CN111511564A - 介质切割装置和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于打印机的切割器装置，所述切割器装置包括：可滑动地布置在轴上的切割器模块，所述轴沿垂直于所述打印机的介质前进方向的方向延伸，其中，所述切割器模块包括可移动的切割刀片和传动组，所述传动组将所述轴的旋转传递成所述切割刀片的运动。

Description

介质切割装置和方法
背景技术
一些打印机包括切割设备，其可在打印操作之前或之后切割打印介质。该切割设备可包括切割刀片，该切割刀片支撑在滑架上，以越过打印区移动。通过滑架越过打印区的移动和/或打印介质沿介质前进路径通过打印区的移动，该切割刀片可沿例如X方向和Y方向的一个或两个直线方向切割。
附图说明
下面的描述参考附图，其中：
图1示出了根据示例的切割装置的透视图；
图2示出了根据示例的与打印机部分组合的切割装置的透视图；
图3示出了根据示例的切割装置的一部分的放大透视图；
图4示出了在部分脱离的情况下的根据示例的切割装置的另一部分的透视图；
图5示出了图4中所示的切割装置的另一部分的不同透视图；
图6示出了在部分脱离的情况下的根据示例的切割装置的右侧切割器模块的透视图；
图7示出了在部分脱离的情况下并且如从相对侧观察的根据示例的左侧切割器模块的类似透视图；
图8至图11示出了在部分脱离的情况下的根据示例的切割装置的切割器模块的不同透视图；
图12和图13示出了根据示例的切割器模块的不同透视图；
图14是根据示例的介质切割方法的流程图。
具体实施方式
图1、图2和图3提供了概貌，来以不同的透视图图示根据示例的切割装置。
在所示示例中，切割装置包括第一切割器模块10和第二切割器模块20。该第一切割器模块10和第二切割器模块20被布置在轴30上，该轴30沿垂直于打印机的介质前进方向的方向延伸，该介质前进方向由箭头A图示。介质前进方向A也被称为Y方向，并且垂直于该Y方向的滑架扫掠方向也被称为X方向。垂直于Y方向和X方向两者的重力方向可被指定为Z方向。第一切割器模块10也可被指定为左侧切割器模块，并且第二切割器模块20也可被指定为右侧切割器模块，其中，左和右表示如从打印机的前方观察的切割器模块的位置，在此示例中，该前方是与介质前进方向A相反的方向。
这两个切割器模块10、20被布置在轴30上，以能够沿轴30的长度、例如沿扫掠方向独立地滑动，其中，切割器模块10、20的滑动运动由耦接到第一和第二切割器模块10、20的相应的第一和第二滑轮传动装置（pulley drive）12、22引起。对于不同宽度和位置的不同切割区，这允许将这两个切割器模块10、20选择性地定位在打印机的打印区下游的切割区的右侧边缘和左侧边缘处。在所示示例中，具有最大宽度Pmax的切割区将大约跨越图2中所示的输出台板（platen）50的宽度延伸。每个滑轮传动装置12、22包括传动带（pulley belt）14、24和滑轮（pulley wheel）16、26以及驱动单元（未示出），该驱动单元用于驱动每个滑轮传动装置的滑轮16、26中的至少一个。驱动单元例如可包括电动马达。
在所示示例中，与第二或右侧切割器模块20相关联的滑轮传动装置22在切割区的右侧处跨越最大切割区宽度Pmax的大约30%延伸，并且与第一或左侧切割器模块10相关联的滑轮传动装置12在切割区的左侧处跨越最大切割区宽度Pmax的大约80-90%延伸。第一和第二滑轮传动装置12、22的带14、24重叠，并且例如可按照如下方式来设计，即：使得第一和第二切割器模块10、20可定位在关联打印机能够在打印区中于其上打印的打印介质的任何左侧边缘和右侧边缘处。
