CN102131649A - 用于打印和裁切的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于打印和裁切的系统，所述系统包括外壳。所述外壳连接有打印系统。打印系统包括打印头，所述打印头具有底面。所述外壳连接有裁切系统。所述外壳连接有可运动底板，其中可运动底板调节到待打印的原料的厚度。可运动底板提供从打印头的底面到原料的上表面的预定的距离。

Description

用于打印和裁切的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于打印和裁切的系统和方法。

相关申请的交叉参考

该申请根据35U.S.C.§119(e)基于Donald B.Olsen等人于2008年7月16日提交的、名为“用于打印和裁切的系统和方法”的美国临时专利申请No.61/081,208并且要求享有其优先权，其整个内容由此通过参考包含于此。

背景技术

可以借助丰富多彩的切块和形状改进工艺品。原料(stock)可以是纸、犊皮纸、薄塑料、箔、透明胶片、卡片等。原料通常会用于用户所期望的形状和景象。原料可以被预着色，或者用户可以在裁切之后进一步修饰原料。用于由纸产生形状的典型系统包括冲切和电子冲切。这些系统典型地在纸中产生预定的形状。然而，用户必须在执行裁切之前选择纸的颜色。此外，为了产生复杂的设计，用户会需要频繁地改变纸的颜色。

市场上已知的是小型节约型喷墨打印机，但是这些小型节约型喷墨打印机关于切出形状是无用的，这是因为已打印的图像没有与裁切系统配准。这样典型地意味着，对准将不正确，并且将毁坏从已打印的图像切出的裁切形状，需要用户再一次尝试。

此外，对于已打印的图像与裁切系统对准的精度可能是不准确的，并且在制成可用的切块之前导致无数重印。因而，需要存在有一种允许用户在没有手动配准的情况下打印图像和裁切图像的系统。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式说明本发明，其中：

图1是用于打印和裁切的设备的透视图；

图2A是用于在打印头运动的同时进行连续喷墨打印的方法；

图2B是用于将重墨施加到像素元件的方法；

图3是将多个图像合并在一起的方法；

图4是打印和/或裁切的方法；

图5是在用户手动对准之后确定空间要求的方法；

图6是执行任意的图像或形状的边框(border)裁切的方法；

图6A是具有外边界(outer boundary)的图像的示例；

图6B是具有外边界和从外边界延伸的边框的图像的示例；

图7是作为独立的机器打印黑白、灰度和彩色的图像的方法；

图7A是将多个图像打印到一片原料上的示例；

图8是平铺(tiling)图像的方法；

图8A示出在多个片材的边界处打印和裁切的图像；

图8B示出关键图像；

图9是确定所使用的墨盒的编号并且给用户提供警告的方法；

图10是用于裁切和打印系统的组合步进马达和DC马达的系统框图；

图10A是用于打印和裁切的示例性机构的透视图；

图10B是示出裁切机构和辊系统的图10A的示例的正视图；

图10C是示出打印机构的图10A的示例的后视图；

图10D是图10A的示例的右侧视图；

图10E是图10A的示例的左侧视图；

图10F是图10A的示例的俯视图；

图10G是图10A的示例的仰视图；

图10H是图10A的示例的透视图；

图10I是图10A的示例的透视剖视图；

图10J是图10A的示例的侧剖视图；

图10K包括辊系统的视图，该辊系统用于接合用于图10A的示例的垫；

图11是接收较厚材料原料的浮动辊系统的示例；

图12是用于裁切三维形状的方法；

图12A示出金字塔的横截面的分层的3-D图像；

图13是用户限定的形状裁切的方法。

具体实施方式

附图示出用于打印和裁切的系统和方法的示例性实施例。基于以上内容，通常应当理解，此处所使用的名称仅是为了方便，并且所使用的术语用于说明系统和方法的示例，并且应当由本领域的技术人员给出最广泛的含义。该申请根据35U.S.C.§119(e)基于并且要求享有Donald B.Olsen等人于2008年7月16日提交的、名为“用于打印和裁切的系统和方法”的美国临时专利申请No.61/081,208的优先权，其整个内容由此通过参考包含于此。

用于打印和裁切的系统和方法可以在示例中构造为与尤其用于手工业生产中的裁切系统结合的打印系统。在Workman等人于2006年7月13日提交的、名为“电子纸张裁切装置和方法”的美国专利申请No.11/457,417中说明了裁切系统的示例，其整个内容由此通过参考包含于此。

现在参照图1，示出具有打印和裁切机构102的打印机/裁切器10，所述打印和裁切机构102可沿着导引件104运动。对于本领域的技术人员将已知的是，诸如喷墨打印系统的打印系统可用于在纸上或者其它材料上沉积墨以执行打印功能。打印机/裁切器10示出处于打开位置中，在所述打开位置中示出总体上由30指示的用户界面和总体上由32指示的裁切器组件。顶部门24的背面34容纳视频显示器35，例如LCD显示器。某些有关数据，例如用于裁切所选择的一个或多个形状、形状的尺寸、特殊裁切的进展状态、错误信息等，可以显示在显示器35上，以便使用户可以具有机器操作的视觉反馈。

