CN114929482A - 用于引导打印机的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于引导打印机(20)的装置(1)、该装置(1)的用途以及用于将手持电子打印机(20)与该装置(1)一起使用的方法，该装置(1)包括：底座(2)，具有至少一个引导件(5)，托架(3)，具有与所述至少一个引导件(5)接合的至少两个单独的连接部(26、27)，其中所述至少一个引导件(5)包括间隔开且平行的至少两个直线段(7、8)，其中至少一个引导件(5)包括至少两个转换段(10、11)，每个转换段连接两个直线段(7、8)，其中转换段(10、11)布置在它们分别连接的直线段(7、8)的不同位置处。

Description

用于引导打印机的装置

技术领域

本发明涉及一种用于引导打印机的装置、该装置的用途以及用于将手持电子打印机与该装置一起使用的方法。具体而言，本发明涉及一种用于引导手持电子打印机、例如手持喷墨打印机、尤其是具有喷墨打印头的电子手印机(hand stamp)的装置。

背景技术

所有打印机的一次性打印(即在一次连续移动中)区域都受到限制。大多数情况下，该区域的宽度(也称为条带宽度(swath width))由打印机硬件(例如打印头)限定。例如，喷墨打印头通常实现几毫米的条带宽度，例如5至25.4mm。一旦要打印两个尺寸都大于条带宽度的区域，就必须在不同位置依次打印多个条带。通常，条带平行排列并恰好移位一个条带宽度。在手持打印机的情况下，这些条带的精确对齐很难手动实现。通常情况下，未对齐的条带会导致打印效果不理想。特别是，不能可靠地避免条带之间的重叠和条带之间的意外间隙。

对大于典型条带宽度的区域的移动打印感兴趣的应用包括：定制名片的打印；嵌体(inlay)印刷，例如纸或塑料嵌体。这种嵌体通常用于设备或机器，包括联系信息、服务信息或产品特定信息。在此类应用中，要打印的区域通常需要尽可能精确地对齐和打印三个平行的条带。

现有的手持打印机试图通过检测打印机所采用的实际路径并通过在控制打印头时引入相应的偏移来补偿与完美平行路径的偏差来缓解未对齐问题。例如，打印的条带可以在打印头的限制范围内动态移位，以消除与平行路径的临时偏移。这种方法的一个缺点是打印的条带宽度需要小于打印头的最大条带宽度，以便为补偿在任一方向上横向于路径的移位提供空间。另一个缺点是补偿的精度受到实际路径检测(例如通过光学传感器检测)的精度的限制，以及受到补偿的延迟或时延的限制。

US 2006/275068 A1展示了一种手动操作的打印装置。打印装置被压靠在打印输出表面上，打印头沿外壳中的转向梁手动移动。因此，附接到打印头的引导件与转向梁相互作用。打印头可以在两个相反的方向上移动。为这些方向中的每一个提供了路径；两条路径彼此平行并且彼此有偏移。此外，提供至少一个传感器以确定打印头相对于打印输出表面的运动参数。

US 6092 941 A展示了一种带有可拆卸和可手动操作的打印头的打印机。打印头可以通过引导件在打印对象上移动。打印头配备有一个标记读取器，用于测量打印头相对于配备有标记的计时栅栏(timing fence)的计时。

WO 92/16375 A1展示了一种打印机，该打印机在其上进行打印的物体上方被手动引导。打印机可以安装在一个装置上，该装置包括一个杆和一个垂直于该杆的柱，其引导打印机。打印机具有一个或多个辊子，打印机可以通过这些辊子在物体上方滚动。

FR 2561 992 A1还展示了一种在基材上手动引导的打印机。提供了一种用于定位的装置，打印机安装在该装置上。该装置可以具有可由传感器检测并允许确定打印机位置的标记。

从JP HOI 238964 A中已知另一种打印头，该打印头被手动引导到基底上方。打印头安装在尺子上并沿机架移动。打印头经过的距离通过齿轮或滚轮检测。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够引导手持式打印机的手动运动的装置，使得与未引导的手动运动相比，能够以更精确的对齐更可靠地实现打印至少两个条带。

