本发明一般涉及喷墨打印,具体涉及热喷墨打印器,它有面向操作者的给纸和回纸组合件,机械简单,印墨干燥能力超过不带干燥机构的打印器,而价格低于带干燥机构的打印器。 迄今为止,在喷墨打印技术中,向打印头给纸或给其他介质的常用技术,涉及使用给纸辊和夹送辊,专为将纸从纸盘向打印头和相邻承压件(压印平板)之间的打印区域中送纸。在这区域中要求额外的驱纸机构,用于将纸继续通过打印头和打印区,到达收纸盘或类似装置上。事实上常用一个将纸向接纸盘传递的第三驱动装置。
于是打印头的驱动组件中要求有一个第一驱动机构,将纸从供纸盘上取出,一个第二传纸机构将纸通过打印头,送入收纸盘中。要求多级传纸机构便增加了喷墨打印器的成本和复杂性。
此外,这种先有技术的喷墨打印器必须解决印墨干燥问题,除非使用特别的涂料纸。假定不设置干墨机构,于是在印页输出迅速时,下面一页的印墨还没有机会干燥,便有一页放入输出盘中,因而将下面一页的印迹损坏。一种常用的机构是设某种干燥装置,诸如灯泡或加热器。但是这种要求增加打印器的复杂性,因为必须设置电源,灯泡或加热器,以及相关的装置。这种装置增加喷墨打印器的重量。
按理想应减少打印器的成本和复杂性,同时将元件和其相互的联系简化。
本发明提供了一种喷墨打印器。喷墨打印器中有下列的相关组合:
(a)一个纸页供给装置,供给待打印的介质;
(b)一个收纸装置,收集印成的介质;
(c)将一页介质从供纸盘通过一个打印区,送到收纸装置;
(d)一个安装在打印头滑架上的打印头,在介质移动的横向上移动,介质用保持在打印区中的压印平扳支承;
(e)造成介质页反弓的装置,在介质即将进入打印区前,将介质在平行于打印区的平面中引导,保持介质的平坦;
(f)在打印下一页介质时,将前一印页印墨干燥的装置,其中有一对在收纸盘上方的对置支承轨,宽度足以在打印时支持介质页,而在打印完后则不足以支持介质页;
(g)控制介质输送和打印地装置。
反弓是为了当印页离开驱动辊沿压印平板滑动时,将印页方向改变。方向的改变是因为将压印平板倾斜,使之不在打印区中驱纸辊的切向上而造成。
有一个机械促动的倍增器,至少用于将介质页从供纸盘送到打印区。倍增器有若干平行倍增器齿轮,各与一种功能联系。每一这种齿轮的启动,用一个扳机构实现。用一个从动件利用一个由打印头滑架在适当位置上支持的插入臂,将扳机向上方压。插入臂的位置变化由控制装置进行。
提出的喷墨打印器易于制造,因取消驱纸机构中的元件,并设置一种新颖的干纸装置而降低复杂性和成本。
图1为本发明新颖喷墨打印器的透视图;
图2为与图1相似的视图,仅将上盖拆除,图示将一页纸在放入收纸盘以前的打印作业的情况;
图3a-d为表示纸的转移过程的剖视图,从供给盘取纸直到放入收纸盘;
图4为纸页传动系的局部前剖视图,其中有驱纸电机,驱纸辊,和取纸作业用的齿轮系;
图5为用于实施本发明的机械改动倍增器一部分的透视图,其中有若干倍增器齿轮和与之关连的扳机;
图6为图5所示的倍增器和促动倍增器齿轮的从动机构的啮合情况的透视图;
图7为促动倍增器齿轮的组合件一部分的俯视图,其中有一个插入臂安装在打印头滑架上。
参看附图,其中全部附图中的相同元件用图号表示,一个喷墨打印器用号10作总体表示,新颖的喷墨打印器其特征在于某些特点为喷墨打印器所独有,特别为热喷墨打印器所独有。
第一个独有特点如图1及2所示。可以看到,纸页输入或供纸盘12放在打印器10的前部,即面对操作者的部分14中。纸输入盘12的构形,为能输送相当量的拟在上面打印的纸16a或其他介质。同时在打印器10的前部14中,设一个纸输出或收纸盘18。纸输出盘18也有可输送相当量纸16b的构形。
