呈l形構造的印表機和圖像讀取器的組合的製作方法

2023-08-22 13:48:06 2

專利名稱：呈l形構造的印表機和圖像讀取器的組合的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種印表機單元，更具體來說涉及一種與圖像讀取單元相結合而設置的噴墨印表機單元，從而用作一種多功能圖像處理單元。共同待批的申請下列申請已由本申請人與本申請同時提交SHA VPARRBWPAPNARRC所公開的這些共同未決申請在此引入以供參考。上述申請標出了其案卷編號，一旦被指定了申請號，則案卷編號將由申請號替代。
相關申請的交叉參考由本發明的申請人或受讓人提交的下述專利或專利申請在此引入以供參考。
6,795,215 10/884,881PEC01NP 09/575,10910/296,53509/575,1106,805,41909/607,9856,398,332 6,394,573 6,622,923 6,747,760 10/189,459PEC14USPEC15US 10/727,18110/727,16210/727,16310/727,24510/727,20410/727,23310/727,28010/727,15710/727,17810/727,21010/727,25710/727,23810/727,25110/727,15910/727,18010/727,17910/727,19210/727,27410/727,16410/727,16110/727,19810/727,15810/754,53610/754,93810/727,22710/727,160PEA29US10/854,52110/854,52210/854,48810/854,48710/854,50310/854,50410/854,50910/854,51010/854,49610/854,49710/854,49510/854,49810/854,51110/854,51210/854,52510/854,52610/854,51610/854,50810/854,50710/854,51510/854,50610/854,50510/854,49310/854,49410/854,48910/854,49010/854,49210/854,49110/854,52810/854,52310/854,52710/854,52410/854,52010/854,51410/854,519PLT036US 10/854,49910/854,501PLT039US 10/854,50210/854,51810/854,517PLT043US 10/728,80410/728,95210/728,80610/728,83410/729,79010/728,88410/728,97010/728,78410/728,78310/728,92510/728,84210/728,80310/728,78010/728,77910/773,18910/773,20410/773,19810/773,19910/773,19010/773,20110/773,19110/773,18310/773,19510/773,19610/773,18610/773,20010/773,18510/773,19210/773,19710/773,20310/773,18710/773,20210/773,18810/773,19410/773,19310/773,18410/760,27210/760,27310/760,18710/760,18210/760,188
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背景技術：
傳統地，已經使用印表機單元來與一個或多個相關聯的計算機對接，從而基於由相關聯的計算機傳輸的控制數據形成圖像。圖像質量和圖像形成速度視印表機單元的不同而有相當大的不同，進而其很大程度上取決於所使用的印表機單元的類型。一般來說，產生全彩色高解析度圖像的高速印表機單元比產生單色、黑色和白色圖像的低速印表機單元更為昂貴。在此方面，在具體情況中所使用的印表機單元的類型通常考慮該印表機所要保證的列印圖像類型以及具體印表機單元的成本來進行選擇。
新近，傳統印表機單元的作用已經進行了擴展，用於提供尤其是在辦公環境中的附加的功能。例如，許多辦公印表機單元已經發展到提供常規的列印功能以及提供通常與複印機相關的功能。在此方面，諸如文件掃描儀等的圖像讀取單元耦連於印表機單元來提供具有典型複製功能的印表機單元。由於其可實現以前由兩個或更多單獨的單元所完成的任務，從而減少了與維護兩個或更多單獨的單元相關的花費並減少了容納這樣的單元所需空間的大小，所以，這樣的多功能單元越來越受歡迎。
然而，這樣的多功能單元通常是專用的，並且通常針對辦公室用，進而其大小和模塊化十分受限。就傳統的印表機單元而言，這樣的單元通常也是昂貴的，並且為了使這樣的單元在印表機市場中具有競爭力，所使用的列印單元和/或圖像讀取單元通常比具有競爭性價格的單個單元的標準要低。這樣的折衷方案通常會使多功能單元以低劣的列印速度和列印質量運行。進一步來說，通常的多功能單元不易提供這樣的一種裝置，該裝置使得系統的各個部件可彼此地安裝、從而使得多功能單元的各個部件可分離或附加到該裝置上。在此方面，由於這樣的多功能單元的設計缺乏模塊性，分別購置印表機單元和圖像讀取單元、從而使得通過將印表機單元安裝於圖像讀取單元而使該印表機單元容易地轉換為多功能單元是不可能的。

發明內容
在第一方面，本發明提供一種噴墨印表機單元，包括用於支撐列印介質的介質輸入組件；用於在所述介質上列印圖像的列印引擎；以及用於收集已列印介質的介質輸出組件，該介質輸出組件具有圖像讀取單元，該圖像讀取單元帶有用於收集已列印介質的表面；其中，所述列印引擎位於所述介質輸入組件和介質輸出組件之間，使得在使用中所述介質輸出組件平擱在支撐表面上且所述介質輸入組件從所述列印引擎向上延伸。
可選地，所述介質輸入組件和列印引擎安裝在所述圖像讀取器上，且該圖像讀取器構造成將所述印表機單元支撐在工作表面上。
可選地，所述圖像讀取器從所述列印引擎向外延伸，並且所述已列印介質被收集在所述圖像讀取器的上表面上。
可選地，所述列印引擎包括介質退出機構，用於在列印之後將所述已列印介質從所述列印引擎退出。
可選地，所述圖像讀取器的上表面構造成捕捉所述退出的已列印介質並提供已列印介質以供收集。
可選地，所述圖像讀取器的上表面包括止擋構件，該止擋構件與退出的介質的前緣相接觸，用於在所述圖像讀取器的上表面上捕捉所述退出的介質以供收集。
可選地，所述列印引擎包括頁寬列印頭，該頁寬列印頭上設置有多個墨噴嘴，用於當介質傳送過列印頭時把墨噴射到介質的表面上。
可選地，所述列印頭設置在墨盒上，且所述墨盒能夠從所述列印引擎移除。
可選地，所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
可選地，所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
可選地，所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
可選地，所述支架包括控制系統，該控制系統控制所述列印頭以及傳送機構的操作，以便於在介質上列印所述圖像。
可選地，所述控制系統還控制所述圖像讀取單元的操作。
在第二方面，本發明提供一種噴墨印表機單元，包括用於支撐列印介質的介質輸入組件；
用於在所述介質上列印圖像的列印引擎；以及用於收集已列印介質的介質輸出組件，該介質輸出組件具有圖像讀取單元，該圖像讀取單元帶有用於收集已列印介質的表面；其中，所述列印引擎具有頁寬列印頭。
可選地，所述介質輸入組件和列印引擎安裝在所述圖像讀取器上，且該圖像讀取器構造成將所述印表機單元支撐在工作表面上。
可選地，所述圖像讀取器從所述列印引擎向外延伸，並且所述已列印介質被收集在所述圖像讀取器的上表面上。
可選地，所述列印引擎包括介質退出機構，用於在列印之後將所述已列印介質從所述列印引擎退出。
可選地，所述圖像讀取器的上表面構造成捕獲所述退出的介質，並提供已列印介質以供收集。
可選地，所述圖像讀取器的上表面包括止擋構件，該止擋構件與退出的介質的前緣相接觸，用於在所述圖像讀取器的上表面上捕獲所述退出的介質以供收集。
可選地，所述列印引擎包括頁寬列印頭，該頁寬列印頭上設置有多個墨噴嘴，用於當介質傳送過列印頭時在介質的表面上噴射墨。
可選地，所述列印頭設置在墨盒上且所述墨盒可從所述列印引擎移除。
可選地，所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
可選地，所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
可選地，所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
可選地，所述支架包括控制系統，該控制系統控制所述列印頭以及傳送機構的操作，以便於在介質上列印所述圖像。
可選地，所述控制系統還控制所述圖像讀取單元的操作。
在第三方面，本發明提供一種用於與圖像讀取器一起使用的噴墨印表機單元，該印表機單元包括體部，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件、以及用於與圖像讀取器上的互補緊固裝置可釋放地接合的緊固裝置；以及列印引擎，其具有頁寬列印頭以及用以控制該列印頭的操作的控制系統；其中，所述體部形成為與所述圖像讀取單元相嵌套，使得所述緊固裝置定位為與所述互補緊固裝置可釋放地相接合。
可選地，所述體部具有底部，該底部形成為容納在設於所述圖像讀取單元中的座部內。
可選地，所述體部的底部包括多個凹陷部分，這些凹陷部分適於容納設置在所述圖像讀取單元的座部上的多個定位構件，從而將所述體部可移除地緊固到所述圖像讀取單元。
可選地，所述體部的底部包括用於容納設置在所述圖像讀取單元的座部上的電連接器的電入口，從而，當體部緊固到所述圖像讀取單元上時，在該體部與圖像讀取單元之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
可選地，所述列印引擎的控制系統控制圖像讀取單元的操作，並且數據通過所述電路在所述控制系統與圖像讀取單元之間傳輸。
可選地，所述體部包括電源，該電源經所述電路向所述圖像讀取單元供應操作電力。
可選地，所述列印頭設置在墨盒上，並且該墨盒可從所述列印引擎移除。
可選地，所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
可選地，所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
可選地，所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
