专利名称：条码打印机的电磁屏蔽结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子设备的电磁屏蔽结构，尤其是条码打印 机的防止电磁辐射和电磁干扰的结构。
背景技术：
人们常说的射频干扰(Radio Frequency Interference-RFI)是指元 线电广播范围的干扰。1934年在巴黎举行的国际无线电干扰特别委 员会(CISPR),就是第一次开始对电磁干扰及其控制技术的世界性有 组织的研究。在人类进入信息化社会的今天，电磁波作为;一种资源 已在OHz 400GHz宽频范围内，广泛地用于信息技术;品中，如汽车、 通信、计算机、家电等;品，大量地拥人社会和家庭。伴之而来的电 磁干扰也就从甚低频到微波波段，无孔不入地辐射或传导至运行中的 子设备或系统以及周围的环境。给设备或系统以及生态带来各种各样 的危害。条码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。条码技术最 早产生在上世纪的二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里。1949 年的专利文献中才第一次有了 Norm Woodland和Bernard Silver发明的全方位条码符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有条码技术 的记录，也没有投入实际应用的先例。直到1970年Iterface Mechanisms公司开发出"二维码"之后，条码的技术和条码的识读 和打印的设备才得以在巿场上应用。然而一直到上世纪90年代末期 条形码才在中国的巿场上得以迅速的应用和发展。条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定 的字符、数字及符号组成的信息。条码系统是由条码符号设计、制作 及扫描阅读组成的自动识别系统。条码技术有以下特点1、 输入速度快与键盘输入相比，条码输入的速度是键盘输入 的5倍，并且能实现"即时数据输入"。2、 可靠性高键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字 符识别技术出错率为万分之一，而釆用条码技术误码率低于百万分之3、 采集信息量大利用传统的一维条码一次可釆集几十位字符 的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠 错能力。4、 灵活实用条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也 可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控 制设备联接起来实现自动化管理。5、 条码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备 操作容易，不需要特殊培训，且设备也相对便。而今条码应用的领域较多，条码打印机也随之应用到各个领域， 包括政府机关的机要函件处也用到了条码打印机。但是原本的条码打 印机虽然通过了 3C认证，在电磁兼容检查(EMC)上已经通过了认 证，但是它并没有完全的消除电磁干扰和电磁辐射泄漏的危险，本实 用新型专利就是改造了 一款巿场主流的产品TSC TTP _ 243E PLUS, 使其成为一款低辐射条码打印机，以适应特殊行业的特殊需求，信息 技术设备在正常使用的过程中不会发生电磁干扰以影响其它设备的 稳定性、可靠性和安全性。目前同行业的条码打印机多种多样，但是巿场上并没有见到过做 了屏蔽电磁辐射泄漏和电磁干扰以保证信息安全的产品。实用新型内容本实用新型的目的是提供了 一种低辐射条码打印机，是对此通用 巿场上的条码打印机TSC TTP - 243E PLUS做了进 一 步的改进，主要 针对电子信息产品电磁问题的电磁干扰和电磁辐射泄漏(EMI)做了有效的防范措施，以保证该条码打印机在电磁干扰和电磁辐射泄漏等 方面符合特殊行业一一政府机要信息处理处在处理机要函件的相关 标准。