TWI656982B - 具有狹窄列印區的模組印表機 - Google Patents

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瑞貞 瑞瑪斯維米
辛 傳
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Abstract

一模組印表機，包括：(a)媒體進給路徑，界定媒體進給方向；(b)第一印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上；及(c)第二印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上且於該媒體進給方向中至少局部地重疊該第一印表機模組。該第一及第二印表機模組具有個別的第一及第二列印頭及維修組件。該第一及第二列印頭相對於該媒體進給方向係彼此相對地在近側，且該第一及第二維修組件相對於該媒體進給方向係彼此相對地在遠側。

Description

具有狹窄列印區的模組印表機
本發明有關印表機模組及包含一或多個此印表機模組之高速印表機。其已被開發用於列印至媒體卷紙，且尤其是用於連同現存卷紙進給機構、諸如那些被安裝在膠版印表機中使用。
墨噴列印係很適合用於該SOHO(小型辦公室)印表機市場。越來越多地，墨噴列印正擴展進入其他市場、諸如標籤及寬幅列印。高速卷紙列印正成為用於該墨噴列印市場的重要商用版塊。與經過相當短的打印過程之傳統膠版印表機比較，高速墨噴卷紙列印係尤其有競爭力的，因為數位列印不需要該最初之設置時間及準備膠版列印板的成本。於數位墨噴卷紙印表機中，其係可能一經要求列印譬如數千張標籤。
至此，本受讓人已敘述許多採用Memjet®頁寬列印技術之墨噴卷紙印表機。Memjet®頁寬印表機採用一或多個固定式列印頭，而諸如媒體卷紙的列印媒體被連續地進給 通過該列印頭。比較於傳統之掃描列印頭技術，此配置極大地增加列印速率。
美國2011/0279530(其內容係以引用的方式併入本文中)敘述適合用於列印標籤之桌上型卷紙印表機。該桌上型印表機包括單一個多色頁寬列印頭、整合式卷紙進給機構、及維修站。該維修站包含橫越該媒體進給路徑的個別可舉起模組，以便施行列印頭維修。此配置之缺點係媒體卷紙必需被打破，以便施行列印頭維修。此維修規範因此將限制加在可被施行的列印工作之型式及長度上。
美國2012/0092419(其內容係以引用的方式併入本文中)敘述工業卷紙印表機，其由在媒體進給方向中彼此對齊之複數個單色頁寬列印頭所組成。該等列印頭被安裝在連接至剪刀式舉起機構的共用外殼上。該剪刀式舉起機構能夠使該等列印頭相對該媒體卷紙被舉起及降低。為了施行列印頭維修，該等列印頭被舉起，維修組件係在該列印頭下邊橫側地滑動，且該列印頭降低至該維修組件上。這樣一來，列印頭維修可被施行，而不會打破該媒體卷紙。然而，於美國2012/0092419中所敘述之印表機的缺點係其相當高之成本以及於調節用於列印至較寬媒體寬度上的印表機中之困難度。
美國8,485,656(其內容係以引用的方式併入本文中)敘述寬幅印表機，其包含複數個交錯重疊之列印頭。每一列印頭係藉由與其個別列印頭相反地定位的個別可旋轉之維修轉盤所維修。每一轉盤橫越該媒體路徑，以便施 行列印頭維修，其需要打破該媒體卷紙。
其將為想要的是提供相當低成本、高速墨噴卷紙印表機，該印表機不需要打破該媒體卷紙，以便施行列印頭維修。其將為進一步想要的是提供墨噴卷紙印表機，該印表機係可輕易地可調節至較寬之媒體寬度(例如大於約210毫米的寬度)。其將為進一步想要的是提供高速墨噴卷紙印表機，該印表機係可修正的，以改裝成現存之卷紙進給配置、諸如那些被使用於膠版印表機中者。此一改裝的印表機對於具有許多膠版列印線之商業印表機係吸引人的提議，且再者，於相當低之成本增進數位卷紙列印的前導。
於第一態樣中，提供有模組印表機，包含：(a)媒體進給路徑，界定媒體進給方向；(b)第一印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上，該第一印表機模組包含：第一列印頭，相對於該媒體進給方向橫亙地延伸；第一維修滑台，相對該媒體進給方向被定位在該第一列印頭的第一側面，該第一維修滑台係可與該媒體進給方向平行地滑動朝該第一列印頭；(c)第二印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上且於該媒體進給方向中至少局部地重疊該第一印表機模組，該第二印表機模組包含： 第二列印頭，相對於該媒體進給方向橫亙地延伸，該第二列印頭於該媒體進給方向中至少局部地重疊該第一列印頭；及第二維修滑台，相對該媒體進給方向被定位在該第二列印頭之相反的第二側面，該第二維修滑台係可與該媒體進給方向平行地滑動朝該第二列印頭，其中該第一及第二列印頭相對於該媒體進給方向係彼此相對地在近側，且該第一及第二維修組件相對於該媒體進給方向係彼此相對地在遠側。
如在此中使用，該“列印頭”一詞大致上意指非橫越之列印頭，其於列印期間係固定不動的，如與於條區中橫越該媒體路徑列印之傳統掃描列印頭相反。
