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CN1951698B - 打印头的安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于打印头(14)的安装结构，打印头(14)具有一接触面(22)和一与供墨线连接的联接元件(24)。该安装结构包括一个壳体(10)，该壳体限定了一个在其内容纳打印头的隔仓(12)，和一个偏压机构，该偏压机构偏压打印头使之与隔仓(12)的内壁接合。该偏压机构包括一个闭锁元件(40)，该闭锁元件安装在壳体(10)上且在一打开位置与一闭锁位置之间相对于该壳体可移动，该闭锁元件在打开位置上允许打印头插入隔仓，而在闭锁位置上将打印头固定在隔仓中，还包括一个接触元件(52)，该接触元件适于顶着闭锁位置上打印头的接触面施加作用力。供墨线的一个配合联接元件(64)安装在闭锁元件(40)上，从而在闭锁元件(40)移入闭锁位置时与打印头的联接元件(24)接合。

Description

打印头的安装结构
技术领域
本发明涉及一种打印头的安装结构，打印头具有一个接触面和一个与供墨线连接的联接元件，该安装结构包括一个壳体，该壳体限定了一个在其内容纳打印头的隔仓(bay)，和一个偏压机构，该偏压机构偏压打印头使之与隔仓的内壁接合，该偏压机构包括一个闭锁元件，该闭锁元件安装在壳体上且在一打开位置与一闭锁位置之间相对于该壳体可移动，该闭锁元件在打开位置上允许打印头插入隔仓，而在闭锁位置上将打印头固定在隔仓中，还包括一个接触元件，该接触元件适于顶着闭锁位置上打印头的接触面施加作用力。本发明还涉及一种打印头与该安装结构的组合和一种具有该安装结构的喷墨打印机的滑架。
背景技术
US-B1-6481829披露了一种上述类型的安装结构，该安装结构包括一个配合联接元件，以与打印头的联接元件接合。该配合联接元件安装在第一杆上，而闭锁元件由第二杆形成，该第二杆适于将第一杆锁在多个联接元件接合的位置上。
EP-A-1389530披露了一种喷墨打印头的安装结构，其中，分别安装在打印头和壳体上用以建立供墨线的联接元件在打印头插入隔仓时彼此自动接合。在该安装结构中，打印头通过隔仓内的倾斜运动处于其最终位置，该倾斜运动使得联接元件彼此接合。
US-A-5646665披露了另一种具有集成墨盒的喷墨打印头的安装结构。打印头具有形成在一突伸部分上的喷嘴面，该突伸部分通过一个形成在隔仓壁中的开口突伸，从而面向打印介质。打印头还具有与一弹性偏压的接触元件接合的接触面，以在控制电路和与打印头的喷嘴相连的致动器之间形成电触点。在该安装结构中，打印头的偏压机构在自隔仓壁突伸的弹簧的自由端上包括一低摩擦凸轮。当插入打印头时，凸轮卡扣在斜坡面上，以将打印头固定在隔仓内其最终位置上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装结构，其容易操纵且在打印头分别插入和拆卸时确保了联接元件可靠的接合和脱离。
根据本发明，供墨线的配合联接元件安装在闭锁元件上，从而在闭锁元件移入闭锁位置时与打印头的联接元件接合。
因此，闭锁运动还用于使供墨线的联接元件彼此接合。因此，单一操作足以将打印头锁定就位并使其联接元件与供墨线连接。相反，当将要拆卸打印头时，闭锁元件的解锁运动会在打印头从隔仓中取出之前使联接元件自动脱离。这就特别有利地可靠防止了用户在从隔仓中拆卸打印头时对联接元件无意中造成的损害。
本发明的有效细节和进一步的改进在从属权利要求中给出。
优选的是，为了提高准确性和可靠性地在隔仓内定位和固定打印头，偏压机构包括一个辊子，该辊子安装在一根轴上，该轴弹性地支承在闭锁元件上，以在闭锁元件处于闭锁位置时，将辊子偏压到形成在打印头上的斜坡面上.斜坡面的垂直线在一个由两相互正交的方向跨过的平面中延伸且相对于所述两方向倾斜.按此方式，打印头同时在两相互正交的方向上偏压到隔仓的壁上.
