用于移动托架式平面扫描器的注射模制的塑料定位系统的制作方法

专利名称：用于移动托架式平面扫描器的注射模制的塑料定位系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一注射模制的塑料移动系统，尤其涉及一用于平面扫描器托架的注射模制的塑料移动系统。
已有技术中的光学扫描器能够阅读印制在纸上的文本和图表，并将这些信息转换成计算机可以鉴别的形式。通常，扫描器对图像进行数字化，即根据方框是否被填充而将图像分割成方框栅格、并用0或1表示每个方框(对于彩色和灰度级使用相同的规则，但每个方框用多至24位表示)。所得到的称为位映像的位矩阵可储存在文件中、显示在屏幕上、由程序进行操作、或用于其它目的。
有些扫描器是小型手持装置，用户可用它进行跨纸移动扫描。由于这种手持扫描器每次只能扫描2～5英寸，所以常被称为“半页扫描器”。因此，这种手持扫描器适用于小图像和照片，但难以胜任对整页文本或图表进行扫描。还有一种被称为“平台式扫描器”的大型扫描器，它们通常与复印机相似。平台式扫描器一般包括一台板(或“稿台”)，用户可在其上放置需扫描的书、杂志和其它文件；扫描头装置或“托架”，它通常沿文件移动而对文件进行扫描。例如，一典型的平台式扫描器包括一玻璃(或其它透明)板，其上放置要扫描的文件。平台式扫描器还包括一位于玻璃板下面的托架，该托架在玻璃板下面移动而扫描玻璃板上的文件。
在已有技术中，在扫描时，金属杆用于传送扫描器的托架。即，在扫描器中设置一加工的金属杆件或一冲压的金属板件，扫描时托架在金属杆件或金属板件上滑动。更具体地，已有技术的平台式扫描器包括一个放置被扫描文件的玻璃板，一个位于玻璃板下面2mm或3mm的托架。另外，已有技术的平台式扫描器包括两个金属杆，两金属杆分别位于扫描器两侧，托架由金属杆悬挂或安放在金属杆上。已有技术的平台式扫描器在操作时，一诸如皮带的驱动系统使托架沿金属杆移动以扫描玻璃板上的文件。在已有技术中使用了塑料轴承，以便在平台式扫描器的操作过程中使托架易于沿金属杆移动。
已有的平台式扫描器的金属杆存在一些问题。首先，金属杆是平台式扫描器中较贵的部件。通常，绝大多数平台式扫描器是由非金属材料、例如塑料制作的。另外，金属杆增加了构造或制作平台式扫描器的复杂性。即，当使用一装配线制造平台式扫描器时，通常需要专门的装配站在扫描器中安装金属杆。于是，金属杆成为必须装配在扫描器中的独立的构件。由于金属杆是需要进行额外安装的独立构件，这种构件的成本以及安装所需的劳动力会提高制造平台式扫描器的总成本。此外，与金属杆一起使用的塑料轴承会快速地磨损，从而改变扫描器的尺寸精度。
在许多非平台式扫描器的装置中存在相似的问题，这些装置使用金属杆或其它金属部件以使装置中的部件从一个地点或位置平移到另一个地点或位置。例如，许多复印机具有与上述平台式扫描器的托架相似的机构。即，复印机一般包括一放置被复印文件的玻璃稿台和在玻璃稿台下面移动以便复印该文件的机构。同样地，很多打印机包括一个打印头，当打印文件时，打印头沿金属杆从一侧移动到另一侧。因此，在很多装置中均存在上述问题，这些装置包括金属杆或其它金属部件、并且这些部件用于将装置的一部件从一个地点或位置平移或传送到另一个地点或位置。
塑料是一种可选择的用于替代已有传送系统中金属的材料。但是，由于塑料易于弯曲，所以它不适宜作已有金属传送系统的替代材料。由于塑料很容易产生明显的弯曲，因此它不能在已有传送系统中使用。即，当用于传送系统的塑料弯曲时，该塑料就不能再根据需要传送部件。所以，在已有技术中还没有成功地开发出可在诸如平台式扫描器中使用、且能以较平稳和准确的方式将部件从一个位置移动到另一个位置的塑料移动系统。因此，在已有技术中一直使用金属移动系统。
鉴于上述问题，需要一种方法、设备和系统以便将诸如平台式扫描器中的托架等装置部件从一个位置或地点移动到另一个位置或地点。很多装置具有需从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的部件，例如一平台式扫描器中的托架，打印机中的一照相复制机构，和一打印机中的打印头。需要一种方法、设备和系统以便将这些部件从一个位置或地点平移或传送到另一个位置或地点。