关于纸输出盘18应注意两个特点。首先,有一个坡形槽20设在纸输出盘18后方的附近从纸盘轨18A的顶部向下斜。这槽供将包层引入槽中。单页纸简单放在输入纸叠的最上面,在纸叠上的最后放置的一张为下一次拾取的纸。
第二,有一对相对的输出轨22设在输出盘18的上方。输出轨22和压印平扳26(图3c及3d中可见)在打印过程中支持一页纸16c,使下面纸页16b上的印墨可以晾干。打印循环终了,当纸页16c邻近纸输出盘18的前部14a时,压印平扳26向下旋转,释放在压印平板和导纸器27之间夹紧的纸页。于是纸页16c因本身重量而落入纸输出盘。在打印循环结束前,纸的后端由驱纸辊24和压印平板26(图4示细节,下文中进一步讨论)支持。
在打印器10的前部上还设有控制盘128,和微处理机29电气连接,供选择相关的打印操作方案。这种控制操作由现有的微处理机提供,既已为先有技术领域中所熟知,故不形成发明的部分。
同样,采取措施插入一个或多个打印版型控制插件30。这打印版型插件可供操作者选择一种或多种版式或字体,以便按规格改制打印输出。这种版式选择也属公知,故不构成本发明。
图2又示出一种打印头滑架35,在导轨34和导纸器27上行进,打印头32用一根柔软带状馈线36和微处理机29连接。微处理机29控制移动打印头滑架的电机37。打印头32专为本喷墨打印器而设计,采用了热喷墨打印技术。但是假使打印头滑架接口有兼容性或用其他构型的打印头滑架,打印器便可用其他的喷墨打印头操作,此外,改造打印头滑架,便可用其他的喷墨技术,例如压电技术。这种改造属于普通技术人员的能力范围之内。
图3a表示将纸16a从纸输入盘12向纸输出盘18输送的齿轮系38。齿轮系38由驱纸电机40(见图4)通过驱纸轴42控制。驱纸轴42上安装驱动辊24。
齿轮系38有十个齿轮44-62,其排到为将驱纸轴42的旋转运动,从该轴上面的齿轮44向与齿轮62耦合的凸轮64传递。相应的运动如图3a所示;但是,为简化起见,在图3b-d中未示齿轮系38。齿轮44-62的结构在图4中示出。齿轮系在机械倍增器100啮合时起动,其运转在下文中详述。
齿轮系38将凸轮64旋转,有一个大致平坦部66。具体为近似菜豆的形状,其作用是将纸放在便于从上面取出一个纸页16c的位置上,并可将纸放回原始位置。
为做这动作,纸输入盘12有两个单独的部分,即一个托纸部12a和托纸部后面的一个压板12b,两者大致在同一平面内。压板12b用弹簧68加载,弹簧为一对螺旋簧或板簧等。当凸轮64的最大直径接触纸输入盘12的压板12b时,压板保持水平位置,和托纸部12a在同平面内,如图3a所示。
凸轮64旋转,平坦部66接触压板12b的上表面时,弹簧68将压板向上压,将其绕一个固定的轴向枢轴69旋转,从而使纸16a的后缘70由驱纸辊24接触,如图3b所示。
将从输入纸16a的纸叠上取出的单张纸页16c,向驱纸辊24和与之关连的第一夹送轮72之间送入。使用传统的单页给纸技术中的纸角分离器,(未示)便于检拾单页纸。但是也可用其他的纸页分离技术。
纸页16c继续围绕辊24,在导纸器27及第二组夹送轮76之间前进,到压印平板26上,纸页16c在(打印区中)平板上打印。