使用第一及第二印表機模組之可輕易地調節的配置，根據該第一態樣的模組印表機有利地係能夠列印至相當寬之媒體卷紙上。原則上，僅只藉由以交替的重疊配置越過該媒體進給路徑放置該第一及第二印表機模組，可列印媒體寬度的範圍實際上係無限的。
於此模組配置中，該列印區之寬度係藉由相對地在近側放置該列印頭及相對地在遠側放置該維修站而被減至最小。此配置最大化列印品質，同時能夠有多方面的維修規範。典型地，介於該第一及第二列印頭之間的該媒體進給方向中之距離係由10至200毫米或由20至100毫米。相當地，該列印區的寬度係於10至200毫米或20至100毫米之範圍中。該列印區的寬度被界定在平行於該媒體進給 方向之方向中。
較佳地係，該第一及第二維修組件被建構來在相反方向中運動-亦即，朝向彼此及朝向個別的第一及第二列印頭。換句話說，該第一維修滑台可在與該媒體進給方向相同之方向中運動，而該第二維修滑台在該相反方向中運動。另一選擇係，該第一維修滑台可在與該媒體進給方向相反的方向中運動，而該第二維修滑台在與該媒體進給方向相同之方向中運動。
較佳地係，該第一及第二列印頭的每一者被裝置在個別之列印頭卡匣中，該卡匣能為使用者可替換的。除了該列印頭以外，該列印頭卡匣可包含譬如墨水耦接件及墨水進給配置。該列印頭可為多色列印頭或單色列印頭。
較佳地係，於該第一及第二印表機模組之每一者中，該等列印頭卡匣係完全相同及可替換的。於該第一及第二印表機模組中提供完全相同、可替換的列印頭卡匣使列印頭卡匣生產成本減至最小及對於最終用戶為方便的。
該第一及第二印表機模組可為彼此相同或不同的。完全相同之第一及第二印表機模組具有減少該印表機模組的生產成本之優點。然而，完全相同的第一及第二印表機模組要求該列印頭卡匣及該維修站之相同的相對定向。既然列印頭相對於該媒體進給方向典型具有不對稱之彩色平面，完全相同的第一及第二印表機模組要求該第一印表機模組中之列印頭卡匣“向前”列印(例如CMYK)，且該第二印表機模組中的列印頭卡匣“向後”列印(例如 KYMC)。雖然此一組構在技術上係可能的，並使用適當之控制器韌體，實際上，當一些列印頭正“向前”列印及一些列印頭正“向後”列印時，其係難以越過該媒體寬度確保一致的列印品質。譬如，當該彩色平面順序被顛倒時，附加印刷之該不同效果及印刷不足係難以補償。
因此，該列印頭卡匣較佳地係全部相對於該媒體進給方向完全相同地定向，使得該所有列印頭以該相同的彩色平面順序列印。該必然的結果是該第一及第二印表機模組較佳地係由於該列印頭相對該第一及第二印表機模組中之維修組件的不同定向非完全相同。
較佳地係，該第一及第二印表機模組包含個別之舉起機構，用於相對該媒體進給路徑舉起個別的列印頭卡匣。相對該媒體進給路徑舉起該列印頭卡匣能夠使該列印頭被維修，而不會打破該媒體卷紙。
較佳地係，該第一及第二印表機模組之每一者包含個別的列印桿機架，該列印桿機架係可滑動地承納在該外殼內及可相對該外殼舉起。
較佳地係，每一列印桿機架承載個別之列印頭卡匣。
較佳地係，每一列印桿機架承載個別的墨水歧管，該墨水歧管具有用於與個別之列印頭卡匣咬合的至少一耦接件，及將墨水供給至個別列印頭卡匣。
較佳地係，於該第一態樣中，該列印區具有大於216毫米及直至約2000毫米之長度，該列印區的長度被界定在橫亙於該媒體進給方向之方向中。於一些實施例中，該 列印區具有大於300毫米、大於400毫米或大於500毫米的長度。因此，該模組印表機係能夠列印至寬幅媒體上-其係比標準之A4或美式信紙尺寸設計的媒體較寬之媒體。
該第一及第二印表機模組可被固定地安裝至譬如懸置在該媒體進給路徑之上的支架。典型地，該第一及第二印表機模組包含堅固之安裝樑，其被建構來用於將該印表機模組安裝在該媒體進給路徑之上。
於第二態樣中，提供有印表機組件，包含：外殼，包含一對相反的側壁，每一側壁界定個別之參考凹槽；一對第一止動件，每一個第一止動件被定位朝向該外殼的個別側壁中所界定之個別參考凹槽的下端，每一個第一止動件界定第一基準表面；列印桿機架，可滑動地承納在該外殼內，該列印桿機架包含：底架；列印頭，藉由該底架所支撐；及一對凸耳，每一凸耳由該底架之相反側面向外延伸，每一凸耳被承納於該外殼的個別參考凹槽中，且每一凸耳係在其個別參考凹槽內可滑動地運動；及舉起機構，用於相對該外殼舉起該列印桿機架，其中該第一基準表面界定該列印桿機架之列印位置，當每一凸耳係位於與其個別第一基準表面鄰接嚙合時，該 列印桿機架係位在該列印位置中。
根據該第二態樣的印表機組件有利地能夠使該可舉起之列印桿機架的列印位置參考外殼被界定，該列印桿機架係可滑動地承納在該外殼中。尤其是，該等凸耳、參考凹槽及止動件提供小巧之設計，而不需對於該列印頭作任何特別的修改。關於該第一態樣所敘述之印表機模組的每一者可包含根據該第二態樣之印表機組件。
典型地，該等止動件具有可調整的高度，能夠讓使用者輕易調整該列印位置高度(例如供與不同媒體厚度一起使用)，而不需要內部接近至每一印表機組件。一旦該印表機組件已藉由懸置在媒體進給路徑之上(例如藉由安裝至堅固的架空懸臂樑或支架)被安裝，該等止動件可接著被使用於控制該列印位置相對該媒體之高度，且因此控制被排出墨滴的“筆到紙張之間距”(PPS)或“投擲距離”。
較佳地係，該列印頭被安裝在該底架的相反側面板之間，且每一凸耳由個別側面板向外延伸。
