CN101641190B - 切割装置 - Google Patents

Abstract

一种装置，包括壳体和连接到壳体并设置用于切割页面的切割机构。装置还包括结合在壳体的用户界面，用于允许用户通过所述用户界面选择由所述切割机构切割的至少一个形状。而且，该装置包括容纳在壳体中的处理器，其用于控制切割组件的运动以及用于通过用户界面接收命令。该装置还包括与所述处理器通信的存储设备，存储设备包括由用户通过用户界面来选择的用切割机构切割的形状库。

Description

切割装置

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2007年1月26日沃克曼等人提出的名称为“电子切割装置和切割方法”的美国临时专利申请No.60/897,563的优先权，并且本申请是2006年7月13日由沃克曼等人提出的序列号为11/457,415，名称为“电子纸张切割装置”的申请的部分连续案，而上述申请要求了2005年7月14日沃克曼等人提出的名称为“电子切割装置和切割方法”的美国临时申请60/699,210的优先权。所有这些申请合并于此作为参考。

技术领域

本发明一般涉及一种电子切割机器，并且更具体地涉及电子切割机器，其可以作为孤立机器操作，而不需要连接到诸如个人电脑的任何其它外围设备上。

背景技术

当剪贴簿已经变成全国性的现象，各种新产品已经被引入到标签上以修饰和定制剪贴簿页。一种已经取得巨大的商业成功的产品引入了多种冲模切割设备。典型地，冲模切割设备采用具有特定结构的切割刀片的一个或多个冲模，以及压具，所述压具用于将冲模稳固地压抵在纸张或其它片材上以使用冲模将页面切割成期望的形状。这些系统通常是手动操作的。

用于在片材中切割形状的另一种系统是电子聚乙烯基薄膜切割机。电子聚乙烯基薄膜切割机构造成在涂满粘合剂的聚乙烯基薄膜的片材中切割形状或系列形状，所述聚乙烯基薄膜可以从片材中剥落，并且被应用到诸如旗帜等的其它材料，用于形成相对便宜的标示。这些电子聚乙烯基薄膜切割机较为昂贵并且需要连接到电脑和电脑软件上以驱动电子切割机。

电子聚乙烯基薄膜切割机被用于切割在艺术和工艺产业使用的纸张材料。然而所述机器连接到运行软件以控制切割机运动的外部电脑。另外，所述机器自身构造的方式一般使其不能被简单地操作。

因而，存在对电子切割机器的需要，所述电子切割机器构造成专门用于切割纸张和页面形状的其它材料，其易于操作并可不依赖于个人电脑或其它外部设备而操作。

附图说明

当阅读如下详细说明书、权利要求和附图时，这些特征和创造性的方面将变得更明显。下面是附图的简要说明。下述附图说明示意性实施例。在附图中，相同的附图标记指代实施例中不同图示中的相同部件。

图1A是根据本发明原理的电子切割机在关闭结构下的立体前视图。

图1B是图1显示的电子切割机在门被移除的情况下的立体前视图。

图1C是图1A的电子切割机的前视图。

图1D是图1A的电子切割机的分解立体前视图。

图1E是图1A电子切割机的顶视图。

图1F是图1A电子切割机的侧视图。

图2A是图1A电子切割机的在打开结构下的前透视图。

图2B是图1A电子切割机的用户显示器和用户界面的前透视图。

图2C是图2B的用户显示器的侧剖视图。

图3A是用于和图1A电子切割机一起使用的用户界面的第一示例的顶视图。

图3B是用于和图1A电子切割机一起使用的用户界面的第二示例的顶视图。

图3C是用于和图1A电子切割机一起使用的用户界面的第三示例的顶视图。

图3D是用于和图1A电子切割机一起使用的用户界面的第四示例的顶视图。

图3E是用于和图1A电子切割机一起使用的用户界面的第五示例的顶视图。

图4是根据本发明原理键盘覆盖片的顶视图。

图5A是根据本发明原理的“接通”开关的立体顶视图。

图5B是图5A显示的“接通”开关的分解立体顶视图。

图6是根据本发明原理的切割组件的立体前视图。

图7是根据本发明原理的辊组件的立体前视图。

图8A是根据本发明原理的刀片固定器的立体侧视图。

图8B是图8A显示的刀片固定器的分解立体视图。

图8C是图8A显示的刀片固定器的剖视侧视图。

图8D是根据本发明原理的刀片固定器的替代实施例的部分剖视侧视图。

图9是根据本发明原理的衬垫顶视图。

图10A是图1的电子切割机在打开结构下的前透视图。

图10D是图1A的电子切割机在移除端帽的情况下的立体端视图。

图10E是图1A的电子切割机在移除端帽的情况下的半透明立体端视图。

图10F是图1A的电子切割机在移除端帽的情况下的半透明立体端视图。

图10G是图1A的电子切割机在移除端帽的情况下的端视图。

图10L是图1A电子切割机的半透明前透视图。

图10M是图1A的电子切割机在移除端帽的情况下的分解立体视图。

图10P是图1A的电子切割机的剖视端视图。

图11A是根据本发明原理的覆盖片的立体前侧视图。

图11B是图11A显示的覆盖片的立体底侧视图。

图12是根据本发明原理的夹头的分解立体右侧视图。

图13A是描述图1的电子切割机使用的肖像模式的运动和方位的顶视图。

图13B是描述图1的电子切割机使用的风景模式的运动和方位的顶视图。

图14是操作根据本发明原理电子切割机方法的示意性框图。

图15是根据本发明原理的确定切割是否匹配在页面上的方法的示意性框图。

图16是和图1电子切割机一起使用的输入键区的顶视图。

图17是显示和图1电子切割机一起使用的“翻转”特征的顶视图。

图18是显示和图1电子切割机一起使用的“中心点”特征的顶视图。

图19显示和图1电子切割机一起使用的“线返回”特征的顶视图。

具体实施方式

现在参照附图，说明详细显示的实施例。虽然附图表现实施例，附图并非必然成比例的，某些特征可能被夸大以更好地说明和解释实施例的新颖方面。而且，这里说明的实施例并非穷尽性的或是要在其他方面将权利要求限制或限定到附图显示和在如下详细说明中披露的精确的形式和结构。本申请权利要求2007年1月26日沃克曼等人提出的名称为“电子切割装置和切割方法”的美国临时专利申请No.60/897,563的优先权，并且本申请是2006年7月13日提出的名称为“电子纸张切割装置”的系列号11/457,415的部分连续申请，而上述申请要求2005年7月14日沃克曼等人提出的美国临时申请60/699,210名称为“电子切割装置和切割方法”的优先权。所有这些申请合并于此作为参考。

如在这里详细论述那样，电子切割机器的示例可以包括用于切割片材的切割元件、用于控制页面运动的驱动辊、和用于控制切割元件和驱动辊的运动的电子元件。电子切割机器通过在“x方向”移动切割元件和在“y方向”移动页面而操作。即，当切割元件靠着页面放置时，通过来回移动切割元件同时垂直于切割元件的运动而移动页面来实现受控制的切割。切割元件可在“z方向”移动，以允许切割机靠着在特定位置处的被切割的介质的期望的布置，并且当完成特定切割时抬起切割元件。通过精确地控制这两个运动，特定的形状可以被切割进页面。

这里说明的电子切割机可以构造成作为孤立的机器的操作，而不需要连接到个人电脑或其它外部设备。用户通过设置在电子切割机上的用户界面可以控制电子切割机的全部功能。

在一个示例中，使用电子切割机切割的各种形状设置在单独的夹头上。当用户想要特定的图像时，包括那个图像的夹头被连接到机器。用户然后可以使用诸如键区的用户界面来选择将被切割的图像，并且指示机器去切割图像。夹头(例如包括电子存储器，盖电子存储器包括盖形状的形状说明)能从电子切割机上拆下。而且，夹头可以包含用户可以选择用于切割的形状库。

在另一个示例中，被切割的形状存储在机器的存储器中。然后，用户利用用户界面从存储在机器上的形状库中选择要切割的特定的形状或系列形状。

在操作中，当打开时，底门为被切割的纸张形成支撑盘，同时顶门露出用户界面。要被切割的页面放置在具有粘性粘合剂应用于其上的衬垫上，所述粘合剂用于可拆除地保持页面。将衬垫和页面插入机器，并且利用用户界面在衬垫上的选择位置的上方移动刀片固定器。选择期望的形状用于切割，并且指示机器去切割所述形状。

如果用户期望，可以在切割之前进一步定制每个图像或形状。示例包括改变将被切割的图像的尺寸。用户可以通过选择期望的图像形状并且旋转定尺寸轮直到显示出期望的尺寸而得到期望比例的图像。