纸页16c在导纸器27向压印平板26过渡时,在A处(图3c)反弓。在A处的反弓可使纸16c在通过打印头32的区域(打印区A)中,沿着压印平板26平放,从而在打印头和纸页之间,保持一个严格控制的恒定间隙,这是喷墨技术的要求。当纸离开驱纸辊24,沿压印平板26滑动时,反弓变为改变方向。这方向变化是由于使压印平板26与驱纸辊24的A点处的切向成一定角度所致。
反弓还使纸页16c横向弯曲,以防其纵向弯曲,否则会使纸从两轮22之间下落。
假如打印头32和纸页16c之间间隙太小,打印头便会使印迹污损,但如间隙过大,便使印刷质量不良。间隙限制决定于具体使用的打印头。对于许多打印头,间隙似乎约应在0.020至0.050英寸范围内。
打印头32(图3a-d中未示)和纸16c之间的间隙保持在介质的一个厚度范围内不变,对本文中揭示的打印头的情况,最好约不超过0.030英寸。压印平板26用可变形材料,可使之较易掌握,可稍变形,容纳较厚纸页而保持要求的窄间隙。
应理解到应对凸轮64的形状选择,使一张纸页16c可进入导辊组合件。必须具备条件,在压板12b开始向下前,将纸准确检拾,从第一组夹送辊72中通过。必须考虑纸叠尺寸的变化从而在任何条件下满足上述要求。纸页长度不重要,因有一感测器(未示)感测纸的上下缘。最后,机械倍增器100每促动凸轮64一次,突缘旋转一整周。
待印纸页16c沿轨22顶部前进,直到打印完成。应理解到在打印时,纸轨22的宽度足以支承纸页16c,但是没有压印平板26支持时,便不足以支持纸页。对轨22的宽度有选择,使纸页16c在每一纸轨上约覆盖1/8至3/8英寸。
打印完成时压印平板26向下旋转,如图3d所示。压印平板26的旋转依赖第二齿轮系80控制。和凸轮64相似,机械倍增器100每将这齿轮系80促动一次,齿轮系80完成一个循环。
由于失去支持,并且纸页16c在后部反弓,足以使纸页靠其本身重量而落入有输出纸页16b的纸输出盘18。打印时,先前打印的纸页16b上的印墨正在晾干,在下一印页16c靠本身重量落下时,下面纸页已完全干燥,便可防止其上面的印墨污损。于是可理解到:为将刚完成的纸页的印墨干燥,不需有干燥机构,及与之相关的部件和动力。
驱纸辊分段,有若干轮24沿纸轴42放置。分段驱辊24完成两个作用,其一为从输入纸叠12取纸,并将其带到打印区A,其次是因为压印平板插在驱纸辊分段之间,如图4所示,便使压印平板26可在印完一页后旋转。
分段驱纸辊24有三个轮,靠近介质16的每侧各有一个,偏置约1/2至1/3英寸,形成翘曲区,一个在中间,伸在轮24之间,以形成反弓,这种安排有其优点。再者,轮24可从供纸盘取一页纸;便需一个翘曲区取纸。这种结构相当于该领域中通常用的硬驱纸辊。
轮24用合成橡胶材料,便于将纸驱送。
有和每个轮24相关的第一夹送轮72,将从纸叠16a上取出的一页纸16c夹紧。还有第二夹轮76和每一轮24关连。
夹送轮72,76用一种软泡沫橡胶制造。当纸页16c围绕驱纸通过约180°时,夹送辊72,76将纸压在驱纸辊24上。中间夹送轮76设在其他两个的后面,将纸保持在纸传感器(未示)出口附近区域里的驱纸辊上。
图4示驱纸传动系,其中有驱纸电机40,通过齿轮系78和驱纸轴42机械耦合。三个驱纸辊24沿驱纸轴42配置。
压印平板26(见图3d)的向下旋转,由平板支承件79上的与旋转齿轮(未示)的偏置销(未示)接触的一个臂(未示)控制。旋转齿轮利用齿轮系80,和机械倍增器100连接。
本发明使用的倍增器100和三个齿轮系互相作用,齿轮系38用驱纸辊进给一页纸,齿轮系80将压印平板26旋转,齿轮系82将泵(未示)起动,向打印头32注墨。