較佳地係，每一個第一止動件被安裝至該外殼的個別側壁之外(外部)表面。外部安裝的止動件避免用於該列印頭之基準參考及用於維修該列印頭的滑動維修滑台間之任何干涉。再者，當該印表機組件被安裝時，外部安裝的止動件有利於使用者原地可接近性。
較佳地係，每一個第一止動件係相對其個別側壁可調整地安裝，以提供複數個不同之列印位置。用於提供每一 個第一止動件的可調整安裝之合適機制對於該熟諳此技術領域者將輕易地變得明顯。譬如，滑動機構或螺絲機構可被使用於手動停止高度調整。另一選擇係，預定停止高度的範圍可使用與滑動機構結合之一或多個掣爪被提供，如在該技術領域中習知者。
較佳地係，該外殼包含一或多個上安裝板或樑，用於將該印表機組件固定地安裝在支撐件上，以便將該印表機組件懸置在媒體路徑之上。
較佳地係，該舉起機構包含齒條及小齒輪機構。
較佳地係，該機架包含一對齒條，且一軸桿係可旋轉地安裝於該外殼的側壁之間，其中一對小齒輪被固定地安裝繞著該軸桿，每一小齒輪係與個別齒條嚙合。
較佳地係，該外殼界定與該機架的部份嚙合之導引凹槽，該導引凹槽限制該機架相對該外殼的運動。
較佳地係，該導引凹槽係與該等參考凹槽之其中一者橫側地隔開，並與其平行地延伸。
較佳地係，該外殼的第一側壁具有個別導引凹槽，且該機架包含複數個可旋轉地安裝之第一軸承，每一個第一軸承在該導引凹槽內行進。
較佳地係，該複數個第一軸承係可旋轉地安裝至被固定至該底架的側面板之托架。
較佳地係，該等第一軸承係彼此對齊並與該等齒條平行。
較佳地係，該印表機組件另包含： 軌道，被固定至該外殼，該軌道相對於該參考凹槽橫亙地延伸；維修滑台，被安裝在該軌道上；運送機構，用於沿著該軌道運送該維修滑台；及控制器，用於協調該舉起機構及該運送機構，該控制器被建構來提供：該列印位置，其中該維修滑台被橫側地位移離開而不再與該列印頭對齊；及維修位置，其中該維修滑台之至少部份係與該列印頭對齊，其中該列印頭係在該維修位置相對該列印位置被升高。
該印表機組件可被建構來藉由使用該舉起機構舉起該列印桿、與該媒體進給方向平行地運送該維修滑台朝該列印頭、及降低該列印桿使得該列印頭係與合適的維修模組(例如封蓋或擦淨器)嚙合，而進入該維修位置(例如擦淨位置之覆蓋位置)。該印表機組件可被建構成藉由使用該舉起機構舉起該列印桿、運送該維修滑台離開該列印頭、及降低該列印桿使得該列印頭係於該列印位置中而進入該列印位置，該列印位置係低於該維修位置。
較佳地係，該維修滑台包含以下之至少一者：封蓋模組，用於覆蓋該列印頭；及擦淨器模組，用於擦淨該列印頭。
較佳地係，該封蓋模組包含一對設置在周邊封蓋的任 一端部之第二止動件，每一個第二止動件界定第二基準表面。
較佳地係，著陸區被界定在該列印頭的任一縱向端部，用於與覆蓋位置中之第二基準表面鄰接嚙合。
如於美國2011/0279524中所敘述，其內容係以引用的方式併入本文中，該周邊封蓋可包含被定位用於在吐墨及/或起動注給操作期間截獲墨水的內部線芯元件。該線芯元件被精確地放置成與該列印頭極為貼近(但未與該列印頭接觸)，使得流體橋(“墨水橋”)能形成於該列印頭及該芯吸元件之間。據此，該第二基準表面及著陸區被採用於該周邊封蓋的精確定位，其較佳地係於美國2011/0279524中所敘述之型式。
較佳地係，該擦淨器模組被彈性地安裝在該維修滑台上。在該列印頭相對擦淨位置中之擦淨器的定位中該擦淨器模組的彈性安裝允許某一容差程度。典型地，該擦淨位置係比該覆蓋位置較不重要，並可使用該舉起機構上之合適的感測器及/或計時器、而非經由基準被控制。
較佳地係，該擦淨器模組包含可旋轉地安裝之擦淨器滾筒，該擦淨器滾筒係與該列印頭共同擴張。包含擦淨器滾筒及周邊封蓋的合適維修滑台被敘述於美國2012/0092419，其內容係以引用的方式併入本文中，該維修滑台可被設計成適於供關於本印表機組件使用。
於第三態樣中，提供有印表機組件，包含：外殼，包含沿著額定x軸延伸之一對相反的第一及第 二側壁，該第一側壁具有沿著z軸延伸之導引凹槽，該導引凹槽被界定於相反的第一支承表面之間；軸桿，可旋轉地安裝於該等側壁之間，該軸桿沿著y軸延伸；第一及第二小齒輪，被固定地安裝在該軸桿的任一端部，用於隨同該軸桿旋轉；列印桿機架，可滑動地承納在該外殼內，該列印桿機架包含：底架；第一及第二平行齒條，被固定至該底架，每一齒條係與個別小齒輪嚙合，以界定齒條及小齒輪舉起機構；一組第一軸承，可旋轉地安裝在該底架之第一側面，每一個第一軸承被承納在該導引凹槽中；及列印頭，藉由該底架所支撐；及驅動馬達，運作地連接至該軸桿，用於轉動該軸桿及藉此相對該外殼沿著該z軸經由該齒條及小齒輪舉起機構舉起該列印桿機架，其中，於該列印桿機架的滑動運動期間，該組第一軸承在該導引凹槽內行進，且支承抵靠著該第一導引表面，以限制該列印桿機架之旋轉式運動。
根據該第三態樣的印表機組件有利地提供堅固的構架，用於以高精確之定位來升高及降低該列印桿機架。尤其是，該第一軸承與該堅固的外殼之導引凹槽的配合提供不想要之列印頭旋轉的優異限制。關於該第一態樣所敘述 之第一及第二印表機模組的每一個可包含根據該第三態樣之印表機組件。