在又一方面，提供一種與噴墨印表機單元一起使用的圖像讀取單元，該圖像讀取單元包括介質讀取表面，其用於從印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取；以及互補緊固裝置，用於與印表機單元上的緊固裝置可釋放地接合；其中所述圖像讀取器形成為與所述印表機單元相嵌套，使得所述互補緊固裝置定位為與所述緊固裝置可釋放地接合。
在又一方面，提供一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上並用於讀取和記錄與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；以及圖像讀取單元，其具有用於從印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取的介質讀取表面；其中所述噴墨印表機單元與所述圖像讀取單元嵌套地接合併可釋放地固定到該圖像讀取單元。
在又一方面，提供一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面並用於讀取和記錄與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；以及圖像讀取單元，其具有用於從印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取的介質讀取表面；其中所述噴墨印表機單元與所述圖像讀取單元嵌套地接合併可釋放地固定於該圖像讀取單元。
在又一方面，提供一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上、並用於讀取與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；圖像讀取單元，其具有圖像讀取器和用於接收已列印介質並提供該已列印介質以供圖像讀取器讀取圖像信息的介質讀取表面；以及列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統，該列印頭具有多個用於將各個墨滴噴射到待列印介質上的墨噴嘴；其中所述控制系統確定是否每個噴嘴都以至少50,000,000滴/秒的速率噴射墨滴。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，體部包括座部、並且該座部形成為將噴墨印表機單元容納在其中。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，緊固裝置設置在座部上且包括至少一個從該座部延伸並適於與設置在所述噴墨印表機單元上的對應容納構件相接合的定位構件。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述容納構件為一凹陷部，而所述定位構件形成為容納在該凹陷部內。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中在所述座部上設置電連接器以與設置在所述噴墨印表機單元上的對應電連接器相接觸，從而，當所述噴墨印表機單元容納在所述座部中時，在該噴墨印表機單元和圖像讀取器之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述圖像讀取器包括有頭部、且該頭部設置成沿所述介質的表面移動而採集與形成於該介質的表面上的圖像相關的圖像信息。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，由所述圖像讀取器所採集的圖像信息存儲在設置有該圖像讀取器的控制器中。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，存儲在所述控制器中的圖像信息經所述電路而送到所述噴墨印表機單元以供處理。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述控制器按照從所述噴墨印表機單元接收到的控制指令調整所述圖像讀取單元的操作。
在又一方面，提供一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面以及用於讀取與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；圖像讀取單元，其具有圖像讀取器和用於接收已列印介質並提供該已列印介質以供圖像讀取器讀取圖像信息的介質讀取表面；以及列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；其中所述列印頭具有至少5000個用於將各個墨滴噴射到所述介質上的墨噴嘴。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述體部包括座部、並且該座部形成為將噴墨印表機單元容納在其中。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，緊固裝置設置在所述座部上且包括至少一個從該座部延伸並適於與設置在所述噴墨印表機單元上的對應容納構件相接合的定位構件。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述容納構件為一凹陷部，而所述定位構件形成為容納在該凹陷部內。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，在所述座部上設置電連接器以與設置在所述噴墨印表機單元上的對應電連接器相接觸，從而，當所述噴墨印表機單元容納在所述座部中時，在該噴墨印表機單元和圖像讀取器之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述圖像讀取器包括有頭部，且該頭部設置成沿所述介質的表面移動而採集與形成於該介質的表面上的圖像相關的圖像信息。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，由所述圖像讀取器所採集的圖像信息存儲在設置有該圖像讀取器的控制器中。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，存儲在所述控制器中的圖像信息經所述電路而送到所述噴墨印表機單元以供處理。
在又一方面，提供一種圖像讀取單元，其中，所述控制器按照從所述噴墨印表機單元接收到的控制指令調整所述圖像讀取單元的操作。


圖1示出根據本發明實施方式的多用途圖像處理裝置的前視立體圖；圖2示出結合了本發明的印表機單元的列印系統中的文件數據流的原理圖；圖3為示出本發明的印表機單元的控制系統中所使用的方法的實施方式的更為詳細的原理圖；圖4為示出本發明印表機單元中所使用的控制系統實施方式的框圖；圖5示出本發明印表機單元的前視立體圖；圖6示出圖5的印表機單元的前視分解立體圖；圖7示出圖5的印表機單元的後視立體圖；圖8示出圖5的印表機單元的前視圖；圖9示出圖5的印表機單元的右視圖；圖10示出圖5的印表機單元的左視圖；圖11示出圖5的印表機單元的仰視圖；圖12示出圖5的印表機單元的前視立體圖，其中介質輸出組件是伸出的，且介質裝載在介質輸入組件中；圖13示出圖5的印表機單元的前視立體圖，其中印表機單元的蓋打開而露出列印引擎；
圖14示出圖5的印表機單元的側向截面圖；圖15a和15b分別示出光源和可視指示器單元的前視立體圖；圖16示出與本發明一起使用的用於噴射墨的單個噴嘴在靜止狀態的豎向截面圖；圖17示出圖16的噴嘴在初始致動階段過程中的豎向截面圖；圖18示出圖17的噴嘴在所述致動階段後期的豎向截面圖；圖19示出圖16的噴嘴在圖18的致動狀態下的立體局部豎向剖視圖；圖20示出圖16的噴嘴的立體豎向剖視圖，省略了墨；圖21示出圖20的噴嘴的豎向截面圖；圖22示出圖16的噴嘴在圖17所示致動狀態下的局部立體豎向剖視圖；圖23示出圖16的噴嘴的俯視圖；圖24示出圖16的噴嘴的俯視圖，其中為了清楚起見除去了槓桿臂和可動的噴嘴；圖25示出結合有多個圖16所示類型的噴嘴裝置的列印頭晶片的一部分的立體豎向剖視圖；圖26為示出用於與本發明印表機單元一起使用的CMOS驅動和控制塊的原理圖；圖27為圖26中的CMOS塊中的點移位寄存器(dot shift register)與噴嘴列之間的關係的原理圖；圖28為示出單位單元(unit cell)與其與圖27的點移位寄存器和噴嘴列之間的關係的更為詳細的原理圖；圖29為示出適於與本發明印表機單元一起使用的單個印表機噴嘴所用的邏輯部分的電路圖；圖30示出本發明的圖像讀取單元的前視分解立體圖；圖31示出圖1的多用途圖像處理裝置的仰視圖；
圖32示出圖1的多用途圖像處理裝置的左視圖；圖33示出圖1的多用途圖像處理裝置的剖視側視圖；圖34示出圖1的多用途圖像處理裝置的放大剖視側視圖；圖35示出圖1的多用途圖像處理裝置的前視立體圖，其具有用作介質輸出組件的圖像讀取單元的蓋子；圖36示出圖1的多用途圖像處理裝置的前視立體圖，其中圖像讀取單元的蓋子打開而露出圖像讀取單元的讀取表面。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明體現在一種多用途圖像處理裝置1中，該圖像處理裝置1能夠通過圖像讀取單元701讀取圖像並通過噴墨印表機單元2列印圖像。圖像讀取單元701可以是傳統的平板式掃描儀單元，而裝置1構造成使得圖像讀取單元701和噴墨印表機單元2既能夠單獨完成它們各自的任務又能夠結合完成它們各自的任務。在此方面，裝置1可用作圖像讀取單元、噴墨印表機單元或複印機單元，通過該複印機單元，圖像讀取單元和噴墨印表機單元功能結合而列印通過圖像讀取單元讀取的圖像。下面將更為詳細地描述其中該裝置構造成提供這樣的多功能作業系統的方式。
由於本發明的圖像處理裝置1由噴墨印表機單元2和圖像讀取單元701構成，所以將首先單獨描述每個單元。
噴墨印表機單元如圖2示意性地示出，使用時，印表機單元2設置成將從掃描單元95或諸如計算機系統102等的外部來源接收到的文件列印到諸如紙張等的列印介質上。在此方面，印表機單元2包括允許將單元2和計算機系統102電氣連接的裝置——其連接方式將在下文中描述，從而接收已經由計算機系統102預處理過的數據。在一種形式中，將外部的計算機系統102程序化而執行在列印文件中所涉及到的各個步驟，所述步驟包括接收文件(步驟103)、緩衝文件(步驟104)以及光柵化(rasterizing)文件(步驟106)以及然後壓縮文件(步驟108)用以向印表機單元2傳送。
根據本發明的一種實施方式，印表機單元2可從外部計算機系統102接收壓縮的多層頁圖像形式的文件，其中設置在印表機單元2中的控制電子設備72緩衝圖像(步驟110)，然後展開圖像(步驟112)以用於進一步處理。對展開後的連續色調層進行仿色(dither)(步驟114)，然後，由展開步驟所得的黑色層合成到經過仿色的連續色調層上(步驟116)。還可提供經編碼的數據(步驟118)而形成一個附加層，(如果期望的話)則使用一種對於肉眼而言基本上是看不到的紅外墨來進行列印。黑色層、仿色後的連續色調層以及紅外層組合在一起(步驟120)以形成供應至列印頭以供列印(步驟122)的頁面。
