括用于维护所述多个打印头的多个维护模块，所述维护模块相对于所述弯曲介质路径径向布置。
优选地，每个所述维护模块都包括相应的一个所述封盖机。
优选地，每个所述维护模块分别包括用于使所述封盖机在所述封盖位置与所述未封盖位置之间横向延伸和缩回的延伸机构。
优选地，每个所述维护模块还包括用于纵向擦拭相应打印头的擦拭器滑架。
优选地，每个所述维护模块都包括L形框架，所述框架具有容纳所述封盖机的较长支腿和容纳所述擦拭器滑架的较短支腿。
优选地，具有所述第二封盖机的第二维护模块相对于具有所述第一封盖机的第一维护模块旋转180度。
优选地，每个打印头分别通过由相应维护模块限定的空间在打印和维护位置延伸和缩回。
在一些实施例中，打印机还包括支撑机架，所述支撑机架具有限定弯曲介质路径的多个辊，其中维护机架固定地安装在支撑机架上。
在第二方面，提供一种打印机，所述打印机包括：
支撑机架，所述支撑机架具有限定用于沿介质供给方向供给打印介质的凸弯曲介质路径的多个辊，所述弯曲介质路径具有顶点、所述顶点上游的第一区段和所述顶点下游的第二区段；
多个维护模块，所述多个维护模块相对于所述支撑机架固定地安装；
定位在所述支撑机架上方的打印机架，所述打印机架包括相对于所述弯曲介质路径径向布置的多个打印模块，所述多个打印模块包括具有定位成用于打印到所述第一区段上的第一打印头的第一打印模块和具有定位成用于打印到所述第二区段上的第二打印头的第二打印模块；
提升机构，所述提升机构用于在维护位置与打印位置之间相对于所述支撑机架线性地提升和降低所述维护机架，
其中：
每个所述维护模块包括用于封盖相应打印头的封盖机，每个封盖机都定位在相应打印头的一个纵向侧处，并且每个封盖机都能够在封盖位置与未封盖位置之间横向移动；
第一封盖机在其未封盖位置定位在所述第一打印头的下游；并且
第二封盖机在其未封盖位置定位在所述第二打印头的下游。
当然，涉及第一方面的优选方面同样适用于第二方面。
如在本文中所使用的，术语“墨料”被认为是指可以从喷墨打印头打印的任何打印流体。墨料可以含有或可以不含有着色剂。因此，术语“墨料”可以包含传统的染料基或颜料基的墨料、红外墨料、固定剂(例如，预涂层和整理剂)、3D打印流体等等。
如在本文中所使用的，术语“安装”包括直接安装和经由介入部分的间接安装两者。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是在打印位置的打印引擎的立体图；
图2是图1所示的打印引擎的底视图；
图3是在维护位置的图1所示的打印引擎的立体图；
图4是图1所示的打印引擎的示意性侧视图；
图5是比较打印引擎的示意性侧视图；
图6是擦拭操作期间的维护模块的立体图；
图7是擦拭操作期间的维护模块的立体图；
图8是打印模块的透视图；
图9是打印模块的透视图，其中打印头卡匣被分离；以及
图10示出打印模块的墨料入口模块。
具体实施方式
打印引擎
参考图1和图3，示出了用于在介质幅材上进行全色打印的打印引擎1。打印引擎1被设计用于对打印机，例如数字喷墨印刷机进行OEM定制，从而满足单独客户的要求。打印引擎1包括介质支撑机架10，所述介质支撑机架具有可旋转地安装在相对的支撑机架侧板14之间的一组五个引导辊12A-12E(统称为“引导辊12”)。引导辊12被布置成限定弯曲(凸起)的介质供给路径，这对于使介质幅材在引导辊上张紧是最优的。诸如典型地在传统胶印机(未示出)中使用的那些介质给送机构可以用于将介质幅材朝着位于引导辊12下方的输入辊15供给，并且然后在适当的张力下远离打印引擎1。
中央引导辊12C靠近介质供给路径的顶点(在图2中由虚线A表示)，而两个上游引导辊12A和12B定位在顶点的一(上游)侧处的介质供给路径的第一区段中，并且两个下游引导辊12D和12E定位在顶点的相反(下游)侧处的介质路径的第二区段中。
一组四个维护模块115A-115D(统称为“维护模块115”)相对于介质支撑机架10固定地安装(例如：经由维护机架固定地安装，如在美国临时申请号62/563,584中所描述，所述美国临时申请的内容通过援引并入本文)。另外，打印机架50相对于介质支撑机架10可移动地安装并且支撑四个打印模块200A-200D(统称为“打印模块200”)，所述四个打印模块固定地安装在相对的打印机架侧板52之间并且沿着打印引擎1的长度对齐。
打印机架50能够通过提升机构(在图1和图3中由双头箭头L示意性地表示)相对于介质支撑机架10沿着竖直平移轴线移动。本领域技术人员将理解，可以采用任何合适的提升机构来提供相对平移移动。例如，将打印机架50与介质支撑机架10互相连接的剪刀式机构或活塞延伸机构都是合适的。