辊子替代凸轮与打印头的斜坡面接合的应用减少了必须在打印头处于其最终位置时克服的摩擦力，由此确保了打印头高度可靠地到达其预定的位置上。此外，由于偏压机构包括活动的闭锁元件，就可利用该闭锁元件的运动来优化辊子压靠斜坡面的方向，于是打印头就以良好限定的方式与支承点接合，并且可以安全地克服支承点上出现的摩擦阻力。
优选的是，闭锁元件是一根杆，其枢转地支承在壳体上并在到达闭锁位置时卡扣在壳体的掣子上。为了确保联接元件在线性运动中接合，壳体侧面上的联接元件优选用固定的导向件引导，并借助于索具(rig)悬在杆上，该索具将杆的枢转运动转化成联接元件沿着导向件的线性运动。
辊子的轴优选安装在绕着由闭锁元件限定的支点枢转的两臂辅助杆的第一臂上，将辊子偏压在斜坡面上的弹簧支承在辅助杆的第二臂与闭锁元件的一部分之间。优选的是，采取这样的布置方式，即，当闭锁元件处于闭锁位置时，辊子在大致垂直于斜坡面的方向上压在斜坡面上。因此，由辊子施加到斜坡面上的作用力就具有在所述的两相互正交的方向上将打印头压在支承点上的分量。
一接触元件被布置成弹性地沿着所述方向之一偏压在打印头的接触面上，于是得以通过由辊子施加的作用力分量之一可靠地克服偏压力。
优选的是，一条通过辊子的轴且通过辅助杆支点的虚直线大致垂直于斜坡面但不完全垂直地延伸。因而，当闭锁元件处于闭锁位置时，通过辅助杆传递的比较大的作用力分量就会使辊子紧紧压住斜坡面，而该作用力较小的分量会使得辊子沿着斜坡面滚动且使得辅助杆克服弹簧的作用力绕着其支点枢转。然后，当闭锁元件处于闭锁位置时，弹簧持续将辊子偏压在斜坡面上，且斜坡面的楔劈作用确保打印头以增大的作用力压在支承点上。
附图说明
现在结合附图描述本发明的优选实施例，其中：
图1是喷墨打印头的安装结构的剖面图；
图2是打印头的独立视图；
图3示出了打印头插入过程中图1的安装结构；
图4是安装结构的顶部俯视图；
图5和6是联接元件分别在未联接和联接状态下的剖面图；
图7是图5所示联接元件之一的悬挂和导向机构的剖面图；
图8是沿着图7中线VIII-VIII所示的剖面图；
图9和10是示出了悬挂和导向机构在不同情况下位置的示意图。
具体实施方式
如图1所示，可形成喷墨打印机一部分滑架的壳体10限定了容纳打印头14的隔仓12。
已在图2中单独示出的打印头14具有基本上为矩形的盒状形状，带有突起16，其通过接近隔仓12左边角的底壁内的开口向下突伸并限定了喷嘴面18。打印头在顶侧装有手柄20、斜坡面22以及联接元件24，其中，手柄20能抓住打印头并将打印头插入隔仓12中，联接元件24使打印头与供墨线连接。在图2的左上角，打印头具有侧向向下突伸的鼻形部26。
