专利名称：一种可拆卸的卷纸馈给设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种可拆卸的卷纸馈给设备和方法，特别是涉及一种用于打印机/绘图机的易于拆卸的卷纸馈给设备和方法，这种设备不会干扰打印机/绘图机的单张馈给能力。
计算机驱动的打印机/绘图机，特别是那些设计来在纸、犊皮纸、胶膜或其他打印介质上绘出工程或其他较大的图的打印机/绘图机是众所周知的。一般地说，打印介质具有81/2英寸至3或4英尺那样大的或更大的宽度。
以三维坐标为基准，纸张或其他打印介质在X-方向被拉动通过该打印机，而一个热喷墨打印机的墨盒安装来在横向于纸张的输送路径的方向上运动。这个方向经常被称为Y-方向。一张纸或其他打印介质既可以手动送给绘图机或者介质是从供应卷被拉入打印机/绘图机内。例如，地处Palo Alto的Hewlett-Packard公司具有三个系列的这种打印机/绘图机，其型号为HP DesignJet 750C，HP DesignJet755CM，HP DesignJet 600。这些打印机/绘图机具有极好的性能和提供了完全自动的操作。这些打印机/绘图机还包括用于打印介质的卷纸馈给的内装式装置。而且，Hewlett-Packard公司例如还为更多的有预算意识的客户生产较廉价的打印机/绘图机，而这些打印机/绘图机没有内装式卷纸馈给装置。例如，Hewlett-Packard公司具有两种型号，DesignJet 250C和DesignJet 230，这些型号是完全买得起的并且在一个廉价的装置中提供了极佳的打印质量。但是，这两种打印机/绘图机没有一种包括卷纸馈给能力。
对于有预算意识的客户没有装上简单卷纸馈给设备的问题已经由本发明解决了，本发明提供了一种可拆卸的卷纸馈给设备和方法，该设备可以与低成本的打印机/绘图机一起使用而不会干扰这些打印机/绘图机的正常操作。所公开的是这样一种适合于装在打印机/绘图机上的可拆卸的卷纸馈给设备，该设备包括用于安装介质卷的装置；用于支承该安装装置的装置；连接到该支承装置上用于加强该支承装置的装置；连接到该支承装置上用于可释放地啮合一个打印机/绘图机的装置；和连接到该支承装置上用于可枢转地将该支承装置装接到该打印机/绘图机上的装置。还公开了一种用于将该卷纸馈给设备安装在一个打印机/绘图机上的方法，该方法包括下列步骤提供一根用于安装介质卷的轴，该轴由两个侧机架件支承着；提供两个销；提供两个连接到该些机架件上的弹簧夹；将销中的一个连接到机架件之一上和一个打印机/绘图机上；将该轴和机架件与该打印机/绘图机对准；将该些销中的另一个连接到另一个机架件上和该打印机/绘图机上；使用该些销作为转动轴线使该轴和机架件朝打印机/绘图机侧枢转；和使该打印机/绘图机与该些弹簧夹啮合以便约束该轴和机架件的运动。
本发明的目的是提供一种可拆卸的卷纸馈给设备，该设备成本较低，易于安装和易于使用。本发明的另一目的是提供一种可拆卸的卷纸馈给设备，该设备不会干扰将单张介质输送给所装接的打印机/绘图机的能力。本发明的一个方面的内容是提供一种可拆卸的卷纸馈给设备，该设备不需要使用者具有任何特殊程度的训练或技巧。本发明的另一个优点是提供了一种简单、可靠并且成本低的卷纸馈给方法。
对本发明及其其他目的，内容，意图和优点的更加完整的理解可以结合本文所附的附图阅读下面对该较佳实施例的说明后了解。
图1是可以连接到一个卷纸馈给设备上的打印机/绘图机的前视图；图2是该打印机/绘图机和该卷纸馈给设备的分解前视图；图3是该卷纸馈给设备的完全分解的前视图；图4是该卷纸馈给设备的机架组件的放大的分解前视图，其中图4a是其左侧视图，图4b是其右侧视图；图5是该卷纸馈给设备的左侧机架的分组件的一部分的放大的翻转前视图；图6是该卷纸馈给设备的一个右侧塑料支承支架的放大的前视图；图7是该卷纸馈给设备的左侧的塑料支承支架的放大的侧视图；图8是打印机/绘图机的底部的前视图，示出了其与桌面一起使用的突柱；图9是左侧弹簧夹的俯视图，示出了其停止和枢转位置；图10是在轴上的介质卷的反转的分解前视图；图11是转动90°角的介质卷的视图；图12是被安装在该卷纸馈给设备上的介质卷的反转的前视图；图13是从该卷纸馈给设备上取下的介质卷的反转的前视图；图14是从该轴上取下的介质卷的反转的分解前视图；图15是卷轴的右端盖的放大视图；图16是该卷纸轴的左端盖放大的视图；图17是右支承支架的放大视图，示出了卷纸轴和转向辊的连接；图18是显示介质卷半径和反拉力的关系的曲线图；图19是显示介质边缘对准和自身校正错位所需要的介质长度的关系的曲线图；图20是操作者将一张介质装入该打印机/绘图机内的示意图；图21是操作者将一张介质对准的视图；图22是介质卷从卷纸馈给设备通过打印机/绘图机的输送路径的视图；图23是操作者对准介质卷的视图；图24是该打印机/绘图机的