在這個特定的裝置中，與待列印文件相關的數據被分成為用於文字和藝術線條的高解析度的二值掩碼層(bi-level mask layer)、以及用於圖像或者背景顏色的中等解析度的連續色調彩色圖像層。可選地，彩色文字可通過增加中高解析度的連續色調紋理層而得以支持，以通過從圖像或者單色所獲得的彩色數據而對文字和藝術線條進行紋理化。列印方法通過將這些連續色調層表示為抽象的「圖像」和「紋理」層而歸納這些連續色調層，所述「圖像」和「紋理」層可指代圖像數據或者單色數據。這種基於內容而將數據分層的方式遵循著基本模式——混合光柵內容(MRC)模式，如本領域內的技術人員所理解的那樣。與MRC基本模式類似，在待列印的數據重疊時，該列印方法作出折衷。具體來說，在一種形式中，在明確地體現了折衷的過程(衝突解決)中，所有的重疊都被減少到3層表達。
如前所提及的，數據以壓縮的多層頁圖像的形式輸送到印表機單元2，圖像的預處理由主要基於軟體的計算機系統102執行。然後，印表機單元2使用主要基於硬體的系統來處理該數據，如圖3中更詳細地示出的。
接收數據時，分配器230將數據從專有的表達形式轉換為硬體專用的表達形式，並確保該數據傳送到正確的硬體設備，同時，在將數據傳送到這些設備時遵守所有的限制或需求。分配器230將已轉換的數據分配到多個管線232中的其中一個。所述管線彼此相同，並且本質上提供解壓縮、縮放和點合成(dot composite)功能，以產生一組可列印的點輸出。
每個管線232都包括用於接收數據的緩衝器234。連續色調解壓器236對彩色連續色調面進行解壓，而掩碼解壓器對單色調(文字)層進行解壓。連續色調縮放器240和掩碼縮放器242分別地對解壓後的連續色調面和掩碼面進行縮放，以與要在其上列印頁面的介質的尺寸相符合。
然後，已縮放的連續色調面通過仿色器244進行仿色。在一種形式中，採用了隨機的分散點仿色。與聚集點(或者調幅)仿色不同，分散點(或者調頻)仿色再現了很高的空間頻率(即圖像細節)，其幾乎達到了點解析度的極限，同時，當由眼睛從空間上整合時，還再現了低空間頻率的彩色濃度。仔細地設計隨機仿色矩陣，以在圖像上鋪開時基本上不會引起不利的低頻圖案。從而，典型地，其尺寸超過支持特定強度級時所需要的最小尺寸(例如在257強度級時為16×16×8位)。
然後，仿色平面在點合成器246中以逐點的方式合成，以提供適於列印的點數據。此數據被轉送到數據分配和驅動電子設備248中，該數據分配和驅動電子設備248又將數據分配到適當的噴嘴致動器250，該噴嘴致動器250又使墨在適當的時間從適當的噴嘴252噴出，其噴出方式將在下文中更為詳細地解釋。
如可以理解的那樣，在印表機單元2內所採用的對圖像進行處理而用於列印的部件很大程度上取決於數據的表示形式。在此方面，印表機單元2可採用另外的軟體和/或硬體部件，以在印表機單元2內進行更多的處理，從而減少對計算機系統102的依賴。可選地，印表機單元2可採用較少的軟體和/或硬體部件，以進行較少的處理，從而，在將數據傳輸到印表機單元2之前依賴於計算機102來更多地處理圖像。
在所有的情形下，執行上述任務所需要的部件都設置在印表機單元2的控制電子設備72內，而圖4提供了這樣的電子設備的實施方式的框圖表示。
在這個設置中，硬體管線232具體體現在小型辦公室家庭辦公室印表機引擎晶片(Small Office Home Office Printer Engine Chip，SoPEC)中。如圖所示，SoPEC設備包括3個不同的子系統中央處理單元(CPU)子系統301、動態隨機存取存儲器(DRAM)子系統302和列印引擎管線(PEP)子系統303。
CPU子系統301包括一個CPU 30，該CPU控制和配置其它子系統的所有方面。其提供總體上的支持，以協調和同步印表機單元2的所有元件，這一點將在稍後描述。其還控制往QA晶片的低速通信(其將在下文描述)。CPU子系統301還包括各種輔助CPU的外圍設備，例如通用輸入輸出(GPIO，其包括馬達控制)、中斷控制單元(ICU)，LSS主控器和通用計時器。CPU子系統上的串行通信塊(SCB)向主機提供全速USB 1.1接口，並且向其它SoPEC設備(未示出)提供內部SoPEC接口(ISI)。
DRAM子系統302接受來自於CPU、串行通信塊(SCB)以及PEP子系統中的塊的請求。DRAM子系統302、尤其是DRAM接口單元(DIU)仲裁各種請求並確定哪一個請求應該獲得對DRAM的存取。DIU基於配置參數進行仲裁，以允許對於所有請求而言都可獲得對DRAM的充分的存取。DIU還隱藏了DRAM的實現特徵，例如頁大小、存儲設備數目和刷新速率。
列印引擎管線(PEP)子系統303接收來自於DRAM的壓縮頁並將其轉換成傳往列印頭接口(PHI)用於指定列印線的二值點，該列印頭接口直接與列印頭連通。該頁擴展管線的第一階段是連續色調解碼器單元(Contone Decoder Unit，CDU)、無損二值解碼器(Lossless Bi-LevelDecoder，LBD)並且若需要還有標記編碼器(Tag Encoder，TE)。該CDU擴展JPEG壓縮的連續色調(一般為CMYK)層，該LBD擴展壓縮的二值層(一般為K)，而當印表機單元2具有網頁性能時，TE編碼任一網頁標記，以用於後來的轉換(一般為IR或K墨)。第一階段的輸出是一組緩存連續色調FIFO單元(Contone FIFO Unit，CFU)、點FIFO單元(Spot FIFO Unit，SFU)和標記FIFO單元(Tag FIFO Unit，TFU)。CFU和SFU緩存實施在DRAM中。
第二階段是中間調色合成器單元(Halftone Compositor Unit，HCU)，其使得連續色調層進行仿色並將位置標記和二值點層在所獲得的二值仿色層上合成。
根據與SoPEC設備一起使用的列印頭，可執行許多合成選項。多達6通道的二值數據在該階段產生，然而不是所有通道都可存在於列印頭上。例如，列印頭可能只是CMY，而將K推入到CMY通道中並且省略IR。可選地，若沒有IR墨(或基於測試目的)，則任一編碼標記能以K列印。
在第三階段，廢噴嘴補償器(DNC)通過顏色冗餘及將廢噴嘴數據中的錯誤擴散到周圍的點上而補償列印頭中的廢噴嘴。
緩衝合成的二值6通道點數據(一般為CMYK、紅外、定影劑)並由點線寫程序單元(Dotline Writer Unit，DWU)將其寫到存儲在DRAM中的一組線緩存。
最後，點數據從DRAM裝載回來，並經過點FIFO而傳到列印頭接口(PrintHead Interface，PHI)。點FIFO以系統時鐘速率(pclk)接受來自於線裝載器單元(Line Loader Unit，LLU)的數據，而PHI從FIFO單元取走數據並以系統時鐘速率的2/3倍的速率將其發送到列印頭。
優選形式中，DRAM是2.5MByte的，其中約2MByte可用於壓縮頁存儲數據。壓縮頁容納在兩個或多個條帶內，多個條帶存儲在存儲器內。當一頁的條帶由PEP子系統303列印而消耗掉時，可下載一個新條帶。新條帶可以用於當前頁或下一頁。
使用條帶效應使得在下載整個壓縮頁之前可開始列印一個頁，但是必須注意確保數據總是可用於列印，否則可能會出現緩存欠載運行(under-run)。
嵌入式USB 1.1設備從PC主機接收壓縮頁數據和控制指令，並便於將數據傳送到DRAM(或多SoPEC系統中的另一個SoPEC設備，如下所述)。
多SoPEC設備可使用於可選的實施方式中，並且根據具體的實現方式可執行不同的功能。例如，在某些情形下，SoPEC設備可簡單地用於其單板的(onboard)DRAM，而另一個SoPEC設備用於上述的各個解壓和格式化功能。這可減少緩存欠載運行的可能，該緩存欠載運行可能出現在該頁的所有數據已經接收而剩下的數據還沒有及時接收到之前印表機就開始列印一個頁的時候。增加另一用於其存儲器緩衝性能的SoPEC設備使得其可緩存的數據量翻倍，即使未使用該另一晶片的任何其它性能。
各個SoPEC系統可具有數個質量保證(QA)設備，其設計成彼此配合而確保印表機機構的質量、墨供應質量——從而列印頭噴嘴在列印時不會受損、以及軟體質量——從而確保列印頭和機構不會受損。
通常地，各個列印SoPEC將具有相關的印表機QA，該印表機QA存儲與印表機單元的特徵相關的信息——例如最大列印速度。與該系統一起使用的墨盒單元還可包含墨QA晶片，其存儲墨盒信息——例如剩餘墨的量。該列印頭還具有QA晶片，該QA晶片構造成用作ROM(有效地，用作EEPROM)，其存儲列印頭特定的信息，例如廢噴嘴映像及列印頭特性。SoPEC設備中的CPU可選地裝載並運行QA晶片的程序代碼，該QA晶片有效地用作一個串行EEPROM。最後，SoPEC設備中的CPU運行邏輯QA晶片(即，軟體QA晶片)。
通常，系統中所有的QA晶片物理上都是相同的，僅僅是快閃記憶體的內容彼此不同。
各個SoPEC具有兩條LSS系統總線，其可與QA設備通信以進行系統認證及墨使用核算。各總線可使用大量的QA設備，並且這些QA設備在系統中的位置不受限制，只有印表機QA和墨QA設備應該位於分開的LSS總線上。
使用中，邏輯QA與墨QA通信，以確定剩餘的墨量。墨QA的回答參照印表機QA而進行認證。印表機QA的確證自身由邏輯QA認證，從而對來自於墨QA的回答間接地增加了一個額外的認證等級。
在除列印頭QA外的QA晶片之間傳輸的數據通過數字籤名的方式認證。在優選實施方式中，HMAC-SHA1認證用於數據，而RSA用於程序代碼，然而其它方案也可替代地使用。
將要理解的是，SoPEC設備從而控制印表機單元2的總體運行，並執行基本的數據處理任務以及同步並控制印表機單元2的各個部件的運行，以便於列印介質的處理。在本說明書的餘下部分中，術語控制電子設備72將用於指代在印表機單元2內使用以控制其運行的SoPEC設備和任意其它電子設備。
當印表機單元2用於與掃描器單元95結合而形成本發明的圖像處理裝置1時，為了清楚的原因，將把該印表機單元2作為一個獨立的單元而根據其功能來描述其結構和操作。
圖5到15示出了噴墨印表機單元2，其總體上包括主體部3、用於保持並支撐列印介質的介質輸入組件4、和列印後用於收集列印介質的介質輸出組件5。
如圖6更清晰地示出，主體部3的結構由上框架單元7形成，該上框架單元7形成為容納在下框架單元6上。該上下框架單元7和6一起限定了一個底部8、後部9和其上容納有蓋11的開口10。開口10使得可接觸到內部腔體12，在該腔體內容納有列印引擎70和相關部件。
如圖11所示，底部8形成於下框架單元6的下側並具有下表面13，當該印表機單元用作獨立的單元並設置在大致水平的表面——例如家庭或辦公室環境內的桌面上時，該下表面13支撐印表機單元2。在此設置中，一個或多個支座14從下表面13延伸而為該印表機單元提供額外的穩定性。支座14由例如橡膠的引起摩擦的材料製成，以增強印表機單元和支撐表面間的摩擦接觸。稍後將在本說明書中更詳細地描述將底部8構造成容納圖像讀取單元701的方式。