还需要一种将一部件或机构从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的方法、设备和系统，其中所述的方法、设备和系统成本较低。再需要一种将一部件或机构从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的方法、设备和系统，其中所述的方法、设备和系统在传送这一部件时因磨擦导致的磨损或损坏极小。又需要一种将一部件或机构从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的方法、设备和系统，其中所述的方法、设备和系统较易于装配这种移动装置。再需要一种将一装置的部件或机构从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的方法、设备和系统，其中利用塑料以所需方式完成移动。
采用注射模制的塑料定位系统将一部件(或托架)从一个地点或位置移动到另一个地点或位置的方法、设备和系统能够实现上述和其它目的、特点和技术优点。在优选实施例中，在平台式扫描器(或其它装置)内设置一导轨平台(或“基底”)，其中，这种平台利用一气体注射工艺用塑料模制成一所需形状的塑料平台，以允许该扫描头托架(或其它部件)沿这个平台移动。
这里所用的术语“托架”表示将一装置的部件从一个地点或位置移动到另一个地点或位置的一传送机构。所说的术语“托架”包括从一个地点或位置移动到另一个地点或位置的一装置部件。例如，假定一打印机包括一用于移动打印头的运载机构(吊蓝或支架)。用户更换打印头时可从运载机构拆下打印头、并将新打印头插入其位置。在打印机操作期间，运载机构携带打印头从一个位置移动到另一个位置。术语“托架”应包括这种沿所需传送路线运送一部件的运载机构。作为另一个实例，假定一打印机包括一打印头，其中，打印头不需要运载机构即可在打印机内移动。例如，这种打印头可具有一个内置机构以使打印头沿打印机中的规定路线移动。术语“托架”应包括这种类似打印头的、不需要移动运载机构的一部件。
可以理解，本发明一个方面的技术优点是本发明提供了一种利用气体注射模制的塑料定位系统(或移动系统)来传送一部件或装置、进而完成这种传送的方法、设备和系统。本发明另一个方面的技术优点是减少了装配诸如平台式扫描器等移动系统所需的工作量和时间。即，由于移动系统可以模制成所需装配时间极少或不需装配的装置部件，所以装配诸如平台式扫描器等移动系统的装置所需的时间和工作量极少。本发明又一个方面的技术优点是移动系统的磨损小于已有技术金属移动机构(例如，金属杆)的磨损。于是优选实施例可以提高移动系统的使用寿命。本发明又一个方面的技术优点是所提供的移动方法、系统和设备的成本较低。
以上概括地叙述了本发明的特征和技术优点，以便更好地理解下面对本发明的具体说明。构成本发明权利要求技术主题的本发明的附加特征和优点将在下文说明。本领域的技术人员可以理解，所公开的构思和具体实施例可以被用来为实现本发明相同目的而进行改进或设计其它结构的基础。在不脱离权利要求书所述的本发明构思和范围的前提下，本领域技术人员可以实现这种等效结构。
为了更完整地理解本发明及其优点，下面结合


本发明。附图中图1是一注射模制的塑料移动系统之优选实施例的前视图；图2是用于一包含塑料移动系统的平台式扫描器之优选实施例的顶视图；图3是一用于平台式扫描器之注射模制的塑料移动系统的优选实施例的前视图。
本发明包括用于将一部件从一个位置或地点移动或传送到另一个位置或地点的新方法、设备和系统。以下所述内容便于本领域的技术人员制造和使用本发明。具体应用仅提供一个实例。本领域的技术人员对优选实施例进行各种改进是很容易的，在不脱离本发明构思和范围的前提下，这里所限定的一般原理可用于其它实施例和应用。因而，本发明不局限于所示出的实施例，故本发明也应具有与这里所公开的原理和特征相一致的最宽的范围。
