便携式无尘室打印机柜的制作方法

相关申请的交叉引用

本发明是2013年9月20日提交的共同未决的美国专利申请号14/033,045的部分继续申请，其公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于在无菌环境中使用的便携式打印机柜。特别地，本发明提供了一种多隔室打印单元，其可以在无尘室中使用，而不引入外部污染物(诸如微粒和微生物)。

背景技术：

无菌“无尘室”环境要求进入室内的任何人或物品不含某种程度的污染物。灭菌环境最常被设计用于制药行业、生物技术行业和医疗保健行业(仅举几个例子)中的制造机构和医疗研究和治疗机构中。无菌无尘室环境可以按照多种分类方案进行分类，所述分类方案包括国际标准化组织(“iso”)无尘室标准，其中最高级别的灭菌是iso1无尘室，并且正常环境空气(没有灭菌)被分类为iso9。iso标准对应于每立方米允许的具有最小颗粒尺寸的颗粒的数量。例如，iso5无尘室允许以下情况：最多100,000个颗粒尺寸大于0.1μm的颗粒；最多23,700个大于0.2μm的颗粒；最多10,200个大于0.3μm的颗粒；最多3,520个大于0.5μm的颗粒；最多832个大于1μm的颗粒；最多29个大于5μm的颗粒。

在无尘室环境内使用各种产品，包括用于记录受控区域内制造和测试记录的纸张和纸张产品。这样的纸张产品包括但不限于表格、日志、标签和批记录。所有这些文件都需要详细说明制造和测试过程，以确保遵循正确的程序并且结果被记录。事实上，这些文件要经过美国食品药品监督管理局等监管机构的审查，并且代表了这些机构在制造、测试或处理药物产品之后可以审查制造和测试过程细节，例如，以确保患者的安全的机制。

然而，由于脱落纤维、微粒和微生物(例如，芽孢杆菌和霉菌)，纸张和纸张产品是重要的污染源。在无菌环境中使用的大约40％的纸张产品是可以通过已知方式进行预先打印、包装和灭菌的标准文件。然而，引入到无菌环境中的文件的其余部分无法及时预先打印、灭菌和包装。它们的制备需要在制造或测试开始之前的几天甚至几个小时内才能获得的信息。在一些情况下，它们必须在制造和/或测试正在进行时被制备。因为如此，这些文件被迫进入灭菌区域，而无需预先处理来减少脱落纤维、微粒和微生物。因此，它们代表着重要的污染源。

为了解决这个问题，本发明提供了一种便携式无尘室打印机柜，其允许文件在无菌环境中被打印而不引入任何外部污染物。

技术实现要素：

因此，本发明提供了一种便携式打印机柜，其包括：具有基本上封闭的内部和形成在其侧表面中的开口的壳体、位于所述壳体内部的打印装置，以及被定位在壳体外部并且与壳体的开口连通的纸张托盘。

本发明还提供了一种便携式打印机柜，其包括：具有基本上封闭的内部和形成在其侧表面中的开口的壳体；位于壳体内并限定机柜的上部部分和下部部分的内部搁板，其中所述上部部分具有带升高部分的顶表面；位于内部搁板上的打印装置；被定位在壳体外部并且与壳体的开口连通的纸张托盘；形成壳体的上部部分的顶表面的升高部分的一部分的至少一个l形铰接盖；固定到壳体的上部部分的顶表面并邻近升高部分的第二铰接盖；位于壳体内并具有被定位在壳体的外表面上的多个通风口的至少一个空气过滤单元；以及至少一个电源。

附图说明

结合附图，参考以下详细描述，可以更好地理解并容易地获得对本发明的更完整的认识以及其许多伴随的优点，其中：

图1是根据本发明的示例性实施例的便携式打印机柜的透视图；

图2是沿线2-2截取的图1所示的便携式打印机柜的正面剖视图；

图3是图1所示的便携式打印机柜的侧面正视图；

图4是根据本发明的示例性实施例的便携式打印机柜的正面透视图；

图5a是图4所示的便携式打印机柜的前部的剖视图，示出了根据本发明的示例性实施例的处于打开位置的铰接盖以允许触及打印装置；以及

图5b是图4所示的便携式打印机柜的前部的剖视图，示出了根据本发明的示例性实施例的纸张托盘。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明的便携式打印机柜100允许在受控的无尘室环境内以高速将文件打印到灭菌纸张上。这种机柜减少或消除了打印文件上生物负载(例如，微生物，如芽孢杆菌和霉菌)的存在。打印机柜100进一步确保了来自纸张的微粒和脱落纤维被最小化或被消除。本发明的打印机柜100可用于任何iso级别的受控区域中，包括iso5级或更低级别的无尘室。

