专利名称：半自动电子打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及半自动电子打印机。
背景技术：
人们已经了解例如由文件US 4949283、US 5634730、PCT/SE01/01575和PCT/AU03/00168所描述的电子打印机。一般说来，所述的这些电子打印机共同具有由手动打印控制装置操作在打印介质上打印的打印头，用于抓取感到舒适的外壳，用于将打印头和电子设备诸如计算机结合的通信装置，和适合于探测打印头的位置的位置探测装置。
上述的打印机在打印头的运动和定位上是粗糙的。而且，它们需要使用者的手动操作通过压打印控制器使打印头在要打印的介质上运动。
为了更好说明背景技术，特别考虑专利US-5634730，它公开了一种手持式电子打印机，该打印机具有能够手动定位在要打印介质的表面上在打印过程中保持静止不动的外壳。该外壳具有开口，所述开口通常限定介质上的打印区域。打印器件安置在外壳内且包括打印头，打印头在驱动器的控制下从初始位置运动到最终位置以执行打印操作。弹簧可操作地连接到打印头上使其返回到初始位置。电子控制装置安置在外壳内以使与打印头的运动有关的打印同步。
在US 5 634 730的说明书中，它经常说到其目的是使电子打印机类似于常规的机械打印机(stamper)，其中橡胶标识器手动地在竖直方向下降到介质的表面上以留下所希望的标记。然而，根据US 5 634730的打印机实际上不执行传统打印机的操作，因为由使用者对驱动器施加的力当打印头通常靠近介质时不使打印头接近介质，但它产生打印头的水平运动以执行打印操作。相反地，作用在驱动器上的弹簧除了给使用者与在常规机械打印机上施加的作用的类似印记之外，用于使打印头回到其初始位置。
能够理解的是，在引用的所有专利中，有关的打印设备不允许使用者精确地选择他或她希望在其上打印的区域。首先因为当他或她不能看见在打印机下面的要打印的区域时，使用者必须非常接近地移动打印机。其次，因为使用者不能合理地估计打印头的行程以调节在介质的所希望区域上的打印操作。
这样，本发明的一个目的是制作一种电子打印机，它准确地作为一种打印头接近要打印的介质的机械打印机。
本发明的另一个目的是能够在介质的所希望区域上精确打印，与使用者操作的准确性无关。
本发明的另外一个目的是能够维持打印头的工作位置，与维持由使用者直至打印操作完成对驱动器所施加的力无关。
本发明的再一个目的是允许使用者选择要得到的打印分辨率。
本发明的另一个目的是当打印机定位在打印区域中时，允许使用者看见打印机的打印区域即进行打印的区域。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供了一种半自动电子打印机，包括外壳，它能够定位在要打印的介质的表面上并在打印过程中保持静止不动；大按钮，它位于外壳的上部且相对于该外壳可活动；打印头，它安装有适当的打印装置并定位在外壳的内部；以及电子控制装置，它安置在外壳内并适合于获得来自分开的计算机的要打印的数据和储存这些数据，以及适合于控制打印头的操作，其特征在于，作为在外壳内部的运动单元所述半自动电子打印机包括按钮；至少一个开关，用于控制打印且安置在所述运动单元上并由运动单元相对于外壳的运动触发；框架，它刚性地连接到所述按钮并以弹簧支承关系安装在所述外壳的内部以在两个位置之间能够竖直移动，一个位置是上部位置或不工作位置，另一个位置是下部位置或工作位置，达到和维持这个下部位置至少执行打印操作所必须的时间；动力托架，它在其上部由所述框架保持并适于使打印头输送一个预定的打印行程且由电子控制装置控制；打印头，它刚性地连接到所述托架并使其打印装置安置在下部且在打印操作中与要打印的所述介质发生接触；以及印刷电路板，它由所述框架保持在其上部且包括所述电子控制装置。
下面将结合附图参照优选实施例描述本发明，其中图1以示意性的透视图示出一种连接到计算机的根据本发明的打印机；图2示出根据本发明的打印机的一个纵向剖视图；图3示出图2中的打印机的一个横断面视图；图4和5示出根据本发明的打印机的运动单元的两个侧面的透视图；图6和7示出根据本发明的打印机的运动单元的改变运动的前视图。