使用本实用新型提供的条码打印机可以屏蔽和减小电磁干扰和 电磁辐射，以保证信息技术设备工作的稳定性、可靠性和安全性，以 防止信息技术设备对安全信息的电磁辐射泄漏。本实用新型中提到的条码打印机所产生的电磁干扰和电磁辐射 的主要来源是打印机在工作时会产生间歇或连续性电压电流变化，尤 其在打印工作开始的瞬间电压电流的变化速率相当快，导致在不同频 率间产生电磁能量，而相应的电路则将这种能量发射到周围的环境 中。而产生的电磁能量由两种方式离开或者进入另一个电路，辐射和 传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而 信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，在开放的空 间中自由辐射，从而产生干扰或电磁泄漏。其次，电源线是电磁干扰传入设备和传出设备主要途径。通过电 源线，电网上的干扰可以传入设备，千扰设备的正常工作。同样，设 备的干扰也可以通过电源线传到电网上，对网上其它设备造成干扰。再次，条码打印机与PC联接的数据线，也称为并口线，是电磁 辐射泄漏的主要途径，当打印机待机或者工作时产生的电磁能量的变 化会在自由空间中自由辐射，并口线的端口能与这股能量发生耦合从 而使得能量通过该并口线传输到条码打印机外发生电磁干扰，而当 PC与条码打印机发生信息交互的时候是通过并口线传输数据，该数 据的传输和接受的过程也会发生电磁能量的瞬间变化，发生电磁辐射 现象。通过本实用新型电磁屏蔽和静电屏蔽的设计，能够符合特殊行业 对于信息技术设备的电磁干扰、尤其对于电磁辐射泄漏保密信息的防 止有着较强的作用，该屏蔽的效果已经通过了国家机要信息处理处的 测试，符合了该行业的使用标准。为实现上述目的本是应新型的技术方案是釆用 一种条码打印机 的电磁屏蔽结构，所述电磁屏蔽结构是1) 、在条码打印机的电源入口处安装有低通滤波器；2) 、在数据线上加装磁环；3) 、在散热孔内测加装铝制蜂巢通风板，并将蜂巢通风板接地；4) 、用导电胶带粘接条码打印机的所有缝隙；5) 、将机壳和导电胶带接地。本实用新型所述机壳釆用下机壳与上机壳紧密扣合，所述紧密扣 合是下机壳与上机壳接触良好形成连续导电体。本实用新型下机壳与上机壳是由lmm厚的镀锌钢板制成。本实用新型将所述磁环加装在数据线的出口处。本实用新型在上机壳与下机壳的接口处粘接有导电胶带，并将导 电胶带接地。本实用新型所述条码打印机的电源开关包裹有导电胶带，并将导 电胶带接地。本实用新型在电源线和数据线与机壳的接口处密封粘接有导电 胶带，并将导电胶带接地。本实用新型所述导电胶带是铜材胶带或铝材胶带。 本实用新型的优点和技术效果在于，主要针对电子信息产品电磁 问题的电磁干扰和电磁辐射泄漏(EMI)做了有效的防范措施，以保 证该条码打印机在电磁干扰和电磁辐射泄漏等方面符合特殊行业一 一政府机要信息处理处在处理机要函件的相关标准。使用本实用新型 提供的条码打印机可以屏蔽和减小电磁干扰和电磁辐射，以保证信息 技术设备工作的稳定性、可靠性和安全性，以防止信息技术设备对安 全信息的电磁辐射泄漏。通过本实用新型电磁屏蔽和静电屏蔽的设计，能够符合特殊行业 对于信息技术设备的电磁干扰、尤其对于电磁辐射泄漏保密信息的防止有着较强的作用，该屏蔽的效果已经通过了国家机要信息处理处的 测试，符合了该行业的使用标准。