由於該列印桿繞著該舉起軸之固有轉矩，升高及降低列印桿導入顯著的旋轉力量。通過對比，美國8,353,566敘述齒條及小齒輪舉起機構，藉此一對托架係可滑動地安裝在補充對之導引支柱上。每一托架具有被連接至列印桿的齒條，而能夠使該列印桿經由具有一對與該等齒條嚙合之小齒輪的軸桿之旋轉被升高及降低。美國8,353,566中所敘述的舉起機構之缺點係該等修長導引支柱不可避免地缺乏真正平行，其用於列印頭定位以及該舉起機構之操作係有問題的。美國8,353,566意圖藉由在該托架安裝件允許某一程度的遊隙及獨自地視該降低位置中之基準而定來著手解決此問題，用於在舉起/降低期間校正θy中之未對準。然而，該先前技術領域配置不可避免地導致該舉起機構的過度磨損，且再者，不會確保該列印頭之精確定位於該列印位置中。根據該第三態樣的印表機組件確保該列印頭之平順舉起及降低，並具有最小磨損及於該列印位置中之精確的列印頭配置。
較佳地係，該機架包含可旋轉地安裝至該第二側壁的內表面之第二軸承，其中該第二軸承支承抵靠著該列印桿機架的第二支承表面，該第二支承表面沿著該z軸延伸。因此，該第一及第二軸承配合，以限制該列印桿機架於θz以及θy中之旋轉式運動。
較佳地係，該第二支承表面被該第二齒條的非齒部表 面所界定。典型地，該非齒部表面係與該第二齒條之有齒部表面相反，該有齒部表面係與該第二小齒輪互相嚙合。
較佳地係，該軸桿及小齒輪與該平行齒條配合，以限制該列印桿繞著該x軸的旋轉式運動。如此，該列印桿機架於舉起及降低期間較佳地係被限制在θx、θy及θz中。
較佳地係，該底架包含第一及第二相反的側面板，該組第一軸承係可旋轉地安裝至托架，該托架被固定至該底架之第一側面板。
較佳地係，該外殼包含相對於該參考凹槽橫亙地延伸的軌道，其中該印表機組件另包含：維修滑台，被安裝在該軌道上；運送機構，用於沿著該軌道運送該維修滑台；及控制器，用於協調該舉起機構及該運送機構，該控制器被建構來提供：該列印位置，其中該維修滑台被橫側地位移離開而不再與該列印頭對齊；及維修位置，其中該維修滑台之至少部份係與該列印頭對齊，其中該列印頭係在該維修位置中相對該列印位置被升高。
較佳地係，該運送機構包含繞著複數個滑輪張緊的循環式驅動皮帶，該維修滑台被附接至該驅動皮帶供隨其運動。
較佳地係，於該列印位置中，該托架被建構來避免與 該驅動皮帶接觸。較佳地係，該托架係L形或U形。
較佳地係，該外殼之每一側壁包含一對第一止動件，每一個第一止動件界定第一基準表面，每一個第一止動件被定位朝每一側壁中所界定的個別參考凹槽之下端，每一參考凹槽係與該導引凹槽橫側地隔開並與該導引凹槽平行；及該列印桿機架包含一對凸耳，每一凸耳由該底架的相反側面向外延伸，每一凸耳被承納於該外殼之個別參考槽中，且每一凸耳係在其個別參考凹槽內可滑動地運動，其中該第一基準表面界定該列印桿機架的列印位置，當每一凸耳係與其個別第一基準表面鄰接嚙合時，該列印桿機架係在該列印位置中。
較佳地係，該列印桿機架包含具有相反側面板之底架，該列印頭被安裝於該等側面板之間，且其中每一凸耳由個別的側面板向外延伸。
較佳地係，每一個第一止動件被安裝至該外殼之個別側壁的外表面。
較佳地係，每一個第一止動件係相對其個別側壁可調整地安裝，以提供複數個不同之列印位置。
較佳地係，該維修滑台包含以下的至少一者：封蓋模組，用於覆蓋該列印頭；及擦淨器模組，用於擦淨該列印頭。
較佳地係，該封蓋模組包含被設置在周邊封蓋之任一端部的一對第二止動件，每一個第二止動件界定第二基準 表面。
較佳地係，著陸區被界定在該列印頭之任一縱向端部，用於在覆蓋位置中與該第二基準表面鄰接嚙合。
較佳地係，該擦淨器模組被彈性地安裝在該維修滑台上。
較佳地係，該擦淨器模組包含可旋轉地安裝的擦淨器滾筒，該擦淨器滾筒係與該列印頭共同擴張。
其將被應了解在此中所敘述之較佳及其他實施例可為適用於該第一、第二及第三態樣的任何一個或多個。
1‧‧‧印表機模組
10‧‧‧外殼
12‧‧‧側壁
14‧‧‧側壁
15‧‧‧安裝樑
17‧‧‧安裝樑
18‧‧‧安裝固定件
19‧‧‧連接樑
21‧‧‧連接樑
25‧‧‧軸桿
26‧‧‧小齒輪
28‧‧‧小齒輪
30‧‧‧舉起馬達
32‧‧‧蝸桿
34‧‧‧蝸輪
36‧‧‧止動件
37‧‧‧基準表面
40‧‧‧參考凹槽
45‧‧‧鎖定螺絲
47‧‧‧導引凹槽
49‧‧‧導引托架
50‧‧‧支承表面
50A‧‧‧支承表面
50B‧‧‧支承表面
60‧‧‧軸承
62‧‧‧安裝塊件
65‧‧‧滑台導引件
67‧‧‧軌道
69‧‧‧滑台機架
70‧‧‧運送馬達
72‧‧‧驅動滑輪
73‧‧‧驅動皮帶
74A‧‧‧惰輪
74B‧‧‧惰輪
74C‧‧‧惰輪
100‧‧‧列印桿機架
101‧‧‧墨水歧管
102‧‧‧列印頭卡匣
104‧‧‧底架
105‧‧‧列印頭
107‧‧‧出口通口
110‧‧‧齒條
112‧‧‧齒條
114‧‧‧側面板
116‧‧‧側面板
118‧‧‧端部面板
120‧‧‧基底面板
130‧‧‧凸耳
150‧‧‧軸承
150A‧‧‧軸承
150B‧‧‧軸承
152‧‧‧安裝托架
155‧‧‧支承表面
200‧‧‧維修滑台
201‧‧‧滑台機架
202‧‧‧封蓋模組
204‧‧‧擦淨器模組
210‧‧‧周邊封蓋
212‧‧‧止動件
214‧‧‧基準表面
215‧‧‧著陸區
217‧‧‧盤簧
218‧‧‧擦淨器滾筒
222‧‧‧滑台軸承
224‧‧‧滑台安裝件
291‧‧‧滑台機架
500‧‧‧控制器
