具有十字交叉雙工器的打印的制造方法
【專利摘要】打印機包括：固定的噴墨印刷頭(2)；介質饋送路徑(3)，其用于導引印刷介質經(jīng)過印刷頭(2)兩次；以及饋送機構，其用于以固定不變的速度饋送印刷介質單向經(jīng)過介質饋送路徑(3)。介質饋送路徑(3)包括：第一區(qū)段(3a)，其配置成從印刷頭的第一側以相對于印刷頭(2)的第一方向來將印刷介質饋送經(jīng)過印刷頭(2)；在第一區(qū)段(3a)下游的第二區(qū)段(3b)，該第二區(qū)段(3b)配置成繞著單一環(huán)導引印刷介質，該環(huán)定位在印刷頭(2)的與第一側相對的第二側處；以及在第二區(qū)段(3b)下游的第三區(qū)段(3c)，該第三區(qū)段(3c)配置成從印刷頭(2)的第二側以相對于印刷頭(2)的相反的第二方向來將印刷介質饋送經(jīng)過印刷頭(2)。
【專利說明】具有十字交叉雙工器的打印機 發(fā)明領域
[0001] 本發(fā)明涉及雙面印刷的雙工打印機。其主要是為了提供使印刷速度相較于單工印 刷減少得最小的_速雙工而發(fā)展。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 本 申請人:已經(jīng)研發(fā)一系列的Mernjet噴墨打印機，如在例如世界專利公告第 2011/143700號、第2011/143699號和第2009/089567號中所述的，其內容通過引用并入本 文。Memje廣打印機采用固定頁寬印刷頭，相較于傳統(tǒng)的掃描噴墨打印機提供了高速印刷 和減少噪音的優(yōu)點。
[0004] 迄今，市售可得的一系列Memjetu.打印機提供單工（即單面）印刷。通常，紙是 從紙匣開始、繞著C形滑槽饋送經(jīng)過印刷頭，并傳遞到定位在紙匣上方的輸出匣。C形滑槽 能使輸出匣定位在紙匣上方，這減少了打印機的整體占地面積。提供基于Memjetu科技的 高速雙工打印機是期望的。
[0005] -種針對雙工噴墨印刷的傳統(tǒng)方法在美國專利第6, 018, 640號中被描述。在此種 雙工器中，紙張被饋送經(jīng)過印刷頭，該印刷頭印刷到紙的第一面上并且然后停止。一旦紙張 已經(jīng)停止，則其經(jīng)過印刷頭并且繞著雙工單元反向，該雙工單元可以是打印機的可移除的 模塊。雙工單元通常使紙繞著感光鼓被饋送，使得紙的相反的第二面在其下次通過印刷頭 時呈現(xiàn)出來。顯然而言，這種傳統(tǒng)的雙工器當印刷第一面和第二面時從印刷頭的同一側將 紙張饋送經(jīng)過印刷頭。
[0006] 傳統(tǒng)的雙工器（例如美國專利第6, 018, 640號所述的雙工器）的缺點在于雙工印 刷頁必然以慢于單工印刷頁的速度（通常約一半的速度）來印刷。此外，雙工器具有復雜 的介質饋送路徑，其可能導致卡紙。再者，雙工單元需要在兩個方向上操作的驅動輥并且是 比較吵雜的。
[0007] 雙工印刷的其它方法需要兩個印刷頭。舉例而言，Silverbrook的世界專利公告 第00/65679號描述了一種雙工打印機，其具有一對相對的頁寬印刷頭。這增加了打印機 的成本，并且此外需要復雜的印刷頭維護系統(tǒng)?？蛇x擇地，Silverbrook的世界專利公告第 2011/020152號描述了一種雙工卷筒打印機（duplexwebprinter)，其具有蜿蜓的介質饋 送路徑以及沿著該蜿蜒路徑定位的兩個印刷頭。該裝置具有比較大的占地面積，并且一般 不適合辦公室印刷。
