具有窄打印区的模块式打印机的制作方法

具有窄打印区的模块式打印机的制作方法
【专利摘要】一种模块式打印机包括：(a)限定了介质进给方向的介质进给路径；(b)悬挂在该介质进给路径上方的第一打印机模块；以及(c)悬挂在该介质进给路径上方并且沿着该介质进给方向与该第一打印机模块至少部分地重叠的第二打印机模块。该第一打印机模块和第二打印机模块具有相应的第一和第二打印头和维护组件。该第一打印头和第二打印头相对于该介质进给方向是彼此相对地接近的，并且该第一维护组件和第二维护组件相对于该介质进给方向是彼此相对地远离的。
【专利说明】具有窄打印区的模块式打印机 发明领域
[0001] 本发明涉及一种打印机模块以及包括一个或多个这样的打印机模块的高速打印 机。已经将其开发用于印刷到介质卷材上、并且特别用于结合现有卷材进给机构、例如安装 在胶版印刷机中的那些来使用。
[0002] 发明背景
[0003] 喷墨印刷非常适合于S0H0(小型办公室、家庭办公室)打印机市场。越来越多地，喷 墨印刷扩展到了其他市场，例如标签和宽幅面印刷。高速卷筒印刷变成了喷墨印刷市场的 重要商业领域。高速喷墨卷筒印刷尤其与传统胶版印刷机竞争的是相对少的印数，因为数 字印刷不需要准备胶版印刷版的初始设置时间和成本。在数字喷墨卷筒印刷机中，例如有 可能根据需要印刷几千个标签。
[0004] 迄今为止，本受让人已经描述了采用Memjetl;页宽打印技术的多种喷墨卷筒印 刷机。Memjef页宽打印机采用了一个或多个固定的打印头，而打印介质(例如介质卷材） 被连续地进给经过这些打印头。这种安排与传统的扫描式打印头技术相比极大地提高了打 印速度。
[0005] US 2011/0279530(其内容通过援引并入本文)描述了适用于打印标签的台式卷筒 打印机。该台式打印机包括单一的多色页宽打印头、集成的卷材进给结构、以及维护站。该 维护站包括横穿该介质进给路径的多个独立的可升降模块，以便进行打印头维护。这种安 排的一个缺点在于，介质卷材必须被断开以便进行打印头维护。因此，此维护方案对可以进 行的打印工作的类型和长度采取了限制。
[0006] US 2012/0092419(其内容通过援引并入本文)描述了一种工业卷筒打印机，该打 印机包括在介质进给方向上彼此对齐的多个单色页宽打印头。这些打印头是安装在连接至 剪叉式升降结构上的共用壳体上。该剪叉式升降结构使得这些打印头能够相对于介质卷材 被升高和降低。为了进行打印头维护，将这些打印头提升，使维护组件在这些打印头下方侧 向滑动，并且将这些打印头降低到该维护组件上。以此方式，打印头维护可以在无需断开介 质卷材的情况下进行。然而，在US 2012/0092419中描述的打印机的缺点是其相对高的成本 以及在为了打印到更宽的介质宽度上而对打印机进行按比例增大方面的困难。
[0007] US 8,485,656(其内容通过援引并入本文）描述了一种包括多个交错重叠的打印 头的宽幅面打印机。每个打印头由与相应打印头对置地定位的相应可旋转维护转台来维 护。每个转台横穿介质路径以便进行打印头维护，这必然要将介质卷材断开。
[0008] 希望的是提供一种相对低成本的高速喷墨卷筒打印机，该打印机不需要断开介质 卷材来进行打印头维护。进一步希望的是提供一种喷墨卷筒打印机，该打印机容易按比例 增大到更宽的介质宽度(例如，大于约210mm的宽度）。进一步希望的是提供一种高速喷墨卷 筒打印机，该打印机能够改装到现有卷筒纸进给安排中，例如在胶版印刷机中使用的那些 安排中。这样的经改装的打印机是商业印刷机的一种有吸引力的提议，它具有多条胶版印 刷线并且此外促进了以相对低的成本采用数字卷筒纸印刷。
[0009] 发明概述
[0010]在第一方面，提供了一种模块式打印机，该模块式打印机包括：
[0011] (a)限定了介质进给方向的介质进给路径；
[0012] (b)悬挂在该介质进给路径上方的第一打印机模块，该第一打印机模块包括：
[0013 ]相对于该介质进给方向横向延伸的第一打印头；
[0014]相对于该介质进给方向被定位在该第一打印头的第一侧的第一维护滑橇(sled)， 该第一维护滑橇是平行于该介质进给方向并且朝向该第一打印头可滑动的；
[0015] (c)悬挂在该介质进给路径上方并且沿着该介质进给方向与该第一打印机模块至 少部分地重叠的第二打印机模块，该第二打印机模块包括：
[0016] 相对于该介质进给方向横向延伸的第二打印头，该第二打印头沿着该介质进给方 向与该第一打印头至少部分地重叠；以及
[0017] 相对于该介质进给方向被定位在该第二打印头的相反第二侧的第二维护滑橇，该 第二维护滑橇是平行于该介质进给方向朝向该第二打印头可滑动的；其中该第一和第二打 印头相对于该介质进给方向是彼此相对地接近的，并且该第一和第二维护组件相对于该介 质进给方向是彼此相对地远离的。
[0018]如在此使用的，术语"打印头"总体上是指在打印期间静止的非横穿式打印头，不 同于横穿介质路径在长而宽的区域上进行打印的传统扫描式打印头。
[0019] 根据第一方面的模块式打印机有利地能够使用第一和第二打印机模块的容易按 比例增大的安排来在相对宽的介质卷材上进行打印。原则上，可打印介质宽度的范围是几 乎无限制的，只是将第一和第二打印机模块跨介质进给路径以交替重叠的安排进行放置。
