專利名稱：模塊化商業(yè)打印機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種模塊化打印機，尤其涉及但不一定專用于，一種可實現(xiàn)高速、數(shù)字化、照片效果、商業(yè)打印的模塊化商業(yè)打印機。
背景技術：
在高速打印時，大量打印文件(要打印的印刷品)被鏈接在一起，分頁打印出確定的出版物，這些出版物的頁面隨即被裝訂在一起形成出版物。這種打印文件占用了極大的空間因而代價很高。
申請人也已提出了一種商業(yè)打印機，該商業(yè)打印機采用大量配有頁寬打印頭的疊置打印機。這種商業(yè)打印機可用于極端高速打印的情況，諸如可達到每秒打印五個180頁的文件。
為達到這種高速打印，需要為打印機準備好大量的打印耗材。因此，盡管這種商業(yè)打印機相對同等高端的，但沒有使用申請者的Memjet技術(Memjet是西爾弗布魯克研究有限公司的商標)的商業(yè)打印機來說，其成本相當?shù)土?，但是同樣，這種商業(yè)打印機需要占據(jù)極大的空間。早在申請者提出Memjet商業(yè)打印機時，申請者已認識到市場需求一種占據(jù)空間更小，雖然生產(chǎn)率較低但打印效果相同的商業(yè)打印機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種模塊化商業(yè)打印機，包括一個容置打印構件的機架，該機架有一個第一外表面，和一個與第一個外表面相對的第二外表面；排列在機架的第二表面上的多個安裝元件；和排列在機架的第一表面上的多個定位區(qū)，定位區(qū)的數(shù)目至少與安裝元件的數(shù)目相同，每一個定位區(qū)有多個定位構件，一個打印機的機架的每一個定位元件與一個相鄰的打印機的機架的其中一個定位構件相配合，在使用中來定位彼此相鄰的打印機。
機架可以包括一個形成第一外表面的第一個蓋和與之相對的形成第二外表面的第二個蓋。
每一個安裝元件可以包括一個可鎖設備，這個可鎖設備可鎖地與和它的相關的定位構件相接合而把相鄰的打印機連接在一起。每一個安裝元件可以包括一個鎖定腳，該鎖定腳具有一個把所述的腳和相關的定位構件鎖定的鎖定裝置。更具體的說，每一個鎖定腳的鎖定裝置可以包括一個帶有一個接合裝置的套，例如，一個銷子，這個套通過一個預先設置的弓形物可以轉動，從而相對于它的相關定位構件來實現(xiàn)鎖定或開鎖。
每一個定位構件可以是一個容置內(nèi)孔的形式，以容置相關的鎖定腳，每一個定位區(qū)的內(nèi)孔間隔分布，這樣，通過選擇每一個定位區(qū)的合適的內(nèi)孔，相鄰的打印機以偏移的方式連接到一起。
而且，打印機還可以包括一個位于機架的入口端的第一導向裝置和一個位于機架的出口端的第二導向裝置，每一個導向裝置的位置可以調(diào)整從而來適應相對于機架的打印介質的不同進入角度和出來的角度，并且，所述的角度決定于打印機彼此之間的相對偏移度。每一個導向裝置可以是一個導向輥。
本發(fā)明還涉及一種打印機組件，該打印機組件包括上面所提到的多個相連的打印機。
在該組件的一個實施例中，這些打印機可以水平放置，并可以彼此垂直疊置。相鄰的打印機可以彼此偏移。
在該組件的另一實施例中，這些打印機可以垂直延伸，并可以彼此間隔地和連接在一起的相鄰打印機水平地放置。


現(xiàn)將本發(fā)明結合附圖加以說明圖1所示為本發(fā)明一個打印機的立體視圖；圖2所示為打印機的平面圖；圖3所示為打印機的側視圖；圖4所示為打印機的端視圖；圖5所示為本發(fā)明一實施例的打印機群的立體視圖；圖6所示為本發(fā)明另一實施例的的打印機群立體視圖；圖7所示為包括其液體連接的打印機的立體視圖；圖8所示為打印機部分的具體立體視圖；圖9所示為打印機的一個立體分解圖；圖10所示為打印機的打印引擎的立體視圖；圖11所示為一個打印引擎的截面端視圖；圖12所示為打印引擎的部分放大示意圖；圖13所示為打印引擎的一個打印頭組件的立體視圖；圖14所示為一個打印頭組件的立體分解圖；
圖15所示為一個處于裝載狀態(tài)下的打印機打印介質裝載機構的截面?zhèn)纫晥D；圖16所示為一個處于開放、空載狀態(tài)下的打印機裝載機構的截面?zhèn)纫晥D；圖17所示為處于空載狀態(tài)下的裝載機構的立體視圖；且圖18所示為處于裝載狀態(tài)下的裝載機構的立體分解圖。
