CN1193883C - 喷墨打印机的打印头维护装置及安装该装置的喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

打印头盖可以在用于密封打印头喷口的封盖位置和与喷口表面分离的缩回位置之间往复移动。泵连接至打印头盖。泵齿轮由驱动源旋转以驱动所述泵。圆柱形凸轮在第一位置与第二位置之间往复旋转以往复地推动打印头盖。摩擦式离合器使圆柱形凸轮与泵齿轮一起旋转，但是当圆柱形凸轮到达第一位置和第二位置中每一位置时只使泵齿轮旋转。

Description

喷墨打印机的打印头维护装置及安装该装置的喷墨打印机

技术领域

本发明涉及一种用于串行喷墨式打印机的打印头维护装置，其中安装了打印头的托架沿横向打印方向往复运动。本发明尤其涉及一种采用单一旋转驱动源驱动打印头盖、擦拭器和吸墨泵的打印头维护装置。

背景技术

对于串行喷墨式打印机，打印头维护装置设置在由打印头进行的打印区域外的位置上，打印头维护装置能擦拭打印头喷口表面上的污垢，封盖喷口以防止喷口堵塞，并从喷口吸入粘度增加的墨水。为了满足制造体积小、紧凑和廉价的用于喷墨式打印机的打印头维护装置的需要，相关技术中的打印头维护装置由下述构造组成，其中使用单一旋转驱动源(例如步进电机等)来产生擦拭器擦拭喷口表面的运动、打印头盖封盖喷口表面的动作和在被封盖后从喷口吸入墨水的运转。

例如，日本专利出版物No.2000-141673A披露了一种具有上述结构的打印头维护装置。对于在此出版物中披露的打印头维护装置，单个电机在一个方向上的旋转导致打印头盖和擦拭器通过滑动型机架和凸轮机构受到驱动，并且电机相反方向的旋转导致膜片泵通过圆柱形凸轮受到驱动。

但是，单个电机在一个方向上旋转导致打印头盖和擦拭器受到驱动，并且电机在相反方向的旋转导致抽吸泵受到驱动，这种类型的打印头维护装置具有下述问题：

首先，圆柱形凸轮通常被用于将电机的旋转运动转换为往复运动。由于这种圆柱形凸轮在一个方向上受到连续旋转驱动，因此为了控制圆柱形凸轮的各个运动需要提供位置探测器，用于检测圆柱形凸轮的原始或初始位置。

并且，需要分别提供用于驱动打印头盖和擦拭器的动力传输装置和用于驱动吸墨泵的动力传输装置，这不利于制造体积小、紧凑的打印头维护装置。

另外，需要用来向前或向后旋转的泵(例如管式泵)不能被采用为吸墨泵。更特别地，在使用管式泵的情况下，当作为泵的驱动力输入元件的泵齿轮向前旋转时，滚轴旋转展平墨管以执行吸墨动作，并且滚轴处于解除状态，其中当泵齿轮向后旋转时墨管未被展平。由于在吸墨动作后解除状态是必须的，因此管式泵不能在沿一个方向旋转驱动的情况下使用。

并且，喷墨式打印机的打印头维护装置包括利用吸墨动作从打印头盖吸墨的结构，墨水从喷口被吸入的情况和聚集在打印头盖中的墨水被吸入的情况处在被封盖的打印头盖与大气相通的状态。为了实现这两个吸墨结构，需要提供一种机构，用于在打印头盖封盖喷口表面的状态下打开和关闭安装在打印头盖上的排气阀。如果这种装置能制作得很紧凑，将有利于制造体积小、紧凑或薄的打印头维护装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于喷墨式打印机的打印头维护装置，不需要使用任何位置探测器就能够控制打印头盖、擦拭器和吸墨泵的运动。

并且，本发明的目的是提供一种用于喷墨式打印机的打印头维护装置，其能够驱动吸墨泵向前和向后运动。

另外，本发明的目的是提供一种用于喷墨式打印机的打印头维护装置，其中用于驱动打印头盖、擦拭器和吸墨泵的动力传输装置可以制造得很紧凑。

另外，本发明的目的是提供一种用于喷墨式打印机的打印头维护装置，其中用于将封盖喷口表面的打印头盖内部在向大气开放和不开放之间进行转换的装置制造得很紧凑。

为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种用于打印头的维护装置，所述打印头具有喷口表面，其中制有多个喷口，所述维护装置包括：

打印头盖，其可以在用于封盖喷口的封盖位置和与喷口表面分离的缩回位置之间往复移动；

与打印头盖相连的泵；

驱动源；

传动件，该传动件由驱动源旋转以驱动所述泵；

凸轮，该凸轮在第一位置与第二位置之间往复旋转以往复地推动打印头盖；和

离合器，该离合器使凸轮与传动件一起旋转，但是当凸轮到达第一位置和第二位置中每个位置时只使传动件旋转。

优选地，在凸轮的外围表面上在预定的圆周角度范围内制有凸轮沟槽。

该维护装置还包括盖驱动销，该盖驱动销可以沿凸轮沟槽滑动，从而往复移动打印头盖。

此处，维护装置优选地还包括推动件，该推动件将盖驱动销推向凸轮沟槽的底面。

优选地，第一接合件和第二接合件设置有所述凸轮，并且第三接合件放置在维护装置中；和当第一接合件与第三接合件接合时，凸轮在第一方向上的旋转被阻止，并且当第二接合件与第三接合件接合时，凸轮在第二方向上的旋转被阻止。