切割元件由刀片固定器和刀片组成。刀片固定器允许刀片在刀片固定器中自由地旋转，以使刀片在实现切割的方向给自己定向。刀片固定器允许刀片从刀片壳体延伸出的长度能被用户容易地和精确地调整。另外，刀片壳体构造成在生产过程期间在壳体中精确地设置刀片，以确保每个刀片固定器/刀片组件被正确地配置。

现在参照附图，图1A-1D说明一般标记为10的电子切割机。电子切割机10是孤立的机器，即，其可实现全部功能而不需要连接到外部电脑。切割机10的全部切割元件容纳在一般标记为12的切割机10的外部壳体中。另外，用于驱动切割机10的切割元件的全部软件和电子器件以及用于包括被切割部件切割的图像、形状、字体等等的可移除和/或可下载的存储器存储设备容纳在外部壳体中，以使所述单元完全运转并且自备(selfcontained)。壳体在其左侧15和右侧16上设置有凹进处14，用于提供抓住切割机10的侧面15和16的位置以便举起和搬运。另外，可旋转轮或标度盘18、19和20突出穿过壳体12。轮18、19和20可由用户旋转以改变切割机10的某些参数，诸如将被切割的图像尺寸、刀片切割时的压力、以及切割速度。如在这里将被更详细地说明，切割过程的速度和压力可以根据切割的材料类型而被修改，以防止材料的撕开和/或确保刀片完全地切透材料。标度盘18、19和20的旋转将改变参数，其在用户显示器35上可见。例如，标度盘20可以被用来修改要被切割的图像或形状的尺寸。因而，标度盘20的旋转产生图像尺寸改变，其在显示器35中显示。尺寸可以包括英寸1、

2、

3、4、

5和

当然，其它图示表示法可以被用于显示这些信息，并且将依赖于连接到特定的盘的信息而改变。对于标度盘20被连接到切割时的图像尺寸的结构，当标度盘20设置到特定的尺寸时，切割机10将自动地调整被切割的形状或图像的尺寸，并且随后在用户指示切割时切割近似于被显示的尺寸(在高度上)的图像。同样地，标度盘18和19电连接到机器10的处理器，以改变并且在显示器35上向用户显示出切割压力和切割速度。

显示器35可以被用于显示操作参数、用户选择、位置信息、总体情况等等。而且，当显示器35上的空间无法同时显示全部信息时，可以使用滚动文本来显示大量信息。例如，当选择多个特征用于切割时，滚动文本显示器可以用于为用户显示出选择的用于切割的全部信息。当用户想要编辑信息时，使用方向键可以从左到右滚动选择的信息，并且可以使用加亮或加下划线来显示所选择的特征。

显示器35也可以包括实时显示用户对诸如切割尺寸、切割速度和切割压力的特征的调整的功能。用户可以基于显示在显示器35中的值而“拨入期望的设定。“拨入”过程期间，显示器35可以加亮被调整的参数，以吸引用户对其的注意力。例如，当切割尺寸调整时，显示器35可以加亮切割尺寸并且不加亮其它参数。以这种方式，用户立即被吸引到在调整下的参数。显示器35的其它特征可以包括警告和/或错误信息的表达。如果出现警告或错误，显示器35可以切换输出到警告/错误并且无视用户的当前操作。如果期望，显示器35也可以用于向用户提出问题，而键区40可用于接收用户的回答。

每个标度盘18、19和20，在示例中，可以被连接到电位计或本领域已知的其它设备，用于发送信号到机器的处理器以改变相应的参数。可选择地，标度盘20可以连接到旋转的编码器(例如光学或机械编码器)以提供旋转位置信息到处理器(在下面说明)。在特别地参照切割速度的情况下，除了通过操纵一个标度盘手动调整速度，机器本身可以构造为依靠由用户设置的压力而自动地调整速度，这可能表明被切割的是较厚材料。另外，对于如可以由用户设置的给定的切割速度，机器将依靠被切割的曲率来调整切割速度。例如，当切割直线时，机器可以更迅速地移动通过材料而不会导致材料的撒开。然而在小转弯，如果切割移动太快，材料可能被撕裂。因而，机器将依靠被切割弧形的半径而自动地调整其速度，以防止当切割小半径的弧时，材料被撕开。因而，当切割时，机器将在“工作中(on-the-fly)”自动地调整进行切割时的切割速度。

可以使用多种技术来构造每个标度盘18、19和20。例如，标度盘20可以构造为电位计、光学旋转编码器、机械旋转编码器、可变磁阻传感器等等。为了检测轮的速度，可变磁阻类型传感器可以比电位计或旋转编码器更有优势。然而，速度信息还可以从其它传感器技术(虽然不是直接测量)在固件中获得。因而，取决于基于用户旋转每个标度盘18、19、20所期望的精度，特定的传感器技术可能比其它可能更合意(虽然每种技术都可以使用)。基于对标度盘18、19和20的速度的检测方法允许用户快速地拨入精确的设置。在盘的大的或快速的运动情况下，在设置上出现非常大的改变。然而，当用户接近目标值时，用户放慢轮的运动，这提供精细的控制。以这种方式，用户可以迅速地修改设置而不用大量转动。

特别参照图1D，其为机器10的分解视图，当门24和26在如图1C显示的关闭的位置时，门24可以包括框架部件25和连接到框架部件25的完全透明或半透明的窗27。窗27使用诸如LEXAN的这种透明材料允许用户看一般标记为30的用户界面，以确定机器是在“接通”或“断开”状态。如将被更详细地说明，用户界面30包括键盘界面组件，并且包括显示器35和功能按钮29。可选择地，门24可以包括单件(例如结合框架部件25和窗27)并且可以由透明、半透明或透明材料(例如塑料)制成。然后透明/半透明门24允许用户看到机器的接通/断开状态。

现在参照图2A，示出在打开位置的切割机10，其中示出一般标记为30的用户界面、一般标记为32的切割组件。用户界面包括诸如LCD显示器的视觉显示器35。某些相关数据，诸如选择要切割的形状或多个形状、形状的尺寸、特定切割的进程状态、错误信息等等，可以显示在显示器35上，从而用户可以具有机器操作的视觉反馈。

如在图2B和2C中的进一步说明，用户显示器35可以安装在能够转动的壳体31中，能转动地安装到用户界面30的键盘支撑结构33。显示器35可以位于第一平面位置中，其中显示器35搁在凹进处43，或者倾斜到如图示的使用户更容易阅读的位置。因而，LCD显示器可以以一定角度倾斜以改善用户的观看角度。为了维护和修理，显示器35也构造为能够从凹进处43移除，其中显示器35可以脱出它的位置并且快速地从键区PCB板(未显示)上的主连接器中脱开。

再参考图2A，底门26的背部表面37为衬垫和被切割机10切割的材料提供支撑盘，以使材料和衬垫(未显示)在被切割时保持在大致水平方位。另外，切割机的内部底部表面38本质上也是大致水平和平坦的，以大致平的结构支撑被切割材料。在从聚乙烯基薄膜标记切割领域改装到纸张切割领域的一些现有技术机器中，机器一般保持曲线支撑表面。支撑表面的曲率一般被用于容纳被切割材料，即，涂满粘合剂(adhesive backed)的聚乙烯基薄膜，典型地以辊的形式。这种结构不是特别地有利于切割诸如纸张等等的片材，其中弯曲可能引起被切割图像的部分从由纸张限定的平表面抬起，导致刀片或刀片固定器捕捉这些抬起的部分，这可能损害被切割的材料的形状。门26的内部表面37也可以适于滑出，或可以以其他方式被加强以保持较大尺寸衬垫(例如衬垫300)，诸如12″x24″衬垫或更大的衬垫。门26的内部表面37因而有效地与邻近驱动辊39的切割机的床38或内底表面共面。另外，当门26在如图1A显示的关闭的位置时，内部表面37限定用于容纳夹头50的凹进处41。这允许机器10结构更紧凑，而夹头50配合在门26中。因而，在门26关闭的情况下，机器可以传送，而夹头50位于内部。

同样地，如图2B显示，顶门组件24包括形成切割机10外部表面的一部分的外壳部分24，和容纳显示器35的内部部分24″。在这个示例中，显示器包括液晶显示器(LCD)设备，其通过形成在内部部分24″中的窗51而可见。透明盖53构造为连接在形成在内部表面34中的凹进处55中，用于保护LCD35的屏幕57。连接LCD35到切割机10的处理器的电线(未显示)通过臂59延伸以保护和隐藏配线。