[0020] 在这种模块式安排中，通过将这些打印头放得相对近并将维护站放得相对远，打 印区的宽度被最小化。这种安排使打印品质最大化而同时能够实现多样的维护方案。
[0021] 典型地，在该介质进给方向上该第一与第二打印头之间的距离是从10mm到200mm 或从20mm到100mm。对应地，打印区的宽度是在10mm至200mm或20mm至100mm的范围内。打印 区的宽度是在平行于介质进给方向的方向上限定的。
[0022] 优选地，该第一和第二维护组件被配置成沿相对方向、即朝向彼此并且朝向相应 的第一和第二打印头移动。换言之，第一维护滑橇可以在与介质进给方向相同的方向上移 动，而第二维护滑橇在相反方向上移动。替代地，第一维护滑橇可以在与介质进给方向相反 的方向上移动，而第二维护滑橇在与介质进给方向相同的方向上移动。
[0023] 优选地，该第一和第二打印头各自安装在相应的打印头卡匣中，该打印头卡匣可 以是用户可更换的。打印头卡匣除了打印头之外还可以包括例如多个墨料联接器和一个墨 料给送安排。这些打印头可以是多色打印头或单色打印头。
[0024] 优选地，这些打印头卡匣是相同的并且是在该第一和第二打印机模块各自中可更 换的。在第一和第二打印机模块中提供相同的可更换的打印头卡匣使打印头卡匣的生产成 本最小化并且对于终端用户是方便的。
[0025] 第一和第二打印机模块可以是彼此相同或不同的。相同的第一和第二打印机模块 具有降低打印机模块生产成本的优点。然而，相同的第一和第二打印机模块要求这些打印 头卡匣和维护站具有相同的相对取向。因为打印头典型地相对于介质进给方向具有不对称 的颜色平面，因此相同的第一和第二打印机模块要求第一打印机模块中的打印头卡匣"向 前"打印（例如，CMYK)并且第二打印机模块中的打印头卡匣"向后"打印（例如，KYMC)。虽然 这样的构型通过使用适当的控制器固件是技术上可能的，但在实践中当一些打印头"向前" 打印而一些打印头"向后"打印时，难以确保跨介质宽度具有一致的打印品质。例如，重叠和 打印不足这些不同影响在颜色平面顺序被颠倒时是难以补偿的。
[0026] 因此，这些打印头卡匣优选全都相对于介质进给方向相同地定向，使得所有打印 头以相同的颜色平面顺序进行打印。其结果是，第一和第二打印机模块优选地由于在第一 和第二打印机模块中这些打印头相对于这些维护组件的不同取向而是不相同的。
[0027] 优选地，该第一和第二打印机模块包括用于使相应打印头卡匣相对于该介质进给 路径进行升降的相应机构。将打印头卡匣相对于介质进给路径进行升降能够在无需断开介 质卷材的情况下来维护打印头。
[0028] 优选地，该第一和第二打印机模块各自包括相应打印杆卡匣，该打印杆卡匣被可 滑动地接收在该壳体内并且是相对于该壳体可升降的。
[0029] 优选地，每个打印杆卡匣携带相应的打印头卡匣。
[0030] 优选地，每个打印杆卡匣携带相应地墨料歧管，该墨料歧管具有用于至少一个与 相应打印头卡匣匹配并向其供应墨料的联接器。
[0031] 优选地，在该第一方面，该打印区具有大于216mm且最高达约2000mm的长度，该打 印区的长度是在横向于该介质进给方向的方向上限定的。在一些实施例中，打印区具有大 于300mm、大于400mm或大于500mm的长度。因此，该模块式打印机能够在宽幅面介质（即比标 准A4或US信纸大小介质更宽的介质)上进行打印。
[0032] 该第一和第二打印机模块可以牢固安装至例如跨该介质进给路径悬挂的台架上。 典型地，该第一和第二打印机模块包括被配置成用于将该打印机模块安装在该介质进给路 径上方的刚性安装梁。
[0033] 在第二方面，提供了一种打印机组件，该打印机组件包括：
[0034] 壳体，该壳体包括一对相对的侧壁，每个侧壁限定了相应的参照槽缝；
[0035] -对第一止挡件，每个第一止挡件是朝向在该壳体的相应侧壁中限定的相应参照 槽缝的下端定位的，每个第一止挡件限定了第一基准表面；
[0036] 可滑动地接收在该壳体内的打印杆卡匣，该打印杆卡匣包括：
[0037]底盘；
[0038]被该底盘支撑的打印头；以及
[0039] -对凸耳，每个凸耳从该底盘的相对两侧向外延伸，每个凸耳被接收在该壳体的 相应参照槽缝中，并且每个凸耳是在其相应参照槽缝中可滑动地移动的；以及
[0040] 用于使该打印杆卡匣相对于该壳体升降的升降机构，其中这些第一基准表面限定 了该打印杆卡匣的打印位置，当每个凸耳与其相应第一基准表面处于抵接接合时该打印杆 卡匣处于打印位置中。
[0041] 根据该第二方面的打印机组件有利地能够参照可滑动地接收了打印杆卡匣的壳 体来限定该可升降的打印杆卡匣的打印位置。具体地，这些凸耳、参照槽缝和止挡件提供了 紧凑的设计，而不需要对打印头进行任何特殊的修改。结合该第一方面描述的这些打印机 模块中的每一个可以包括根据该第二方面的打印机组件。
[0042] 典型地，这些止挡件具有可调的高度，从而能够实现用户对打印位置高度的灵活 调节(例如，用于不同的介质厚度)而无需从内部触及每个打印机组件。一旦通过悬挂在介 质进给路径上方(例如，通过安装到刚性的高架式悬臂梁或台架上)而安装了打印机组件， 接着可以使用这些止挡件来控制打印位置相对于介质的高度并且因此控制"笔到纸的间距 (PPS)"或所喷出的墨滴的"抛射距离"。
[0043] 优选地，打印头是安装在底盘的多个相对侧面板之间并且每个凸耳从相应的侧面 板向外延伸。