图l是本实用新型条码打印机的电磁屏蔽结构图。图中1、上机壳；2、下机壳；3、低通滤波器；4、铝制蜂巢通 风板；5、导电胶带；6、电源开关。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 如附图l所示，本实用新型关于电磁问题主要包括两个方面电 磁干扰、电磁辐射(EMI)和电磁兼容(EMC)。 EMI是指任何高频 设备或系统所固有的可能引起本身性能降低，或者对使用者产生伤害 的一种电磁现象，包括了设备或系统遭受外部电磁环境的干扰和自身 对外部环境的电磁影响两方面；而EMC主要是解决上述电磁干扰/ 辐射的屏蔽问题。本实用新型所涉及的是将要改进的条码打印机是TSC厂家生产的 一款通用打印机，它已经通过了 3C认证的，3C认证包括电磁兼容 (EMC),也就是说它在电路主板的电磁问题上是符合了民用的标准， 但是对于有更高要求的国家机要信息处理处这个标准还未达到该机 关的应用标准，也就对于条码打印机的屏蔽有了更高的要求。本实用 新型解决电磁干扰和电磁辐射的问题需要把打印机相关的电磁能量 的变化所发生的电磁干扰和电磁辐射屏蔽在一个相对较小的区域内， 使其信息不能外泄。根据电子学中屏蔽的概念，屏蔽就是对两个空间区域之间进行金 属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感 应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或 整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将 接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。影响屏蔽体屏蔽效能主要有两个因素 一个是整个屏蔽体表面必 须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。其实通俗 的讲，电磁屏蔽就是需要用软磁金属材料制成的外壳将设备封闭或近 乎封闭起来，以防止外界电磁场对设备的影响或设备的电磁场对外界 干扰的措施。条码打印机含有微处理器脉冲电路、卷纸和用于卷碳带的马达， 它们都能产生较强的电磁干扰和电磁辐射泄漏，为了达到较好的屏蔽 效能本实用新型为条码打印机设计了金属外壳，作为其导电连续的封 闭体的根基。本实用新型作为有屏蔽高频电磁波能力的机器外壳应该至少是lmm以上的镀锌钢板，我们选用的就是lmm厚的镀锌钢板，并且板 材是经过了特殊处理的SECC冷镀锌钢板，这样的钢板制成的机壳具 有高屏蔽性、高导电率、刚性好、不易生锈、耐腐蚀等特点。由于冷 镀锌钢板的导电率比较高，所以对机壳内外的电磁辐射有一定的屏蔽 作用，能有效防止电磁辐射和干扰。屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵 消而削弱高频磁场干扰。如果屏蔽体不完整，涡流的效果降低，即屏 蔽的效果大打折扣。然而由于该条码打印机是需要跟外界交互信息 的，所以该条码打印机的外壳显然不可能做成完全封闭的金属体以达 到最佳的屏蔽效果。它应包含出纸口，电源接入口，开关口，数据线 接入口，散热孔。它需要分为上机壳l、下机壳2的结构，为了能够 方便的打开机壳，做换纸或者维修等操作。这些机壳上的开口，器件 衔接的地方都可以对外直接辐射，这些部分将要做其他的处理以达到 较好的屏蔽效果。首先机壳分为上机壳l、下机壳2两个部分，选用铰链(合页) 可以使上机壳1向后良好开合便于使用，上下机壳接触的地方是裸露 导电的，本实用新型在下机壳2四周做了突出的处理，利用这样的处理效果，可以使得上下机壳在闭合的时候能够良好的接触。其次打印机的主板是安装在下机壳底部的，本实用新型安装打印机主板的螺柱是导电的，由主板上产生一根地线通过安装主板的螺柱与下机壳2连接在一起，使得上下机壳闭合之后形成较封闭的电势为零的壳体，能达到较好的屏蔽效果。对于机壳开口的处理，本实用新型做了以下几个方面1、 对于开关口开关件6是标准通用的尺寸为13xl9mm,开关口的大小是比开 关件的尺寸略大一点，开关件选用的塑料制品件，它的固定方式是用 开关件侧边的卡槽卡在机壳开关口的内测的。开关口是一个电磁干扰 和电磁辐射泄漏的源口之一，因为它使得屏蔽体的表面有了不连续导 电区域。