显示器35可以构造为适合电子切割机10尺寸和可用的空间的尺寸，并且适合特征或参数的数字在单个屏幕上显示给用户。显示器35也可以用包括LCD和OLED(有机发光二极管)技术等等的多种技术实现。显示器35的一个示例可以包括具有尺寸在2.7-2.9英寸对角线范围内、具有2∶1纵横比和128x64解析度的LCD显示器。可选择地，显示器35可以构造为多线基于字符的显示器(例如诸如16x4LCD模块)。

现在参照图3A-3C，用户界面30包括键盘40、多个按钮42和显示器35。在键区40和按钮42之间，用户可以完全地控制切割机的操作。因而，不需要为了使切割机10切割选择的图像而将切割机连接到诸如个人电脑的外部控制设备。用户界面30包括可调整视角的LCD显示器35和指针控制按钮43和44。主键盘覆盖片45设置在键盘40之上。10按钮特征版面46被设置以提供常见的功能按钮，诸如自动展开、自动填充、多个输出、数量、中心切割旋转、翻转和其它功能按钮F1、F2和F3。当然，这种按钮可以被修改或者包括额外的按钮。按钮说明可以被压花或铸进塑料件内。开始和停止按钮47和48分别可以用LCD或LED背后照明。另外，提供八-位置的控制器49。在控制器49上的箭头显示在切割机和/或切割机头中在被压方向上移动纸张的能力。纸张和/或切割机头然后平稳地在由用户选择的方向上移动。在替代的实施例中，八-位置控制器49可以实现为单个、操纵杆样的控制垫或触摸垫。这种布置将允许比四-位置或八-位置控制器49有更精细的控制程度。

停止按钮48可以构造为在矩阵中键区40的部分，或可以硬连线到控制器。停止按钮48特别地可以硬连线到控制器以允许基于用户的键的压力的中断的感测，虽然一些按钮可以硬连线到控制器。这允许在停止切割机中减少等待时间，即使用户感觉不到一些延迟(例如由于在处理器上的固件执行)。

图3D和3E说明额外的用户界面的结构。用户界面60包括显示器62和相关按钮61、用户模式按钮63和数量控制按钮64、键区66和切割机控制按钮68。模式按钮63包括按钮以允许用户选择某些特征。例如，“混合匹配(Mix’n match)”模式按钮允许每个字符具有单独的特征设置。当关掉时，所有通过键盘66输入的字符使用相同的创造性特征设置。当选择该模式时，输入的字符可以具有用于那个字符的单独的创造性特征。这允许用户输入字符并且然后选择特定的创造性特征(诸如图4显示的一个字符特征152)加到那个字符上。因为所述选择重新设置环境回到仅选择一个特征，提供OK按钮65以允许用户继续下去。

自动填充模式计算被选择的字符有多少拷贝可以匹配在被切割的页的剩余部分上。当被压时，自动填充将关掉“页匹配”或“数量”。显示器62将在切割前显示多少拷贝将匹配在页面上。

页匹配模式计算将被切割的被选择的轮廓(图像或字母)的最佳和最大尺寸，并且放大或缩小它们以匹配在页的剩余部分上。即，如果图像已经通过机器在当前装入的页面上切割时，页匹配面特征将知道页面剩下多少能用于切割，以及将调整被切割的图像尺寸以匹配在剩余空间之内。因而，如同在这里说明的其它特征或模式，由于机器知道已经从页面中切割了多少，并且在页面哪里发生了这种切割，机器可以调整在剩余纸张上要切割的任何选择的模式或特征。因而，不像如在印刷程序中可以发现的典型的“页匹配面”选择以匹配特定的纸张页面，当剩余页面可用的尺寸随着每个连续切割而减少时，切割机在工作时调整匹配。

“长度匹配”模式改变前面谈到的尺寸标度盘的参数，以成为选择器，用于切割的全部长度。这样，该特征基本上地成为页匹配的同类，其中全部轮廓长度被压缩(例如减少)以匹配所选择的拨入尺寸。尺寸范围将必然被剩下的用于切割的页长度所限制。因而，当这个特征被选择时机器有效地忽略当前的尺寸设置。

“肖像”模式从长度方向到左到右的方式改变切割的方向。由于机器将自动卸载并且重置全部切割衬垫的方位，这可能需要OK按钮65确认。与风景(见图13B)模式相对，肖像特征允许衬垫方位定制在肖像(见图13A)模式中。

当被压时数量模式激活指针键以增加/减少数量计数。用户可以压OK按钮65以设定数量。切割按钮第一次被压时，显示器62将显示“数量NNN将需要XX页。请按压切割以开始切割第一页”。用NNN和XX表现数量，这通知用户选择的数量可能需要多于一个页面用于切割。在每页被切割后，显示器将显示“YY更多页被切割。装载另页以继续切割或按压停止以退出”。因而，在每页以后，用户可以决定通过插入另一页和按压切割按钮而继续，或者通过按压停止按钮而停止选定数量的切割。当然，可以具有要结合使用的某些功能。例如，数量和页匹配或长度匹配可以一起使用。当数量特征通过用户已经被选择时，填充的数量显现在显示器62上。

选择翻转模式按钮使被选择的图像作为被选择的轮廓的“镜像”图像而被切割。这个特征可以单独地应用到全部的所选择的轮廓。

多次切割模式(也说明如下)将引起机器完成相同图像的多次切割，即两次(2)、三次(3)或多次的切割。多次-切割特征可以用于厚的材料以确保图像被切割透过特定的介质。

中心点模式(也说明如下)允许用户使用围绕切割按钮的指针键以如期望地定位刀片。当如此做时，机器将计算是否被选择位置将允许切割以现有的设定而继续进行。如果不能，“不能匹配”错误将显示以指示用户刀片的位置不允许图像在页面上匹配。

也可以选择多种附加设置。例如，在设定模式中，可以通过使用箭头键拴牢通过(toggle through)多种选择，以在相同水平上选择优选项。按压OK65将确认所做选择。一些设定可以是语言、单元、多个切割或其它。可以提供其它键用于进一步的特征升级。

图3E说明一般标记为80的用户界面的另一个示例。用户界面包括显示器82、键盘84、和一般标记为86的多种用户按钮。用户界面按钮包括多种状态按钮，诸如纸张回收器、实时拨入(real dial)、自动展开、自动填充、多次切割和中心切割。也可提供诸如翻转和旋转的效果按钮。设定按钮包括尺寸长度、语言、设定、声音等等。编辑按钮允许编辑轮廓、数量、删除、退格、空格等。最后，各种功能按钮可以包括清除显示、复位全部、重复末次、加载末次、设定纸张尺寸、加载和卸载。

自动展开特征允许用户展开图像到最大可能尺寸。这也可以与数量特征结合使用。自动填充特征将以所选择的图像自动地填充被切割的页。旋转特征允许用户旋转将被切割的图像到期望的方位。这可能需要用户装载被切割的页面或不需要用户重新装载要被切割的页面。

如图2中说明，如将被更详细地说明，切割机10包括用于储存可以由切割机10切割的诸如字体、图像、短语等多种形状的存储器存储设备50。在这个示例中，存储器存储设备50是可移除和可替代的夹头形式。夹头设置有可以使用键盘40选择的特定的形状库或组。当想要新的形状组时，夹头50可以从承孔52中移除并且以包括期望的形状或多个形状的其它夹头来代替。结合夹头50的改变，键盘40设置有可移除和可替换的覆盖片49，覆盖片49由诸如硅橡胶PVC或其它橡胶类型材料的柔性材料形成，以便在覆盖片的相应的凸起的键被压时允许键盘40的键被按压。覆盖片可以由清楚、透明或半透明材料形成以允许通过覆盖片49看见来自键盘40的键的光线。为了识别哪个覆盖片对应特定的夹头，可以通过丝网遮蔽法或其它方法将字体或图像组的特定的名字(以及个体的特征、短语和功能)印刷在覆盖片上，相同名字印刷在夹头上或印刷在连接到夹头的标签上。另外，如果期望，通过匹配特定的键盘覆盖片49的颜色与特定的夹头50的颜色，用户可以容易地核实他们使用正确的夹头50/覆盖片49组合。对于任何给定颜色或形成覆盖片的材料，覆盖片都不是完全不透明的。因而，如先前地讨论，为了向用户表示特定的功能键已经被激活，诸如CAPS等，LED被放在键下以在激活时照明该键。因而，通过由至少部分透明的材料形成的覆盖片49，用户通过覆盖片49从LED可看见光线。因而，键盘的键和覆盖片49两者都由至少半透明的材料形成。

夹头50可以用于电子切割机10的多种实施例。例如，可用的不同版本电子切割机10，夹头50可以向后兼容有每个电子切割机10的特征。即，如果电子切割机10的一个实施例支持某些特征但是另一个实施例不支持，夹头50可以在两种电子切割机10上使用。然而，不被电子切割机支持的特征则不可用。这种向后兼容的系统允许用户购买由多个机器支持的夹头并且基本消除版本问题。

