与热变色墨一起使用的受热写设备的制作方法

本申请一般涉及写设备。具体地，本申请涉及与热变色墨(thermochromaticink)一起使用的写设备。更具体地，本申请涉及可用于激活热变色墨的受热写设备。

发明的背景

本文中所提供的背景描述用于总体地呈现本公开的上下文的目的。在此

背景技术：
部分所描述的程度上的当前命名的发明人的工作以及在递交时可不以其他方式作为现有技术的描述的各方面既不明确地又不隐含地被承认为反对本公开的现有技术。

热变色墨是对温度做出反应而改变颜色的墨。热变色墨可按配方制造，使得它们可从任何颜色改变到任何颜色，包括对温度变化做出反应从不透明颜色变成透明颜色，或从透明颜色变成不透明颜色。热变色墨可按配方制造，使得它们可在各种温度下改变颜色，使得特定的配方可具有若干不同的温度转变点或范围，各自具有从一个特定颜色到另一特定颜色的特定颜色变化。热变色墨可与非热变色墨混合，使得发生非热变色墨的恒定颜色与热变色墨的温度依赖颜色的混合。

玩具在教育过程以及在提供娱乐两方面都使人们受益。这在孩童的情况下尤其如此，因为他们需要刺激以开发他们的思想并消耗他们的能量。具有有趣的颜色或其他性质的玩具可能是有趣的或有教育意义的。例如，允许人做出并显示所画图像的设备作为玩具、作为针对任何年龄的人群的、以及针对商业应用(诸如在餐馆设置中显示一天的菜单)的绘图工具是有用的。着色与绘图对于成年人和儿童两者都是创造性的并且令人满足的活动。

发明概要

以下提供了本公开的一个或多个实施例的简化概述以便提供对此类实施例的基本理解。此概述不是所有构想的实施例的广泛综览，并且既非旨在标识所有实施例的关键性或决定性要素，亦非旨在描述任何或所有实施例的范围。

在一个或多个实施例中，本公开涉及用于激活热变色墨的设备。该设备可包括：绘图尖端(drawingtip)、加热元件、以及被配置成向加热元件提供功率的电源，该加热元件可包括正温度系数(ptc)加热元件，可通信地耦合到绘图尖端，并被配置成加热绘图尖端。在一些实施例中，电源可以是锂离子电池。电池可以是可再充电的，以及在一些实施例中，该设备可具有充电端口，用于从被耦合到充电端口的电源对电池再充电。在一些实施例中，该设备可具有调节器，以用于调节从电源到加热元件的功率。该设备可具有控制器，以用于将热量从电源引导到加热元件。在一些实施例中，该设备可具有可通信地耦合到控制器并被配置成感测绘图尖端和/或加热元件的温度的热传感器。在一些实施例中，绘图尖端可具有腔，以及加热元件可被布置在腔内。进一步地，在一些实施例中，加热元件可被配置成将绘图尖端加热到30-70摄氏度之间的温度。

在一个或多个附加实施例中，本公开涉及热变色绘图系统。该系统可具有被配置成为衬底提供支持的工作表面，其中衬底用热变色墨处理。该系统可附加地具有用于激活热变色墨的设备。该设备可具有：绘图尖端、加热元件、以及被配置成向加热元件提供功率的电源，该加热元件可包括正温度系数(ptc)加热元件，可通信地耦合到绘图尖端并被配置成加热绘图尖端。在一些实施例中，该系统可包括用于保持衬底抵靠着工作表面能的框架或夹具。工作表面还可具有携带把手。在一些实施例中，该设备的电源可以是锂离子电池，以及电池可以是可再充电的。在一些实施例中，工作表面可具有灯。工作表面可具有用于存储衬底的存储单元。此外，衬底可以是用一种或多种热变色墨处理过的纸张。

在一个或多个附加实施例中，本公开涉及用于激活热变色墨的设备。该设备可包括：具有腔的绘图尖端、被布置在腔内的加热元件、以及被配置成向加热元件提供功率的电源，该加热元件可通信地耦合到绘图尖端并被配置成加热绘图尖端。在一些实施例中，电源可以是锂离子电池。该设备可进一步包括弹簧以及弹簧保持构件。弹簧可被保持在绘图尖端腔内介于加热元件与弹簧保持构件之间，使得弹簧和弹簧保持构件提供用于保持加热元件抵靠着绘图尖端的保持力。

虽然公开了多种实施例，但从显示并描述本发明的示例性实施例的以下的详细描述中，本公开的又一些其他实施例对本领域技术人员将变得显而易见。如将会认识到，本公开的各实施例能够在各种明显的方面修改，所有修改不背离本公开的精神与范围。相应地，附图和详细说明本质上应被视为说明性的，而非限制性的。

附图简要说明

尽管本说明书以特别指出并清楚地要求保护被视为形成本公开的各实施例的主题的权利要求作为结论，但相信从结合附图所作出的以下描述中将更好地理解本发明，其中：

图1是根据一个或多个实施例的本公开的受热笔的内视图。

图2a是根据一个或多个实施例的图1的受热笔的截面图。

图2b是根据一个或多个实施例的本公开的另一受热笔的分解图。

图2c是根据一个或多个实施例的图2b的受热笔的一部分的截面图。

图3a是根据一个或多个实施例的本公开的受热尖端的侧视图。

图3b是根据一个或多个实施例的图3a的受热尖端的端视图。

图3c是根据一个或多个实施例的图3a的受热尖端的截面图。

图4a是根据一个或多个实施例的本公开的受热尖端的侧视图。

图4b是根据一个或多个实施例的图4a的受热尖端的端视图。

图4c是根据一个或多个实施例的图4a的受热尖端的截面图。

图5是根据一个或多个实施例的本公开的受热笔的电路的示意图。

图6a是根据一个或多个实施例的本公开的受热笔的立体图。

图6b是根据一个或多个实施例的图6a的受热笔的端视图。

图6c是根据一个或多个实施例的图6a的受热笔的相对的端视图。

图7是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的设备。

图8a是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的设备。

图8b是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8c是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8d是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8e是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8f是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8g是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8h是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8i是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