底部门26的背面37提供了用于由打印机/裁切器10裁切的材料和垫的支撑托盘，以便当裁切时，使材料和垫(未示出)保持在基本水平的定向中。另外，裁切器的内部底面38也总体上是水平的并且本质上是平面的，从而以基本平坦的构造支撑正在裁切的材料。在一些已经适用于从乙烯类(vinyl sign)裁切领域到纸裁切领域的现有技术机器中，这些机器通常还保留有弯曲的支撑面。支撑面的曲率通常用于容纳正在裁切的典型为辊形式的材料，即，背面涂有粘合剂的乙烯材料。这种构造并不特别地有助于诸如纸和类似物的材料片材的裁切，其中弯曲会导致正在裁切的图像部分从由片材所限定的平面提升，导致刀片或者刀片保持器捕获到任何这种升高的部分，所述升高的部分能够损坏正在裁切形状的材料。因而，门26的内表面37包括平面部分37’，所述平面部分37’基本上与邻近驱动辊39的裁切器的内部底面或者床38共面。另外，内表面37限定凹槽41，所述凹槽41用于当门26处于如图1中所示的关闭位置中时容纳盒50。通过使盒50配合在门26内，实现了打印机/裁切器10的更加紧凑的构造。因而，可以在盒50定位在关闭的门26内的情况下运输机器。

打印机/裁切器10包括记忆存储装置50，用于存储可以由打印机/裁切器10打印和裁切的各种形状和图像，例如字体、图像、短语等。记忆存储装置50还可以包括不同的打印和裁切参数的存储，所述参数例如是图像的分辨率、用于图像和裁切边界的配准点、对于以各种尺寸打印和裁切所需要的公差，等等。在该实施例中，记忆存储装置50采用可去除的且可更换的盒的形式。该盒设有可以使用键盘40选择的特定的形状库或者组。当需要新的一组形状时，盒50可以从其插座52去除，并且用包含有期望的一个或多个形状的另一个盒更换。结合盒50的改变，键盘40设有由诸如硅橡胶、PVC或者其它橡胶类型的材料的柔性材料所形成的可去除的且可更换的覆盖板49，以便当覆盖板49的相对应的凸起键被按压时允许按压键盘40的按键。覆盖板可以由清洁的、透明的或者半透明的材料形成，以允许通过覆盖板49看到来自键盘40的按键的光。为了识别出哪个覆盖板与特殊盒相对应，可以如通过丝网印制法或者其它方法将字体或者图像组(以及个别字符、短语和功能)的特定名称印制到覆盖板上，并且相同的名称印制在盒上或者印制在附装到盒的标签上。而且，如果期望，通过将特殊的键盘覆盖板49的颜色与特定盒50的颜色匹配，用户可以容易地检验他们正在使用正确的盒50/覆盖板49组合。对于形成覆盖板的任何给定的颜色或者材料，覆盖板不是完全不透明的。因而，如上所述，为了向用户表示已经激活诸如CAPS或者类似的特殊功能的按键，在按键下方定位有LED，以便当激活按键时照亮按键。同样地，通过至少部分透明的材料形成覆盖板49，用户可通过覆盖板49看见来自LED的光。因而，键盘的按键和覆盖板49均由至少半透明的材料形成。

小键盘和覆盖板49的可替代方案可以包括LCD触摸屏，所述LCD触摸屏能够绘制字体或者图像组。为了选择特殊的形状，随着在LCD触摸屏上示出形状，用户可以直接按压形状，并且系统从触摸屏识别选择。

图2A是用于在打印头运动(参见步骤210)的同时进行连续喷墨打印的方法。在某些示例(例如，期望平坦的区域)或者颜色为同一种颜色的区域中，打印机/裁切器10可以采用在原料(例如，纸)上沉积墨流(参见步骤220)的连续打印方法。代替打印点，打印机/裁切器10已经打印颜色流。

图2B是用于将重墨施加到像素元件的方法。打印机/裁切器10可以施加“重墨”到特殊区域。例如，在需要重墨的位置处，打印机/裁切器可以施加多于一滴的墨到该位置。例如，在需要富有特殊颜色的区域处，打印机/裁切器10可以减慢或者停止运动(参见步骤250)，施加多于一滴的墨(参见步骤260)到该位置。在步骤260处，打印系统可以施加多于一滴的墨到特殊位置。这可以在多次通过时实现，或者这可以在打印系统在特殊位置处停止时实现，或者这可以通过在打印系统减慢驱动打印头时的位置处迅速地喷射墨而实现。