具體實施例方式
在附圖中，參考數(shù)字10通常代表本發(fā)明的一個打印機。打印機10是一個模塊化的打印機，與其他或者相同的打印機組合使用，這一點會在以下如何實現(xiàn)高速、數(shù)字化、照片質量、商業(yè)打印的內(nèi)容中給予更加細致的說明?？梢詫⑾盗写蛴C10組合起來以形成可升級的打印系統(tǒng)。但是，在某些情況打印機10也可以單獨使用。
打印機10由一個機架12構成。機架12由一個頂蓋14、一個底蓋16(如圖9)，一個第一側壁18以及一個對向的第二側壁20(圖9)組成。每個側壁18、20的盡頭位于帽端或者頰模22處。每個頰模22形狀相同以減少打印機10的生產(chǎn)成本。每個頰模22具有一個插槽，其中鉗入一個具體應用軟件的插件24。
機架12包圍一個框架26。打印機10的內(nèi)部構件安裝在框架26上。
在機架12的兩端對向放置的頰模22之間安裝了一個可調(diào)節(jié)的引導輥28。這樣，每個頰模22確定了一個弓形的插槽30，輥28的軸被鉗入其中。
如上所述，將大量打印機10組合使用，以實現(xiàn)商業(yè)化打印的目標。如圖5和圖6所示，打印機10疊在一起形成一個打印機群40。如圖5所示的實施例，打印機群40安裝在支撐臺42上。通過鎖定打印機10的鎖腳44，將打印機群40中最底層的打印機10固定于支撐臺42。打印機群40中每個后繼打印機10的鎖腳44鉗入位于下一層打印機10上部的相關鎖孔46中。每個鎖腳44具有一個卡銷裝置，這樣當將鎖腳44插入下一層打印機或者支撐臺42的鎖孔46中時，根據(jù)具體情況，分別對于下一層的打印機10或者是支撐臺42，將鎖腳44轉動四分之一圓周可以將上面的打印機10鎖住。
如圖5所示，當打印機10水平疊放時，通過將一個打印機10的鎖腳44插入鄰近打印機適當?shù)逆i孔46中，而使打印機10彼此偏移。因此，大量串聯(lián)排列的鎖孔46設置在與每個頰模22鄰近的位置。通過選擇適當?shù)逆i孔46，可達到對于任何程度的偏移。
由打印機10組成的偏移打印機群允許打印介質，諸如紙48，以預定的角度從開卷器(圖中未示出)送入每個打印機10的內(nèi)部，并以適當?shù)妮敵鼋撬偷酱蛴C10外部。如果紙48以水平角度送入和送出于打印機10，那么打印機群40的打印機10則可在彼此垂直的方向上排成一列。
如圖6所示為打印機群40的另一個實施例示意圖。此實施例中，打印機10垂直放置且彼此水平間隔排列。此實施例中，紙48由打印機的上部送入每個打印機10內(nèi)部，打印后經(jīng)過每個打印機10的底部送出。打印機群40通過其鎖腳44被鎖定在框架49的一個端盤上，打印機群40被安裝在框架49上，框架49帶有位于打印機群40一端的打印機。通過將一個打印機10的鎖腳44插入鄰近打印機10的適宜的鎖孔46中，打印機群40中的相鄰打印機10被鎖在一起。設置一個控制臺54以控制打印機群40的運行。
打印機群40中的每個打印機10，通過一對USB端口裝置52內(nèi)鉗入的USB2連接50，實現(xiàn)與其控制器和其他打印機的通信。端口裝置52具有一個輸入端口和一個輸出端口，使打印機群40的打印機10可以鏈接在一起并實現(xiàn)彼此間的通信。
每個打印機包括一個打印引擎56，由一對對向放置的打印頭組件54構成，以實現(xiàn)雙面打印。打印機10的打印引擎56的打印頭組件54(圖11)最多能夠打印12種顏色。這一點下文會給予更加細致的說明，每個打印頭組件54是一個雙工打印頭，這樣如果需要，每個打印頭組件54可打印兩遍六種顏色。墨水通過墨水匹配盒58送入打印引擎56。墨水匹配盒58上安裝了十二個墨水耦合構件60。墨水軟管64通過墨水耦合構件60與墨水匹配盒58相連，并通過墨水連接器器62與打印引擎56的打印頭組件54相連(圖9)。在墨水耦合構件上也設置了一個電源連接端口66。端口66通過開口68內(nèi)鉗在一個頰模22的一個插件24中。同樣的插件24安裝了一個空氣耦合構件70。一個空氣軟管72(圖7)向打印引擎56的打印頭組件54提供空氣，以便保持打印頭組件的打印頭噴嘴(末顯示)不留殘渣和異物。