图8j是根据一个或多个实施例的用于保持衬底的本公开的另一设备。

具体实施方式

本公开涉及与热变色墨一起使用的写设备、写具或写棒。具体地，在一些实施例中，本公开涉及用于写、画、着色或以其他方式与用热变色墨处理过的表面相互作用的受热笔。当受热笔用于写、画、着色或以其他方式与表面相互作用时，受热笔可激活热变色墨。受热笔可具有配置用于与具有热变色墨的表面相互作用的绘图尖端。可在使用期间加热绘图尖端，使得绘图尖端可激活热变色墨。受热的绘图尖端可使热变色墨改变颜色。一般而言，本公开的受热笔可具有加热元件，诸如正温度系数(ptc)加热器。此外，在一些实施例中，本公开的的受热笔可具有电源，诸如锂离子电池或其他电池。

通常可通过各种装置来加热受热写设备。可使用具有一个或多个电阻器或电阻线的简单电阻器电路来加热一些受热写设备。然而，在一些情况下，这种电阻加热器可在以相对短的时间的量加热到特定温度方面和/或保持特定温度方面显示出困难。结果，在一些应用中，具有这样的电阻加热器的受热写设备通常是低效的。例如，在具有简单电阻加热器的受热笔用于激活表面上的热变色墨的情况中，来自受热笔的热能可转移到表面，且受热笔可冷却使得它停止激活热变色墨。笔的使用者随后在笔可再次用于激活热变色墨之前可能需要等待直到笔重新加热。在一些情况下，一旦笔与表面接触，这种电阻器加热的笔的温度可相对快地下降。

现在转向图1与图2，示出了根据本公开的一些实施例的受热笔100。受热笔100可被配置成与热变色元件(诸如热变色墨)相互作用。具体地，受热笔100可配置用于在用热变色墨处理过的表面或衬底(诸如，一片纸或塑料)上写、画、或着色。在一些实施例中，例如在图1中所示，受热笔100通常可被配置成看上去像钢笔、铅笔、马克笔、蜡笔或其他惯用的写具。在其他实施例中，受热笔100可具有其他配置或设计。在一些实施例中，受热笔100可以是电池供电的和/或可再充电的。在其他实施例中，受热笔100可通过其他装置供电。受热笔100可具有主体110，该主体110容纳耦合到加热元件150的受热尖端120、电池130、控制器142、开关144、指示灯146以及充电端口148。在一些实施例中，控制器142、开关144、指示灯146、以及充电端口148或他们的各种子设备可通过电路板140(诸如印刷电路板)电连接。

受热笔100的主体110可配置成容纳电部件和/或其他部件。此外，主体110可提供抓握位置，以供使用者在使用期间抓握或握持受热笔。在一些实施例中，主体110可由塑料(诸如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)塑料或其他塑料)构造。在其他实施例中，主体110可由任何合适的一种材料或多种材料来构造。主体可具有在第一端114与第二端116之间延伸的细长部分112。

在一些实施例中，细长部分112可具有大体上圆柱形的形状。例如，细长部分112可具有在第一端114与第二端116之间延伸的圆形或大体上圆形的截面。在其他实施例中，细长部分112可具有任何合适的截面形状。在一些实施例中，细长部分112可具有在1厘米与30厘米之间的直径或宽度。具体地，在一些实施例中，细长部分112可具有在5厘米与25厘米之间的直径或宽度。更具体地，在一些实施例中，细长部分112可具有在5厘米与20厘米之间的直径或宽度。在其他实施例中，细长部分112可具有任何合适的直径或宽度。在一些实施例中，细长部分112的宽度或直径对第一端114与第二端116之间的所有长度或大部分长度而言可以是基本上恒定的。在其他实施例中，细长部分112在介于第一端114与第二端116之间的直径或宽度上可有变化。在一些实施例中，在第一端114与第二端116之间延伸的细长部分112的长度可在20厘米与200厘米之间。具体地，在一些实施例中，细长部分112可具有在50厘米与150厘米之间的长度。更具体地，在一些实施例中，细长部分112可具有在100厘米与125厘米之间的长度。在其他实施例中，细长部分112可具有任何合适的长度。

在一些实施例中，细长部分112可包括耦合在一起的多个部件。例如，在一些实施例中，细长部分112可以由两个半部(half)来构造，每个半部跨越细长部分的整个长度并具有半圆形或其他适当成形的截面。如在图1与图2a中所示，两个半部可通过一个或多个螺丝、螺栓、摩擦适配部件或销118被耦合。例如，四个销118可用于耦合细长部分112的两个半部。在其他实施例中，任何合适数量的螺丝、螺栓、摩擦适配部件或销可用于耦合细长部分112的两个或更多部分。在其他实施例中，可使用胶、舌榫机构或任何其他合适的耦合机构来耦合细长部分112的两个或更多部分。在其他实施例中，细长部分112可被构造成单个部件，诸如单个塑料部件。

在一些实施例中，细长部分112可具有握把(grip)，诸如填充的塑料或泡沫握把，以允许使用者更好地抓握或握持受热笔100。进一步地，在一些实施例中，细长部分112可具有人体工程学特征或设计要素以允许便于使用。在又进一步的实施例中，细长部分112可具有其他设计要素或特征。

在一些实施例中，细长部分112可具有一个或多个开口111、113。开口111例如可允许使用者访问开关144以激活或控制笔100内的电子器件。开口113例如可允许显示指示灯146。开口111、113中的每一个可针对它们相关联的部件(即，开关或指示灯)进行尺寸设计(sized)。在一些实施例中，开口111、113可各自被布置在细长部分112上最接近第二端116，以便允许使用者握持或使用笔100而不干扰或遮盖开关144或指示灯146。在其他实施例中，开口111、113可被布置在主体110上的不同位置中。