本实用新型釆用了缠绕导电胶带5的方法，将开关件6与机 壳内部的部分用导电胶带5包裹起来，使得它被导电布封闭起来，而 导电布与机壳接触使得该开关口处的不连续导电区域变为连续导电。导电胶带5是分为导电布胶带、铜箔带、铝箔带等各种由导电布 和金属箔制成的屏蔽不干胶带。导电布胶带5的一面是类似于布的导 电材料，另一面是导电胶，导电胶是在硅、环氧树脂胶中掺入纯金属 粒子制作的。主要应用于粘接电子设备缝隙处，直接粘贴在有EMI 泄露的缝隙处。2、 对于数据线接入口 本实用新型釆用的数据线是通用的并口线，机壳上开口的大小为70xl7mm，并口是有金属外壳的塑料器件，外形是不规则的长方形， 两端带有圆角的形状，当安装好并口之后，该开口依然是一个电磁干 扰和电磁辐射泄漏的源口之一，它使得屏蔽体的表面有了不连续导电 区域。对于该口的处理也同样的用导电胶带5，首先把导电胶带5从 机壳内部帖住并口开口，然后在把该胶布从中间开出一条缝，打印机 上的并口器件从这个缝隙中伸出来，导电胶布可以和器件的金属外壳接触，使得并口器件与外壳开口之间没有缝隙。这样让该开口防止电 磁干扰和电磁泄漏的效果达到最好。3、 散热孔由于电子信息设备是发热设备所以要有合理的散热结构，理论上理想的孔径尺寸为r/30 ( r为波长)，这样的开孔既能照顾到机箱的散 热需求，又能有效的防止电磁波的辐射。本实用新型在机壳的两侧和 前面三处设置了尺寸分别为30x30mm、 170 x 30mm、 150 x 30mm的 三块以lmm为直径的圆孔形成的间距为5mm的阵列式散热孔。该形 式的散热孔已经不影响一些频率的电磁辐射，但是针对来自打印机主 板的高频电磁辐射依然需要做一定的处理。本实用新型在散热孔的内 侧安装了铝制蜂巢通风板4，并使它帖与机壳表面，与机壳良好的接 触，由于机壳是接了地线的，所以其能形成良好的接地出路，让EMI铝制蜂巢通风板4是铝箔制成的蜂窝板，它表面成蜂窝状，它可 以良好的截止波导，该产品是兼顾屏蔽和通风量的要求。它表面与铁 壳可以良好的接触，它的结构可以保证打印机通风散热，又能使电磁 辐射波不能穿过。4、 出纸口开口打印机的出纸口是一个116mm的长缝，原则上宽度是纸张的宽 度即可，但是这样的宽度不能使打印机正常的出纸，因为打印头到出 纸口有14mm的距离，纸张有大有小，也有一定的韧性，所以开口宽 度太小往往不能正常的出纸，而开口太大又减小了屏蔽效能，所以本 实用新型在出纸口到打印头之间的14mm距离中做了导纸通道，可以 解决出纸口宽度足够小的情况下的出纸问题。出纸口可以做到2mm 宽度。5、 电源接入口电源线是电磁干扰传入设备和传出设备主要途径。通过电源线，电网上的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作。同样，设备的干 扰也可以通过电源线传到电网上，对网上其它设备造成干扰。电源线 上的干扰电路以两种形式出现。 一种是在火线零线回路中，其干扰被 称为差模干扰。另一种是在和火线、零线与地线和大地的回路中，称为共模干扰。通常200Hz以下时，差模干扰成分占主要部分。lMHz以上时，共模干扰成分占主要成分。电源滤波器对差模干扰和共模干 扰都有抑制作用，但由于电路结构不同，对差模干扰和共模干扰的抑 制效果不一样。为了防止这两种情况的发生，必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器3，也称为电源线滤波器。条码打印机中有含有微处理器脉冲电路，有巻纸和卷碳带的马达，都是容易通过电源线来产生较强干扰也容易被外界电子信息产品 干扰的设备，电源线滤波器的作用是防止设备本身产生的电磁干扰进 入电源线，同时防止电源线上的干扰进入设备。电源线滤波器是一种低通滤波器3,它允许直流或50Hz的工作 电流通过，而不允许频率较高的电磁干扰电流通过。电源线滤波器是 双向的，它既能防止电网上的干扰进入设备，使设备能够满足电磁兼 容标准中对传导发射和传导敏感度的要求，又能抑制设备产生较强的 辐射干扰。