一個輥組件74安裝在打印機10的一個輸入端。輥組件74包括一個驅動輥76和一個從動輥78。驅動輥76由安裝在金屬托架82上的驅動電機80來驅動。金屬托架82與安裝在輥組件74相對端的對應托架84相映成鏡像。金屬托架82和84安裝在框架26之上。
此外，一個相似的輸出輥組件86安裝在打印機10的輸出端。同樣，輥組件86具有一個由驅動電機90來驅動的驅動輥88，和一個從動輥92。輥組件86和92安裝在金屬托架94和96之間。金屬托架94和96固定在框架26上。電機90也安裝在金屬托架94上。
驅動輥76通過一套螺旋形的齒輪132來驅動從動輥78。其設置與輥組件86的輥88和92相似。
頰模22，位于打印機10的輸入端，與安裝有空氣耦合構件70的模22相對，也安裝有一個USB控制PCB 98。
打印引擎56由一個底盤支撐，該底盤由一對相對放置的金屬托架100、102構成，該金屬托架安裝在輥組件74順流的方向(即供紙方向)。每個金屬托架100、102上支撐了打印引擎56的一個打印頭組件54。
打印引擎56在圖10至圖12中給予更細致的說明。如上所述，打印引擎56由兩個打印頭組件54構成。打印頭組件54相對放置，以實現(xiàn)雙面打印。換句話說，紙48在打印頭組件54之間通過。托架100、102支撐打印頭組件54，并限定打印頭組件54與由紙48構成的介質卷的距離大約為0.75mm。這種距離可以由托架100、102自動調(diào)節(jié)，以確保當紙張厚度變化時維持一恒定的距離。
此外，如下文更加細致的說明，如此設計打印頭組件54的打印頭的位置，使其毗鄰輥76和78從而嚴格控制紙和打印頭間的間隙。
每個打印頭組件54由一個第一打印頭104和一個相鄰的第二打印頭106構成。每個打印頭104、106還分別由兩個模塊104.1和104.2以及106.1和106.2構成。
模塊104.1和106.1連接在一起由一個第一印刷線路板(PCB)108來控制。同樣，模塊104.2和106.2連接在一起由第二印刷線路板110來控制。PCB 108和110通過彎曲PCB 114與打印頭104和106的打印頭芯片112相通信。這些彎曲PCB 114在打印頭104和106的模塊104.1、104.2、106.1、106.2的托模811上的墊116處終止。墊116與相應PCB 108、110的墊(末示)相連。
應注意到托模118彼此成鏡像，每個托模在其自由端具有墨水入口120。墨水在互連的托模118的一端供應，以便可以將不使用的墨水入口120用合適的塞塞上。而且，PCB 108、110彼此成鏡像。這樣降低了打印機10的生產(chǎn)成本且也使打印機10的迅速和容易裝配成為可能。PCB 108和110通過一串行電纜122實現(xiàn)彼此的通信。PCB 108、110通過連接器124連接到USB線路板98。
每個PCB 108、110包括兩個打印引擎控制器(PEC)126以及相關聯(lián)的存儲裝置128。存儲裝置128是動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)。
每個打印頭組件54的托模118通過一個端盤130(圖13)固定在框架100、102上。
打印引擎56在圖11中給予更細致的說明。打印引擎56由兩個打印頭組件54構成。如上所述，每個打印頭組件54由兩個打印頭104、106構成。每個打印頭104、106具有一個與之連的打印頭芯片112。在托模118上沿其縱向邊緣部分安裝著打印頭104、106的打印頭芯片112。每個安裝有打印芯片112的托模118的邊緣部分是弓形的。每個模118弓形部分的曲率半徑與輥76、78的曲率半徑相同。如此設置打印頭104、106可以允許打印頭芯片112與輥76、78緊鄰，從而嚴格限定紙與打印頭的間隙。這樣打印頭芯片112打印在拉緊的紙上，從而使墨水更加精確地滴在紙48上。
如圖12所給出的更加詳細的解釋，一個氣流通道138設置在鄰近每個打印頭芯片112的位置，以將來自于空氣軟管72的空氣供應到打印頭芯片112。