主体110的第一端114可被布置成基本上在受热尖端120附近。具体地，在一些实施例中，第一端114可被布置在受热尖端120的周围，如图1与图2中所示。第一端114可通过胶、螺纹、一个或多个螺丝或其他方法耦合到细长部分112。在一些实施例中，第一端114可通过舌榫、摩擦适配或其他机构卡合(snap)到细长部分上。在又其他实施例中，第一端114的至少一部分可与细长部分112的至少一部分一起被构造为单个部件，诸如单个集成塑料部件。在一些实施例中，第一端114可随着其自细长部分112延伸而逐渐变细(taper)或变窄。例如，在一些实施例中，第一端114可具有大体圆锥形的形状，其中第一端的最宽的部分被布置成最接近细长部分112。圆锥地成形的第一端114可从细长部分112变窄或逐渐变细至开口115。开口115可被配置成允许受热尖端120的一部分穿过主体110并从主体110向外延伸。在第一端的最接近细长部分112的最宽点处，第一端114可具有与细长部分的宽度或直径基本上相同或类似的宽度或直径。例如，在一些实施例中，第一端114的最宽点可具有在5厘米与20厘米之间的宽度或直径。在一些实施例中，在第一端的布置开口115的最窄点处，第一端114可具有小于1厘米与高达大约10厘米的宽度或直径。在其他实施例中，第一端114可具有任何合适的宽度(多个宽度)或直径(多个直径)。还应理解，在其他实施例中，除了圆锥形状，第一端114可具有任何合适的形状。

开口115通常可具有被配置成接收受热尖端120的任何合适的形状。例如，在一些实施例中，开口115可以是圆形开口。在一些实施例中，开口115可具有小于1厘米与高达大约10厘米的宽度或直径。在其他实施例中，开口115可具有任何合适的宽度或直径。

第二端116可被布置在细长部分112上，与第一端114相对。第二端116可通过胶、螺纹、一个或多个螺丝、摩擦适配、或其他方法耦合到细长部分112。在一些实施例中，第二端116可通过舌榫或其他机构卡合到细长部分上。在又其他实施例中，第二端116的至少一部分可与细长部分112的至少一部分一起被构造为单个部件，诸如单个集成塑料部件。在一些实施例中，第二端116可以半球形或曲面形状自细长部分112延伸。在其他实施例中，第二端116可具有任何合适的形状或配置。在一些实施例中，第二端116可具有开口117。如将在下面描述的，开口117可被配置成允许访问usb或迷你usb端口或其他电端口。开口117通常可被尺寸设计成接收usb、迷你usb、或其他电插头。在其他实施例中，第二端116可以是封闭端。在一些实施例中，开口117以及相应的电端口可被布置在主体110上的不同位置处。

如图1与图2a中所示，主体110通常可以是中空的，使得它可容纳受热尖端120、电池130、电路板140、和/或其他部件。在一些实施例中，主体110可具有恒定的或基本上恒定的厚度。在一些实施例中，主体110可具有在5毫米到50毫米之间的厚度。在其他实施例中，主体110可具有任何合适的厚度。在一些实施例中，主体110的厚度可变化。例如，如图2a中所示，主体110的厚度可在受热尖端120周围变窄。在一些实施例中，主体110可包括或容纳结构119，该结构119被配置成物理耦合和/或电耦合印刷电路板140的电路与加热元件150。例如，结构119可自电路板140、在电池130周围延伸，并在相反端处自加热元件150延伸。在一些实施例中，结构119可被耦合到主体110或被并入到主体110中。例如，结构119可被并入到主体110的侧壁内。

受热尖端120可被部分地布置或基本上被布置在主体110内最靠近第一端114。受热尖端120的至少一部分可延伸穿过主体110的开口115。受热尖端120可由金属或其他合适的导电材料(多种材料)构造。在一些实施例中，受热尖端120可在受热尖端的至少一部分上具有橡胶涂层或其他涂层。受热尖端120可具有任何合适的形状。例如，如图1中所示，受热尖端120可具有圆柱部分122以及圆锥部分124。

在一些实施例中，圆柱部分122可被定位在主体110内。圆柱部分122通常可具有有着任何合适的宽度或直径的圆的截面形状。例如，在一些实施例中，圆柱部分122可具有在大约0.5厘米与10厘米之间的宽度或直径。圆柱部分122可另外地具有任何合适的长度。例如，在一些实施例中，圆柱部分122可具有在1厘米与10厘米之间的长度。在一些实施例中，圆柱部分122可具有被配置成接收加热元件150的腔128或中空部分。腔128可从与圆锥部分124侧相对的一侧延伸到圆柱部分122内。在一些实施例中，腔128可具有圆柱形状，并且可具有比圆柱部分的直径或宽度更小的任何合适的直径或宽度。在其他实施例中，腔128可具有被配置成接收加热元件150的任何合适的形状与尺寸。在其他实施例中，圆柱部分122可以是实心的或基本上实心的，且加热元件150可被附连到圆柱部分。