作为选择，优选地，当盖驱动销到达凸轮沟槽的第一终端时凸轮沿第一方向的旋转被阻止，当盖驱动销到达凸轮沟槽的第二终端时凸轮沿第二方向的旋转被阻止。

此处，优选地，传动件与凸轮同轴放置，从而使它们可以按照紧凑的方式放置。

仍是此处，优选地，所述离合器包括推动件，所述推动件能够将传动件的一个圆形端面和凸轮的一个圆形端面一起推压。

另外，优选地，所述泵为管式泵，只有当凸轮沿第一方向和第二方向中的任何一个方向被旋转时，所述管式泵执行抽吸运转。

此处，优选地，抽吸泵与圆柱形凸轮同轴放置。

优选地，打印头盖包括：

具有面对喷口表面的开口的盖体；

固定盖体的盖固定器；

推动件，其设置在盖固定器中，以便沿着盖体从盖固定器伸出的方向推动盖体；和

排气阀，当位于封盖位置的打印头盖的盖体被逆着推动件的推动力向盖固定器推动时该排气阀关闭，从而打印头盖的内部空间与大气隔离。

此处，优选地，凸轮沟槽包括：

第一部分，该第一部分移动盖驱动销，以将盖固定器放置在第一封盖位置，在此位置上盖体封盖喷口，并且排气阀关闭；和

第二部分，该第二部分移动盖驱动销，以将盖固定器放置在第二封盖位置，在此位置上盖体封盖喷口，并且排气阀打开。

仍是此处，优选地，凸轮沟槽包括包括引导部分，该引导部分能将位于第一部分的盖驱动销引导至第二部分。当盖驱动销远离第一部分的一端时，位于第一部分的一端附近的盖驱动销通过引导部分被引导至第二部分。

仍是此处，优选地，所述第一部分包括深度减小部分，其中其深度向着其一端逐渐减小。并且所述引导部分将第一部分中邻近深度减小部分的部分与第二部分相连接。

优选地，凸轮沟槽为一个连续凹槽，并且预定圆周角的范围是360度或更小。

优选地，维护装置还包括与凸轮同轴放置的间歇齿轮，以与凸轮共同旋转；其中在设置间歇齿轮的齿的圆周角范围内驱动源的驱动力传递至凸轮。

优选地，维护装置还包括：

擦拭器，其能够在用于擦拭喷口表面的擦拭位置和备用位置之间往复移动；

擦拭器驱动销，该擦拭器驱动销沿凸轮沟槽滑动，以往复推动擦拭器，

其中凸轮沟槽包括：

第一终端部分，当凸轮在第一方向上的转动被阻止时擦拭器驱动销被放置在该第一终端部分；

擦拭器驱动部分，其从第一终端部分开始延伸，并移动擦拭器驱动销从而往复地移动擦拭器；

第二终端部分，当凸轮在第二方向上的转动被阻止时擦拭器驱动销被放置在该第二终端部分；和

盖驱动部分，其从第二终端部分开始延伸，并移动盖驱动销从而往复地移动打印头盖。

此处，优选地，维护装置还包括与圆柱形凸轮同轴放置的间歇齿轮，以与圆柱形凸轮一起旋转。只有在凸轮沟槽的第一终端部分与第二终端部分之间的圆柱形凸轮的预定圆周角范围时，驱动源的驱动力才被传递至间歇齿轮。

此处，优选地，其中所述泵为管式泵，所述管式泵只是在凸轮沿第二方向旋转时执行抽吸运转。

在上述结构中，单一驱动源的转矩被通过离合器从传动件传递至凸轮，并且凸轮的有限旋转导致打印头盖和擦拭器中的至少一个移动。因此，不需要使用位置探测器来探测圆柱形凸轮的旋转角度，就可以将有限旋转类型的凸轮放置在初始或原始位置上。因此，可以实现易于控制的廉价打印头维护装置。

由于不需要为抽吸泵、打印头盖和擦拭器分别放置动力传输装置，可以实现体积小和紧凑的打印头维护装置。

由于来自驱动源的向前和向后的旋转可以被传递至抽吸泵，通过转换驱动源旋转方向可以转换控制泵(例如管式泵)的状态。

由于制成了凸轮沟槽来建立打印头盖密封喷口表面的状态，以及打印头盖密封喷口表面但打印头盖的内部空间与大气相通的状态，不需要分别为驱动阀门装置提供驱动装置来打开打印头盖与大气相通，可以实现体积小和紧凑的打印头维护装置。

