专利名称：用于喷墨打印机的罩盖的制作方法
用于喷墨打印机的罩盖
背景技术：
喷墨打印机通常使用一个或多个打印头组件，所述打印头组件包括墨供应源和将细微墨滴通过接口引导到打印介质上的装置。这些打印头组件可能经受与墨的期望应用有关的问题，包括墨在接口处的积聚和干燥。典型接口是具有数百个孔的孔板，墨流经所述孔。为了解决或者至少最小化墨积聚和干燥问题，打印头组件可在喷墨打印机不打印时容纳或入坞(dock，或停靠)在“罩”中。罩旨在形成潮湿环境，其中，接口保持没有干燥的墨。罩设计于是变成喷墨打印机的总体设计的重要元素。
详细描述将参考以下附图，其中，相同的附图标记指代相同的目标，且其中 图IA以框图形式图示了所公开的低力罩盖装置可以实施的喷墨打印机的实施例；
图IB图示了使用用于罩盖打印头组件的示例性实施例罩的罩滑板的实施例；
图2 — 4是与图IB的罩滑板一起使用的罩和罩柱的实施例的视 图5是与2 — 4的罩和罩柱一起使用的罩夹具的实施例的透视 图6是弹簧、罩柱、罩和罩夹具的实施例的分解 图7A是罩的可选实施例的透视 图7B是图7A的可选罩实施例的仰视 图7C是图7A的可选罩实施例在施加压缩力时的简化剖视图；和 图8图示了容纳图7A的可选罩实施例的罩滑板的实施例。
具体实施例方式喷墨打印机使用一个或多个打印头组件，所述打印头组件包括墨供应源和将细微墨滴通过接口引导到打印介质(例如，纸)上的装置。将墨引导到打印介质上的装置包括具有数百个非常小的孔的孔板。打印头组件的该设置可能引起发生与墨的期望应用有关的问题，包括墨在孔板区域处的干燥。为了解决或者至少最小化干燥问题，打印头组件可在喷墨打印机不打印时容纳或入坞在“罩”中。罩旨在充分地密封罩以形成潮湿环境，其中，孔板区域保持没有干燥的墨。罩设计于是变成喷墨打印机的总体设计的重要元素。为了通过罩提供期望密封，一定量的力可施加到罩，从而使之与孔板区域的拓扑结构相符。期望密封可需要大的力，其可以例如通过弹簧和驱动马达的组合产生以施加到罩。公开了相对于先前喷墨打印机的罩设计改进，改进的罩设计得到低力罩盖，从而允许较便宜的喷墨打印机的构造。改进的罩设计可包括使用高度柔顺的材料来形成罩，控制罩元件变形的装置，以及将罩相对于孔板区域定位的装置。改进的罩设计建立潮湿环境，使得相应打印头组件处于最佳条件中，甚至在长时间段不活动期间也是如此。改进的罩设计允许喷墨打印机使用较低功率马达和电路、以及较小弹簧或甚至没有弹簧，以罩盖打印头组件。弹簧尺寸的该减小或弹簧完全消除可以导致总体喷墨打印机的较小竖直尺寸。改进的罩可以用作低力罩盖系统的部件。除了罩之外，低力罩盖系统包括固定和定位罩的部件、使得罩与打印头组件的孔板区域接合的接合机构、以及提供功率以密封孔板区域的驱动机构(马达)。使用低力罩盖系统的喷墨打印机的实施例包含两个打印头组件一个用于黑色墨，且一个用于彩色墨打印。每个打印头组件包括孔板，所述孔板中形成数百个孔，墨通过所述孔喷射到打印介质上。打印头组件支承在托架中，所述托架可以沿+X/-X轴线平移以将墨喷射到打印介质上，其中，打印介质沿+Y/-Y轴线行进。在不使用时(即，在喷墨打印机不执行任何打印指令时)，打印头组件且主要是孔板区域置于“罩”中。在实施例中，每个罩支承在罩柱上，且罩柱支承在罩滑板上。在该实施例中，罩柱能够相对于罩滑板以+Z/-Z方向移动。在另一个实施例中，不使用可移动罩柱，且相对于罩滑板的任何+Z/-Z移动仅仅由罩提供。图IA以框图形式图示了刮擦器的所公开低力罩盖装置可以实施的喷墨打印机的实施例。在图IA中，喷墨打印机10包括打印盒12、托架14、打印介质传送机构16、输入/输出装置18和连接到打印机10的每个操作部件的打印机控制器20。打印盒12包括一个或多个墨容纳腔室22和一个或多个打印头组件24。打印盒有时也称为墨笔或墨盒。打印 头组件24总体上表示容纳微小热电阻或压电装置阵列的小机电部分，热电阻或压电装置被激励以将小墨滴喷出相关孔阵列。例如，典型的热喷墨打印头组件包括排列有墨喷射孔的孔板和在集成电路芯片上形成的喷发电阻。每个打印头组件都通过外部电触头电连接到打印机控制器20。操作中，打印机控制器20通过电触头选择性地激励喷发电阻，以将墨滴通过孔喷射到打印介质26上。