如圖7所示，主體部3的後部9由下框架單元6和上框架單元7的後表面限定。電源單元15設置成配合在下框架單元6的成型凹陷部內，以與主體部3的後部9相鄰。在一種形式中，電源單元15是一種固定的單元，其可經由電力接線插座16而從外部電源接收電力，並將該電力提供給該印表機單元的各個部件。在另一種形式中，電源單元15可以是一種可充電類型的，其可存儲供應給印表機單元2的電力，因而該單元15是可取下的，如需要時，可從框架單元6取下以進行替換。數據接線插座17也形成於下框架單元6中，並提供一種裝置，以將印表機單元2連接到外部來源——例如計算機系統102，從而以前面描述的方式將數據和指令提供給印表機單元2。數據接線插座17是標準乙太網和USB設備形式的插座，其使得印表機單元2連接到計算機終端102或計算機終端的網絡，以從該終端或網絡接收數據或指令。這樣的信息還可由印表機單元2通過使用設置在上框架單元7後表面上的蓋板20下方的WIFI卡18和/或藍牙Bluetooth卡19以無線的方式接收。在這樣的各種設置方式中，接收到的所有數據從插座17和卡18、19傳輸到印表機單元2的控制系統以供處理並列印。
如圖5、6、8～10和13所示，主體部3的蓋11包括鉸接到上框架單元7的蓋子21。蓋子21具有彎曲的頂表面22、傾斜的前表面23和形狀與上框架單元7的上邊緣配合的兩個端面24。蓋子21沿頂表面22的後緣樞轉地連接到上框架單元7。該樞轉連接使得該蓋子21可以向後樞轉，從而可接觸到主體部3的內部腔體12。
傾斜前表面23上形成有凹陷部25。凹陷部25容納有使得用戶和印表機單元2可以交流的用戶界面單元26。用戶界面單元26是LCD觸控螢幕，其將信息傳送給用戶並使用戶可通過選擇顯示屏上的選項而將信息直接輸入到印表機單元2。用戶界面單元26可顯示給用戶的信息種類以及用戶可輸入到印表機單元中的信息的種類可以變化，然而一般地，其可能涉及到存儲在印表機單元2中的墨的狀態、需要更正任意的卡紙等、以及與墨再填充過程相關的信息。將觸控螢幕LCD用作用戶界面是特別有利的，因為該顯示器可程序化為專門的語言，從而克服在印表機單元2上提供單獨的標記或文字的需要，該單獨的標記或文字在將要使用印表機單元的國家可能是專門的。然而需要理解的是，用戶界面單元26可為允許用戶與印表機單元2交互作用的多種不同形式，例如傳統的按鈕等。
蓋子21的傾斜前表面23還設置有可視的指示器單元27，該指示器單元27向用戶提供該印表機狀態的可視的指示。指示器單元27沿著蓋子21的表面延伸，並且其形式為從光源29發出光線的細長管狀或面板28。從可視的指示器單元27發射的光的顏色和/或強度可如此地控制其向用戶提供該印表機單元2的狀態的瞬時指示，而無需參考用戶界面單元26。
圖15a和15b中示出了可視的指示器單元27的構造。如圖所示，該單元27包括光源29和細長面板28。光源29的形式為設置在印刷電路板(PCB)31表面上的三個發光二極體(LED)30。LED 30是紅色、綠色和藍色LED，使得寬頻譜的光可從面板28發出。然而需要理解的是，也可採用單個LED或其它顏色的LED而實現類似的功能。PCB 31可為包含有用於印表機單元2的控制電子設備72的同一個PCB，或者可為單獨的PCB，其包括合適的電子設備，以在控制電子設備72的控制下操作LED 30。細長面板28由這種材料製成該材料使得來自於LED30的光可沿該面板的長度方向行進，並從該面板的表面射出。面板28可為放置在LED 30上的中空管或導管的形式，以收集從該LED發射的光。該管或導管的內表面可以塗有膜，其使得一部分光沿著該面板28的長度方向反射，而一部分光穿過該面板28而照亮面板28，其可由用戶沿著面板28的表面容易地看到。
使用時，各個LED 30可受控而從面板28發出光，以代表印表機單元2的狀態。例如，為了向用戶顯示印表機單元處於待機模式，可能啟動藍色LED而使得面板28發出藍色光。在列印時，可能啟動綠色LED而從面板28發出綠色光，並且當出現卡紙或印表機錯誤的問題時，可能啟動紅色LED而從面板28發出紅色光。此外，為了產生裝飾效果，各個LED能以不同的結合形式啟動而發射寬頻譜範圍內的多種顏色的光。由於光在一個大的表面區域上發出，而不是僅從一個點光源發出——這是在印表機單元上設置單個LED時的情形，用戶更可能視覺地檢測到印表機的狀態，並且在需要時可注意到該印表機。這樣的系統在確保有效的工作場所中實現了一個重要的功能，還提供了一種美學上令人愉悅的印表機單元。
為了將列印介質供應給印表機單元2以供列印，介質輸入組件4從印表機單元2的後部9延伸。介質輸入組件4包括託盤部分32和介質支撐活板32，二者一起形成了用於容納一張或多張供印表機單元2列印的列印介質34的表面。介質輸入組件4沿豎直方向從主體部3延伸並傾斜，從而使得在使用時列印介質34的紙張由介質輸入組件4沿豎直方向支撐並通過向下的通路吸入印表機中，如圖14所示並將在稍後更詳細地討論。
如圖6更清晰地示出，介質輸入組件4的託盤部分32與上框架單元7形成為一體，因而託盤部分32的後表面形成為主體部3後表面9的一部分。託盤部分32總體上形成一個容座以容納列印介質34，並包括其上放置有介質34的工作表面35、和位於其一端的介質支撐表面36，該介質支撐表面適於容納介質34的邊緣而將介質34保持在豎直位置中。託盤部分32還包括一對平行延伸的側壁37、38，其限定了可由印表機單元2容納的列印介質的最大寬度。
如圖14更清晰地示出，介質支撐表面36設置成與託盤部分32的工作表面35形成鈍角，以便於將一張列印介質34從託盤部分32輸送到列印引擎70以供列印。工作表面35內結合有惰輪39而與拾取機構60一起動作，以便於將一張列印介質34從工作表面35輸送到列印引擎70以供列印。沿介質支撐表面36以一定間距設置有多個高起的條40，所述的條40從介質支撐表面36延伸並將介質34的前緣支撐在表面36上。條40用於允許介質34的前緣在拾取機構60的作用下沿著條40的表面滑動，以便於從託盤部分32輸送介質34。襯墊41設置在條40的表面上，與拾取機構60相鄰而提供摩擦力，以便於當多張介質支撐在託盤部分32的工作表面35上時分離出最上張的介質10。襯墊41可為橡膠、氈製品或軟木類型的材料。
邊緣滑動件42適於通過一體的鉤件43配合在託盤部分32的工作表面35上。溝槽凹陷部(未示出)可設置在工作表面35上以容納滑動件42的定位凸耳(未示出)，從而使得滑塊42保持與工作表面35接合。這樣的設置使得滑動件42受控地在表面35上移動以適合多種寬度的列印介質34。邊緣滑動件42延伸過託盤部分32的高度並設置有壁部45，該壁部45從託盤部分32的工作表面35向外延伸以抵靠住列印介質34的側緣。該設置確保列印介質34正確地對齊於託盤部分32內，而確保將介質紙張受控地輸送到列印引擎70。
如圖6所示，託盤部分32的側壁37、38的內表面上設置有定位凸耳46，以使得介質支撐活板33連接到託盤部分32。在此方面，介質支撐活板33包括一對從其一端延伸的凹陷的薄片47，該凹陷的薄片容納凸耳46從而將介質支撐活板33固定到託盤部分32的上端。由此設置，介質支撐活板33可繞託盤部分32的末端樞轉，使得活板33可移動到展開位置以支撐裝載到介質輸入組件4上的列印介質34(如圖5所示)，或移動到縮回位置以包裝或運送，其中介質支撐活板33容納在託盤部分32的頂部(未示出)。
介質支撐活板33延伸超過託盤部分32的末端以支撐長度大於託盤部分32的列印介質34。該設置確保列印介質34保持在大致豎直的位置中，如圖12所示。在此方面，介質支撐活板33的表面設置有多個等間距的鰭狀元件48，所述鰭狀元件沿著活板33的表面縱向地延伸。各個鰭狀元件48從介質支撐活板35的表面延伸一個相等的量，從而為列印介質34提供一個平坦的表面，該表面與託盤部分32的工作表面35是連續的。設想介質支撐活板33的內表面還可為連續模製的表面，其邊緣區域內形成有合適的狹槽，以在介質支撐活板33被摺疊起來以用於印表機單元2的包裝或運送時容納託盤部分32的側壁37和38。
作為獨立的單元，印表機單元2適於由介質輸出組件5收集已列印介質，如圖12所示。在此設置中，介質輸出組件5位於主體部3的底部8中，處於印表機單元2的前方。介質輸出組件5包括託盤架50和兩個可延伸的輸出託盤——上輸出託盤51和下輸出託盤52，當不處於展開位置時，二者都保持在託盤架50中。
如圖6和11所示，託盤架50可取下地容納在下框架單元6的一個凹陷部中，並從後部延伸而超出印表機單元2的前部的邊緣。託盤架50具有上表面53和兩個從上表滿53向下延伸的側壁54和55。上表面53的前緣是開放的並且在其中形成有凹陷部56，而使得可接觸到保持在託盤架50內的上和下輸出託盤51和52。
上輸出託盤51形成為通過兩個側壁54和55而被容納並保持在託盤架50中。兩個側壁54和55內設置有延伸過該託盤架50的長度的溝槽(未示出)。上輸出託盤51大小為容納在溝槽中，使得其縱向邊緣在溝槽內行進以允許託盤51相對於託盤架50移動。該溝槽和上輸出託盤51的縱向邊緣設置成使得託盤51可從託盤架50伸出，但不可從託盤架50移除。在此設置中，當託盤51位於其縮回位置時，託盤51完全地配合在託盤架50內。
下輸出託盤52以與上輸出託盤51類似的方式構造。然而，在此設置中，下輸出託盤52容納在設置在上輸出託盤51的縱向邊緣中的兩個溝槽內。如圖9所示，下輸出託盤52的寬度和厚度小於上輸出託盤51，以允許下託盤52在上託盤內行進。下輸出託盤52設置成在縮回狀態時完全地配合在上輸出託盤51內，並且上輸出託盤51還沿其前緣設置有凹陷部57，以允許接觸到設置在下輸出託盤52的前緣上的止擋件58。下輸出託盤52和上輸出託盤51還可由下面方式構造其允許下託盤52從上託盤51延伸但防止其從上託盤移除，該方式與上面描述的方式類似。託盤也可有其它的允許縮回和展開的設置方式，並且將被認為落入本方面的範圍中。
使用前，介質輸出組件5位於縮回狀態，如圖5所示。當用戶握住止擋件58並展開下輸出託盤52時，介質輸出組件5位於運行位置，如圖12所示。該動作使得整個介質輸出組件5從託盤架50展開，以捕獲從印表機單元2驅出的已列印介質。已列印介質的前緣在從主體部3退出後在接觸到下輸出託盤52的止擋件58時被捕獲住。介質輸出組件5的展開量取決於正在列印的介質尺寸。例如，若列印介質的長度例如為A4尺寸，如圖12所示，那麼列印介質組件5可能需要完全展開以捕獲並保持已列印過的介質。
需要理解的是，介質輸出組件5可從印表機單元2移除，並且只是當印表機單元2僅用作噴墨印表機且不用作圖像處理設備1的一部分時才使用。下面將更詳細地描述圖像處理設備的構造方式。
如圖13所示並如前所提及，通過向後樞轉蓋11的蓋子21可接觸到主體部3的內部腔體12。內部腔體12容納列印引擎70以及拾取機構60形式的紙張操作機構。