控制面板的放大的前视图；图25是纸张和介质卷馈给到该打印机/绘图机的流程图；图26是卷纸馈给设备的切割装置的前视图；图27是切割装置的后视图；图28是该切割装置的分解视图29是该切割装置的壳底前视图；图30是壳底的内部视图；图31是壳底的左侧视图；图32是壳底的后视图；图33是壳底的右侧视图；图34是壳底的前视图；图35是机壳的上盖的内侧视图；图36是上盖的前视图；图37是上盖的后视图；图38是机壳的下盖的后视图；图39是下盖的前视图；图40是该切割装置的左侧视图；图41是该切割装置的纵切机刀片的部分的放大剖视图；图42是该切割装置的纵切机刀片的前视图；图43是纵切机刀片的后视图；图44是纵切机刀片的放大剖视图，和其上装有刀片的轴的视图；图45是该切割装置的内部的放大的视图；图46是该切割装置的内部的俯视图；图47是导轨的剖视图；图48是该导轨的视图；图49是带有装在其上的切割装置和偏转件的导轨的视图；图50是操作者捏住待切割的介质的视图；图51是操作者捏住该切割装置的视图；图52是由该切割装置切割的介质的视图。
虽然本发明可以有各种各样的变化和替换结构，但是本文将对附图所示的较佳实施例进行详细的说明。而且，应该理解到，并没有意图将本发明限制于所公开的特定形式。相反，本发明是要覆盖包含在所附权利要求书所表示的本发明的精神和范围内的所有的变更例，等效例和替换结构。
本申请的发明是与打印机/绘图机结合使用的，见图1所示，为了实现本发明，该打印机/绘图机必须由一组支腿11(和可任选的辊子12)支承着。如果没有附加上馈给的卷纸，该打印机/绘图机可以设置成放在桌子(未示出)上。绘图机包括一个具有操作开关和指示其状态的指示灯的控制面板14。为了说明，从该绘图机上悬垂下的是象纸张、犊皮纸或薄膜那样的从该打印机上刚出来的介质段16。所示类型的打印机/绘图机可以从Hewlett-Packard公司买到，型号为Design Jet250C和Design Jet 230。这些打印机/绘图机使用喷墨技术来产生明亮的彩色或黑白色输出，其尺寸大到足以输出E尺寸印迹。
如图2所详细地示出的那样，打印机/绘图机具有一个盖18，该盖在图2中示出处在其开启的位置，而在图1中示出处在其闭合的位置。在打印机内的是一个热喷墨打印墨盒20，该墨盒装在杆上以便让墨盒横贯一个可转动的压纸辊22作前后移动。介质绕着压纸辊运动，这种运动可以称为是X方向的，而打印墨盒横贯介质在Y方向上运动。
刚描述的那种Hewlett-Packard公司的打印机/绘图机是比较廉价的，是卖给有预算意识的客户的。因此，该打印机/绘图机简单并且用来一次输送一张介质通过打印机。但是，此处打算描述一种这样的卷纸馈给设备，该设备可以根据操作者的意愿可拆卸地装接在打印机/绘图机上以便可任选地从一卷介质上输送介质给打印机/绘图机。该馈给设备重量较轻，易于安装和拆卸，并且结构坚固。
现参见图2，3和4，对该可拆卸的卷纸馈给设备24进行详细的描述。如所提及的那样，该可拆卸的卷纸馈给设备的主要优点是该打印机/绘图机甚至在装接有该卷纸馈给设备时也可以供给单张介质或从一个大的卷纸上供应介质。该可拆卸的卷纸馈给设备包括用于安装一卷介质的装置例如轴28，轴套附件30和32以及端盖34和36。该轴，轴套附件和端盖都装接到一个支承装置上，例如一个机架组件37上，该机架组件37在介质安装装置的每侧上分别具有左侧分组件38和右侧分组件40。机架组件还有一部分是一个转向辊42，该转向辊42大致设置成与轴28平行。该转向辊包括一根轴41，一个泡沫塑料盖43和左端盖45及右端盖47。该机架组件中还包括一个L形的加强件44。该加强件设置成与该转向辊42和该轴28平行并且装接到左侧分组件和右侧分组件上。
连接到机架分组件38和40上的还有一个用于支承一个切割装置48和介质转向板50，52和54的导轨46。
在图3和4的分解视图和图5的视图中更加详细地示出了机架组件的分组件。左侧机架分组件包括一个冲压成形的金属支架60，该支架60具有一个向上延伸的臂62，一个向前延伸的基板64和一个向后延伸的基板66。在臂62上设置有一个开口68以便接纳一个局部有螺纹的销70。在该臂62上还设置有两个辅助开口72和74以便容纳两个螺钉紧固件76和78。在向后的基板上形成有三个辅助的开口75，77和81。开口75，77和81接纳螺纹紧固件82，84和86，该些螺纹紧固件被用来固定该加强件44。在向后的基板的延伸端部上是两个辅助开口88和90以便接纳两个铆钉92和94，这两个铆钉用来将一个弹簧钢夹96装接到该向后的基板上。在该向前的基板上形成四个开口85，87，89和91。