如图4所示，示出特定的键盘覆盖片149。键盘覆盖片提供一般标记为152的多个形状或图像增强键、一般标记为154的多个图像和字体键、和多个切割机控制键156。图像和字体键154每个提供表现在特定的夹头上可得到的字体、字符和图像的展示。在这个示例中，设置有用于字符组的命名为“基础营地(Base Camp)”的形状和一些预置短语。图像增强键152提供多种字符-改变特征，其可以预先形成特定的选择图像。因而，例如，通过按压和选择字母“A”158，可以按压一个或可能多个增强键152而选择多种修改或增强。增强键可以通过增加多种元件到所述字母而增强字母“A”，诸如通过用矩形160、身份标牌162、标签163和饰品164围绕字母。可选择地，增强键可以通过将字母放在阴影165形式或阴影去除166形式中而修改字母“A”。另外，可以选择诸如“纸张节省”、“实时标度盘尺寸(realdial size)”、“转换”或“转换锁定”的多种其它模式。切割机控制键156包括特征，例如当打入特定行字符以移除最近所打入的字符时在用户所打字符和“退格”之间加入空格。同样，可具有用于清除显示、重置、重复最后字符、使机器的声音特征开或者关、设置纸张尺寸、和装载或卸载纸张的键。还可以想到这些特征的全部或部分可以通过使用包围切割按钮44(见图3)的方向键来选择，并且通过LCD显示器可视地选择这些特征。

另外，提供“装载末次”键168。加载末次键168允许用户在一些材料被从衬垫切割以后重新将衬垫插入切割机。即，如更详细地说明，当机器从特定的纸张/衬垫结合切割出特定的图像或图像组，在衬垫被移除以移除已经被切割形状之后，在剩余纸张还连接到相同衬垫情况下，用户可以选择再插入相同衬垫。通过按压“装载末次”键，切割机将存储数据从而知道衬垫的已经被切割的区域。当用户选择被切割的新字符或形状时，切割机将自动地移动切割机头到纸张的还没被切割的区域。另外，切割机将知道特定的选定尺寸的要切割的特定的字符或形状是否匹配在剩余纸张中。如果用户选择的字符或形状太大不能从剩余纸张切割，切割机将通过视觉和/或听觉警报来警告用户，诸如哔哔响和在切割机显示器上显示图像太大的信息。

覆盖片149的每个键152、154和156凸起在基面170之上，而每个键152、154和156的背面(未显示)形成凹进处用于接收其中的键盘键。因而，当放置在切割机的键盘上时，覆盖片149将自对齐以使其正确地位于适当的键之上。覆盖片149的外边缘172也位于键盘上，以确保覆盖片被正确地定位以及避免覆盖片与下面的键区未对准。

再参考图3A，指针按钮49提供切割机组件的控制。即，具有箭头的按钮49可以被用于引起切割机组件32到衬垫上特定的位置(未显示)的运动。因而，用户可以通过使用四箭头按钮选择性地控制刀片的位置以移动刀片到被切割的材料上方的特定位置。如果用户在怪异形状的纸页或在纸张上切割，这尤其有助于选择的切割在期望的特定位置处。因而，用户可以选择性地挑选所选择的切割在页面上开始的位置。一旦利用用户界面30正确定位并选择了期望的图像，通过按压切割或开始按钮47，指示切割机10切割所选择的形状。如果必要，在特定的切割顺序期间，切割过程需要停止，用户可以按压开始按钮49附近的停止按钮48。

现在参照图6的一般标记为100的切割组件。如箭头X显示，切割机头单元102从左到右在X方向相对切割机10移动。头单元102的运动由容纳在头单元102的步进电机(不可见)控制以沿着轨道104移动头单元102。连接到头单元的刀片固定器106保持用于切割期望的材料的刀片(不可见)。刀片固定器用可释放的夹持机构108可拆卸地连接到头单元102，该夹持机构108包括能枢转地连接到第二固定夹持部分112的第一转动夹持部分110。所述两个夹持部分用螺纹紧固件114可释放地保持在一起。夹持机构108通过以垂直邻接的方式接合刀片固定器而防止刀片固定器106相对于夹持机构垂直运动。刀片固定器106构造为能够由用户容易地移动，以使当刀片变得太钝而不能够适当地切割时用户可以重置刀片，或者调整刀片从刀片固定器伸出的量以适应不同厚度的材料。

除了连接和支撑刀片固定器106外，头单元102容纳连接到支撑刀片固定器106的夹持部分112的螺线管(不可见)。螺线管控制切割时刀片施加的压力的量。当抬高刀片时，螺线管也控制刀片固定器106的垂直运动，在Z方向远离材料以允许刀片移动到新的切割位置而没有切割。用户可以使用图1所示的一个标度盘来调整通过螺线管施加到刀片的压力。为了适当地切割给定材料，可能需要这样的压力调整。例如，设定用来切割常见纸张的压力可能不足以让切割进入厚的卡原料。因而，压力可能需要增加。相反地，如果试图在太高的压力设定下切割，切透厚卡原料所需要的压力可能使刀片撕破常见的纸张。

如图7所示，一般标记为120的辊组件结合刀片固定器的运动而使用以产生特定的形状和尺寸的切割。辊组件120包括一对辊122和124，其接合被切割的材料以在大致垂直图6所示X方向的Y方向上移动材料。被切割的材料通过并且在辊122和124之间被供应进来，从而在切割顺序期间，辊122和124可以控制材料的Y位置，如箭头Y标记那样。在电机轴连接到驱动辊122情况下，当由步进电机126驱动时，辊122构成驱动辊。驱动辊122可以具有应用其上的结构(texture)以在辊122和被切割的材料或被切割材料临时附接到其上的衬垫之间产生夹紧动作。当驱动辊122旋转时，偏压辊124保持被驱动辊122驱动的材料(和衬垫)接触驱动辊122。偏压辊124由弹簧128和130相对且朝向驱动辊122偏置。这个偏压特征允许两个辊122和124接受不同厚度材料插入在辊122和124之间。辊124因而可旋转地连接到围绕孔穴136和138枢转的枢转安装支架132和134，其可枢转地连接到机器上，而弹簧128和130允许安装支架132和134的被偏置的枢转运动。

机器的处理器控制步进电机的运动，而步进电机控制驱动辊122和切割机头102以协调被切割材料和刀片的运动，从而产生按照程序的切割。由于步进电机的旋转运动能被精确地控制，可以完成精确的切割。

在图8A、8B和8C中说明一般标记为200的刀片壳体。刀片壳体200在其中相对切割机器支撑和保持刀片202，并且还提供刀片202相对内壳体203的工厂调整能力，以及刀片202相对外壳体204的容易和受控制的刀片调整，以允许用户调整切割深度。

刀片固定器200构造成保持在切割机的头组件中。圆周通道206设置在外壳体204中，用于保持刀片固定器。外壳体204的远端210在其基本部分上方限定比较平的底表面212。平鼻端210的使用是对现有技术刀片固定器的一般曲线形末端的实质改进。尤其是，当刀片移动通过材料时平鼻端210保持被切割材料。平鼻端210还包括过渡成平表面212的辐射式的下边缘214。当然，下边缘214也可以从斜角形成。底表面212具有足够的表面区域以允许下表面骑上被切割材料和沿着被切割材料滑行而没有钩到和抬起任何已经切割的材料。另外，当刀片202切割通过材料时，下表面212保持围绕刀片的材料以允许刀片202切割材料而不撕开材料。如图8D所示，也可以想到现有技术切割机290的圆形端部结构可以采用相对所述圆形端部292固定的大致平的脚部291，某些程度类似于在缝纫机上围绕针的脚部，以形成平表面293，刀片294以相似方式通过该平表面293延伸到平鼻端210。因而，当呈现的端部的平鼻端210被解释为外壳体204的一体部件时，也可以想到平鼻端210可以是连接到外壳体204的单独部件。

刀片壳体200也允许相对外壳体204调整刀片202。这通过抓住和转动与内壳体203一体地形成的刀片高度调整旋钮216，让内壳体203相对外壳体204旋转而完成。内壳体203接合外壳体204，以使内壳体203和外壳体204之间的相对旋转量在两个方向中都受限制。在图8A显示的示例中，调整旋钮216可以相对外壳体旋转近似一整圈以调整刀片202从底表面212突出的最小量到最大量。为了实现这种旋转调整能力，内壳体203和外壳体204螺纹接合，螺纹的螺距决定内壳体203和外壳体204对于相对旋转的任何给定量的相对运动。例如，四分之一圈可以调整刀片近似0.5mm。通过在旋转360度中具有四个设定点，调整旋钮216一整圈，刀片的切割深度可以增加总共2mm。当然，可以提供更多或更稍少的设定点以提供不同水平的调整能力。