本发明提出一种装置，其包括具有至少一个引导件的底座、具有与所述至少一个引导件接合的至少两个单独的连接部的托架，其中所述至少一个引导件包括至少两个间隔开且平行的直线段，其中所述至少一个引导件包括至少两个转换段，每个转换段连接两个直线段，其中转换段布置在它们分别连接的直线段的不同位置处。引导件可以是任何引导元件。托架的至少两个单独的连接部用作引导点。与引导件接合的每个连接部在托架的运动中沿着该引导件跟随。连接部的位置是托架被引导的点。单独提供每个连接部，以便如果它是唯一连接部，则托架可以围绕该连接部限定的引导点旋转。换言之，与引导件接合的每个连接部将托架的平移运动限制到沿着相应的引导件的一个或两个方向，并允许托架在平行于相应的引导件的平面内的自由旋转运动。引导件的所述至少两个直线段可以间隔开，使得它们的距离与条带宽度匹配。如果所述至少一个引导件包括三个或更多个直线段，则它们可以间隔开并且等距。转换段可以在其一侧的端部处连接直线段。更具体地，两个相邻直线段之间的每个连接可以由两个转换段提供，其中第一转换段连接两个直线段的端部，第二转换段与第一转换段间隔开并且当托架的第一连接部移动通过第一转换段时提供用于托架的第二连接部的通道。转换段布置在它们分别连接的直线段的不同位置处意味着连接部也可以布置在直线段的不同位置处，即连接部在沿直线段的运动方向上移位。它们可能会或可能不会在横向于沿直线段的运动方向的方向上移位。因此，一个连接部的假想外接圆(或其定义的引导点)穿过另一个连接部的切线与引导件的直线段相交，从而使托架不能围绕任何单个连接部旋转。在沿直线段的运动方向上转换段之间的距离可以是至少1cm，任选地至少2cm。

在本公开的范围内，所述至少一个引导件可以由狭槽、凹槽、导轨或轨道提供。这些是引导件的结构的具体实施例，其制造相对简单。

任选地，转换段可以是弯曲的。弯曲的转换段可以从它们连接的第一直线段平滑地延伸到第二直线段。转换段的弯曲路径有助于托架通过转换段的平滑移动。两个转换段的路径可以具有例如半圆形的形状。连接相同直线段的转换段通常应具有相同的路径形状。基本上半圆形的路径实现了托架在由相应的转换段连接的相邻直线段之间的移动方向的容易反转。

所述至少两个单独的连接部可以任选地可移动地附接到所述至少一个引导件。引导件可以形成托架的视图(viewing)。例如，连接部可以安装在引导件上或锁定在引导件内或引导件周围。在这些情况下，可以避免托架被抬离引导件或以其他方式脱离引导件，托架被抬离引导件或以其他方式脱离引导件会损害被引导运动的精确对准。

在一个任选的实施例中，所述底座可以具有至少两个引导件，每个引导件包括至少两个直线段和连接各自直线段的至少两个转换段，其中属于同一引导件的转换段布置在它们分别连接的直线段的不同位置处，其中托架具有至少三个单独的连接部，其中至少一个连接部与所述至少两个引导件中的每一个接合。所述至少两个引导件可以布置成彼此相距一定距离，例如布置在托架的不同侧。这允许更精确地引导托架，因为托架的任何点距下一个引导件或引导点的平均距离减小了。通常，属于不同引导件的转换段可以布置在沿直线段的运动方向上的相同位置处。在该任选实施例的示例中，两个连接部与第一引导件接合并且第三连接部与第二引导件接合。

任选地，所述底座可以包括用于基板的容座。容座可以由底座形成的框架或底座中的凹部提供。容座提供基板相对于引导件并因此相对于托架和容纳在托架上的打印机的稳定对齐。

在这种情况下，该装置还可以包括设置在底座和托架之间的基准条，其中托架相对于基准条在第一方向上是可移动的，该第一方向平行于所述至少一个引导件的所述两个直线段，其中基准条在第二方向上相对于底座可移动，第二方向横向于(例如正交于)第一方向，其中基准条在第一方向上延伸穿过容座并且在两端延伸超过容座的边缘。第一方向和第二方向都可以布置在与容纳在容座中的基板的平面平行的平面中。基准条用于桥接底座和基板之间的间隙，并避免打印机上的传感器感知到的中断，该传感器跟踪打印机的位移并相应地控制打印。换言之，基准条支持超过容纳在托架上的打印机容座边缘的稳健水平定位，以便与本装置一起使用。