图3是将多个图像合并在一起(例如，将图像“熔接”或者“串起”在一起)的方法，以便从许多图像产生单个图像。在步骤310中，用户选择待熔接的图像。在步骤320中，打印机/裁切器10存储用于定位每个图像的原点偏移，每个图像都可以存储在较大的数据结构内，所述数据结构保持用于制图法和裁切的每个图像的数据。在步骤330中，打印机/裁切器10决定如何叠加图像，以便使图像熔接在一起并且不被单独地裁切。这些熔接不会包括裁切叠加的部分或者有非叠加的图像的位置，以便将占位符桥插入图像部分之间，以在打印和裁切完成之后保持图像部分彼此配准。在步骤340中，作为单件从同一原料裁切图像。

图4是打印或裁切、或者打印和裁切的方法。打印机/裁切器10可以用于打印和/或裁切二者。因而，用户不需要购买单独的机器来执行单独的每个功能，或者用户可以借助同一个机器执行打印和裁切两种功能。用户界面30可以用于确定打印机/裁切器10的操作模式。例如，用户可以选择待裁切的图像或者形状，并且用户可以进一步选择打印机/裁切器10仅用于打印、仅用于裁切或者用于打印和裁切二者的操作模式。这样，打印机/裁切器10因此改变功能性。在步骤410处，用户输入打印/裁切模式。如果用户仅选择打印，则在步骤420处控制转移到打印方法。如果用户仅选择裁切，则在步骤430处控制转移到裁切方法。如果用户选择打印和裁切，则在步骤440处控制转移到打印和裁切方法。在步骤420中，打印方法从记忆存储装置50读取与打印相关的数据并且开始打印操作。在步骤430中，裁切方法从记忆存储装置50读取与裁切相关的数据并且开始裁切操作。在步骤440处，打印和裁切方法从记忆存储装置50读取与打印相关的数据和与裁切相关的数据并且开始打印，并且随后执行裁切。

图5是在用户手动对准之后确定空间要求的方法。

在步骤510处，用户选择待打印的图像和/或待裁切的形状，连同选择诸如尺寸、缩放比例或者特征添加(例如，歪斜、背景的添加等)的参数。

在步骤520处，用户手动定位打印机/裁切器头系统以用于纸上的开始位置。可以使用用户界面30上的箭头键，或者通过手动移动打印/裁切头(其中反馈系统允许打印机/裁切器10确定头的绝对位置)进行头系统的定位。

在步骤530处，在通过用户手动对准之后，打印机/裁切器10基于头系统的“零”位置确定空间要求，以打印和/或裁切图像或者形状。打印机/裁切器10可以使用一片新的打印/裁切原料的尺寸，或者使用已经使用的关于打印/裁切原料的区域的存储信息，以便确定对于执行用户的请求动作所需要的空间要求。如果有执行该动作的足够区域，则控制进入执行操作的步骤540。如果没有执行该请求动作的足够区域，则控制进入步骤550，在所述步骤550处警告用户没有足够的区域。打印机/裁切器10继而询问用户以确定用户是否愿意将打印/裁切图像/形状按比例缩小到较小的尺寸来配合可用的区域。

图6是对任意的图像或形状执行边框裁切的方法。边框可以是超过裁切边界或者在裁切边界处将背景颜色添加到图像、或者在边框处延伸有图像的颜色、或者图像滤波器施加到图像的边缘以提供有趣的边框颜色。在步骤602中，用户选择边框模式。在步骤610中，不选择边框，并且可以在图像的像素边界处裁切图像。

在步骤620处，选择边缘延伸模式，并且打印机/裁切器10延伸了给图像加边的像素，以便当裁切时提供勾边的线。所选择的边框可以具有可调节的宽度(总体上在图6A中示出)。打印机/裁切器也可以给边框添加合理的宽度，以便当执行裁切时不保留“空白区”(总体上在图6B中示出)。

在步骤630处，选择颜色边框，并且例如，黑色边框(或者任何其它颜色)可以作为填充物添加到图像的周围部分以提供黑色边缘或者关键线的效果。所选择的边框可以具有可调节的宽度。打印机/裁切器也可以添加额外的宽度到边框，以便当执行裁切时不保留“空白区”(总体上在图6B中示出)。

图6A是具有外边界652的图像650的示例。用户可以选择具有围绕外边界652放置的边框，边框是多种宽度的。在第一示例中，边框由用户选择为任意宽度660。如果用户期望，边框可以选择为较大的任意宽度662。打印机/裁切器10还可以根据打印系统和裁切系统的分辨率自动地选择边框宽度，以便当裁切时使图像的平滑度和清晰度最大化。外边界的延伸也会提供误差的页边，在所述误差的页边处裁切系统没有与已打印的图像精确地配准。例如，相对于已打印的图像，在裁切位置中有不准确度，延伸的边界允许用于通过着色的边界进行轮廓鲜明的裁切，而在裁切之后没有留下“空白”区。该“空白”区不必是白色的，而是指示正在打印的介质的颜色，所述正在打印的介质可以是基本白色的。