501‧‧‧媒體進給機構
502‧‧‧墨水運送系統
503‧‧‧列印桿系統
504‧‧‧維修系統
600‧‧‧模組化印表機
602‧‧‧媒體卷紙
A‧‧‧印表機模組
B‧‧‧印表機模組
C‧‧‧印表機模組
本發明之實施例現在將僅只參考所附圖示經由範例被敘述，其中：圖1係根據本發明的印表機模組之立體圖；圖2係已移去安裝樑的印表機模組之立體圖；圖3係被建構在列印位置中並已移去安裝樑的印表機模組之立體圖；圖4係被建構在維修位置中並已移去安裝樑的印表機模組之立體圖；圖5係該印表機模組的分解立體圖；圖6係列印桿機架之立體圖；圖7係該列印桿機架的分解立體圖；圖8係概要的系統控制方塊圖；圖9係在列印位置中並已移去安裝樑、外殼側壁、及 列印桿底架側面板的印表機模組之立體圖；圖10係側視圖，顯示導引凹槽與第一軸承於升高位置中之嚙合；圖11係側視圖，顯示導引凹槽與第一軸承於列印位置中之嚙合；圖12係已移去安裝樑的印表機模組之頂部平面圖；圖13係在維修位置中並已移去安裝樑、外殼側壁、及列印桿底架側面板的印表機模組之立體圖；圖14係列印頭卡匣及維修滑台的後方視圖；圖15係該維修滑台之立體圖；圖16係該維修滑台及運送機構的立體圖；圖17係已移去驅動皮帶之維修滑台及運送機構的立體圖；及圖18係根據本發明之模組印表機的頂部平面圖。
印表機模組概觀
參考圖1，顯示有呈印表機模組1之形式的印表機組件，包含外殼10，具有第一側壁12及相向之第二側壁14。該第一及第二側壁12及14係經由上安裝樑15及17、及下連接樑19及21被連接，以提供堅固的構架，用於容置由列印桿機架100與維修滑台200所組成之列印引擎(看圖5)。該安裝樑15及17的每一者具有安裝固定件18，用於將該印表機模組1安裝至支架或懸臂樑(未 示出)。如此，該印表機模組1被建構用於懸置在列印媒體路徑之上。諸如媒體卷紙的列印媒體可使用譬如合適之進給滾筒被進給通過該印表機模組1，如在該技術領域中所習知者。該外殼10沒有基底，以有利於該媒體卷紙之進給通過該印表機模組1的下部。
該列印桿機架100係可滑動地承納在該外殼10內，而能夠相對該外殼10使用舉起機構舉起及降低該列印桿機架。如在圖1及2中所顯示，該列印桿機架100係於過渡位置中升高；如在圖3中所顯示，該列印桿機架100係在列印位置中降低；且如在圖4中所顯示，該列印桿機架100係於維修位置中升高。
短暫地參考圖6及7，該列印桿機架100包含墨水歧管101及被安裝在底架104上之列印頭卡匣102、諸如可替換的Memjet®列印頭卡匣，用於在單程中列印至列印媒體上。(用於該列印頭卡匣102之詳細敘述，參考美國專利第8,540,353；8,025,383及7,845,778號，其內容係以引用的方式併入本文中)。該墨水歧管101被建構用於經由一對耦接件、諸如於美國8,540,353中所敘述之耦接件供給墨水至該列印頭卡匣102及由該列印頭卡匣102承接墨水，該專利的內容係以引用的方式併入本文中。該墨水歧管101形成與該列印頭105流體相通之墨水輸送系統(未示出)的一部分。該列印頭卡匣102包含被安裝至其下表面之列印頭105(圖14)，其需要定期維修。維修可被需要，以無墨水及碎物地擦淨噴嘴，以接通已用墨水變 得阻塞的噴嘴或藉由覆蓋該列印頭105使墨水之蒸發減至最小。
參考圖2至4，該維修滑台200係可使用運送機構(在下面被敘述)沿著該印表機模組1的額定x軸滑動，該x軸被界定為平行於媒體進給方向之軸。呈封蓋模組202及擦淨器模組204的形式之維修模組被安裝在該維修滑台200上，用於在該列印頭上施行個別的覆蓋及擦淨操作。
為了施行覆蓋或擦淨操作，該列印桿機架100被升高至其過渡位置(圖1及2)，該維修滑台係沿著該x軸運動，以便被定位在該列印頭105下方，且該列印桿機架被降低至該封蓋模組202或該擦淨器模組204之任一者上(圖4)。當然，該維修滑台200相對該列印頭105的精密定位將取決於覆蓋或擦淨操作是否被施行。大致上，該列印頭105在閒置時期間被維持於覆蓋之狀態中。
為了施行列印，該列印桿機架100被升高至其過渡位置，且藉由沿著該x軸可滑動地運動該維修滑台，該維修滑台200被橫側地位移至該列印頭105的一側面(圖1及2)。一旦該維修滑台200已被由該列印頭105橫側地位移，該列印桿機架100被降低至列印位置(圖3)，該列印位置係該列印桿機架之最低位置。
參考圖8，控制器500被採用，以協調媒體進給機構501；墨水運送系統502，其將墨水輸送至該列印頭；列印桿系統503，包含該列印桿機架100、列印頭105、及舉 起機構；及維修系統504，包含該維修滑台200、運送機構、及維修模組的各種操作。該墨水輸送系統502可為美國8,485,619中所敘述之型式，其內容係以引用的方式併入本文中。譬如，該墨水輸送系統502可為具有墨水容器之循環系統，其將墨水輸送至該列印頭卡匣102的入口通口105及由該列印頭卡匣之出口通口107承接墨水。各種列印、淨化、壓力給墨及排墨操作可經由該墨水輸送系統的幫浦及閥門配置被協調，如於美國8,485,619中所敘述。然而，當然將被應了解其他墨水輸送系統可被使用，如該技術領域中所習知者。該控制器500經由與該墨水輸送系統502及維修系統504、以及該列印桿系統503及媒體進給機構501之合適的信號通訊來協調所有維修及列印操作。