[0008] 將期望的是，提供一種噴墨打印機，其提供雙工而相較于單工印刷來看具有很少 或沒有速度減緩；不需要兩個印刷頭；具有不容易卡紙的平滑的操作；以及不需要復雜或 吵雜的饋送機構。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 在第一方面，提供了一種打印機，其包括：
[0011] 固定的噴墨印刷頭；
[0012] 介質饋送路徑，其用于導引印刷介質經(jīng)過印刷頭兩次；以及
[0013] 饋送機構，其用于以固定不變的速度饋送印刷介質單向經(jīng)過介質饋送路徑，
[0014] 其中，介質饋送路徑包括：
[0015] 第一區(qū)段，其配置成從印刷頭的第一側以相對于印刷頭的第一方向來將印刷介質 饋送經(jīng)過印刷頭；
[0016] 在第一區(qū)段下游的第二區(qū)段，該第二區(qū)段配置成繞著單一環(huán)導引印刷介質，該環(huán) 定位在印刷頭的與第一側相對的第二側處；以及
[0017] 在第二區(qū)段下游的第三區(qū)段，該第三區(qū)段配置成從印刷頭的第二側以相對于印刷 頭的相反的第二方向來將印刷介質饋送經(jīng)過印刷頭，
[0018] 并且其中該環(huán)的交叉點與印刷頭相對。
[0019] 上述打印機的關鍵優(yōu)點在于可以執(zhí)行雙工印刷而不以速度為代價。換言之，從使 用者的觀點來看，單工印刷和雙工印刷以相同的速度來進行，因為印刷介質遵循相同的介 質饋送路徑，而不管打印機是否正進行單工或雙工印刷。
[0020] 上述打印機的另一優(yōu)點在于僅有一個印刷頭。這顯然降低了打印機的成本。
[0021] 上述打印機的另一優(yōu)點在于饋送機構以連續(xù)、固定不變的速度單向饋送印刷介 質。據(jù)此，不需要大多數(shù)雙工器中所需的任何反向驅動馬達。
[0022] 上述打印機的另一優(yōu)點在于所述環(huán)執(zhí)行與傳統(tǒng)單工打印機中的C形滑槽相同的 功能，實現(xiàn)了介質輸出匣和介質輸入匣定位在印刷頭的同一側處。這維持打印機的最小的 整體占地面積。通常，介質輸出匣直接定位在介質輸入匣上方，或反之亦然。
[0023] 可選擇地，介質饋送機構包括定位在印刷頭的第一側處的第一驅動輥，該第一驅 動輥與第一惰輥和第二惰輥接合，其中第一輥隙界定在第一驅動輥和第一惰輥之間，并且 第二輥隙界定在第一驅動輥和第二惰輥之間。
[0024] 在使用期間，印刷介質當定位在第一區(qū)段上游時接合在第一輥隙中，并且印刷介 質當定位在第三區(qū)段下游時接合在第二輥隙中。一般而言，第一惰輥定位在第一驅動輥之 下，并且第二惰輥定位在第一驅動輥之上。
[0025] 可選擇地，介質饋送機構包括定位在印刷頭的第二側處的第二驅動輥，該第二驅 動輥與第三惰輥和第四惰輥接合，其中第三輥隙界定在第二驅動輥和第三惰輥之間，并且 第四輥隙界定在第二驅動輥和第四惰輥之間。通常，第三惰輥定位在第二驅動輥之上，并且 第四惰輥定位在第二驅動輥之下。
[0026] 通過以此方式將惰輥定位在驅動輥之上和之下，惰輥和驅動輥之間的接合力彼此 大大抵銷，因此降低了驅動輥軸承上的徑向負載。這允許有較高的軸承速度。
[0027] 此外，相較于其它類型的雙工器，具有其相應的成對的上惰輥和下惰輥的每個驅 動輥的雙重用途則顯著簡化了饋送機構。
[0028] 通常，第二驅動輥以與第一驅動輥相反的方向旋轉。
[0029] 第一驅動輥和第二驅動輥由相應的驅動馬達所驅動。本發(fā)明的優(yōu)點在于驅動馬達 是以穩(wěn)定的速度來運行。這允許馬達的功率較低、馬達的慣性較高以達成平順、馬達驅動器 較小、和馬達運行得較冷。