由于凸轮、传动件和吸泵以同轴方式放置，垂直于共轴方向的预定空间可以省略，因此可以实现体积小和紧凑的打印头维护装置。

附图说明

通过结合附图对本发明的优选实施方案进行详细说明，本发明的上述目的和优点将更为清楚，其中：

图1是根据本发明一个实施方案的喷墨式打印机的打印头维护装置的俯视图；

图2是图1中打印头维护装置的分解透视图；

图3是图1中打印头维护装置外壳拆除后的透视图；

图4是从图3中箭头IV方向看去的打印头盖的侧视图；

图5是从图3中箭头V方向看去的打印头盖的侧视图；

图6是沿图1和图3中线VI-VI的打印头盖的局部截面图；

图7是沿图3中线VII-VII的打印头盖的局部截面图，显示了打印头盖位于缩回位置的状态；

图8是沿图3中线VII-VII的打印头盖的局部截面图，显示了封盖状态，其中打印头盖位于吸墨位置；

图9是沿图3中线VII-VII的打印头盖的局部截面图，显示了封盖状态，其中打印头盖位于空转吸墨位置；

图10是显示了图1中的打印头维护装置中的管式泵处于抽取状态下的运动的仰视图；

图11是显示了图1中的打印头维护装置中的管式泵处于抽取解除状态下的运动的仰视图；

图12A至图12C是说明了图1中打印头维护装置的圆柱形凸轮的凸轮沟槽的视图；

图13是显示了沿凸轮沟槽的盖驱动区域移动的盖驱动销的视图；

图14是说明了处于初始位置的打印头盖向吸墨位置移动情况下运转的时间图表；

图15是说明了处于初始位置的打印头盖向空转吸墨位置移动情况下运转的时间图表；和

图16A至图16D是说明了在各个时点圆柱形凸轮、盖驱动销和擦拭器驱动销的位置关系的视图。

具体实施方式

下面将结合附图对根据本发明的喷墨式打印机打印头维护装置的优选实施方案进行说明。由于安装了本发明的打印头维护装置的喷墨式打印机具有众所周知的机构，因此不再对其结构进行详细说明。

如图1和图2所示，打印头维护装置1包括：用于封盖打印头的喷口表面的打印头盖2；用于擦拭喷口表面的擦拭器3；用作从打印头盖2抽取墨水的吸墨泵的管式泵4。并且，所述打印头维护装置1还包括步进电机5，其用作驱动打印头盖2、擦拭器3和管式泵4的共同驱动源。另外，所述打印头维护装置1还包括动力传输装置6，该动力传输装置6用于将步进电机5的转矩传递至驱动打印头盖2、擦拭器3和管式泵4。上述各个部分安装在外壳7中。

如图2所示，动力传输装置6包括圆柱形凸轮11，在其外周表面上制有在圆周方向具有预定长度的凸轮沟槽12。用于打印头盖运动的盖驱动销13插入至凸轮沟槽12中，状态是当圆柱形凸轮11旋转时可以沿凸轮沟槽12滑动。并且，用于擦拭器运动的擦拭器驱动销14在顺时针偏移大体上90度的位置上插入至凸轮沟槽12中，状态是当圆柱形凸轮11旋转时可以沿凸轮沟槽12滑动。另外，作为管式泵4的驱动力输入元件的泵齿轮16与圆柱形凸轮11的圆形底面11a同轴相对并紧邻其下放置。

紧邻泵齿轮16之下放置的是管式泵4，其中中心轴17通过泵齿轮16和圆柱形凸轮11从中央延伸并向上凸出。中心轴17的下端17a可旋转地支撑在外壳7上，并且其上端17b可旋转地插入至在顶壁8中制成的轴孔8a中，所述顶壁8通过一对螺钉固定在外壳的顶面上。

圆柱形凸轮11和泵齿轮16通过摩擦式离合器装置18保持磨擦接合。在本实施方案中摩擦式离合器装置18包括圆形底面11a、泵齿轮16的上端面16a和安装在圆柱形凸轮11的中心孔11b中的螺旋弹簧20。螺旋弹簧20在圆柱形凸轮11与顶壁8之间以压缩状态安装，从而以预定的偏压力恒定地推动圆柱形凸轮11。因此，圆柱形凸轮11的圆形底面11a和泵齿轮16的上端面16a一起以预定的偏压力受到推动，从而可以通过因此而产生的摩擦力一起旋转。当超过摩擦力的负荷作用时，在两个元件之间建立了滑动。

泵齿轮16通过减速齿轮机构19与步进电机5相连。减速齿轮机构19包括与安装在电机轴上的电机齿轮21相啮合的组合减速齿轮22，和与组合减速齿轮22的小直径齿轮22a相啮合的减速齿轮(传动齿轮)23，减速齿轮23与泵齿轮16相啮合。

此处，圆柱形凸轮11在下端的外周表面制有间歇齿轮25，该间歇齿轮25在大体上200度的角度范围上制有齿24。齿24也可以与减速齿轮23相啮合。

并且，本实施方案中的圆柱形凸轮11是有限旋转型，并设置了旋转限制器来限定顺时针终端和逆时针终端。本实施方案中的限制器包括止动器壁11d、11e，它们用于限定弓形槽11c的两端，所述弓形槽11c沿圆柱形凸轮11的圆形上表面的内周边缘在预定的角度范围上制成，并且包括从顶壁8的后面伸入弓形槽11c的凸起8b。当圆柱形凸轮11顺时针旋转时，止动器壁11d碰到(接触)凸起8b，从而阻止圆柱形凸轮11的旋转。并且，当圆柱形凸轮11逆时针旋转时，另一个止动器壁11e碰到(接触)凸起8b，从而阻止圆柱形凸轮11的旋转。

在本实施方案中使用按照这种方式构成的动力传输装置6，步进电机5的旋转通过减速齿轮机构19被传递至泵齿轮16，并且泵齿轮16的旋转通过摩擦式离合器装置18被传递至圆柱形凸轮11。同样，在一种状态下步进电机5的旋转被直接传递至圆柱形凸轮11，其中在所述状态圆柱形凸轮11的间歇齿轮25与减速齿轮23相啮合。

