CN104401128B - 具有固定打印头和活动真空压印板的打印系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种打印系统，其具有：打印头组件；驱动辊，用于沿介质通路供给介质；以及真空压印板组件，所述真空压印板组件设置成相对于固定的打印头组件运动。

Description

具有固定打印头和活动真空压印板的打印系统
本申请是原申请号为201080028037.5、原申请日为2010年7月29日、发明名称为“具有固定打印头和活动真空压印板的打印系统”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及喷墨打印，特别是涉及宽格式打印系统。
背景技术
喷墨打印非常适合SOHO(小办公室，在家办公)打印机市场。各打印像素来源于打印头上的一个或多个墨喷嘴。这种形式的打印很便宜、通用，因此越来越普及。墨的喷射能够连续(见Sweet的美国专利3596275)，或者更主要是“按要求滴落”的类型，其中，各喷嘴在它经过需要墨滴的介质基体位置时喷射墨滴。按要求滴落的打印头通常具有与用于喷射墨的各喷嘴相对应的促动器。促动器能够为压电的，例如由Kyser等在美国专利No.3946398中所述。不过，近来电热驱动打印头在喷墨打印中最流行。制造商例如Canon和HewlettPackard支持电热促动器。Vaught等在美国专利4490728中介绍了这种类型的促动器在喷墨打印头中的基本操作。
宽格式打印是喷墨用途扩展的另一市场。“宽格式”能够认为是打印宽度大于17″(438.1mm)的任意打印机。不过，大部分市场上可获得的宽格式打印机具有在36″(914mm)至54″(1372mm)的范围内的打印宽度。不幸的是，宽格式打印机非常慢，因为打印头在横过纸页的一系列横向扫描带中打印。为了克服该问题，已经试图设计能够同时在纸页的整个宽度上打印的打印机。已知的页宽热喷墨打印机的示例在Rangappan的US5218754和Pond等的US5367326中介绍。页宽打印头并不横过纸页来回运行，因此明显增加了打印速度。不过，由于标准打印头技术产生的功能限制，页宽打印头组件的提出并没有获得商业上的成功。设置成在1372mm(54英寸)宽的标准纸卷的整个宽度上延伸的600dpi热气泡喷墨打印头需要136000喷墨喷嘴，并将在操作过程中产生24千瓦的热量。这大致等于24个家用棒式加热器产生的热量，且需要使用换热系统例如强制风冷或强制水冷来有效冷却。这对于大部分家庭和商用环境是不实际的，因为用于打印机的冷却系统可能需要某些类型的外部通风。没有外部通风，装有打印机的空间可能过热。
如前所述，可以采用很多不同类型的打印技术。理想的是，打印技术应当有多种所需的属性。这些属性包括便宜的结构和操作、高速操作、安全和连续长时间操作等。各种技术可以在成本、速度、质量、可靠性、功率使用、结构和操作简单、耐久性和消耗品方面有它自身的优点和缺点。一些长期的问题和目前的设计要求将通过本发明的方面来解决或改善。这些设计问题将在后面讨论。
1.介质供给
大部分喷墨打印机具有扫描打印头，该扫描打印头在介质沿介质供给通路递增前进时横过打印宽度往复运动。这允许紧凑和低成本的打印机结构。不过，基于扫描打印头的打印系统机械复杂和缓慢，以便保持扫描运动的精确控制。时间延迟也是由于介质随着每次扫描而递增停止和起动。页宽打印头通过提供跨越介质的固定打印头而解决该问题。这样的打印机具有很高性能，但是较大阵列的喷墨喷嘴很难维护。例如，当喷嘴阵列的长度与介质的宽度一样时，擦拭、覆盖和吸干都变得格外困难。维护站通常需要定位成偏离打印头。这增加了打印机的尺寸以及为了进行打印头维护而使得打印头或维护元件平移的复杂性。因此需要更简单和更紧凑的纸页宽度方案。
2.介质供给编码器
类似的，介质的精确控制对于打印质量很重要。介质纸张经过打印头的前进通常通过在介质供给通路中的尖角轮和辊对来实现。通常，尖角轮和辊监测打印头上游的纸张，而另外的尖角轮和辊在打印头的下游，以使得纸张的后边缘正确打印。这些尖角轮还能够包含在任意驱动辊中，并因此大大增加了打印机构的体积。
3.打印机操作
在墨喷射喷嘴和介质表面之间的间隙需要保持恒定，以便保持打印质量。当纸张经过打印头时精确控制介质纸张将很关键。在打印区域内的任意介质弯折或者前边缘或后边缘缺乏位置控制都能够产生可以看见的失真。
4.服务模块