活塞218从调整旋钮216伸出以将刀片202推出壳体200的远端210足够量以被用户抓住。然后刀片202可以被从壳体200中拉出并且移除。通过将另一个刀片202插入壳体200完成刀片200的替换。不需要其它调整。

如图8B和8C所示，壳体200包括内壳体203和外壳体204。内壳体具有外螺纹部分220用于与形成在外壳体203内侧上的内螺纹222匹配及螺纹接合。O型环226介于内壳体203和外壳体204之间，并且位于内壳体的圆周通道224之中。O型环提供内壳体203和外壳体204之间的旋转阻力。

为了提供内壳体203和外壳体204之间的旋转的离散的设定点，卡扣轴承228偏置成与形成在内壳体203的外表面中的多个棘爪或凹进处230结合。卡扣轴承228是金属球体，具有比多个凹进处230的深度更大的半径。凹进处230的半径构造为大致类似于轴承228的半径。外部螺纹轴承壳体232构造成螺纹地接合在外壳体204的侧孔234中的螺纹。卷簧236介于轴承壳体232和卡扣轴承228之间以将卡扣轴承228偏置进凹进处230。因而，当内壳体旋转时，当凹进处230与轴承228正好对准时，轴承228将“卡扣(snap)”进特定的凹进处230。因而，当与凹进处230接合时，轴承228将保持内壳体203和外壳体204的相对位置在特定选择的离散设定点处。因而，对于给定设定点，通过轴承228与凹进处230的接合，刀片202的切割深度可以被精确地控制。为了提供内壳体203和外壳体204的位置的视觉指示，并且因而提供刀片202的位置的视觉指示，调整旋钮216以特定颜色的涂料或其它合适材料涂覆垂直通道237和238而颜色编码，所述垂直通道237和238圆周地对齐特定的凹进处230。同样地，其它指示可以被设置在调整旋钮上以提供内壳体和外壳体之间的相对位置的指示。外壳体204的上部分240在外侧设置有对齐标记242。通过对齐标记242与特定颜色通道237，刀片202从外壳体204的端部210的伸出量被精确地设置。可选择地，构成垂直地定向的通道的垂直标记器243可以形成在上部分240中。再一次，垂直标记器243对齐一个凹进处230。而且，数量可以被印刷或形成在对齐标记242可以定位到的调整旋钮的凸起的部分上。

刀片202在远端处设置有尖锐切割端部244以及圆锥形近端246。刀片的主体248是圆柱以提供稳定和受控但自由的刀片202相对内壳体203的旋转。切割端部244是锥形以提供引导边缘250和拖动边缘252。因而，刀片202可以在壳体203中自由地旋转，并且自定向，而引导边缘250定向在切割方向中。

刀片202通过由磁性刀片停止件254施加的磁力而可释放地连接到内壳体203。刀片停止件254提供轴承表面用于接合刀片202圆锥形端部246在以允许刀片202自由旋转的同时以磁力保持刀片202。刀片202的主体248的纵向轴线是线性地和共中心地对齐壳体203的纵向的轴线，而刀片轴承258位于邻近壳体203远端。

为了从壳体203脱开刀片202，设置活塞218。活塞218利用卷簧260可相对壳体203纵向地移动并且朝向壳体203的近端偏置。活塞218的远端262提供对磁性刀片停止件254的邻接。因而远端262相对壳体203的位置决定刀片202相对壳体203的位置，并且壳体20相对外壳体204的纵向的位置决定刀片202的远端244从平鼻端210的表面212延伸的长度。

假定有下述事实：由于工厂公差引起的部件尺寸的变化导致对给定的设定点刀片端部244相对于端部212的位置变化，为了确保在工厂中刀片端部244相对壳体203的位置被正确地设定，设置工厂调整部件262。部件262设置有外部螺纹部分264，用于接合壳体203内侧表面266上的螺纹。部件的顶部分266设置有六角形头，其能被具有相似尺寸的孔转动。部件形成围绕活塞218的套筒以允许活塞218相对于套筒滑动。通过将部件262螺纹连接进壳体203，活塞218的远端262，其比部件262的纵向的孔270更宽，被推入壳体203的顶端，所推入的距离等于部件262螺纹连接进入壳体203的距离。因而，在工厂处，部件262可以螺纹连接进入壳体203直到刀片端部244与壳体204的表面212共面。固定螺丝钉265然后可以通过旋钮216螺纹接合入壳体203的侧面以保持部件262相对壳体203的设定位置。因而，每个刀片202可以正确地纵向地与壳体203和204定位，从而通过旋钮216旋转的调整将使刀片对于每个刀片壳体200有相同的位移。

如显示在图8C中，壳体203包括具有两个不同直径的内孔272。上部大直径部分和下部小直径部分之间的界面提供邻接，用于接合调整部件262，其为调整部件262相对于壳体203的最大插入。如所说明的，调整部件262和界面之间的小间隙被示出。

当刀片固定器200被如图8C所示全部地组装时，第一内部和第二外部壳体203和204的相对调整在两个方向都被限制，从而有限数量的调整位置。在这个示例中，作为第一个第二壳体203和204之间的相对运动的全部旋转的限制结果，“卡扣”位置数量被限制到四个。当然，通过增加内壳体中棘爪数量，可以提供更多的“卡扣”位置。当第一和第二壳体203和204被旋转到更近的接合时，旋转被邻接壳体204的内侧表面280的圆周凸起的部分278的底表面276(见图8B)而停止。在相反方向，当第一和第二壳体203和204旋转而彼此远离时，球壳体232延伸通过壳体204并且在其中突出以提供邻接。因而，突出278的顶表面282将毗邻球壳体232以防止第一和第二壳体203和204的进一步相对旋转。

除了保持切割刀片，刀片固定器200可以也接受压花工具和书写工具。例如，刀片固定器200可以接受具有圆形或钝的而不是尖锐的端部的压花工具，可以在片材上画图像轮廓。刀片固定器200也可以接受诸如钢笔或铅笔的书写器具，允许用于在片材的表面上书写。当结合使用时，刀片固定器200提供片材的书写和切割。以这种方式，用户可以切割出目标或形状，如同使用书写器具在其上放置设计。

在操作中，如图1，2和4说明的切割机操作简单。图14示意性说明一般标记为600的电子切割机器操作方法。由于切割机是电子仪器，用户电源线被插入602。通过按压ON按钮22604，机器电源被接通并且门24和26打开。用户可能需要打开显示器盖子和衬垫架606。选择特定的夹头50和键盘覆盖片49608。夹头50被插入承孔52610，并且相应的键盘覆盖片49放置在键盘40上612。覆盖片49显示包含在相应的夹头50上的字母或图像设置的详细内容和特征。用户然后选择切割的衬垫614，并在切割衬垫上放置纸张616。

如图9所示，采用切割衬垫300采用以保持被切割机10切割的纸张或页面形状的其它材料。衬垫300构造成保持六英寸宽和12英寸长的纸张页面。衬垫300的栅格表面部分302涂覆有可释放的粘合剂层307，粘合剂可以在纸张被切割时保持纸张，但是并非永久地接合到纸张从而能允许纸张从衬垫移除。在栅格表面部分302上的格栅线提供对齐特征用于定位栅格表面部分上的纸张。通过用粘合剂仅涂覆衬垫的被切割的纸张所应用到的那部分，当衬垫被切割机器移动时，来自衬垫的粘合剂不会从衬垫转移到切割机辊的元件上。必然地，衬垫300包括“粘合”表面，允许在粘合剂丧失有效粘合能力前多次使用。在衬垫300的上部右手角304是刀片对齐指示标记306。衬垫300与连接到衬垫的6乘12英寸页面纸张被提供给切割机10。

如图9所示，切割衬垫300可以是具体化为矩形页面，例如六英寸乘12英寸页面(6″x12″)。切割衬垫300可以被插入肖像或风景模式而用于切割。诸如12″x12″、12″x24″等其它页面尺寸也是可用的。通常，用户可以通过用户界面30来选择切割衬垫300的尺寸。可选择地，电子切割机10可以自动地检测切割衬垫300的尺寸。自动衬垫检测示例可以包括光学读卡机，其检测衬垫300的边缘(或基准)以检测尺寸。其它选择可以包括用光学读卡机检测切割衬垫300上的条形编码。这种光学读卡机系统也可以用于检测应用到切割衬垫300上的纸张(或其它切割材料)的尺寸。