在一个具体实施例中，上面定义的基准条的厚度可以任选地低于1mm，优选地低于0.7mm，更优选地低于0.5mm。由于基准条通常布置在基板和容纳在托架上的打印机之间，因此它会导致打印机和基板之间的距离对应于基准条的厚度。可能需要最小化该距离以避免例如由于打印机产生的墨水喷雾扩散引起的打印结果模糊。

任选地，托架面向底座的底侧可以包括用于接收基准条的凹槽。凹槽的宽度可以对应于基准条的宽度(例如在基准条的矩形横截面的情况下)。基准条可以完全或至少部分地容纳在凹槽中。凹槽的深度可以大致对应于基准条的厚度。当托架沿第二方向移位(即通过转换段)时，凹槽可负责拖动基准条。

基准条可以由铁磁材料制成，其中托架可以包括至少一个磁体，该磁体被布置成将基准条保持在托架的面向底座的底侧。基准条的材料可以设置有无光饰面，以便于通过光学传感器进行可靠的位置检测。托架可以包括两个磁体，例如两个永久磁体以保持基准条。当托架在第二方向上移位时，至少一个磁体还可以拖动基准条。基准条在第二方向上的移动精度并不关键或不重要，因为打印机忽略横向(即在第二方向上)定位信号。在托架底侧存在用于容纳基准条的凹槽的情况下，所述至少一个磁体可用于将基准条保持在该凹槽内。

本发明还提出将上述公开的装置与具有喷墨打印头的手持电子打印机一起使用。如开头所指出的，本公开对于在使用手持打印机时实现打印条带的可靠精确对准特别有用。

最后，本发明提出了一种将打印机与上述装置一起使用的方法，包括以下步骤：将打印机与托架接合，利用打印机开始打印过程，以及在打印时：将托架与打印机沿着至少一个引导件的第一直线段一起移动，将托架与打印机一起移动通过连接所述至少一个引导件的第一直线段和第二直线段的转换段，并且将托架与打印机沿着所述至少一个引导件的第二直线段一起移动。移动完成后，可以通过打印机停止打印过程或打印完成后打印机自动停止。将打印机与托架接合可以通过将打印机放在托架上来完成，任选地将打印机容纳在托架提供的容座中或将打印机锁定在托架上。利用打印机开始打印过程可以通过在打印机上执行用户交互来实现，例如按下按钮，或通过远程控制打印机，例如通过从经由数据连接连接到打印机的移动或桌面应用程序触发打印过程。通常，通过第一直线段的运动和通过第二直线段的运动是平行的并且在相反的方向上。任选地，引导件可以设置有附加的直线段，转换段将随后的直线段链接在一起，并且可以继续移动直到最后的直线段或直到打印过程完成。

在一个具体实施例中，该方法可以特别适用于将打印机与装置一起使用，该装置具有如上定义的基准条，并且包括以下步骤：由打印机检测平行于第一方向的运动方向的反转，以及由打印机响应于检测到的运动方向的反转而切换到下一个要打印的条带。当引导装置具有在使用中布置在基板和打印机的位置传感器之间的基准条时，打印机不能检测到第二方向上的位移(例如，横向于条带的水平方向的垂直位移)。在这种情况下，打印机可以假设一旦它检测到在第一方向(例如水平)上的移动已经反转，它就可以开始打印下一个条带。为了启用此操作模式，打印机应注意基准条的使用。这可以通过手动配置打印机或通过引导装置和打印机之间的接口(例如，当打印机插入托架时机械触发的控制开关)来实现。