如图1所示，打印机柜100通常包括具有至少四个侧面和底部104的壳体102。在所示的实施例中，四个侧面由薄的矩形面板形成，并且包括左侧面130、前侧面124、右侧面134以及后侧面135。所述侧面124、130、134和135优选地与壳体102的底部104接合以形成基本上矩形的箱形机柜100。优选地，壳体102形成限定内部空间的外壳。横向构件113可以将壳体102的前侧面124连接到壳体102的后侧面135。机柜100可以由本领域已知的任何结构来支撑。如图1所示，机柜100由固定到底部104上的多个轮子106支撑。当需要进行清洁或灭菌处理时，轮子106的使用允许被机柜100移出无尘室。如果机柜100不需要从一个位置移动到另一个位置，也可以使用支腿。

壳体102可以由任何耐用材料形成，能够存储打印装置和其它物品并且防止流体或空气进入机柜100内部。实际上，壳体102优选地形成密封单元(具有盖110和112)，使得污染物无法逸出。根据一个实施例，整个壳体102由不锈钢形成。根据另一个实施例，可以使用其它耐用金属或塑料材料。金属是优选的，使得可以通过高压灭菌器或其它类似装置进行所述单元的灭菌。

现在参照图2，示出了沿着图1的线2-2截取的打印机柜100的横截面。可以提供内部搁板118，其将机柜100分成上部部分114和下部部分120。在一个实施例中，内部搁板118被焊接到壳体102的侧面124、130、134和135，以形成完整的组件。上部部分114容纳打印装置116，所述打印装置116可以被放置在内部搁板118上。可以使用本领域已知的任何打印装置。优选排放最低水平的微粒、减少脱落，并且减少墨滴释放的高级打印机。根据一个实施例，可以使用由威斯康星州布鲁克菲尔德市的colordynetechnologiesllc制造的cdt1600s打印机，所述cdt1600s打印机可包括打印技术。然而，将认识到的是，在本发明的范围内可以利用任何合适的或标准的打印机。

机柜100的上部部分114还可以容纳空气过滤单元133，所述空气过滤单元133具有风扇，该风扇与定位在壳体102的至少一侧上(参见图1)的外部通风口140对准。可以使用本领域已知的任何过滤单元，但是优选的是该单元达到99.97％的过滤速率。更具体地，对于0.5微米颗粒，单元133必须以99.97％的速率从机柜100的内部过滤空气。根据一个实施例，可以使用高效微粒空气(“hepa”)过滤单元。空气过滤单元133的风扇通过过滤器将空气吹出机柜。经由外部通风口140，这使机柜100维持在负压下，使得将颗粒传递到外部环境中的风险最小化。因此，如果门122或132或者盖110或112打开，则风扇将空气吸入到壳体内部，防止颗粒逸出。另外，内部搁板118可以具有多个通风口(未示出)，这些通风口允许机柜100中上部部分114与下部部分120之间的压力的均衡。

根据优选实施例，至少一个铰接盖固定到机柜100的壳体102上，以便封闭上部部分114并且还允许容易地进入壳体102的内部，如触及打印装置116。如图1所示，上部部分114由具有大致三角形横截面的两个相邻的铰接盖110和112封闭。具体地，铰接盖110和112可以各自具有与壳体102的前侧面124和后侧面135接合的成角度的边缘123。前盖110可以沿着一个从侧面124横向延伸到侧面134的横向侧面115铰接到壳体102的横向构件113。任何将一个构件铰接到另一个构件的方法都可以使用，包括钢琴式机械铰链，或者沿着侧面115在盖110与横向构件113之间包括聚合物条带(例如，聚丙烯)。当空气过滤单元133将机柜100的内部充分维持在负压下以便将污染的风险最小化时，可以可选地在铰接盖110和112与壳体102(在任何一侧)之间使用垫圈或橡胶密封件以进一步确保污染保护。