打印头的打印元件是由许多形成在喷嘴面18中且在图中看不见的喷嘴形成的。这些喷嘴必须相对于壳体10非常高度精确地定位。为此目的，打印头14在三个支承点28、30和32支承在隔仓12中，这三个支承点28、30和32在打印头与隔仓12的壁之间限定了实际上为点状的小接触区域。支承点28由与打印头的鼻形物26接合的壳体的水平壁形成。支承点30由打印头边角内与鼻形物26对角线地对置的小凸起形成。该凸起可形成在打印头上或壳体上。支承点28和30限定了垂直Y方向(定义为自打开侧朝向隔仓底部的方向)上的打印头位置和打印头垂直于图1中图所在平面绕着Z轴的角位置。第三支承点32形成在也限定了支承点28的壳体壁的端面上。支承点32限定了打印头在水平X方向上的位置。
打印头14在内部装有多个与各个喷嘴相连的致动器(未示出)。这些致动器由设在打印头外部的控制电路(未示出)控制。控制电路与致动器之间的电连接是由排列在打印头的接触面34内的电触点和弹性地偏压在接触面34上的接触元件36提供的。接触面34形成在打印头端壁中接触点28和32的下方。因而，接触元件36的偏压力趋于沿(负)X方向将打印头推离支承点32。
偏压机构38被设置成使打印头克服接触元件36的作用力而与所有三个支承点28、30和32紧紧接合。偏压机构包括闭锁元件40，其与壳体10枢转地连接且可绕着轴42枢转。该轴42大致在支承点28和32的高度布置于与这些支承点相对置的打印头的侧面上。闭锁元件40的自由端形成弹性爪44，其在图1所示的情况下通过卡扣在掣子46上而将闭锁元件固定在闭锁位置上。
两臂辅助杆48布置在闭锁元件40的内部且可绕着由闭锁元件限定的支点50枢转。辅助杆48的第一臂支承与打印头的斜坡面22接合的辊子52。压缩弹簧54支承在闭锁元件40上且趋于使辅助杆48沿图1中的顺时针方向绕着支点50倾斜，由此顶着斜坡面推动辊子52。由于斜坡面22的垂直线相对于平面(X，Y)中的X方向倾斜，也相对于Y方向倾斜，则辊子52施加到斜坡面22上的作用力具有两个分量，一个分量顶着支承点32沿X方向推动打印头14，一个分量顶着支承点28和30沿Y方向推动打印头14。
图3示出了打开位置上的闭锁元件40，在该位置上允许将打印头14插入隔仓12中。弹簧54顶着止挡56推动辅助杆48的第二臂。
在图3中被打印头14覆盖的隔仓12的后壁装有三个附加的支承点58，它们已在图3中以虚线示出，图4中还能看到其中的两个。这些支承点58限定了打印头14在Z方向上的位置，更确切地说，是打印头在X和Y方向上移动的平面的位置。片簧60布置在与支承点58相对置的隔仓12的内壁上且顶着这些支承点推动打印头。因而，当打印头插入隔仓中时，不得不克服由片簧60和支承点58产生的摩擦力。
在图3中，打印头已插入隔仓中，直到鼻形物26与支承点28接合.不过，接触元件36已将打印头推离支承点32并使其稍稍倾斜，于是接触元件也不与支承点30接触.当闭锁元件40绕着轴42朝向图1所示的闭锁位置逆时针枢转时，辊子52将会撞击斜坡面22并将在X和Y方向上推动打印头.