附图说明

现在参考附图，其中附图是为了说明本公开而不是为了限制本公开，

图1是根据本公开的用于引导打印机的装置的第一示例实施例的俯视示意图。

图2示意性地示出了沿图1所示装置的线II-II的截面；

图3示意性地示出了在最终位置根据图1的装置与手持打印机一起使用的示意图；

图4示意性地示出了在打印第三条带时的中间位置处的图3中所示的装置和打印机的截面；以及

图5是图3所示的装置和打印机的示意性分解图。

具体实施方式

图1和图2示出了用于引导打印机的装置1。该装置包括底座2、托架3和基准条4。底座2具有两个引导件5、6。每个引导件5、6包括三个直线段7、8、9。直线段7、8、9间隔开且平行。每个引导件5、6还包括四个转换段10、11、12、13。第一转换段10将第一直线段7的一端与第二直线段8的第一端连接。第二转换段11在直线段7、8的端部之间的中间位置处将第一直线段7与第二直线段8连接。第三转换段12将第二直线段8的第二端与第三直线段9的端部连接。第四转换段13在直线段8、9的端部之间的中间位置处将第二直线段8与第三直线段9连接。第一转换段10和第二转换段11之间的距离与第三转换段12和第四转换段13之间的距离相同。所有转换段10、11、12、13都是弯曲的并且特别地遵循半圆形路径。

引导件5、6由形成在底座2中的连续凹槽14、15提供。凹槽14、15的轮廓在引导件5、6的部分中不同。引导件5、6的第一部分包括引导件5、6(见图3)的第一端16和第二转换段11之间的第一直线段7的一部分、第二转换段11、第二转换段11与第三转换段12之间的第二直线段8的一部分、第三转换段12、和第三直线段9的一部分。引导件5、6的该第一部分具有第一轮廓。第一轮廓是两层的，第一层17在第一深度，第二层18在相应凹槽14、15的全深度。引导件5、6的第二部分包括线性段7、8、9的其余部分以及第一转换段10和第四转换段13。引导件5、6的该第二部分具有第二轮廓。第二轮廓仅对应于第一轮廓的第一层17。不同轮廓的目的是在结构上限制托架3的可能运动和位置，这将在下文中变得明显。

托架3包括围绕用于容纳手持打印机20(见图3)的间隙19的基本上矩形的框架。间隙19的外形基本上对应于手持式打印机20的占用空间(footprint)。在托架3的面向底座2的底侧21(见图2)，间隙19由多个突起22界定以支撑打印机20位于底座2上方，并与间隙19内的打印机20摩擦接合(也参见图5)。托架3还包括两个永磁体23，它们布置在凹槽25上方的孔24中，凹槽25用于在托架3的面向底座2的底侧21中容纳基准条4。凹槽25在平行于直线段7、8、9的第一方向上延伸。托架3可相对于基准条4在平行于直线段7、8、9的第一方向上移动。

托架3具有四个单独的连接部(link)26、27、28、29，这些连接部由从底侧21延伸的销提供(见图2和图4)。销是环绕的，即它们围绕垂直于托架3的底侧21的轴线具有旋转对称性。第一连接部26和第二连接部27与第一引导件5接合。第三连接部28和第四连接部29与第二引导件26接合。第一连接部26和第三连接部28的轮廓对应于引导件5、6的第一轮廓。第二连接部27和第四连接部29的轮廓对应于引导件5、6的第二轮廓(请注意，图2中的截面从连接部27、29的中心略微偏移)。相应地，第一连接部26与第一引导件5的第一部分接合，第三连接部28与第二引导件6的第一部分接合。由于第二轮廓完全包含在第一轮廓内，因此第二连接部27和第四连接部29可以在相应引导件5、6的第一部分和第二部分之间移动。

底座2包括用于基板36的容座30。容座30设置为底座2的插入物(inset)31中的凹部。插入物31可以由提供不同尺寸凹部的替代插入物代替，使得容座30可以适应不同尺寸的基板。在如图1所示的示例中，容座30本质上是一个矩形凹部，其具有名片的面积和对应于用于名片的典型纸张厚度(例如在0.3mm至0.4mm之间)的深度。

