CN1519124B - 打印机打印头的清理装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于清理打印机打印头的喷嘴的装置，它具有：刮削装置；一个用于显示哪些喷嘴需要清理的显示器；和一个与上述显示器相连接，以便驱动打印头和/或刮削装置以清理打印头的喷嘴需要清理的区段的控制器，其中上述刮削装置在纵向上分为数个邻接的独立的刮削组，每个独立的刮削组具有独立的移动机构以便清理打印头的喷嘴需要清理的相应纵向区段，其中，上述的独立的移动机构可由控制器单独地驱动。

Description

打印机打印头的清理装置
技术领域
本发明涉及用于清理打印机尤其是但不限于热熔打印机打印头的装置。
本发明还涉及一种使上述清理装置的刮削器与打印机之打印头相接触和相分离以便清理打印头的装置。
背景技术
已知有各种清理打印机打印头的装置。如果，例如，打印头被干的热熔油墨或污物阻塞，或打印头之表面上喷嘴周围积集了油墨或灰尘，或在喷嘴内形成了气泡，那么，打印头就必需进行清理。要清理打印头时，可采用例如固定在位于打印纸通道附近的清理装置内的刷子，通过上述清理装置可移动一种带有打印头的滑架。上述的刷子安装在打印头移动路径的下方，打印头则移过刷子。
还有另一种用于热熔打印机的具有一长排喷嘴的打印头的清理装置，上述的一排喷嘴设置成垂直于打印头的移动方向。要刷洗打印头时，使用加热过的刷子，以便在刷子与打印头相接触时使打印头上的油墨保持液态从而可将油墨刷去。刷子沿上述喷嘴排列的纵向也就是平行于打印头移动的方向沿着并移过打印头。上述的刷子安置在加热的铝容器内而进行加热。
已知的清理装置的缺点是打印头要较频繁地清理，而使打印头磨损较大，由于打印头价格昂贵，故视为缺点。另一个缺点是清理装置的刷子也磨损较大。由于打印头和/或刷子磨损快，打印机的维修工作量也增大。
发明内容
本发明的目的是提出在这方面的改进。
为此，本发明提供一种用于清理打印机打印头的喷嘴的装置，它具有：刮削装置；一个用于显示哪些喷嘴需要清理的显示器；和一个与上述显示器相连接，以便驱动打印头和/或刮削装置以清理打印头的喷嘴需要清理的区段的控制器，其中上述刮削装置在纵向上分为数个邻接的独立的刮削组，每个独立的刮削组具有独立的移动机构以便清理打印头的喷嘴需要清理的相应纵向区段，其中，上述的独立的移动机构可由控制器单独地驱动。
在清理工作中，实际上仅仅清理打印头的喷嘴需要清理的那些区段或那一个区段，而其他的区段则不与刮削装置相接触，故无论打印头还是刮削器的磨损都可减小。上述显示器可以例如包括可记录喷嘴管道内压力波的压电元件，另外，上述显示器也可包括光学传感器例如有线传感器。
在本发明的清理装置中，上述的刮削装置细分成数个相邻的独立的刮削组，每个独立的刮削组包括独立的移动机构以便清理打印头的喷嘴需要清理的相应区段，其中，独立的移动机构可由控制器单独驱动.如果在清理作业过程中打印头有一个已知的固定位置，那就可方便地控制移动机构，这就较为简便了.按照本发明，仅仅需要驱动那些要求对打印头的相应区段进行清理的(独立的)移动机构以及仅仅那些也需要清理的打印头.最后，上述措施的作用是在油墨溢流时只消耗最少量的油墨.