舉起機構
該列印桿機架100係使用齒條及小齒輪舉起機構相對該外殼10可滑動地舉起(沿著額定z軸)。最初參考圖7，該齒條及小齒輪舉起機構包含第一及第二有齒的齒條110及112，其固定地安裝至該底架104之個別第一及第二側面板114及116。該底架104另包含互連該側面板114及116的端部面板118及基底面板120，以提供堅固之構架，其確保該等側面板的平行性，且因此確保被安裝至該側面板之齒條110及112的平行性。如在圖3、5及9中所最佳顯示，軸桿25係可旋轉地安裝於該外殼10的 側壁12及14之間。第一及第二有齒的小齒輪26及28繞著該軸桿25在其相反端部被固定地安裝，用於隨著該軸桿旋轉。該第一及第二小齒輪26及28係與個別的第一及第二齒條110及112互相嚙合，以提供該齒條及小齒輪舉起機構。
該軸桿25之旋轉係藉由舉起馬達30所驅動，該舉起馬達係經由蝸齒輪配置而與該軸桿嚙合。該蝸齒輪配置包含被連接至該舉起馬達30的蝸桿32、及繞著鄰接該第二小齒輪28之軸桿25被安裝的互相嚙合之蝸輪34(圖9)。因此，該舉起馬達30被使用於在任一方向中旋轉該軸桿25，以經由該齒條及小齒輪舉起機構施行該列印桿機架100的舉起或降低之任一者。
列印桿機架運動之限制
如上面所述，該列印桿機架100係藉由運作地連接至該齒條及小齒輪舉起機構的舉起馬達30之作動所舉起及降低。為了提供平順及可靠的舉起機構，其較佳的是限制該列印桿機架繞著該印表機模組1之y軸的任何旋轉式運動。如在圖10中所視，由於該列印桿機架100藉由箭頭W所指示之重量，該列印桿機架100經歷繞著該小齒輪26之順時針方向旋轉的偏向力。
為了限制任何旋轉式運動，一對第一軸承150A及150B係經由安裝托架152可旋轉地安裝至該底架104之第一側面板114。該第一軸承150A及150B被承納在藉由 該外殼10的第一側壁12、及固定至該第一側壁12的外表面之導引托架49所界定之導引凹槽47中。該導引凹槽47沿著該印表機模組1的z軸延伸，且係由與其平行地延伸之參考凹槽40(在下面被敘述)橫側地位移。
該導引托架49界定一對相反的第一支承表面50A及50B，其沿著該導引凹槽47之相反縱向側面延伸。該第一支承表面50A及50B對該列印桿機架100之固有旋轉式偏向提供反作用力。與該導引凹槽47平行地對齊的第一軸承150A及150B在該導引凹槽內沿著該z軸行進，且於該列印桿機架100之舉起及降低期間支承抵靠著個別支承表面50A及50B。實際上，以該列印桿機架100的旋轉式偏向，該等第一軸承及該等第一支承表面間之邊際程度的間隙(例如0.01至0.1毫米)允許該上第一軸承150A支承抵靠著該右側第一支承表面50A，及允許該下第一軸承150B支承抵靠著該左側第一支承表面50B(如於圖10中所視)。
當該列印桿機架100係位於其最低列印位置中時，圖11係該第一軸承150及導引凹槽47之側視圖。使該列印桿機架100藉由該第一止動件36被支撐於此最低位置中，該列印桿機架的旋轉式偏向被顛倒。
參考圖12及13，第二軸承60係經由安裝塊件62可旋轉地安裝至該外殼10之第二側壁14的內表面。該第二軸承60被定位，以支承抵靠著該第二齒條112之非齒部表面。該非齒部表面係與該第二齒條112的有齒部表面相 向，且界定用於該第二軸承60之第二支承表面155，以於該列印桿機架100的舉起及降低期間支承抵靠著。圖13已移去該第二側壁14及第二側面板116，以更清楚地顯示該第二軸承60與該第二支承表面155之嚙合。
該第一軸承150及該第二軸承60與其個別的第一支承表面50及第二支承表面155配合，以在舉起及降低期間限制該列印桿機架100繞著該y及z軸(θy與θz)之旋轉式運動。於該列印桿機架100的重複舉起及降低時，此旋轉式運動的限制使該齒條及小齒輪機構之任何過度磨損減至最小。
基準配置
參考圖1至4，該列印桿機架100的列印位置係藉由被安裝至該第一及第二側壁12及14的外表面之一對第一止動件36所界定。該等第一止動件36的每一個被定位朝向該外殼10之個別側壁12及14中所界定之個別參考凹槽40的下端16。該底架104具有由個別側面板114及116向外延伸之一對凸耳130，且該等凸耳被承納於該外殼10的個別參考凹槽40中。該等凸耳130係沿著該z軸在其個別參考凹槽40內可滑動地運動。該第一止動件36界定個別之第一基準表面37，用於在該列印位置中與分個別凸耳130鄰接嚙合(圖3)。當該等凸耳130的每一者已被降低進入與其個別鄰接表面37鄰接嚙合時，該列印桿機架100係位於其列印位置中。
於舉起及降低期間，該列印桿機架100可在該z軸中彎曲，造成該等凸耳的其中一者在該另一凸耳之前與其個別鄰接表面嚙合。為了容納該列印桿機架100的潛在彎曲，該控制器500由該舉起馬達30承納反饋-當該舉起馬達經歷阻抗中之急劇增加時，對應於與其個別鄰接表面嚙合的凸耳之其中一者，該控制器指示該馬達持續達一預定時期，以確保其他凸耳亦與其個別鄰接表面嚙合。這樣一來，該列印桿機架100的安坐於其列印位置中係以每一降低操作來確保。