第一和第二切割器模块10、20通过附接到切割器模块10、20的相应臂18、28可移除地耦接到第一和第二传动带12、24。因此，带14、24中任一个的运动沿轴30拉动相关联的切割器模块10、20，以将切割器模块10、20定位在例如可调整的切割区的两侧上。
轴30经由包括若干个齿轮的传动齿轮系42来耦接到驱动马达40，以便将驱动马达40的旋转传递到轴30。驱动马达40可以是BLDC马达或步进马达或另一种电动马达。例如，驱动马达40可经由操作性地耦接到打印机的控制器（未示出）的供应/驱动线44来供应和驱动。
包括驱动马达40的切割器装置可通过若干个支架和支撑件32、34、36、38、44来安装在打印机机架（未示出）中。
图2图示了输出台板50，其可用作对打印介质的支撑件，该打印介质沿介质前进方向A被输送通过打印机并从打印区中向外输送。输出台板50覆盖滑轮传动装置12、22和臂18、28，以在输出台板50的光滑表面上引导打印介质。切割器模块10、20将被布置在输出台板上方。图2还示出了若干个引导臂52，这些引导臂52被设置用于在沿介质前进方向A输送时引导打印介质在输出台板50上保持平整均匀。可设置打印介质前进系统（未示出），以沿介质前进方向A输送打印介质通过打印区并越过输出台板50。此外，打印头（未示出）可被布置在输出台板50上游的打印区上方，以将打印流体沉积在打印区内的打印介质上。一个或若干个打印头可通过打印机滑架来承载，该打印机滑架可沿平行于轴30并在垂直于介质前进方向A的方向上延伸的杆或轴（未示出）滑动。该滑架可承载包含打印流体的打印头阵列，例如四个MCYK墨喷墨打印头。打印流体可从打印头分配，该打印流体可以是可通过喷墨型打印机或其他喷墨型分配器分配的任何流体，并且例如可包括墨、清漆和/或后处理剂或预处理剂。该滑架越过打印区中的打印介质扫掠，同时使打印头选择性地喷发以生成打印图。
图3允许识别滑轮传动装置12、24的其他细节，例如张紧弹簧17、27和传动带24的弹性部分25（相应的弹性部分可被设置在传动带14中，但未在附图中示出），这允许张紧传动带14、24。例如，滑轮传动装置12、14可通过操作性地耦接到打印机的控制器（未示出）的供应/驱动线（未示出）来供应和驱动。
图4和图5示出了将驱动马达40耦接到轴30的传动齿轮系42以及处于传动轴30与第一和第二切割器模块10、20之间的耦接机构的其他细节。图4是从与图1相似的角度观察的透视图，并且图5是从图4的相对侧观察的透视图。与先前附图中相同或相对应的部件通过相同的附图标记标示。
在所示示例中，传动齿轮系42包括若干个正齿轮，在该示例中，这些正齿轮提供三个传动级，以将驱动马达40的带齿输出轴41的旋转传递到轴30。传动齿轮系42允许调整轴30的旋转速度并且传递输出轴41沿顺时针方向和逆时针方向两者的旋转。
在所示示例中，轴30具有多边形剖面，例如六边形剖面，其中，可设置其他剖面，包括圆形或非圆形、椭圆形或非对称形状的剖面。切割器模块10、20通过相应的传动环102、202耦接到轴30。在该示例中，传动环102、202以形状配合的方式与轴30的外周缘接合，其中，替代地或附加地，可设置压配合或通过诸如螺钉、支架、粘合剂之类的附加固定元件的接合。
在所示示例中，每个切割器模块10、20包括夹持相应的传动环102、202的上部模块半部104、204和下部模块半部106、206。在图4和图5中，可识别出手柄状的延伸部108、110、208、210被设置在上部模块半部104和下部模块半部204处。这些手柄状的延伸部可被抓持并压靠彼此，以使上部和下部模块半部108、110、208、210相对于彼此枢转，以使这些模块半部与传动环脱离，并将相应的切割器模块10、20从传动环102、202解锁。因此，每个切割器模块10、20可通过如下方式来替换，即：将手柄状的延伸部108、110、208、210压在一起，将切割器模块10、20从传动环102、202解锁并且通过相反的操作来插入另一切割器模块。