再参考图14，更像将纸张薄插入典型的打印机，衬垫被插入618辊之间的机器直到它遇到阻力。当按压620在覆盖片49上的“装载纸张”按钮时，衬垫被自动地喂入机器并且刀片将移动到衬垫上的上部右手角304。因而，通过按压装载纸张的单个按钮机器能够自动地装载要被切割的纸张并且移动刀片到开始点。因而，机器精确地知道相对被切割的纸张的位置。如这里论述，如果必要，也可以选择箭头按钮以调整刀片的位置。通过在键盘40打字来选择622要被切割的字母或形状。字符和/或形状显示在LCD显示器35上。一旦已经选择好622期望的字符/或形状，用户可以拨入624被切割的图像的期望尺寸。用户然后按压626“切割”按钮然后切割机将开始切割选择的图像。当切割过程完成时，刀片壳体将返回到开始点并且用户可以按压628卸载按钮然后机器将弹出切割衬垫。已经被切割的图像可以然后被从切割衬垫中移除630。

为了修改印刷在键盘覆盖片上的字符，如先前的讨论，提供一些功能以允许定制被切割的图像。可以使用“切换”按钮以选择上部字符键(显示在图4灰色中)(例如特定的字母的大写)，同时当相应的键被被压时“大写”按钮将锁定键盘以选择全部上部灰色字符。类似于典型的电脑键盘，“退格”删除最后输入的选择和“空格”在字符间插入空格。“清除显示”键清除LCD显示和“全部复位”键按钮复位机器以清除包括自键152选择的字符特征的所有先前选择。如果期望重复相同字符或选定的多个字符的多个切割，可以选择“重复末次”键。另外，如果不使用6乘12英寸页面，可以修改纸张尺寸。

如先前讨论，通过使用适当的标度盘来拨入期望的尺寸，用户可以容易地修改被切割字符的尺寸。为了保持特定的字体的字母尺寸，尺寸自动地调整到与包含在给定字体设定中的最大可能字符成比例。如果期望偏离这个尺寸的成比例缩放，“实时刻度尺寸”键可以被选择以使特定的字符尺寸等于选择的尺寸。例如，如果选择字母“a”切割时，在不选择“实时刻度尺寸”的情况下，字母“a”(小)将按比例地定尺寸以匹配字体尺寸“A”(大写)。如果选择“实时刻度尺寸”，字母“a”将被切割与字母“A”相同的尺寸。当选择好全部期望的字符或图像时，用户将按压“切割”按钮然后切割机10将切割形状。特征按钮52允许定制特征效果用于每个设定。这些特征可以随每个特别的夹头而改变，以增加多种扩充元件和多种功能。对于选择的给定特征，用户在选择了所述特征将应用于其上的期望的字符或图像后仅需要按压期望的特征按钮。因而，通过按压对应期望的特征的在覆盖片上的按钮，字符可以如显示在特定的覆盖片那样被修改。

为了减少存储在给定夹头上设定的特定的字体、字符、形状和/或图像所需要的存储器，以及因此减少每个夹头因而所增加的成本，图像和字体被作为算法存储。因而，通过储存单个算法用于每个字符、图像或特征，定尺寸变成应用放大系数到表现字符、特征或图像的特定的算法的简单事情。因而，不需要在夹头上存储每个尺寸的单独图像。因而，以增加的特征修改字符尺寸的能力是用于特征字符结合的算法的简单缩放，并且也不要求存储每个特征字符与加到特征字符的不同特征(例如轮廓线、阴影、划线等等)的结合。因而，存储在夹头上的字体、特征和图像的分辨率可独立于在特定的顺序中表示一系列直线和/或曲线的算法。对于更高分辨率的图像、可包括更多的独立的线或弯曲段。

包围切割按钮的刀片调整箭头键允许用户移动刀片到衬垫上任何期望的位置。这种刀片调整是经常需要的，以便允许切割机在给定页面纸张的期望的位置处切割图像。然而该机器的能力相当复杂，不仅知道特定的选择的字符和尺寸是否会匹配纸张的选定尺寸，而且知道已经从特定的页面纸张切割了什么，以及知道新选择的被切割形状是否会匹配剩余的纸张。例如，当用户从连接到衬垫的纸张切割第一图像时，用户可以按压卸载纸张键并且移除具有被切割的形状。通过按压加载末次键168，衬垫然后可以被重装回机器而使用剩余纸张进行另外的切割。用户因而按压加载末次键168，选择新形状去切割然后按压切割按钮。直到复位，机器将在存储器中存储先前被切割的形状和它们在衬垫上的位置。当用户选择被切割的新字符或形状并且按压加载末次键168时，切割机将自动地移动切割机头到纸张的还没被切割的一个区域，用于切割下一个形状。另外，切割机将知道要被切割的特定选择尺寸的特定的字符或形状是否适合剩余纸张。如果用户选择的字符或形状太大而无法从剩余纸张中被切割，切割机将通过视觉和/或听觉警报来警告用户，诸如嘟嘟声和在切割机的显示器上显示出图像太大。用户将然后得到缩小字符的选项或替换衬垫上的纸张以适于切割期望的尺寸。

如图15所示，机器能够决定特定选择字符、图像或系列字符和图像是否匹配要被切割的纸张或已经执行了切割的剩余纸张上。如图15所示，示出一般标记为650的方法，其决定是否选择的切割能匹配。首先，在纸张被装填进机器之后，机器将接收652装载来自用户的纸张输入。接着，用户可以输入被切割纸张的尺寸然后机器将接收654这个信息。可选择地，纸张尺寸将是默认尺寸，例如，6英寸乘12英寸。用户然后输入，并且利用先前地讨论的用户界面键盘，机器将接收656字符、图像或被切割的其它形状，用户然后选择而机器将接收658被切割的图像尺寸。机器然后计算660选择的字符或形状尺寸相对于纸张或剩余纸张的尺寸。当用户按压切割按钮时，机器将确定662是否选择的切割在页面上匹配。如果不匹配，机器将显示664错误信息和/或声音警告并且等待接收658选定字符或图像的可接受的尺寸。如果选择的图像尺寸匹配纸张或剩余纸张，机器将切割665图像。机器然后存储668已经切割的图像的切割信息。在用户通过按压“卸载纸张”按钮移除切割衬垫并且从切割衬垫移除切割图像后，用户可以在衬垫上剩余纸张重新插入机器的情况下切割衬垫。一旦插入，如果用户按压“装载末次”670按钮，机器将承认用户试图在同一纸张上再次切割，并且使用存储的切割信息以计算要切割的下一组字符或图像是否匹配页面。这个特征也允许用户装载页面并且使刀片自动地返回到先前切割结束的地方。当用户卸载衬垫以移除已切割过的页面并且然后返回衬垫以完成对剩余页面的切割时，这是有用的。如果“装载末次”按钮没被按压，机器将复位672自身从而可以使用新的纸张。

图10A-10P显示一般标记为400的切割机器的多种内部和外部元件的多种视图。一般地，与先前版本比较，机器某些特征构造成使个体元件的组装、修理和替换更容易。元件易于接近(例如通过变换元件的布置)，以及如果需要替换可以容易地拆卸下来。

切割机400包括主壳体，机器400的多种元件连接到主壳体。右和左端帽组件提供用于壳体的美感盖件，以及提供凹进手柄用于抓住机器400的侧面。连接到壳体左侧的是步进电机，步进电机连接到电机支架。相对于刀片壳体，电机驱动移动衬垫(未显示)的驱动辊。当装配时，驱动辊坐落在基部件的通道中，以使辊的顶部的一部分伸出基部件的顶表面之上用于接合衬垫的底表面。

相对壳体的右侧安装的第二步进电机驱动切割组件。当组装后，刀片固定器位于邻近驱动辊处并且当切割时平行驱动辊移动。

电路板连接到并且容纳在壳体的底部。电路板包括至少一个处理器和存储器，用于控制步进电机的运动、与夹头通信、与用户界面通信、控制LCD显示器和与用于固件升级的外部电脑通信、夹头内容下载等等。

切割机的处理器可以是能够执行指示的任何处理器，包括例如，具有128kb存储的Atmel Mega128芯片或本领域已知的任何其它处理器。夹头435包括其自带的处理器，诸如Atmel Mega 8芯片，连同四(4)或八(8)兆存储器芯片。可选择地，夹头435可以包含用于与切割机的处理器通信的非易失存储器和界面控制器。当然可以采用在本领域已知的其它尺寸、速度和类型处理器和存储器芯片。