[0030] 在使用期間，印刷介質當進入第二區(qū)段時接合在第三輥隙中，并且印刷介質當離 開第二區(qū)段時接合在第四輥隙中。
[0031] 可選擇地，所述環(huán)從第三輥隙延伸并且轉回到第四輥隙。
[0032] 可選擇地，所述環(huán)短于一張印刷介質的長度，使得在使用期間，印刷介質的前部部 分被夾緊在第四輥隙中，而印刷介質的后部部分同時被夾緊在第三輥隙中。舉例而言，對于 標準辦公室打印機印刷A4(210X297mm)和美國信紙（216X279mm)的紙張而言，第三輥隙 和第四輥隙之間的環(huán)具有小于約279mm的長度，通常在220mm到275mm的范圍內。
[0033] 可選擇地，第一區(qū)段以相對于印刷頭的水平面大致上升的軌跡來將印刷介質饋送 經(jīng)過印刷頭。已發(fā)現(xiàn)，相對于印刷頭成角度的軌跡對于在高速頁寬印刷期間最優(yōu)的印刷質 量通常是優(yōu)選的。
[0034] 可選擇地，第三區(qū)段以相對于印刷頭的水平面大致上升的軌跡來將印刷介質饋送 經(jīng)過印刷頭，其中第一區(qū)段中的軌跡角度與第三區(qū)段中的軌跡角度相反。
[0035] 可選擇地，第一區(qū)段和第三區(qū)段中的軌跡的角度在2度到30度的范圍中。
[0036] 可選擇地，第二區(qū)段的至少一部分由用于將印刷介質繞著環(huán)饋送的導引件所界 定。通常，該導引件具有第一和第二（或內和外）導引表面。通常，第一和第二導引表面繞 著導引件的長度彼此分開小于1〇_或小于5_的距離。
[0037] 可選擇地，導引件配置成提供印刷介質路徑中的曲度，其為不具有不連續(xù)性的連 續(xù)函數(shù)。就數(shù)學用語而言，此連續(xù)函數(shù)意味著曲線的二次微分平滑地變化，即曲線切線中沒 有階躍。以這些準則而言，一旦紙張穿過，則有可能使紙張連續(xù)地圍繞介質饋送路徑的整個 成環(huán)的區(qū)段?？吭趯б砻嬷械娜我粋€。通常，第三輥隙和第四輥隙之間的成環(huán)區(qū)段沒有 任何輥。
[0038]可選擇地，導引件包括急轉部（jink)或拐彎部（chicane)，其對應于印刷介質在 第二區(qū)段中的曲度的反曲點。在反曲點處，印刷介質（譬如紙）的曲度從紙的一面翻轉到 另一面。
[0039] 據(jù)此，在第二方面，提供了一種打印機，其具有用于繞著彎曲的介質饋送路徑來導 引印刷介質的導引件，其中導引件包括對應于彎曲的介質饋送路徑中的反曲點的急轉部 (或拐彎部）。
[0040] 可選擇地，導引件包括第一導引表面和第二導引表面，并且急轉部配置成將印刷 介質從接觸第二導引表面轉變成接觸第一導引表面，或反之亦然。據(jù)此，印刷介質溫和觸碰 第一導引表面或第二導引表面的各處，只有在經(jīng)過急轉部的間隙中是例外。任何造成的拖 曳阻力通常是小的，并且可以由上游輥所克服。通常，急轉部避免了在介質饋送路徑的曲度 的反曲點處對于任何棍的需要。
[0041] 可選擇地，急轉部配置成允許印刷介質在從一導引表面轉移到另一導引表面時遵 循實質上線性的路徑。應理解，急轉部的適當構造可以通過改變兩個導引表面之間分開的 距離和急轉部的角度來確定。通常，急轉部包括小于45度或小于30度（譬如10到30度） 的兩個角度偏移。
[0042] 可選擇地，第一導引表面和第二導引表面沿著急轉部彼此分開小于5mm或小于 3mm(譬如1mm到4mm)的距離。因此，印刷介質從一導引表面轉移到另一導引表面時在其上 印刷介質未被支持的距離比較短，藉此使卡紙的風險降到最低。
