专利名称：具有速度传感器的手持移动打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及打印技术的改进，更具体涉及具有速度传感器的手持移动打印机，该打印机适合使用者将打印机在页面上滚动扫过来打印介质。
背景技术：
已知的现有技术中，典型的打印机一般和打印介质供应器结合使用，并采用打印介质传送机构将打印介质输送经过打印头，使得可以在打印介质上打印。在打印操作期间必须保持打印介质速度和打印头的打印速度同步，以保证如实复制出要打印的图象。迄今为止，实现打印介质和打印头的同步的方法一直相对简单，因为打印介质传送机构，包括打印介质供应器，构成了打印机的组成部件。因此，打印介质的速度是已知并可控的，就是打印头和打印控制器的工作速度及这些部件之间的同步是利用简单的机械部件例如齿轮、步进电机等等。
然而，由于该打印机需要容纳打印介质供应机构，比起不需要在打印机内部容纳供应器，这些打印机体积更大且重量更重。同样地，该打印机需要整合打印介质驱动机构以保证喷墨和传送打印介质之间的正确同步也限制了打印机尺寸的尽可能最小化。
共同待批申请由本申请人或本发明的受让人与本申请同时提出的涉及本发明的各种方法、系统和装置的下列共同待批的申请是AP39AP43AP44AP46AP47AP48AP49AP50AP51AP52AP53AP55
AP58AP60AP61AP62AP63AP64AP65AP66AP67AP68AP69AP70AP71AP77AP78AP79这些共同待批申请的内容引入本申请中。每一申请都由其文件参考号临时标注。当得到PCT申请号时，那么相应的PCT申请号将替代这些文件参考号。相关的专利申请和专利US6,227,652 US6,213,588 US6,213,589 US6,231,163US6,247,795 US6,394,581 US6,244,691 US6,257,704US6,416,168 US6,220,694 US6,257,705 US6,247,794US6,234,610 US6,247,793 US6,264,306 US6,241,342US6,247,792 US6,264,307 US6,254,220 US6,234,611US6,302,528 US6,283,582 US6,239,821 US6,338,547US6,247,796 US09/113,122US6,390,603 US6,362,843US6,293,653 US6,312,107 US6,227,653 US6,234,609US6,238,040 US6,188,415 US6,227,654 US6,209,989US6,247,791 US6,336,710 US6,217,153 US6,416,167US6,243,113 US6,283,581 US6,247,790 US6,260,953US6,267,469 US6,273,544 US6,309,048 US6,420,196US6,443,558 US09/422,892US6,378,989 US09/425,420US09/422,893US09/609,140US6,409,323 US6,281,912US09/575,113US6,318,920 US6,488,422 US09/693,644US6,457,810 US6,485,135 US09/112,763US6,331,946US6,246,970 US6,442,525 US09/505,951US09/505,147US09/505,952US09/575,108US09/575,109US09/575,110US09/607,985US6,398,332 US6,394,573 US09/606,999US6,238,044 US6,425,661 US6,390,605 US6,322,195
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当打印机相对于打印介质移动时适宜在打印介质上进行打印的打印头装置，该打印头装置包括多个喷墨嘴；适合存储墨水和向打印头装置供应墨水的墨水供应装置；适合测量打印头装置相对于打印介质移动速度和产生速度数据的速度传感器；和适合进行下述操作的打印控制器(a)从图像源接收图像数据；(b)将图像数据转换为多个喷墨控制信号；(c)从速度传感器接收速度数据；和(d)以由速度数据决定的速度依照喷墨控制信号操作打印头装置上的喷墨嘴，从而在打印介质上有效地打印图像数据。