另外，当打印机工作或者待机的状态下，尤其是在工作状态开始 的瞬间，连接在打印机上的数据线一一并口线是电磁辐射泄漏的主要 途径，相当于一个导体从打印机的内部延伸出来，它相当于是穿过屏 蔽体的导体，破坏了屏蔽体的屏蔽效能。当打印机待机或者工作时产 生的电磁能量的变化会在自由空间中自由辐射，并口线的端口能与这 股能量发生耦合从而使得能量通过该并口线传输到条码打印机外发 生电磁干扰，而当PC与条码打印机发生信息交互的时候是通过并口 线传输数据，该数据的传输和接受的过程也会发生电磁能量的瞬间变 化，发生电磁辐射现象。电磁辐射现象伴随着电磁辐射泄漏安全信息的危险，为的使电磁 辐射泄漏降低到最小，我们对数据线安装了磁环。磁环的作用主要是对一定频率的信号辐射抑制，信号线上套磁环 主要为了减小高频噪声与尖峰的干扰，防止空间的电磁干扰，让传输 更稳定。信号线加入磁环后相当于两根线绕的单匝电抗器，当流入的 等于流出的电流时感抗为零如果输流入于流出的电流不同时(已有干 扰信号渗入时)将被屏蔽掉，工作原理与漏电保护器差不多一样，只 是在磁环上多加了一个绕阻，相当于每根信号线上都串上一个电感， 减小高频噪声与尖峰的干扰，起到高频滤波的作用。
权利要求1、一种条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在于所述电磁屏蔽结构是1)、在条码打印机的电源入口处安装有低通滤波器；2)、在数据线上加装磁环；3)、在散热孔内测加装铝制蜂巢通风板，并将蜂巢通风板接地；4)、用导电胶带粘接条码打印机的所有缝隙；5)、将机壳和导电胶带接地。
2、 如权利要求1所述的条码打印机的电磁屏蔽方法，其特征在 于所述机壳釆用下机壳与上机壳紧密扣合，所述紧密扣合是下机壳与 上机壳接触良好形成连续导电体。
3、 如权利要求2所述的条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在 于下机壳与上机壳是由lmm厚的镀锌钢板制成。
4、 如权利要求3所述的条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在 于将所述磁环加装在数据线的出口处。
5、 如权利要求4所述的条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在 于在上机壳与下机壳的接口处粘接有导电胶带，并将导电胶带接地。
6、 如权利要求5所述的条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在 于所述条码打印机的电源开关包裹有导电胶带，并将导电胶带接地。
7、 如权利要求6所述的条码打印机的电磁屏蔽结构，其特征在 于在电源线和数据线与机壳的接口处密封粘接有导电胶带，并将导电 胶带接地。
8、 如权利要求1至7中任一权利要求所述的条码打印机的电磁 屏蔽结构，其特征在于所述导电胶带是铜材胶带或铝材胶带。
专利摘要本实用新型涉及一种电子设备的电磁屏蔽结构，尤其是条码打印机的防止电磁辐射和电磁干扰的结构。本实用新型采用一种条码打印机的电磁屏蔽结构，所述电磁屏蔽结构是在条码打印机的电源入口处安装有低通滤波器；在数据线上加装磁环；在散热孔内侧加装铝制蜂巢通风板，并将蜂巢通风板接地；用导电胶带粘接条码打印机的所有缝隙；将机壳和导电胶带接地。通过本实用新型电磁屏蔽和静电屏蔽的设计，能够符合特殊行业对于信息技术设备的电磁干扰、尤其对于电磁辐射泄漏保密信息的防止有着较强的作用，该屏蔽的效果已经通过了国家机要信息处理处的测试，符合了该行业的使用标准。
文档编号H05K9/00GK201115280SQ20072017012
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月9日 优先权日2007年8月9日
发明者王后建, 蔡江涛, 翔 赵 申请人:北京东方开元信息科技有限责任公司;北京微平科技有限责任公司