基准条4布置在底座2和托架3之间。它在平行于直线段7、8、9的第一方向上延伸穿过底座2的容座30。更具体地，基准条4延伸超过容座30的两个横向边缘，甚至超过插入物31的横向边缘。基准条4的端部32、33抵靠在底座2的横向边缘处的相应引导杆34、35上。基准条4在第二方向上相对于底座2可移动，该第二方向横向于第一方向，即横向于直线段7、8、9。引导杆34、35引导基准条4在第二方向上相对于底座2的这种移动。基准条4为金属条(一般为任何铁磁材料均可)，厚度为0.5mm，具有无光泽(matt)表面。相应地，托架3中的凹槽25具有0.5mm的深度。

图3、4和5示出了与手持打印机20一起使用的装置1。打印机20布置在装置1的托架3的间隙19中。基准条4相对于托架3的位置使得：打印机20的光学位置传感器37面向打印机20下方的基准条4。打印机20的喷墨打印头38在容纳在容座30中的基板36上方沿着平行条带被引导。

为了打印基板31，打印机20与托架3接合并且用户开始打印机20的打印过程。在打印过程开始时，托架3的第一连接部26和第三连接部28布置在相应的引导件5、6的第一端16处。在打印过程中，用户将托架3与打印机20一起沿着引导件5、6的第一直线段7移动，直到第二和第四连接部27、29到达第一转换段10，同时第一和第三连接部26、28到达第二转换段11。在此移动期间，打印机20的光学位置传感器37检测相对于基准条4的水平移动的速度和距离并控制打印头38在打印头38在容座30上方行进时打印第一条带。然后用户将托架3与打印机20一起移动通过第一和第二转换段10、11，第一和第二转换段10、11将引导件5、6的第一直线段7与第二直线段8连接起来。光学位置传感器37不检测相对于容座30和基板36的垂直运动，因为基准条4在横向于第一直线段7的第二方向上跟随托架3。然而，打印机20检测水平移动方向的反转并且响应于该检测而切换到要打印的第二条带。从那里，用户将托架3和打印机20沿着引导件5、6的第二直线段8在相反方向上水平移动，直到第一和第三连接部26、28到达第三转换段12并且同时第二和第四连接部27、29到达第四转换段13。在此移动期间，打印机20的光学位置传感器37再次检测相对于基准组4的水平移动的速度和距离，并控制打印机38当打印机38在容座30上方行进时，以反向方向打印第二条带。此时，用户将托架3与打印机20一起移动通过将第二直线段8与引导件5、6的第三直线段9连接的第三和第四转换段12、13。再次，打印机检测到水平移动方向的反转并切换到要打印的第三条带。最后，用户将托架3和打印机20沿着第三直线段9移动，直到第二和第四连接部27、29到达引导件5、6的第二端39处的最终位置。在此移动期间，打印机20类似于第一条带，根据由光学位置传感器37检测到的人打印第三条带。

根据第二示例性实施例，凹槽14、15的第一轮廓和第二轮廓可以在第一引导件5和第二引导件6之间互换。例如，第一引导件5的凹槽14具有如上所述布置的轮廓，第二引导件6的凹槽15具有以下轮廓：第二引导件6的第一部分包括第一直线段7的从距第二引导件5的第一端16一定距离处开始且到达第一转换段10的一部分，第一转换段10，第一转换段10和第四转换段13之间的第二直线段8的一部分，第四转换段13，以及从第四转换段13到第二端39的第三直线段9一部分。第二引导件6的该第一部分具有第一轮廓。第一轮廓是两层的，第一层在第一深度，第二层在凹槽15的全深度。第二引导件6的第二部分包括直线段7、8、9的其余部分以及第二转换段11和第三转换段12。第二引导件6的该第二部分具有第二轮廓。第二轮廓仅对应于第一轮廓的第一层17。不同轮廓的目的是进一步限制托架3的可能运动和位置。