[0044] 优选地，每个第一止挡件是安装到该壳体的相应侧壁的外（外部)表面上。安装在 外部的止挡件避免了用于参照打印头的基准与用于维护打印头的滑动维护滑橇之间的任 何干扰。此外，安装在外部的止挡件有助于在安装打印机组件时用户在原位触及。
[0045] 优选地，每个第一止挡件是相对于其相应侧壁可调节地安装的以便提供多个不同 的打印位置。用于提供每个第一止挡件的可调的安装的适当装置将是本领域技术人员容易 明白的。例如，可以使用滑动机构或螺杆机构进行手动的止挡件高度调节。替代地，使用一 个或多个棘爪与一个滑动机构的组合，如本领域已知的，可以提供一定范围的预定止挡件 高度。
[0046] 优选地，该壳体包括用于将打印机组件牢固安装在支撑件上以便使该打印机组件 悬挂在介质路径上方的一个或多个上部安装板或梁。
[0047] 优选地，该升降机构包括齿条与小齿轮机构。
[0048] 优选地，该卡匣包括一对齿条，并且一个轴可旋转地安装在该壳体的这些侧壁之 间，其中绕该轴牢固地安装了一对小齿轮，每个小齿轮与相应齿条相接合。
[0049] 优选地，该壳体限定了与该卡匣的一部分相接合的引导槽缝，所述引导槽缝约束 该卡匣相对于该壳体的移动。
[0050] 优选地，该引导槽缝与这些参照槽缝中的一个侧向间隔开并且与之平行地延伸。
[0051] 优选地，该壳体的第一侧壁具有相应的引导槽缝并且该卡匣包括多个可旋转地安 装的第一轴承，每个第一轴承在该引导槽缝内前行。
[0052]优选地，该多个第一轴承可旋转地安装至固定到该底盘的侧面板上的一个托架 上。
[0053] 优选地，这些第一轴承是彼此对齐的并且平行于这些齿条。
[0054]优选地，该打印机组件进一步包括：
[0055]固定至该壳体上的轨道，该轨道相对于这些参照槽缝横向延伸；
[0056]安装在该轨道上的维护滑橇；
[0057] 用于将该维护滑橇沿着该轨道运输的运输机构；以及
[0058] 用于协调该升降机构与该运输机构的控制器，该控制器被配置成用于提供：
[0059] 打印位置，其中该维护滑橇被侧向移位不与该打印头对齐;以及
[0060] 维护位置，其中该维护滑橇的至少一部分是与该打印头对齐的，
[0061]其中该打印头在该维护位置中相对于打印位置是升高的。
[0062]该打印机组件可以如下被配置到维护位置(例如，加盖位置或擦拭位置）：使用该 升降机构将打印杆升降、平行于介质进给方向朝向打印头运输该维护滑橇、并且降低该打 印杆使得该打印头与适当的维护模块(例如，加盖器或擦拭器)接合。该打印机组件可以如 下被配置到打印位置:使用该升降机构将打印杆升降、将该维护滑橇运输离开打印头、并且 降低该打印杆使得该打印头处于打印位置，该打印位置低于该维护位置。
[0063] 优选地，该维护滑橇包括以下各项中的至少一项：
[0064] 用于对该打印头进行加盖的加盖器模块；以及
[0065] 用于擦拭该打印头的擦拭器模块。
[0066] 优选地，该加盖器模块包括布置在一个周边加盖器的两端处的一对第二止挡件， 每个第二止挡件限定了第二基准表面。
[0067] 优选地，在打印头的每个纵向末端处限定了着陆区，用于在加盖位置中与这些第 二基准表面进行抵接接合。
[0068] 如在US 2011/0279524中描述的，其内容通过援引并入本文，该周边加盖器可以包 括内部芯吸元件，该内部芯吸元件被定位成用于在喷吐和/或灌注操作期间捕捉墨料。该芯 吸元件准确地放置在打印头的近处(但不与之接触），使得在打印头与该芯吸元件之间可以 形成流体性的桥（"墨料桥"）。相应地，这些第二基准表面和着陆区被用于该周边加盖器的 准确定位，该周边加盖器优选地是在US 2011/0279524中所描述的类型。
[0069] 优选地，该擦拭器模块被弹性地安装在维护滑橇上。擦拭器模块的弹性安装允许 在将打印头相对于擦拭器定位在擦拭位置中时存在一定程度的公差。典型地，擦拭位置不 如加盖位置那样关键并且可以使用该升降机构上的适当的传感器和/或计时器而不是经由 基准物来控制。
[0070] 优选地，擦拭器模块包括可旋转地安装的擦拭辊，该擦拭辊是与打印头同延的。包 括擦拭辊和周边加盖器的适当维护滑橇(可以被适配成与本发明的打印机组件结合使用） 在US 2012/0092419中进行了描述，该专利的内容通过援引并入本文。
[0071 ]在第三方面，提供了一种打印机组件，该打印机组件包括：
[0072] 壳体，该壳体包括沿着标称x轴线延伸的一对相对的第一侧壁和第二侧壁，第一侧 壁具有沿着 z轴线延伸的引导槽缝，该引导槽缝是在多个相对的第一支承表面之间限定的；
[0073] 可旋转地安装在这些侧壁之间的轴，该轴沿着y轴线延伸；
[0074] 牢固地安装在该轴的每端处用于随之旋转的第一小齿轮和第二小齿轮；
[0075] 可滑动地接收在该壳体内的打印杆卡匣，该打印杆卡匣包括：
[0076] 底盘；
[0077] 固定至该底盘上的第一和第二平行齿条，每个齿条与相应小齿轮相接合以便限定 齿条与小齿轮升降机构；
[0078] 可旋转地安装在该底盘的第一侧的一组第一轴承，每个第一轴承被接收在该引导 槽缝中；以及
[0079]被该底盘支撑的打印头；以及
[0080] 驱动马达，该驱动马达操作性连接至该轴上以用于使该轴旋转并由此经由该齿条 与小齿轮升降机构将该打印杆卡匣相对于该壳体沿着z轴线升降，