当圆柱形凸轮11旋转时，在预定位置插入至凸轮的凸轮沟槽12中的盖驱动销13和擦拭器驱动销14沿圆柱形凸轮11的旋转轴的方向(图2至图6中的向上和向下方向)移动，以通过打印头盖2提供封盖状态和通过擦拭器3提供擦拭状态。

下面将接合图6至图9说明本实施方案中打印头盖2的结构。打印头盖2包括盒形盖体31，该盒形盖体31面对打印头100的喷口表面101并向上敞开，及盖固定器32，其将盖体31保持在从上开口接收盖体31的状态。水平支架32a从盖固定器32的侧面伸出，并且盖驱动销13插入至在支架32a的顶端制成的销孔32b中。在本实施方案中，插入至销孔32b中的螺旋弹簧32c沿从销孔32b伸出的方向不断地偏压盖驱动销13。因此，盖驱动销13的顶端被不断地推压在圆柱形凸轮11的凸轮沟槽12的底面上。

墨水吸收元件33安装在盖体31中，并且由吸墨元件33回收的墨水从在盖体31的底板部分中制成的墨水排出口34排出。

并且，在盖体31的底板部分与盖固定器32之间设置了排气阀装置35，用于使盖体内部对大气敞开。特别地，排气口36从盖体31的底板部分向下延伸，并且在盖固定器32上制成了阀座37，其与排气口36的下端相对。盖体31的安装使其可以相对盖固定器32垂直地移动预定量。通常，盖体31由螺旋弹簧38向上偏压，因此排气口36与阀座37隔开，以保持在与大气相通的状态。当盖体31被从上方压下预定量，排气口36的下端紧靠阀座37，从而被关闭，因此排气阀装置35被置于关闭状态。

在图7中，打印打印头盖2处于设置在缩回位置2A的状态。相反，图8和图9显示了打印打印头盖2封盖喷口表面101的状态。在图8所示状态中，打印打印头盖2放置在吸墨位置2B，其中当排气阀装置35处于关闭状态时实现封盖。在这个位置上，盖固定器32从图7所示的缩回位置2A上升距离L1，同时盖体31紧靠设置在其上的打印头100的喷口表面101，从而相对地向下受到推动，使排气口36坐落在阀座37上。在这种状态下，当管式泵4执行吸墨动作时，墨水被从喷口中吸至打印头100上以向外流出。

相反，图9显示了空转吸墨位置2C，其中盖固定器32从缩回位置2A上升比距离L1小的距离L2，并且盖体31封盖喷口表面101，但是由于升起距离L2很小，排气阀装置35仍保持在打开状态。在这种状态下，当管式泵4执行吸墨动作时，墨水没有被从喷口中吸至打印头100上，并且由墨水吸收元件33回收的墨水被吸入并向外排出。

如图2和图3所示，擦拭器3包括矩形刮片3a、固定刮片的刮片固定器3b，并且刮片固定器3b以能够在缩回位置与擦拭位置之间往复运动的方式安装在外壳7上，其中打印头100的喷口表面101可以得到擦拭。水平支架3c从刮片固定器3b的侧面伸出，并且擦拭器驱动销14安装在水平支架3c的末端。

随后，将主要结合图2、图10和图11介绍管式泵4的结构。管式泵4包括转子42，转子42可旋转地插入至在外壳7中制成的圆形凹槽41，转子42包括中心轴17、在中心轴17的下端制成的下端面板43和在中心轴17上的中部制成的滚轴驱动盘44。一对滚轴45和46可旋转地安装在下端面板43与滚轴驱动盘44之间。墨水管47放置在滚轴45、46与外壳7上圆形凹槽41的内周面41a之间。墨水管47的一端与打印头盖2的墨水排出口34相通，并且其另一端与墨水回收部分(未示出)相通。

滚轴驱动盘44的上端面与泵齿轮16的下端面相对。在两个面上沿圆周方向的一个位置上制有啮合凸起(未示出)，并且当滚轴驱动盘44旋转大约360度，两个凸起彼此啮合，使泵齿轮16和管式泵一起旋转。

如图10和图11所示，在滚轴驱动盘44上制有弓形凹槽44a和44b，用来引导中心轴17滚轴45、46的中心轴45a和46a。当管式泵4沿图10中箭头所示方向旋转时，所述一对滚轴45、46沿弓形凹槽44a、44b径向向外移动，从而旋转同时展平墨水管47。因此，产生了吸墨动作(抽吸动作)。同时，当管式泵4沿图11所示的相反方向旋转时，由于所述一对滚轴45、46沿弓形凹槽44a、44b径向向内缩回，产生了解除状态，其中墨水管47未被展平。

下面将对本实施方案中在圆柱形凸轮11上制成的凸轮沟槽12进行详细说明。图12A以平面图显示了圆柱形凸轮11的凸轮沟槽12的发展，图12B是显示了各个部分沟槽深度的视图，图12C是显示了间歇齿轮25和减速齿轮23位置的视图。

本实施方案中的凸轮沟槽12包括：第一终端51，当圆柱形凸轮11逆时针旋转时擦拭器驱动销14与之邻接，或者擦拭器驱动销14与之靠近设置；擦拭器驱动区域52，其邻近第一终端51，并且擦拭器驱动销14在其中移动；盖驱动区域53，盖驱动销13在其中移动，及制成在盖驱动区域53一端的第二终端54。当圆柱形凸轮11顺时针旋转时，盖驱动销13与第二终端54邻接或者靠近第二终端54放置。在本实施方案中，在大约350度的角度范围上制成了凸轮沟槽12，并且连接区域55连接在擦拭器驱动区域52与盖驱动区域53之间。当然，擦拭器驱动区域52和盖驱动区域53可以包括不连续凸轮沟槽。