具体实施例方式
参照附图，在图1中示出了根据本发明的半自动电子打印机1，它连接到个人计算机上的适当的电源。要打印的数据通过打印机内的收发器接口例如RS232串接线按已知方式接收。打印机1具有外壳2和在上部的大按钮3。外壳2适合地包括至少一个前透明窗4，以能够观察打印操作。如人们能够明白的，外壳2是人机工程的能够舒适地抓住并定位在要打印的表面上以及在整个打印过程中保持静止不动。按钮3位于外壳2的上部且相对于该外壳是可动的。按钮3是运动单元5的一个零件。按钮3和运动单元5最佳表示在图4和5中，它们分别是从背面和从前面看的透视图。除了按钮3之外，运动单元5包括一块包含打印机的电子器件的印刷电路板6、框架7、带有相关水平横动装置的打印头8，这一点将在下面解释。
运动单元5安装在根据本发明的半自动电子打印机的外壳2内，且最好地示出纵向剖视图2和横断面视图3。运动单元5由四个带有挡圈的支承螺丝安装在外壳2内，支撑螺丝一般地以标记9表示且能够拧在外壳2的四个内拐角处。这些螺丝9包括圆柱形头部、不带螺纹的光滑体和端部段，端部段的直径小于光滑体的直径并设置有螺纹(图2、4和5)。这些螺丝9在框架7的四个自由端支承框架7，所述自由端设置有套筒10。在套筒10内部分别安置有螺旋弹簧11，它们抵抗框架在四个螺丝9上的滑动冲击。螺丝9的较大直径的光滑体是螺纹的邻接部分。因此螺丝9构成框架7滑动的坚实导向。按钮3优选地由半透明塑性材料制造并具有一个在矩形框架的底部13上的拱顶部分。底部13由螺丝固定到衬套14上，衬套14使底部13和印刷电路板6分开。印刷电路板包含电子控制装置，用于获得来自分开的计算机的要打印的数据和用于储存这些数据以及用于控制打印头的操作。
在印刷电路板设置有至少一个第一叉形传感器15(优选的是在印刷电路板的每一侧有个叉形传感器)，它适合于探测运动单元相对于打印机外壳的运动。叉形传感器15通过与相关的小遮光器16相互作用形成一个光电子开关，如图3所示。小遮光器16在预定位置做成刚性地与外壳2连接，这一点将在下面加以明确。这样一个光电子开关和相关的小遮光器能够用磁传感器和相关磁体代替，或用机械开关和其开关元件代替。
印刷电路板6由框架7支承。框架7的结构在其四个拐角处具有套筒10，套筒10设计成容纳插入有各自弹簧11的带挡环的螺丝9。如图4所示，框架7是凹入的以接收用螺丝31固定的马达18。马达18设计成可平移支承打印头8的托架20。马达18的轴通过丝杠(wormscrew)19支承传动机构，丝杠19的丝杠螺母(nut screw)21连接到托架20。托架20具有两个套管22，套管22设计成可在导向杆23上滑动。导向杆23与框架7呈横向地适合地安装在丝杠19的两侧。该丝杠传动机构只是作为例子提供的，能够设计其他的传动系统来代替它。
在印刷电路板6下面安装有其他两个叉形传感器24，它们的小遮光器25(图2)固定在托架20上。这一布置的目的是探测托架何时到达其准许行程的终端位置。框架7相对于马达18支承具有丝杠19的马达轴。打印头8由托架20支承。优选地，打印头8是点式打印机例如Epson M190的那种打印头，这种打印头通过去掉作为针或线邻接件的压盘和相关的机械零件作了修改。代替压盘和其他设施的是墨带盒26，它适合地形成以使修改后的打印头能够工作，即盒26安装成使墨带在作为打印装置的针和在打印头的示意标记为27的下部的下面要打印区域的表面(未示出)之间经过。如图2和4所示，打印头用螺丝28固定到托架。而且，在托架20上开有槽29，作为将打印头连接到印刷电路板的电缆(未示出)的通道。墨带盒26由夹子30保留在托架20上。
打印头8的操作由打印机外壳内部的微处理器控制，微处理器位于印刷电路板上。微处理器用作电子控制装置。如上所述，打印头是市场上可获得那种类型，它适合用在本发明的打印机上。因此，所述打印头能够用具有相关墨带的其他打印头代替。
参照图3，孔32表示在靠近图上右侧外壳2附近。孔32设置用于来自计算机的电缆。而且为了在外壳内部锁紧和引导电缆，采取了由螺丝34固定到外壳上的套管33的措施。可选地，如果合适地成形连接器能够装配在孔32内。一个抓柄35设置在外壳的外侧，以帮助使用者保持向下推动的打印机的按钮3。