受热尖端120的圆锥部分124可自圆柱部分122延伸。在一些实施例中，圆锥部分124可具有在大约0.5厘米与10厘米之间的长度。在其他实施例中，圆锥部分124可具有任何合适的长度。在圆锥部分124的最宽部分处，诸如在圆锥部分从圆柱部分122延伸的地方，圆锥部分可具有与圆柱部分的直径或宽度基本相同或类似的直径或宽度。例如，在一些实施例中，圆锥部分122可具有在大约0.5厘米与10厘米之间的最宽的直径或宽度。在一些实施例中，在最窄的部分处，圆锥部分124可具有小于1厘米与高达大约5厘米的直径或宽度。在其他实施例中，圆锥部分124可具有任何合适的最宽宽度和最窄宽度。此外，在一些实施例中，圆锥部分124可具有在圆锥形状的相对的两侧之间形成的、在大约10与100度之间的内部角。具体地，在一些实施例中，圆锥部分124可具有在大约50度与80度之间的内部角。在其他实施例中，圆锥部分124可具有任何合适的内部角。圆锥部分124可延伸穿过主体110的开口115。在一些实施例中，圆锥部分124可在主体110的外面延伸小于1厘米与高达大约5厘米的长度。在其他实施例中，圆锥部分124可自主体110延伸任何合适的长度。在一些实施例中，圆锥部分124可具有被布置在圆锥形状的最窄部分处的圆点126。圆点126可自圆锥部分124延伸并具有大体半球形的形状。在一些实施例中，圆点126可具有在大约0.1厘米与5厘米之间的直径或宽度。在其他实施例中，圆点126可具有任何合适的直径或宽度。圆点126在与表面(诸如写表面)保持接触时可允许使用者以各种角度握持笔100。以此方式，受热尖端120通常可被配置成拉、画或以其他方式跨表面移动，例如使得使用者可利用受热笔100在热变色纸上画、写或着色。应当理解，圆尖端126可允许使用者以笔100的纵轴与写表面之间的从90度到45度范围的角度来写、画、着色或以其他方式使用受热笔100。在其他实施例中，可以小于45度的笔的纵轴与写表面之间的角度使用笔100。

图3a-3c示出受热尖端320的另一实施例。与受热尖端120类似，受热尖端320可具有圆柱部分322、圆锥部分324、圆点326以及腔328。如在图3a与图3c中所示的，在一些实施例中，受热尖端320可附加地具有衬圈(collar)部分321。衬圈部分321可自圆柱部分322、在与圆锥部分324相对的一侧上延伸。衬圈部分321可具有圆形截面，例如与圆柱部分322类似。然而，在一些实施例中，衬圈部分321可具有大于圆柱部分322的直径或宽度的直径或宽度。在一些实施例中，腔328可延伸穿过衬圈部分321并延伸到圆柱部分322中。

图4a-4c示出受热尖端420的又一实施例。与受热尖端120与320类似，受热尖端420可具有圆柱部分422、圆锥部分424、圆点426以及腔428。如图4a与图4c中所示，受热尖端420可附加地具有第一衬圈部分421以及第二衬圈部分423。第一衬圈部分421可自圆柱部分422、在与圆锥部分424相对的一侧上延伸。第二衬圈部分423可自第一衬圈部分421、在与圆柱部分422相对的一侧上延伸。在一些实施例中，第一衬圈部分421与第二衬圈部分423可各自具有圆形截面。在一些实施例中，第一衬圈部分421可具有小于圆柱部分422的直径或宽度的直径或宽度，并且第二衬圈部分423可具有与圆柱部分的直径或宽度基本相同或类似的直径或宽度。在其他实施例中，第一衬圈部分421与第二衬圈部分423可各自具有任何合适的直径或宽度。一起地，衬圈421、423可在受热尖端420的与圆锥部分424相对的端部处或该端部附近形成凹部和唇部。应当理解，本公开的受热尖端的其他实施例可具有关于图3与图4所讨论的衬圈部分的任一种。一个或多个衬圈部分可帮助定位笔的受热尖端与主体。如在图4c中附加地示出的，在一些实施例中，腔428可延伸穿过第一衬圈部分421以及第二衬圈部分423，穿过圆柱部分422、并延伸到圆锥部分424。此外，在一些实施例中，腔428可具有圆的内表面。应当理解，本公开的受热尖端的其他实施例也可具有延伸到圆锥部分中和/或具有圆的内表面的腔。

返回参见图2a，加热元件150可被配置成加热受热尖端120。在一些实施例中，加热元件150可被定位在或部分地定位在受热尖端120内。例如，如图2a中所示，加热元件150可被定位在受热尖端120的腔128内。保持构件152可配置成将加热元件150固定在抵靠着受热尖端120或与受热尖端120热通信的合适位置中。加热元件150可具有任何合适的尺寸与形状。例如，在一些实施例中，如图2a中所示，加热元件150可具有圆盘形状。在其他实施例中，加热元件150可具有任何合适的形状。加热元件150通常可具有被配置成被定位在受热尖端120的腔128内的、并足够提供用于受热尖端的期望温度或温度范围的尺寸与形状。

加热元件150可采用任何合适的装置来加热受热尖端120。在一些实施例中，加热元件150可以是陶瓷ptc加热元件或包括陶瓷ptc加热元件。ptc加热元件可提供特定的益处。例如，ptc加热元件可提供相对快的加热时间。即，ptc加热元件与其他加热元件相比可在相对短的时间的量内达到期望的或预定的温度。ptc加热元件可进一步提供具有减小过热风险的相对安全的加热环境。具体地，即，一旦ptc加热元件达到期望或预定温度或温度范围，加热输出可减少，使得加热元件(且在此情况下为受热尖端120)可被保持在期望或预定的温度下或在期望温度范围内，而不会变成比期望或预定的温度或范围显著更热。此外，ptc加热元件可能够比其他加热元件更有效地和/或更高效地保持期望或预定温度或温度范围。具体地，在受热笔100的上下文中，在受热尖端120与表面(诸如热变色写表面)之间的接触可倾向于因热量从受热尖端转移到表面而使受热尖端的温度下降的情况下，作为响应，ptc加热元件150可有效地或高效地将热流保持到受热尖端，以便帮助防止受热尖端下降到期望或预定的温度或范围之下。以此方式，应当理解，ptc加热元件对于在受热笔中使用可以是尤为有效的。然而，还构想了附加的或替代的加热元件。例如，加热元件150可以是冷热焊枪或包括冷热焊枪。