[0043]可選擇地，導引件包括雙重急轉部，其配置成提供印刷介質在導引件的相應的第 一表面和第二表面上的接觸切點。
[0044]附圖簡述
[0045] 現(xiàn)在將參考附圖僅以舉例的方式來描述本發(fā)明的實施方案，其中：
[0046] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的打印機的切開側視圖，其包括介質饋送路徑和介質饋送機 構；
[0047] 圖2顯示在介質饋送路徑的環(huán)區(qū)段上的彎曲"梳狀物（comb)"，其包括反曲點；以 及
[0048] 圖3顯不內導引表面和外導引表面中的急轉部。
[0049] 發(fā)明詳述
[0050] 參見圖1，顯示的是配置成用于雙工印刷的打印機1。打印機1包括固定的噴墨印 刷頭2和由繞環(huán)的（loop-the-loop)或十字交叉的路徑所界定的介質饋送路徑3。介質饋 送機構包括定位在印刷頭1的右手側處的第一輥組件（如圖1所示）以及定位在印刷頭1 的左手側處的第二輥組件。
[0051] 第一輥組件包括第一驅動輥10,其同時接合于第一下惰輥11以界定第一輥隙12 和第二上惰輥14以界定第二輥隙15。類似而言，第二輥組件包括第二驅動輥20,其同時接 合于第三上惰輥21以界定第三輥隙22和第四下惰輥24以界定第四輥隙25。
[0052] 介質饋送路徑3包括第一區(qū)段3a，其用于將印刷介質從定位在印刷頭的一側處的 輸入匣30饋送經(jīng)過印刷頭。在使用中，使用拾取器31將印刷介質從輸入匣30中的一疊紙 張舉起，并且饋送到界定在第一驅動輥10和第一惰輥11之間的輥隙12中。第一驅動輥10 的在如圖1所示的順時針方向的旋轉通過介質饋送路徑的第一區(qū)段3a將印刷介質饋送經(jīng) 過印刷頭2。從圖1將看到，第一區(qū)段3a以大致往上上升的軌跡來將印刷介質饋送經(jīng)過印 刷頭2。
[0053] 在離開第一區(qū)段3a之后，印刷介質進入介質饋送路徑的第二區(qū)段3b。第二區(qū)段3b 導引印刷介質圍繞單一環(huán)，該單一環(huán)定位在印刷頭2的相對于介質輸入匣的相反側處。第 二區(qū)段包括導引件，導引件具有第一內導引表面36和第二外導引表面38。第二驅動輥20 用于將印刷介質繞著介質饋送路徑的第二區(qū)段3b饋送并且饋送到介質饋送路徑的第三區(qū) 段3c中。特定而言，在離開第一輥隙12并且饋送經(jīng)過印刷頭2之后，印刷介質進入界定在 第三上惰輥22和第二驅動輥20之間的第三輥隙22。驅動輥20在如圖1所示的逆時針方 向的旋轉將印刷介質繞著環(huán)饋送并且饋送到界定在第二驅動輥10和第四下惰輥24之間的 第四輥隙25中。
[0054] 第三輥隙22和第四輥隙25之間的環(huán)的長度為使得紙張的前部邊緣被夾緊在第四 輥隙25中，同時紙張的后部邊緣被夾緊在第三輥隙22中。
[0055] 印刷介質從第四輥隙25進入介質饋送路徑的第三區(qū)段3c，其中印刷介質再次被 饋送經(jīng)過印刷頭2,但這次是以相對于印刷頭的相反方向。從圖1將看到，第三區(qū)段3c以大 致往上上升的軌跡來將印刷介質饋送經(jīng)過印刷頭2。第三區(qū)段3c中的該軌跡角度通常相反 于第一區(qū)段3a中的軌跡角度。
[0056] 最后，在第三區(qū)段中饋送經(jīng)過印刷頭2之后，印刷介質進入界定在第一驅動輥10 和第二惰輥14之間的第二輥隙15,印刷介質從此處被傳遞到介質輸出匣。通常，介質輸出 匣60由打印機箱罩（未顯示）的外部表面所界定。通過將介質輸出匣60置于介質輸入匣 30上方，打印機的整體占地面積比較小，并且十字交叉的介質饋送路徑使這成為可能。十字 交叉的介質路徑有效取代了用于常規(guī)單工打印機中的C形滑槽。