在优选实施例中，在一平台式扫描器中使用的注射模制的塑料移动系统在扫描处理期间将扫描器的扫描头托架从一个位置或地点移动到另一个位置或地点。在这个优选实施例中，注射模制的塑料移动系统之工作是沿扫描头托架的传送路线定位或导引扫描头托架以便扫描文件。另外，在优选实施例中，注射模制的塑料移动系统工作时沿着与一装置、例如机器人臂相对置的不间断的直线路径(或“路线”或“行程”)引导打印头、并抬起托架将它移动到另一个位置。
在已有技术中，模制的塑料部件一般在它们出模后具有一些明显的弯曲。当塑料部件超时“去应力”后，塑料部件通常会进一步弯曲。例如，塑料通常被加热并模制成一所需形状。而后，塑料冷却并硬化。一般来说，塑料外层比内层冷却得更快。所以，塑料外层一般比内层先硬化。当塑料内层硬化时，它们在已经硬化的外层上产生“牵拉”应力。这种应力存在于模制塑料内并使塑料趋于弯曲。在塑料“去应力”后，塑料变弯曲。例如，如果过后加热该塑料，则其外层会变软、并屈服于内层产生的应力，从而产生弯曲。
这种弯曲在使用塑料部件的移动系统中产生明显的问题，因为这种弯曲常使该移动系统不能按需要移动部件。例如，假定在平台式扫描器中设置一使用已有技术模制的塑料移动系统(即，塑料中存在应力)。当移动系统被加热时，例如在运送到一特定地点或在使用过程中，塑料部件变弯曲。这种弯曲的结果导致扫描头托架不能以所需方式沿其路线移动，从而常常降低扫描质量。就是说，由于塑料移动系统变弯曲，使得扫描头托架不能根据需要以准确方式沿其路线移动来扫描文件。
近来的技术发展可使模制塑料内的应力减小，从而减小了塑料的弯曲。其中一种技术是注射模制。在一优选实施例中，一气体注射模制工艺被用于模制塑料移动系统，使得塑料移动系统基本没有应力，因而没有弯曲。在气体注射模制中，当进行模制加工时，塑料部件被充入诸如氮气的气体，模制加工后，气体一般被排出。该气体保持在塑料注模上为外面压力，这有助于在塑料冷却时保持模制的形状。即，当冷却时塑料经常从注模中拉出，但喷注的气体有助于塑料冷却时保持其模制的形状。另外，该喷注的气体可使塑料内层快速冷却，从而使内层基本以与外层相同的速度冷却。由于在塑料冷却时气体保持外面压力、并使内层更快地冷却，所以导致这样模制的塑料具有很小的应力或没有应力。于是，利用气体注射工艺可从塑料移动系统中消除模制应力，从而使塑料移动系统保持其所需形状。因此，一气体喷注模制的塑料移动系统可用于平台式扫描器或其它需要移动系统的装置中，例如打印机或复印机中并能在所需方式的移动中具有极高的精度。
人们预料，塑料移动系统将以更快的速度比已有的金属移动系统产生更大的磨损或损坏。但是，一优选实施例实际上产生极小的磨损。例如，在已有平台式扫描器所用的带有金属杆的塑料轴承中，在约100，000～200，000次扫描(或扫描头托架沿金属移动系统的移动)后可看到明显的磨损。对一平台式扫描器的塑料移动系统之优选实施例的初步研究已经表明，它在约1百万次扫描之后才产生极小的磨损或没有磨损。所以由于磨损减小，优选实施例的塑料移动系统比已有金属移动系统更耐用、并具有更长的使用寿命。另外，由于磨损减小，扫描器的移动系统与已有技术的扫描器相比可在更长的时间期限内保持尺寸精度。
图1示出了为平台式扫描器提供的一气体注射模制的塑料移动系统优选实施例的前视图。如图所示，一扫描头托架102沿塑料移动系统104移动。在一优选实施例中，移动系统104是平台式扫描器基底的一部分，或者移动系统104是设置在扫描器内的一个平台。在两种情况中，一移动系统104的优选实施例可模制成扫描器的一部分，于是减少了所需的零件总数、并降低了扫描器成本。例如，移动系统104可模制成从扫描器框架的一端连接到另一端。