[0081] 其中，在该打印杆卡匣的滑动移动过程中，这组第一轴承在该引导槽缝中前行并 支承在这些第一引导表面上以便约束该打印杆卡匣的旋转移动。
[0082] 根据该第三方面的打印机组件有利地提供了用于以高度准确的定位来升高和降 低打印杆卡匣的刚性架构。具体地讲，这些第一轴承与该刚性壳体的引导槽缝的合作提供 了对不合需要的打印头旋转的极好约束性。结合该第一方面描述的这些第一和第二打印机 模块中的每一个可以包括根据该第三方面的打印机组件。
[0083] 升高和降低打印杆由于打印杆绕升降轴线的固有力矩而引入了显著的旋转力。相 比之下，US 8,353,566描述了一种齿条与小齿轮升降机构，其中一对托架被可滑动地安装 在互补的一对引导柱上。每个托架具有连接至打印杆上的齿条，从而使得该打印杆能够经 由具有一对与这些齿条相接合的小齿轮的一个轴的旋转而被升高和降低。在US 8，353，566 中描述的升降机构的缺点是，这些长形的引导柱必然缺少真正的平行度，这对于打印头定 位以及升降机构的操作是成问题的。US 8，353，566尝试通过在托架安装件中允许一定程度 的游隙并在降低的位置中仅依赖基准物来校正升高/降低过程中的错配9y来解决这个问 题。然而，这种现有技术安排不可避免地导致了该升降机构的过度磨损并且此外并不确保 打印头准确定位在打印位置中。根据该第三方面的打印机组件确保打印头的顺畅升高和降 低并且具有最小的磨损、且打印头准确布置在打印位置中。
[0084] 优选地，该卡匣包括可旋转地安装到第二侧壁的内表面上的第二轴承，其中该第 二轴承支承在该打印杆卡匣的第二支承表面上，所述第二支承表面沿着z轴线延伸。因此第 一和第二轴承合作来约束该打印杆卡匣在0z以及0y方面的旋转移动。
[0085] 优选地，该第二支承表面是由第二齿条的无齿表面限定的。典型地，该无齿表面与 该第二齿条的有齿表面相反，该有齿表面是与该第二小齿轮相互啮合的。
[0086] 优选地，该轴和这些小齿轮与这些平行齿条合作来约束打印杆绕x轴线的旋转移 动。因此，该打印杆卡匣优选地在升高和降低过程中在9x、9y和9z方面受到约束。
[0087] 优选地，该底盘包括第一和第二相对的侧面板，这组第一轴承可旋转地安装至固 定到该底盘的第一侧面板上的托架上。
[0088] 优选地，该壳体包括相对于这些参照槽缝横向地延伸的轨道，其中该打印机组件 进一步包括：
[0089]安装在该轨道上的维护滑橇；
[0090] 用于将该维护滑橇沿着该轨道运输的运输机构；以及
[0091] 用于协调该升降机构与该运输机构的控制器，该控制器被配置成用于提供：
[0092] 打印位置，其中该维护滑橇被侧向移位不与该打印头对齐;以及
[0093] 维护位置，其中该维护滑橇的至少一部分是与该打印头对齐的，
[0094]其中该打印头在该维护位置中相对于打印位置是升高的。
[0095] 优选地，该运输机构包括绕多个皮带轮张紧的循环驱动皮带，该维护滑橇被附接 至该驱动皮带上以便随之移动。
[0096] 优选地，该托架被配置成用于在打印位置中避免与该驱动皮带的接触。优选地，该 托架是L形的或U形的。
[0097] 优选地，该壳体的每个侧壁包括一对第一止挡件，每个第一止挡件限定了第一基 准表面，每个第一止挡件是朝向在每个侧壁中限定的相应参照槽缝的下端定位的，每个参 照槽缝是与该引导槽缝侧向间隔开的并且与之平行;并且
[0098] 该打印杆卡匣包括一对凸耳，每个凸耳从该底盘的相对两侧向外延伸，每个凸耳 被接收在该壳体的相应参照槽缝中，并且每个凸耳是在其相应参照槽缝中可滑动地移动 的，
[0099] 其中这些第一基准表面限定了该打印杆卡匣的打印位置，当每个凸耳与其相应第 一基准表面处于抵接接合时该打印杆卡匣处于打印位置中。
[0100] 优选地，该打印杆卡匣包括具有多个相对的侧面板的底盘，该打印头是安装在这 些侧面板之间，并且其中每个凸耳从相应侧面板向外延伸。
[0101] 优选地，每个第一止挡件是安装到该壳体的相应侧壁的外表面上。
[0102] 优选地，每个第一止挡件是相对于其相应侧壁可调节地安装的以便提供多个不同 的打印位置。
[0103] 优选地，该维护滑橇包括以下各项中的至少一项：用于对该打印头进行加盖的加 盖器模块;以及用于擦拭该打印头的擦拭器模块。
[0104] 优选地，该加盖器模块包括布置在一个周边加盖器的两端处的一对第二止挡件， 每个第二止挡件限定了第二基准表面。
[0105] 优选地，在打印头的每个纵向末端处限定了着陆区，用于在加盖位置中与这些第 二基准表面进行抵接接合。
[01 06]优选地，该擦拭器模块被弹性地安装在维护滑橇上。
[0107]优选地，擦拭器模块包括可旋转地安装的擦拭辊，该擦拭辊是与打印头同延的。 [0108]将了解的是，在此描述的优选实施例以及其他实施例可以应用于该第一、第二和 第三方面中的任一者或多者。
[0109]附图简要说明
[0110] 现在将参照附图仅以举例方式来描述本发明的实施例，在附图中：
[0111] 图1是根据本发明的打印机模块的透视图；
[0112] 图2是该打印机模块的透视图，其中安装梁被移除；
[0113]图3是被配置在打印位置中的打印机模块的透视图，其中安装梁被移除；
[0114] 图4是被配置在维护位置中的打印机模块的透视图，其中安装梁被移除；