优选地，速度传感器包括光学编码轮，适合与打印介质接触，并且当打印机相对于打印介质移动时该光学编码轮旋转，该光学编码轮上具有一系列沿圆周间隔的标记；和适合进行下述操作的光学传感器(a)在光学编码轮旋转过程中当标记通过光学传感器时检测该标记；和(b)从检测到的标记产生速度数据。
优选地，光学编码轮上连续标记间的圆周间隔与打印的图像数据中的连续打印线间的间隔基本相等。
优选地，对编码器轮上标记的检测触发对图像数据的下一条线的打印。
优选地，该打印机进一步包括电源。更优选地，电源包括一个或多个可从打印机中拆下的电池。
优选地，墨水供应装置可以从打印机中拆下。
优选地，该打印机进一步包括一个接收电池和墨水供应装置的盒体，该盒体在从打印机中拆下的同时可以移出一个或多个电池和墨水供应装置。
优选地，该打印机进一步包括盖装置，可在盖装置阻止从喷墨嘴喷墨的盖闭位置和盖装置基本不阻止从喷墨嘴喷墨的盖开位置之间移动；和布置在打印机上的盖驱动器，以便当使用者相对于打印介质移动打印头装置时能够对盖装置进行操作。
优选地，该打印机进一步包括适合将盖装置向盖闭位置偏置的偏置组件。
优选地，盖装置包括一个枢轴安装在打印机上的安装部分，和一个从安装部分基本垂直延伸到末端的盖臂，末端位于墨水喷出口附近而当盖装置安装到打印机并且处于盖闭位置时阻挡墨水从墨水喷出口喷出。
优选地，该打印机进一步包括盖装置安装部分上形成的指垫。
优选地，图像源位于打印机的外部，并且打印机控制器通过通信接收器接收图像数据。
优选地，通信接收器是红外线接收器，打印机进一步包括红外线窗口，红外线信号通过该窗口到达红外线接收器。
优选地，打印机控制器进一步包括存储图像数据的存储器。
优选地，图像数据包括数字图像数据。
现在将仅通过参考优选实施例和附图的方式来描述本发明图1是依照本发明使用中的优选实施例的打印机的透视图；图2是打印机的分解透视图；图3是打印机的端部透视图；图4是打印机的底部透视图；图5是说明打印机帽盖装置处于盖闭位置的横截面图；和图6是说明打印机帽盖装置处于盖开位置的横截面图。
具体实施例方式
如图1所示，依照本发明优选实施例的打印机10在使用者(未示出)的操作下在页面20上沿着箭头21的方向移动并在纸上印刷图像22。
图2示出图1中打印机10的分解透视图。如图2所示，打印机10包括可以由任何合适的塑料、金属或相似材料制成的下模板11、上模板12和可移动端盖13。
上、下模板各包括形成在每一模板端部底表面的介质滑动片14。滑动片14从模板的底表面突起，在打印机扫过打印介质时适合用于提升该打印机，使得打印头和打印介质之间的摩擦力最小。该滑动片也适合防止打印机和未干的打印墨水接触，否则将会弄污已打印的图像。
当上下模板结合后就会展现一条喷墨槽15，打印期间墨水通过该槽喷出。优选为金属的盖装置50由上模板12内的凹槽17接收。盖装置50关于轴点(将在下面描述)转动，在盖闭位置盖装置50的盖臂52堵塞喷墨槽15，在盖开位置可以自由喷墨。盖装置50可以通过使用整体形成于盖装置上的指垫55操作。
打印机10的内部包括打印头组件30，该打印头组件中布置有多个墨水分配通道形成一列沿上、下模板之间形成的喷墨槽15直线排列的喷墨嘴31。供墨盒32存储优选四种颜色的墨水，也即青色、品红色、黄色和黑色，以提供全彩色打印。另外，也可以选择提供红外墨水。供墨盒32通过墨水连接器33向打印头组件30的墨水分配通道供应墨水。
任何一种已知的打印头组件和墨水供应系统都可以适用于本发明，这里将省略这些特征的进一步描述。适用于本发明使用的打印头组件和墨水供应系统的详细资料可以在说明书开始部分所列出的共同待批申请中找到。
打印控制器36包括一微处理器，将微处理器存储器中存储的图像数据转换为电“滴喷”信号序列。在操作打印机时，由已知的方式将信号传送到打印头组件30而从喷墨嘴31选择喷出的墨水。
打印控制微处理器36(未示出)与外部设备通信接收打印指令，特别是数字图像数据。如实施例中所示，数字图像数据作为红外(IR)信号通过形成在打印机10的一端面上的IR窗口59提供给微处理器36。与微处理器36电连接的IR接收器接收数据，然后将数据存储在处理器存储器内。在可选的实施例中，微处理器可以通过硬线连接等合适的连接方式与其它电装置来进行通信(例如计算机、扫描仪、复印机、数字照相机等)，其他连接方式还可以是无线通信(例如WAP等)或通过插头和插座连接或数据端口。例如打印控制指令等的其它信息也可以使用上述系统从外部装置提供给打印机。在另一个实施例中，微处理器可以具有自己的图形产生装置。