两个第一打印模块200A和200B定位成用于打印到介质供给路径的第一区段上(顶点的上游)，并且两个第二打印模块200C和200D定位成用于打印到介质供给路径的第二区段上(顶点的下游)。如图1所示，多个(四个)单色打印模块200沿着介质进给路径堆叠，以为四种颜色(青色、品红色、黄色和黑色)中的每一种提供可缩放的页面宽度阵列。然而，应当理解，可以在打印引擎1中采用更少或更多数量的打印模块200(例如，附加的专色喷墨模块)。此外，打印引擎1可以采用打印模块200的替代堆叠布置(例如，在更宽的介质供给路径上交错和重叠)。
每个打印模块200都具有用于维护打印模块的相应打印头216的相应维护模块115。每个维护模块115都具有大致L形的框架120，所述框架包括沿着相应打印模块200的一侧纵向延伸的较长支腿117和从较长支腿横向延伸以定位在打印模块的一端处的较短支腿119。维护模块115的较长支腿117容纳封盖机130，封盖机能够朝着和远离打印模块200横向延伸，而较短支腿119容纳擦拭器滑架122，擦拭器滑架能够沿着打印模块纵向移动以擦拭打印头216。下面将结合图6和图7更详细地描述维护模块115的封盖和擦拭操作。
如图2所示，两个第一维护模块115A和115B的较长支腿117(容纳相应的封盖机130)定位在它们相应的第一打印模块200A和200B的相对下游；并且两个第二维护模块115C和115D的较长支腿117(容纳相应的封盖机130)定位在它们相应的第一打印模块200C和200D的相对上游。此外，为了实现这种相反的配置，将第二维护模块115C和115D相对于第一维护模块115A和115B旋转了180度。然而，第一维护模块115A和115B与第二维护模块115C和115D相同，并且打印模块200都具有相同的朝向。
打印模块200和维护模块115在弯曲介质供给路径周围的相对布置有利地使得能够通过打印机架50相对于介质支撑机架10的线性平移来封盖(和擦拭)印刷头，如现在将参考图4和图5所说明的。在图4和图5所示的示意性的打印引擎中，凸弯曲的介质供给路径3被示出为具有夸张的曲率，以便放大在维护位置中的相对封盖距离和证明本发明的优点。
首先转到图4，打印引擎1被示意性地示出为具有在弯曲介质供给路径3的周围隔开的四个打印模块200A-200D。打印模块200A-200D在打印位置以实线轮廓示出，在升高的维护位置以虚线轮廓示出。对于每个打印/维护模块对，每个维护模块115定位在距其相应打印模块200的预定距离处，并且二者之间的间距是一致的。利用如上所述的维护模块115在打印引擎1中的布置(图4)，能够看出，当竖直地平移到维护位置中时，每个打印模块200朝着其相应的维护模块移动。当打印模块200A位于维护位置时，维护模块115A具有理想的封盖距离131A(即，当封盖打印头时封盖机130移动的横向距离)。用于维护模块115B的封盖距离131B靠近顶点A稍微增加，但仍处在用于封盖其相应打印头的可接受公差内。对于下游的维护模块115C和115D，凭借维护模块115C和115D的相反布置，封盖距离131C和131D分别与封盖距离131B和131A相同。因此，打印模块200的简单线性平移可以用于令人满意地定位打印模块以封盖(和擦拭)，而不需要用于打印模块的更复杂的径向移动机构。因此，可以在打印引擎1中简化提升机构L和/或用于打印模块的安装布置。
图5示意性地示出了比较打印引擎80，由此维护模块115定位在阵列中的每个打印模块200的同一侧。能够看出，封盖距离131A-131D从维护模块115A朝着维护模块115D连续地增加。特别地，封盖距离131C和131D已经增加到对安装在打印模块200C和200D上的打印头进行封盖不可行的程度。
维护模块115
维护模块115通常如申请人在2017年5月1日提交的美国申请号.15/583,006中描述，标题为“具有用于多个打印头的L形维护模块的打印机”，其内容通过援引并入本文。
每个维护模块115固定地安装在相对的支撑机架侧板14之间并且限定空间或开口，相应的打印模块200可以通过所述空间或开口相应地在打印位置(图1)与维护位置(图3)之间延伸和缩回。因此，在打印位置，每个打印头216定位在距介质幅材的适当间隔处。
参考图6和图7，维护模块115的L形框架120包括底板118A，其中较短侧板118B和较长侧板118C从所述底板向上延伸。较短支腿119包括较短侧板118B和底板118A的对应部分；较长支腿117包括较长侧板118C和底板118A的对应部分。L形框架120容纳用于擦拭打印头216的擦拭器滑架122和用于封盖打印头的封盖机130。