在所示示例中，切割器模块10、20中的每一个包括上部旋转刀片112、212和下部旋转刀片114、214，这些旋转刀片可在下面的附图中更好地识别。上部旋转刀片112、212是主切割刀片的示例，并且下部旋转刀片114、214是副切割刀片的示例。相应的上部旋转刀片112、212是可移动的切割刀片，其经由设置在相应的切割器模块10、20中的相应的传动组而被轴30的旋转驱动旋转。每个传动组可具有可调整的传动比。在该示例中，下部旋转刀片114、214可与上部旋转刀片112、212接触，以由上部旋转刀片摩擦驱动并且切割它们之间的打印介质。在另一个示例中，代替设置下部旋转刀片，可设置下部固定刀片（stationeryblade），例如刀状的线性刀片，其与上部旋转刀片112、212相互作用，以切割它们之间的打印介质。该下部固定刀片是副切割刀片的另一示例。在另一个示例中，上部旋转刀片112、212可与对置表面而不是下部切割刀片相互作用，以切割越过该对置表面输送的打印介质。
在该示例中，切割器模块10、20中的每一个包括间隙116、216，以在其间并朝向相关联的切割刀片112、114、212、214引导打印介质。
图6和图7示出了根据示例的右侧切割器模块20和左侧切割器模块10的从相对侧观察的两个不同的透视图，其中部分脱离以图示轴30和上部旋转刀片112、212之间的传动组118、218。与先前附图中相同或相对应的部件通过相同的附图标记标示。参考上面对图1至图5的描述。第一齿轮120、220包括圆柱体（在图8中参考左侧切割器模块10进一步图示），其与传动环102、202的表面接合，以将轴30和传动环102、202的旋转传递到第一齿轮120、220。第一齿轮120、220与第二齿轮122、222啮合，该第二齿轮122、222又与第三齿轮124、224啮合。第三齿轮124、224被支撑在共同的旋转轴126、226上，该共同的旋转轴126、226也承载上部旋转刀片112、212。因此，轴30的旋转通过传动环102、202和齿轮系118、218传递到上部旋转刀片112、212。第一、第二和第三齿轮120、122、124；220、222、224可被设计成实现期望的传动比。通过控制轴30的旋转速度并且调整传动比，上部旋转刀片212能够以多种期望的离散旋转速度或者在一旋转速度范围上旋转，以便以不同的速度切割打印介质。例如，上部旋转刀片112、212的周向速度可与打印介质沿介质前进方向A输送的速度相同或更高。此外，上部旋转刀片的旋转速度可根据打印介质的类型来调整、例如根据打印介质的厚度和/或刚度来调整。例如，与对于较薄和/或较软的打印介质相比，对于较厚和/或较硬的打印介质，可选择更高的切割速度。
在所示示例中，下部旋转刀片114、214通过支撑在下部模块半部106、206中的相关联的旋转轴128、228来支撑。下部旋转刀片114、214可通过两个刀片112、114；212、214之间的摩擦接触而由上部旋转刀片112、212来驱动。旋转轴126、128；226、228以及第一和第二齿轮120、122；220、222的相应轴可被支撑在上部和下部模块半部104、106；204、206中的未单独描述的相应轴承中。图7还图示了压紧辊130，其使上部模块半部104以低摩擦接合与传动环102接合。