现参见图4，5和6，一个模压成形的支承支架108由四个螺钉98，100，102和104(分别由开口85，87，89和91容纳着)和一个导引销106安装到该向前的基板64上。支承支架包括螺纹开口93，95，97和99以便分别接纳螺钉98，100，102和104。支承支架108包括一个形成一个用于接纳转向辊的一个端盖45的轴承110的圆形的凹陷部，和一个截止于一个用于接纳该介质轴的端盖34的支承113上的细长形槽缝112。该介质轴通常被称为芯轴组件。槽缝和轴承是由一个下侧固定臂114和一个上侧枢转臂116形成的。枢转臂116连接到两个螺旋弹簧118和120的端部上。该些螺旋弹簧的另一端连接到臂114上。用这样的方法，臂116就可以从其“停止”位置向上枢转以便接纳该介质轴。当该轴安装在该轴承113上时，该上侧臂就在这两个螺旋弹簧的作用下枢转到一个闭合位置上，如图7所示那样。
连接到该向前基板上的还有一个用于在平行于介质轴的纵向轴线的方向上作用于该介质轴上一个偏压力的弹簧金属夹122。该夹122由三个铆钉124，126和128连接到该向前基板上。另一个弹簧金属夹130连接到毗邻的轴承11上以便在平行于该转向辊的纵向轴线上在该转向辊上作用一个偏压力。两个铆钉132和134被用作紧固件。这些铆钉由面朝前的基板64上的两个辅助开口136和138接纳。一个模压成形的塑料盖140设置来盖住该支承支架108，向前的基板64和相关的紧固件，弹簧和夹。
机架右侧分组件40基本上是该机架左侧分组件的镜象结构。参见图4，一个塑料盖142包盖住一个支承支架148，一个冲压成形的金属支架164的向前的基板168和下面将描述的附件。该盖具有一个开口144以便接纳一个螺钉146，该螺钉146将该盖装接到左侧塑料支承支架148上。为了将盖和塑料支承支架148组装起来，使该盖在该卷纸支承导轨上滑动(见底部上的肋)。该盖142还包括一个开口150以便接纳该转向辊的端盖47和一个细长形的开口152，该开口152与一个细长形的槽缝154对准，该细长形的槽缝154是槽缝112的镜象。槽缝154是由该支承支架的一个固定臂156和一个枢转臂158形成的。槽缝154截止于一个轴承159。两个螺旋弹簧160和162将两个臂158和156连接起来以便在将介质轴插入的过程中允许可动臂158向上枢转并且将端盖36从而也将该轴28在该臂向下枢转时锁定就位。机架左侧分组件还包括支架164，该支架是支架60的闭合的镜象但不是在所有的方面都是准确的。该支架164包括一个臂166，一个向前延伸的基板168和一个向后延伸的基板170。一个弹簧钢夹172以针对夹96和向后基板66所描述的同样的方式装接到向后基板170上。以类似的方式，以与针对机架左侧分组件所描述的那样将该支承支架148连接到朝前的基板168上。在臂166的上端处设置一个装接一个螺纹销176的开口174。支架164与其姊妹支架不同处在其有一个开口178，以便接纳打印机/绘图机的开/关开关183，以及有一个向后延伸的凸缘179。这些特征在支架60上没有。
机架左侧分组件和右侧分组件之间的两个差别是在右侧分组件上没有类似于左侧分组件上的夹122和130的偏压夹。它们已经由右端上的塑料部分上两个固定基准点代替了。
在较佳实施例中，支架60和164的材料是不锈钢，偏转件50，52，54是用注射模塑ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)制成的，切割器导轨是挤压出的铝材，加强件也是挤压铝材，盖140，142是注射模塑ABS，塑料支承支架108，148则是注射模塑的PC+20％GF(聚碳酸脂+20％的玻璃纤维)，端盖34，36是注射模塑的POM+20％PTFE(聚氯化甲烯+20％的聚四氟乙烯)，端盖45，47是PPO+20％GF+159％PTFE(聚苯醚+20％的玻璃纤维+159％的聚四氟乙烯)，螺旋弹簧是可提供25牛顿力的不锈钢，弹簧夹96，122，130，172是不锈钢，偏转轴和介质轴是标准钢管，盖43是EPDM(乙烯丙烯二烯单体)，轴套是注射模塑的聚碳酸脂。
可拆卸的卷纸馈给设备是通过将弹簧夹96，122和130铆固到支架60上的方式组装起来的。用类似的方法，将夹172铆固到支架164上。塑料支承支架108和148也通过它们相应的螺纹紧固件装接到它们相应的向前基板64和168上。弹簧夹118和120装接到两个臂114和116上并且用同样的方式将螺旋弹簧160和162装接到臂156和158上。螺纹销70和176分别装接到臂62和166上，并且盖140和142一起滑动，然后由螺纹紧固件固定到相应的塑料支承支架108和148上。
机架左侧分组件和右侧分组件是绕着偏转辊安装的，然后由螺纹紧固件紧固到加强件44和导轨46的相对置的端部上。切割器48安装到装有偏转板的导轨上，使得每个偏转板可以在Y方向上沿该导轨滑动。
卷纸馈给设备24可以方便操作者将其装到打印机/绘图机上或取下。在任一种模式下，操作者都能将单张的介质馈给到打印机/绘图机内而不会与卷纸馈给设备产生干扰。