下文关于图5及6中倍增器100的叙述,针对和一个齿轮系相互作用的相关部件。应理解和其他齿轮系互相作用的相关部件都相同,可见部件用相同号标示,而有不同字母(例如100a,100b,100c等)。
倍增器100有三个倍增器齿轮102a-c。每一倍增器齿轮102的齿106有一个切去部分104,以防和倍增器小齿轮108啮合。一个制动件110使倍增器弹簧112的臂111,将倍增器齿轮102固定。一个齿轮上的钩件114,和扳机116上的钩部115接合,使扳机将倍增器齿轮102旋转,并将倍增器齿轮和倍增器小齿轮108啮合。
三个扳机116a-c各有一个钩件115,和相应倍增器齿轮102的钩部114接合。扳机116有一个下突部118,其上表面120使从动件122将扳机推到向下的位置上,而其下表面124使从动件通过挖空部125将扳机略向上抬,扳机将倍增器齿轮102旋转,将切去部104和制动件110正确定位。扳机116还有一个上突部126,由插入臂128用以将扳机抬高,使倍增器齿轮102开始旋转。
倍增器弹簧112设三根臂111,和倍增器齿轮102a-c中的相应制动件110接合。
倍增器小齿轮108有三个齿轮段130,和相应倍增器齿轮102接合。两个支持从动件122的偏置凸轮轴(未示)和倍增器小齿轮段130在同轴线上相关。小齿轮108通过驱动纸轴42和驱纸电机40连接。
从动件122有两个支臂136,138,停放在倍增器小齿轮组合件108的偏置凸轮轴上。从动件122还设有一个引导部140,支持插入臂128。最后,从动件122有三组突出部,和扳机116的下突部118的上下表面120,124配合。
插入臂128安装在打印头滑架35上,如图7所示,有一个端部执行器144,当将端部执行器放在板下面时,如图6所示,端部执行器144将从动件122的动作向扳机116传递。插入臂128还有一个弹簧146,在从动器达到其动作的最高点上,使端部执行器144在扳机116a-c的前面通过。
运转时,将插入臂128放在扳机(图6中的116a;图7中为116b)的下面。这样放置是在微处理机29的控制下,通过将打印头滑架35推到适当位置上而取得。
将扳机116a抬高,使倍增器齿轮102a旋转。倍增器齿轮102a旋转时,和倍增器小齿轮段130啮合。
将插入臂128移动(通过将打印头滑架35侧向移动)。
将倍增器102a旋转一周。这时间里,从动件122将扳机116a接回到“向下”的位置上。倍增器齿轮102a的切去部104a,使小齿轮108停止推动位增器齿轮102a。从动件122在“向上”的位置上时,将扳机116a上抬,达到倍增器齿轮102a处于制动状态的位置上,将循环完成。
从上文可见,三个控制特点中的任一个,可用机械取得,从而可省去电子控制装置。唯一与电子器件有关的,是用微处理机29将打印头滑架35正确放置。当然,根据需要的控制功能的数目,对使用的倍增器齿轮102可作增减。
图5及6所示倍增器100和齿轮系38,80,82之间的关系在图4中示出。在图3a中,括弧中的标号(102b及108b)是为表示倍增器102及小齿轮108和齿轮系38的关系。
本发明的新颖单页喷墨打印器10,可用于各种打印用途。
因此,提出了一种成本及复杂性降低的喷墨打印器,将送纸操作合并于一个机构中,有条件将纸页适当晾干。本专业的技术人员可以明了,可作若干性质显然的变化和修改而不超出本发明的精神,所有这些变化和修改,都应认为属于文后权利要求书界定的范围以内。