维护打印头(即定期擦拭、覆盖和吸干等)需要维护站，该维护站增加了打印机的体积和复杂性。例如，扫描打印头服务模块通常位于介质供给通路的一侧，并与打印头横向偏移。这增加了打印机的横向尺寸以及使打印头平移至服务模块以便进行维护的复杂性。打印头通常在不进行打印时运动至这些服务模块。当各打印头返回它的操作位置时，它与其它打印头的对齐容易产生漂移，直到最终视觉失真(artifact)要求使得所有打印头重新对齐。在其它情况下，服务模块在打印头在介质上面充分升高时从侧部平移，以便维护打印头。这两种系统设计都在较大打印机宽度尺寸时产生缺陷，设计和控制复杂，并很难保持打印头对齐。
发明内容
本发明提供了一种打印系统，它包括：
打印区域；
驱动辊，该驱动辊定位在打印区域的输入侧；
真空压印板组件，该真空压印板组件位于打印区域下面；
打印头组件，该打印头组件与打印区域交叠并跨越该打印区域；以及
真空皮带组件，该真空皮带组件设置成从打印区域接收介质。
在一个实施例中，打印头组件具有交错阵列的打印头，这些打印头在使用过程中共同跨越介质。
在一个实施例中，真空压印板组件包括多个服务模块，各服务模块具有真空压印板，该真空压印板设置成与打印头阵列中的相应一个对齐。
在一个实施例中，服务模块设置成横过介质通路，以便在压盖或维护操作过程中与打印头接合。
在一个实施例中，系统还包括扫描仪，该扫描仪邻近真空皮带组件。
在一个实施例中，真空皮带组件具有多个单独的真空皮带。
在一个实施例中，各真空皮带共用公共的皮带驱动机构。
在一个实施例中，系统还包括介质编码器，该介质编码器嵌入真空压印板组件中。
在一个实施例中，服务模块可独立工作。
在一个实施例中，真空压印板组件还包括固定真空压印板，服务模块嵌入该固定真空压印板中，固定真空压印板定位成邻近限定打印区域的一部分介质通路，打印区域包围可由打印头同时打印的区域。
本发明的该方面适合用作宽格式打印机，其中，介质通路大于432mm(17英寸)宽。
在一个实施例中，介质通路在36英寸和1372mm(54英寸)宽之间。
在一个实施例中，打印区域的面积小于129032平方mm(200平方英寸)。
在一个实施例中，打印系统设置成当介质横过固定真空压印板供给时在介质的一个表面和另一表面之间产生小于0.2psi的压力差。
在一个实施例中，打印系统设置成当介质横过固定真空压印板供给时在介质的一个表面和另一表面之间产生在0.036psi至0.116psi之间的压力差。
在一个实施例中，真空压印板组件设置成当介质横过固定真空压印板供给时在介质上产生在4lbs至13.5lbs之间的正常力。
在一个实施例中，各真空皮带设置成在比驱动辊更快的速度下输送介质。
在一个实施例中，介质同时与驱动辊和各真空皮带接合，以使得介质相对于各真空皮带滑移。
附图说明
下面将参考附图通过示例介绍本发明的优选实施例，附图中：
图1是辊供给宽格式打印机的透视图；
图2是根据本发明的辊供给宽格式打印机的主要部件的示意图；
图3是打印区域、打印头模块、真空皮带和输入驱动辊的示意图；
图4是图3中的剖面4-4；
图5是打印引擎的正视和俯视透视图；
图6是打印引擎的侧视和俯视透视图；
图7是图5中所示的打印引擎的分解透视图；
图8是下部纸张通路组件的分解透视图；
图9是上部纸张通路组件的透视图；
图10是页宽打印头组件的透视图；
图11是打印头模块的正视透视图；
图12是打印头模块的后视透视图；
图13是打印头托架和打印头模块的后视透视图；
图14是打印头托架和打印头模块的仰视透视图；
图15是上部纸张通路组件的分解后视透视图；
图16是服务圆盘传送器(carousel)的单独透视图；
图17是服务模块的俯视透视图；
图18是服务模块的仰视透视图；
图19是服务模块的另一实施例的局部剖视图；
图20是图17和18的服务模块的分解透视图；
图21是在真空压印板中的服务模块的视图；
图22是由全宽度介质纸张覆盖的固定真空压印板的视图；
图23是当打印介质小于最大打印宽度时固定真空压印板的视图；
图24是真空皮带组件的透视图；
图25是真空皮带组件的分解透视图；
图26是墨分配系统的分解局部透视图；
图27是一些墨供给线路的视图；
图28至33是加注和排空规程的示意图；
图34是夹管阀组件的透视图；
图35是夹管阀组件的正视图；
图36是夹管阀组件的分解透视图；
图37是积聚器储存器的分解透视图；
图38是积聚器储存器的剖视透视图；
图39是用于打印引擎的控制电子元件的电路图。
具体实施方式
概述
图1表示了由介质辊4供给类型的宽格式打印机1。不过，如上所述，对于本说明书来说，宽格式打印机的意思是打印宽度超过17″(438.1mm)的任何打印机，尽管大部分市场上可获得的宽格式打印机的打印宽度在36″(914mm)至54″(1372mm)的范围内。打印引擎(也就是打印机的主要功能部件)装入细长机壳2中，该细长机壳2在各端由支腿3来支承。介质(通常为纸张)辊4在支腿3之间在机壳2下面延伸。介质5的前边缘8通过在机壳2的后部中的供给狭槽(未示出)和通过打印引擎的纸张通路(后面将介绍)供给，从出口狭槽9出来供给收集盘(未示出)。墨槽架7(只表示了一个)在机壳2的侧部。墨槽60储存不同颜色的墨，这些墨通过管路系统10而供给打印头模块(后面将介绍)。用户界面6是用于操作人员进行控制和向操作人员进行特征反馈的触摸屏或小键盘以及屏幕。