卷纸馈给设备具有四个基准位置，这些位置用来精确地确定该卷纸馈给设备相对于打印机/绘图机的位置。基准位置中的两个由处在支架60，164的上臂处的销70，176来限定。通过将右侧销176放置在右侧支架上就可开始卷纸馈给设备的安装。然后操作者将卷纸馈给设备对准使得销容纳在一个开口177内，该开口在图2中是形成在打印机/绘图机的机壳上。然后，使用销176作为一个枢转点将卷纸馈给设备的左侧枢转到位使得在支架的顶部上的开口68与在打印机/绘图机的机壳上的一个开口(未示出)对准。将销插入到该开口68内和打印机/绘图机上的开口内。
采用两个销70，176来形成转动轴线，将卷纸馈给设备朝绘图机向下枢转到能使弹簧夹96，172啮合绘图机的前腿169，171，见图8。大致是圆筒形的该腿就成为作用在弹簧夹96，172上的凸轮面，弹簧夹96，172提供了凸轮随动表面，例如夹96的表面183，见图9所示。凸轮作用使得弹簧夹从它们的停止位置，图9中实线所示的位置，枢转到张开的位置，该图中虚线所示位置，同时将卷纸馈给设备朝打印机/绘图机枢转。一旦弹簧夹的边缘，例如边缘185，脱离这些腿，弹簧夹的固有偏压力会使它们恢复到它们的停止位置，借此无需操作者的帮助就约束了卷纸馈给设备的运动。
还设置两个基准表面来确保卷纸馈给设备得到合适的定位。第一，图5所示的在支架60上的凸缘187具有一个靠接在打印机/绘图机的前壳上的边缘189。凸缘和机壳的这种靠接在X方向上确定了卷纸馈给设备位置。第二，在支架164上的凸缘179啮合着打印机/绘图机的侧壁181，见图2，它们的靠接就在Y方向上确定了卷纸馈给设备的位置。销70，176确定了卷纸馈给设备在Z方向上的位置。因此，可以看出，该卷纸馈给设备是设置在打印机/绘图机的前侧下方。
虽然关于将卷纸馈给设备安装到打印机/绘图机上内的基准定位和安装方法的说明是冗长的，但是实际的过程却是相当快的，比较容易，并且就操作者来说不需要任何特殊的技巧。
一旦将卷纸设备定位在打印机/绘图机上，操作者就能选择用卷纸介质或单张介质送入绘图机内。卷纸馈给设备不会干扰打印机/绘图机的单张馈给。
将卷纸馈给设备取下就象其安装那样容易。首先，操作者捏住弹簧夹上的凸缘，例如捏住夹96上图5和图9所示的凸缘191，将该些夹枢转到它们的张开的位置，并且由操作者使卷纸馈给设备的底部枢转离开打印机/绘图机。然后操作者可以松开夹，并且在支承着卷纸馈给设备的同时，他或她将左侧销缩回。一旦左侧销从机壳的左侧上的开口中除去，卷纸馈给设备就可以以销176作为转动轴线枢转。在卷纸馈给设备离开打印机/绘图机左侧若干英寸后，该设备就可以在使销176脱离开口177的直线方向上向左侧运动。一旦完成这些程序之后，卷纸馈给设备就可以脱离打印机/绘图机，并且随后可以放到仓库中。
参见图10，11，和12，示出了用于将卷纸介质装到卷纸馈给设备内的方法。该方法包括将一个新的卷纸从其封套中取出，并且将卷纸201套放到轴28上。在将新的卷纸介质套放到轴上前，右侧的轴套32已经安装到轴上并且向右侧推直到该轴套啮合住在端盖36上的轴环203上为止，该端盖限制进一步的向右侧运动。如在申请人为AntonioHinojosa等人的、代理案号为#6096027的、题为“用于喷墨打印机/绘图机中的卷纸馈给介质的可调节芯轴”的共同待批的专利申请中所描述的那样，轴环包括两个隔开的导引件，它们由轴套上的合适的开口容纳着。这些环将轴套沿圆周方向绕着该轴定位并且使轴套“卡扣”就位并且可拆卸地锁定。然后将该新的介质卷这样放置，使得轴套32可以被推入卷纸的芯管内。然后，将左侧套管安装到轴上并且向右推动直到其也啮合住新的介质卷为止。
然后操作者将该卷捏住，使得轴颈(端盖)与支承支架108，148的狭长槽缝啮合。首先，操作者推动该卷的右侧直到端盖36“卡扣”入轴承159内，然后推动左侧直到端盖34“卡扣”入轴承113内。如前面已经描述的那样，该轴将沿槽缝运动，啮合可动臂，首先是右侧的，然后是左侧的，并且产生凸轮作用，使得可动臂向上枢转直到该轴自身处在该些轴承内为止。然后枢转臂在螺旋弹簧的作用下弹回，从而将该轴锁定就位。
在将端盖34放置到其轴承内之后，该轴将处在弹簧夹122的作用下，该弹簧夹使该轴向右侧靠以便确保该端盖36与支承支架148的内壁149啮合并且适当地定位。用这样的方法，就使介质卷得到适当的定位。
将已经部分使用的介质卷或介质已经完全用完的芯管取下可以通过将介质卷轴28从该卷纸馈给设备上取下的方式进行。参见图13和14。这样做是由操作者用他或她的拇指推动盖140，142，同时，每只手余下的手指弯绕在介质卷或芯管上并且先拉动轴的左端，然后拉动右端。这样会使端盖起凸轮作用将枢转臂116，158转动到开启位置，从而使得轴可以取出。一旦该轴从卷纸馈给设备中取下，左侧轴套30就可通过使其向左侧滑动的方式从轴上取下，然后将芯管或介质卷201从该轴上取下。右侧轴套32保持在其锁定位置上。