[0057] 顯然而言，相較于第一次通過印刷頭2 (第一區(qū)段3a)，印刷介質在第二次通過（第 三區(qū)段3c)時將相反面呈現(xiàn)給印刷頭2。這提供了雙工印刷的選項，雖然印刷介質當然遵循 用于單工印刷的相同路徑。因此，就較高速度、減少卡紙風險或減少噪音而言，單工印刷沒 有提供特殊的優(yōu)點。這可能改變使用者對正常印刷的觀念，即，使雙工變成常態(tài)。
[0058] 為了提供具有減少的噪音和卡紙的風險的平滑的介質饋送路徑，第二區(qū)段中的導 引表面提供具有呈連續(xù)函數(shù)的曲度的介質饋送路徑。如圖2所示，介質饋送路徑的曲線切 線中沒有階躍。以此連續(xù)函數(shù)的曲度，印刷介質可以在實際上所有點處?？吭趯б砻妫?得導引件的曲度對應于印刷介質的自然曲度。
[0059] 在介質饋送路徑中的某些點處，印刷介質需要改變其彎度的方向（即從凸的變成 凹的，或反之亦然）。在印刷介質（和介質饋送路徑）的曲度的這些反曲點處，一個或更多 個急轉部界定于導引表面中，使得印刷介質從第二外導引表面38遞交給第一內導引表面 36,或反之亦然。
[0060] 圖3顯不導引件的一部分，其具有內導引表面36和外導引表面38,急轉部40在介 質饋送路徑3的曲度的反曲點42處。從圖3可以看到，印刷介質經(jīng)過兩導引表面之間的間 隙從內導引表面36換到外導引表面38。因此，印刷介質溫和觸碰導引表面的任一面，除了 在經(jīng)過急轉部時。
[0061] 在圖1中顯不了導引表面36和38中的雙重急轉部50。該雙重急轉部定位在介質 饋送路徑3中的另一反曲點處?？梢钥吹剑∷⒔橘|當通過雙重急轉部時具有接觸切點51 和52,其分別屬于內導引表面36和外導引表面38。這些接觸切點51和52為印刷介質提 供在印刷介質的反曲點處的另外的支撐。
[0062]當然，應理解，僅以舉例的方式描述了本發(fā)明，并且可以在本發(fā)明的范圍內做出細 節(jié)的修改，而該范圍界定于所附的權利要求中。
【權利要求】
1. 一種打印機，其包括： 固定的噴墨印刷頭； 介質饋送路徑，其用于導引印刷介質經(jīng)過所述印刷頭兩次；以及 饋送機構，其用于以固定不變的速度饋送印刷介質單向經(jīng)過所述介質饋送路徑， 其中所述介質饋送路徑包括： 第一區(qū)段，其配置成從所述印刷頭的第一側以相對于所述印刷頭的第一方向來將印刷 介質饋送經(jīng)過所述印刷頭； 在所述第一區(qū)段的下游的第二區(qū)段，所述第二區(qū)段配置成繞著單一環(huán)導引印刷介質， 所述環(huán)定位在所述印刷頭的與所述第一側相對的第二側處；以及 在所述第二區(qū)段的下游的第三區(qū)段，所述第三區(qū)段配置成從所述印刷頭的所述第二側 以相對于所述印刷頭的相反的第二方向來將印刷介質饋送經(jīng)過所述印刷頭， 并且其中所述環(huán)的交叉點與所述印刷頭相對。
2. 如權利要求1所述的打印機，其中在使用期間，在所述第一區(qū)段中，所述印刷介質的 第一面面對所述印刷頭，并且在所述第二區(qū)段中，所述印刷介質的相反的第二面面對所述 印刷頭。
3. 如權利要求1所述的打印機，其中所述介質饋送路徑對于單工印刷和雙工印刷而言 是相同的。
4. 如權利要求1所述的打印機，其中介質輸入匣和介質輸出匣定位在所述印刷頭的所 述第一側處，其中所述介質饋送路徑配置成將印刷介質從所述介質輸入匣饋送到所述第一 區(qū)段，并且將印刷介質從所述第三區(qū)段傳遞到所述介質輸出匣。