例如通过用户输入(例如，通过诸如小键盘、拇指轮、触摸屏等的用户界面)确定边框。例如，用户指示期望0.2”边界。在该情况下，系统围绕外边界652延伸0.2”。或者，可以通过将外边界652延伸预定的量而确定边界。例如，在裁切系统的精度已知为大约0.05”的情况下，边框可以将外边界延伸大约0.10”，以便依据打印和裁切系统的工作条件(例如，设备的使用年限)或者正在裁切的工件的类型提供安全的页边。或者，外边界652可以按比例增加预定的距离以确定边框厚度。

图6B是具有外边界672和从外边界672延伸的边框674的图像670的示例。当用户选择边界宽度(由虚线676表示)时，打印机/裁切器10可以给边框添加额外的厚度并且将边框延伸到边框线674。边框宽度的自动添加允许打印机/裁切器10在裁切线676处裁切图像，而同时允许不在裁切的图像中存在有空白区。通过将边框延伸超过裁切线676，裁切的图像保证具有全色的边框。如上所述，着色的边框的延伸部处理这些状况，所述状况为裁切路径合理地没有配准，或者当裁切工具可能不能精确地改变方向或者不能在充分的精度下裁切弧形路径时。

图7是作为独立的机器打印黑白、灰度和彩色的图像的方法。在步骤710处，用户可以从盒50或者其它存储器装载图像。在步骤720处，用户可以选择打印类型(例如，彩色、黑白、灰度等)或者在打印之前添加诸如棕褐色的额外特征。用户继而可以在步骤730处将图像按比例缩放到期望的特定尺寸。在步骤740处，打印机/裁切器10则打印期望的格式和尺寸的图像。在步骤750处，打印机/裁切器10可以基于打印的尺寸计算裁切参数(若有的话)，允许用户打印定制尺寸的照片，所述定制尺寸的照片在打印的尺寸下从原料材料(例如，相纸)裁切。使用图6的方法，用户还可以添加“框架”边框或者诸如圆齿状的边框或者附有阴影的边框的其它特征，以给出图像深度。

打印的图像和裁切路径可以是栅格化的(rasterized)或者是基于矢量的。此外，图像和裁切路径可以一起包含在盒或者存储装置中。当按比例缩放图像和裁切路径时，系统可以自动地修改图像和裁切路径以按比例放大图像。或者，图像和裁切路径可以存储为充分大的图像和裁切路径，以便使缩放比例的全部或者基本全部是缩小比例以减轻栅格化和像素化影响。此外，在图像和裁切路径按比例缩小的情况下，可以减少某些细节以适应打印系统的特定分辨率以及裁切系统的精度。因而，对于图像和裁切路径，细节减少会基于所述图像和裁切路径的特定容量是不同的。

图7A是将多个图像打印到一片原料760(例如相纸)上的示例，其中用户选择图像的尺寸，并且图像被裁切到应有的尺寸。打印第一图像770，并且第一图像770被裁切到应有的尺寸。打印第二图像780，并且添加边框782，该图像继而在边框周界782下被裁切到应有的尺寸。在示例中，用户可以从单片的原料裁切多个图像，每个图像都是不同的尺寸，或者是相同的尺寸，但是在图像的边缘处从原料自由裁切。这种系统则不再要求用户购买多个尺寸的原料，而且也不要求用户将图像手动裁切到应有的尺寸。

图7B是打印具有各种边框和裁切路径的各种尺寸的图像的示例。例如，设置图像790，在所述图像790处在图像790的一部分上定位有裁切路径792以选择性地切除一区域。在可替代的示例中，未由裁切路径792所围绕的图像不打印在原料760上。在另一个示例中，裁切路径796的形状设定成如同星星，并且图像794放置在裁切路径792内。由于美学细节，打印机/裁切器10可以用颜色(由黑色部分所示)填充没有被图像794占据的区域。在又一个示例中，在图像799的边界内制成圆齿状的边缘798，留下圆齿状的图像部分797。用户可以从用户界面30选择边界，并且打印机/裁切器10可以给图像799施加边界，并且最大化裁切路径797的尺寸。在可替代的示例中，用户可以在图形显示器上显示图像799并且用户可以继而将裁切路径797任意地定位在图像上。