該第一止動件36之每一者係可滑動地安裝至個別側壁12及14，以提供可調整的列印位置。據此，在安裝該印表機模組1之後，使用者能夠調整該列印頭的列印位置，以便最佳化列印品質，譬如，當列印至不同媒體厚度上時。在滑動調整該止動件之後，經由一對個別鎖定螺絲45，止動件36之每一者被鎖固進入適當位置。
用於控制被排出墨滴的投擲距離(在其它方面於該技術領域中已知為“筆到紙張之間距”(PPS))，該列印桿機架100的列印位置係重要的，且如上面所述，與附接至該底架104之凸耳130結合，該第一基準表面37提供此距離的精確控制。
既然該封蓋模組202典型地包含內部線芯元件(未示出)，於覆蓋期間，其應被定位成極為貼近至列印頭105、但不接觸該列印頭105(看美國2011/0279524，其內容係以引用的方式併入本文中)，其重要的是當該列印 桿機架100被定位在該覆蓋位置中時控制該列印頭-封蓋距離。
參考圖14，該封蓋模組202包含周邊封蓋210，其延伸達該列印頭105之一段長度，具有界定內部孔腔的可彈性變形之側壁。該封蓋模組202另包含被定位在該周邊封蓋210的任一端部之一對第二止動件212。該第二止動件212界定個別的第二基準表面214，用於與在該列印頭105之任一端部藉由該列印頭卡匣102所界定的個別著陸區215鄰接嚙合。當該列印桿機架100被降低進入該覆蓋位置時(圖4)，該等著陸區215與該第二基準表面214緊鄰，以界定該覆蓋位置。
因此，該列印桿機架100之列印位置係藉由該等凸耳130與該第一基準表面37的鄰接嚙合所控制；且該列印桿機架100之覆蓋位置係藉由該等著陸區215與該第二基準表面214的鄰接嚙合所控制。
維修滑台及運送機構
如上面關於圖1至4所敘述，該維修滑台200係可在與該媒體進給方向平行之方向中滑動朝向及遠離該列印頭105。參考圖15，該維修滑台包含滑台機架201；該封蓋模組202及該擦淨器模組204被安裝在該滑台機架上(在此中共同地已知為“維修模組”)。
如上面所敘述，該封蓋模組202被固定地安裝至該滑台機架201，而該擦淨器模組204經由盤簧217被彈性地 安裝至該滑台機架，該盤簧使該擦淨器模組於擦淨操作期間偏向該列印頭105。該擦淨器模組204包含具有微纖維表面的擦淨器滾筒218，其被建構來當與其接觸地被旋轉或平移時由該列印頭105擦淨墨水及碎物。金屬傳送滾筒(在圖15中未示出)係與該微纖維擦淨器滾筒218永久接觸，以由該擦淨器滾筒承接載送所夾帶之碎物的墨水。用於該擦淨器模組之更詳細敘述，參考美國2012/0092419，其內容係以引用的方式併入本文中。
於擦淨期間，該擦淨器滾筒218及該列印頭105間之距離係比該覆蓋距離較不重要。據此，該擦淨器模組204經由該彈簧217的偏向係充分的，以提供合適之擦淨力，而於擦淨操作期間沒有該列印頭位置的精確控制。
該維修滑台200係可滑動地安裝於該外殼10的側壁12及14之間，以能夠沿著該印表機模組1的x軸滑動運動。短暫地參考圖5，滑台導引件65被固定地安裝至該第二側壁14的內表面，並沿著該x軸延伸。該滑台導引件65承納一組可旋轉地安裝至該滑台機架291之第二側面的滑台軸承222。
翻至圖16及17，軌道67被固定地安裝至該第一側壁12的內表面，且沿著該x軸延伸。滑台機架69係可滑動地安裝在該軌道67上，用於沿著該處運動。該滑台機架69被連接至滑台安裝件224，該滑台安裝件224被固定至該滑台機架201。因此，該維修滑台200係可沿著藉由該滑台導引件65及該軌道67所界定之軌道滑動。
該滑台機架69沿著該軌道67的運動係藉由運送機構所驅動，該運送機構由運作地連接至驅動滑輪72之運送馬達70、及張緊於該驅動滑輪72與惰輪74A、74B及74C之間的循環式驅動皮帶73所組成。第一惰輪74A在該軌道67之一端部被安裝至該第一側壁12，而第二及第三惰輪74B及74C在該軌道67的另一端部被安裝至該第一側壁12。該等惰輪74A、74B及74C具有於該軌道67的二端部之間及環繞該驅動滑輪72操縱該驅動皮帶73之作用。
如在圖16中所顯示，該驅動皮帶73具有與該滑台安裝件224嚙合之有齒的內表面。如此，藉由該運送馬達70所驅動之驅動皮帶73的運動造成該維修滑台200沿著該印表機模組1之x軸運動朝向或遠離該列印桿機架100。
包含印表機模組陣列的模組化印表機
參考圖18，並已詳細地敘述該印表機模組1，在平面圖中顯示有模組化印表機600，包含被配置在交錯的重疊陣列中之三個印表機模組A、B及C。該印表機模組A、B及C被安裝至延伸在媒體卷紙602之上的支架(未示出)，以致每一印表機模組被懸置在該卷紙之上。該媒體進給方向係藉由該箭頭M所指示。以此交錯的重疊配置，其係可能列印至相當寬廣之媒體寬度上；原則上，該模組化印表機600可包含由譬如2至10模組的任何數目 之印表機模組。
每一印表機模組於該媒體進給方向M中與至少一台附近的印表機模組重疊。以每一印表機模組中之噴嘴噴射的合適時機及控制，影像可使用該等重疊模組之每一者被無接縫地列印至該卷紙602上。儘管具有不同的維修配置，交錯重疊列印頭之類似配置被敘述於美國8,485,656中，其內容係以引用的方式併入本文中。