在一优选实施例中，设置轴承106和／或108，以便有助于扫描头托架102沿移动系统104的导轨202移动。轴承106和／或108与扫描头托架102底部相连接，轴承106和／或108使塑料移动系统104中的磨损极小。在一优选实施例中，移动系统104在轴承106和／或108中产生的磨损也很小。在另一优选实施例中，轴承106有助于托架102在向下的力(重力)情况下沿导轨202移动，该向下的力可以施加到托架102上。另外，在一优选实施例中，在扫描器工作期间，这种移动托架102所需的施加力会使托架102变扭曲。所以可在一优选实施例中设置轴承108，以便响应这种施加到托架102的力有助于沿导轨202移动托架102。
在一优选实施例中，轴承106和／或108使用润滑塑料合金。即，轴承106和／或108由诸如Lubralloy提供的润滑塑料材料制成。大多数润滑塑料合金由诸如尼龙、聚碳酸酯、ABS、附加物、与诸如PTFE(应注意，“特氟隆”是PTFE的商标)润滑剂构成的结构成份组成。任何这类润滑塑料合金均可用于优选实施例。例如，与聚碳酸酯导轨、聚碳酸酯／ABS导轨、高冲击聚碳酸酯导轨配合的聚碳酸酯和尼龙基特氟隆轴承可用于绝大多数优选实施例。
这种轴承106和／或108已用于已有技术的金属移动系统。如上所述，与本文公开的塑料移动系统的优选实施例相比，在已有的金属移动系统中这种轴承以很快的速度磨损。在已有的金属移动系统中轴承快速磨损可以部分地解释为是由于给这种金属移动系统施加了防锈涂层。这种涂层给金属移动系统增加了类似砂纸或锉刀的网纹结构。于是，每次移动时金属网纹结构就引起摩擦从而导致与这种金属移动系统配合使用的轴承磨损。
不过，在本发明优选实施例中，塑料移动系统用塑料可被模制出非常平滑的工件成品表面。即，形成塑料系统的模子非常平滑，从而所制成的塑料移动系统也非常平滑。这种优选实施例之平滑的塑料移动系统对轴承106和／或108磨损极小，所以延长了这种轴承的寿命和扫描器精确扫描的寿命。在绝大多数优选实施例中，移动系统被模制成使托架与导轨良好地配合以便平滑地移动、而不需要轴承106和／或108。在一优选实施例中，模具可制出一平滑的塑料移动系统而不需要给得到的模制塑料移动系统施加涂层或进行额外的精加工。尽管在其它实施例中，在模制后可以给模制的塑料移动系统施加附加的润滑涂层、和／或在模制的塑料移动系统上进行额外的精加工。由于优选实施例的塑料移动系统非常平滑，所以其上的磨损被减小。另外，扫描头托架102可以沿移动系统平滑地运动、而不产生导致扫描图像质量下降的过度振动。对于平台式扫描器以及其它装置很重要的是托架应基本平滑地移动。如果扫描器的扫描头不能基本上平滑地移动，则导致图像质量和清晰度变差。
在优选实施例中，塑料移动系统104可与托架102相适应配合。“适配”的意思是“能够协调地共存”或“不需改造即可与其它装置或系统一起工作”。MERRIAM-WEBSTER＇S大学生字典(Deluxe ed．1998)。如图1所示，托架102与移动系统104相适应配合。例如，托架102以其可沿导轨202移动的方式与移动系统104的导轨202配合。此外，在优选实施例中，导轨202在托架102移动期间根据需要使托架102定位(或“对准”)。
图2表示一含有塑料移动系统的平台式扫描器的优选实施例之顶视图。如图所示，扫描头托架102可沿塑料移动系统104的轨道(或“导轨”)202运动，以对位于扫描头托架102正上方的透明稿台(未示出)上的文件进行扫描。在扫描过程中，塑料导轨202有助于对扫描头托架102随着其移动进行定位。
图3表示一含有塑料移动系统的平台式扫描器之优选实施例的前视图。在图3中，透明稿台302位于扫描头托架102上方。在优选实施例中，用户可将需扫描的文件放置在稿台302上。之后，扫描头托架102沿塑料移动系统104的导轨202移动而扫描稿台302上的文件。在优选实施例中，设置在透明稿台302与扫描头托架102之间的空间很小。例如，透明稿台302约处在扫描头托架102上方的距离为1～2mm。由于塑料移动系统稳固且不会弯曲，所以扫描头托架102能够极靠近透明稿台302定位、而不存在因塑料移动系统弯曲导致扫描头托架102碰撞透明稿台302所带来的危险。