对于本说明书来说，“墨”将包括：液体着色剂，用于在介质基体上产生图像和标记；以及任何功能化流体，例如红外线墨、表面活性剂、药剂等。
图2是在打印引擎中的部件的示意图。介质供给辊64和66使得介质58从辊4展开。介质切刀62切断连续介质58，以便形成所需长度的分离纸张54。当介质被切割时，它需要在切刀62内静止(以便不会产生对角切割)。不过，辊4将保持旋转以便维持角动量。因此，开卷机供给辊66以恒定速度工作，而切刀供给辊64在切割处理过程中暂时停止。这在辊66和64之间产生延迟环路68，因为介质向上成弓形。在切割之后，连续介质58暂时以比开卷机供给辊66的速度更快的速度供给通过切刀62，以便使得延迟环路68返回它的初始位置。
介质纸张16通过涂有粗砂的驱动辊16和在固定真空压印板26上面供给。真空使得介质通路54保持与压印板的顶部平齐，以便将介质准确地保持在介质通路54中。
五个跨越介质通路54宽度的打印头模块42、44、46、48和50与固定真空压印板26相对。打印头模块并不是首尾连接，而是交错，其中两个打印头模块44、48在打印头模块42、46和50的上游。
真空皮带组件20在固定真空压印板26的紧挨着的下游。真空皮带组件提供了第二介质输送区域(第一输送区域是输入驱动辊16)。真空皮带组件20产生活动压印板，该活动压印板与介质5的非打印侧接合，且一旦介质5的后缘与输入驱动辊16脱开，就将它拉出打印区域14(见图3)。
扫描头18在真空皮带组件20的下游。当安装新的打印头模块时，测试打印供给经过扫描头18。在测试打印中的点图形被扫描，管理驱动器PCB(后面将介绍)数字对齐来自各打印头模块的打印。
图3是压印板组件28的示意图。5个打印头模块42-50交错横过42″宽的介质通路54。因为各打印头模块的服务模块22不能首尾相连地平齐对齐，因此打印头模块交错。驱动机构(后面将介绍)从各服务模块22的纵向端部伸出。而且，打印头模块需要沿横过纸张供给轴线15的方向17相互交叠。在相邻打印头模块之间的交叠处的打印由管理驱动器PCB控制，以便一起“针打”该打印，而不会有失真。
图4表示了嵌入固定真空压印板26的一个服务模块22的位置。它们的结构和操作将在后面更充分介绍。这些模块能够穿过介质供给通路54延伸，以便覆盖或擦拭在它们的相应打印头模块42至50上的喷嘴。它们还能够离开打印头模块退回，以便提供墨盂、真空压印板和/或悬浮微粒收集器。
使得打印头模块交错增加了打印区域14的尺寸，这是不理想的。当打印区域的面积增加时，保持均匀的打印间隙(在喷嘴和介质基体表面之间的间隙)变得更困难。不过，当打印头IC(后面将介绍)具有打印5个槽道的狭窄喷嘴阵列(小于2mm宽)时，用于42″宽介质的全色打印头组件具有小于129032平方mm(200平方英寸)的打印区域。在所述特殊实施例中，打印区域14有114.5平方英寸的总面积。相对较小打印区域14使得固定真空压印板26能够更小，且输入驱动辊16需要更小的力来推动介质通过打印区域。对于小于129032平方mm(200平方英寸)的打印区域，施加在介质上的真空压力能够小于0.2psi。在所示特殊示例中，固定真空压印板26在0.036psi至0.116psi范围内的真空下操作。这等于在介质上在4lbs和13.5lbs之间的正常力。
输入驱动辊16是粗砂轴，它将介质推入打印区域14中。输入驱动夹辊与输入驱动辊16相对，以便保证在介质表面和输入驱动辊的表面粗砂之间的足够摩擦力。
扫描区域36是由扫描头18在真空皮带组件20上面横过的条带。真空皮带在光学扫描过程中保持介质位置的精确控制。通过扫描测试点图形的打印，扫描头18向管理驱动器PCB发送反馈，以便使得从相邻打印头模块的液滴喷射对齐、更新死区喷嘴图、补偿错误发射的喷嘴以及其它用于优化系统打印质量的用途。
编码器轮24在两个前部打印头模块44和48之间嵌入固定真空压印板26中。在前部打印头模块44和48之间的区域是未打印位置，因此编码器轮24能够抵靠编码器夹辊38滚动。这也使得介质编码器能够尽可能靠近打印头，从而能够有更准确的正时信号。管理驱动器PCB使用来自编码器轮38的正时信号输出，以便确定液滴从打印头模块喷射的时间。不过，正时也来自在输入驱动辊16和真空皮带驱动轴(见后面)上的编码器(后面将进一步介绍)，用于当介质没有到达编码器轮38或者后边缘已经与编码器轮38脱开的时间。