在一个优选实施例中，上述独立的移动机构安置成可在打印头的清理其相应区段的移动路径内的工作位置与打印头的上述路径之外的非工作位置之间移动。借助于相关的移动机构驱动一个或多个相应的刮削器使之移动至工作位置便可方便地清理打印头的上述的一个或多个区段。然后，沿一条已知的轨道并沿工作位置上的刮削器移动打印头，便使相应的区段刮削干净。而此时处于非工作位置上的刮削器则不与上述打印头相接触。
上述的非工作位置最好是位于打印头的移动平面之外的位置。
最好，刮削器的垂直于喷口所处平面的移动方向尤其是大致垂直的，刮削器也可沿一个固定的打印头移动。
独立的刮削器最好由装有刷子的独立的夹持器构成。上述刷子由一个或多个弹性材料片制成。
在一个实施例中，打印机是热熔打印机，独立的夹持器可由控制器驱动加热器而单独地加热。然后只加热其刷子必须进行清理作业的那一个或那一些夹持器，从而使夹持器所夹持的刷子也通过与上述夹持器之间的热传导而被加热，以便使热熔打印机油墨在刮削器沿打印头刮削时保持其液态，这就可将油墨除去。上述这种选择加热一个或几个夹持器的措施可节约能源。
上述加热器最好可将夹持器加热到油墨熔化的温度，最好为125℃左右。
上述的夹持器最好用金属制成，最好用铝制成。
在一个优选实施例中，与独立的刮削器相连接的独立的移动机构包括独立的双金属片，这种独立的双金属片受到加热后会发生变形，因此，通过正确设计其尺寸和选择其材料并将其加热到规定的温度，双金属片便发生所需要的变形，从而使与它相连接的刮削器发生移动。所以，本发明的装置结构简单、所需的维修工作量很小，并且安全可靠。
上述加热器最好成为移动机构的一部分，这样，通过加热独立的夹持器并通过各夹持器与相应的双金属件之间的热传导，使双金属片发生变形。这样，上述加热器具有两个作用：除了通过加热相应夹持器而独立加热刷子外，还加热相应的双金属片，以便使与之相连接的夹持器发生所要求的移动。这就进一步简化了本发明装置的结构。
上述的独立的双金属片最好是一种中空的盘状层压件。该双金属盘加热到规定温度时，将发生翻折变形，即从凸出形状变成凹入形状，或者相反。由于发生这种翻折变形，便使刮削器在非工作位置与工作位置之间移动。当双金属盘冷却时，便发生翻折回去的变形，从而发生刮削器在工作位置与非工作位置之间的移动。
每个独立的双金属盘最好与两个或多个其本身铰接固定在支架上的支承臂刚性连接。由于该支承臂在独立的双金属盘上的刚性连接部位上将采取与独立双金属盘相同的形状，故在翻折变形时支承臂的取向也将随双金属盘的形状的变化而变化。双金属盘发生翻折变形时，支承臂也随之一起变形。结果，在双金属盘和支承臂一起发生翻折变形时，刮削器的跨接距离也会增大，从而形成在工作位置与非工作位置之间的足够大的中间距离。
本发明还涉及一种用于清理打印机之打印头的喷嘴的清理装置，它具有一个用于打印头的刮削装置和一个用于驱动移动机构的控制器，上述移动机构使上述刮削装置在打印头的清理它的路径内的工作位置与打印头的上述路径之外的非工作位置之间移动，其中，上述移动机构具有一个与刮削装置相接的双金属盘和一个加热双金属盘的加热器，通过加热双金属盘使其发生变形而使刮削装置从非工作位置转变到工作位置.若与具有例如马达或凸轮机构的移动机构相比较，本发明装置结构简单，所需的维修工作量小，且安全可靠.
在一个优选实施例中，打印机是一种热熔打印机，其中的加热器也可用于加热刮削装置。这样，其加热器具有两种功能：除了加热双金属盘外，还加热刮削装置，从而在沿打印头刮削时，可使热熔打印油墨保持液态以便将它刮去。
刮削装置最好包括一个装有至少一个刷子的夹持器，该夹持器用金属制成，最好用铝制成。
上述加热器可将夹持器加热至油墨熔化的温度，最好为125℃左右。
上述清理装置最好也具有检测哪些喷嘴或喷嘴组需要清理的装置，其中，控制器可驱动与上述检测装置相关联的移动机构，以使清理装置进入清理由上述检测装置选定的几个喷嘴或喷嘴组的工作位置。
本发明还涉及一种具有上面所述的一个或多个特征的清理装置的打印机。
附图说明
下面将参看附图结合实例来说明本发明清理装置的示范性的实施例。
图1A～1E是用于选择性清理热熔打印机之打印头的喷嘴的清理装置和进行选择性清理步骤的典型实施例的透视图；
图2A和2B是更详细和更完整地示出图1A～1E的清理装置中所用的独立的刮削器分别处于退回(未加热)状态和工作(加热)状态的透视图；
图3是带有用于非选择性清理热熔打印机之打印头的喷嘴的刮削器的清理装置的透视图，其中，上述的刮削器可通过双金属件式移动机构而在非工作位置与工作位置之间移动。
具体实施方式
图1A示出的作为热熔打印机的组成部分的装置中，具有一个带有喷嘴3的打印头1，多个分别带有弹性材料刷子42a～g的刮削器40a～g，和一个与上述打印头1和刮削器40a～g工作连接的控制器80。该图示出了所述装置处于开始工作状态。打印头1(虚拟地)细分为不同的可选择地清理的区段2a～g，每个部区段2a～g具有许多喷嘴3，为了清晰起见，对每个区段2a～g仅示出几个按大比例放大的喷嘴3，区段2f具有一些被堵塞的喷嘴4，区段2c具有多个在其周围积聚有污物6的喷嘴5，上述的喷嘴4和5是需要清理的喷嘴。
打印头1还具有用于显示那些喷嘴3需要清理的显示器(图1A～E中未示出)，该显示器具有例如可记录喷嘴3管道内的压力波的压电元件。上述显示器通过连接导线81与控制器80工作连接，以便对控制器80传递有关打印头1中需要清理的喷嘴的信息，在本实施例中因而是喷嘴4和5的信息。
打印头1具有一个移动平面7，在图1A所示的开始位置上，该平面7的延伸使刷子42a～g与打印头1之间不可能发生工作接触.在平面7上移动时，打印头1移过刷子42a～g而不与之接触.为了在平面7上移动，打印头1具有作动和导引机构(未示出).打印头1的作动机构由控制器80控制.