如前所提及，拾取機構60的目的是分開單張列印介質並從介質輸入組件4傳送單張列印介質，以將其輸送到列印引擎70以供列印。由於印表機單元2能以達到並超過60ppm的速率運行，該拾取單元構造成以適合於實現該列印速度的速率分開列印介質紙張並將其傳送給列印引擎70。因而，拾取機構60包括拾取滾筒61，所述滾筒設置在從拾取器體部63延伸的臂62的端部。拾取器體部63包括由印表機單元2的控制電子設備72所控制的馬達64。拾取器體部63可樞轉地安裝到下框架單元6並彈簧地加載，從而將拾取滾筒61迫向託盤部分32的工作表面35。
在託盤部分32中缺少列印介質34時，拾取滾筒61受迫接觸到設置在託盤部分32的工作表面35上的惰輪39。為了將列印介質裝載到託盤部分32中，介質34被插入到託盤部分32中並接觸設置在拾取滾筒61上方的引導件66。該接觸使得拾取機構60樞轉而遠離託盤部分32的工作表面35，並且允許列印介質容納在拾取滾筒61和惰輪39之間，其中列印介質34的前緣支撐在介質支撐表面36上。該設置在圖14中示出。
拾取滾筒61的表面設置有夾緊裝置，其可為橡膠塗層或其它類似類型的塗層或表面處理的形式，其便於滾筒夾緊一張列印介質34。當拾取滾筒61轉動時，在馬達64的作用下，接觸到拾取滾筒61的一張列印介質被迫使著沿著高起的條40滑動，以將其輸送到列印引擎70。由於設置在條40表面上、與拾取機構60相鄰的襯墊41的作用，最外側介質與託盤部分32中的其它介質分開。在此方面，與最外側紙張一起移動的任意介質紙張在襯墊41上滑過時都將受到一個摩擦力，該摩擦力大於使得該紙張運動的摩擦力，因而只有最外側的紙張將會被輸送到列印引擎70上。
需要理解的是，採用拾取機構60而以相對高的速度分開列印介質34並將單張列印介質傳送到列印引擎70以供列印，因而所採用來實現該功能的拾取機構60的類型可能不同並仍然落在本發明的範圍內。
本發明採用的列印引擎組件70一般包括兩部分支架單元71和墨盒單元80。在此設置中，墨盒單元80設置成容納在支架單元71中。
如圖14所示，墨盒單元80具有體部，該體部容納列印頭集成電路81，以在列印介質34紙張經過時在該紙張上列印。墨盒單元80的體部還容納墨操作和存儲器82，以存儲墨並將墨輸送到列印頭集成電路81。列印頭集成電路81是頁寬列印頭集成電路，其沿墨盒體部外側設置在墨處理和存儲槽82下方的區域中，以擴展正在列印的介質34的寬度。與傳統的印表機單元不同的是，本發明的列印頭集成電路81在操作時固定在合適位置上，且不掃掠或在列印介質上來回移動。因而，本發明的列印引擎可實現遠高於現在可能的傳統印表機系統的列印速度。稍後，在本說明書中將更詳細地討論列印頭集成電路81的構造和控制方式。
設置在支架單元71上的控制電子設備72提供電力和數據信號，以控制列印頭集成電路81的操作。控制電子設備72包括前面描述的SoPEC設備，並且信號從控制電子設備72經過設置在墨盒單元80體部外圍的數據和電力連接設備(未示出)傳輸到墨盒單元80。當墨盒單元80插入到支架單元71中時，數據和電力連接設備與設置在支架單元71上的相應的數據和電力連接設備配合，從而便於單元71和80之間的電力和數據通信。
墨處理和存儲器82的形式為多個聚乙烯薄膜貯器，其分別存儲不同類型的墨和列印流體以供列印。例如，墨盒單元80可設置有六個獨立的聚乙烯薄膜貯器以存儲青色、洋紅、黃色和黑色墨以用於彩色列印，以及存儲紅外墨用於特定的列印場合，以及存儲墨定影劑以幫助墨的凝固。每個或所述存儲器82可與設置在形成於墨盒單元80體部外圍的再填充埠(未示出)中的相應入口流體連通。因而，通過使墨再填充分配器接觸到該再填充埠、並在壓力下將墨輸送到存儲器82中而分別地對存儲器82進行填充。如前所提及，墨再填充分配器可配備有QA晶片，該晶片由設置在墨盒單元80體部上的相應的讀取器讀取。然後，相關的數據傳輸到設置在支架單元71的控制電子設備72中的SoPEC設備，以確保填充流體的完整性和質量。為便於填充，聚乙烯薄膜存儲器82構造成使得隨著其填充而膨脹以容納所述流體，並且隨著列印過程中墨/流體的消耗，該存儲器變癟。
存儲在存儲器82中的墨和列印流體經過一系列管道79輸送到列印頭集成電路81，該一系列管道79設置成運送指定流體——例如特定顏色的墨或定影劑，並允許流體被輸送到沿列印頭集成電路81的長度方向設置的合適的墨輸送噴嘴。其實現方式及墨盒單元80的總體構造已在本申請人的美國專利申請登記號No.RRA01US到RRA33US中描述，其公開內容在此引入以供參考。上述申請已經由其申請登記號列出，一旦被授予於相應的申請號後，則將替代以相應的申請號。
如上所提及，墨盒單元80的列印頭集成電路81是頁寬列印頭集成電路，其構造成延伸的寬度約為22.4cm(8.8英寸)，以與寬達約21.6cm的可變寬度的列印介質相適應，其等同於具有標準A4或US信紙形式寬度的介質。然而，還可設想，頁寬列印頭集成電路81可構造成具有更寬或更窄的寬度，這極大地取決於印表機單元2的應用場合以及所使用的列印介質的類型。為了實現所需的寬度，列印頭集成電路81可由一個或多個相鄰地安裝的集成電路構成，其中各個集成電路上設置有多個墨輸送噴嘴。
現在將參照圖16到25對適於本發明的類型的列印頭噴嘴設裝置的其中一個例子進行描述，該列印頭噴嘴裝置包括噴嘴和相應的致動器。圖25示出形成於矽襯底8015上的一組噴嘴裝置801。各噴嘴裝置801都是相同的，然而各組噴嘴裝置801設置成供給以不同顏色的墨或定影劑。在此方面，噴嘴裝置成行設置並彼此交錯，使得與單行噴嘴相比，列印時墨點的間距更近。這樣的裝置可以提供如上所述的噴嘴密度。多行還允許冗餘(若需要)，從而允許各噴嘴可以有給定的故障率。
各噴嘴裝置801是由集成電路製造技術製造的。具體地，噴嘴裝置801限定了微機電系統(MEMS)。
為了清楚並便於描述，將參照圖16到24描述單個噴嘴裝置801的構造及操作。
噴墨列印頭晶片81包括矽晶片襯底8015，其上設置有0.35微米的1P4M 12伏CMOS微處理電子設備。
二氧化矽(或替代地為玻璃)層8017設置在襯底8015上。二氧化矽層8017限定了CMOS電介質層。CMOS頂層金屬限定了設置在二氧化矽層8017上的一對對齊的鋁電極接觸層8030。蝕刻矽晶片襯底8015和二氧化矽層8017而限定具有大致圓形截面(平面)的墨入口溝槽8014。由CMOS金屬1、CMOS金屬2/3和CMOS頂層金屬形成的的鋁擴散勢壘8028繞著墨入口溝槽8014設置在二氧化矽層8017中。擴散勢壘8028用於阻擋氫氧離子穿過驅動電介質層8017的CMOS氧化物層而擴散。
氮化矽層形式的鈍化層8031設置在鋁接觸層8030和二氧化矽層8017上。設置在接觸層8030上的鈍化層8031的各個部分內限定有開口8032，以通往接觸層8030。
噴嘴裝置801包括由環形噴嘴壁8033限定的噴嘴腔室8029，所述噴嘴壁的上端終止於噴嘴頂壁8034和徑向內部噴嘴邊緣804，該徑向內部噴嘴邊緣804在平面內是圓形的。墨入口溝槽8014與噴嘴腔室8029流體連通。在噴嘴壁的下端，設置有移動邊緣8010，該移動邊緣包括一個移動的密封唇8040。環繞壁8038包繞可移動噴嘴並包括一個靜止密封唇8039，當噴嘴如圖18所示靜止時，該靜止密封唇8039與移動邊緣8010相鄰。由於限制於靜止密封唇8039和移動密封唇8040之間的墨的表面張力，形成了流體密封8011。這防止墨從腔室洩漏，同時在環繞壁8038和噴嘴壁8033之間提供一個小阻力的耦連。
如圖23最佳所示，多個徑向地延伸的凹陷部8035限定在繞著噴嘴邊緣804的頂壁8034中。凹陷部8035用於容納因為墨經噴嘴邊緣804的逸出而引起的徑向墨流。
噴嘴壁8033形成為槓桿裝置的一部分，該槓桿裝置安裝到大致為U形的支承件8036，該支承件8036的底部8037附著到氮化矽層8031。
槓桿裝置還包括槓桿臂8018，該槓桿臂8018從噴嘴壁延伸並結合側向加強梁8022。槓桿臂8018附著到一對被動梁806，該被動梁由氮化鈦(TiN)製成並位於噴嘴裝置的任一側，如圖19和24最佳所示。被動梁806的其它端附著到支承件8036。
槓桿臂8018還附著到由TiN製成的致動梁807。需要注意的是，此與致動梁的附著點比與被動梁806的附著點要高出一段很小、但很重要的距離。
如圖16和22最佳所示，致動梁807在平面內大致為U形，限定了電極809和相對電極8041之間的電流通路。各個電極809和8041都電連接到接觸層8030的各個觸點。在通過接觸809電耦合的同時，致動梁還機械地錨定到錨定件808上。錨定件808構造成當噴嘴裝置操作時限制致動梁807往圖16～18的左側的運動。
致動梁807中的氮化鈦是導電的，但是具有足夠高的電阻以在電流流經電極809和8041時經歷自加熱。電流不流經被動梁806，於是被動梁不膨脹。
使用時，靜止的設備以墨8013填充，墨在表面張力的影響下形成了彎液面803。墨由該彎液面而保持在腔8029中，並且在沒有某些其它物理影響時一般將不會洩露。
如圖17所示，為了從噴嘴噴射墨，電流流經接點809和8041之間，流過致動梁807。由於該梁的電阻而產生的自加熱使得梁膨脹。致動梁807的尺寸和設計意味著大部分膨脹沿著圖16～18中的水平方向。該膨脹在左側由錨定件808所限制，因此致動梁807與槓桿臂8018相鄰的端部被推向右側。
被動梁806在水平方向上較不易變形，從而，所述被動梁不允許槓桿臂8018沿水平方向較多地移動。然而，被動梁和致動梁與被動梁和槓桿臂的附著點之間的相對位移產生了扭曲運動，該扭曲運動使得槓桿臂8018大致向下移動。該移動有效地為樞轉或鉸鏈運動。然而，沒有真實的樞轉點意味著該轉動是繞著由被動梁806的彎曲而限定的樞轉區域轉動。
槓桿臂8018的向下運動(和輕微的旋轉)通過噴嘴壁8033與被動梁806之間的距離放大。噴嘴壁和頂壁向下運動使得腔室29內的壓力增加，使得彎液面凸出，如圖17所示。需要注意的是，墨的表面張力意味著流體密封11由該運動拉伸而不允許墨洩露。
如圖18所示，在合適的時間，驅動電流停止且致動梁807快速地冷卻並收縮。該收縮使得該槓桿臂開始返回其靜止位置，接著又使得腔室8029內的壓力減小。凸出的墨的動量及其固有的表面張力之間的相互作用、以及由向上運動所產生的噴嘴腔室8029的負壓使得凸出的彎液面變薄、並最後斷裂以形成一個墨滴802，該墨滴繼續向上運動直到其接觸到相鄰的列印介質。
緊接著墨滴802脫離之後，彎液面803形成凹面形，如圖18所示。表面張力使得腔室8029中的壓力保持為較低，直到通過入口8014而向上吸入墨，這使得噴嘴裝置和墨返回到靜止位置，如圖16所示。