於圖18中所顯示之模組配置中，該印表機模組A、B及C被定向，使得該等列印頭卡匣102係彼此相對地在近側，且該維修滑台200相對於該媒體進給方向係彼此相對地在遠側。換句話說，比較於該二外部印表機模組A及C，該中間印表機模組B使其定向顛倒。此配置於相對極為貼近地定位該列印頭105，且因此，使該列印區之寬度減至最小。(如在此中所使用，該列印區的寬度係與該媒體進給方向平行地界定，而該列印區之長度係垂直於該媒體進給方向被界定)。如此，為了在所有印表機模組上同時地施行維修，印表機模組B的維修滑台200在相反方向中運動至印表機模組A及C之維修滑台200。換句話說，所有維修滑台200移向該列印區，以便在其個別列印頭105上施行維修操作。藉由使該列印區之寬度減至最小，印表機模組的此配置能夠有高列印品質，且再者，能夠作列印頭維修而不會打破該媒體卷紙602。
仍然參考圖18，應注意的是印表機模組B係類似於印表機模組A及C、但未與印表機模組A及C完全相 同。印表機模組A及C係與上述印表機模組1完全相同，且在該列印位置中具有相對該維修滑台200在近側之墨水歧管101，如所顯示。然而，印表機模組B係與印表機模組A及C微妙地不同，因為印表機模組B的墨水歧管101於該列印位置中離該維修滑台200係相對地在遠側，如所顯示。此微妙的差異能夠使所有列印頭卡匣102、及藉此所有列印頭105相對於該媒體進給方向M被完全相同地定向。據此，具有預定彩色通道之順序的所有列印頭105在該相同之方向指向及相同的彩色通道之噴射順序中列印。因此，於多色列印期間，源自附加印刷或印刷不足的任何列印人工製品被減至最小。
當然，其將被了解本發明已僅只經由範例被敘述，且細節之修改可在本發明所附申請專利中所界定的範圍內被作成。

Claims (14)

  1. 一種模組印表機，包含：(a)媒體進給路徑，界定媒體進給方向；(b)第一印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上，該第一印表機模組包含：第一列印頭，相對於該媒體進給方向橫亙地延伸；第一維修滑台，相對該媒體進給方向被定位在該第一列印頭的第一側面，該第一維修滑台係可與該媒體進給方向平行地滑動及朝該第一列印頭；(c)第二印表機模組，被懸置在該媒體進給路徑之上且於該媒體進給方向中至少局部地重疊該第一印表機模組，該第二印表機模組包含：第二列印頭，相對於該媒體進給方向橫亙地延伸，該第二列印頭於該媒體進給方向中至少局部地重疊該第一列印頭；及第二維修滑台，相對該媒體進給方向被定位在該第二列印頭之相反的第二側面，該第二維修滑台係可與該媒體進給方向平行地滑動及朝該第二列印頭，其中該第一及第二列印頭相對於該媒體進給方向係彼此相對地在近側，且該第一及第二維修組件相對於該媒體進給方向係彼此相對地在遠側，和包含以交錯的重疊配置被定位越過該媒體路徑的交互之第一及第二印表機模組。
  2. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該第一及第二維修組件被建構來在相反方向中運動朝個別的第一及第二列印頭。
  3. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該第一及第二列印頭的每一者被安裝於個別之列印頭卡匣中。
  4. 如申請專利範圍第3項之模組印表機，其中該列印頭卡匣係完全相同及可於該第一及第二印表機模組之每一者中替換的。
  5. 如申請專利範圍第3項之模組印表機，其中該等列印頭卡匣係相對於該媒體進給方向完全相同地定位。
  6. 如申請專利範圍第3項之模組印表機，其中該第一及第二印表機模組包含用於相對該媒體進給路徑舉起個別的列印頭卡匣之個別的機構。
  7. 如申請專利範圍第6項之模組印表機，其中該第一及第二印表機模組的每一者包含個別之外殼及個別的列印桿機架，該列印桿機架係可滑動地承納在該外殼內及可相對該外殼舉起。
  8. 如申請專利範圍第7項之模組印表機，其中每一列印桿機架承載個別的列印頭卡匣。
  9. 如申請專利範圍第8項之模組印表機，其中每一列印桿機架承載個別的墨水歧管，該墨水歧管具有用於與個別之列印頭卡匣咬合的至少一耦接件，及將墨水供給至個別的列印頭卡匣。
  10. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該第 一及第二列印頭於該媒體進給方向中的距離係由10至100毫米。
  11. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該印表機的列印區具有於10至100毫米之範圍中的寬度，該列印區之寬度被界定在平行於該媒體進給方向的方向中。
  12. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該列印區具有大於216毫米的長度，該列印區之長度被界定在橫亙於該媒體進給方向的方向中。
  13. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該第一及第二印表機模組被固定地安裝至懸置越過該媒體進給路徑的支架。
  14. 如申請專利範圍第1項之模組印表機，其中該第一及第二印表機模組的每一者包含堅硬的安裝樑，用於將該等印表機模組安裝在該媒體進給路徑之上。
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