[0115] 图5是该打印机模块的分解透视图；
[0116] 图6是打印杆卡匣的透视图；
[0117] 图7是该打印杆卡匣的分解透视图；
[0118] 图8是示意性的系统控制框图；
[0119] 图9是处于打印位置中的打印机模块的透视图，其中安装梁、一个壳体侧壁和多个 打印杆底盘侧面板被移除；
[0120]图10是侧视图，示出了在升高的位置中引导槽缝与多个第一轴承的接合；
[0121] 图11是侧视图，示出了在打印位置中引导槽缝与多个第一轴承的接合；
[0122] 图12是该打印机模块的顶视平面图，其中安装梁被移除；
[0123] 图13是处于维护位置中的打印机模块的透视图，其中安装梁、一个壳体侧壁和多 个打印杆底盘侧面板被移除；
[0124] 图14是打印头卡匣和维护滑橇的后视图；
[0125] 图15是该维护滑橇的透视图；
[0126] 图16是该维护滑橇和运输机构的透视图；
[0127] 图17是该维护滑橇和运输机构的透视图，其中驱动皮带被移除;并且
[0128] 图18是根据本发明的模块式打印机的顶视平面图。
[0129] 发明的详细说明 [0130] 打印机模块综述
[0131] 参见图1，示出了处于打印机模块1的形式的打印机组件，该打印机模块具有壳体 10,该壳体具有第一侧壁12和相对的第二侧壁14。第一侧壁12和第二侧壁14经由上部安装 梁15和17以及下部连接梁19和21相连接，从而提供了用于容纳包括打印杆卡匣100和维护 滑橇200的打印引擎的刚性架构(参见图5)。安装梁15和17各自具有用于将打印机模块1安 装到台架或悬臂梁(未示出）上的安装固件18。因此，打印机模块1被配置成悬挂在打印介质 路径上方。打印介质(例如介质卷材)可以使用例如本领域已知的适当的进给辊被进给经过 打印机模块1。壳体10没有底座以便来促进介质卷材进给经过打印机模块1的下部部分。
[0132] 打印杆卡匣100被可滑动地接收在壳体10中，从而使得能够通过使用升降结构来 实现打印杆卡匣相对于壳体10的升高和降低。如图1和图2所示，打印杆卡匣100被升高到过 渡位置;如图3所示，打印杆卡匣100被降低到打印位置;并且如图4所示，打印杆卡匣100被 升高到维护位置。
[0133] 简要参见图6和图7,打印杆卡匣100包括墨料歧管101和打印头卡匣102,例如可更 换的Memjet K打印头卡匣，其安装在底盘104上以便在单程中打印到打印介质上。（关于打 印头卡匣102的详细说明，参见美国专利号8,540,353、8,025,383和7,845,778，其内容通过 援引并入本文）。墨料歧管101被配置成用于经由一对联接器(例如在US 8,540,353中描述 的这些联接器)将墨料供应至打印头卡匣102并从中接收墨料，该专利的内容通过援引并入 本文。墨料歧管101形成了与打印头105处于流体连通的墨料输送系统（未示出）的一部分。 打印头卡匣102包括安装到其下表面上的打印头105(图14)，该打印头需要定期维护。可能 需要维护以便擦除喷嘴上的墨料和杂物、疏通已被墨料堵塞的喷嘴、或者通过对打印头105 加盖来将墨料的蒸发最小化。
[0134] 参见图2至图4,维护滑橇200是通过使用运输机构（下文进行描述)沿着打印机模 块1的标称x轴线可滑动的，该x轴线被定义为平行于介质进给方向的轴线。处于加盖器模块 202和擦拭器模块204的形式的维护模块被安装在维护滑橇200上以便对打印头执行相应的 加盖操作和擦拭操作。
[0135] 为了执行加盖或擦拭操作，打印杆卡匣100被升高到其过渡位置(图1和图2)，维护 滑橇沿着x轴线被移动到位于打印头105下方，并且该打印杆卡匣被降低到加盖器模块202 或擦拭器模块204上（图4)。当然，维护滑橇200相对于打印头105的准确定位将取决于正在 进行的是加盖操作还是擦拭操作。一般而言，打印头105是在闲置期间在加盖后状态下被维 护。
[0136] 为了执行打印，打印杆卡匣100被升高到其过渡位置，并且通过使维护滑橇200沿 着x轴线可滑动地移动，该维护滑橇被侧向地移位到打印头105的一侧（图1和图2)。一旦维 护滑橇200已经从打印头105侧向地移位，打印杆卡匣100就被降低到打印位置（图3)，该打 印位置是打印杆卡匣的最低位置。
[0137] 参见图8,采用一个控制器500来协调介质进给机构501、输送墨料至打印头的墨料 输送系统502、包括打印杆卡匣100、打印头105和升降机构的打印杆系统503、以及包括维护 滑橇200、运输机构和维护模块的维护系统504的不同操作。墨料输送系统502可以是在US 8，485，619中描述的类型，该专利的内容通过援引并入本文。例如，墨料输送系统502可以是 具有墨料容器的循环系统，该循环系统输送墨料至打印头卡匣102的进口端口 105并从该打 印头卡匣的出口端口 107接收墨料。经由该墨料输送系统的栗与阀的安排可以协调不同的 打印、吹扫、压力灌注和解除压力灌注(depriming)操作，如在US 8，485,619中描述的。然 而，当然应理解的是，可以使用其他墨料输送系统，如本领域已知的。控制器500经由与墨料 输送系统502和维护系统504、以及打印杆系统503和介质进给机构501的适当信号通信来协 调所有的维护操作和打印操作。
[0138] 升降机构