真空皮带组件20的皮带速度或多或少地高于由输入驱动辊16提供的介质供给速度。不过，在输入驱动辊16和介质之间的接合比在介质和真空皮带之间的接合更强。因此，在介质和皮带之间有滑移，直到介质的后边缘与输入驱动辊脱开。真空皮带提供了运动压印板，该运动压印板只与介质的一侧接合，因此不会对打印质量产生危害。而且，横过真空皮带输送的时间向墨提供了干燥时间。
介质8的前边缘(见图1)通过真空而在皮带上保持平齐，使得扫描仪头部18能够合适地使打印点图形成像。当具有真空皮带组件20时，另一机构从打印区域14拉动介质，通过该另一机构，介质在固定真空压印板26上保持平齐。
在下述宽格式打印机中，当打印42″宽介质时真空皮带面积为42.5平方英寸。真空压力在0.036psi和0.45psi之间，这相对较小。这将在介质上保持低于最大20lbs的正常力。
悬浮微粒利用上部悬浮微粒收集器34而从介质通路54上面收集，并利用服务模块22而从介质通路下面收集。当打印头模块在快速打印速度下喷射小于2皮升的液滴时，具有很高的悬浮微粒产量，该悬浮微粒是错误发射的液滴，该液滴成为空气传播的颗粒。它们需要被除去，以便防止悬浮微粒积累在部件中和最终沾污在介质表面上。
打印引擎
图5和6是宽格式打印引擎72的整体透视图。图7是宽格式打印引擎72的分解透视图。打印引擎72的主要部件是包括基准(datum)打印头滑架76的上部通路组件74、包括真空皮带组件20的下部纸张通路组件78、包括墨瓶60和夹管阀86的上部墨分配组件80、以及包括墨槽88的下部墨分配组件82。
下部纸张通路组件
图8是下部纸张通路组件78的分解透视图，其中没有真空皮带组件20或服务模块22。输入驱动轴16和夹辊52支承在左侧机架板96和右侧机架板98之间。捆包供给辊114驱动介质经过输入纸张引导件102上方和通过在输入驱动辊16和夹辊52之间的辊隙。真空台板88在输入驱动辊16的正下游。在真空台板88中的服务孔108装有5个服务模块22(见图5)。真空台板88直接安装在基准C形槽道100上，该基准C形槽道100安装在机架板96和98之间。真空鼓风机94在真空台板88下面产生低压，以便保持非打印侧介质。
左侧基准板90和右侧基准板92在基准C形槽道100的两侧。左侧基准板90具有单个基准位置112，右侧基准板具有两个基准位置110。在打印头滑架(后面将介绍)上的基准结构置于基准位置110和112中，以便将打印头模块42-50保持在正确的打印间隙。锁106将上部纸张通路组件74在下部纸张通路组件78上保持就位。使得该锁106开锁将使得上部纸张通路组件74能够从下部纸张通路组件78向上升高，并通过弹簧负载气体支杆104而保持在升高位置。
上部纸张通路组件
图9是上部纸张通路组件74的透视图。机架框架126保持打印头滑架76和扫描仪组件18。气体支杆安装点122在机架框架126的各侧，气体支杆104(见图8)在该气体支杆安装点122处连接。打印头滑架76是用于5个打印头模块42-50(见图3)、它们的相应墨界面124和电连接单元120的壳体。打印头滑架76的后壁128具有用于墨供给管的管孔116。电缆插入在各电连接单元120的顶侧上的电缆插座124中。
打印头滑架
图10是打印头组件75的透视图，在该打印头组件75中，打印头滑架76支承5个打印头模块42-50。还可以看见以它们在打印机设计领域中的通常方式来定向的普通的XYZ轴。打印头滑架76机械挤出有三个基准结构130，这三个基准结构130固定在底板部分132的底侧(只可见两个右手侧的基准结构130)。底板部分有孔(未示出)，以便使得打印头模块42-50上的喷嘴暴露于介质或服务模块22。打印头模块(后面将介绍)抵靠底部部分132的顶侧，并使用它作为Z基准。基准结构130设置在固定于基准C形槽道100上的左侧和右侧Z基准点110和112(图8)上。基准结构130保持打印头滑架76，以使得喷嘴271的平行排270(见图27)垂直于纸轴线延伸。这提供了横过全部打印头模块保持打印间隙的精确公差的相对简单结构。打印头模块沿X方向的对齐不是很关键，因为在相邻模块之间的横向交叠是来自各模块的打印在管理驱动器PCB的控制下一起“针打”的区域。
打印头模块和打印头托架
图11和12是一个打印头模块42-50的透视图。图13和14表示了打印头模块，该打印头模块安装在它的相应墨供给界面118和电连接单元120之间。打印头模块是打印机的用户可更换部件，并非常类似于在USSN12/339039中所述的打印头模块，该USSN12/339039的申请日为2008年12月19日(我们的代理号为RRE058US)，该文献的内容被本文参引。在RRE058US中所示的打印头模块是用于A4SOHO(小办公室/家庭办公)打印机，而图11和12中所示的打印头模块有朝着模块的中间移动的进口和出口插座144和146，用于使得墨管无阻碍地布线至页宽宽格式打印机的多个打印头模块。