在印刷电路板6设置一些显示器，诸如多色发光二极管17，它们用于照亮按钮的拱顶12，以使打印机的运行状态由不同的颜色示出。具有其他一些发光二极管，诸如图2中以标记36表示的，它们面朝向下以照明打印区域。而且，在印刷电路板上有倾斜仪38，它允许使用者检查电子打印机的水平位置。一个喇叭在图2中图示为39。而且，在印刷电路板上有一传感器，用于探测墨盒的存在。
根据上述的结构，按钮3刚性地连接到框架7，框架7以弹簧支承关系安装在外壳2内部。这样，框架7在两个位置之间能够竖直移动，一个是上部位置或不工作位置和另一个是下部位置或工作位置。手动力施加到按钮上克服反作用弹簧11的偏置作用，以达到并一直维持下部位置。在没有手动力的情况下，弹簧11使按钮回到不工作位置。
可选地，如图6(不工作位置)和7(工作位置)的示意性前视图所示，在印刷电路板上设置了至少一个电磁体(在图6和7中为两个，标记为37)，它能够施加克服反作用弹簧11的偏置作用的平衡力。在没有所述平衡力的情况下，反作用弹簧11使按钮3和与其关联的运动单元5的其余部分回到图6所示的不工作位置。
打印机的操作如下。在接通电源之后，打印机的微处理器内部资源进行初始准备，串接线进行初始准备，发光二极管进行初始准备以及将托架放置在开始或原始位置。然后，微处理器周期地通过串行线执行来自外部计算机的控制或数据的接收检查，接着通过光电子传感器15、16执行按钮上压力的检查，接着通过倾斜仪和墨盒存在传感器执行正确工作位置的检查。在开始时，在没有引起任何动作的情况下，这种信息连续地更新打印机的内部状态。
此时，必须要说的是，取决于打印机的使用方式打印机的操作方式可以不同。总之，在第一种使用方式中，只要有墨盒和打印机处在工作位置，随按钮上的压力开始打印。由微处理器最近储存的或局部处理的图象将被打印。
在第二种使用方式中，计算机询问打印机的状态并检查已压下按钮的使用者的请求，在正确考虑关于墨带存在和操作位置的信息之后发送打印机必须打印的数据和相关打印控制指令。
在第三使用方式中，例如计算机能够发送数据和打印控制指令，与使用者的请求和按钮的压力无关。在这种情况下，计算机还发送电磁体激励的控制指令，以使打印头接近要打印的表面。最后的这一方式在自动打印过程中是特别地有利的。
在按钮由使用者压下的情况下，按钮的向下运动使光通过传感器15的叉子，不再由固定到外壳的小遮光器覆盖，然后打印操作被触发。打印操作包括托架马达的启动，触发从存储器检索的数据和适合于打印头的数据格式。利用上述的打印头，打印是按行打印的，数据必须随托架的运动正确地和同步地发送到打印头。当所有打印数据已经用完，或如果托架已经到达其行程的终端即打印区域的终端，或因为使用者不再对按钮施加压力，或因为打印的时间期满，打印结束。如果托架的行程受到阻碍，打印的时刻也会期满。当打印结束时，托架重新位于其初始位置并设置成开始新的打印。
在打印操作中，任何不正常都可以在按钮上发出光信号或在房间内以音响方式发出信号，并引起微处理器内部的打印机状态信息的更新，这种更新随时由外部计算机要求。
根据本发明的打印机具有许多优点。打印方法是用一串由点形成的线的矩阵式打印，它允许高速图形打印。如果上面的介质是可复写的，使用点式打印还可以在下面的介质上压印出印记。上部透明的按钮由不同颜色照亮，以向使用者发出该系统的操作状态的信号。外壳和运动单元整体是很紧凑的，以致打印机具有很小的尺寸。马达以正确的间距前进以使打印线具有形成完整的图形的能力。打印质量好。该打印机需要最少的维护。
能够设想一些修改。托架的马达可以是步进马达或直流马达或无刷马达。代替光学类型的定位传感器能够是机械类型或近似类型的。代替针式或杆式打印机的打印头能够是冲击、喷射、热、热传导或光学类型的。电子电路能够由主动的或被动的标准构件或单独的数字或模拟芯片、大规模集成的功率构件制造。
权利要求