应该注意的是，斜坡面22位于比轴42要高一些的水平面上且朝着该轴倾斜。因而，辊子52碰撞斜坡面22时的弓形运动方向几乎与该斜坡面垂直。更具体地说，辊子52的路径与斜坡面22之间的角度大于45度，优选大于80度。
同样，形成在斜坡面22与通过支点50和辊子52的轴的虚直线之间的角度远大于45度。因而，支点50经由辅助杆48施加到辊子52上的作用力具有一个沿着垂直于斜坡面22的方向的主分量和一个沿着平行于斜坡面的方向的很小的分量。因此，当闭锁元件40最终锁定在闭锁位置上时，辊子52施加了一个较大的作用力，该力可靠地将打印头压至与所有三个支承点28、30和32按合。
平行于斜坡面22引导且由此不被斜坡面的反作用力抵消的较小的力分量使得辊子52以低摩擦沿着斜坡面22滚动，从而在弹簧54压缩的情况下绕着支点50倾斜辅助杆48。弹簧54的力随后安全地将打印头保持在预期位置上。
如图4所示，壳体10可形成多个隔室62，其中的每一个都容纳有一个打印头并装有一个如上所述的安装结构。这些安装结构确保所有打印头相对于壳体10且因此相对于彼此精确定位。
在如图1所示的情况下，当将要拆卸打印头14时，足以将爪44撤离掣子46且随后使闭锁元件40倾斜到图3所示的打开位置。
如图1和3所示，打印头的联接元件24可与配合联接元件64连接和分开，该配合联接元件64自身可与供墨线(未示出)连接。联接元件64在导轨66中导向，导轨66卡紧在轴42上且固定地保持在壳体10中，于是在已插入打印头14时，联接元件24和64彼此对齐。
图5和6分别是未联接和联接状态下联接元件24和64的纵剖面图。
联接元件24具有本体68，其限定了与打印头14的内部相通的通道70。在图5中，通道70的端部被由橡胶弹性材料制成的环形密封元件72封闭。密封元件72被盖帽74锁定就位。
配合联接元件64具有一个圆柱形本体76，其限定了与柔软的供墨管(未示出)连接的连接器78。活塞80滑动地在本体76中导向并包围环形套筒82。穿过套筒82并延伸的针84利用其后端装配在连接器78中。在图5中，弹簧86将活塞80偏压到由键(未示出，其形成在本体76的内壁上且与活塞80的凹槽接合)限定的终端位置上。针84具有闭合的前端和侧向开口88，侧向开口88在活塞80的终端位置上位于套筒82的内部。套筒82可在针84上滑动并在开口88的两侧上限定了两个密封部分，于是套筒就形成了闭合供墨线的阀。
当联接元件24和64彼此接合时，如图6所示，盖帽74克服弹簧84的作用力将套筒82和活塞80推回到圆柱形本体76中。因此，针84的前端穿透密封元件72，使得其开口88与通道70相通，由此将打印头和供墨线连接起来。当将联接元件64拉离联接元件24时，图5所示的情况由弹簧86自动恢复。
闭锁元件40是一个U形元件，具有两个平行的侧壁90，图7的横剖面中示出了其一部分.弓形索具92利用两个同轴的枢转销94悬挂在闭锁元件40中，枢转销94与侧壁90中的长条孔96接合.联接元件64的本体借助于轴98悬挂在索具92中，轴98可旋转地支承在索具92中偏离枢转销94的位置上.导向板100与联接元件64的本体一体成型并在导轨66中导向.
图8是示出了索具92细部构造的侧视图。
图9和10示意性地示出了联接元件64的运动，此时闭锁元件40在打开位置(图9)和闭锁位置(图10)之间移动。在图9中，枢转销94在长条孔96中的运动允许闭锁元件40足够宽地打开，使得打印头14可如图3那样地插入。当闭锁元件逆时针旋转时，枢转销94移动到长条孔96的相对端，如图10所示。随后，在闭锁元件40绕着轴42持续枢转的运动过程中，枢转销94被闭锁元件向前推，且索具92的倾斜运动将枢转销94绕着轴42的弓形运动转化为联接元件64顺沿导轨66的线性运动，直到闭锁元件40已到达其闭锁位置且联接元件64与打印头的联接元件24联接，如图1和6所示。

Claims (15)