[0139] 打印杆卡匣100是通过使用齿条与小齿轮升降机构而相对于壳体10(沿着标称z轴 线)可滑动地可升降的。首先参见图7,该齿条与小齿轮升降机构包括牢固安装到底盘104的 相应第一侧面板114和第二侧面板116上的有齿的第一齿条110和第二齿条112。底盘104进 一步包括将侧面板114和116互连的端面板118和底面板120,从而提供了确保这些侧面板的 平行度并且因此确保安装到这些侧面板上的齿条110和112的平行度的一种刚性架构。如图 3、图5和图9中最佳所示，轴25被可旋转地安装在壳体10的侧壁12与14之间。第一和第二有 齿小齿轮26和28绕轴25牢固地安装在其相反两端处以便随着该轴旋转。第一和第二小齿轮 26和28与相应的第一和第二齿条110和112相互啮合以便提供该齿条与小齿轮升降机构。
[0140] 轴25的旋转是由升降马达30来驱动的，该升降马达与该轴经由蜗杆齿轮安排相接 合。该蜗杆齿轮安排包括连接到该升降马达30上的蜗杆32、以及绕轴25邻近于第二小齿轮 28安装的相互啮合的涡轮34(图9)。因此，使用升降马达30来使轴25在任一方向上旋转以便 经由该齿条与小齿轮升降机构来升高或降低打印杆卡匣100。
[0141] 打印杆卡匣移动的约束
[0142] 如上文描述的，通过致动被操作性连接至该齿条与小齿轮升降机构上的升降马达 30来升高和降低打印杆卡匣100。为了提供顺畅且可靠的升降机构，优选的是约束打印杆卡 匣绕打印机模块1的y轴线的任何旋转移动。如图10所示，由于打印杆卡匣100的重量，打印 杆卡匣100经受绕小齿轮26的如箭头W所示的顺时针旋转偏置力。
[0143] 为了约束任何旋转移动，一对第一轴承150A和150B经由安装托架152被可旋转地 安装到底盘104的第一侧面板114上。这些第一轴承150A和150B被接收在由壳体10的第一侧 壁12所限定的引导槽缝47中以及固定到第一侧壁12的外表面上的引导托架49中。引导槽缝 47沿着打印机模块1的z轴线延伸并且从平行于其延伸的参照槽缝40(下文进行描述)侧向 地移位。
[0144] 引导托架49限定了沿着引导槽缝47的相反纵向侧延伸的一对相对的第一支承表 面50A和50B。这些第一支承表面50A和50B提供了抵抗打印杆卡匣100的固有旋转偏置力的 反作用力。与引导槽缝47对齐的这些第一轴承150A和150B在打印杆卡匣100的升高和降低 过程中在该引导槽缝内沿着z轴线前行并且支承在相应的支承表面50A和50B上。在实践中， 在这些第一轴承与第一支承表面之间的一定裕度的间隙（例如，0.01mm至0.1mm)通过打印 杆卡匣100的旋转偏置力允许上部第一轴承150A支承在右侧第一支承表面50A上并且下部 第一轴承150B支承在左侧第一支承表面50B上(如图10中所示）。
[0145] 图11是当打印杆卡匣100处于其最低打印位置中时这些第一轴承150和该引导槽 缝47的侧视图。在打印杆卡匣100被这些第一止挡件36支撑在这个最低位置中的情况下，打 印杆卡匣的旋转偏置力被反向。
[0146] 参见图12和图13,第二轴承60经由安装块62被可旋转地安装至壳体10的第二侧壁 14的内表面上。该第二轴承60被定位成支承在第二齿条112的无齿表面上。该无齿表面与第 二齿条112的有齿表面相反、并且限定了在打印杆卡匣100的升高和降低过程中供第二轴承 60支承的第二支承表面155。图13中移除了第二侧壁14和第二侧面板116,以便更清楚地示 出第二轴承60与第二支承表面155的接合。
[0147] 这些第一轴承150和这个第二轴承60与其相应的第一支承表面50和第二支承表面 155合作来约束在升高和降低过程中打印杆卡匣100绕y轴线和z轴线(0y和0z)的旋转移动。 这种对旋转移动的约束将在打印杆卡匣1〇〇反复升高和降低后使该齿条与小齿轮机构的任 何过度磨损最小化。
[0148] 基准物安排
[0149] 参见图1至图4,打印杆卡匣100的打印位置是由安装到第一侧壁12和第二侧壁14 的外表面上的一对第一止挡件36限定的。这些第一止挡件36各自是朝向在壳体10的相应侧 壁12和14中限定的相应参照槽缝40的下端定位的。底盘104具有从相应侧面板114和116向 外延伸的一对凸耳130,并且这些凸耳被接收在壳体10的相应参照槽缝40中。这些凸耳130 是在其相应参照槽缝40内沿着z轴线可滑动地可移动的。这些第一止挡件36限定了用于在 打印位置中与相应凸耳130进行抵接接合的第一基准表面37(图3)。当这些凸耳130中的每 一个都已经降低到与其相应抵接表面37处于抵接接合时，打印杆卡匣100处于其打印位置。
[0150] 在升高和降低过程中，打印杆卡匣100可以在z轴线中成弓形，从而致使这些凸耳 之一在另一个凸耳之前与其相应抵接表面进行接合。为了容纳打印杆卡匣1〇〇的潜在弓形， 控制器500在该升降马达经受阻力的显著升高（对应于这些凸耳之一与其相应抵接表面相 接合)时从升降马达30接收反馈，该控制器指示该马达持续预定的时期以便确保其他凸耳 也与其相应抵接表面相接合。以此方式，用每个降低操作确保了打印杆卡匣100位于其打印 位置中。
[0151] 这些第一止挡件36各自被可滑动地安装至相应侧壁12和14上以便提供可调节的 打印位置。相应地，在安装了打印机模块1之后，用户能够调节打印头的打印位置以便优化 打印品质，例如当在不同的介质厚度上打印时。这些止挡件36各自在止挡件的滑动调节之 后经由相应一对锁定螺钉45被固定在位。