可以理解，本发明的优选实施例可用于需要移动系统的多种装置，这些装置均处在本发明的范围之内。本发明不局限于本文公开的装置(例如，平台式扫描器、打印机、复印机)，而可用于许多使用移动系统的其它装置。本发明的优选实施例最适宜用于平台式扫描器。此外，该优选实施例可用于另一个用于产生图像的装置或系统中。这里所说的“产生”包括制作一个原始图像(如用“打印机”)和／或复印一个图像(如用“复印机”)。这里所说的“图像”包括文本和绘画图像。另外，该优选实施例可用于与产生图像无关的其它装置或系统。例如，一个要求台架能够沿规定的导轨基本平滑地从一个位置或地点移动到另一个位置或地点的系统可以使用本文公开的注射模制的塑料移动系统的优选实施例。
虽然上文已经具体说明了本发明及其优点，但是可以理解，在不脱离权利要求书所限定构思和范围的前提下、能够对本发明作出各种改变、替换和变型。本发明不局限于本文所述的处理、加工、制造、成份组成、装置、方法和步骤的特定实施例。本领域的普通技术人员易于理解本发明公开的处理、加工、制造、成份组成、装置、方法或步骤，并能在现在或今后开发出与本发明所公开的可用实施例具有基本相同功能或实现基本相同效果的技术方案。因此，所附的权利要求书可以包含他们的处理、加工、制造、成份组成、装置、方法或步骤的技术方案。
权利要求
1．一种利用一塑料移动系统104将一装置的托架102从第一位置移动到第二位置的方法，所述方法步骤包括提供一模制的塑料导轨202，它与所述托架相适应配合，其中所述模制的塑料导轨由注射模制法制成；沿着所述模制的塑料导轨将所述装置的托架从所述第一位置移动到所述第二位置。
2．如权利要求1的方法、权利要求6的塑料移动系统、或权利要求8的系统，其特征在于，所述的注射模制是气体注射模制。
3．如权利要求1的方法、权利要求6的塑料移动系统、或权利要求8的系统，其特征在于，所述的托架是一平台式扫描器的扫描头托架。
4．如权利要求1的方法，其特征在于，至少使用一个轴承106、108，以便有助于沿所述模制的塑料导轨移动所述的托架102。
5．如权利要求4的方法、权利要求7的塑料移动系统、或权利要求9的系统，其特征在于，至少一个塑料轴承是一润滑塑料合金材料件。
6．一个用于将一装置的托架从第一位置移动到第二位置的塑料移动系统，所述的塑料移动系统包括一利用注射模制法模制的塑料导轨，其中，所述塑料导轨与所述托架相适应配合、以便将所述托架从所述第一位置移动到所述第二位置。
7．如权利要求6的塑料移动系统，其特征在于，还包括至少一个轴承106、108，以便有助于沿着所述塑料导轨移动所述托架102。
8．一个成像系统，所述系统包括一可移动的托架102，在成像期间，所述托架102被从第一位置移动到第二位置；一个塑料移动系统104，所述塑料移动系统与所述可移动托架相适应配合、以便将所述可移动托架从所述第一位置移动到所述第二位置，其中，所述塑料移动系统利用注射模制法制成。
9．如权利要求8的系统，其特征在于，还包括至少一个轴承106、108，以便有助于沿所述塑料移动系统202移动所述托架102。
10．如权利要求8的系统、权利要求1的方法、或权利要求6的系统，其中，所述权利要求8的系统、所述权利要求1的装置、或权利要求6的装置从下述装置中选择一平台式扫描器，一打印机，和一复印机。
全文摘要
本发明为利用注射模制的塑料移动系统(104)将托架(102)从一位置移动到另一位置的系统、方法和设备。在优选例中,在台式扫描器中使用一注射模制塑料移动系统,以沿规定路线(202)移动扫描头架。该移动系统利用气体注射模技术制作,使得其不会弯曲。该系统很平滑,允许扫描头架不振动地移动。在多次移动后,该系统磨损极小。系统可模制成扫描器的基底或扫描器内之托架部分,故部件数减少、降低了成本。本系统还可用于其它装置。
文档编号H04N1/10GK1291757SQ0011809
公开日2001年4月18日 申请日期2000年6月9日 优先权日1999年10月8日
发明者P·A·巴滕 申请人:惠普公司