图8是平铺图像和裁切路径的方法。大型图像可以横过多件原料(例如，纸)打印并且可以由用户组装成更大的图像。在步骤802中，用户选择图像。在步骤804中，由用户输入最终图像的尺寸(例如，横向5英尺)。在可选的步骤808处，打印机/裁切器10可以推定出用于横过多个片材打印图像的墨用量，并且打印机/裁切器10也可以在计算中包括关键图像。打印机/裁切器10继而可以基于消耗的推定或者来自打印系统的反馈来警告用户没有足够的墨。警告可以是用于多色系统的总体警告，或者可以警告特定的颜色会是较浅的，以便使用户可以仅补充在打印处理过程中将不再持续的颜色。在步骤810处，打印机/裁切器10确定如何横过多件原料打印和裁切图像(参见图8A)并且产生关键图像(参见图8B)。关键图像还可以包括编号系统，用于使用户识别出每张片材相对于其它片材定位的位置。可以通过非明显的方式(例如，通过颜色转换或者小型黑色打印)给裁切的每个图像部分都添加编号，以便使用户可以识别出与关键图像有关的片材。在步骤812处，打印机/裁切器10由多件原料制造图像，如果期望，裁切边框。在步骤814处，关键图像打印在单独的一片原料上，或者关键图像可以在步骤812期间打印在未用过的区域(废料)上以节约原料。在打印过程中，如果一铺片(tile)(一片较大的图像)是有缺陷的，或者没有满意地完成打印/裁切，则用户会重做铺片，或者用户会从某一铺片开始继续该处理。图8A示出在多个片材820的边界822处打印和裁切的图像。图8B示出关键图像，所述关键图像是较大比例的图像的缩小版，所述关键图像允许用户识别出每片图像以用于放置。关键图像在每个铺片会处于随机布置中时是有用的，并且用户必须决定放置的相邻关系。因而，关键图像基本上用作拼图关键图像以指导每个铺片的组装。关键图像可以打印在单独的片材上，或者关键图像可以打印在包含有铺片的裁切片材的废弃区域上。

图9是确定所使用的墨盒的编号并且给用户提供警告的方法。在步骤910中，打印机/裁切器通过自从最后一次打印头更换以来所使用的墨滴的数量来确定打印头的使用率。该信息可以存储在打印机/裁切器10的存储器中，或者可以存储在打印头自身中。在步骤920处，如果期望新的打印头，则打印机/裁切器警告用户更换打印头。系统还可以基于所使用的墨的量针对质量问题和/或污染问题而确定打印头应当更换。例如，如果用户执行大量裁切但是较少执行打印，则系统可以确定，应当基于预料到的来自纸灰尘等的污染量来执行打印头更换。

图10是用于裁切和打印系统的组合步进马达和DC马达驱动器的系统框图。DC马达1010设置成使打印头1030以平稳的方式沿着共同的轴1050运动。步进马达1020设置成使裁切头1040沿着同一个轴1050运动。打印头1030和裁切头1040可以共同地连接到轴1050，或者打印头1030和裁切头1040可以通过离合器、闩锁或者机电致动器的操作选择地接合。通过设置DC马达驱动装置1010，可以将平滑的闭环反馈驱动系统用于打印，所述平滑的闭环反馈驱动系统可以不需要大转矩，而步进马达驱动装置1020可以提供用于裁切原料的高转矩系统。如果打印头1030和裁切头1040共同地连接到轴1050，则仍然使用DC马达实施方式，这是因为当刀片没有接合原料时没有裁切转矩要求。

如此处所述，图10A至图10K说明用于打印和裁切机构的可替代示例。该示例可以包括来自打印机构和裁切机构二者的控制系统。另外，可以有合并系统，所述合并系统控制打印和裁切二者，并且尤其控制多种打印和裁切操作的最优化和顺序。

图10A和10B是用于打印和裁切的示例性机构100。该机构包括托架140，所述托架140沿中心框架130行进，所述托架140设置成用于沿着裁切机构(142附近)和打印机构(在图10C中下方示出)的方向X运动。通常，诸如牛皮纸、乙烯或者其它材料的原料装载到裁切机构中并且通过设置在辊轴114上的辊116、118而沿着Y方向运动。辊马达系统112控制辊轴114使牛皮纸运动。托架马达系统110使托架沿着中心框架130运动以相对于原料定位裁切和打印系统。X运动机构和Y运动机构是定位系统，所述定位系统允许工件在可运动的打印和裁切系统下运动。这样，定位系统允许打印系统和裁切系统到达工件的可用区域。

图10C是图10A的示例的后视图，示出了打印机构。如图所示，打印机构包括青色打印系统320、黄色打印系统322、品红色打印系统324和黑色打印系统326。这些一起使用的颜色形成“CYMK”打印系统。作为沿中心框架130行进的托架140的一部分，打印系统与裁切系统一起沿着X方向横向地滑动。由于打印系统和裁切系统二者设置在同一个托架140上，因此打印系统和裁切系统彼此机械地配准。可以在机构100的一个端部处设置有停靠站(docking station)310，用于在不使用时清洁和存储墨盒。如图10C中所示，打印系统320、322、324、326构造为喷墨打印系统，每个打印系统都具有与墨盒相关联的打印头。例如，喷墨打印系统可以构造为热喷墨或者压电喷墨。喷墨头可以构造为固定的头或者一次性的头。在使用一次性的头时，一次性的头可以是单独的部件，或者构建在供给墨的墨罐中。