前盖110可以在外表面上包括用于接收打印文件的纸张托盘126。在另一个实施例中，纸张托盘126不必在前盖110上，而是可以与壳体102分离并且附接到其上。可选地，打印纸可以从壳体102中位于与打印装置116的端部相邻的任何一侧上的开口排出(参见图4和图5a至图5b)。

如图2所示，打印装置116可以包括从其一端延伸的纸张导向器128。纸张导向器128可以是沿其长度具有多个辊131的c形纸张分配导向器。在一个实施例中，纸张导向器128是半径在3至8英寸之间的半圆，使得可以容纳各种纸张尺寸。当打印纸从打印装置116排出时，它通过纸张导向器128上的辊131沿着方向“a”移动。纸张导向器128将纸张向上引导以被接收在纸张托盘126中，然后无需抬起前盖110就可以触及打印装置116。这样，纸张导向器128将纸张从壳体102内部的打印装置116传递到壳体102外部的纸张托盘126。打印纸在足以将纸张沿着纸张导向器128的辊131推动的力的作用下应从打印装置116排出并且放置到上述纸张托盘126中。在一个实施例中，可以使用具有电动机(未示出)的齿轮驱动组件来旋转辊，从而沿着纸张导向器128推动或拉动打印纸。前盖110包括与纸张托盘126连通的开口129以允许打印纸通过。具体地，纸张导向器128连接到前盖110中的开口129的顶部，使得纸张可以放置到纸张托盘126中先前打印的任何纸张的顶部上。如果打印装置116遇到卡纸或者需要将卡住的纸张从纸张导向器128中取出，则仅需要抬起前盖110。前盖110可以包括被设计成由佩戴防护手套的个人使用的手柄121。

后盖112可以类似于前盖110来构造。后盖112可以用于将纸张送入到打印装置116中。具体地，后盖112可以沿着与连接到前盖110的侧面相对的横向侧面117铰接到壳体102的横向构件113上。铰接机构可以与前盖110使用的(如上所述)相似。后盖112可以具有手柄119，所述手柄119被设计成由佩戴防护手套的个人使用。在图2中分别示出了打开的第一盖110和第二盖112。

壳体102的左侧面130可以包括一个或多个门132(图1中示出了一个门)，用于触及到打印机柜100的打印装置116和上部部分114。具体地，虽然不限于这种实施例，但是门132可用于打印机墨盒更换。因为根据本发明的高品质打印装置是优选的，可能需要经常使用和更换许多打印墨盒。如图2所示，用户可以通过打开门132来触及打印装置116以更换打印墨盒。虽然图1和图2中示出了门132在机柜100的左侧面130上，但是它可以被定位在机柜100的任何一侧(例如，前侧面124)上，以允许触及打印装置116。分别像前盖110和后盖112一样，可以可选地在门132与壳体102之间使用垫圈或橡胶密封件，以进一步确保污染保护。

如图3所示，壳体102的右侧面134可以包括用于连接数据电缆和/或电力电缆的端口。具体地，示出了两个数据连接端口136和一个电源插座138，但是出于各种目的，可以存在任何数量的端口。根据另一个实施例，端口136和插座138可以设置在机柜100的任何一侧上。数据连接端口136和插座138可以存在于壳体102的外部(如图3所示)和壳体102的内部，用于连接到机柜100内部的打印装置116或任何其它装置。具体地，打印装置116和其它电子设备可以例如从壳体102的内部插入到电源插座138中。然后，插入电源的ac电源线可以从壳体102的外部插入到电源插座138中。如图3所示，壳体102外部的电源插座138是插入到壳体102中以防止其损坏的阳型连接器(具有两个或三个插脚)。在壳体102的内部，插座138是阴型插座，用于接收来自打印装置116和其它电气部件的电源插头。端口136和电源插座138在机柜100的外表面上的放置的优点在于如当将机柜100从一个位置移动到另一个位置时不需要打开门122(下面讨论)来插入和拔出打印装置116。

作为便携式单元，机柜100可以依靠ac电源(即，在美国，为110vac或全球性地，为220vac)或电池电源而操作。在一个实施例中，电池(未示出)位于机柜100的下部部分120内并且电连接到电源插座138。电池可以是将为打印装置116和一个或多个空气过滤单元133供电长达6小时的类型。当不使用时，可以经由通过插座138输送的电力对电池进行充电。