如图7所示，擦拭器滑架122位于其初始位置或停放位置，由此擦拭器定位在L形框架120的较短支腿119内。如图6所示，封盖机130位于其初始位置或停放位置，由此封盖机定位在L形框架120的较长支腿117内。
擦拭器滑架122包括一段擦拭材料123，所述擦拭器滑架沿着打印模块200的长度纵向移动以擦拭打印头216。擦拭器滑架122由一个或多个高架臂125支撑，这些高架臂滑动地接合在滑架轨道126中，所述滑架轨道固定到较长侧板118C并且沿着框架120的较长支腿117延伸。在图6中，擦拭器滑架122已经从其初始位置移动并且位于纵向擦拭操作的中途。封盖机130处于其停放位置，并且可以看出，在擦拭器滑架122的擦拭移动期间，高架臂125跨在封盖机上。擦拭器滑架122借助由双向滑架电机128和带驱动机构129驱动的环形带127横向移动。例如US 4,928,120中描述了具有运送一卷擦拭材料的滑架的类型的打印头擦拭器。
封盖机130经由一对铰接臂132安装到L形框架120的较长侧板118C，所述一对铰接臂借助于合适的缩回机构140(诸如美国专利申请号15/583,006中所述的那些)将封盖机横向延伸到打印头216占据的空间中和背离所述空间缩回。封盖机130在图7中示出为位于其封盖位置，其中两个铰接臂132延伸，而擦拭器滑架122停放在其初始位置。
对于封盖操作，首先将打印机架50从打印位置(图1)提升到过渡位置。在打印机架位于其最高过渡位置的情况下，封盖机130延伸，并且然后打印机架轻轻地降低到维护位置(图3)，使得打印头216被其相应封盖机的周边密封件176封盖。反向过程将打印引擎1配置回打印位置。
类似地，对于擦拭操作，打印机架50首先从打印位置提升并且升高到过渡位置。在打印机架50位于其最高过渡位置的情况下，擦拭器滑架122在打印头216的下方移动，并且打印机架轻轻地降低到维护位置，使得擦拭材料123接触打印头的喷嘴板。典型地，擦拭材料123被弹性地安装以允许降低打印机架50时大的公差。一旦擦拭材料123与打印头216接合，擦拭器滑架122就沿着打印头纵向地来回移动，以擦拭打印头的喷嘴板上的墨料和/或碎屑。
打印模块
现在将参考图8至图10更详细地描述打印模块215。打印模块215包括与包括打印头216的可更换打印头卡匣252接合的供应模块250。打印头卡匣252可以是在例如申请人2017年5月1日提交的美国申请号15/583,099的类型，其内容通过援引并入本文。
供应模块250包括本体254，所述本体容置用于将电力和数据供应至打印头216的电子电路系统。手柄255从本体254的上部延伸，以便于用户移除和插入到打印条机架200的一个套筒208中。
本体254位于被定位在所述本体的相反侧壁上的墨料入口模块256和墨料出口模块258的侧面。墨料入口模块和墨料出口模块中的每一个具有与打印头卡匣252的互补入口联接器261和出口联接器263接合的相应墨料联接器257和259。打印头卡匣252经由墨料入口模块256被供应以来自墨料输送系统(未示出)的墨料，并且经由墨料出口模块258将墨料循环回墨料输送系统。
墨料入口模块256和墨料出口模块258各自可以相对于本体254朝向和背离打印头卡匣252独立地滑动。墨料入口模块256和墨料出口模块258的滑动移动使得打印头卡匣252与供应模块250流体联接和分离。墨料入口模块256和墨料出口模块258中的每一个都具有呈杠杆265形式的相应致动器，所述致动器致动模块的滑动移动。每个杠杆265围绕垂直于打印头216的轴线旋转，并且可操作地连接到一对小齿轮281。小齿轮281的旋转经由与向上延伸并且相对于本体固定安装的互补齿条283的接合而引起墨料入口模块256和墨料出口模块258相对于本体254的横向滑动移动。这种杠杆布置使打印模块215的总宽度最小化。如图8和图10所示，墨料入口模块256和墨料出口模块258均降低，并且打印头卡匣252流体联接到供应模块250。如图9所示，墨料入口模块256和墨料出口模块258均降低，并且打印头卡匣252流体联接到供应模块250。
仍然参照图9，供应模块250具有从本体254的下部延伸的夹紧板266。本体254的下部另外具有一排电触点267，这些电触点用于当打印头卡匣联接至供应模块250时经由打印头卡匣252上的一排互补触点(未示出)将电力和数据供应至打印头216。