齿轮系118、218被设计成沿一个方向旋转并且阻止沿另一个方向的旋转。在所示示例中，基于图6的透视图，如果轴30沿逆时针方向旋转，则旋转将通过传动组218和第三齿轮224传递，并且因此，上部旋转刀片212将被驱动沿顺时针方向旋转，以切割进入间隙216的打印介质。然而，如果轴30沿顺时针方向旋转，则齿轮系218将锁定并且轴30的旋转将使整个切割器模块20从图6中所示的切割位置枢转到倾斜或备用位置，在那里，切割器模块从打印介质输送的平面中移出。切割器模块20和切割器模块10可围绕轴30例如从图中所示的切割位置到备用位置在45°至180°的范围内枢转。为此，第一、第二和第三齿轮120、122、124；220、222、224中的一个可被实施为与棘轮爪相互作用的锁定齿轮，该棘轮爪允许沿一个方向的旋转但不允许沿另一个方向的旋转。
图8至图13示出了根据示例的左侧切割器模块10的不同的透视图，其中，在图8和图9中部分脱离以图示轴（在图8至图13中未示出）与上部旋转刀片112之间的传动组118。图8和图9示出了从左侧观察的视图，图10和图11示出了从右侧观察的视图，并且图12和图13示出了与图8和图9相似的视图，但其中没有部分脱离。与先前附图中相同或相对应的部件通过相同或相对应的附图标记来标示。以“2”开头的附图标记所标示的右侧模块20的任何部件与以“1”开头的对应附图标记所标示的左侧模块10的部件相对应。参考上面对图1至图7的描述。
右侧模块20和左侧模块10可以是彼此的镜像版本或者可包括变型。如右侧模块20中一样，左侧模块10包括具有圆柱体121的第一齿轮120，该圆柱体121与传动环（未在图8至图13中示出）的表面接合，以将该传动环的旋转、并且因此将轴的旋转传递到第一齿轮120。第一齿轮120与第二齿轮122啮合，该第二齿轮122又与第三齿轮124啮合。第三齿轮124位于共同的旋转轴126上，该共同的旋转轴126也承载左侧模块10的上部旋转刀片112。因此，该轴的旋转通过传动环102和齿轮系118传递到上部旋转刀片112。第一、第二和第三齿轮120、122、124可被设计成获得期望的传动比。通过控制轴的旋转速度并且调整传动比，上部旋转刀片112能够以多种期望的离散旋转速度或者在一旋转速度范围上旋转，以便以不同的速度切割打印介质。例如，上部旋转刀片112的周向速度可与打印介质沿介质前进方向A输送的速度相同或更高。此外，如上面所解释的，上部旋转刀片的旋转速度可根据打印介质的类型来调整。
在所示示例中，下部旋转刀片114通过支撑在下部模块半部106中的相关联的旋转轴128来支撑。下部旋转刀片114可通过两个刀片112、114之间的摩擦接触而由上部旋转刀片112来驱动。旋转轴126、128以及第一和第二齿轮120、122的相应轴可被支撑在上部和下部模块半部204、106中的未单独描述的相应轴承中。图8和图9还图示了压紧辊130，其使上部模块半部104以低摩擦接合与传动环接合。
齿轮系118被设计成沿一个方向旋转并且阻止沿另一个方向的旋转。参考对图6的描述。为了实现该效果，第一、第二和第三齿轮120、122、124中的一个可被实施为与棘轮爪相互作用的锁定齿轮，该棘轮爪允许沿一个方向的旋转，但不允许沿另一个方向的旋转。
图6至图13还图示了此处未详细描述的处于左侧模块10和右侧模块20中的加强肋和其他加强结构。图12和图13示出了具有附接到下部模块半部106的侧面的盖板132的与图8和图9相似的透视图。
图14示出了根据示例的介质切割过程的流程图。该过程可在诸如喷墨打印机之类的打印机中执行，该打印机包括具有两个切割器模块10、20的切割器装置。该过程包括在框60处，使切割器模块10、20和轴接合，并且在框62处，使切割器模块10、20沿轴30移动到打印和切割区的两侧处的期望的侧向位置。切割器模块10、20可被布置在与打印介质的待切割宽度相对应的距离处。然后，在框64处，使打印介质朝向打印机的打印区前进，其中打印介质的前缘沿介质前进方向A越过打印区。例如，该打印介质（在附图中未示出）可以是如下打印介质，例如从输入托盘、抽屉或纸卷供给到打印区的单片或连续的一卷打印介质。例如，该介质可以是纸或箔。例如，该打印介质可通过布置在打印区的下游和/或上游的介质供给辊、通过一个或多个带和/或通过整合到打印台板中的辊来供给。