1.一种用于打印头(14)的安装结构，打印头(14)具有一接触面(22)和一与供墨线连接的联接元件(24)，该安装结构包括一个壳体(10)，该壳体限定了一个在其内容纳打印头的隔仓(12)，和一个偏压机构(38)，该偏压机构偏压打印头使之与隔仓(12)的内壁接合，该偏压机构(38)包括一个闭锁元件(40)，该闭锁元件安装在壳体(10)上且在一打开位置与一闭锁位置之间相对于该壳体可移动，该闭锁元件在打开位置上允许打印头插入隔仓，而在闭锁位置上将打印头固定在隔仓中，还包括一个接触元件(52)，该接触元件适于顶着闭锁位置上打印头的接触面施加作用力，其特征在于，供墨线的一个配合联接元件(64)安装在闭锁元件(40)上，从而在闭锁元件(40)移入闭锁位置时与打印头的联接元件(24)接合。
2.如权利要求1所述的安装结构，用于打印头(14)，该打印头适于在多个支承点(28、30、32)与隔仓(12)的内壁保持接合，该支承点在两相互正交的方向(X、Y)上限定打印头的位置，该打印头的接触面为斜坡面(22)，其具有在闭锁元件(40)处于闭锁位置时在由两所述方向(X、Y)横跨的平面中相对于两所述方向(X、Y)倾斜的垂直线，其中该接触元件是一个辊子(52)，该辊子安装在一根轴上，该轴弹性地支承在闭锁元件(40)上以将辊子(52)偏压在斜坡面(22)上。
3.如权利要求2所述的安装结构，其特征在于，辊子(52)的轴安装在绕着由闭锁元件(40)限定的支点(50)枢转的两臂辅助杆(48)的第一臂上，将辊子(52)偏压在斜坡面(22)上的弹簧(54)支承在该辅助杆(48)的第二臂与闭锁元件(40)的一部分之间。
4.如权利要求3所述的安装结构，其特征在于，当打印头插入隔仓(12)中且闭锁元件(40)处于闭锁位置时，通过辊子(52)的轴和辅助杆(48)的支点(50)的虚直线与斜坡面(22)形成大于45度的角度。
5.如前述权利要求中任一项所述的安装结构，其特征在于，该闭锁元件(40)是一根杆，其可相对于壳体(10)绕着一轴(42)旋转。
6.如权利要求5所述的安装结构，其特征在于，所述配合联接元件(64)在一线性导轨(66)中导向，该导轨(66)相对于壳体(10)固定不动，且所述配合联接元件(64)还通过一索具(92)与闭锁元件(40)相联，该索具将闭锁元件(40)的枢转运动转化为联接元件沿着导轨的线性运动。
7.如权利要求5所述的安装结构，其特征在于，轴(42)相对于隔仓(12)的位置是这样的，即，当闭锁元件(40)旋转时，辊子(52)的弓形路径以大于45度的角度碰撞斜坡面(22)。
8.如权利要求7所述的安装结构，其特征在于，辊子(52)的弓形路径以大于80度的角度碰撞斜坡面(22)。
9.一种打印头(14)与如前述权利要求中任一项所述的安装结构的组合，其特征在于，在所述两相互正交方向之一的垂直方向(Y)上限定打印头位置的第一支承点(28)形成在基本为矩形盒状的打印头的顶角附近，当所述打印头(14)插入隔仓(12)中时，斜坡面(22)自靠近其中心的盒顶面抬起。
10.如权利要求9所述的组合，其特征在于，在所述两相互正交方向的另一个的水平方向(X)上限定打印头位置的支承点(32)位于第一支承点(28)的附近。
11.如权利要求9所述的组合，其特征在于，闭锁元件(40)的轴(42)与第一支承点(28)相对置地位于隔仓(12)侧面附近.
12.如权利要求9所述的组合，其特征在于，在垂直方向(Y)上限定打印头位置的另一个支承点(30)与第一支承点(28)成对角线地对置定位。
13.如权利要求9所述的组合，具有一个接触元件(36)，其在所述打印头插入隔仓(12)中时偏压在打印头(14)的接触面(34)上，所述接触元件(36)适于与接触面(34)形成电触点并位于第一支承点(28)的下方。
14.一种喷墨打印机的滑架，包括至少一个如权利要求1至8中的任一项所述的打印头的安装结构。
15.一种喷墨打印机的滑架，包括至少一个打印头(14)与如权利要求9至13中的任一项所述的安装结构的组合。
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