5. 如權利要求4所述的打印機，其中所述介質輸出匣直接定位在所述介質輸入匣上 方。
6. 如權利要求1所述的打印機，其中所述介質饋送機構包括定位在所述印刷頭的所述 第一側處的第一驅動輥，所述第一驅動輥與第一惰輥和第二惰輥接合，其中第一輥隙界定 在所述第一驅動輥和所述第一惰輥之間，并且第二輥隙界定在所述第一驅動輥和所述第二 惰輥之間。
7. 如權利要求6所述的打印機，其中在使用期間，所述印刷介質當定位在所述第一區(qū) 段的上游時接合在所述第一輥隙中，并且所述印刷介質當定位在所述第三區(qū)段的下游時接 合在所述第二輥隙中。
8. 如權利要求6所述的打印機，其中所述介質饋送機構包括定位在所述印刷頭的與所 述第一側相對的所述第二側處的第二驅動輥，所述第二驅動馬達與第三惰輥和第四惰輥接 合，其中第三輥隙界定在所述第二驅動輥和所述第三惰輥之間，并且第四輥隙界定在所述 第二驅動輥和所述第四惰輥之間。
9. 如權利要求1所述的打印機，其中所述環(huán)從所述第三輥隙延伸并且轉回到所述第四 輥隙。
10. 如權利要求8所述的打印機，其中在使用期間，一張印刷介質當進入所述第二區(qū)段 時被夾緊在所述第三輥隙中，并且所述一張印刷介質當離開所述第二區(qū)段時被夾緊在所述 第四輥隙中。
11. 如權利要求10所述的打印機，其中所述環(huán)短于所述一張印刷介質的長度，使得在 使用期間，所述印刷介質的前部部分被夾緊在所述第四輥隙中，而所述印刷介質的后部部 分同時被夾緊在所述第三輥隙中。
12. 如權利要求1所述的打印機，其中所述第一區(qū)段以相對于所述印刷頭的水平面大 致上升的軌跡來將印刷介質饋送經(jīng)過所述印刷頭。
13. 如權利要求12所述的打印機，其中所述第三區(qū)段以相對于所述印刷頭的所述水平 面大致上升的軌跡來將印刷介質饋送經(jīng)過所述印刷頭，其中所述第一區(qū)段中的軌跡角度與 所述第三區(qū)段中的軌跡角度相反。
14. 如權利要求1所述的打印機，其中所述第二區(qū)段的至少一部分由用于繞著所述環(huán) 饋送所述印刷介質的導引件所界定。
15. 如權利要求14所述的打印機，其中所述導引件配置成在所述印刷介質路徑中提供 曲度，所述曲度為不具有不連續(xù)性的連續(xù)函數(shù)。
16. 如權利要求14所述的打印機，其中所述導引件包括在所述第二區(qū)段中對應于所述 印刷介質的曲度的反曲點的急轉部。
17. -種打印機，其具有用于繞著彎曲的介質饋送路徑導引印刷介質的導引件，其中所 述導引件包括對應于所述彎曲的介質饋送路徑中的反曲點的急轉部。
18. 如權利要求17所述的打印機，其中所述導引件包括第一導引表面和第二導引表 面，并且其中所述急轉部配置成將印刷介質從與所述第二表面接觸轉變成與所述第一表面 接觸，或反之亦然。
19. 如權利要求18所述的打印機，其中所述導引件包括雙重急轉部，所述雙重急轉部 配置成提供印刷介質在相應的第一導引表面和第二導引表面上的接觸切點。
20. 如權利要求18所述的打印機，其中所述第一導引表面和所述第二導引表面沿著所 述急轉部彼此分開小于5mm的距離。
【文檔編號】B41J3/60GK104411501SQ201380034625
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權日:2012年7月5日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·詹森, 保羅·麥基, 薩明達·賈亞蒂勒克 申請人:馬姆杰特科技有限公司