1.一种半自动电子打印机，包括外壳(2)，它能够定位在要打印的介质的表面上并在打印过程中保持静止不动；大按钮(3)，它位于外壳(2)的上部且相对于该外壳(2)可活动；打印头(8)，它安装有适当的打印装置并定位在外壳(2)的内部；以及电子控制装置，它安置在外壳(2)内并适合于获得来自分开的计算机的要打印的数据和储存这些数据，以及适合于控制打印头(8)的操作，其特征在于，作为在外壳(2)内部的运动单元(5)，所述半自动电子打印机包括按钮(3)；至少一个开关(15，16)，用于控制打印且安置在所述运动单元(5)上并由运动单元相对于外壳(2)的运动触发；框架(7)，它刚性地连接到所述按钮(3)并以弹簧支承关系安装在所述外壳(2)的内部以在两个位置之间能够竖直移动，一个位置是上部位置或不工作位置，另一个位置是下部位置或工作位置，达到和维持这个下部位置至少执行打印操作所必须的时间；动力托架(20)，它在其上部由所述框架(7)保持并适于使打印头(8)输送一个预定的打印行程且由电子控制装置控制；打印头(8)，它刚性地连接到所述托架(20)并使其打印装置安置在下部且在打印操作中与要打印的所述介质发生接触；以及印刷电路板(6)，它由所述框架(7)保持在其上部且包括所述电子控制装置。
2.根据权利要求1的打印机，其特征在于，手动力能够施加在所述按钮(3)上克服反作用弹簧(11)的偏置作用，弹簧(11)邻接在框架(7)和刚性地连接到外壳(2)的支承之间，在没有这样力的情况下弹簧使按钮(3)和与其关联的整个运动单元(5)回到不工作位置。
3.根据权利要求1的打印机，其特征在于，在所述印刷电路板(6)上设置至少一个电磁体(37)，所述电磁体能够施加克服反作用弹簧(11)的偏置作用的平衡力，弹簧(11)邻接在框架(7)和刚性地连接到外壳(2)的支承之间，在没有这样力的情况下弹簧使按钮(3)和与其关联的整个运动单元(5)回到不工作位置。
4.根据权利要求1的打印机，其特征在于，所述托架(20)是由动力操作组(18、19)并通过水平滑动的联接器而可动地安装到所述框架(7)上。
5.根据权利要求4的打印机，其特征在于，所述动力操作组(18、19)包括丝杠传动机构(19)，丝杠螺母(21)连接到所述托架(20)。
6.根据权利要求1的打印机，其特征在于，至少一个传感器安装在所述印刷电路板(6)上，作为托架(20)的初始位置的一个参考。
7.根据权利要求1的打印机，其特征在于，打印头(8)装备有它自己的墨水供给盒(26)。
8.根据权利要求7的打印机，其特征在于，在印刷电路板(6)上有能够探测所述墨盒(26)存在的传感器。
9.根据权利要求1的打印机，其特征在于，所述按钮(3)是由半透明材料制造的，适合于透射来自位于印刷电路板(6)上的显示器的灯光指示。
10.根据权利要求1的打印机，其特征在于，打印机的抓柄(35)从所述外壳(2)的侧面突出。
11.根据权利要求1的打印机，其特征在于，与电子处理设备连接的电缆的入口(32)设置在所述外壳(2)的侧面上。
12.根据权利要求1的打印机，其特征在于，所述外壳(2)具有用于观察打印区域的前面和侧面的透明窗(4)。
13.根据权利要求1的打印机，其特征在于，用于照亮打印区域的至少一个光源(36)是在印刷电路板(6)的下面，面向打印区域。
14.根据权利要求1的打印机，其特征在于，一个喇叭设置在所述印刷电路板(6)上。
15.根据权利要求1的打印机，其特征在于，倾斜仪(38)设置在所述印刷电路板(6)上以检查打印机的工作位置。
全文摘要
一种半自动电子打印机包括外壳(2)和内部的打印头(8)。从外壳(2)向上突出的按钮(3)刚性地连接到框架(7)，框架(7)以弹簧支承关系安装在外壳(2)内部以使框架可竖直地在不工作位置和工作位置之间运动。框架(7)在上部支撑印刷电路板。该印刷电路板包括微处理器，用于从分开的计算机获得必须打印的数据，用于储存这些数据，以及用于控制打印头(8)的操作。打印头(8)由托架(20)支承在其内部，在按钮(3)被向下按动时打印头与要打印的介质进行接触，在打印一排点之后水平平移，直至所希望的由点矩阵构成的图象已经打印在全部打印表面上为止。
文档编号B41K1/00GK1933974SQ200580005122
公开日2007年3月21日 申请日期2005年2月15日 优先权日2004年2月16日
发明者F·托帕尼 申请人:内斯特有限合伙公司