打印頭組件54采用這種設置，既可以打印六種顏色也可以打印十二種顏色。當打印六種顏色時，通過在托模118的相關墨水通道136中安裝的適宜顏色的墨水或者相關物質(簡稱為“顏色”)，這些顏色雙倍地裝入每個組件54的打印頭104、106中。然而，通過向打印頭104、106墨水通道136里添加適當?shù)摹邦伾?，每個打印頭組件54可以打印十二種顏色。當打印六種“顏色”時，這些顏色通常為青色、洋紅色、黃色和黑色。剩余的墨水通道136中則添加一種墨水定色劑和一種清漆。當打印十二種顏色時，這些“顏色”為青色、洋紅色、黃色、黑色、紅色、綠色、藍色，或者三元和二元色之一，以及紅外墨水，定色劑和清漆。
這樣設計打印機10，可以使打印機在打印六種“顏色”時，能夠在紙速度為1.6m/s時以最高每分1360頁的速度打印。當打印十二種“顏色”時，將打印機10設置在紙速為0.8m/s時以每分680頁的速度進行操作。
這種高速打印通過使打印頭芯片112的噴嘴以每秒50,000滴的速度運行可以達到。
每個打印頭模塊104.1、104.2、106.1、106.2的每個打印頭芯片112具有六個噴嘴行，并且每個打印頭芯片112由92,160個噴嘴構成，以實現(xiàn)每打印機擁有737,280個噴嘴。需要注意的是，正是采用這些噴嘴，在介質卷寬度為18.625英寸時實現(xiàn)了全1600dpi的分辯率。介質卷寬度的這種尺寸設置可以允許文本的大量頁面并排打印。
此外，要打印的文件被局部地存入緩沖區(qū)，因此，復雜的文件能夠完全從局部緩存的數(shù)據(jù)中打印出。
根據(jù)實際應用來決定安裝在每個板108、110上存儲裝置128的數(shù)量也是本發(fā)明的目標之一。如果打印機10用于打印不變頁面時，例如，用偏移打印來實現(xiàn)，則每個存儲模塊采用16MB是足夠的。如果每頁面的可變數(shù)量只是局限于文本或者是可變圖像的小幅變化，則16兆字節(jié)也是足夠的。然而，當應用于完全不同的連續(xù)頁面時，需要在每個印刷線路板108、110上安裝接近于1G的內(nèi)存，以向打印引擎56提供總數(shù)為4G的內(nèi)存。這樣就允許大約2,000個完全不同的頁面數(shù)字化存儲在打印引擎56中。數(shù)據(jù)的局部緩存有助于實現(xiàn)打印機10的高速打印。
打印引擎56和輸出輥組件86之間的距離大約為一米，以支持一秒鐘的熱置烘干時間，此時由紙48構成的介質卷的轉度為每秒0.8米。為促進紙48上打印圖像的烘干，在一個墨水通道136中使用了定色劑。此外，熱空氣自與空氣輸入口140(圖1)相通的空氣源(末顯示)，通過空氣軟管142吹進打印機10的內(nèi)部?？諝廨斎肟谂c一個金屬的空氣導管144(圖9)相連，熱空氣通過此空氣導管吹向正退出打印引擎56的紙上。打印機內(nèi)部的熱空氣通過打印機10的機架12的側壁20中的通風口146排出。
打印機10包括一個打印介質裝載機構150，將紙48送入打印機10的內(nèi)部。裝載機構150，由一對對向環(huán)形的傳動帶152(圖15-18給予了更清晰的說明)構成。盡管沒有如此說明，這些傳動帶152帶有小孔，以使由導管144引入的熱空氣能夠通過傳動帶152吹向已打印的紙48的表面。
每個傳動帶152環(huán)繞通過一對間隔的輥154。輥154的位置由滑動部件156限制，使其可垂直方向滑動。滑動部件156安裝在打印機10的框架26上。
每個輥154被安裝在臂158的一端。每個臂158的相對端在其共同中心點160處與橫梁模塊162相連，這樣臂158呈剪刀形地連接到相關的橫梁模塊162。橫梁模塊162反過來安裝在一根導線或者蝸桿164上。此蝸桿164由安裝在托架168上的電機166來驅動旋轉。
輥154由電機170(圖18)來驅動。
當需要將紙48裝載到打印機10時，紙裝載按鍵172控制機構150的操作(圖1和8)。因而使輥電機170和電機166被激活。電機166的轉動引起橫梁模塊162沿箭頭174的方向移動，使傳動帶152互相接近。紙48的前緣送入傳動帶152之間，被傳動帶152固定住送入打印機10，并從輸出輥組件86處退出。一旦紙48已，電機166開始反向轉動這樣橫梁模塊向箭頭174的反向移動，從而引起傳動帶152運動到如圖16所示的位置。因此，在打印時，傳動帶152與紙48的表面間隔一定距離，而不是彼此緊靠。