打印头模块42-50具有在LCP(液晶聚合物)模件138上的聚合物顶部模件134，该顶部模件134支承打印头IC(后面将介绍)。顶部模件134具有进口插座144和出口插座146，它们通过LCP模件138而与墨供给槽道流体连通。顶部模件134还有在各端处的把手凸缘136，用于在安装和取出过程中操纵模块。墨进口和出口插座(144和146)各自具有5个墨嘴142，一个墨嘴用于一个可用墨槽道。在本例中，打印机具有5个槽道：CMYKK(青色、洋红色、黄色、黑色和黑色)。
墨嘴142布置成圆，用于与墨界面118中的流体连接件148和150接合。图13表示了在墨界面118和电连接单元120之间的打印头模块。流体连接件148和150处于退回位置，在该退回位置，它们与墨嘴142脱开。墨通过管束152(为了清楚，只表示了通向输入流体连接件的管束)而供给流体连接件。通过压低流体连接件驱动操作杆154，两个流体连接件同时前进至伸出位置，在伸出位置，它们与各墨嘴142形成密封的流体连通。墨界面118、电连接器120和基准C形槽道100的底板132产生了用于各打印头模块42-50的托架。为了取出打印头模块，流体连接件148和150退回，用户抓住凸缘136，以便将它提出。
图14表示了在墨界面118和电连接单元120之间的打印头模块42的下侧。电连接单元120通过弹性电极162的线而向打印头模块提供电力和数据。电极162定位成与柔性PCB(柔性印刷电路板)156上的接触垫140弹性接合，该柔性PCB156固定在LCP模件138上。在柔性PCB156上的导电迹线引导到密封在密封剂珠158中的一系列引线接合部。引线接合部使得柔性PCB156与十一打印头IC160的线连接。各打印头IC160具有喷嘴阵列，该喷嘴阵列具有喷嘴，该喷嘴布置成在与纸张轴线(即在打印区域中的纸张供给方向)垂直地延伸的平行排中。用于制造合适打印头IC160的平版蚀刻和沉积步骤在USSN11/482953中介绍，该USSN11/482953的申请日为2006年7月10日(我们的代理号为MTD001US)，该文献的内容整个被本文参引。打印头IC160小于2mm宽，且各自具有用于各颜色槽道的至少一排喷嘴。因此，宽格式打印机只需要两个交错排的打印头模块，以便提供页宽打印头组件。这又使得打印区域和固定真空压印板26具有较小表面面积。
图15是表示在上部纸张通路组件74中的打印头模块46、电连接器120和墨界面118的分解透视图。打印头驱动器PCB164在各电连接器120的内部，该打印头驱动器PCB164具有通向弹性电极162的线的迹线。打印头驱动器PCB164控制与它连接的打印头模块46的打印操作。所有打印头驱动器PCB164在管理驱动器PCB(后面将更详细介绍)的超越控制下共同操作。
上部悬浮微粒控制器
图15还表示了在用于扫描仪18的盖166的前面安装在机架126上的上部悬浮微粒收集器34。悬浮微粒排出风扇168产生离开介质的打印表面的气流，并通过过滤器170排出。空气传播的墨颗粒夹带在气流中，并收集在过滤器170中。
打印头服务模块
图16至20详细表示了一个服务模块22。旋转的圆盘传送器172具有三个分开的打印头维护站-压盖器202、墨盂/真空压印板200以及微纤维擦拭辊196。圆盘传送器172安装成在两个滑动安装件174之间旋转。圆盘传送器马达192使得圆盘传送器172旋转，直到合适的维护站提供给打印头。圆盘传送器172通过支承抵靠滑动安装件174的升高凸轮188而升高和降低，该滑动安装件174在块引导件176中滑动。块引导件176安装在基底托盘178上，该基底托盘178再置于基准C槽道100的顶部中的一个孔内(见图8)。
升高凸轮188与凸轮轴190键连接，该凸轮轴190安装成用于在块引导件176内旋转。凸轮轴由升高马达194来驱动。凸轮轴190的角度旋转由升高凸轮传感器186来感测，圆盘传送器172的旋转由圆盘传送器传感器198来监测。这些传感器的输出报告给服务PCB204，该服务PCB204协调升高马达194和圆盘传送器马达192的操作，以便在管理驱动器PCB的超越控制下提供各种服务功能(见图39)。例如，压盖需要圆盘传送器马达192使得圆盘传送器172旋转，以使得压盖器202提供给打印头，然后，升高马达194使得升高凸轮188旋转至它们升高的角度位移，以使得压盖器超过真空台板88穿过介质通路54延伸至与打印头模块42-50接触。