刮削器40a～g(图1A～E仅示出其上表面)分别具有夹紧相应刷子42a～42g的金属(铝)夹持器41a～41g，每个刮削器40a～40g分别由控制器80控制，使垂直于打印头1的移动平面7移动从非工作位置移至工作位置，而反之亦然。在非工作位置上，当打印头1在移动平面7上移动时，相关的刷子42a～g与打印头1不可能接触，相关的刷子42a～g处于打印头1上方一定距离处。在工作位置上，当打印头1在移动平面7上移动时，相关的刷子42a～g与打印头1之间可以接触。那么，相关的刷子42a～g可以沿有关区段2a～g刮削以便进行清理。
为了进行清理作业，每个夹持器41a～g具有一个相应的由控制器80独立控制的加热元件(见图2)，因此，通过上述加热元件以及相应的夹持器41a～g与相应刷子42a～g之间的热传导，每个加热元件便可加热相应的刷子42a～g。当刷子42a～g达到足够高的温度时，便可使有关区段2a～g上的油墨在工作位置和与有关区段2a～g相接触时保持液态，以便从打印头1上除去。热熔打印机用的油墨在100℃左右将保持液态，通过加热器可使夹持器41a～g加热至约125℃。
在图1A所示的起始位置上，刮削器40a～g中没有一个被控制器80驱动至工作位置，所有的刷子42a～g都处于非工作位置，显示器通过连接导线81向控制器80显示(如箭头85所示)喷嘴4、5需要清理。
图1B示出清理过程的第二步骤：控制器80通过连接导线82驱动相应的刮削器40c和40f(如箭头86所示)，结果，刮削器40c和40f从非工作位置移至工作位置，并通过其相应的加热元件加热夹持器41c和41f，由于热传导，也使刷子42c和42f受到加热，至此，刮削器40c和40f已准备好进行清理作业，此时打印头1沿移动平面7相对移动到刮削器40上方。
图1C示出打印头1如何受其作动机构中的控制器80的驱动而沿方向A在刮削器40a～40g上方移动。刷子42c处于与区段2c清理接触状态以便去除喷嘴与周围的污物6，而刷子42f则处于与区段2f清理接触的状态以便将喷嘴4刮削干净。在刮削器40a～g上方的移动是沿打印头1的整个宽度或基本上整个宽度上进行，故区段2c和2f沿其整个表面(或基本上整个表面)被刮削干净。
图1D示出完成了图1C所示的清理后的情况。喷嘴4已清理干净，喷嘴5周围的污物6已去除。控制器80对刮削器40c和40f的驱动已停止。结果，刮削器40c和40f返回到其非工作位置，对夹持器41c和41f的加热也已停止。打印头1可能处于刮削器40a～g的另一侧，而不是图1A和1B所示的这一侧。
图1E最终示出打印头1受传动机构中的控制器80的驱动从图1D所示状态移回至图1A所示的起始位置的情况。
采用上述的清理装置和清理方法，无论是打印头1的磨损和刷子42a～42g的磨损都限制在最小程度。
图2A和2B更详细地更完整地示出由图1A～1E部分地示出的独立的刮削器40.该刮削器40具有一个刷子42、一个夹持器41、一个与可由控制器80驱动的电源相连接的加热元件43、和一个与两个带有相应端部47、48的杆件45、46刚性连接的双金属(层压的)盘44，上述端部47、48可绕固定在立柱11上的销轴10而铰接，上述立柱11牢牢固定在打印机的基座12上，所以刮削器40独立且铰接地固定在打印机机架上.夹持器41由两部分50和51组成，这两个部分50和51通过螺钉52拧紧在一起而夹紧刷子42、加热元件43可通过热传导加热夹持器41、刷子42和双金属盘44，关于加热刷子42的作用上面已结合图1讨论过.