打印机柜100的下部部分120位于内部搁板118的下方，并且可用于存储其它物品，如灭菌纸张。用户可以经由固定到机柜100的任何一侧的一个或多个门122触及下部部分120。如图1和图2所示，下部部分120具有固定到机柜100的前侧124的两个门122，但是可以包括两个以上的门。下部部分120还可以容纳与容纳在上部部分114中的过滤单元133类似的空气过滤单元(未示出)。如本文所讨论的，在门122的外周边与壳体102之间可以利用垫圈或密封件以进一步确保污染保护。

在替代实施例(未示出)中，壳体102基本上封闭，使得除了打印纸129由其通过进入纸张托盘126中的开口129之外，不具有开口或门。壳体102内的空气过滤单元133的存在维持机柜100内的负压，从而确保防止污染。

在实践中，打印装置116和空气过滤单元133可以经由到网络的无线连接或硬连线连接来控制。根据使用硬连线的一个实施例，usb电缆或以太网电缆可以从pc连接到端口136，然后另一根电缆可以从端口136连接到壳体102内部的打印装置116。在另一个实施例中，可以使用任何已知的无线通信方法，包括但不限于wifi和功能。打印装置116的控制可以通过任何已知的无线或有线装置在无尘室内完成，所述无线或有线装置包括但不限于网络计算机、pc或膝上型计算机。当接收到信号时，打印装置116打印所需的文件并且将其排出到纸张托盘126中以供用户收集。例如，当打印装置116被激活时，电动机可以启动辊131。在一个实施例中，电动机可以具有无线或有线连接并且可以接收与打印装置116相同的信号。

为了进一步确保无尘室环境的无菌性，打印装置116打印到预先灭菌的纸张上。可以使用本领域技术人员已知的对纸张进行灭菌的任何方法，包括但不限于蒸、加热、化学处理或γ照射。优选地，使用非脱落纸张产品。在一个实施例中，可以使用塑料非脱落打印介质，如由宾夕法尼亚州匹兹堡的ppg工业公司制造的然而，可以使用任何合适的纸张或打印介质。纸张或打印介质可以以预定长度设置在卷筒上，或者可以以令制备的单张纸形式提供。如上所述，当不使用时，该纸张可以存储在机柜100的下部部分120中。

打印机柜100是完全便携式的。位于机柜100内的所有内容物(例如，打印装置116、空气过滤单元133)被封闭在壳体102内。打印机柜100可以利用轮子被推到其它位置并且插入到任何标准ac电源中。

在图4和图5a至图5b中示出了便携式打印机柜400的另一个实施例。在该实施例中，打印机柜400及其壳体402通常具有与打印机柜100相同的结构，包括至少四个侧面和一个底表面，但是壳体402的上部部分414具有不同的形状和设计。像机柜100一样，打印机柜400由固定到其底表面404上的多个轮子106支撑，当需要进行清洁或灭菌处理时，这允许将机柜400被移出无尘室。壳体402可以由与壳体102相同的材料形成，并且应当形成封闭单元以防止污染物逸出。

打印机柜400的内部类似于机柜100的内部布置，其中提供将机柜400分成上部部分414和下部部分420的内部搁板418。内部搁板418可以以与如上所述的内部搁板118联接到壳体102相同的方式联接到壳体402。上部部分414容纳打印装置116，所述打印装置116被定位在内部搁板418上。下部部分420可以容纳至少一个空气过滤单元133，所述空气过滤单元133与被定位在壳体402的至少一侧外部的通风口140对准。下部部分420还可以包括在其前表面423上的门422，所述门422允许容易地触及下部部分420和空气过滤单元133内的存储区域。

在一个实施例中，上部部分414和下部部分420被设计为单独且分立的壳体，每个部分具有通常形成基本上矩形形状的顶部、底部和四个侧面。下部部分420可以用作支撑上部部分414的基座单元。上部部分414可以用作坐落于下部部分420上并且容纳打印装置116的打印机单元。在另一个实施例中，下部部分420是可选的并且上部部分414可以容纳所有部件，包括打印装置116和至少一个空气过滤单元133，并且可以由支腿(未示出)支撑。