列印頭集成電路81可設置有5000到100,000個沿其表面布置的上述噴嘴，這取決於列印頭集成電路81的長度和所需要的列印性能。例如，對於窄介質而言，為了獲得需要的列印結果，可能僅僅需要5000個沿列印頭表面布置的噴嘴，而對於較寬的介質而言，為了獲得需要的列印結果，可能需要10,000、20,000或者50,000個沿列印頭長度方向布置的噴嘴。為了在A4或US信紙大小的介質上獲得1600dpi或1600dpi左右的全彩色照片質量的圖像，對於每種顏色而言，列印頭集成電路81可具有13824個噴嘴。因此，在列印頭集成電路81可以列印4種顏色(C、M、Y、K)的情形時，列印頭集成電路81可具有大約53396個沿其表面設置的噴嘴。此外，在列印頭集成電路81可以列印6種列印流體(C、M、Y、K、IR以及定影劑)的情形時，這可導致82944個噴嘴設置在列印頭集成電路81的表面上。在所有這些裝置中，支持各噴嘴的電子設備都是相同的。
現在將參照圖26-29描述在列印頭集成電路81內對各個噴嘴裝置101進行控制的方式。
圖26示出了列印頭集成電路81的一個整體視圖及其與SoPEC設備之間的連接，該SoPEC設備設置在印表機單元2的控制電子設備72內。如上所討論，列印頭集成電路81包括包含有噴射每個噴嘴的重複邏輯的噴嘴芯陣列401以及產生噴嘴噴射時間信號的噴嘴控制邏輯402。噴嘴控制邏輯402通過一個高速鏈路從SoPEC設備接收數據。
噴嘴控制邏輯402構造成通過鏈路407向噴嘴芯陣列傳送串行數據以進行列印，該鏈路的形式可以是電連接設備。噴嘴芯陣列401的狀態和其它的操作信息通過另一條鏈路408被傳回到噴嘴控制邏輯402，鏈路408也可設置在電連接設備上。
在圖27和28中更詳細地示出了噴嘴芯陣列401。在圖27中，可以看到，噴嘴芯陣列401包括一組噴嘴列501。該組包括一個噴射/選擇移位寄存器502且多達6個顏色通道，每個顏色通道都由一個相應的點移位寄存器503表示。
如圖28所示，噴射/選擇移位寄存器502包括正向通路噴射移位寄存器600、反向通路噴射移位寄存器601和選擇移位寄存器602。每個點移位寄存器503包括奇數點移位寄存器603以及偶數點移位寄存器604。奇數點移位寄存器603及偶數點移位寄存器604的一端相連，使得數據沿一個方向通過奇數點移位寄存器603計錄，然後沿相反的方向通過偶數點移位寄存器604計錄。幾乎是最後的偶數點移位寄存器的輸出供給到多路復用器605的一個輸入。在後期處理測試中，多路復用器的這個輸入通過一個信號(芯部掃描(corescan))而選擇。在正常操作時，芯部掃描信號選擇供應到多路復用器605的其它輸入的點數據輸入Dot[x]。這導致用於各種顏色的Dot[x]被供應到相應的點移位寄存器503。
現在將參照圖28對單個列N進行描述。在所示的實施方式中，列N包括12個數據值，包括奇數的數據值606和偶數的數據值607，這兩個數據值用於六個點移位寄存器中的每一個。列N還包括來自於正向噴射移位寄存器600的奇數噴射值608以及來自於反向噴射移位寄存器601的偶數噴射值609，這兩個噴射值作為輸入而供應到多路復用器610。多路復用器610的輸出通過選擇移位寄存器602中的選擇值611控制。當選擇值為零時，輸出奇數噴射值，而當選擇值為一時，輸出偶數噴射值。
每個奇數數據值606和偶數數據值607都作為輸入而分別地供應到相應的奇數和偶數點鎖存器612和613。
各個點鎖存器及其相關的數據值形成了一個單格(unit cell)，例如單格614。圖29中更詳細地示出了一個單格。點鎖存器612是D型觸發器，其接收輸出的數據值606，該數據值由D型觸發器614保持，該D型觸發器614形成為奇數點移位寄存器603的一個元件。觸發器614的數據輸入由奇數點移位寄存器中的前方元件的輸出提供(除非所考慮的元件是移位寄存器中的第一個元件，在該情形中其輸入為Dot[x]值)。當接收到LsyncL提供的反向脈衝時，數據從觸發器614的輸出而被計錄到鎖存器612中。
鎖存器612的輸出作為三輸入與門615的一個輸入而提供。與門615的其它輸入是Fr信號(來自於多路復用器610的輸出)和脈衝外形信號Pr。噴嘴的噴射時間由脈衝外形信號Pr所控制，並可例如延長而考慮到低壓時的情形，該低壓由於電源功率低而引起(在可移除電源實施方式中)。這是為了確保在噴嘴噴射時相對恆定量的墨有效地從各個噴嘴中噴射。在所描述的實施方式中，各個點移位寄存器的外形信號Pr都是相同，以在複雜度、價格和性能之間實現平衡。然而，在其它實施方式中，Pr信號可整體地施加(即對於所有噴嘴而言都是相同的)，或者可單獨地適應於各個單格或甚至適應於各個噴嘴。
一旦數據載入到鎖存器612中，噴射使得Fr和脈衝外形Pr信號施加到與門615，結合到一起而對於容納有邏輯電路1的各個鎖存器612而言觸發噴嘴而噴射墨點。
各個噴嘴通道的信號總結為下表

如圖29所示，噴射信號Fr沿對角線傳遞，從而使得當前列中的一種顏色、下一列的下一顏色等可以噴射。這通過將電流需求分布在6個列上而以時間延遲的方式展開得以平均。
形成不同移位寄存器的鎖存器和點鎖存器在此實施方式中是全靜態的，並且是基於CMOS的。鎖存器的設計及構造為集成電路工程及設計領域的技術人員所公知，因此在此文件中將不詳細描述。
對於能以約60ppm的速度列印的列印單元2而言，噴嘴速度可等於20kHz，並且對於更高的列印速度，噴嘴速度可以更高。需要理解的是，所有提到列印速度及ppm將是指以全處理彩色圖像(不是點顏色)列印的頁面，並且需要該頁面的至少80％覆蓋有圖像。因此60ppm的列印速度是指可每分鐘列印60頁介質，其中該頁面以全處理彩色圖像列印並且圖像至少覆蓋每張頁面的80％。因而，與現有印表機單元的所有比較都基於此種列印要求。在噴嘴速度的這個範圍內，整個列印頭81可噴射的墨總量為至少50,000,000滴/秒。然而，隨著噴嘴的數目增加以提供更高速和更高質量的列印，可輸送的速率為至少100,000,000滴/秒、優選地至少300,000,000滴/秒、更優選地至少1,000,000,000滴/秒。因此，為了適應以這樣的速度列印，控制電子設備72必須可以判斷噴嘴是否以相等的速率噴射墨滴。由此，在某些情形下，該控制電子設備必須可以判斷噴嘴是否以至少50,000,000滴/秒的速率噴射墨滴。對於更高速度、更高質量的列印場合而言，其可能會增加到至少100,000,000滴/秒、或者至少為500,000,000滴/秒、且在許多場合下至少1,000,000,000滴/秒。
對於本發明的印表機單元2而言，上述的設置在列印頭晶片81中的噴嘴數目的範圍和噴嘴噴射速度以及列印速度使得面積列印速度至少為50cm2/秒，並且取決於列印速度，在更高速度時為至少100cm2/秒、優選地至少200cm2/秒、更優選地至少500cm2/秒。這種裝置提供了一種印表機單元100，其能以先前的常規列印單元所不能獲得的速度在介質面積上進行列印。
如前所提及，上面描述的噴嘴裝置形成於墨盒單元80的列印頭集成電路81中，該墨盒單元80形成為列印引擎70的一部分。墨盒單元80依靠從支架單元71的控制電子設備72傳輸來的數據和電力而工作，並且還依靠支架單元71將列印頭集成電路81支撐在列印位置上並將列印介質輸送經過列印頭集成電路81以供列印。
在此方面，支架單元71形成列印引擎70的第二部分，並由設置在上下框架單元7和6上的固定件(未示出)保持在主體部3的內部腔室12中。在該位置中，如圖13和14所示，支架單元71可經過連接元件73從外部數據源接收數據，該連接元件73與設置在主體部3後部9上的數據接線插座17之間是電連接的。該連接元件73優選地為柔性印製電路板(PCB)，其設置成與設置在支架單元71上的相應的連接器對齊。類似地，電力藉助延伸到內部腔室12中的電源插頭(未示出)而從電源單元15供應給支架單元71。支架單元71設置有合適的連接元件(未示出)，其連接到電源插頭74以將電力輸送給支架單元71。
如圖14更清晰地示出，支架單元71形成為容納墨盒單元80，使得當二者配合到一起時，兩個單元形成列印引擎組件70。在此裝置中，數據和電力可如前所述地在單元71和80之間傳輸，從而允許列印頭集成電路81的噴嘴以前面描述的方式受控。
支架單元71的體部包括驅動馬達75、驅動滾筒76和夾緊滾筒77，以將紙張傳送通過列印引擎70；列印頭維護單元78，以向列印頭集成電路81提供遮蔽和其它形式的維護；以及控制電子設備72，其包括SoPEC設備，用於控制印表機單元2的總體操作。支架單元的體部還容納有惰輪87和退出滾筒86形式的介質退出機構，以幫助從列印引擎70輸送已列印介質以供搜集。
驅動馬達75是具有雙向能力的標準的無刷DC馬達。該驅動馬達75齒輪傳動地接合到驅動滾筒76，以向驅動滾筒76提供驅動運動，從而控制列印介質分發通過列印頭集成電路81。驅動滾筒76由馬達75驅動的速度受控制電子設備72的控制，以確保該紙張以所需的速率輸送而通過列印頭81，該速率一般達到或超過60ppm。驅動滾筒76接合到夾緊滾筒77並一起配合而捕獲由拾取機構60供應的列印介質，並使介質行進而經過列印頭集成電路81。
支架單元71還設置有列印頭維護單元78，其也齒輪傳動地接合到驅動馬達75。列印頭維護單元78包括遮蔽元件，其適於移動到合適位置而覆蓋住墨盒單元80的列印頭集成電路81。在此情形下，當確定印表機單元2處於不運轉狀態時，控制電子設備72啟動列印頭維護單元78和驅動馬達75的接合，從而移動列印頭維護單元78以使之與列印頭集成電路81遮蔽地接合。該遮蔽接合基本上形成了一個繞列印頭集成電路81的墨輸送噴嘴的周向密封，從而減小了溼氣從墨輸送噴嘴的墨中蒸發，並防止墨乾枯而堵住噴嘴。類似地，當確定列印開始時，控制電子設備72啟動列印頭集成電路81的打開，從而允許列印頭維護單元78返回其如圖16所示的打開位置。列印頭維護單元78還可按需地執行其它功能，例如清掃或吸乾列印頭81。
紙張退出機構85位於支架單元70的內側且位於列印頭集成電路81下遊，並包括退出滾筒86和多個惰輪87。退出滾筒86設置有延伸跨過支架單元的長軸杆。退出滾筒86可具有沿該軸杆的長度方向等距設置的多個夾緊元件，以幫助捕獲介質而輸送到介質輸出組件5。退出滾筒86由支架單元71的驅動馬達75通過合適設置的驅動齒輪驅動，並且支架單元71的控制電子設備72可控制紙張退出機構85的操作，以確保其在合適的時間和合適的速度啟動以與支架單元71的驅動滾筒76的速度和時間設置相對應。
紙張退出機構85的惰輪87與退出滾筒86配合地操作以捕獲列印介質並將其輸送到介質輸出組件5。惰輪87柔性地連接到支架單元71的內側表面並設置成轉動地接觸退出滾筒86。如圖14所示，惰輪87為棘輪形式，其在退出滾筒86的表面上轉動而將介質捕獲在其間，使得已列印介質可在退出滾筒86的作用下輸送到介質輸出組件5。這個裝置有助於在列印後控制從列印引擎70上移除已列印的介質紙張。
將要理解的是，雖然紙張退出機構85示出為位於支架單元71內，該紙張退出機構也可設置成遠離支架單元，並附著到印表機單元的主體部3。此外，雖然紙張退出機構85示出為具有棘輪91，但是也可採用其它類型的惰輪，這對於本領域技術人員將是明顯的並且仍然落入本發明的範圍內。
如圖16所示，支架單元71的體部具有設置在列印頭集成電路81上遊、並與拾取機構60相鄰的入口67。入口67接收由拾取機構60輸送的列印介質的前緣，還包括引導件69，該引導件有助於引導列印介質的前緣使之朝向驅動滾筒76和夾緊滾筒77。