参见图15和16，图中更加详细地示出了端盖34和36。每个端盖都压配合在轴28的端部上以便形成在轴承113和159内转动的轴颈。在端盖的每一端处都有一个小的突出部分，在端盖34上是突出部分205，在端盖36上是突出部分207，它们的作用是提供低摩擦的轴承表面。
卷纸馈给设备的另一主要的优点是使系统具有预定的摩擦量，以便产生“反拉力”。这意味着该机构不用设计得具有尽可能小的摩擦。相反，卷纸馈给设备在介质上产生一个牵引力使得绘图机总是有必要“拉动”介质。确实，当打印机/绘图机停下时，由于存在所产生的摩擦，介质卷也将迅速地停下。
采用这样的机构得到了两个优点。首先，已经发现，采用合适量的反拉力，在约六米的介质通过打印机/绘图机后打印机/绘图机将校正介质的偏移。第二，当绘图机停下时，介质卷最好也停下使得在介质上不会形成“泡”。尽管有反拉力，其上装有介质的轴很容易插入到卷纸馈给设备内并且只需用如卸下时所需要的很小的力就能很容易地将其插入。
再参见图5，6，7，图中详细地示出了左侧支承支架108。狭长的槽缝112是由底部处的固定臂114和上方的枢转臂116形成的。枢转臂是由一个铰链220铰接的，使得该臂能枢转约0.5-0.6厘米。这样就有足以使轴通过的余地并且让轴可由在两个臂114和116之间形成轴承113接纳。一旦轴由该轴承支承着，就会导致摩擦力增加。该轴承的内壁222包括三个小的脊部224，226和228。由于两个臂114和116由螺旋弹簧118和120迫使相互靠近，就使端盖34偏压向这三个脊部以便产生预定量的摩擦力。此摩擦扭矩是螺旋弹簧的弹簧刚度，轴承和端盖的材料，由这三个脊部形成的接触点的相对位置以及轴28上的介质卷的重量的函数。该螺旋弹簧的弹簧刚度大约为25N。端盖的材料是POM+20％PTFE，轴承的材料是PC+20％GF。图18示出了表示介质的半径，也就是其重量与正好在进入压纸板前测得的以牛顿度量反拉力的关系的曲线图。
通过在轴28转动时产生一个牵引力，在介质被拉动穿过打印机/绘图机时就会在介质上产生一个反拉力。如图19的曲线图所示的那样，如果介质在Y方向上有错位，介质的一个边缘就会被绷紧，而另一个边缘则松弛、波动或如经常说的那样，起泡。当打印机/绘图机中的驱动辊拉动介质时，介质会开始其自身的对准。首先，已经发现，这些边缘会自身反过来，使得松弛的边缘绷紧，绷紧的边缘松弛，发生错位，首先是在一侧上，然后是在另一侧上。但是，在介质已经进一步通过打印机/绘图机两米后，由驱动辊作用在介质上的恒定的拉力和由卷纸馈给设备作用在介质上的恒定的反拉力合起来会使介质稳定下来并且自身对准。这种对准会继续进行到介质的端部为止，假定没有外部情况出现而中断该过程。通常，介质是以每秒四英寸的速率前进的，而且介质可以以每秒一英寸那样的慢的速率前进。没有所导致的摩擦的情况下，一个驱动电动机只需要有0.9安培的五牛顿厘米(Ncm)扭矩。为了获得较快的速率和克服该反拉力，在材料和重量最坏的情况下，该反拉力大约是23.4Nmm，该电动机必须具有九牛顿厘米(Ncm)扭矩或1.7安培。
即使与介质的转动相关的摩擦力已经增加，将轴和介质卷纸插入和取下是较简单的和需要不多的力量。再次参见图7和17，通过使轴28相对于下臂114的顶表面滑动直到端盖的表面啮合上臂116的下表面232为止这样的方式将轴28插入。当这种情况出现时，轴起一个凸轮的作用，而该表面232起一个凸轮随动表面的作用以便将上臂绕枢转轴220向上枢转。在将轴穿过脊部228后，它会“落入”轴承113内。然后，螺旋弹簧会将上臂116向下推压以便将该轴锁定就位和提供压紧力以产生所要求的摩擦力。
偏转轴42安装在轴承234内并且它还具有三个纵向延伸的肋236，238和240。但是，没有将轴压紧的偏压力，使得偏转轴的转动所导致的摩擦力较小。端盖和支承支架的材料与上面所提及的材料相同。
现参见附图20-23对片状介质和卷纸介质的装入进行描述。为了将一张单张的介质198装入，操作者(其手用标号190，192表示)捏住介质片的边缘194，196。但是，在这样做以前，操作者应该确保打印机/绘图机的机盖闭合上并且啮合住介质夹紧机构。通过按压下在前面板(见图24)上的开关根据待装入的纸张介质的类型来对打印机/绘图机进行编程序。然后操作者将纸张的导引边缘200插入，同时将纸张在点划线所示的对准线上的右侧边缘196或槽缝117放置到进入压纸板的右侧上。
为了将介质的导引边缘对准，将该边缘推向该压纸板，直到它在靠压到驱动辊上时稍稍弯曲为止。然后驱动辊会将该张介质拉入打印机/绘图机内。这之后还需要重新对准介质。在前面板上的“装入介质”灯会闪亮直到完成重新对准为止。操作者接着必须抬起盖，抬起把手并且将介质夹紧机构脱离。从打印机/绘图机中出来的介质的边缘然后与进入打印机/绘图机内的同侧边缘对准。然后啮合夹持机构并且如果有必要，还修整该导引边缘。