打印盒12可包括一系列固定盒或打印头组件，其骑跨打印介质26的宽度。可选地，盒12可包括沿打印介质26的宽度在托架14上来回扫描的一个或多个盒。其它盒或打印头组件配置是可能的。可移动托架14可包括打印盒12的保持器；引导件，保持器沿所述引导件移动；驱动马达；以及将保持器沿引导件移动的皮带和皮带轮系统。介质传送装置16将打印介质26纵向地前移经过打印盒12和打印头组件24。对于固定盒12，介质传送装置16可将打印介质26连续地前移经过打印头组件24。对于扫描盒12，介质传送装置16可将打印介质26累进地前移经过打印头组件24，在打印每一行时停止且然后前移打印介质26以便打印下一行。控制器20可以通过输入/输出装置18与外部装置通信，包括从计算机或其它主机装置接收打印工作。控制器20控制托架14和介质传送装置16的移动。通过将打印盒12和打印头组件24与打印介质26的相对位置和墨滴喷射协调，控制器20在打印介质26上产生期望图像。喷墨打印机的打印头组件孔板的改进低力罩盖装置的实施例的具体部件包括柔顺罩，具有底板和从底板向上延伸的柔性壁。在一个具体实施例中，柔顺罩可包括从壁向上且向外延伸的弯曲唇缘部分。底板、壁和弯曲唇缘部分限定开口内部容积，所述开口内部容积定尺寸为容纳孔板。改进的低力罩盖部件还包括用于支承柔顺罩的罩滑板，用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置，以及施加压缩力到柔顺罩的装置。在该系统中，壁和弯曲唇缘部分变形以在开口内部容积中产生密封环境。在该系统的一个实施例中，底板在其中形成有一个或多个定位孔，用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置包括罩夹具，所述罩夹具具有夹具定位元件，用于插入穿过所述一个或多个定位孔。罩柱容纳柔顺罩且具有用于插入定位元件的凹部，从而将柔顺罩定位和紧固到罩柱，罩柱支撑底板。在该实施例中，所述罩柱包括容纳弹簧的弹簧柱，弹簧将罩柱联接到罩滑板且抵抗柔顺罩和罩柱上的向下力；和将罩柱在X-Y平面中定位在罩滑板内的定位尖头。罩滑板在其中形成有定位插孔，以容纳定位尖头和限制罩柱的行程。弹簧、定位尖头和定位插孔的组合允许罩柱的万向运动(gimballing motion)。 在另一个低力罩盖装置实施例中，罩滑板上形成有柔顺罩定位突片，用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置包括柔性压缩构件，所述柔性压缩构件从底板向下延伸且在其中形成有容纳柔顺罩定位突片的槽。此外，底板不由罩柱支撑，从而自由折曲。在罩盖期间，压 缩构件施加向上的力，使得底板折曲，所述折曲引起壁和弯曲唇缘部分的变形，以密封打印头组件。此外，由于压缩构件是柔性的，因而柔顺罩的该实施例可以围绕压缩构件的中心点力.向 。图IB图示了使用喷墨打印机的打印头组件的低力罩盖装置的结构的实施例。在图IB中，喷墨打印机(参见图1A)使用罩滑板的实施例，其可以是模制塑料结构，以罩盖打印头组件。在实施例中，罩滑板100从用大约20%玻璃纤维增强的ABS塑料模制。罩滑板100主要沿+X/-X轴线移动，且以更受限的程度沿+Z/-Z轴线移动，在实施例中，使用斜坡(未示出)，从而在期望打印头组件的罩盖时，整个罩滑板100沿斜坡向上移动(即，在+Z方向)。罩110和120被压靠其相应打印头组件，变形，从而围绕打印头组件孔板区域形成期望潮湿环境。在可选实施例中，取代斜坡，可使用平面连杆机构。平面连杆机构的具体示例是四杆连杆机构。这种四杆连杆机构可以将罩滑板的X方向运动转换为Z方向运动，而罩滑板不旋转。当使用四杆连杆机构时，该机构通过支撑销115(图IB中示出了四个中的两个)联接到罩滑板100。可以使用其它机构以将罩滑板100的X方向运动转换为Z方向运动。罩110和120分别通过罩柱130和140支承。罩柱130和140允许相对于罩滑板100沿+Z/-Z轴线的一些移动，如稍后所述，但是相对于罩滑板100以X或Y方向移动通常被约束至由制造和安装公差和万向动作允许的程度，这从图2 — 4及其附随描述将清楚。在实施例中，将罩柱130和140的下侧联接到罩滑板100的弹簧170 (参见图6)产生弹性力，其在罩柱130和140上向上推动(+Z方向)。