如此处所述，停靠站310可以是允许用于存储和清洁打印头的多功能系统。例如，打印头会易受到污染和/或使墨变干，所述污染和/或使墨变干会导致某些墨喷射或者墨通过失败(例如，通过打印头通向喷嘴)。打印头的这种变干和堵塞会导致喷嘴的堵塞和/或不规则滴落图案，阻止喷墨喷嘴的正常操作。此外，诸如松纸或纸灰的来自裁切系统的污染物会引起堵塞喷嘴。在这些示例中，停靠站可以用于清洁打印头和/或施加湿气到打印头以防止变干。

例如，停靠站可以包括毡材料或者刚毛状的材料以清洁打印头。此外，当长期停靠时，停靠站310可以提供围绕打印头的密封件以防止变干。在另一个示例中，可以(例如，由用户)给停靠站310提供湿气以维持打印头的潮湿状态。在又一个示例中，停靠站可以设置抽吸机构，以便当打印头停靠时基本抽空空气以减轻墨变干。

图10D是图10A的示例的右侧视图。托架马达系统110可以使用带驱动系统410来驱动托架140(参见图10A)。或者，可以使用例如张紧的缆索或者其它半刚性的构造，以获得可接受的准确度。如图所示，裁切系统(在图10D的左侧上，但是未示出)可以定位成与打印系统(参见320)相对。与并排的打印和裁切系统相比，在中心托架140(参见图10A)的相对侧上的定位提供减小的套件尺寸(例如，总长度)。

图10E是图10A的示例的左侧视图。辊马达系统112可以通过齿轮组512、520和带515系统连接到辊轴114(参见图10A)。随着齿轮520转动，辊轴114转动，辊116、118也转动，以接合工件(例如，待打印和/或裁切的原料)并且使工件运动。可以在机构的相对侧处使用端部辊530以给带驱动系统410提供张力。

浮动/可运动底板(参见图10D至10E和图10I至10K)提供用于维持正在打印的材料与打印头系统相距适当距离的系统。该距离例如可以通过打印头的底面的底部(例如，在该处是喷嘴的出口点)与正在打印的材料(例如，原料或者工件)的上表面之间的距离来测量。打印和裁切系统还可以包括材料处理系统，所述材料处理系统设置以用于待打印和裁切的多种厚度的材料。可以使用用于原料材料的典型的材料处理系统，例如保持牛皮纸的粘性垫。然而，在其它材料用作原料时，或者在材料的厚度未知时，可能需要其它的材料处理系统。材料的厚度在打印操作中会是重要的，在裁切方面更是如此。这是由于喷墨打印头的设计要求。喷墨打印头典型地设计成在与正待打印的材料相距预定的距离或者一定距离范围处使用。设计距离可以例如与从喷墨打印头射出的墨滴尺寸相关。在待打印的材料太近的情况下，当墨滴击中材料时在墨滴上会有过大的力，导致墨点过大并且可能会溅回到打印头，导致堵塞。或者，当待打印的材料与打印头相距太远时，没有用于将墨适当地粘附到材料的足够的力，并且墨滴会变得过度扩大。

这些设计问题都可借助在打印和裁切系统下浮动的底板来解决。浮动的底板可以包括底板920(参见图10I)，所述底板920可相对于辊116、118的竖直运动。现在参照图10D至10E，可运动底板的每侧都连接到滑动臂440、440’。在一个端部处的每个滑动臂都沿着狭槽和销450、450”滑动。可运动底板被弹簧420、420’向上偏压以提供向上的力来将原料压在辊116、118上。可运动底板还可以包括竖直滑动的活塞430、432和430’、432’(也参见图10G)。因为每个滑动臂440、440”都分别具有两个活塞430、432和430’、432’，所以当滑动臂上下运动时，滑动臂维持基本平行的位置。活塞430、432和430’、432’总体上与可运动底板垂直，如图所示。然而，可运动底板可以构造成一角度，并且同样地活塞430、432和430’、432’总体上与上辊垂直。

当滑动臂上下运动时，可运动底板和下辊(相对于上辊)维持基本平行的位置。这样，打印和裁切系统可以使用多种厚度的材料，而同时维持原料和打印头之间的期望距离。通常，活塞确定可运动底板的定向，并且还维持下辊系统与上辊系统平行，以维持上辊系统与下辊系统之间沿着工件长度的相等距离。此外，尤其在裁切操作期间，可运动底板在操作中为工件提供支撑以避免工件的弯曲或者扭曲。

图10F是图10A的示例的俯视图。打印机构(例如，青色打印系统320、黄色打印系统322、品红色打印系统324和黑色打印系统326)示出与裁切器210相对。随着材料在打印和裁切系统下运动，控制器可以决定接合用于裁切的刀片，或者控制打印系统。这些步骤可以同时地执行，或者这些步骤可以及时地交错以减轻对打印头的污染或者减轻诸如潜在的墨涂抹的其它原因。