如图2B所示，当加热元件43将双金属盘44加热到规定的温度时，双金属盘44便发生翻折变形。由于杆件45、46与双金属盘44刚性连接，故双金属盘44发生翻折变形时，它们将随盘44的取向而动作，也发生翻折，由于它们的端部47、48在轴销10上局部地铰接在打印机机架上，故容易发生上述翻折。双金属盘44和与之相连接的杆件45、46的接头发生翻折的结果是刮削器40从非工作位置移动到工作位置，当图2B所示的装置冷却时，双金属盘44和杆件45，46将发生翻回变形，从而使刮削器40从工作位置返回到图2A所示的非工作位置。为此，只要断开加热元件43的电源便可以了。
上述加热元件43是由图1A～E所示的控制器80单独驱动每个刮削器40的作动件，起动加热元件43后，既可按要求加热刷子42，又可按要求使刮削器40从非工作位置移动到工作位置。因此就不必要设置用于移动刮削器40的带有传动齿轮或类似机构的马达。采用双金属盘44是可靠的，工作上是安全的，并且所需的维修工作量极少。
图3示出一种用刮削器60非选择地清理热熔打印机的打印头90之喷嘴93的装置，其中的刮削器60通过双金属盘64的作动可在非工作位置与工作位置之间移动。图3示出刮削器60处于工作状态，当刷子62移动到打印头90的上方时，便与打印头90的喷嘴表面相接触，在图3所示的位置上，刮削器60处于通过打印头90的上端的状态。上述刮削器60仅仅是清理装置的刮削器，并与控制器100相连接。打印头90的作动机构(未示出)也与控制器100相连接。该图中，为了清晰起见，也仅仅高度放大地示出打印头90的几个喷嘴93。刮削器60的结构和工作原理与结合图2A和2B示出的和说明的刮削器是一样的，只是在本实施例中不是选择性地清理的打印头某些区段。刮削器60沿纵长方向B刮削打印头90，便可在一次作业中清理打印头90的所有喷嘴表面。应当明白，上述的打印头和刮削器的移动是彼此相对移动。

Claims (14)

1.一种用于清理打印机打印头的喷嘴的装置，它具有：
刮削装置；
一个用于显示哪些喷嘴需要清理的显示器；和
一个与上述显示器相连接，以便驱动打印头和/或刮削装置以清理打印头的喷嘴需要清理的区段的控制器，其中上述刮削装置在纵向上分为数个邻接的独立的刮削组，每个独立的刮削组具有独立的移动机构以便清理打印头的喷嘴需要清理的相应纵向区段，其中，上述的独立的移动机构可由控制器单独地驱动。
2.根据权利要求1的清理装置，其特征在于，设置上述独立的移动机构以便使上述独立的刮削组在打印头的清理其相应区段的移动路径内的工作位置与打印头的移动路径之外的非工作位置之间移动。
3.根据权利要求2的清理装置，其特征在于，上述的非工作位置是位于打印头的移动平面外的一个位置。
4.根据权利要求3的清理装置，其特征在于，上述刮削组的垂直于喷口所处平面的移动方向竖直的。
5.根据权利要求1的清理装置，其特征在于，上述独立的刮削组由装有刷子的独立的夹持器所构成。
6.根据权利要求5的清理装置，其特征在于，上述打印机是热熔打印机，还在于，上述独立的夹持器可由控制器驱动加热器来独立加热。
7.根据权利要求6的清理装置，其特征在于，上述的加热器可将上述夹持器加热至高于油墨的熔化温度。
8.根据权利要求5的清理装置，其特征在于，上述夹持器由金属制成。
9.根据权利要求8的清理装置，其特征在于，上述夹持器由铝制成。
10.根据权利要求2的清理装置，其特征在于，与上述独立的刮削组相连接的上述独立的移动机构包括独立的双金属片。
11.根据权利要求6的清理装置，其特征在于，与上述独立的刮削组相连接的上述独立的移动机构包括独立的双金属片，上述加热器构成上述移动机构的一部分，因此，通过加热上述独立的夹持器，并通过这些夹持器与相应的双金属片之间的热传导，使双金属片变形。
12.根据权利要求10的清理装置，其特征在于，上述的独立的双金属片是盘状的。
13.根据权利要求12的清理装置，其特征在于，每一个独立的盘状双金属片牢牢固定到两个或多个支承臂上，这些支承臂本身可铰接固定到支架上。
14.一种设有根据权利要求1的清理装置的打印机。
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