6)墨水通道:可-330和可C-600/800打印机的墨水通道结构相同,但对彩色喷墨机而言,每钟颜色的喷头都具备一套相应的墨水通道,故共有四条墨水通道。其结构如图22所示。从图中可见,墨水通道由三部分组成:
清洁单元:包括头盖(完成喷嘴的盖帽,避免灰尘、墨水干涸及外泄,并在清洗喷嘴过程中与泵配合,抽吸喷头中的墨水)、空气阀(调节盖帽之后喷嘴头部的空气压力及实现头盖的关闭和开启)、泵单元(完成对喷头及墨水缓存器中墨水的抽吸操作)以及墨水传感器(一个带有薄膜开关的压力传感器,检测管道内的墨水压力,以控制墨水缓存器中的墨水量)等四个部分组成。其主要作用就是对喷头和喷嘴进行保护和清洁。
小车单元:运载打印头作左右运动完成打字。在墨水通道的小车单元中,包括气泡喷头和墨水缓存器。其中:气泡喷头完成喷墨打字的功能;墨水缓存器用于存储一定量的墨水,以稳定地向喷头提供所需的墨水。
墨盒:如前所述,既储存墨水,又接收废弃墨水。
7)墨水:墨水是喷墨打印机产生文字和图形最基本的元素,其颜料的化学成分极其复杂。墨水根据打印机应用档次的不同,被划分为4色和6色两种典型的搭配方式,相应的墨盒也分为4色和6色两种。目前家用、非照片级的喷墨打印机大多只配备4色墨盒;中、高档的照片级打印机由于需要表现更多的色彩层次和自然的过渡,因此大多采用6色墨水混合的办法来实现这一目的。另外,无论采用“热喷”还是“冷喷”原理,墨水都是从打印头的喷嘴中高速喷射出来,并附着在纸张上形成图像的。因此,墨水的表面张力、附着性、渗透性等指标,都会影响图像的打印质量。
2.清洁单元
清洁单元是BJ系列打印机中共有的装置,BJ-10ex打印机的清洁单元如图23所示。其盖帽操作是用一个橡皮盖将BJ喷嘴盖住来实现。以防止喷嘴内的墨水干涸和外泄,清洗过程包括两套操作:
(1)擦拭:借助擦刷支架控制擦刷在喷嘴表面上下移动,除去喷嘴口的残留墨水。擦刷支架由小车马达通过小车皮带,引导丝杆及齿轮传递动力。
(2)抽吸操作:通过橡皮盖,使泵单元与喷头相连,借助泵的抽吸,可将喷头、喷嘴中的墨水抽吸到泵中,送至废弃墨水吸收器内。抽吸操作的目的是抽出喷头中的旧墨水,经滤网滤除旧墨水中的气泡杂质等,以确保喷头中墨水流动畅通,保证高的打印质量。
彩色打印机中,每一种颜色的喷头都要配置一套相应的清洁单元,各有各的泵、盖帽、墨水通道、墨水缓存器等。不同颜色的喷头使用的清洁单元结构都是一样的。
3.小车单元
小车单元是打印机的重要部件,因为它在工作时要沿着打印机内的引导丝杆往复移动,实现如下功能:
(1)固定BJ墨盒(BJ-10ex,BJ-230)及墨盒和打印喷头(BJ-330,BJC-600/800)并实现喷头与逻辑板的连接;.
(2)小车单元由小车驱动马达带动,通过齿轮传递,使小车作平行于打印纸的水平移动,实现打印位置的搜索;
(3)通过小车上的调节杆,可调节喷头与打印纸之间的间隙,以保证优质的打印效果;
(4)借助小车来实现功率转换,如在BJ-10ex中,当小车处于正常工作位置时,小车马达驱动小车运动。当小车回到原位后,将引导杆的齿轮推向清洁单元控制齿轮,使得小车马达驱动清洁单元工作。在BJ-230,BJ-330以及BJC -600/800中,小车回到原位后,使送纸马达的驱动对象改变,由正常的驱动送纸辊转向驱动清洁单元和自动送纸等。图24是BJ-10ex打印机的小车单元,图25是可C-600打印机的小车单元。
从图25中可见,字车架上设有打印头安装支架、打印头锁定装置、镀金接触电极、信号电缆插座、纸张厚度调节杆、墨盒检测传感器等。打印头安装在字车架中部,喷墨孔向下。打印头安装后,打印头锁定装置将打印头锁定在字车架上,保证墨盒电极与字车架上电极架紧密接触。信号电缆插座安装在字车架的后侧。打印控制信号由电路系统通过打印电缆、信号电缆插座、接触电极送往喷嘴端部的电加热器。纸张厚度调节杆安置在字车架的上部,其作用是调整打印头的上、下位置,以适应不同厚度的打印介质。
由于打印工作和喷墨头的清洁工作都需要打印驱动电机的驱动,因此通常打印驱动电机都存在两种工作模式:一种是步进电机工作模式,另一种是直流电机工作模式。