图10G是图10A的示例的仰视图。停靠站710(在图10C中还以310示出)可以附装到打印和裁切机构的底侧。如上所述，停靠站710可以用于清洁打印头，以及维持湿气水平，以便减轻墨变干和喷墨喷嘴的堵塞。这里，在可替代的视图中示出用于可运动底板的活塞430、432和430’、432’。

图10H是图10A的示例的透视图。可运动底板120可以上下运动以调节到待打印和/或裁切的原料材料的厚度。底板还可以与外部门820对准，所述外部门820可以与外壳成一体。外部门820可以向下摆动以露出所使用的打印和裁切机构，以及提供用于待裁切的材料的稳定面。而且示出盒810，所述盒810在不需要计算机类装置来控制打印和裁切系统的情况下允许用户打印和裁切设计。

图10I和10J是图10A的示例的剖视图。可运动底板930以剖视图示出为(例如，通过弹簧420、420’)被向上偏压以使下辊950接合抵靠上辊114。当可运动底板930处于最靠上位置处时，还接合固定底板构件920、922。固定底板构件920、922在通过打印和裁切系统构造的同时提供用于搁置的工件/原料的刚性表面。在使用中，弹簧420、420”偏压上辊116和下辊916之间的工件。当使用时，该偏压以及辊之间的压力允许打印和裁切系统通过转动上辊116而使工件沿着Y方向运动。如图所示，外部门820为工件提供支撑，所述外部门820可以从打印和裁切系统的前部延伸出来，减小不期望的工件的弯曲。下辊条950和辊可以设置在空腔中，所述空腔设置在可运动底板930中。这样，下辊950设置成到达工件，而同时可运动底板维持用于基本平行的支撑面的刚度。

图10K包括用于接合用于图10A的示例的垫1112的辊系统1110的视图。可运动底板930示出处于固定底板构件920、922之间并且处于上辊条114下方。垫1112可以设置成保持工件。垫可以构造有粘性面，以便在打印和裁切操作期间保持工件处于适当的位置中，而同时允许在工件没有实质性损坏(例如，撕裂)的情况下去除工件。

为了设置用于工件的多种厚度(例如，原料的厚度)，垫1112可以允许使垫片(shim)1120、1122附装在垫的边缘附近以确定上辊和下辊之间的距离。尤其有利的是打印和裁切系统不期望直接接合工件以防止工件被辊涂抹或者做标记。垫片1120、1122可以永久地附装到垫或者垫片1120、1122可以是可去除的。如果垫片构造为可去除的垫片，则可以给用户提供多种厚度的垫片1120、1122，以便可以打印和裁切不同厚度的工件。垫片1120、1122可定位在垫1112上，以便使垫片1120、1122在上辊和下辊之间运行以使垫1112运动。

图11是接受较厚材料原料1110的浮动的辊系统的可替代示例，所述较厚材料原料1110例如是泡沫板。上板和下板1110、1120提供辊1140以稳固地抓紧原料1110。弹簧1150可以用于使辊1140朝向彼此张紧以保持原料1110。或者，可以采用步进马达或者其它张紧系统以使辊1140抓紧原料1110。如以上相对于图10A至10K所述，浮动的辊系统可以允许使用多种厚度的材料原料，同时维持从打印头到材料原料的表面的预定距离。所述预定距离可以是期望的，这是因为打印质量会受到材料原料与打印头相距太近或者相距太远的情况影响。裁切系统可以包括切入(plunge)类型的刀片，所述切入类型的刀片可以在不与材料原料底部的距离(例如，刀片刺入的位置)相关的情况下处理多种厚度的材料。然而，假定刀片具有固定的长度，可以通过辊之间的最大距离限定到材料原料的底部的距离，有效地限制裁切刀片所需要的切入距离。

图12是用于使用打印机/裁切器10裁切三维形状的方法。在步骤1210处，打印机/裁切器10装载3-D图像到存储器中并且处理每层图像。3-D图像可以存储在盒和存储器上。在步骤1220处，打印机/裁切器10从诸如泡沫板、纸或者其它材料的原料裁切每层图像。在步骤1230处，用户可以将裁切的图像部分层叠以构造3-D图像。这样，系统基于多个裁切件提供分层的设计构造。此外，系统可以根据用户的期望尺寸按比例缩放每层以维持层之间的相对尺寸。

图12A示出金字塔的横截面的分层3-D图像，所述金字塔具有底层1250、层1252、1254以及顶层1256。这样，用户构造分层的设计。打印系统还可以在分层的件中的某些或者全部上包括组件标注或者说明。例如，每层的表面都可以包括指示哪个是第一组件和组件顺序(例如，1，2，3)的打印指示，所述打印指示会被其上面的层适当地隐藏。