吸墨台103和101分别靠近罩柱130和140。罩110和120主要在其尺寸方面不同。在实施例中，较小罩110与彩色墨打印头组件一起使用，较大罩120与黑色墨打印头组件一起使用。为了提供罩滑板100的期望+X/-X移动，容纳打印头组件的托架组件(未示出)借助于罩滑板销150与罩滑板100接触。当托架组件推靠销150时，在实施例中，罩滑板100沿短的浅斜坡被向上驱动以产生罩110/120的+Z方向行程。一旦完全驱动到斜坡上，罩滑板100处于其罩盖位置，罩110和120被压靠其相应打印头，从而防止或限制墨干燥。如上所述，可以使用其它机构将罩滑板的X方向运动转换为Z方向运动。图2 — 4是与图IB的罩滑板100 —起使用的罩和罩柱的实施例的视图。图2是由罩柱140支承的罩120的俯视透视图。罩柱140包括与罩滑板的定位插孔(未不出)匹配的三个凸起或定位尖头142，以将罩柱140定位在罩滑板100内且限制罩柱行程。图2中还示出了罩夹具160。通风孔160a位于罩夹具160中。通风终端140a联接到通风孔160a和罩120中的相应通风孔，以释放在打印头组件被盖罩时可能发生的压力尖峰。罩夹具160将参考图5和6详细描述。图3是罩柱140的仰视透视图。罩柱140显不带有弹黃柱144，弹黃柱144在罩柱140的中心处向下延伸。弹簧柱144用于定位弹簧170,弹簧170在+Z方向作用于罩滑板140上。迷宫通风路径(未示出)位于罩柱140中，其将通风孔160a和通风终端140a连接。中心定位的接合弹黃170和定位尖头142的组合意味着罩柱140在受限程度内能够围绕弹簧柱144万向运动。理想地，在打印头组件未被罩盖时，由罩110/120的最上末端限定的平面将与孔板区域限定的平面共面。然而，该万向运动效果可以用于适应孔板区域和罩110/120之间的轻微(非平面)不对齐。万向运动可以包括罩柱相对于罩滑板100的一些X或Y位移。图4是示例性罩120的剖视俯视透视图。除了尺寸之外，罩110类似。罩120包括终止于卷曲唇缘表面124和底板126的薄的高度柔顺的壁122。底板126包括定位孔128
(示出了两个中的一个)，如稍后所述，其用于将罩120定位到罩柱140。底板126还包括通风孔126a。整个罩120由弹性体材料(例如，EPDM)模制出。薄的高度柔顺的壁122用作可以在压力下翘曲的梁。卷曲唇缘表面124允许罩120在被压靠不平坦表面(例如，打印头组件的表面)时形成密封一卷曲唇缘表面124与孔板区域的不平坦拓扑结构相符。更具体地，当卷曲唇缘表面124通过罩滑板100的向上行进和罩柱弹簧170的相应压缩产生的力而与孔板区域接触时，卷曲唇缘表面124能够顺从孔板区域的各个特征。当更多的力通过罩滑板100的+Z方向行进以-Z方向施加时，壁122翘曲以提供更多柔顺性，从而形成足够的密封，以产生期望潮湿环境，因而确保孔不被干燥墨堵塞。为了保持罩120的模制形状且仅仅顺从打印头组件孔板区域的拓扑结构，在图5中的部分剖视透视图所示的实施例中，罩夹具用于将罩120固定到罩柱140。S卩，在实施例中，罩120模制为单块元件，从而底板126将在不由罩柱140支撑且固定到罩柱140时经受变形。参考图4和5，示出了罩夹具160，具有罩120的底板126的近似形状。罩夹具160还包括突出夹具定位元件162，其穿过定位孔128且与罩柱140中的相应孔(未示出)接合，以提供罩120在罩柱140上的定位和固定。当罩120组装到罩柱140上时，罩柱140允许弹簧力(弹簧170)在罩120上向上推动，而不扭曲底板126，从而确保在与打印头组件孔板区域接合时罩120的任何扭曲都是通过壁122和卷曲唇缘表面124。图6是罩柱140、罩120和罩夹具160以及接合弹簧170的实施例的分解图。从图6可以看出，罩夹具160借助于突出夹具元件162穿过定位孔128而组装到罩120中，以与罩柱140接合且将罩120紧固到罩柱140。弹黃170在弹黃柱144上滑动。从图6还可以看出，通风孔160a和126a对齐，且与终止于通风终端140a (参见图2)的罩柱通风路径(未示出)协作，以防止罩容积中的压力尖峰。从图2 — 6可以理解，用于将柔顺罩120联接到罩滑板100的一个装置包括罩夹具160，其具有定位尖头162，用于插入穿过一个或多个定位孔。罩夹具160将罩120固定到罩柱140，且罩柱140支撑柔顺罩120的底板126。罩柱140包括容纳弹簧170的弹簧柱144。弹簧170将罩柱140联接到罩滑板100且抵抗柔顺罩120和罩柱140的向下力。罩柱140还包括定位尖头142，以将罩柱140在X-Y平面中定位在罩滑板100内，罩滑板包括插孔以容纳尖头142和限制罩柱140的行程。弹簧、定位尖头和插孔协作以允许罩柱140的万向运动。