[0152] 打印杆卡匣100的打印位置对于控制所喷洒墨滴的抛射距离(在本领域中另外称 为"笔到纸的间距"（PPS))是关键的，并且如上文描述的，这些第一基准表面37提供了对这 个距离以及附接到底盘104上的这些凸耳130的准确控制。
[0153] 由于加盖器模块202典型地包括内部芯吸元件（未示出），该内部芯吸元件应当在 加盖过程中定位在打印头105的近处但不与之接触（参见US 2011/0279524，其内容通过援 引并入本文），因此重要的是在打印杆卡匣100位于加盖位置中时控制打印头-加盖器距离。
[0154] 参见图14,加盖器模块202包括周边加盖器210,该周边加盖器延伸了打印头105的 长度、具有弹性可变形的侧壁，这些侧壁限定了内部空腔。加盖器模块202进一步包括定位 在周边加盖器210的两端的一对第二止挡件212。这些第二止挡件212限定了用于与在打印 头105的每端处由打印头卡匣102限定的相应着陆区215进行抵接接合的相应第二基准表面 214。当打印杆卡匣100被降低到加盖位置中时（图4)，这些着陆区215与这些第二基准表面 214抵接从而限定该加盖位置。
[0155] 因此，通过这些凸耳130与这些第一基准表面37的抵接接合来控制打印杆卡匣100 的打印位置;并且通过这些着陆区215与这些第二基准表面214的抵接接合来控制打印杆卡 匣100的加盖位置。
[0156] 维护滑橇和运输机构
[0157] 如上文结合图1至图4所描述的，维护滑橇200是在平行于介质进给方向的方向上 朝向和背离打印头105可滑动的。参见图15,维护滑橇包括滑橇框架201，加盖器模块202和 擦拭器模块204(在此统称为"维护模块"）安装在该滑橇框架上。
[0158] 如上文描述的，加盖器模块202是牢固地安装到滑橇框架201上，而擦拭器模块204 是经由多个盘簧217弹性地安装至该滑橇框架上的，这些盘簧在擦拭操作过程中使该擦拭 器模块朝向打印头105偏置。擦拭器模块204包括具有微纤维表面的擦拭辊218，该擦拭辊被 配置成用于在与该打印头相接触地旋转或平移时擦掉打印头105上的墨料和杂物。一个金 属传送辊(在图15中未示出）与该微纤维擦拭辊218处于永久接触，以便从该擦拭辊接收携 带了夹带杂物的墨料。关于擦拭器模块的更详细说明，参见US 2012/0092419,其内容通过 援引并入本文。
[0159] 在擦拭期间擦拭辊218与打印头105之间的距离不如加盖距离那样关键。相应地， 经由这些弹簧217使擦拭器模块204偏置就足以提供适当的擦拭力，而在擦拭操作期间无需 对打印头位置进行准确控制。
[0160]维护滑橇200可滑动地安装在壳体10的侧壁12与14之间以能够沿着打印机模块1 的x轴线进行滑动移动。简要参见图5,滑橇引导件65被牢固安装至第二侧壁14的内表面上 并且沿着x轴线延伸。滑橇引导件65接收了可旋转地安装至滑橇框架291的第二侧上的一组 滑橇轴承222。
[0161] 转向图16和图17，导轨67被牢固安装至第一侧壁12的内表面上并且沿着x轴线延 伸。滑橇载具69被可滑动地安装在导轨67上以便沿着其移动。滑橇载具69连接至被固定到 滑橇框架201上的滑橇托座224上。因此，维护滑橇200是沿着由滑橇引导件65和导轨67限定 的轨道可滑动的。
[0162] 滑橇载具69沿着导轨67的移动是由运输机构驱动的，该运输机构包括操作性连接 至驱动皮带轮72上的运输马达70、以及在该驱动皮带轮72与空转皮带轮74A、74B和74C之间 张紧的循环驱动皮带73。第一空转皮带轮74A在导轨67的一端处安装到第一侧壁12上，而第 二空转皮带轮74B和第三空转皮带轮74C在导轨67的另一端处安装到第一侧壁12上。这些空 转皮带轮74A、74B和74C用于使驱动皮带73在导轨67的两端之间并且绕驱动皮带轮72进行 转向。
[0163] 如图16所示，驱动皮带73具有与滑橇托座224相接合的有齿的内表面。因此，由运 输马达70驱动的驱动皮带73的移动致使该维护滑橇200沿着打印机模块1的x轴线、朝向或 背离打印杆卡匣1〇〇移动。
[0164] 包括打印机模块阵列的模块式打印机
[0165] 参见图18,并且在详细描述了打印机模块1之后，在平面图中示出了包括安排成错 开重叠的阵列的三个打印机模块A、B和C的一种模块式打印机600。这些打印机模块A、B和C 安装至在介质卷材602上方延伸的台架(未示出）上，使得每个打印机模块悬挂在卷材上方。 介质进给方向用箭头M指示。通过这种错开重叠的安排，能够在相对宽的介质宽度上进行打 印；原则上，模块式打印机600可以包括任一数量的打印机模块，例如从2至10个模块。
[0166] 每个打印机模块在介质进给方向M上与至少一个相邻打印机模块重叠。通过对每 个打印机模块中的喷嘴点火进行适当的正时和控制，可以使用这些重叠的模块中的每一个 在卷材602上无缝地打印出图像。错开重叠的打印头的一种类似的但具有不同维护安排的 安排在US 8，485，656中进行了描述，该专利的内容通过援引并入本文。