此处，如上所述，圆柱形凸轮11在顺时针和逆时针旋转方向上的终端由圆柱形凸轮11的止动器壁11d、11e和在顶壁8上制成的凸起8b限定。在本实施方案中，圆柱形凸轮11顺时针旋转，并且止动器壁11d碰到凸起8b，从而圆柱形凸轮11的顺时针旋转受到阻止。在这种状态下，盖驱动销13邻接第二终端54，或者到达马上就要与第二终端54邻接的位置。相反地，圆柱形凸轮11逆时针旋转，并且止动器壁11e碰到凸起8b，从而圆柱形凸轮11的逆时针旋转受到阻止。在这种状态下，擦拭器驱动销14邻接第一终端51，或者到达马上就要与第一终端51邻接的位置。

擦拭器驱动区域52包括在大约90度的角度范围上延伸的梯形部分，并且在第一终端51上设置的擦拭器驱动销14相对并沿擦拭器驱动区域52滑动，以当圆柱形凸轮11顺时针旋转时向上和向下移动。当圆柱形凸轮11旋转大约45度时，擦拭器3从缩回位置到达擦拭位置，允许擦拭喷口表面101，并且当圆柱形凸轮11进一步旋转大约45度时，它再次返回缩回位置。在如图12A所示的状态中，其中擦拭器驱动销14被放置在凸轮沟槽12的连接区域55中，擦拭器3升至擦拭位置，并当圆柱形凸轮逆时针旋转时再次返回缩回位置。

盖驱动区域53包括：斜面部分61，其邻近水平延伸的连接区域55并以预定的角度向上倾斜；上部水平部分62，其邻近斜面部分61的上端并水平延伸；下部水平部分63，其制成在上部水平部分62下面并与之平行。并且，盖驱动区域53还包括引导部分64，该引导部分64用于当圆柱形凸轮11逆时针旋转时将邻近上部水平部分62的第二终端54设置的盖驱动销13引导至下部水平部分63。

当盖驱动销13如图12A所示处于被设置在连接区域55中的状态下，打印头盖2被设置在缩回位置2A(参看图7)。在这种状态下，当圆柱形凸轮11顺时针旋转时，盖驱动销13沿斜面部分61上升以到达上部水平部分62。这种状态与吸墨位置2B相对应，其中打印头盖2封盖喷口表面101，状态是其中排气阀装置35被关闭，如图8所示。相反，当盖驱动销13处于被设置在下部水平部分63的状态下，所述状态与空转吸墨位置2C相对应，其中打印头盖2封盖喷口表面101，状态是其中排气阀装置35被打开，如图9所示。

此处，从图12B可以看出，沟槽深度H1在连接区域55、斜面部分61和上部水平部分62中是最深的，而上部水平部分62从在第二终端54侧面上的部分开始逐渐减小，并在直到第二终端54的部分上制成恒量。并且，对上部水平部分62下部的沟槽侧面按照逐步的方式切割，以形成具有较小沟槽深度H2的下部水平部分63。下部水平部分63在第二终端54与斜面部分61之间延伸。

通过切割下部水平部分63的底面同时留下下部63a制成引导部分64，引导部分64包括：具有沟槽深度H3的部分64a，所述深度H3在部分62与63的沟槽深度之间；沟槽深度从部分64a向斜面部分61逐渐减小的部分64b。部分64a末端的位置接近上部水平部分62的沟槽深度开始减小的部分，或者是上部水平部分62的沟槽深度减小的部分。部分64b的末端延续至下部水平部分63。

图13是显示了盖驱动销13运动的视图，所述盖驱动销13沿设置有部分61至64的盖驱动部分53移动。结合附图可以理解，当圆柱形凸轮11沿顺时针方向A旋转时，盖驱动销13沿斜面部分61移动，从连接部分55中的位置13(1)按照箭头“a”所示被引导至上部水平部分62以到达第二终端54。

当圆柱形凸轮11在盖驱动销13被设置在位置13(2)的情况下沿逆时针方向B旋转时，盖驱动销13沿如箭头b所示的水平部分62在相反的方向上移动，并且当到达引导部分64时，盖驱动销13从上部水平部分62下降至引导部分64，以沿此部分到达下部水平部分63。

当圆柱形凸轮11在盖驱动销13被设置在位置13(3)的情况下再次沿顺时针方向A旋转时，盖驱动销13沿狭窄沟槽底部63a在下部水平部分63中移动，以到达在第二终端54上的位置13(4)。

此处，在圆柱形凸轮11上制成的间歇齿轮25的齿24是在预定的角度范围内制成的，所述角度范围从凸轮沟槽12中接近第二终端54的角位至接近斜面部分61的角位(参看图12C)。换言之，在圆柱形凸轮11顺时针旋转的情况下，在相对并沿凸轮沟槽12移动的盖驱动销13邻接凸轮沟槽12的第二终端54的旋转角位之前，间歇齿轮25的齿24的一端24a经过减速齿轮23，以解除与减速齿轮23的啮合。同样，在圆柱形凸轮11逆时针旋转的情况下，在相对并沿凸轮沟槽12移动的擦拭器驱动销14邻接凸轮沟槽12的第一终端51的旋转角位之前，间歇齿轮25的齿24的另一端24b经过减速齿轮23，以解除与减速齿轮23的啮合。