将介质卷装入的程序基本上相同。
现参见图24，图中详细地示出了打印机/绘图机上的控制面板14。该面板14具有一系列的控制切换开关和一系列的告知操作者打印机/绘图机的状态的指示灯。切换开关240设置来给出正在进行馈给的信号，可以是卷纸或单张介质。还有一个切换开关242，用来给出所使用的介质的类型。标以“继续绘图”的切换开关244在装接有卷纸馈给设备时是有用的。一般地说，打印机/绘图机在每次绘图动作之后都会停下以便给操作者切割介质的机会。一旦介质被切割开，操作者就按压开关244以便重新开始绘图。如果在绘图过程中按压开关244，打印机/绘图机将会变换到连续绘图模式，并且在两次绘图动作之间不会停下。为了显示打印机/绘图机的状态，在打印机/绘图机处在连续绘图模式时一个LED灯会闪亮。为了恢复到两次绘图动作之间自动暂停的模式，操作者只需要再次按压开关244。
使用一个“格式馈给”开关248来送出一张介质并且中断绘图。一个“打印特性”开关250使得使用者可以以普通模式，快速模式或慢速模式打印。
现参见图25，该图以流程图的形式示出了介质装入程序。第一个框260说明的是将打印机/绘图机盖闭合上的步骤。第二个框262说明的是啮合夹紧机构的步骤。第三个框264说明的是将介质的导引边缘插入同时对准右侧边缘的步骤。第四个框266提及的是插入步骤，直到介质弯曲和介质由驱动压纸板啮合住为止。最后的框268描述了重要的重新对准过程，该过程包括抬起盖，使该夹紧机构脱离，将介质退出绘图机的边缘与进入绘图机的介质对准，啮合该夹持机构并且接着如果从介质卷上取下后对介质进行修整。
现参见图26，27和28，图中详细地示出了切割设备。该切割设备较简单，可靠并且价廉，这可以从对其的说明中得知。该设备包括一个外壳300，该外壳包括一个整体的基板302，一个上盖304和一个下盖306。安装在外壳内的是两个切纸机刀片308和310。一个弹簧312安置在该外壳内并且使刀片靠拢在一起。该弹簧推压在一个毗邻的轴向衬套337内。该衬套是套圈的形式，该套圈在一个半径较小的突出部分内以使得摩擦力矩尽可能小的非常小的半径推压在该刀片上。
该切割设备由一个导引凸缘314装接到该导轨46上，该凸缘与下盖整体地模压成形。当安装时，使用者捏住外壳的上部并且使该切割设备沿导轨滑动，使得待切割的该张介质由两个刀片啮合住。
该切割设备的主要特征是在切割后，该张介质的两段沿不同的非平行路径进行。具体地说，该切割设备设计成从左侧朝右侧横贯从该喷墨打印机/绘图机中退出的该张介质运动。因此，该介质进入到刚好在切纸机刀片前面的开口内，然后由切纸机刀片啮合住，并且仍装接在该打印机/绘图机上的该张介质的段沿处在两个盖304和306之间的第一通道316前进。此通道一般是直线的。该张介质被从该打印机/绘图机上“割断”的段沿模压在该基板302内的通道运动。此通道一般是弯曲的，使得切下的段向下运动并从装接着的介质上脱离。
现参见图29-34，图中示出了该外壳基板302，并将详细地对其进行说明。该基板是整体模压的塑料部件并且大致分成两段，一个上段320和一个下段322。上段包括一个加强肋324，一个接纳一个紧固件例如螺钉328的开口326，和一个接纳支承着该上刀片的轴331。在下段上设置有另一个开口332接纳另一个紧固件例如螺钉334。该下段还包括加强肋例如肋336，和一个轴承338以便接纳一个支承着该下刀片的轴335。
绕着该上段的周边的是一个凹陷部340和两个定位导引销342和344。类似地，在基板的下段上有一个周边凹陷部346和定位导引销348和350。
该直线通道316是可看到的并且由基板上段的下壁351和基板下段的上壁352部分地形成。该弯曲通道是形成在该基板的外壁320与322之间。
该上段的内部还包括三个大致直立的肋364，366和368，以及绕着该轴承330的较小的肋370，372，374和376。该底段的内部包括三个直立的肋382，384和386以及两个较小的肋388和390。
该基板包括一个顶壁400，一个前上壁402，一个前下壁404，一个底壁406和两个后壁408和410。下段还具有一个内侧上壁412，该上壁与该上段的内侧下壁414一起形成一条弯曲的通道318。
现参见图35，36和37，图中详细地示出了该上盖304。该盖包括一个带有一个用于螺钉328的开口422的外壁420。还有一个顶侧外壁424，一个前壁426和一个后壁428。在内部还有一个绕着该盖延伸的凸缘430。此凸缘在装接该盖时由基板的上段的凹陷部340接纳。此外，还有两个成三角形的开口432，434用于分别接纳导引销342和344。在该盖的内部是一个具有漏斗形的表面438的轴承436以便在装配过程中导引刀片轴331。还有一个用于接纳该螺钉328的直立圆筒形柱杆440。