在一些实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可配置成在操作期间保持特定温度或温度范围。例如，加热元件150和/或受热尖端120可配置成在可足够热以与热变色墨相互作用但又不是那么热以致容易烧坏皮肤或纸的温度或温度范围下操作。在一些实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可配置成保持在1摄氏度与100摄氏度之间的温度。具体地，在一些实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可配置成保持在大约30摄氏度与70摄氏度之间的温度。更具体地，在一些实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可配置成保持在大约45摄氏度与55摄氏度之间的温度。在其他实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可被配置成在任何合适的温度下操作。例如，在一些实施例中，加热元件150和/或受热尖端120可被配置成在多个温度或温度范围下操作，以便与不同的热变色墨对应。在这样的实施例中，受热笔100可具有开关、旋钮(dial)或其他机构，以帮助在多个操作温度或温度范围之间切换。

返回参考图1与图2a，受热笔100可具有电池130。电池130可以是任何合适的电池类型，例如，诸如干电池组或锂离子电池。在一些实施例中，电池130可以是可再充电的。在一些实施例中，受热笔100可具有不止一个电池130。

在一些实施例中，锂离子电池可提供特定的益处。例如，锂离子电池可在比使用干电池组实现特定能量密度将会需要的电池更小的电池和/或更低数量的电池中提供相同的能量密度。执行了测试以确定锂离子电池的使用是否可对加热笔100提供超过使用一些干电池组的优势。具体地，该测试比较了以下电池的性能：(1)本公开的加热笔中的单个14500锂离子电池；(2)本公开的加热笔中的两个aa干电池组；(3)本公开的加热笔中的两个aaa干电池组，这些电池中的每一种是本公开的合适的并且可能的示例实施例。相同的加热笔用于测试三种电池类型中的每一种。对于每个测试，加热笔使用电池(电池组)供电，并允许在50摄氏度与55摄氏度之间的期望操作温度范围下连续地运行。测量了笔的受热尖端达到操作温度所需的时间(“到50℃的启动时间”)以及可以在受热尖端处保持操作温度所达的时间长度(“连续运行时间”)。在以下的表格中示出了测试的结果。

如可从以上所示的结果中理解，单个锂离子14500电池允许受热尖端在较短的时间的量(10秒)内达到期望的温度范围(与两个aa电池组(20秒)以及两个aaa电池组(37秒)相比)。此外，锂离子电池在期望的温度范围下提供了显著更长的运行时间(380分钟)(与aa电池组(190分钟)以及aaa电池组(80分钟)相比)。此外，在测试期间，当电池组达到大约2.7v的电压水平时，由aa电池组与aaa电池组供电的受热笔被关闭。允许受热尖端冷却，并随后开启回受热笔。对于由aa电池组与aaa电池组供电的笔中的每一个，在电压下降到2.7v之后，受热笔达到50℃所需的启动时间超过两分钟。因此，应当理解，干电池组在它们的电压随着时间减少时给受热笔供电方面变得较低效或不太有效。因此，应当理解，一个或多个锂离子电池对于给本公开的受热笔供电可以是尤为有效或高效的。然而，在一些实施例中，也可使用附加的或替代的电池类型，包括干电池组。在又其他实施例中，受热笔100可由其他部件供电，诸如连接到ac电源(例如，诸如家庭壁式插座)的电源线。其他合适的电源也是可用的。

继续参见图1与图2a，控制器142通常可被配置成接收、存储和/或发送指令。控制器142可控制加热元件150和/或将来自电池130的功率引导到加热元件。例如，控制器142可控制至加热元件130的能量流以便在受热尖端120处保持期望或预定的温度或温度范围。控制器142可附加地或替代地控制其他元件。例如，控制器142可控制指示灯146的操作。在一些实施例中，控制器142可包括调节器，诸如电压调节器。电压调节器可被配置成保持从电池130到加热元件120的恒定或近乎恒定的电压。

在一些实施例中，本公开的受热笔可具有温度传感器。温度传感器可被布置在受热尖端120和/或加热元件150上或在受热尖端120和/或加热元件150附近。温度传感器可被配置成测量受热笔120和/或加热元件150的温度。温度传感器可被电耦合至控制器142且可被配置成提供所测量的温度数据给控制器。在一些实施例中，控制器142可基于从温度传感器接收到的温度数据来调整供应给加热元件150的能量。例如，温度传感器可被配置成以随机或周期性的间隔或连续地或基本连续地将温度信息发送给控制器142。

开关144可自电路板140延伸，并通常可被使用者访问，诸如通过主体110中的开口111。开关144可提供笔100的一种或多种控制。在一些实施例中，开关144可以是功率开关，从而允许使用者开启与关闭笔。在其他实施例中，开关144可提供附加的或替代的控制或设置，诸如计时器、温度控制或其他控制或设置。开关144可被布置在主体110上，诸如被布置在细长部分112上。在一些实施例中，开关144可位于最接近第二端116，使得使用者能够握持与使用笔100而不干扰开关。开关144可以是或包括任何合适类型的开关机构。例如，开关144可以是或包括按钮、拨动开关、滑动开关、控制旋钮(controldial)或任何其他合适的开关机构。在一些实施例中，受热笔100可具有多个开关或其他控制。

指示灯146可自电路板140延伸，并通常可对使用者可见，诸如通过主体110的开口113。指示灯可被配置成向使用者提供指示。例如，指示灯146可被配置成在受热笔100被通电时点亮。在其他实施例中，灯146可提供对电池寿命的各种水平和/或充电状态的指示。在又其他实施例中，灯146可提供警报，例如，诸如温度警报。指示灯146可被布置在主体110上，诸如被布置在细长部分112上。在一些实施例中，指示灯146可位于最接近第二端116，使得使用者能够在握持或使用笔100时查看指示灯。指示灯146可以是或包括任何类型的点亮设备，例如，诸如led灯。在一些实施例中，受热笔100可具有用于指示各种信息的多个指示灯146。