步进电机工作模式是通过脉冲控制电机工作的,这种模式电路结构相对复杂,能够实现准确的控制。打印机执行清洁操作时,打印驱动电机使用此种工作模式。
直流电机工作模式则是通过直流电控制电机工作的,这种模式电路结构简单,且噪音小。在打印操作时,打印驱动电机采用此工作模式可以有效地降低噪音。
字车机构安装有墨盒检测传感器,它的作用是检测墨盒架上是否安装有墨盒及现有墨水容量。实施打印时,字车机构带动打印头沿金属导轨运行一个来回,就在打印介质上打印出一行字符。
4.送纸单元
送纸单元是在打印过程中提供纸张输送的装置,在逻辑板送来的同步信号作用下,它与小车移动,喷嘴喷墨等动作同步,完成打印过程。
BJ打印机送纸单元的结构大体相同,均包括拾纸辊、压纸辊、输送辊、排纸辊、纸释放杆、送纸马达以及装纸托架和纸引导板等。这些送纸单元在输送纸张时,既可自动也可采用手动方式,送纸过程中有传感器参与工作,图26是BJ-10ex打印机的送纸方式示意图;图27是BJ-330打印机的送纸单元示意图。
按照纸张进出的顺序,走纸机构由纸张检测传感器、输纸辊、压纸辊、纸释放杆、托纸架、走纸电动机、减速齿轮组、塑料压纸片、导向轴等装置组成。
纸张检测传感器检测到金属托纸架上安放有纸张时,输纸辊下的动力装置将输纸辊向上略略托直,使输纸辊上的纸张向上紧贴输纸辊,步进电动机加电带动输纸辊传动经齿轮组减速后,将纸张送入打印机内进行打印。压纸辊的作用是使纸张P匝利从喷嘴下通过。
实施打印时因机构带动墨盒(含喷头)沿金属导轨平行移动一次,纸张就会在输纸辊的带动下向前移动一行,反复进行,将一张纸打印完毕。不断前进的纸张通过导向轴和齿轮之间的缝隙,从打印机前面的出纸口送出。
喷墨打印机的送纸方式主要分为手动送纸和自动送纸两种。送纸机构在同步信号的控制下,与字车机构同步工作,完成整张纸的打印操作。
5.传感器单元
为了检测打印机各部分的工作状态,控制打印机械的自动工作,BJ系列打印机内部设置的传感器从原理上可分为三类:
(1)光电传感器:如拾纸传感器,纸张传感器,纸尽传感器,原位(HP)传感器,墨盒传感器,它们将各部分运行情况反馈回逻辑板,经CPU识别、判断后,去控制打印机的工作。
(2)温度传感器:如打印头温度传感器,其作用是检测出打印头内部的温度,将打印头温度变化的信息传送给CPU,以实现温度控制。
(3)薄膜式压力传感器:墨水传感器即属此列,作用是检测墨水通道内墨水的压力,以保证墨水缓存器中有适量的墨水,并确定墨水的有无。图28和图29分别是BJ-330和BJC -600喷墨机内部传感器种类及其布局。
喷墨打印机的传感器系统主要包括纸宽传感器、纸尽传感器、字车初始位置传感器、墨盒传感器、墨水传感器和喷墨头温度传感器等。这些不同作用、不同功能的传感器主要用于检测打印机各部件的工作状态,以保证打印工作顺利、自动地进行。
(1)纸宽传感器:纸宽传感器属于光电传感器,安装于喷墨头处,主要用于测定打印纸的宽度。
(2)纸尽传感器:纸尽传感器用来检测当前打印机中是否装有打印纸或打印纸是否用完,它也是一种光电传感器。如果检测到打印纸张已经用完,纸张检测传感器即会将信号发送给处理器,打印机便提示当前处于缺纸状态。
(3)字车初始位置传感器:字车初始位置传感器属于光电传感器,在开始打印或接收到打印信号后,用以检测字车是否处于初始状态,以使墨盒托架回复到初始位置。
(4)墨盒传感器:墨盒传感器属于光电传感器,主要用于检测墨盒安装是否正确。在每次接通打印机电源时,此传感器都会通过触碰墨盒检测标签部分来检测墨盒是否存在。
(5)墨水传感器:墨水传感器是一个带有薄膜开关的压力传感器,与墨盒设计在一起,用于检测墨盒中墨水的数量。当墨盒中的墨水较少时,墨水深度变浅,墨水管中的压力随之下降,墨水传感器即会据此检测到墨水情况。当墨水不足时,缺墨信息即传输给打印机微处理器(CPU),停止打印操作,并在操作面板上显示缺墨信息,提示用户更换墨盒。
(6)喷墨头温度传感器:喷墨头湿度传感器用于检测喷墨头的湿度,以保证喷墨头湿度维持一个恒定值。