现参见图38和39，图中详细地示出了用于基板的下段的盖。而且，还有一个外表面450，一个顶表面452，一个前表面454和一个后表面456。下盖的内部包括一个用于对螺旋弹簧312的一端进行定位的圆形凸缘460，以及包括一个带有一个圆形凸缘464的圆筒形螺钉支承件462。绕着该下盖的周边的还有一个凸缘466，该凸缘在装接盖时由基板的下段上的凹陷部346接纳。还存在两个分别接纳导引销348和350的开口470和472。与外壁450形成整体的是具有端部凸缘476和478的导轨凸缘314。在外壳上的多个肋使得基板和盖都非常刚性。这样又防止了在切割操作过程中刀片相互之间的分开。
现参见图40-44图中详细地示出了该切割刀片。每个刀片都是盘状形式的，例如盘480，具有一个前表面482和一个后表面484。沿着盘的周边的是一个倾斜的边缘486。该倾斜的边缘与前表面的平面形成45°的角度。该后表面包括一个圆形楔面或斜面488，该斜面以与由后表面形成的平面成约10°的角度延伸。在倾斜的表面486和后表面484之间的刀片边缘是圆筒形表面485，具有约0.5mm的长度。
每个刀片都装接到一个轴上，例如轴331，335上，每个轴具有一个直径较大的中段部分492和两个轴颈部分494，496。轴颈部分由在基板和外壳的盖上形成的轴承所接纳。通过这样的设计是想使滚动摩擦非常低。该轴335包括一个前凸缘498和一个轴承表面500。安装在该轴335上的是一个具有一个圆形凹陷部503的弹簧导引器502，该凹陷部是要约束住与由盖304的凸缘442约束住的端部相反的弹簧312的端部。
上刀片308和下刀片310在相反的方向上设置，使得它们如图41，45和46所示那样相互啮合，其中刀片308的斜面488a和刀片310的斜面488b相啮合。可以看出，它们是以一个角度相互靠接的，因为有10°的斜面以及还因为刀片如图46那样偏置。偏置具有刀片是“点”接触的优点。两个刀片的覆盖部分507是非常小的，约为0.55+0.15mm。刀片的转动轴线的这种非平行的设置可以由约1mm的衬套中的偏移量来达到。在两个刀片的中段线和沿导引器凸缘314的背侧的相应的线之间的角度偏差约为3度。还应该注意到，接触是在该设备的前部在介质与刀片首先接触的部位。这样做即使在打印机/绘图机使用象聚脂那样的难切的介质时也能确保切割的质量。由于刀片中的至少一个是受到弹簧偏压的，两个斜面488a和488b的对接就以约1.25牛顿加或减10％的预定的力保持着。使刀片靠拢在一起的偏压力还会导致出现磨损。待切割的材料，例如纸505，就被夹在两个刀片之间并且进行一种剪切切割。
在该较佳实施例中，外壳的基板和上盖都是用注射模塑PC+FG+PTFE制成的；下盖是用POM+PTFE制成的；刀片是用硬度达到51 HRC的不锈刚AISI 420 F制成的，而轴是用不锈刚AISI 303制成的。
现参见图47，48和49，对导轨46进行详细的说明。导引器是具有一个用于切割设备48的轨道510，和一个用于偏转件50，52，54的第二轨道512的挤压铝材。设置了两个弯曲的通道515和517来接纳将导轨连接到支架60和164上的螺钉。轨道切割设备是相对于具有切割功能的轨道偏移约3°角度。
在使用中，如图50-52所示那样，该切割设备沿着导引器导轨46滑动并且通常在导轨的左侧边缘处停留。当使用者试图切割已经由喷墨打印机/绘图机打印过的介质时，操作者用他或她的左手514捏住介质尽可能地靠近该切割设备并且将介质绷紧。然后操作者用他或她的右手的拇指和食指夹住该切割设备并且导引切割器横贯该张介质。然后进行线性切割，其中最靠近该打印机/绘图机的新的边缘被导引通过该切割器的直线通道，而与该打印机/绘图机分离的该张介质段则被向下导引离开其初始位置，接着通过切割设备中的弯曲通道。
权利要求
1.一种适合于装接到一个打印机/绘图机上的可拆卸的卷纸馈给设备，该设备包括用于安装介质卷的安装装置；用于支承所述安装装置的支承装置；连接到所述支承装置上用于加强所述支承装置的装置；连接到所述支承装置上用于可松开地啮合一个打印机/绘图机的装置；连接到所述支承装置上用于枢转地将所述支承装置装接到所述打印机/绘图机上的装置。
2.如权利要求1所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述可拆卸的啮合装置是一个弹簧夹。
3.如权利要求1所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述可枢转的啮合装置包括两个将所述支承装置连接到所述打印机/绘图机上的对置的销。
4.如权利要求4所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述可松开的啮合装置是一个弹簧夹。