在框66处，一旦打印介质到达打印区，打印机就可开始打印例如墨之类的打印流体的条带（swath），并且使介质前进通过打印区。在框68处，检查打印介质的前缘是否已到达切割器模块。如果否，则在框66处，打印机继续打印打印流体的条带，并使打印介质沿介质前进方向前进。如果打印介质的前缘已到达切割器模块，则在框70处，打印介质的前缘可被切割器模块10、20在打印区的两个相对侧处接合，并且在框72处，该过程可继续在打印介质上进行打印并切割该打印介质，同时使该打印介质前进。打印介质的前缘可进入打印介质的侧边缘附近的间隙116、216，以与切割刀片112、114、212、214接触，此时，在该过程中，切割刀片开始切割到打印介质中。如果旋转刀片112、114、212、214的周向速度高于介质前进速度，则旋转刀片112、114、212、214的旋转可产生张紧效果，该张紧效果沿介质前进方向牵拉打印介质，使得打印介质保持平坦和张紧，从而改善切割性能。与切割操作64同时，可执行在打印介质上的打印。
切割刀片可对准到平行于或基本上平行于介质前进方向A的方向。可替代地，切割刀片可对准到如下方向，即：该方向与介质前进方向A成一小的角度，例如与介质前进方向A成大约0.5°至5°的角度。因此，当切割刀片旋转时，由于其略微倾斜的布置，它们沿介质前进方向A牵拉介质，但在扫掠方向X上朝向图的外部也施加一小的牵拉分量。从打印机的前方观察，切割刀片以如下方式布置，即：左侧切割器模块10向左牵拉，并且右侧切割器模块20向右牵拉。这将待切割的介质张紧，并且去除了两个切割器模块之间的介质泡（bubble）。
只要打印过程未完成，打印介质就利用重复的打印和切割操作继续沿介质前进方向A前进。在打印区中的打印介质上打印以及在介质前进方向上切割打印介质的两个相对侧边缘能够在可被认为是单一操作的过程中同时执行。其也可间歇地执行。
打印介质在打印区的左侧和右侧的切断边缘可沿下部模块半部106、206的引导表面134、234偏向两侧，其中，引导表面134最佳地见于图10中。
在框74处，检查打印是否完成。如果是，则在框76处，打印介质可沿介质前进方向进一步移动，以完成削减到图的端部或后缘。然后，在框78处，打印介质可沿相反的方向、即沿与打印介质前进方向A相反的方向移动限定的距离，并且在框80处，打印介质的后缘可在横向于介质前进方向A的方向上被切割，例如在垂直于介质前进方向A的方向上被切割，该垂直方向也称为扫掠方向X。打印介质在横向方向上的切割可通过单独的X方向切割设备来执行，该切割设备可被布置成用于在打印区的入口侧或出口侧处切割打印介质的前缘和/或后缘。
在该示例中，如沿介质前进方向A观察，切割器模块10、20被布置在X方向切割设备的下游。因此，当在介质前进方向A或Y方向上完成打印和切割时，打印介质的后缘向后移动，以通过X方向切割设备来切割。
打印介质前进系统（未示出）的驱动、切割器模块10、20的轴30和滑轮传动装置12、22以及打印机的其他实体和相关联的切割器械可由控制器（未示出）来控制。该控制器可以是微控制器、ASIC或其他控制设备，包括基于硬件或硬件和软件的组合来操作的控制设备。其可包括集成存储器或可与外部存储器通信，或者两者都可。可设置相同的控制器或分开的控制器以用于控制滑架移动、介质前进和旋转致动器。在集中式或分布式的环境中，该控制器的不同部分可位于打印机或单独的切割设备的内部或外部。