[0167] 在图18所示的模块式安排中，相对于介质进给方向，这些打印机模块A、B和C被定 向成使得，这些打印头卡匣102是彼此相对地靠近的并且这些维护滑橇200是彼此相对地远 离的。换言之，中间的打印机模块B与这两个外部打印机模块A和C相比其取向反向。这种安 排将这些打印头105定位得相对靠近并且因此将打印区的宽度最小化。（如在此使用的，打 印区的宽度是平行于介质进给方向限定的，而打印区的长度是垂直于介质进给方向限定 的）。因此，为了同时对所有打印机模块进行维护，打印机模块B的维护滑橇200在与打印机 模块A和C的维护滑橇200相反的方向上移动。换言之，所有维护滑橇200朝向打印区移动以 便对其相应打印头105进行维护操作。打印机模块的这种安排通过将打印区的宽度最小化 能够实现高的打印品质、并且此外能够在无需断开介质卷材602的情况下进行打印头维护。
[0168] 仍参见图18,应注意的是，打印机模块B是与打印机模块A和C相似的但不是完全相 同的。打印机模块A和C是与上文描述的打印机模块1相同的、并且具有在打印位置中相对接 近维护滑橇200的墨料歧管101，如图所示。然而，打印机模块B与打印机模块A和C略有不同， 因为打印机模块B的墨料歧管101在打印位置中相对地远离维护滑橇200,如图所示。这种略 微的区别使得所有打印头卡匣102、并且由此使得所有打印头105都能相对于介质进给方向 M相同地定向。相应地，所有打印头105(具有预定顺序的颜色通道)在相同方向的意义上并 且以相同的颜色通道点火顺序来进行打印。因此，在多色打印期间由于过度打印或打印不 足而导致的任何打印瑕疵被最小化。
[0169] 当然，应了解的是，仅以举例方式描述了本发明，并且在所附权利要求书中限定的 本发明的范围内可以做出细节的修改。
【主权项】
1. 一种模块式打印机，包括： (a) 限定了介质进给方向的介质进给路径； (b) 悬挂在该介质进给路径上方的第一打印机模块，该第一打印机模块包括： 相对于该介质进给方向横向延伸的第一打印头； 相对于该介质进给方向被定位在该第一打印头的第一侧的第一维护滑橇，该第一维护 滑橇是平行于该介质进给方向并且朝向该第一打印头可滑动的； (c) 悬挂在该介质进给路径上方并且沿着该介质进给方向与该第一打印机模块至少部 分地重叠的第二打印机模块，该第二打印机模块包括： 相对于该介质进给方向横向延伸的第二打印头，该第二打印头沿着该介质进给方向与 该第一打印头至少部分地重叠；以及 相对于该介质进给方向被定位在该第二打印头的相反第二侧的第二维护滑橇，该第二 维护滑橇是平行于该介质进给方向并且朝向该第二打印头可滑动的， 其中该第一打印头和第二打印头相对于该介质进给方向是彼此相对地接近的，并且该 第一维护组件和第二维护组件相对于该介质进给方向是彼此相对地远离的。2. 如权利要求1所述的模块式打印机，包括跨该介质路径以错开重叠方式定位的交替 的第一打印机模块和第二打印机模块。3. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中该第一维护组件和第二维护组件被配置成 沿相反方向朝相应的第一打印头和第二打印头移动。4. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中该第一打印头和第二打印头各自安装在相 应的打印头卡匣中。5. 如权利要求4所述的模块式打印机，其中这些打印头卡匣是相同的并且是在该第一 打印机模块和第二打印机模块各自中可更换的。6. 如权利要求4所述的模块式打印机，其中这些打印头卡匣全都相对于该介质进给方 向相同地定向。7. 如权利要求4所述的模块式打印机，其中该第一打印机模块和第二打印机模块包括 用于使相应打印头卡匣相对于该介质进给路径进行升降的相应机构。8. 如权利要求7所述的模块式打印机，其中该第一打印机模块和第二打印机模块各自 包括相应壳体和相应打印杆卡匣，该打印杆卡匣被可滑动地接收在该壳体内并且是相对于 该壳体可升降的。9. 如权利要求8所述的模块式打印机，其中每个打印杆卡匣携带相应的打印头卡匣。10. 如权利要求9所述的模块式打印机，其中每个打印杆卡匣携带相应墨料歧管，该墨 料歧管具有至少一个用于与相应打印头卡匣匹配并向其供应墨料的联接器。11. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中在该介质进给方向上该第一打印头与第二 打印头之间的距离是从1 〇mm到100mm。12. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中该打印机的打印区具有在10mm至100mm范 围内的宽度，该打印区的宽度是在平行于该介质进给方向的方向上限定的。13. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中该打印区具有大于216mm的长度，该打印区 的长度是在横向于该介质进给方向的方向上限定的。14. 如权利要求1所述的模块式打印机，其中该第一打印机模块和第二打印机模块被牢
【文档编号】B41J25/34GK106029385SQ201480059631
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年9月15日
【发明人】亚历杭德罗·坎皮洛, 拉詹·拉马斯瓦米, 提恩·特朗
【申请人】马姆杰特科技有限公司