因此，采用本發(fā)明的裝置，實現(xiàn)了具有商業(yè)打印速度的模塊化打印機，用于打印文件。幾個模塊可被設置為和出版物如雜志的插入機械組合使用，并打印不同重量的紙。此外，當打印機群中其他的模塊打印正常情況下應該在打印機10的外部打印的紙頁時，打印模塊備份允許紙在停止的介質卷上接合不造成停機。
每個打印機10通過USB2通信網(wǎng)絡(或者自選的以太網(wǎng))被提供發(fā)自工作站如控制臺54的文件打印請求。
而且，由于每個打印機10的大容量內(nèi)存，使成千上萬的圖像和文本塊可以存儲在內(nèi)存中而允許以頁面為單位完全隨意地選擇頁面。這樣可以打印每個讀者高度用戶化的目錄和雜志。
本領域的技術人員在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對具體實施例所示的發(fā)明進行大量的改變和/或改進。因此本發(fā)明的優(yōu)選實施例無論在哪方面都被視為是說明，而不是限制。
權利要求
1.一種模塊化打印機，包括一個容置打印構件的機架，該機架有一個第一外表面，和一個與第一個外表面相對的第二外表面；排列在機架的第二表面上的多個安裝元件；和排列在機架的第一表面上的多個定位區(qū)，定位區(qū)的數(shù)目至少與安裝元件的數(shù)目相同，每一個定位區(qū)有多個定位構件，一個打印機的機架的每一個定位元件與一個相鄰的打印機的機架的其中一個定位構件相配合，在使用中來定位彼此相鄰的打印機。
2.根據(jù)權利要求1所述的打印機，其特征在于，每一個安裝元件是一個可鎖設備，這個可鎖設備可鎖地與和它的相關定位構件相接合而把相鄰的打印機連接在一起。
3.根據(jù)權利要求2所述的打印機，其特征在于，每一個安裝元件包括一個鎖定腳，該鎖定腳具有一個把所述的腳和相關的定位構件鎖定的鎖定裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的打印機，其特征在于，每一個鎖定腳的鎖定裝置包括一個帶有一個接合裝置的套，這個套通過一個預先設置的弓形物可以轉動，從而相對于它的相關定位構件來實現(xiàn)鎖定或開鎖。
5.根據(jù)權利要求3所述的打印機，其特征在于，每一個定位構件是一個容置內(nèi)孔的形式，以容置相關的鎖定腳，每一個定位區(qū)的內(nèi)孔間隔分布，這樣，通過選擇每一個定位區(qū)的合適的內(nèi)孔，相鄰的打印機以偏移的方式連接到一起。
6.根據(jù)權利要求5所述的打印機，其特征在于，打印機還包括一個位于機架的入口端的第一導向裝置和一個位于機架的出口端的第二導向裝置，每一個導向裝置的位置被調(diào)整從而來適應相對于機架的打印介質的不同進入角度和出來的角度，并且，所述的角度決定于打印機彼此之間的相對偏移度。
7.根據(jù)權利要求6所述的打印機，其特征在于，每一個導向裝置是一個導向輥。
8.一種打印機組件，包括如權利要求2所述的多個相連的打印機。
9.根據(jù)權利要求8所述的打印機組件，其特征在于，打印機水平放置并且彼此垂直疊置。
10.根據(jù)權利要求9所述的組件，其特征在于，相鄰的打印機彼此偏移。
11.根據(jù)權利要求8所述的組件，其特征在于，打印機垂直延伸，水平地彼此隔開，并且相鄰的打印機連接在一起。
全文摘要
一種模塊化商業(yè)打印機，包括一個容置打印構件的機架。這個機架有一個第一外表面和與之相對的第二外表面。多個安裝元件(44)排列在機架的第二外表面上，多個定位區(qū)(46)排列在機架的第一外表面上。有與安裝元件(44)至少數(shù)目相同的定位區(qū)(46)。每一個定位區(qū)(46)有多個定位構件，一個打印機的機架的每一個定位元件與一個相鄰的打印機的其中一個定位構件相配合，在使用中，來相互定位或堆放相鄰的打印機。更具體的說，在每一個定位區(qū)(46)所提供的多個定位構件允許相鄰的打印機相互之間有一些偏移。
文檔編號B41J29/54GK1461267SQ00819805
公開日2003年12月10日 申請日期2000年9月13日 優(yōu)先權日2000年9月13日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 托比·艾倫·金 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司