5.如权利要求1所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备还包括一个切割设备；和连接到所述支承装置上用于安装和导引所述切割设备的装置；6.如权利要求5所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述可松开的啮合装置是一个弹簧夹；和所述可枢转的啮合装置包括两个将所述支承装置连接到所述打印机/绘图机上的对置销。
7.如权利要求6所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备还包括安装到所述支承装置上用于使介质从所述介质卷上转移的装置。
8.如权利要求7所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备包括安装到所述安装和导引装置上用于对由所述切割设备待切割的介质进行定位的装置。
9.一种适合于装接到打印机/绘图机上的可拆卸的卷纸馈给设备，该设备包括一根用于安装一介质卷的轴；两个用于支承所述轴的侧机架件；一个连接所述机架件的加强件；一个安装到所述机架件上大致平行于所述轴的位置上的偏转辊；连接到所述机架件上用于啮合一个打印机/绘图机的对置的销；一个连接到所述机架件上的导引器导轨；和一个安装到所述导引器导轨上并且设置来沿所述导轨移动将介质从一个打印机/绘图机上切割下的切割装置。
10.如权利要求9所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备包括连接到所述机架件上用于可松开地将所述机架件连接到一个打印机/绘图机上的对置的弹簧夹。
11.如权利要求10所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述加强件是一个L形的金属挤压件。
12.如权利要求11所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述导引器导轨是一个具有两个轨道部分的挤压件。
13.如权利要求12所述的卷纸馈给设备，其特征在于所述切割装置在一个外壳内包括有两个刀片并且是用手操作的。
14.如权利要求13所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备包括两个连接到所述机架件上用于对所述机架件相对于一个打印机/绘图机进行定位的表面。
15.如权利要求14所述的卷纸馈给设备，其特征在于该设备包括连接到所述机架件上用于在所述安装轴上导致摩擦的装置。
16.一种用于将一个卷纸馈给设备安装到一个打印机/绘图机上的方法，该方法包括下列步骤提供一根用于安装一个介质卷的轴，所述轴由两个侧机架件支承着；提供两个销；提供两个连接到所述机架件上的弹簧夹；将所述销中的一个连接到所述机架件中的一个和一个打印机/绘图机上；将所述轴和机架件与所述打印机/绘图机对准；将所述销中的另一个连接到所述另一机架件上和所述打印机/绘图机上；使所述轴和机架件以所述销作为转动轴线朝所述打印机/绘图机枢转；和将所述打印机/绘图机与所述弹簧夹啮合以便约束所述轴和机架件的运动。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于该方法还包括下列步骤提供一个安装到所述机架件上的偏转辊；提供一个安装到所述轴上的介质卷；使介质从所述卷上绕所述偏转辊运动；将所述介质与所述打印机/绘图机对准；将所述介质插入到所述打印机/绘图机内；和通过将从所述打印机/绘图机中出来的介质与进入到所述打印机/绘图机内的介质对准的方式重新对准所述介质。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于该方法包括下列步骤提供一个安装到一个导引器导轨上的切割装置，所述导引器导轨由所述两个侧机架件支承着；操作者用一只手捏住从所述打印机/绘图机中出来的介质；和操作者用另一只手使该切割装置沿导引器导轨运动。
全文摘要
一种可拆卸的卷纸馈给设备,它可拆卸地装接到打印机/绘图机上。廉价打印机/绘图机将可任选地装上一个简单的但是可靠的卷纸馈给设备。提供若干基准点和表面来在X,Y和Z方向上对打印机/绘图机定位,并且当卷纸馈给设备装接到打印机/绘图机上时,操作者可以任选地用卷筒介质或单张介质馈送给打印机/绘图机。卷纸馈给设备还提供了介质自对准性能和简单的但是是有效的手动操作的切割装置来将绘制完的部分与打印机/绘图机分开。
文档编号B26D1/24GK1172020SQ97109749
公开日1998年2月4日 申请日期1997年4月29日 优先权日1996年4月29日
发明者R·路易斯, A·欣诺乔沙, R·迈尔, C·基斯基, J·P·帕尔马提尔, J·布鲁克, X·雷格 申请人:惠普公司