下面将主要结合图14至图16对根据本实施方案的打印头维护装置1的运转进行说明。首先将说明打印头盖2从缩回位置2A向吸墨位置移动时的运转。盖驱动销13和擦拭器驱动销14被设置在如图12所示的初始位置，图16A显示了在初始位置中各个部分的位置关系。间歇齿轮25的齿24的一端24b处于相对减速齿轮23略微逆时针偏移的位置。

当步进电机5在这种状态中反向旋转时(时点t0)，减速齿轮23逆时针旋转。与减速齿轮23相啮合的泵齿轮16顺时针A向旋转，并且通过摩擦式离合器装置18与泵齿轮16相连接的圆柱形凸轮11也顺时针A向旋转。当圆柱形凸轮11顺时针A向旋转时，间歇齿轮25的齿24同时转变至与减速齿轮23相啮合的状态(时点t1)，因此步进电机5的转矩未通过摩擦式离合器装置18被传递至圆柱形凸轮11。因此，即使当圆柱形凸轮11上的增加时，圆柱形凸轮11也必定能够旋转。

由于圆柱形凸轮11的顺时针旋转，相对凸轮沟槽12滑动的擦拭器驱动销14沿凸轮沟槽12的擦拭器驱动部分52滑动，将擦拭器3从缩回位置抬高至擦拭位置(从时点t2至时点t4)。在时点t3，打印头100通过擦拭器3的位置移动，从而使擦拭器刮片3a擦拭喷口表面101。

当圆柱形凸轮11进一步旋转时，擦拭器3下降并返回缩回位置(时点t5)，盖驱动销13开始沿凸轮沟槽12的斜面部分61上升。因此，打印头盖2开始从缩回位置2A上升。在时点t6之前，即正好在盖驱动销13到达凸轮沟槽12的上部水平部分62的时点t7之前，打印头盖2的盖体31处于将直接位于其上的打印机头100的喷口表面101封盖的状态，此后只有盖固定器32上升，并且盖体31被相对向下压。结果，打印头盖2的排气阀装置35在时点t6转变至关闭状态，此后打印头盖2到达吸墨位置2B。这种状态示于图8和图16B中。

随后，当圆柱形凸轮11进一步顺时针旋转时，间歇齿轮25的齿24的一端24a经过减速齿轮23，因此间歇齿轮25与减速齿轮23的啮合解除(时点t8)。此后，圆柱形凸轮11通过摩擦式离合器装置18与泵齿轮16一起旋转，并且盖驱动销13在时点t9被设置在凸轮沟槽12的第二终端54。

在这种状态中，圆柱形凸轮11的止动器壁11d碰到顶壁8的凸起8b，以阻止圆柱形凸轮11的旋转。因此，在摩擦式离合器装置18中产生滑动，因此圆柱形凸轮11不能旋转并保持在停止状态，只有泵齿轮16继续旋转。图16C示出了这种状态。当泵齿轮16从初始位置进行了大体上一圈旋转时，当泵齿轮16与管式泵4的滚轴驱动盘44相啮合(时点t10)，随后管式泵4被驱动着顺时针旋转。结果，所述一对滚轴45、46旋转，同时如图10所示展平墨水管47，并且在排气阀装置35被关闭的状态下封盖打印头盖2进行吸墨。结果，墨水从打印头100上的喷口被吸入，以向外排出。

当吸墨动作终止后步进电机5向前旋转时，进行与上述运转相反的运转，各个部分返回至初始状态。特别地，圆柱形凸轮11逆时针旋转，直至擦拭器驱动销14被设置在凸轮凹槽12的第一终端51的位置(在时点t0的状态)。在擦拭器驱动销14被设置在凸轮凹槽12的第一终端51的状态下，圆柱形凸轮11的止动器壁11e碰到顶壁8的凸起8b，阻止圆柱形凸轮11的旋转。因此，在摩擦式离合器装置18中产生滑动，因此圆柱形凸轮11保持在所述状态。同时，泵齿轮16继续逆时针旋转，以使管式泵4逆时针旋转，并且所述一对滚轴45、46径向向内缩回以建立泵解除状态，其中对墨水管47的展平被解除。这种状态示于图16D中，各个部分的相对位置与如图16A所示的初始状态相同。

下面将结合图15对打印头盖2向空转吸墨状态位置2C移动的运转进行说明。在这种情况下，直至图15中的时点t9的运转与上述相同。在时点t9，打印头盖2到达吸墨位置2B，并且盖驱动销13被设置在凸轮凹槽12的第二终端54。

此后，在时点t11，对于预定的时间段(从时点t11至时点t13)，步进电机5的旋转沿向前的方向反转(顺时针旋转)。结果，圆柱形凸轮11逆时针旋转，从而该驱动销13沿图13中的箭头b所示路径在凸轮凹槽12内移动，并在时点t13到达下部水平部分63。此处，由于打印头盖2的盖固定器32下降，压在喷口表面101上的盖体31在保持在封盖状态时被相对向上推动，并且处于关闭状态的排气阀装置35在时点t13前的时点t12返回至打开状态。