图7A — 8描述了将柔顺罩联接到罩滑板的可选装置。可选装置包括从柔性底板向下延伸的柔性压缩构件。压缩构件包括容纳在罩滑板上形成的相应柔顺罩定位突片的槽。在罩盖操作中，压缩构件施加向上的力，使得底板折曲，所述折曲引起壁和弯曲元件的变形，从而产生期望潮湿环境。图7A是可选罩实施例的透视图。在图7A中，罩220包括薄的高度柔顺的壁222(在实施例中，在其顶部可形成弯曲元件224)和柔性罩底板226。然而，不是放置在弹簧加载的罩柱上，罩220借助于定位和压缩构件228放置在可选罩滑板中的固定突片(参见图8)上。图7B是图7A的可选示例性罩220的仰视图，更详细地示出了柔性压缩构件228。可以看出，柔性压缩构件228包括矩形槽229，与固定突片形成紧密配合，以将罩220定位和保持在罩滑板中。通风孔227在底板226中形成以释放罩220中的压力尖峰。
罩220不使用弹簧来抵抗在罩滑板移动到罩盖位置时施加到罩220上的向下力。相反，罩220的柔性底板226变形以将力传输通过壁222且因而形成期望密封。图7C是图7A的罩在施加压缩力时的简化剖视图。虽然压缩构件228是柔性的，但是其比柔性底板226更刚硬。因而，当柔性压缩构件228被压靠柔性底板226时，柔性底板226变形到虚线所示的位置，从而形成向上的力，继而通过薄的高度柔顺的壁222传输以使得壁222变形且从而形成期望密封。图8图示了容纳罩220 (和第二罩210，类似于罩220)的罩滑板实施例。可以看出，罩220使用柔性压缩构件228和在罩滑板200上形成的罩定位突片204 (在图8中以虚线示出)附连到罩滑板200。罩210类似地使用压缩构件218和突片202附连到罩滑板200。由于压缩构件228是柔性的，因而罩220可以以与罩柱140类似的方式万向运动，从而适应罩220相对于孔板区域的不共面定向。为了提供罩滑板200的期望+X/-X移动，容纳打印头组件的托架组件(未示出)借助于罩滑板销250与罩滑板200接触。当托架组件推靠销250时，罩滑板200以-X方向驱动。该-X方向移动然后例如通过斜坡转换为一些+Z方向行程。一旦完成+Z方向行程,罩滑板200处于其罩盖位置，罩210和220被压靠其相应打印头，从而密封打印头组件孔板区域不受外部环境影响且限制任何墨干燥问题。罩110/120或罩210/220的密封能力可能受到罩与孔板区域的任何不对齐影响。这种不对齐可能在X或Y方向存在。然而，由于其柔顺性能和相应罩柱的万向运动，罩110/120可以在通常遇到的不对齐的情况下提供期望密封。类似地，罩210/220的柔顺性和万向运动特征可以适应通常遇到的不对齐。
权利要求
1.一种用于喷墨打印机的装置，包括 柔顺罩，所述柔顺罩包括 底板， 从底板向上延伸的柔性壁，和 在壁上的唇缘，其中，底板、壁和唇缘限定开ロ内部容积，所述开口内部容积定尺寸为容纳喷墨打印机的打印头组件的孔板区域；和支撑所述柔顺罩的罩柱。
2.根据权利要求I所述的装置，还包括 支承所述罩柱的罩滑板，其中，所述罩柱还包括容纳弹簧的弹簧柱，所述弹簧将罩柱联接到罩滑板且抵抗柔顺罩和罩柱上的向下的力；和 罩夹具，所述罩夹具具有将罩紧固到罩柱的元件，使得罩底板夹在罩夹具和罩柱之间。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述罩柱还包括定位尖头，以将罩柱在X-Y平面中定位在罩滑板内。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述罩滑板包括插孔，以容纳定位尖头和限制罩柱的行程，且其中，弹簧、定位尖头和定位插孔协作以允许罩柱的万向运动。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述罩滑板包括罩销，在所述罩销上作用横向力以将罩滑板牵拉到柔顺罩的罩盖位置，且还包括产生横向力的托架马达。