在该实施例中，托架3的第一连接部26和第四连接部29的轮廓对应于引导件5、6的第一轮廓。第二连接部27和第三连接部28的轮廓对应于引导件5、6的第二轮廓。相应地，第一连接部26与第一引导件5的第一部分接合，第四连接部29与第二引导件6的第一部分接合。由于第二轮廓完全包含在第一轮廓内，第二连接部27和第三连接部29可以在相应引导件5、6的第一部分和第二部分之间移动。

本实施例的优点在于，当第二连接部27和第四连接部29到达第二转换段11(只有第一连接部26和第三连接部28应该通过该第二转换段11)时，更有效地防止了托架3的不希望的倾斜，这是因为具有第一轮廓的第三连接部28不能通过具有第二轮廓的第二引导件6的第二转换段11。

根据第三示例性实施例，第一引导件5和第二引导件6的轮廓以及托架3的相应连接部的轮廓可以相对于第二示例性实施例互换。

Claims (13)

1.一种用于引导打印机(20)的装置(1)，该装置(1)包括：

具有至少一个引导件(5)的底座(2)，

具有至少两个单独的连接部(26，27)的托架(3)，所述至少两个单独的连接部与所述至少一个引导件(5)接合，

其中所述至少一个引导件(5)包括间隔开且平行的至少两个直线段(7、8)，

其中所述至少一个引导件(5)包括至少两个转换段(10、11)，每个转换段连接两个直线段(7、8)，

其中所述转换段(10、11)设置在它们分别连接的所述直线段(7、8)的不同位置处。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个引导件(5)由狭槽、凹槽、导轨或轨道提供。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述转换段(10、11)是弯曲的。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少两个单独的连接部能移动地附接到所述至少一个引导件。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述底座(2)具有至少两个引导件(5、6)，每个引导件包括至少两个直线段(7、8)和连接各个直线段(7、8)的至少两个转换段(10、11)，其中属于同一引导件的转换段(10、11)设置在它们分别连接的直线段(7、8)的不同位置处，其中所述托架(3)具有至少三个单独的连接部(26、27、28)，其中至少一个连接部与所述至少两个引导件(5、6)中的每一个接合。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述底座(2)包括用于基板(36)的容座(30)。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括设置在所述底座(2)和所述托架(3)之间的基准条(4)，其中所述托架(3)能够在平行于所述至少一个引导件(5)的两个直线段(7、8)的第一方向上相对于所述基准条(4)移动，其中所述基准条(4)能够在横向于所述第一方向的第二方向上相对于所述底座(2)移动，其中所述基准条(4)在所述第一方向上延伸穿过所述容座(30)并且在两端延伸超出所述容座(30)的边缘。

8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述基准条(4)的厚度低于1mm，优选地低于0.7mm，更优选地低于0.5mm。

9.根据权利要求7或8所述的装置(1)，其特征在于，所述托架(3)的面向所述底座(2)的底侧(21)包括用于容纳所述基准条(4)的凹槽(25)。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述基准条(4)由铁磁材料制成，其中所述托架(3)包括至少一个磁体(23)，所述磁体(23)被布置成将所述基准条(4)保持在所述托架(3)的面向底座(2)的底侧(21)处。

11.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置(1)与具有喷墨打印头的手持电子打印机(20)的一起的用途。

12.一种用于将手持电子打印机(20)与根据权利要求1至10中的任一项所述的装置(1)一起使用的方法，包括以下步骤：

使所述打印机(20)与所述托架(3)接合，

利用所述打印机(20)开始打印过程，并在打印时：

沿着所述至少一个引导件(5)的第一直线段(7)将所述托架(3)和所述打印机(20)一起移动，

将所述托架(3)和所述打印机(20)一起移动通过转换段(10、11)，所述转换段连接所述至少一个引导件(5)的所述第一直线段(7)和第二直线段(8)，以及

将所述托架(3)与所述打印机(20)一起沿着所述至少一个引导件(5)的所述第二直线段(8)移动。

13.根据权利要求12所述的用于将打印机(20)与根据权利要求7至10中的任一项所述的装置(1)一起使用的方法，其特征在于：

由所述打印机(20)检测平行于所述第一方向的运动方向的反转，

由所述打印机(20)响应于检测到的运动方向的反转而切换到要打印的下一个条带。

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