如图5a至图5b所示，上部部分414具有顶表面442以及两个相对的端部444和446。顶表面442具有与端部446相邻的凸起部分或升高部分448(参见图4)。升高部分448凸起，因为该端部446接收打印装置116的较大的纸张装载部分，所述较大的纸张装载部分允许大量纸张被接收在其中。

升高部分448的一部分由至少一个铰接盖412形成，所述至少一个铰接盖412固定到壳体402并且封闭上部部分414，同时允许容易地触及打印装置116。如图5b最佳所示，铰接盖412可以使用本领域已知的任何可旋转的附接机构(包括钢琴式机械铰链)铰接到壳体402。当使用手柄419抬起铰接盖412时，允许触及打印装置116以允许用户将纸张送入到打印装置116中、将卡纸固定等。

铰接盖412通常具有由两个接合表面452和454形成的“l”形。顶表面452形成升高部分448的一部分，并且侧表面454形成上部部分414的侧面456的一部分。上部部分414还在端部444处具有相对的侧面458。顶表面452可以包括窗口460，如玻璃窗口，使得用户可以看到打印装置116并且确保其正常工作(例如，以检查纸张水平)，而不必打开铰接盖412。尽管空气过滤单元133将机柜400的内部充分维持在负压下，以便将污染的风险最小化，但可以可选地在铰接盖412与壳体402之间使用垫圈或橡胶密封件，以进一步确保污染保护。杆462固定到壳体402的上部部分414的侧面456上，以帮助用户移动打印机柜400。

如图5a所示，第二铰接盖410在端部444处形成上部部分414的顶表面442的一部分。第二铰接盖410封闭上部部分414，同时还允许容易地触及打印装置116的分配端415(即，打印文件被排出的地方)。第二铰接盖410可以使用本文所述的任何方式铰接到壳体402。

当用户打开第一铰接盖412和第二铰接盖410时，所述第一铰接盖412和第二铰接盖410可以保持在打开位置，使得用户在触及打印机柜400的内部时不需要将其保持在适当位置。例如，第一铰接盖412可以具有保持其打开的杆413和/或当关闭时避免第一铰接盖412向下撞击到壳体402上的缓慢关闭机构(未示出)。第二铰接盖410也可以包括杆和/或缓慢关闭机构。

纸张托盘426联接到上部部分414的侧面458以接收沿方向y从打印装置116排出的打印纸z。如图5a所示，上部部分414的侧面458具有形成在其中的大致矩形的开口464。开口464与打印装置116，特别是与打印文件从打印装置116排出的区域对准并且连通。由于打印装置116在打印机柜400内部，所以纸张从打印装置116离开并且通过开口464直接排出以被接收在打印机柜400外部的纸张托盘426中。在一个实施例中，纸张托盘426在其一端包括至少两个插脚466。插脚466在开口464处接合侧面458并且用作钩子，以便当纸张托盘426的重量被允许搁置在开口464的边缘上时，将纸张托盘426保持在适当位置。这样，纸张托盘426可以以朝向地面延伸的角度牢固地保持在适当位置，以便当打印纸通过开口464离开时，允许打印纸沿方向b向下滑入到纸张托盘426中。纸张托盘426也可以容易地移除以便清洁、更换或允许触及开口464。纸张托盘426的尺寸被设计成并且被构造成使得能够接收各种尺寸的纸张和大量的纸张。纸张托盘426通常由用于形成壳体402的相同材料(例如，不锈钢)形成。在替代实施例中，纸张托盘426不需要与壳体402分离，而是可以是壳体402的下部。

打印机柜400还可以包括端口和/或电源插座(未示出)，如图3所示的那些。所述端口和电源插座可以是上述任何类型和布置。而且，打印装置116和空气过滤单元133可以经由如本文所讨论的到网络的无线连接或硬连线连接来控制。

虽然已经结合本发明的具体形式和实施例对本发明进行了描述，但是将认识到的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以采取除以上讨论之外的各种修改。例如，等同元件可以替代那些具体示出和描述的元件，某些特征可以独立于其它特征使用，并且在某些情况下，元件的特定位置可以被颠倒或插入，所有这些都不脱离如所附权利要求中限定的本发明的精神或范围。