用户界面包括键盘组件和切割机控制按钮。键盘组件包括键区，键区包括多个偏置键。切割机控制按钮包括多个按钮。键区和按钮两者都接口连接到处理器通信的电路板。键区可以构造成矩阵，用于发送键压力。按钮可以构造成键区矩阵的部分或可以构造成按钮自己的矩阵。可选择地，每个按钮可以构造成直接输入到处理器或电路，或作为中断输入到处理器或电路(例如上述关于“停止”按钮的讨论)。面板具有形成在其中的多个凹进处，用于接收、支撑和保持键区和按钮。键区的键足够高以突出通过面板的凹进处，并且被接收在覆盖片的背面。

如图11A和图11B所示，覆盖片450在前侧454上具有多个凸起的突出452，用于由用户压下。在后侧456，覆盖片450具有形成在其中的多个相应的凹进处458，用于接收键区440的单独的键442。覆盖片通过由例如橡胶的材料模制而形成，该材料具有柔韧性和弹性以允许用户压下覆盖片并且因而压下覆盖片下面的按钮。因而，当用户压下特定的突出452时，突出下面相应的键被压下。当放置在键442上时，凹进处458与键的接合将保持覆盖片450与所述键以及因此键区的相对位置，以确保键总是与覆盖片正确对齐。

如图12所示，夹头500包括容纳电路板506的两个壳体元件502和504，电路板506包括处理器512和存储器514。处理器512与切割机通过电路板终端或触点516通信。存储器514以算法形式存储多种数据，这些数据组成包含在特定的夹头500中的图像或字符。处理器512与切割机处理器通信以允许存储在夹头上的数据传递到切割机。因而，在典型的结构中，包含在夹头上的数据不能够被修改，并且新的夹头用于每个新的字体和/或图像组。通过切割机上的端口(例如USB端口)，切割机将允许在某些环境中上载新图像、字体、固件升级等到夹头和/或切割机的能力。当组装时，壳体形成尺寸和形状适合设置在切割机中的孔的孔插入部分508，以使触点516与切割机孔接合，用于与切割机通信。

机器的背部表面包括细长的开口，用于允许衬垫在切割过程期间突出通过开口。还设置用于连接到电子电源线的电源适配器端口，和用于将切割机连接外部电脑的USB端口。然而如先前讨论，切割机可以在不用连接到外部电脑的情况下而完整地工作。因而提供所述连接是让机器的全部固件能升级，以及与机器通信以允许存储在特定的夹头上的内容通过机器升级。

虽然已经说明切割机器是自备的，孤立的机器，本领域技术人员将意识到这里说明的和描述的多种部件、过程和方法教导适用于本领域已知的现有切割机机器。另外，还可以想到将切割机机器构造成不使用单独的夹头，从而全部图像、形状和字符存储在不能够移除的存储器上，存储器的内容通过连接到个人电脑上而升级。另外，如果期望可更换的存储器模块，同时夹头显示为具有特定的独特结构，已知结构的存储器存储设备可以改装而用于其中，诸如使用本领域已知的闪存卡。

机器还设置有诸如“纸张节省”的多种独特特征。这个设置将自动地重新排列选择的形状以将形状束在一起并且利用纸张上其余的空余空间。

该切割机器具有强大的能力，其允许用户定制被切割的图像、字符和/或形状。例如，每个夹头包含并且关联的覆盖片提供特征按钮，用于定制特征效果。这些特征可以随每个特别夹头变化以增加有力的扩展和功能元件。另外，包围切割按钮的箭头按钮可以被用于引导刀片到期望的位置。当需要在纸张的某些污点上切割特别是对于避免浪费时，这非常有用。当移动标记离开在切割衬垫上的开始点708时，为了让机器切割图像，图像尺寸可能需要减少。如果剩余纸张尺寸太小，机器将警告用户并且允许用户减小要切割的图像尺寸。如果纸张的尺寸不是为机器使用的标准尺寸，用户可以使用刀片定位按钮和尺寸盘以调整给定纸张的尺寸。通过按压“设置纸张尺寸”按钮，用户可以将定制纸张尺寸输入进机器然后机器将知道用于装填的页面的“初始”切割位置。如通过图像底部限定那样，机器将用“向下”切割长度方向，当从前方看机器时朝向纸张的左边缘。

如果被切割的材料不是规则纸张或者选择了卡片原料，机器可以定制用于这种其它材料。例如，可能需要旋转压力标度盘以增加或减少刀片靠着被切割的材料的压力，以允许刀片完全地切割穿过材料而不撕开材料。另外，一些纸张材料可以需要较慢的切割速度。因而，可以减小速度标度盘以允许刀片切割而不撕开。对于更厚的或更薄的材料，刀片深度可以通过转动如先前地讨论刀片壳体调整旋钮而调整。

用于机器的图像和形状的默认尺寸是“相关的”。这意味着用于给定字符组的全部切割结果与包含在设置中的最大的可能字符或图像(叫做键高度字符)成比例。这维持字母相对彼此的尺寸正确。然而，通过按压“实时刻度尺寸”按钮，可选择图像或字母的字面的尺寸。例如，因而，当切割时字母“c”短于字母“f”。

额外的特征包括设置尺寸0.1英寸增加(2.3″、3.1″等等)并且增加允许用于轮廓转动的递增旋转。可以通过额外的标度盘而使用旋转特征，该标度盘允许用户围绕中心轴线“旋转”轮廓，但也可以允许以设定的间隔，例如45度和/或90度递增，来转动轮廓。数字性地确定尺寸可以例如用旋转标度盘20(见图1)或用与键区上的旋转关联的键、或者使用软键来完成。

当装配电子切割机10用于操作时，很多特征可以被应用到字符/形状。例如，当用户希望切割出基于字符的信息时，每个字符可以被赋予不同属性。每个属性可以通过选择现存特征(例如使用位置键和显示器)而被设置，并且可使用键盘40或标度盘18、19、20修改该特征。例如，可以对每个字符或形状修改尺寸、位置、旋转、倾斜、斜体和其它参数。而且，当多个图形或形状要被切割时(例如当选择了大于一个的数量时)，对于这些特征，每个图形或形状可以被个别地定制。可选择地，用户可以应用定制特征到全部字符/形状。每个字符基于用户的选择或定制维持其自己“特征”列表属性。在一个使用示例中，用户可以在显示器上移动指针以选择字符。用户然后可以回顾和/或修改所选择的字符的任何特征选择。为了辅助用户，当一个特征被选择时多种特征按钮LED可以变亮。以这种方式，当应用到选择的字符时，特征选择按钮提供给用户关于特征状态的反馈。提供用于将特征分配到单独的字符的这种系统可以被称为混合及匹配系统(例如或混合和匹配特征)。

其它系统特征可以包括“翻转”特征，其允许字符/形状的镜像(见图17)。例如，用户选择“翻转”特征(例如分配在键盘40上)将允许用户沿着字符的垂直中心线镜像该字符。在示例中，当允许纸张用户当从“后侧”切割时(例如当使用自粘合剂)，这个特征是有用的。

可以使用“自动填充”特征以填充页，将许多个当前字符/形状大致匹配在剩余页上。当切割大量相同形状时，自动-填充特征可以是有用的。

“自动-展开”特征允许用于重新确定字符/形状或字符/形状的集合的尺寸以大致填充剩余页。自动展开特征可以用于使对所使用的页的利用最大化。在示例中，自动-展开功能应用至12个字符/形状的集合。整个集合按比例放大以覆盖全部页面。因而，给定页面尺寸，该集合的尺寸被最大化。

“数量”特征允许用户选择被应用到当前选择的字符或集合的切割的数量。例如，当数量特征被选择时，用户被询问“切割数量”(例如每个特征被切割的总次数)。用户可以按压“数量”按钮(例如在键盘上)，并且然后使用标度盘20或在键盘上的箭头键来输入切割量。用户然后被提示开始切割。一旦用户授权切割，显示器可以显示切割量的状态以提供切割进程指示给用户。如果需要多张页面以完成切割量，系统提示用户插入新页并且然后继续切割操作。在任何时间，用户可以按压“停止”按钮以退出数量特征(例如在设置期间或切割已经开始以后)。

“中心点特征”允许用户围绕中心点切割形状。用户通过定位切割机在期望的切割区域的中心之上来设置中心点功能。用户按压按钮在键盘上的“中心点”以显示中心位置。用户然后选择被切割的形状，并且然后开始切割操作。中心点特征的一个示例包括从照片中切割椭圆形状(显示在图18中)。

“多次-切割”特征可以用于沿着相同线路完成多个切割。这允许切割诸如芯片板的厚的材料。当使用多次切割特征时，在第一次经过时以初次切割材料，但是可能没切透整个材料。在第二次经过时(例如多次切割功能中的第二次切割)，另一个切割跟随最初切割的道路而进行。这让刀片更深地切割进材料中。机器完成的再切割次数既可以通过设置特征被设定，也可在该特征打开后每一次都响应于用户的提示。