6.根据权利要求5所述的装置，还包括X-Z方向转换机构，其中，所述罩滑板被驱动到罩盖位置，引起壁和唇缘的压縮，从而形成密封环境。
7.根据权利要求I所述的装置，其中，所述柔顺罩模制为单块元件。
8.一种用于罩盖喷墨打印机中的打印头的装置，包括 柔顺罩，所述柔顺罩包括 底板， 从底板向上延伸的柔性壁，和 位于所述柔性壁末端处的柔性弯曲部段，其中，底板、壁和弯曲部段限定容积，所述容积定尺寸为容纳打印头组件； 容纳和支撑所述柔顺罩的罩柱；和 将柔顺罩在罩柱上定位的罩夹具。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括支承所述罩柱的罩滑板，其中，所述罩柱还包括容纳弹簧的弹簧柱，所述弹簧将罩柱联接到罩滑板且抵抗柔顺罩和罩柱上的向下的力。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述罩柱还包括定位尖头，以将罩柱在X-Y平面中定位在罩滑板内，其中，所述罩滑板包括插孔，以容纳定位尖头和限制罩柱的行程，且其中，弹簧、定位尖头和插孔协作以允许罩柱的万向运动。
11.根据权利要求8所述的装置，还包括通风路径，以限制柔顺罩中的压カ尖峰，且其中，所述柔顺罩模制为单块元件。
12.一种用于罩盖喷墨打印机的打印头组件的装置，包括 柔顺罩，所述柔顺罩包括 底板，和 从底板向上延伸的壁，其中，壁和底板限定开ロ内部容积，所述开口内部容积定尺寸为容纳打印头组件； 支承所述柔顺罩的罩滑板；和 用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置，其中，在压缩力下，所述壁变形以在开口内部容积中形成密封环境。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，底板包括一个或多个定位孔，且其中，用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置包括 罩夹具，所述罩夹具具有定位元件，用于插入穿过所述一个或多个定位孔；以及罩柱，所述罩柱容纳柔顺罩且具有用于插入定位元件的凹部，其中，柔顺罩定位在罩柱上和紧固到罩柱； 其中，所述罩柱还包括 容纳弹簧的弹簧柱，所述弹簧将罩柱联接到罩滑板且抵抗柔顺罩和罩柱上的向下力，和 将罩柱在X-Y平面中定位在罩滑板内的定位尖头；以及 其中，罩滑板包括定位插孔，以容纳定位尖头和限制罩柱的行程，且其中，弹簧、定位尖头和插孔协作以允许罩柱的万向运动。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，底板是柔性的，其中，所述罩滑板包括柔顺罩定位突片，且其中，用于将柔顺罩联接到罩滑板的装置包括 柔性压缩构件，所述柔性压缩构件从柔性底板向下延伸，包括容纳柔顺罩定位突片的槽，其中，所述柔性压缩构件施加向上的力，使得柔性底板折曲，所述折曲引起壁的变形，从而形成密封环境，且其中，所述柔性压缩构件允许柔顺罩的万向运动。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述罩滑板从用大约20%玻璃纤维增强的ABS塑料模制，且其中，所述柔顺罩和压缩元件模制为单块元件。
全文摘要
一种用于喷墨打印机的装置，包括柔顺罩，所述柔顺罩又包括底板和从底板向上延伸的柔性壁、和在壁上的唇缘。底板、壁和唇缘限定开口内部容积，所述开口内部容积定尺寸为容纳喷墨打印机的打印头组件。所述装置还包括容纳柔顺罩和支撑底板的罩柱。
文档编号B41J2/175GK102858546SQ201080066534
公开日2013年1月2日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者T.L.罗思, M.L.萨尔泽, J.N.达利, D.马耶斯 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业