一组定位销268相对于墨料入口模块256和墨料出口模块258的滑动移动方向从夹紧板266垂直地延伸。为了安装打印头卡匣252，每个定位销268与打印头卡匣252中所限定的互补开口270对齐并被接纳在所述互补开口中。打印头卡匣252是在定位销268的方向上朝夹紧板266滑动。一旦打印头卡匣252与夹紧板266接合，经由铰链271连接至本体254的铰夹273就向下摇摆，以将打印头卡匣252夹紧在夹紧板上。打印头卡匣252由铰夹273上的紧固件272锁定就位。最后，墨料入口模块256和墨料出口模块258经由杠杆265的致动向下滑动，以将打印头卡匣252流体地联接到供应模块250。反向过程用于从供应模块250移除打印头卡匣252。如所述，手动移除和插入过程可以由使用者在数分钟内轻易地且干净地执行并且在数字印刷机中停机时间的损失最小。
墨料入口模块256被配置为在调节压力下从墨料输送系统(未示出)的入口管线接收墨料。本发明中采用的与打印模块215结合使用的适当的墨料输送系统在本申请人的美国申请号15/582,979中描述，其内容通过援引并入本文。墨料入口模块256具有用于经由入口管线275从墨料储存器(未示出)接收墨料的入口274，而墨料出口模块258具有用于经由出口管线277使墨料返回至墨料储存器的出口276。
墨料入口模块256和墨料出口模块258独立地容置各种部件，以用于在打印头216提供局部压力调节、抑制墨料压力波动、实现打印头注墨及排墨操作、隔离打印头供运输等。在图10中，示出了墨料入口模块256，其中盖子被移除以显露墨料入口模块的某些部件。例如，示出了具有墨料压力传感器和微处理器的控制PCB，所述控制PCB向控制阀279提供反馈以用于控制打印头216处的局部压力。应当理解，这些和其他部件可以容置在墨料入口模块256和墨料出口模块258中。
从上文可以理解，本发明有利地提供了一种装置，与用于每个打印头的更复杂的径向提升布置相反地，通过所述装置可以使用简单的竖直(线性)提升机构使得径向布置的打印头阵列在升高位置封盖。
当然，应当理解，仅以举例方式描述了本发明，并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内可以进行细节的修改。

Claims (9)

1.一种打印机，包括：
凸弯曲介质路径，用于沿介质供给方向供给打印介质，所述弯曲介质路径具有顶点、所述顶点上游的第一区段和所述顶点下游的第二区段；
安装在打印机架上的多个打印头，所述多个打印头相对于所述弯曲介质路径径向布置并且包括定位成用于打印到所述第一区段上的第一打印头和定位成用于打印到所述第二区段上的第二打印头；
用于封盖所述多个打印头的多个封盖机，每个封盖机都定位在相应打印头的一个纵向侧处，并且每个封盖机都能够在封盖位置与未封盖位置之间横向移动；以及
提升机构，用于在维护位置与打印位置之间提升和降低所述多个打印头，
其中：
在相应的未封盖位置，第一封盖机定位在所述第一打印头的下游，并且第二封盖机定位在所述第二打印头的上游；
所述多个封盖机安装在相对于所述弯曲介质路径固定安装的维护机架上；并且
所述提升机构相对于所述维护机架移动所述打印机架，
其中所述维护机架包括用于维护所述多个打印头的多个维护模块，并且每个维护模块都包括所述多个封盖机中的相应的一个封盖机和用于纵向擦拭相应的打印头的擦拭器滑架。
2.如权利要求1所述的打印机，其中所述打印机架包括安装在其上的多个打印模块，每个打印模块都包括所述多个打印头中的相应的一个打印头。
3.如权利要求1所述的打印机，其中所述提升机构相对于所述维护机架竖直地平移所述打印机架和所述多个打印头。
4.如权利要求1所述的打印机，其中所述多个维护模块相对于所述弯曲介质路径径向布置。
5.如权利要求1所述的打印机，其中每个维护模块分别包括用于使所述封盖机在所述封盖位置与所述未封盖位置之间横向延伸和缩回的缩回机构。
6.如权利要求1所述的打印机，其中每个维护模块都包括L形框架，所述框架具有容纳所述封盖机的较长支腿和容纳所述擦拭器滑架的较短支腿。
7.如权利要求6所述的打印机，其中具有所述第二封盖机的第二维护模块相对于具有所述第一封盖机的第一维护模块旋转180度。
8.如权利要求6所述的打印机，其中每个打印头分别通过由相应维护模块限定的空间在所述打印位置和所述维护位置延伸和缩回。
9.如权利要求1所述的打印机，还包括支撑机架，所述支撑机架具有限定所述弯曲介质路径的多个辊，其中所述维护机架固定地安装在所述支撑机架上。
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