Claims (15)

1.一种用于打印机的切割器装置，所述切割器装置包括：
可滑动地布置在轴上的切割器模块，所述轴沿垂直于所述打印机的介质前进方向的方向延伸；
其中，所述切割器模块包括可移动的切割刀片和传动组，所述传动组将所述轴的旋转传递成所述切割刀片的运动。
2.如权利要求1所述的切割器装置，包括第一切割器模块和第二切割器模块，两个切割器模块分开地且可滑动地布置在所述轴上，以将所述第一切割器模块和所述第二切割器模块定位在所述打印机的打印区的相对侧上。
3.如权利要求2所述的切割器装置，还包括轴驱动组，所述轴驱动组操作性地耦接到所述轴，以使所述轴旋转。
4.如权利要求3所述的切割器装置，其特征在于，所述轴驱动组包括电动马达和齿轮系。
5.如权利要求4所述的切割器装置，其特征在于，所述切割器模块的所述传动组或所述轴驱动组的所述齿轮系具有可调整的传动比。
6.如权利要求1所述的切割器装置，其特征在于，所述切割器模块包括夹持设备，以使所述切割器模块与/从所述轴接合和脱离。
7.如权利要求1所述的切割器装置，其特征在于，所述切割器模块包括主旋转切割刀片和副切割刀片，所述主切割刀片和所述副切割刀片相互作用，以在它们之间切割所述打印介质。
8.如权利要求7所述的切割器装置，其特征在于，所述副切割刀片是与所述主旋转切割刀片接触并由其驱动的旋转切割刀片。
9.如权利要求7所述的切割器装置，其特征在于，所述副切割刀片是与所述主旋转切割刀片接触的固定的线性切割刀片。
10.如权利要求1所述的切割器装置，其特征在于，所述切割器模块包括主旋转切割刀片和副切割表面，所述主旋转切割刀片和所述切割表面相互作用，以在它们之间切割打印介质。
11.如权利要求2所述的切割器装置，其特征在于，每个切割器模块包括间隙，以在所述间隙之间并且朝向相关联的切割刀片引导打印介质。
12.如权利要求2所述的切割器装置，还包括第一滑轮传动装置和第二滑轮传动装置，所述第一滑轮传动装置和所述第二滑轮传动装置相应地与所述第一切割器模块和所述第二切割器模块相关联，以沿所述轴平移和定位所述第一切割器模块和所述第二切割器模块。
13.如权利要求1所述的切割器装置，其特征在于，所述可移动的切割刀片是旋转切割刀片，并且所述切割器模块的所述传动组包括锁定齿轮，当所述轴沿第一方向旋转时，所述锁定齿轮被解锁，以将所述轴的旋转传递到所述旋转切割刀片，并且当所述轴沿与所述第一方向相反的第二方向旋转时，所述锁定齿轮被锁定，以使所述切割器模块从切割位置枢转到备用位置。
14.一种打印机，包括：
台板，其支撑打印区中的打印介质；
打印介质前进系统，其沿介质前进方向输送所述打印介质通过所述打印区；
打印头，其将打印流体沉积在所述打印区内的所述打印介质上；
第一切割器模块和第二切割器模块，两个切割器模块分开地且可滑动地布置在轴上，所述轴沿垂直于所述介质前进方向的方向延伸，以相应地将所述第一切割器模块和所述第二切割器模块定位在所述打印区的两个相对侧上，其中所述打印介质前进系统在所述第一切割器模块和所述第二切割器模块之间沿所述介质前进方向输送所述打印介质。
15.一种方法，包括：
使打印介质朝向打印机的打印区前进，其中所述打印介质的前缘沿介质前进方向越过所述打印区；
通过切割器模块在所述打印区的两个相对侧处接合所述打印介质的所述前缘；
在所述打印区中的所述打印介质上打印，并且同时沿所述介质前进方向切割所述打印介质的两个相对侧边缘；以及
当打印完成时，使所述打印介质沿与打印介质前进方向相反的方向移动一距离，并且沿横向于所述介质前进方向的方向切割所述打印介质的后缘。
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