上下模板提供一凹腔用于容纳电池42，例如两节1.5V“AAA”电池。柔性的印刷电路板(PCB)34其上具有母线(未示出)，该母线从电池42传导电流到打印头组件30、微处理器36和其它任何需电组件。
使用者操作打印机10的端面上形成的电源开关43使打印机处于通电和断电模式。
通过上下模板间形成的孔46可把电池42从打印机10中拆下。墨盒可以通过小孔47移出和替换。如图3所示首先从打印机10拆去端盖13就露出孔46和47，然后就可以更换电池和/或墨盒。在未示出的另一个实施例中，电池和墨盒可以放在一个可拆卸的盒中而作为一个整体单元，由打印机10端部形成的仅仅一个孔来容纳该盒体。
多个状态指示发光二极管(LEDs)49a、49b、49c(图3)与微处理器电连接，并布置在打印机10的外表面上。各个LEDs可以被用于指示错误状态，例如电池电量低、墨水不足或常规的打印操作错误状态或常规的打印机开关状态。
要打印时，使用者首先按照下文所描述的方式打开盖装置50，使打印头芯片31(图4)暴露于打印介质上。打印介质可以是任何适宜接收打印机中存储的墨水类型的纺织品，也包括其它的纸张、纸板、木制品、织物和塑料。打印机10可以进一步包括一个使用者起动打印时要压下的控制按钮，例如在打印控制微处理器控制下开始从打印头喷墨。可选地，盖装置50的打开可以探测作为使用者准备开始打印的信号。然后如图1所示，使用者移动打印机10扫过打印介质20。
为了控制打印速度，打印机10包括附着在打印头组件30一端部的光学编码轮39(图2)。光学编码轮39由在上下模板内形成的缝隙41a、41b相应接收，并且从模板延伸到轮39的边缘与介质滑动片14(见图4)处于同一平面的位置。当轮39旋转时，光学编码轮39上的圆周间隔标记由微处理器36上的光学传感器读出。
光学传感器包括光源，例如LED，和依靠入射到探测器上的光量产生电响应的光电探测器。编码器轮39的标记处和未标记处的光反射特性是不同的，这样当标记区域旋转通过探测器时，探测器响应发生改变。探测器响应的改变频率提供了编码轮旋转速度的量度，因此也就提供了打印机相对于打印介质移动的速度。探测响应传达到打印控制微处理器36，打印微处理器使用该信号计算打印头组件移动通过打印介质的速度。然后打印控制器使传给喷墨嘴的喷墨控制信号的速度与打印机移动的测量速度同步。因此，打印机10能够保证适当地打印连续线条的点间距，这样即使打印机不控制打印介质相对于打印头的移动速度也能使得打印图像具有可靠的复制性。
此外，如果编码器轮39上的标记数量足够多，微处理器36就能够迅速适应使用者以不同的速度移动打印机扫过打印介质，从而达到更高质量的图像。在一个实施例中，编码器轮上的标记以这样的方式间隔，轮上沿圆周间隔的连续标记之间的间距与打印图像的连续打印线之间的点距基本上相等。在该实施例中，对轮上标记的检测触发对图像中下一打印线的打印。
附着在打印头组件30的相对端部的滚轮44允许对打印机进行稳定的定向控制。连接滚轮44和编码器轮39的轴使得每一轮的旋转速度同步。
光学编码轮39或滚轮44具有例如摩擦离合器的速度限制器，以防止使用者沿着打印介质移动打印机时的速度超过打印头组件30的最大操作速度。此外，或者两个轮都具有例如棘轮的系统以防止打印机向与打印方向相反的方向移动。
现在将参照图5和6描述对盖装置50的操作。首先参考图5所示的打印机单元10的端部横截面图。盖装置50布置在上模板12的凹进17内。盖装置50基本是L形的部分具有被凹进17接收的安装部分51，并且其盖臂52从安装部分垂直地延伸。沿着安装部分51的长度方向形成有指垫55。
在每一安装部分51的端部和指垫55相反侧延伸出一具有孔58的凸缘57。孔58与沿凹进17边缘延伸的轴56啮合，从而将盖装置50安装到上模板12上，同时允许盖装置做枢转运动。
如图5所示，当盖装置50安装在上模板12上时，盖臂52延伸到容纳喷墨嘴31的打印头组件30。在盖臂52的末端形成有保护喷墨嘴的弹性垫54。在图5所示的位置，弹性垫52阻止墨水从打印头30中喷出。
参考图6，使用者沿箭头60的方向向指垫55施加指压使盖装置50相对于轴56旋转。当盖装置旋转时，盖臂从打印头30移开，从而不再阻塞喷墨嘴31，并且墨水可以顺利地向下面的打印介质喷出。
盖装置可以进一步包括一个在指压离开指垫55时对盖装置50进行偏置使其处于盖闭位置的弹簧。
当盖装置50移动到盖开位置时，接触传感器(未示出)可以检测并盖装置的位置并将其传送到打印控制微处理器36以便只有当盖装置50处于盖开位置时才能进行打印。