“线返回”特征允许用户插入诸如当使用文字处理器(见图19)时所允许的线返回。例如当用户期望在衬垫一个角留下大矩形区域用于放置大的字符标志时，这给用户更大灵活性用于构造切割图案。

应理解在这里使用的术语仅是用于描述特定的实施例的目的，并且不是意图限制本发明的范围。另外，在这里使用的术语“形状”涉及可以存储在本发明机器中、存储在用于机器的夹头上、或存储在任何其它位置的特定的图像、字体或字符，其用于通过机器而被切割。而且，在这里使用的术语“页面”涉及可以用在这里说明的电子切割机10切割的页面形状的任何材料，包括但不限于各种厚度的纸张，包括如带颜色的纸张和卡片原料的这些材料，以及塑料页面、卡片板、箔或本领域已知的其它材料。还应理解，除非上下文清楚地另有指出，在这里和附属权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个”和“那个”包括复数含义。

除非另有限制，在这里使用的全部技术和科学术语具有与本发明所属的领域的技术人员的常见理解相同的意思。尽管在这里说明了本发明的多种方法、组成和材料，在本发明的实践或测试中，相似或等同于这里说明的任何方法和材料可以被使用。在这里引用的全部参考通过参考而全部并入并且用于全部目的。

虽然本发明的上述优势在说明的本发明的实施例中已得到证明，对于本发明的结构、设计和构造可以做多种改变以实现这些优势。因而，在这里涉及的对本发明的结构和功能的具体细节仅是示例性的不是限制的方式。

已经参照上述实施例而具体地显示和说明本发明，上述实施例仅说明用于实施本发明的最佳模式。本领域技术人员应理解，这里说明的本发明实施例的多种替代可以在实践本发明中采用，而没有背离由如下权利要求限定的本发明的精神和范围。实施例将被理解包括在这里说明的元件的全部新颖和非显而易见的结合，并且权利要求可以在这个或随后的申请中呈现这些元件的任何新颖性和非显而易见的结合。而且，上述实施例是说明性的，并且在这个或随后申请中要求的对于全部可能的结合中，没有单个特征或元件是关键性的。

关于在这里说明的过程、方法启发等等，应理解虽然这些过程等等的步骤具有被描述为根据某些顺序发生，这些过程可以以不同于这里说明的顺序的说明步骤的执行来实现。还应理解某些步骤可以同时执行，可以增加其它步骤，或者这里说明的某些步骤可以被省略。换而言之，这里描述的的过程说明提供举例说明某些实施例，不应被解释为限制所要求保护的发明。

因而，应理解上述说明书意图说明而非限制。对于本领域技术人员而言，在阅读上述说明书时，与提供的示例不同的很多实施例和申请是显而易见的。本发明的范围不是根据所述说明书而确定，而其根据所附权利要求确定，权利要求包括等同的全部范围。可预期和意图到，在这里论述的领域中将产生未来的发展，并且披露的系统和方法将并入到这些未来的实施例。总之，应理解本发明能被修改和变化并且仅由如下权利要求限制。

除非在这里清楚指出表示相反的意思，权利要求所用的全部术语意图给定最宽的合理解释和本领域技术人员理解的普通含义。具体地，诸如“一”、“一个”、“那个”、“所述”等等的单数冠词应被理解为叙述一个或多个指明的元件，除非权利要求清楚地给出相反的限定。

Claims (20)

1.一种切割装置，包括:

壳体；

切割机构，其连接到所述壳体并且构造成用于切割页面；

顶门，所述顶门在打开位置或关闭位置；

底门，所述底门在打开位置或关闭位置，其中在所述底门布置在所述打开位置时，所述底门的内部表面与邻近驱动辊的所述切割机构的床共面，且为所述页面提供了支撑盘；

用户界面，其结合在所述壳体中，用于允许用户通过所述用户界面选择由所述切割机构切割的至少一个形状，在所述顶门布置在所述打开位置时，露出所述用户界面；

处理器，其容纳在所述壳体中，用于控制所述切割机组件的运动以及通过所述用户界面接收命令；和

存储设备，其与所述处理器通信，所述存储设备包括用所述切割机构切割的形状库，用于由用户通过所述用户界面选择。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其中所述切割机构包括:

所述驱动辊，其用于沿着第一轴线移动所述页面；和

切割机，其能够沿第二轴线移动，其中所述第一轴线和所述第二轴线大致垂直。

3.根据权利要求1所述的切割装置，其中所述顶门包括框架部件，和连接到所述框架部件的半透明的窗，以在所述顶门布置在所述关闭位置时允许用户看到所述用户界面。

4.根据权利要求1所述的切割装置，所述用户界面还包括显示器。

5.根据权利要求1所述的切割装置，还包括:

存储器存储设备，其包括多个形状的说明，由此所述存储器存储设备描述所述驱动辊和所述切割机的所述结合的受控运动，所述结合的受控运动使形状在页面中被切割出来。

6.根据权利要求1所述的切割装置，其中:所述存储器设备是可拆除的。

7.一种切割装置，包括:

壳体；

页面移动机构，其连接到所述壳体用于沿着第一轴线移动页面；

切割机，其连接到所述壳体并且构造成切割所述页面，所述切割机能够沿着大致垂直所述第一轴线的第二轴线移动；和

底门，所述底门在打开位置或关闭位置，其中在所述底门布置在所述打开位置时，所述底门的内部表面与邻近驱动辊的所述切割机的床共面，且为所述页面提供支撑盘；

用户界面，其连接到所述壳体，用于允许用户通过所述用户界面选择由所述切割机切割的至少一个形状，

由此所述驱动辊和所述切割机的结合的受控运动使形状在页面中被切割出来。

8.根据权利要求7所述的切割装置，其中：所述页面移动机构包括所述驱动辊。

9.根据权利要求7所述的切割装置，还包括:

顶门，所述顶门在打开位置或关闭位置；其中所述顶门包括框架部件，和连接到所述框架部件的半透明的窗，以在所述顶门布置在所述关闭位置时允许用户看到所述用户界面。

10.根据权利要求7所述的切割装置，所述用户界面还包括显示器。

11.根据权利要求10所述的切割装置，其中：所述显示器铰链地连接到所述壳体。

12.根据权利要求7所述的切割装置，还包括:

存储器存储设备，其包括多个形状的说明，由此所述存储器存储设备描述所述驱动辊和所述切割机的所述结合的受控运动，所述结合的受控运动使形状在页面中被切割出来。

13.根据权利要求7所述的切割装置，还包括:

第一端帽，其设置在所述壳体的第一端处，所述第一端帽包括第一凹陷区；和

第二端帽，其设置在所述壳体的第二端处；所述第二端帽包括第二凹陷区，

因而，所述第一凹陷区和所述第二凹陷区为用户提供把柄。

14.根据权利要求7所述的切割装置，还包括:

衬垫，其构造成可拆除地接受页面。

15.根据权利要求14所述的切割装置，还包括:

光学读卡机，其指向所述页面附近，所述光学读卡机确定所述页面和所述衬垫中至少一个的近似尺寸。

16.一种切割装置，包括:

壳体；

页面移动机构，其连接到所述壳体，用于沿着第一运动线路移动要被切割的页面；

底门，所述底门在打开位置或关闭位置，其中在所述底门布置在所述打开位置时，所述底门的内部表面与邻近驱动辊的所述切割机的床共面，且为所述页面提供了支撑盘；

顶门，所述顶门在打开位置或关闭位置；其中所述顶门包括框架部件，和连接到所述框架部件的半透明的窗；

切割机，其连接到所述壳体，能够沿着第二运动线路移动，所述第二运动线路大致垂直所述第一运动线路；和

用户界面，其连接到所述壳体，用于允许用户通过所述用户界面选择要由所述切割机在页面中切透出的至少一个形状，

处理器，其用于控制所述切割机组件的运动以及通过所述用户界面接收命令；和

可拆除的存储设备，其与所述处理器进行通信，所述可拆除的存储设备包括所述至少一个形状的说明，由此基于所述说明，所述处理器控制所述驱动辊和所述切割机的运动以使形状在所述页面中被切割出来。

17.根据权利要求16所述的切割装置，其中，所述顶门形成盖，所述半透明的窗允许用户看到所述用户界面。

18.根据权利要求16所述的切割装置，所述用户界面还包括显示器。

19.根据权利要求16所述的切割装置，还包括:

衬垫，其构造成可拆除地接受所述页面。

20.根据权利要求19所述的切割装置，还包括:

光学读卡机，其指向在所述页面附近，所述光学读卡机确定所述页面和所述衬垫中至少一个的近似尺寸。

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