充电端口148或其他电端口可自电路板140延伸并通常可由使用者访问。充电端口148可被配置成提供对电池130进行充电或再充电的装置。例如，在一些实施例中，充电端口148可以是被配置成接收被耦合到电池130的usb或迷你usb插头的usb或迷你usb端口。在其他实施例中，充电端口148可以是或包括任何合适的类型或配置。在其他实施例中，电池130可以使用其他装置充电或再充电，包括其他有线的或无线的充电方法。

现在转向图2b，示出了本公开的受热笔200的另一实施例。具体地，图2b示出了受热笔200的分解图。如所示，受热笔200可具有主体210，该主体210容纳了受热尖端220、电池230、控制器242、开关244、指示灯246以及充电端口248。控制器242、开关244、指示灯246、以及充电端口248或他们的各种子设备可通过电路板240(诸如印刷电路板)和/或一条或多条引线或线249被电连接。

与以上描述的主体110类似，主体210可具有细长部分212、第一端214、以及第二端216。此外，主体210可包括通过多个销218被耦合在一起的两个部件210a、210b。每个部件210a、210b可具有例如细长部分212a、212b，第一端214a、214b，以及第二端216a、216b中的每一个的一部分。

电池230、控制器242、开关244、指示灯246、充电端口248、以及电路板240可与以上关于图1与图2a所描述的那些类似。在一些实施例中，电池230可通过一条或多条引线或线249与电路板240和/或控制器242电通信。

在一些实施例中，受热笔200可具有被定位在开关244上的开关盖245。开关盖245可提供对开关244的更容易的推压(例如在开关是按钮的情况下)，或在其他实施例中可滑开或翻转开以提供对开关的访问。

图2c示出了受热尖端220的截面图。如以上关于受热尖端120、320以及420所描述的，受热尖端220可具有圆柱部分222、圆锥部分224、以及圆尖端226。圆柱部分222可具有被配置成接收加热元件250的腔228。如上所述，加热元件250可以是或包括陶瓷ptc加热元件，并可具有圆盘形状或其他合适的形状。如图2b中所示，在一些实施例中，受热尖端220与加热元件250中的每一个可通过一条或多条引线或线249被电耦合至电路板240和/或控制器242。如在图2b与图2c中附加地示出的，受热尖端220可将温度传感器252、弹簧254、以及弹簧保持器256容纳在腔228内.

在一些实施例中，温度传感器252可被配置成感测加热元件250的表面处或加热元件250的表面附近的温度。在其他实施例中，温度传感器252可被配置成感测受热尖端220的表面处或受热尖端220的表面附近的温度。在一些实施例中，温度传感器252可以是负温度系数设备。在其他实施例中，温度传感器252可使用任何合适的机构或设备来检测或确定温度。如图2b中所示，温度传感器252可通过一条或多条线249与电路板240和/或控制器242电通信。温度传感器252可将加热元件250和/或受热尖端220的所检测的温度传送给控制器240，使得作为响应，控制器240可调整供应给加热元件的功率。在一些实施例中，温度传感器252可以被定位在加热元件250上或被定位在加热元件250附近。例如，在一些实施例中，如图2c中所示，温度传感器252可以被定位在加热元件250与弹簧保持器256之间。在其他实施例中，温度传感器252可被布置在任何合适的位置中。

一起地，弹簧254以及弹簧保持器256可操作来将加热元件250定位成抵靠着受热尖端220或与受热尖端220热通信。在一些实施例中，弹簧254可以是由金属或其他合适的材料组成的螺旋弹簧。如图2c中所示，弹簧254可被布置在加热元件250与弹簧保持器256之间。弹簧254可被尺寸设计以被布置在受热尖端220的腔228内和/或在弹簧保持器256内。弹簧保持器256可被布置使得弹簧254在弹簧保持器与加热元件250之间被压缩或被部分压缩。弹簧保持器256可以由塑料、金属或其他合适的材料组成。弹簧保持器256可具有任何合适的尺寸与形状，并且在一些实施例中可被配置成被定位在或被部分地定位在受热尖端220的腔228内。例如，在一些实施例中，弹簧保持器256通常可具有圆柱形的形状，从而与圆柱成形的腔228对应。弹簧保持器256可具有被配置成接收弹簧254的至少一部分的腔258。例如，腔258可以是被尺寸设计成接收螺旋弹簧254的圆柱成形的开口。以此方式，弹簧254可被定位在腔258的内表面与加热元件250之间。在其他实施例中，弹簧保持器256可以是大体上实心的部件。弹簧保持器256可附加地具有自保持器的外表面延伸的一个或多个凹口259。该一个或多个凹口259可与受热尖端220中(诸如在圆柱部分222的侧壁中)的一个或多个开口229对应。此凹口(多个)259以及对应的开口(多个)229可协同操作以将弹簧保持器256保持在受热尖端220内的固定位置中。在一些实施例中，如在图2c中所示，该一个或多个凹口259可具有鳍形状，该鳍形状具有弯曲或成角度侧以及直台侧(straightledgeside)。以此方式，凹口(多个)259可被配置成当以一个方向跨开口被移动时在开口(多个)229上滑动，使得凹口(多个)的弯曲或成角度侧在开口(多个)上移动。同样地，凹口259可被配置成当以相反方向跨开口(多个)229被移动时将弹簧保持器256保持在固定的位置，使得凹口(多个)的直台侧在开口(多个)上抓住。这可允许弹簧254被保持在压缩中，而无需移动(dislodge)弹簧保持器256。