图13是用户限定的形状裁切的方法。在步骤1310处，用户可以选择打印图像或者选择空白原料。在步骤1320处，用户使用笔追踪原料上的裁切线(具有以下限定的性能的笔墨)。在步骤1330处，用户装载原料到打印机/裁切器10，并且选择用户限定的裁切模式。在步骤1340处，打印机/裁切器10使用光阅读器以确定放置在原料上的笔墨的位置。一旦已经例如使用页的搜索技术来确定线，则打印机/裁切器10可以沿着由笔墨所限定的路径裁切。裁切器可以通过使用光学传感器精确地跟随用户限定的裁切路径以实时地或者几乎实时地跟随该路径，或者裁切路径可以预扫描并存储以用于下次裁切。光学传感器可以对某些光频率敏感，例如UV或者IR，并且也可以设有照明源(例如，UV或者IR LED)。这样，笔墨还可以反射UV或者IR，并且具有照明器的光学传感器可以追踪用户限定的裁切线的位置。

用于打印机/裁切器10的其它方法可以包括用于抠像的图像或者物体选择。例如，用户可以输入在背景前面的人的图像。物体选择算法可以确定图像内的物体(例如，人、车、房子等)，并且用户可以选择抠取哪个物体。打印机/裁切器10继而可以抠取物体的图像，仅打印物体并且在物体的边界处裁切物体。

在另一个示例中，盒50可以在单个文件中或者在彼此等同的多个文件中包括图像、掩模和裁切边界的存储。文件可以包括用于图像的栅格数据以及用于裁切路径的矢量数据。

在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括边框检测系统以确定用于图像的边框的位置，并且保证沿着边框的裁切路径。如果使用基于像素的图像，则边框检测系统可以包括通过像素裁切的能力以避免在裁切边界处的空白区域。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括光学传感器以确定纸尺寸。光学传感器可以通过由打印机/裁切器10所产生的光束的反射或者通过环境光反射在光学传感器下来检测存在还是不存在纸。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括允许用户选择图像的触摸屏，选择图像中的物体，或者“手指编辑”图像或者裁切边界。在又一个示例中，可以包括可写入的盒50，所述可写入的盒50允许用户生成图像和裁切边界，并且将其保存以用于随后使用或者进一步编辑。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括除了盒50以外的持久性的存储器，所述持久性的存储器允许用户在打印机/裁切器10内累积图像或者裁切路径的库，所述图像或者裁切路径的库还可以可转移到盒50或者计算机。

在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括允许用户用输入板(tablet)输入的外围接口。用户继而可以使用输入板“拖拉”裁切边界或者对图像或者裁切路径编辑。输入板还可以用于产生徒手画的裁切路径，所述徒手画的裁切路径被存储或者实时地裁切。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括暂停打印顺序的能力以允许用户再填充墨盒并且随后继续打印。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以设置以用于质感墨的使用。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以设置压纹特征。裁切机构(或者刀具)可以用压纹头代替并且刚性材料可以放置在纸下面。打印机/裁切器10继而在裁切路径处压纹，而不是裁切穿过原料材料。或者，压纹路径可以从裁切路径位移。在又一个示例中，打印机/裁切器10可以包括纸卷绕能力，其中不使用垫并且一卷或一辊后衬纸张可以用于产生横幅。

已经参照某些示例性实施例说明了本发明。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，本发明能够采用除了上述的示例性实施例的那些形式以外的特定形式。这在没有脱离本发明的精神的情况下实现。示例性实施例仅是说明性的并且不应当认为是以任何方式限制性的。本发明的范围由所附权利要求和它们的等同物限定，而不是由前述的说明来限定。

Claims (13)

1.一种系统，其包括：

外壳；

连接到所述外壳的打印系统，所述打印系统具有打印头，所述打印头具有底面；

连接到所述外壳的裁切系统；和

连接到所述外壳的可运动底板，其中，所述可运动底板调节到待打印的原料的厚度，所述可运动底板提供从所述打印头的所述底面到所述原料的上表面的预定距离。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

用于所述打印系统和所述裁切系统的定位系统。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述打印系统和所述裁切系统彼此机械配准。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位系统包括上辊和下辊。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述下辊被偏压压靠在所述上辊上。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，通过至少一个弹性元件提供所述偏压。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可运动底板在打印期间为所述原料提供支撑。

8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可运动底板还包括：

至少一个滑动臂。

9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可运动底板还包括：

至少两个活塞，所述至少两个活塞定位成与所述可运动底板基本垂直，其中，所述活塞当运动时确定所述可运动底板的定向。

10.一种方法，其包括以下步骤：

接收具有边界的图像；

确定边框厚度；

将所述厚度下的边框施加到所述边界；和

在所述边框内从片材材料裁切所述图像。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定边框厚度的步骤包括：

接收由用户输入的厚度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定边框厚度的步骤包括：

使所述边界向外延伸预定的距离。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定边框厚度的步骤包括：

按比例缩放所述边框。

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