出口68設置在支架單元71的體部中且位於列印頭集成電路81以及紙張退出機構的下遊，以為列印介質提供一個退出列印引擎70的通路。在由列印頭集成電路81列印後，已列印介質的前緣在紙張退出機構85的作用下通過出口68而退出列印引擎70。
在描述的裝置中，列印引擎70位於主體部3的內部腔室12內，以允許從介質輸入組件4經過列印引擎70到介質輸出組件5的一個簡單的列印介質傳輸路徑。
如圖14所示，為了簡化列印介質行進通過印表機單元2的路徑，列印引擎70傾斜地設置在主體部3的內部腔室12中。列印引擎70的傾斜設置使得列印頭集成電路81傾斜地設置，從而提供了傾斜設置的列印區域，這有助於在列印介質從介質輸入組件4經過列印區域運行到介質輸出組件5時為列印介質提供一個淺的路徑。這樣的簡單和淺的列印介質路徑允許不同厚度和類型的介質——即約達到300gsm的紙張——由印表機單元2列印，這樣的介質操作能力可變性在傳統的桌面印表機單元上一般是沒有的。若介質接觸到列印頭集成電路81，該裝置減小了列印介質沿其路徑被卡住以及需要不停的監視並校正以及在某些情形下維修或替換的可能性。
列印引擎70設置的角度、以及列印頭集成電路81的傾斜角很大程度上取決於列印介質10供應到印表機單元2的角度，特別是介質輸入組件4的傾斜角。如圖16所示，列印介質輸入組件4的傾斜角約為120度，該傾斜角從X軸正向沿逆時針方向測得，其中水平面的傾斜角為0度。列印介質輸入組件的傾斜角可在90～160度之間變化。在圖16示出的裝置中，列印引擎70以及列印頭集成電路81的傾斜角約為145度，該角度大於列印介質輸入組件4的傾斜角。從而，為了提供可處理不同重量和厚度的列印介質的淺的列印介質路徑，列印頭集成電路81設置成其傾斜角大於列印介質輸入組件的傾斜角。
圖像讀取單元圖30中示出了圖像處理裝置1的圖像讀取單元701的分解視圖。需要理解的是，圖像讀取單元701與傳統的平板式掃描器單元類似，其採用了傳統的往復式頁寬圖像讀取器702以從一個源掃描圖像。該圖像讀取器702為掃描器頭部組件的形式，如本領域技術人員所理解的那樣。
圖像讀取單元701大致上包括底部703、框架710和蓋子720。底部703包括圖像讀取單元701的多個操作元件。圖像讀取器702位於底部703的一端內並支撐在中央軸杆704上，當圖像讀取器702讀取圖像時，該圖像讀取器沿著該中央軸杆704移動。馬達707安裝到底部703以驅動皮帶組件705，該皮帶組件設置成平行於中央軸杆704。皮帶組件705連接到圖像讀取器702並在馬達707的作用下使得其沿著中央軸杆704移動，從而允許圖像讀取器702穿行過底部703而掃描圖像。在皮帶組件705遠離馬達707的端部處設置有皮帶張緊系統706，以確保皮帶被足夠地張緊，使得圖像讀取器702沿著掃描器單元701的長度方向一致地運動。
圖像讀取器702和馬達707由設置在PCB組件(被部分地擋住)上的控制器708所控制。當圖像讀取器702穿行過圖像讀取單元701的長度方向時，其由柔性PCB 709連接到控制器708，該柔性PCB示出為處於摺疊設置中。在此方面，當圖像讀取器702沿著底部703的長度方向移動時，柔性PCB 709從摺疊設置延伸以確保圖像讀取器702一直地與控制器708通信，而使得數據和電力在兩個元件之間傳輸。在此裝置中，與正在被讀取的圖像相關的圖像信息由圖像讀取器702所採集並記錄或存儲在控制器708中以供後期的處理。
框架710設置成配合在底部703上並通過設置在框架710上的凸耳711而保持接合，所述凸耳與設置在底部703上的相應的凹陷部712匹配。平坦的玻璃面板713夾在底部703和框架710之間。玻璃面板713用於支撐已列印介質紙張並提供介質以由圖像讀取器702按照上面描述的方式讀取。
在框架710後部設置有座部714。座部714形成了一個開口的容座，該容座具有底板部715和從該底板部715向上延伸的兩組定位元件716。該定位元件716各包括一個由四個抬起的定位片718環繞的中央圓柱件717。間隔元件719也從座部的底板部715延伸。定位元件716和間隔元件719的目的是容納印表機單元2，其容納方式將在下面更詳細地描述。
蓋子720設置成蓋住玻璃面板713並樞轉地連接到框架710，以在蓋子蓋住玻璃面板713的關閉位置和蓋子720從玻璃面板713移開的打開位置之間樞轉。襯墊721設置在蓋子720的內表面上以幫助將待讀取的物件保持在玻璃面板713上的合適位置處。在此方面，當蓋子720處在關閉位置、並且待讀取的物件放置在玻璃面板713上時，襯墊721接觸到該物件並將該物件保持在玻璃面板713的表面上的合適位置處。
蓋子720的外表面設置有多個沿其長度方向延伸的稜722，並大致地形成了一個平坦表面，該表面用於收集來自於印表機單元2的已列印介質，其收集方式將在下面更詳細地描述。端部止擋件723設置在蓋子720的外表面上，以幫助從印表機單元2收集已列印介質。
蓋子720藉助設置在蓋子720的兩個內角處的一對銷釘(未示出)而附著到框架710。該銷釘容納在設置在框架710外表面上的兩個成型的凹陷部724中，並且該裝置允許蓋子720繞銷釘在打開位置和關閉位置之間樞轉。框架710上與蓋子720所附著的邊緣緊密相鄰的一個區域設置有溝槽區域725，其有助於蓋子720繞框架710樞轉。
儘管上面描述並在圖30中示出的圖像讀取單元710是採用了往復頁寬頭部組件的平板掃描器，需要理解的是，掃描器單元可為任意形式的商業上可能的掃描器單元，因而本發明不限制於所採用的掃描器單元的類型。
多用途圖像處理裝置為了形成如圖1所示的多用途圖像處理裝置1，印表機單元2和圖像讀取單元701都如此地構造允許兩個單元簡單地裝配到一起。
如前所提到，圖像讀取單元701的座部714構造成容納印表機單元2的底部8，並且定位元件716用於將印表機單元2固定在適當的位置上。
參照圖11，為了將印表機單元2和圖像讀取單元701裝配到一起而形成多用途圖像處理裝置1，首先從印表機單元2的底部8取下介質輸出組件5。由於介質輸出組件5是滑動地容納在形成於印表機單元2的底部8內的一個凹陷部中，其可僅在裝配到圖像讀取單元701之前從該底部移除。兩個容納區域59形成於底部8的表面上並且其形式為中央圓形凹陷部，且四個大致矩形的凹陷部繞該中央圓形凹陷部設置。
印表機單元2然後可放置在圖像讀取單元701的座部714內，其中座部714的形狀與印表機單元2的底部8的總體形狀一致。當印表機單元2容納在座部714內時，形成於印表機單元2的底部8上的容納區域59容納設置在座部714上的定位元件716。在此方面，抬起的片718容納在容納區域59的相應的大致矩形的凹陷部內，並且圓柱形元件717容納在容納區域59的相應的中央圓形凹陷部內，從而以嵌套方式可釋放地將印表機單元2緊固到圖像讀取單元701上。座部714的間隔元件719用於頂住印表機單元2的底部8，以在座部714內向印表機單元2提供進一步的支撐。已裝配裝置的下側在圖31中示出。
在此裝置中，圖像讀取單元701的控制器708可通過合適的電連接(未示出)直接地連接到印表機單元2的控制系統72。這樣的電連接可設置在圓柱形元件717內並延伸到印表機單元2的內部腔室12內，以使得數據可在圖像讀取單元701的控制器708和印表機單元2的控制系統72之間傳輸。此外，可設置來自於電源單元15的電力連接，以類似地向圖像讀取單元701提供操作電力。在此方面，可以操作圖像讀取單元701以從已列印文件讀取圖像，並處理該圖像且將其傳輸到印表機單元2以立即列印。此外，控制系統72可通過設置在印表機單元2上的數據連接插座或WIFI卡將已採集的圖像數據傳送到遠程計算機系統等。圖像讀取單元701通過安裝在印表機單元2上的用戶顯示單元26而操作，使得用戶可由用戶顯示單元26輸入指令以控制圖像讀取單元701的操作。
在已裝配裝置中，如圖32～35所示，圖像讀取單元701的蓋子720從印表機單元2延伸，以在沒有介質輸出組件5時收集從印表機單元退出的已列印介質。在此方面，介質34在介質退出機構85的作用下退出印表機單元2而到達圖像讀取單元701的蓋子720上。端部止擋件723收集介質34的前緣，從而保持已列印介質以供收集。
為便於通過圖像讀取單元701讀取並記錄文件的圖像，蓋子720抬起而使得文件放置在玻璃面板713的表面上。該設置在圖36中示出。在此方面，圖像讀取單元701構造成使得其能以傳統的方式獨立於印表機單元2容易地操作。
雖然參照示例的實施方式對本發明進行了解釋和描述，本領域內的技術人員可以明顯地得知並實現各種修改而不會偏離本發明的範疇和精神。因此，所附權利要求的範疇並不僅僅限於在此作出的描述，而是應當做廣義的理解。
權利要求
1.一種噴墨印表機單元，包括用於支撐列印介質的介質輸入組件；用於在所述介質上列印圖像的列印引擎；以及用於收集已列印介質的介質輸出組件，該介質輸出組件具有圖像讀取單元，該圖像讀取單元具有用於收集已列印介質的表面；其中，所述列印引擎位於所述介質輸入組件和介質輸出組件之間，使得在使用中所述介質輸出組件平擱在支撐表面上、且所述介質輸入組件從所述列印引擎向上延伸。
2.根據權利要求1的噴墨印表機單元，其中所述介質輸入組件和列印引擎安裝在圖像讀取器上，且該圖像讀取器構造成將所述印表機單元支撐在工作表面上。
3.根據權利要求2的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器從所述列印引擎向外延伸、並且已列印介質被收集在所述圖像讀取器的上表面上。
4.根據權利要求3的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括介質退出機構，用於在列印之後將所述已列印介質從所述列印引擎退出。
5.根據權利要求4的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器的上表面構造成捕獲所述退出的已列印介質並提供已列印介質以供收集。
6.根據權利要求5的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器的上表面包括止擋構件，該止擋構件與退出介質的前緣相接觸，用於捕獲位於所述圖像讀取器的上表面上的所述退出介質以供收集。
7.根據權利要求4的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括頁寬列印頭，該頁寬列印頭上設置有多個墨噴嘴，用於當介質傳送過列印頭時將墨噴射到介質的表面上。
8.根據權利要求7的噴墨印表機單元，其中所述列印頭設置在墨盒上、且所述墨盒可從所述列印引擎移除。
9.根據權利要求8的噴墨印表機單元，其中所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
10.根據權利要求8的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
11.根據權利要求10的噴墨印表機單元，其中所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