圆盘传送器马达192还在擦拭操作过程中使得擦拭辊196旋转，以便清除溢出的墨和纸屑。微纤维是合适的吸附辊材料，它很容易从打印头IC160上除去墨和污染物，而不会损坏它们自身的精细的喷嘴结构。当擦拭辊196横过固定在块引导件176之间的刮墨刀180拉动时，微纤维还很容易释放它积累的墨。
圆盘传送器172的芯还能够保持一定量的废墨。通过由多孔材料例如PorexTM来形成芯并结合空腔，将使得圆盘传送器的容量能够用于“保湿液滴”喷射的墨(即为了防止喷嘴干燥而喷射的墨滴)，或者墨清除(即高频过度驱动喷射)，用于除去空气泡、沉积的干燥墨等。废墨从圆盘传送器172通过墨出口182排入贮槽供给管184中。
下部悬浮微粒去除
图19是可选圆盘传送器172的示意截面图。代替擦拭辊，圆盘传送器172通过一系列聚合物叶片206来擦拭打印头IC160。还表示了真空压印板200的操作。空气从圆盘传送器芯210中的中心空腔208抽出。这产生了从打印空隙216向下经过一系列中心孔212流入中心空腔208的空气流。补充(make-up)空气孔214使得中心空腔208沿中心孔212而与中间点连接。进入中心空腔208的补充空气通道218提供了补充空气，该补充空气夹带入来自打印间隙216的流体流中。保湿液滴和悬浮微粒都夹带在通向中心空腔208的空气流中。
多模式打印头服务
图21至23示意表示了打印头组件的多模式服务。图21表示了在固定真空压印板26中的5个服务模块220-228相对于介质编码器轮24、输入驱动辊16和上部悬浮微粒收集区域230的位置。当在纸张通路中没有介质时，服务模块能够处于压盖模式(服务模块220、222、224和228)或一个服务模式(服务模块226)。服务模式是擦拭模式或墨盂模式。对于大部分压盖的打印头模块，上部悬浮微粒收集系统34(见图4)停用。管理驱动器PCB(见图39)单独操作服务模块220-228，以便提供用于页宽打印头组件的更多种服务规程。
图22表示了打印介质纸张5的打印机，该介质纸张5覆盖介质通路54的最大宽度。当完全覆盖时，服务模块220-228处于真空压印板模式(见图19)。在该模式中，服务模块220-228用作与打印区域14的固定真空压印板26配合的真空压印板。在介质纸张5上面，上部悬浮微粒收集系统34将墨悬浮微粒吸走。
图23表示了打印介质纸张5的打印机，该介质纸张5并没有覆盖介质通路54的最大宽度。介质纸张5并没有完全覆盖服务模块222和226，因此它们以墨盂模式操作。打印头模块44和48(见图3)具有喷嘴阵列，该喷嘴阵列根据打印数据而局部喷射墨，且喷嘴阵列的其余部分打印保湿液滴，以便防止这些未压盖、未打印的喷嘴干燥。服务模块224完全由介质纸张5覆盖，因此以真空压印板模式操作。在真空压印板模式和墨盂模式中，空气都吸入真空压印板200的中心孔212中，如图19中所示。在墨盂模式中，打印操作产生悬浮微粒，该悬浮微粒通过上部悬浮微粒除去系统34以及进入真空压印板200的空气流而除去。这提供了下部悬浮微粒除去系统，以便补充上部悬浮微粒除去系统34的操作。
真空皮带组件
图24和25表示了真空皮带组件20。C形槽道机架242支承7个有孔的真空皮带234。马达256通过皮带240而驱动滑轮238。滑轮238驱动真空皮带驱动轴236，该真空皮带驱动轴236再驱动用于各真空皮带234的驱动辊262。真空皮带编码器轮258安装在驱动轴236上，以便一旦介质纸张的后边缘脱离真空压印板编码器轮24(见图3)就向管理驱动器PCB(见图39)提供编码器脉冲，用于产生喷嘴发射时间。
各惰性辊246与驱动辊262相对。各惰性辊246通过弹簧负载皮带张紧器260而偏压离开驱动辊262，以便保持正确的皮带张力。真空皮带空腔件254在各真空皮带234的惰性辊246和驱动辊262之间，该真空皮带空腔件254开口于各侧和有孔皮带的顶部部分。增压部分244在各真空皮带空腔件254之间，该增压部分244开口于各侧和底部(除了增压部分的两个端部264，这两个端部的外侧和底侧都封闭)。用于增压腔室252的增压腔室吸入口248在增压部分244的底部开口处。
三个真空鼓风机250安装在C形槽道机架242的下面。在C形槽道242的顶部中的开口(未示出)使得真空鼓风机250能够在增压腔室252中抽真空。在增压腔室252中的低压降低了在增压部分244和真空皮带空腔件254中的空气压力。空气通过各真空皮带234的顶部部分吸入。当由介质纸张覆盖时，在内部空腔件和大气之间的压力差向纸张施加正常力。在增压腔室中抽吸的真空设置成这样，当介质纸张5处于输入驱动辊16的辊隙中时(见图2)，介质纸张能够相对于真空皮带234滑移。
当介质的后边缘脱开输入辊时，供给速度与真空皮带速度匹配。在该阶段，发射脉冲的喷嘴利用真空驱动轴编码器轮258来定时。这避免了在打印中在介质纸张的后部部分处的失真。