本发明的打印机10可以包括控制微处理器执行这样打印操作的键，例如打印从外部设备下载的图像数据和对未完成的打印工作复位以便使打印扫描仪在完成一幅图象之初开始打印等等这样的打印操作。或者这些功能也可以由先前描述的通过IR数据端传达到打印机。
权利要求
1.一种适合于使用者相对于打印介质可移动的打印机，包括当打印机相对于打印介质移动时适宜在打印介质上进行打印的打印头装置，该打印头装置包括多个喷墨嘴；适合存储墨水和向打印头装置供应墨水的墨水供应装置；适合测量打印头装置相对于打印介质移动速度和产生速度数据的速度传感器；和适合进行下述操作的打印控制器(a)从图像源接收图像数据；(b)将图像数据转换为多个喷墨控制信号；(c)从速度传感器接收速度数据；和(d)以由速度数据决定的速度依照喷墨控制信号操作打印头装置上的喷墨嘴，从而在打印介质上有效地打印图像数据。
2.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，速度传感器包括光学编码轮，适合与打印介质接触，并且当打印机相对于打印介质移动时该光学编码轮旋转，该光学编码轮上具有一系列沿圆周间隔的标记；和适合进行下述操作的光学传感器(a)在光学编码轮旋转过程中当标记通过光学传感器时检测该标记；和(b)从检测到的标记产生速度数据。
3.如权利要求2所述的打印机，其特征在于，光学编码轮上连续标记间的圆周间隔与打印的图像数据中的连续打印线间的点距基本相等。
4.如权利要求2所述的打印机，其特征在于，对编码器轮上标记的检测触发对图像数据的下一打印线的打印。
5.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，进一步包括电源。
6.如权利要求5所述的打印机，其特征在于，电源包括一个或多个可从打印机中拆下的电池。
7.如权利要求6所述的打印机，其特征在于，墨水供应装置可以从打印机中拆下。
8.如权利要求7所述的打印机，其特征在于，进一步包括一个接收电池和墨水供应装置的盒体，该盒体在从打印机中拆下的同时可以移出一个或多个电池和墨水供应装置。
9.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，进一步包括盖装置，可在盖装置阻止从喷墨嘴喷墨的盖闭位置和盖装置基本上不阻止从喷墨嘴喷墨的盖开位置之间移动；和布置在打印机上的盖驱动器，以便当使用者相对于打印介质移动打印头装置时能够对盖装置进行操作。
10.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，进一步包括适合将盖装置向盖闭位置偏置的偏置组件。
11.如权利要求9所述的打印机，其特征在于，盖装置包括一个枢轴安装在打印机上的安装部分，和一个从安装部分基本垂直延伸到末端的盖臂，末端位于墨水喷出口附近而当盖装置安装到打印机并且处于盖闭位置时阻挡墨水从墨水喷出口喷出。
12.如权利要求11所述的打印机，其特征在于，进一步包括盖装置安装部分上形成的指垫。
13.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，图像源位于打印机的外部，并且打印机控制器通过通信接收器接收图像数据。
14.如权利要求14所述的打印机，其特征在于，通信接收器是红外线接收器，打印机进一步包括红外线窗口，红外线信号通过该窗口到达红外线接收器。
15.如权利要求1所述的打印机，其特征在于，打印机控制器进一步包括存储图像数据的存储器。
16.如权利要求15所述的打印机，其特征在于，图像数据包括数字图像数据。
17.一种基本上参照附图所描述的打印机。
全文摘要
一种具有速度传感器的手持移动打印机，该打印机适合使用者将打印机在页面上滚动来印刷打印介质。该打印机具有打印头装置，其用于当打印机相对于打印介质移动时在打印介质上进行有效地打印，打印头装置包括许多的喷墨嘴。该打印机还具有墨水供应装置，其用于存储墨水和供应墨水到打印头装置。该打印机还具有速度传感器，其用于测量打印头装置相对于打印介质移动速度和产生速度数据。该打印机还具有打印控制器，其用于从图像源接收图像数据，将图像数据转换为多个喷墨控制信号，从速度传感器接收速度数据，和以由速度数据决定的速度依照喷墨控制信号操作打印头装置上的喷墨嘴，从而在打印介质上有效地打印图像数据。
文档编号B41J2/01GK1630585SQ03803660
公开日2005年6月22日 申请日期2003年2月12日 优先权日2002年2月13日
发明者卡·西尔弗布鲁克 申请人:西尔弗布鲁克研究有限公司