现在转向图5，示出了本公开的给受热笔供电和/或控制受热笔的电路500的电路图。如所示，电路500可包括与控制单元520电通信的加热元件510、稳压电源530、电池540以及插座550。加热元件510可被配置成响应于从能量源接收到功率而增加温度。控制单元520可被配置成将能量从电池540引导到加热元件510或调节从电池540到加热元件510的能量。此外，控制单元520可被配置成发送加热控制信号522到加热元件510和/或从加热元件510接收温度信号524。控制信号522可提供将加热元件510加热到特定温度和/或调整温度。在一些实施例中，温度信号524可通过温度传感器被发送并可提供当前或最近的温度数据给加热元件510。以此方式，加热控制信号522以及温度控制524可提供连续的或基本连续的反馈回路，以便保持加热元件的期望或预定的温度或温度范围。在一些实施例中，稳压电源530可对加热元件510调节电压。电池540通常可为加热元件510供电。在一些实施例中，电池540可以是锂离子电池。在其他实施例中，电池540可以是任何合适的电池或电池组。插座550可提供对电池540进行充电或再充电的装置。例如，插座550可以是或包括被配置成接收耦合到电池的usb或迷你usb插头的usb或迷你usb插座。在其他实施例中，电路500可包括附加的或替代的部件。

本公开的受热笔可具有各种设计要素、特征以及部件。例如，图6a-6c示出了本公开的受热笔600的附加实施例。如所示，受热笔600可具有主体610、受热尖端620、以及充电端口648。如可从图6a-6c中理解的，在一些实施例中，受热笔600通常可被配置成看起来与例如铅笔或蜡笔类似。例如在图6a-6c中所示的，受热的主体610可具有例如六边形截面形状，以看起来像铅笔或钢笔。2011年2月22日提交的、题为“thermochromaticinks,printingmethodsandkits(热变色墨、印刷方法与套件)”的美国专利第8,662,893号通过引用整体结合于此。美国专利第8,662,893号的图16-29示出了具有各种元件、特征以及部件的受热笔的附加实施例。本公开的受热笔可具有美国专利第8,662,893号的图16-29中所示的任何元件、特征或部件。

如上所述，本公开的受热笔通常可用于在表面上画、写、着色或以其他方式与表面相互作用。在一些实施例中，表面可用一种或多种热变色墨或其他热变色部件处理。例如，在一些实施例中，表面可以是用热变色墨处理过的纸张或其他衬底。

本公开的热变色墨可以是任何合适的热变色墨，例如包括包含液晶和/或隐色染料的墨。本公开的热变色墨可具有转变温度或转变温度范围，从而限定在什么温度(多个温度)下热变色墨激活并变成不同颜色。热变色墨可根据热激活从任何合适的第一颜色变成任何合适的第二颜色。在一些实施例中，热变色墨可根据热激活从任何合适的第一水平的不透明性变成任何合适的第二水平的不透明性。例如，在一些实施例中，热变色墨开始为透明层或可变成透明层。本公开的热变色墨可具有任何合适的转变温度或范围。例如，在一些实施例中，转变温度可在-10摄氏度到100摄氏度之间。进一步地，转变范围可以是宽范围或窄范围。例如，在一些实施例中，本公开的热变色墨的转变范围可包括从0.5摄氏度到40摄氏度的任何地方。例如，一种配方可具有大约16℃到大约31℃的转变点，另一个配方可具有大约45℃到大约60℃的转变点。在一些示例中，所使用的一种或多种墨配方可以是可从百乐公司(pilotcorporation)或锯齿草公司(sawgrasscorporation)购得的那些墨配方。

在一些实施例中，不止一种热变色墨可用于单个墨配方中，该墨配方具有一个或多个温度转变点以及一种或多种颜色或颜色组合。例如，一种或多种热变色墨配方可被层叠(layered)在衬底或表面上。在各个示例中，墨配方中的每一种可具有有着不同的转变点的不同的热品质。使用这种组合的墨的益处之一是加热的多个阶段可用于显示图像、颜色或其他类型的印刷的不同层。

本公开的受热笔通常可被配置成激活一种或多种热变色墨。当热量从受热笔被施加到一种或多种墨时，可在受热笔接触表面或衬底的任何地方通过激活或转变热变色墨(多种)来创建写或画。印刷图像、颜色或其他图像可被显在一种或多种热变色墨下面。存在多种方法，通过此多种方法热变色墨可被施加到表面或衬底，例如，包括凹版印刷、柔版涂覆(flexo-coating)或其他合适的涂覆方法和/或印刷方法。在一些实施例中，表面或衬底(一种或多种热变色墨被印刷或施加到其上)可以是纸或塑料衬底。

在一些实施例中，衬底可以是任何合适的材料，该材料可以在一层或多层中并且可包括一层或多层热变色墨以及一层或多层非热变色墨。在实施例中，衬底可以是透明的(clear)或半透明的(translucent)。在一些实施例中，衬底可以是不一定是透明的或半透明的纸或其他材料。在某些情况下，使得印刷图像在白色或其他颜色的背景上而不是在透明的背景上可能是优选的。利用冷却或加热的施加，热变色墨可变成透明或半透明的以显示图像或颜色，或者热变色墨可变成不同的颜色。利用多种热变色墨的组合，可作为衬底的加热或冷却处理的结果而创建转变点、透明度、以及不同颜色、广泛种类的不同图案的组合。通过将墨与不同的转变温度结合，加热和冷却的不同温度可产生不同的颜色。

在一些实施例中，可提供用于支持或定位经热变色墨处理的衬底的设备。该设备通常可被配置成给衬底提供背衬(backing)或工作表面，抵靠着该背衬或工作表面使用者可写、画或着色。此外，该设备可被配置成在使用期间定位衬底和/或最小化衬底的移动。在一些实施例中，该设备可具有用于照明衬底的背光或其他光。在一些实施例中，该设备可以是儿童的玩具。在其他实施例中，该设备可以是被配置用于成年人的设备，例如艺术装置(artdeice)。