墨输送系统
图26是墨分配系统的部件的后部局部透视图。较大的墨储存器266通过重力而由瓶60进行供给(见图7)。积聚器储存器70再通过重力而由相应的墨储存器266供给。各积聚器储存器70通过单个墨槽道而供给全部打印头模块42-50(见图2)。如图27中所示，打印头模块将喷嘴271布置成柱形组270。各平行柱形喷嘴组270分别对应于一个墨容器和一个积聚器储存器70。返回管线(后面将介绍)通过蠕动泵268而返回积聚器70。各打印头模块42-50有通过各夹管阀组件86(后面将更详细介绍)而在供给管线和返回管线之间的旁通管线。图27表示了通向打印头模块的流体回路的很小部分，其中省略了阀、传感器和泵。应当知道，墨输送系统复杂和通用，但是需要系统管布线结构，以便容易维护、测试和制造。
结构横向部件316在下部纸张通路组件78的左侧板和右侧板96、98(见图8)之间延伸。墨储存器266安装在比积聚器储存器70更高的高度处，该积聚器储存器70悬挂在横向部件316的下面，用于通过重力而由管294供给。管路盖318与横向部件316一起形成空腔，用于保持管路。积聚器储存器70也安装成使得它们处于相对于喷嘴271更低的高度。在所述系统中，在积聚器储存器70中的墨高度保持低于喷嘴271大约65mm至85mm。这在喷嘴271处的墨中产生负的流体静压力，以使得弯月形墨不会向外凸出，该向外凸出将容易通过与纸屑等的芯吸接触而泄露。
下面将参考图28至33中所示的视图来介绍打印头模块的相继加注、排空和气泡清除。这些视图涉及单个墨槽道(即颜色)，且只表示了打印头模块42。
积聚器储存器70具有浮阀284，该浮阀284使得流体高度280保持在很小范围内。用于浮阀284的浮动促动器286设置成将流体高度280保持为低于喷嘴高度292大约65mm至85mm。
在积聚器储存器70中的倾斜过滤器288覆盖通向供给管线272的出口320。供给管线272具有通向打印头模块42的供给分支管线302。其它供给分支管线296伸向其余打印头模块44至50(未示出)。供给管线阀298处于供给分支管线302中，用于选择地关闭在打印头42和供给管线272之间的流体连通。
返回管线274从来自打印头的返回分支管线304、414通向蠕动泵268，该蠕动泵268用于对打印头进行加注和排空以及从系统除去气泡。供给管线272还导向旁通管线276，该旁通管线276通过旁通阀278而使得供给管线与返回管线连接。
泵268在两组止回阀324和326之间，各止回阀324和326有流出泵过滤器306。这保证在泵268中剥落的特殊污染物不会到达打印头，而不管泵的操作方向如何，同时还使得泵能够在任意时候迫使墨只流过一个过滤器。安全减压阀308保证止回阀324和326不会受损。返回管线274在返回管线进口322处连接积聚器储存器，该返回管线进口322位于墨高度280上面大约45mm至55mm。这使得泵268能够在旁通阀278关闭时在供给管线272和返回管线274之间产生流体静压力差。
返回管线274具有手动三通阀310，该手动三通阀310能够将流体流引向贮槽，而不是泵268。这能够人工纠正墨的交叉污染。类似的，积聚器供给管294也有手动三通阀312，以便在总体颜色交叉污染时使得流体流转向贮槽。
在积聚器储存器70中的顶部空间通过阀290而向大气通气。该阀包括过滤器，以便在积聚器储存器70中保持来自于墨的空气传播的颗粒。
首先，旁通阀278打开，用于各打印头的供给管线阀298和返回管线阀300关闭，泵268使得供给管线272、旁路管线276(见图29)和返回管线274加注，该返回管线274包括过滤器306、止回阀组324和326以及泵268自身(见图30)。打印头42至50再相继加注。
参考图31，旁通阀278关闭，用于打印头42的供给管线阀298和返回管线阀300打开。泵268向前泵送(泵沿顺时针方向旋转，如图中所示)，墨通过供给分支管线302而吸入打印头42。一部分(slug)移动空气吸入返回管线274中。如图32中所示，泵268继续运行，直到空气从返回管线274清除。供给管线阀298和返回管线阀300再次关闭，且对于下一个要进行加注的打印头，重复该处理。
一旦所有打印头都被加注，泵268并不在打印过程中操作。图28表示了在打印工作过程中的流体流。供给打印头42-50的墨通过毛细管压力而产生，以便重新充装喷嘴。毛细作用通过由与积聚器墨高度280的高度差产生的负流体静压差(该负流体静压差用于降低毛细作用)而驱动墨重新充装流速。因此，将高度差设置在可工作范围内是最实际方案，它避免在喷嘴处的交叉污染，但是并不阻碍重新充装流速。