12.根據權利要求11的噴墨印表機單元，其中所述支架包括控制系統，該控制系統控制所述列印頭以及傳送機構的操作，以便於將所述圖像列印到在介質上。
13.根據權利要求12的噴墨印表機單元，其中所述控制系統還控制所述圖像讀取單元的操作。
14.一種噴墨印表機單元，包括用於支撐列印介質的介質輸入組件；用於在所述介質上列印圖像的列印引擎；以及用於收集已列印介質的介質輸出組件，該介質輸出組件具有圖像讀取單元，該圖像讀取單元具有用於收集已列印介質的表面；其中，所述列印引擎具有頁寬列印頭。
15.根據權利要求14的噴墨印表機單元，其中所述介質輸入組件和列印引擎安裝在圖像讀取器上，且該圖像讀取器構造成將所述印表機單元支撐在工作表面上。
16.根據權利要求15的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器從所述列印引擎向外延伸、並且已列印介質被收集在所述圖像讀取器的上表面上。
17.根據權利要求16的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括介質退出機構，用於在列印之後將所述已列印介質從所述列印引擎退出。
18.根據權利要求17的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器的上表面構造成捕獲所述退出的已列印介質並提供已列印介質以供收集。
19.根據權利要求18的噴墨印表機單元，其中所述圖像讀取器的上表面包括止擋構件，該止擋構件與退出的介質的前緣相接觸，用於在所述圖像讀取單元的上表面上捕獲所述退出的介質以供收集。
20.根據權利要求17的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括頁寬列印頭，該頁寬列印頭上設置有多個墨噴嘴，用於當介質傳送過列印頭時在介質的表面上噴射墨。
21.根據權利要求20的噴墨印表機單元，其中所述列印頭設置在墨盒上、且所述墨盒可從所述列印引擎移除。
22.根據權利要求21的噴墨印表機單元，其中所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
23.根據權利要求21的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
24.根據權利要求23的噴墨印表機單元，其中所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
25.根據權利要求24的噴墨印表機單元，其中所述支架包括控制系統，該控制系統控制所述列印頭以及傳送機構的操作，以便於在介質上列印所述圖像。
26.根據權利要求25的噴墨印表機單元，其中所述控制系統還控制所述圖像讀取單元的操作。
27.一種與圖像讀取器一起使用的噴墨印表機單元，該印表機單元包括體部，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件以及用於與圖像讀取器上的互補緊固裝置可釋放地接合的緊固裝置；以及列印引擎，其具有頁寬列印頭以及用以控制該列印頭的操作的控制系統；其中，所述體部形成為與所述圖像讀取單元相嵌套，使得所述緊固裝置定位為與所述互補緊固裝置可釋放地相接合。
28.根據權利要求27的噴墨印表機單元，其中所述體部具有底部，該底部形成為容納在設於所述圖像讀取單元中的座部內。
29.根據權利要求28的噴墨印表機單元，其中所述體部的底部包括多個凹陷部分，這些凹陷部分適於容納設置在所述圖像讀取單元的座部上的多個定位構件，從而將所述體部可釋放地緊固到所述圖像讀取單元。
30.根據權利要求29的噴墨印表機單元，其中所述體部的底部包括用於容納設置在所述圖像讀取單元的座部上的電連接器的電入口，從而，當所述體部緊固到所述圖像讀取單元上時，在該體部與圖像讀取單元之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
32.根據權利要求30的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎的控制系統控制所述圖像讀取單元的操作、並且數據通過所述電路在所述控制系統與圖像讀取單元之間傳輸。
33.根據權利要求31的噴墨印表機單元，其中所述體部包括電源，該電源經所述電路向所述圖像讀取單元供應運行電力。
34.根據權利要求27的噴墨印表機單元，其中所述列印頭設置在墨盒上並且該墨盒能從所述列印引擎移除。
35.根據權利要求33的噴墨印表機單元，其中所述墨盒包括至少一個墨存儲器，用於儲存墨以供所述列印頭列印。
36.根據權利要求34的噴墨印表機單元，其中所述列印引擎包括支架，且該支架構造成容納所述墨盒。
37.根據權利要求35的噴墨印表機單元，其中所述支架包括介質傳送機構，用於將所述介質從所述介質輸入組件傳送經過所述列印頭以供列印。
38.一種與噴墨印表機單元一起使用的圖像讀取單元，該圖像讀取單元包括介質讀取表面，其用於從所述印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取；以及互補緊固裝置，其用於與所述印表機單元上的緊固裝置可釋放地接合；其中所述圖像讀取器形成為與所述印表機單元相嵌套，使得所述互補緊固裝置定位為與所述緊固裝置可釋放地接合。
39.一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上並用於讀取和記錄與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；以及圖像讀取單元，其具有用於從所述印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取的介質讀取表面；其中所述噴墨印表機單元與所述圖像讀取單元嵌套地接合併可釋放地緊固於該圖像讀取單元。
40.一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上並用於讀取和記錄與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；以及圖像讀取單元，其具有用於從所述印表機單元接收已列印介質並提供該已列印介質以用於讀取的介質讀取表面；其中所述噴墨印表機單元與所述圖像讀取單元嵌套地接合併可釋放地緊固於該圖像讀取單元。
41.一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上並用於讀取與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；圖像讀取單元，其具有圖像讀取器和用於接收已列印介質並提供該已列印介質以供圖像讀取器讀取圖像信息的介質讀取表面；以及列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統，該列印頭具有多個用於將各個墨滴噴射到待列印介質上的墨噴嘴；其中所述控制系統判斷是否每個噴嘴都以至少50,000,000滴/秒的速率噴射墨滴。
42.根據權利要求40的圖像讀取單元，其中所述體部包括座部、並且該座部形成為將噴墨印表機單元容納在其中。
43.根據權利要求41的圖像讀取單元，其中所述緊固裝置設置在所述座部上並包括至少一個從該座部延伸並適於與設置在所述噴墨印表機單元上的對應容納構件相接合的定位構件。
44.根據權利要求42的圖像讀取單元，其中所述容納構件為一凹陷部，而所述定位構件形成為容納在該凹陷部內。
45.根據權利要求41的圖像讀取單元，其中所述座部上設置有電連接器以與設置在所述噴墨印表機單元上的對應電連接器相接觸，從而，當所述噴墨印表機單元容納在所述座部中時，在該噴墨印表機單元和圖像讀取器之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
46.根據權利要求44的圖像讀取單元，其中所述圖像讀取器包括有頭部、且該頭部設置成沿介質的表面移動而採集與形成於該介質表面上的圖像相關的圖像信息。
47.根據權利要求45的圖像讀取單元，其中由所述圖像讀取器所採集的圖像信息存儲在設置有該圖像讀取器的控制器中。
48.根據權利要求46的圖像讀取單元，其中存儲在所述控制器中的圖像信息經所述電路而送到所述噴墨印表機單元以供處理。
49.根據權利要求46的圖像讀取單元，其中所述控制器按照從所述噴墨印表機單元接收到的控制指令調整所述圖像讀取單元的操作。
50.一種圖像處理裝置，其用於將圖像列印到介質表面上以及用於讀取與介質表面上的圖像相關的圖像信息，該裝置包括噴墨印表機單元，其具有用於支撐待列印介質的介質輸入組件；圖像讀取單元，其具有圖像讀取器和用於接收已列印介質並提供該已列印介質以供圖像讀取器讀取圖像信息的介質讀取表面；以及列印引擎，其帶有頁寬列印頭和用於控制該列印頭的操作的控制系統；其中所述列印頭具有至少5000個用於將各個墨滴噴射到所述介質上的墨噴嘴。
51.根據權利要求49的圖像讀取單元，其中所述體部包括座部、並且該座部形成為將噴墨印表機單元容納在其中。
52.根據權利要求50的圖像讀取單元，其中所述緊固裝置設置在所述座部上且包括至少一個從該座部延伸並適於與設置在所述噴墨印表機單元上的對應容納構件相接合的定位構件。
53.根據權利要求51的圖像讀取單元，其中所述容納構件為一凹陷部，而所述定位構件形成為容納在該凹陷部內。
54.根據權利要求50的圖像讀取單元，其中在所述座部上設置電連接器以與設置在所述噴墨印表機單元上的對應電連接器相接觸，從而，當所述噴墨印表機單元容納在所述座部中時，在該噴墨印表機單元和圖像讀取器之間形成電路而使得數據和電力可在其間傳輸。
55.根據權利要求53的圖像讀取單元，其中所述圖像讀取器包括有頭部、且該頭部設置成沿介質的表面移動而採集與形成於該介質表面上的圖像相關的圖像信息。
56.根據權利要求54的圖像讀取單元，其中由所述圖像讀取器所採集的圖像信息存儲在設置有該圖像讀取器的控制器中。
57.根據權利要求55的圖像讀取單元，其中存儲在所述控制器中的圖像信息經所述電路而送到所述噴墨印表機單元以供處理。
58.根據權利要求55的圖像讀取單元，其中所述控制器按照從所述噴墨印表機單元接收到的控制指令調整所述圖像讀取單元的操作。
全文摘要
本發明提供一種噴墨印表機單元(2)，包括用於支撐列印介質的介質輸入組件、用於收集已列印介質的介質輸出組件、和用於在所述介質上列印圖像的列印引擎。該單元構造成使得該介質輸出組件是圖像讀取單元、並且已列印介質被收集在該圖像讀取單元(701)的表面上。
文檔編號B41J29/02GK1918895SQ200480040818
公開日2007年2月21日 申請日期2004年12月20日 優先權日2004年1月21日
發明者託賓·艾倫·金, 卡·西爾弗布魯克 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司