现在转向图7-8，本公开的衬底支持设备可具有工作表面、把手、抽屉、被配置成接收写设备的保持器、开关、一个或多个指示灯、托架(stand)、框架、外部灯和/或其他元件。

例如，图8a-8j示出了本公开的衬底支持设备800a-800j的一些实施例。虽然以下总体描述了图8a-8j，但是在之前通过引用并入此公开的美国专利第8,662,893号中更详细地对它们进行了描述。例如在图8a中所示的，设备800a可具有被布置在前部810a上的工作表面820a。在一些实施例中，设备800a可具有被配置成接收诸如本公开的受热笔之类的写设备的保持器850a。保持器850a可以是设备800a的前部810a中的切口(cutout)或凹部(recess)。该切口或凹部可具有与写设备形状类似的形状。在一些实施例中，写设备800a可附加地具有开关860a以及一个或多个指示灯870a。例如，开关860a可被配置成开启工作表面820后面的背光。指示灯870a可被配置成指示何时背光是开着的、何时受热笔已经到达特定温度、和/或其他信息。如可从图8a-8j中理解的，设备800a-j可具有各种附加的或替代的特征、元件以及部件。在一些实施例中，例如在图8c中所示，设备800c可具有用于控制各种元件的多个开关或按钮860c。例如，开关860c可控制在工作表面820后面所提供的背光的颜色。如从图中可理解的，可在设备的各种位置处提供把手，例如在图8d与图8e中所示。如在图8f中所示，设备800f可在一端处具有被配置成以一角度定位工作表面820f的托架880f。在一些实施例中，托架880f可附加地用作设备800f的把手。在一些实施例中，如在图8g与图8h中所示的，设备800g、800h可具有框架890g、890h。框架890g、890h可被配置成在使用期间将衬底支持在工作表面820g、820h上的适当位置中。框架890g、890h通常可被配置成被定位在工作表面820g、820h的边缘周围并可具有与工作表面的尺寸与形状类似的尺寸与形状。在一些实施例中，框架890g、890h可以是可移动的。在其他实施例中，框架890g、890h可通过一个或多个铰链或其他装置被耦合到设备800g、800h。如图8i与8j中所示，在一些实施例中，设备800i、800j可具有一个或多个外部夹具895i、895j。此一个或多个夹具895i、895j可被配置成在使用时将衬底保持在工作表面820i、820j上的适当位置中。如在图8i与8j中附加地示出的，在一些实施例中，设备800i、800j可具有一个或多个外部灯885i、885j。此一个或多个外部灯885i、885j可被配置成照明工作表面820i、820j。

图7示出了衬底支持设备700的另一示例。图7示出了后部715，该后部715可被布置成与设备700的工作表面可被布置在其上的前部相对。如所示，设备700可具有把手730与抽屉740。设备700可由塑料或任何其他合适的一种材料或多种材料组成。设备700可具有任何合适的形状，并且在一些实施例中可具有如图7中所示的矩形形状。设备700可具有任何合适的尺寸。例如，在一些实施例中，设备700可具有在3英寸与12英寸之间的宽度，在6英寸与24英寸之间的长度，以及在0.25英寸与6英寸之间的厚度。在其他实施例中，设备700可具有任何合适的尺寸。

把手730可提供用于携带设备700的装置。在一些实施例中，把手通常可具有任何合适的形状与尺寸，并可具有人体工程学特征。可在设备700上的任何合适的位置处提供把手730。例如，把手730可被布置在设备700的侧边缘上。

抽屉740可被配置用于存储材料，诸如具有热变色墨的一个或多个衬底。抽屉740可允许使用者存储多余的空白或未使用的衬底和/或早已被激活或被部分激活的衬底。如所示，抽屉可从设备700的一侧访问。在一些实施例中，抽屉740通常可被布置成使得所存储的材料可被定位在工作表面的后面或下面。抽屉可从设备700向外滑动。在一些实施例中，抽屉740可具有可卡合或锁定到适当位置的盖子。例如，盖子可被拉下来以便访问并拉出抽屉740。在其他实施例中，抽屉740可具有其他锁定机构，以便帮助防止在使用者在工作表面上绘图时抽屉滑开。应当理解，本公开的任何衬底支持设备可具有被配置用于存储材料的抽屉。在又进一步的实施例中，并非拉出抽屉，而是本公开的衬底支持设备可具有访问面板(accesspanel)，该访问面板可例如滑开或翻转开以提供对被配置成存储衬底和/或其他材料的存储腔的访问。

如本文中所使用的，术语“基本上”或“通常”指的是行为、特征、性质、状态、结构、物品或结果的完全或近乎完全的范围或程度。例如，“基本上”或“通常”封闭的物体将意味着该物体是完全封闭的或近乎完全封闭的。从绝对的完全性偏离的准确可允许程度可在某些情况下取决于特定上下文。然而，一般而言，实现的接近度将是使得通常具有犹如绝对与全部实现被获得那样相同的总体结果。当在负面含义中使用以指代行动、特征、性质、状态、结构、物品或结果的完全或近乎完全缺乏时，使用“基本上”或“通常”是同样适用的。例如，“基本上无”或“通常无”一成分或要素的元件、组合、实施例或组分可仍实际包含这样的物品，只要通常不存在它的可测量效应。

在前面的描述中，已经出于说明和描述的目的呈现本公开的各实施例。这些实施例不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。根据以上教义，显而易见的修改或变体是可行的。选择和描述了各实施例以提供本公开的原理以及其实际应用的最佳说明，且由此使本领域普通技术人员能够利用各实施例，其中构想了适于特定用途的各种修改。当根据公平地、合法地且公正地适用广度来解释所附权利要求时，所有此类修改和变体都在如所附权利要求所确定的本公开的范围内。