图33表示了排空规程。旁通阀278打开，用于全部打印头42-50的供给管线阀298和返回管线阀300关闭。泵268沿相反方向运行，空气通过返回管线274、旁通管线276和供给管线272抽吸。然后，很容易地打开用于故障打印头的供给管线阀298和返回管线阀300，关闭旁通阀278和反向再运行泵268一段时间，以便使得打印头排空。一旦进行更换，将对于各打印头42-50运行加注规程，以便保证清除在分支管线中的离散气泡。
夹管阀
图34至36表示了在整个墨分配系统中广泛使用类型的一种夹管阀组件86。DC马达328驱动安装在端帽344和侧板346之间的凸轮轴330。凸轮轴330穿过弹性板334延伸，以使得凸轮332在旋转时与弹性板334的底部接合。阀座340限定了用于管10的5个管开口348。
当凸轮332与弹簧板334在它的最小半径处接合时，管10并不压缩或者压缩可忽略，且夹管阀打开。当凸轮旋转成使得它与弹簧板334的底部(在它的最大半径时)接合，弹簧板向下按压在管10上(借助于压靠在盖338上的弹簧336)，以便夹紧管关闭。
夹管阀并不是最可靠的阀，经常有少量泄露。不过，夹管阀组件86具有特别基本的设计，这降低了它们的单位成本。这是这里所述的宽格式打印机的最大优点，该宽格式打印机在整个墨分配系统中使用大量的阀。而且，对于各种墨流动控制操作，完全无泄露的阀密封并不必须。流动结构将足够升高上游压力，以便加注(或排空)打印机的特殊区域。因此，简单和便宜的夹管阀组件86的缺点对于这里所述的宽格式打印机1(见图1)是无关紧要的。
积聚器储存器
相对于它们的操作的复杂性，积聚器储存器70也很便宜。图37和38表示了积聚器储存器70的单独部件。储槽356保持浮动件286和浮阀360。可以添加玻璃珠362以便增加浮动件286的重量/降低它的浮力。浮动件通过盖352和底板342而密封关闭。一对操作杆臂354与在储槽356内的相应一对铰接点366接合，使得浮动件286能够在储槽356内进行成角度地移动。
储槽盖350密封储槽356的开口顶部，但是内部仍然通过通气阀290而与大气通气。进口歧管358密封在储槽356的底部。出口是简单的管320，该管320由一个微过滤器288来覆盖。阀杆360靠近浮动件的自由端钩在浮动件286上。伞形止回阀364在阀杆360的底部，该伞形止回阀364密封在储槽356底部中的开口。
当储槽356中的墨高度降低时，浮动件286降低，且压仓弹子362的重量迫使阀杆360打开伞形阀364在开口处的密封。这使得进口歧管358中的墨能够在由于墨重力产生的压力下进行供给，以便流过开口进入储槽356。这升高了墨高度，因此升高了浮动件286的高度，以使得阀杆360再次升高伞形阀364，以密封关闭管356中的开口。
控制电子元件
图39是电控制系统的线路图。所有的电、电子和微电子部件都直接或间接地处于管理驱动器PCB400的控制。不同的子组件可以使得它们的部件通过它们自身的PCB来操作，例如墨分配泵送子组件PCB370、或者甚至打印头模块PCB372-380，但是该操作通过管理驱动器PCB400的超越控制来调整。
其它电驱动部件例如夹管阀组件384和真空鼓风机382由管理驱动器PCB400直接控制。

Claims (7)

1.一种打印系统，包括：
打印头组件，该打印头组件具有打印头的交错阵列，所述打印头相互交叠，以便在打印头之间没有间隙的情况下共同跨越介质通路；
用于沿介质通路供给介质的驱动辊；以及
真空压印板组件，所述真空压印板组件包括固定的真空压印板和嵌入在所述固定的真空压印板中的多个可移动的模块，各模块具有被设置成与打印头的交错阵列中的相应的一个打印头对齐的真空压印板，
其特征在于，所述固定的真空压印板定位成邻近限定打印区域的介质通路的一部分，所述打印区域包围可由打印头同时打印的区域。
2.根据权利要求1所述的打印系统，还包括：真空驱动的介质输送区域，所述真空驱动的介质输送区域设置成从所述固定的真空压印板接收介质。
3.根据权利要求1所述的打印系统，其中：每个模块设置成横跨介质通路，以便在压盖或服务操作过程中与打印头之一相接合，每个模块是可旋转的并且还包括压盖器和擦拭器，使得所述压盖器或擦拭器在压盖或服务操作过程中被提供给打印头阵列中的一个打印头。
4.根据权利要求2所述的打印系统，还包括：扫描仪，所述扫描仪邻近真空驱动的介质输送区域。
5.根据权利要求2所述的打印系统，其中：真空驱动的介质输送区域具有多个单独的真空皮带。
6.根据权利要求5所述的打印系统，其中：各真空皮带共用公共的皮带驱动机构。
7.根据权利要求1所述的打印系统，还包括：介质编码器，所述介质编码器嵌入所述固定的真空压印板中。
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