当步进电机5在时点t13沿逆时针方向受反向驱动时，圆柱形凸轮11顺时针旋转，导致该驱动销13沿凸轮凹槽12的下部水平部分63滑动并设置在第二终端54(在时点t14)。在此时点只有泵齿轮16旋转，而圆柱形凸轮11停止。在经过此时点t15之后，泵齿轮16与管式泵4的滚轴驱动盘44相啮合，以驱动管式泵4，从而开始吸墨。在这种状态下，由于打印头盖2的排气阀装置35打开，墨水未被从喷口吸入，而是墨水吸收元件33中含有的墨水被吸入并排出(即进行空转吸墨)。

在进行完空转吸墨之后，向前旋转步进电机5，圆柱形凸轮11逆时针旋转，因此位于第二终端54的盖驱动销13沿下部水平部分63通过斜面部分61向初始位置移动。

如上所述，使用本实施方案中的喷墨式打印机的打印头维护装置1，步进电机5的旋转通过减速齿轮机构19、泵齿轮16和摩擦式离合器装置18被传递至圆柱形凸轮11。并且，在不需要使圆柱形凸轮11推动打印头盖2和擦拭器3的运转状态下，圆柱形凸轮11的止动器壁11d、11e可以碰到顶壁8的凸起8b，以阻止圆柱形凸轮11的旋转，从而在摩擦式离合器装置18中产生滑动，因而可以只使泵齿轮16旋转，用于驱动管式泵。

因此，圆柱形凸轮11只在由止动器壁11d、11e规定的旋转角度范围内顺时针或逆时针旋转，因此能够稳定地返回初始或原始位置。因此，与使用圆柱形凸轮通过电机一个方向的旋转在同一方向上的持续旋转来驱动打印头盖、擦拭器或吸墨泵的情况不同，不需要提供探测器来探测圆柱形凸轮的位置，并且能够以步进电机5中的步进数量为基础对各个部分进行有效控制。结果，可以实现具有良好可控性的廉价驱动控制。

并且，可以使用管式泵4以步进电机5中的步进数量为基础来控制吸入墨水量。

另外，由于泵齿轮16可以顺时针和逆时针旋转，管式泵4可以在抽吸状态与抽吸解除状态之间转换，在抽吸状态中滚轴45、46旋转而展平墨水管47，在抽吸解除状态中滚轴45、46从墨水管47缩回。因此，与吸墨泵只在一个方向上受驱动而旋转的打印头维护装置不同，可以通过电机向前和向后旋转交换地控制泵的状态。

此外，由于在泵齿轮16与管式泵4之间可以提供大约360度的运转，仅仅是来自抽取解除状态的封盖动作和擦拭动作做出时，管式泵4不运转。因此，可以避免管式泵4的不必要的动作即墨水管47的展平动作，因此可以保持墨水管47的耐用性。并且，由于在封盖动作中墨水管47不被展平，获得的效果是墨水管47不发生变形。

并且，上部水平部分62和下部水平部分63制成在圆柱形凸轮11的凸轮沟槽12中，因此当圆柱形凸轮11逆时针旋转时，设置在上部水平部分62上的该驱动销13通过引导部分64被引导至下部水平部分63。因此，不用分别提供驱动装置来驱动排气阀装置35，就能够实现两种状态，在一种状态中在关闭状态下封盖打印头盖2，允许墨水从喷口被吸入，在另一种状态中打印头盖2处于与大气相通的状态，允许墨水从墨水吸收元件33被吸入，但不允许墨水从喷口被吸入。

此外，使用本实施方案，泵齿轮16和管式泵4以同轴方式设置在圆柱形凸轮11下面，因此其安装空间，尤其是其在横向的安装面积被极大地缩小了，从而可以实现非常紧凑的打印头维护装置。

另外，使用本实施方案，圆柱形凸轮11的旋转停止位置由圆柱形凸轮11的止动器壁11d、11e与顶壁8的凸起8b的接合所确定。圆柱形凸轮11的旋转可以由该驱动销13与第二终端54的接合以及擦拭器驱动销14与第一终端51的接合所限定。在这种情况下，离合力施加在各个销13、14上，导致打印头盖2和擦拭器3的运动，因此有可能发生相对于打印头100等的定位故障，并且各个销13、14的固定部分(安装部分)也可能在耐用性上产生问题。在本实施方案中，在固定于外壳7上的顶壁8上制成的凸起8b接纳用于阻止圆柱形凸轮旋转的力，因此可以避免打印头盖2和擦拭器3的定位故障，并且各个销13、14的安装部分在耐用性上也不会产生问题。

虽然在上述实施方案中使用管式泵作为吸墨泵，但也可以使用其他抽吸泵。

并且，虽然在上述实施方案中是用步进电机驱动打印头盖、擦拭器和管式泵，本发明同样可以在例如设置用来仅驱动打印头盖和吸墨泵的打印头维护装置上使用。

另外，虽然凸轮凹槽是在至多为360度的角度范围上大体连续延伸的单一凸轮凹槽，但还可以制成一种凸轮凹槽，包括一个用于驱动擦拭器的部分和一个用于驱动打印头盖的部分，所述两部分可以是间断或分离的。并且，凸轮凹槽的角度范围可以是360度或更大。

并且，虽然在上述实施方案中使用间歇齿轮来实现即使圆柱形凸轮上承受很大负载时也能平稳地和确定地旋转圆柱形凸轮，但是在凸轮上承受的负载较小的情况下也可以省略间歇齿轮。

另外，在用于阻止圆柱形凸轮11的旋转的力很小的情况下，在上述实施方案中还可以省略止动器壁11d、11e和顶壁8的凸起8b，所述止动器壁11d、11e和顶壁8的凸起8b用于通过与各自的销13、14和各自的终端54、51相接合而限制圆柱形凸轮11并随后限制圆柱形凸轮11的旋转。

Claims (20)

1.一种用于打印头的维护装置，所述打印头具有喷口表面，其中制有多个喷口，所述维护装置包括：

打印头盖，其可以在用于封盖喷口的封盖位置和与喷口表面分离的缩回位置之间往复移动；

与打印头盖相连的泵；

驱动源；

传动件，该传动件由驱动源旋转以驱动所述泵；

凸轮，该凸轮在第一位置与第二位置之间往复旋转以往复地推动打印头盖；和

离合器，该离合器使凸轮与传动件一起旋转，但是当凸轮到达第一位置和第二位置中每个位置时只使传动件旋转。

2.根据权利要求1所述的维护装置，其中：

在凸轮的外围表面上在预定的圆周角度范围内制有凸轮沟槽；和

该维护装置还包括盖驱动销，该盖驱动销可以沿凸轮沟槽滑动，从而往复移动打印头盖。

3.根据权利要求1所述的维护装置，其中：

第一接合件和第二接合件设置有所述凸轮，并且第三接合件放置在维护装置中；和

当第一接合件与第三接合件接合时，凸轮在第一方向上的旋转被阻止，并且当第二接合件与第三接合件接合时，凸轮在第二方向上的旋转被阻止。

4.根据权利要求2所述的维护装置，其中当盖驱动销到达凸轮沟槽的第一终端时凸轮沿第一方向的旋转被阻止，当盖驱动销到达凸轮沟槽的第二终端时凸轮沿第二方向的旋转被阻止。

5.根据权利要求3或4所述的维护装置，其中传动件与凸轮同轴放置。

6.根据权利要求5所述的维护装置，其中所述离合器包括推动件，所述推动件能够将传动件的一个圆形端面和凸轮的一个圆形端面一起推压。

7.根据权利要求3或4所述的维护装置，其中所述泵为管式泵，只有当凸轮沿第一方向和第二方向中的任何一个方向被旋转时，所述管式泵执行抽吸运转。

8.根据权利要求2所述的维护装置，其中打印头盖包括：

具有面对喷口表面的开口的盖体；

固定盖体的盖固定器；

推动件，其设置在盖固定器中，以便沿着盖体从盖固定器伸出的方向推动盖体；和

排气阀，当位于封盖位置的打印头盖的盖体被逆着推动件的推动力向盖固定器推动时该排气阀关闭，从而打印头盖的内部空间与大气隔离。

9.根据权利要求8所述的维护装置，其中凸轮沟槽包括：

第一部分，该第一部分移动盖驱动销，以将盖固定器放置在第一封盖位置，在此位置上盖体封盖喷口，并且排气阀关闭；和

第二部分，该第二部分移动盖驱动销，以将盖固定器放置在第二封盖位置，在此位置上盖体封盖喷口，并且排气阀打开。

10.根据权利要求9所述的维护装置，其中：

凸轮沟槽包括引导部分，该引导部分能将位于第一部分的盖驱动销引导至第二部分；和

其中当盖驱动销远离第一部分的一端时，位于第一部分的所述一端附近的盖驱动销通过引导部分被引导至第二部分。

11.根据权利要求10所述的维护装置，其中：

所述第一部分包括深度减小部分，其中其深度向着其一端逐渐减小；和

所述引导部分将第一部分中邻近深度减小部分的部分与第二部分相连接。

12.根据权利要求2所述的维护装置，其中凸轮沟槽为一个连续凹槽，并且预定圆周角的范围是360度或更小。

13.根据权利要求1所述的维护装置，还包括与凸轮同轴放置的间歇齿轮，以与凸轮共同旋转；

其中在设置间歇齿轮的齿的圆周角范围内驱动源的驱动力传递至凸轮。

14.根据权利要求2所述的维护装置，还包括：

擦拭器，其能够在用于擦拭喷口表面的擦拭位置和备用位置之间往复移动；

擦拭器驱动销，该擦拭器驱动销沿凸轮沟槽滑动，以往复推动擦拭器，

其中凸轮沟槽包括：

第一终端部分，当凸轮在第一方向上的转动被阻止时擦拭器驱动销被放置在该第一终端部分；

擦拭器驱动部分，其从第一终端部分开始延伸，并移动擦拭器驱动销从而往复地移动擦拭器；

第二终端部分，当凸轮在第二方向上的转动被阻止时擦拭器驱动销被放置在该第二终端部分；和

盖驱动部分，其从第二终端部分开始延伸，并移动盖驱动销从而往复地移动打印头盖。

15.根据权利要求14所述的维护装置，其中所述泵为管式泵，所述管式泵只是在凸轮沿第二方向旋转时执行抽吸运转。

16.根据权利要求7所述的维护装置，其中所述泵与凸轮同轴放置。

17.根据权利要求15所述的维护装置，其中所述泵与凸轮同轴放置。

18.根据权利要求2所述的维护装置，还包括推动件，该推动件将盖驱动销推向凸轮沟槽的底面。

19.根据权利要求14所述的维护装置，还包括与凸轮同轴放置的间歇齿轮，以与凸轮一起旋转，

其中在设置间歇齿轮的齿的圆周角范围内驱动源的驱动力传递至凸轮。

20.一种喷墨式打印机，包括根据权利要求1所述的维护装置。

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