CN107206810B - 移动打印 - Google Patents

Abstract

一种移动打印系统，包括：包括至少两个导航传感器、发射机、处理器和打印喷嘴的手持打印设备，以及包括至少两个距离传感器的距离传感模块，所述距离传感模块被安装到与手持打印设备相距一定距离的打印介质上，所述距离传感模块感测手持打印设备的位置数据，其中基于从距离传感模块接收的位置数据信息和从至少两个导航传感器接收的导航信息，所述处理器确定手持打印设备的当前、过去和预期的位置，并且控制手持打印设备以根据打印请求和手持打印设备的预期位置使打印流体被分配。

Description

移动打印

背景技术

成像装置以及更具体地图像打印系统和方法通常包括具有固定传送模式的打印头，例如台式打印机。例如，使用喷墨技术的打印方法通常包括沿着垂直移动的打印介质(例如纸张)水平移动喷墨墨盒，并且随后通过喷射油墨将油墨沉积至纸上以形成图像。独立打印机，不管是喷墨打印机或激光打印机，通常将打印介质供入打印机中，控制打印机的尺寸以及可打印上的打印介质的种类。诸如移动电话、平板电脑和其它手持计算机的便携式电子设备以及其它图像获取设备的使用增多已经提出了对移动打印机的更大需求。

附图说明

图1为示出根据本公开的方面的示例性移动打印系统的框图。

图2为示出根据本公开的方面的用在移动打印系统中的示例性移动打印设备的框图。

图3为示出根据本公开的方面的用在移动打印系统中的示例性距离传感器的框图。

图4为根据本公开的方面的打印介质上的移动打印系统的图解说明。

图5为根据本公开的方面的移动打印方法的流程图。

具体实施方式

在以下详细的说明书中，参考形成说明书一部分的附图，并且以说明性方式说明实施本公开的具体实例。可以理解的是，可使用其它实例，并且在不背离本公开的范围的情况下，可做出结构或逻辑上的改变。因此以下详细说明不是在限制性的意义上做出的，并且本公开的范围由所附权利要求所限定。可以理解的是，除非另外明确的指出，否则可将本文描述的各种实例的特性部分或整体地彼此合并。

可使用手持便携式打印机从手机、平板电脑和其它电子设备打印图像。随着具有移动电子设备的用户的流动性增加，小巧便携式打印机提供了用户希望打印的时间和地点的灵活性，而不是只能等待直到他们能够到达有台式打印机的位置。打印设备的打印和动态追踪通常局限于二维表面，往往是水平面。移动手持打印机可能往往由于在打印介质的表面上追踪移动打印机的随机移动的困难而具有较差的打印质量。而且，人类的运动技能在速度或运动模式方面往往不是精确和连续的，并且远不如台式打印设备执行的组件更精确，从而导致难以预测移动打印机的未来运动。尤其是，手持或其它方式的三维移动打印机可能在使用中的打印机的运动期间难以精确地追踪，并且甚至更加难以预测打印机的未来运动从而在期望的位置分配油墨。打印设备的位置被识别的时间与油墨被分配到打印介质上的时间之间的时间延迟也是个问题。

参照图1中示出的移动打印系统100的实例，移动打印系统100包括打印设备102和距离传感模块104。打印设备102是手持和手控随机运动打印设备。距离传感模块104与打印设备102分离并独立。距离传感模块104包括至少两个彼此相距距离D的距离传感接收器106a、106b。

考虑到上述内容，并且另外参照图1中示出的示例性传感模块104。传感接收器106a、106b之间的距离D为固定距离。在一个实例中，距离D为3.0英寸(7.62cm)至4.0英寸(10.16cm)，但其它距离也可以接受。如以下进一步讨论的，距离D固定为适于建立理想尺寸的打印区同时保持小巧便携尺寸的传感模块104。

参照图2，除了传感接收器106a、106b之外，传感模块104还包括微控制器108、可再充电电池和充电电路110以及通信模块112。微控制器108为低功率微控制器，消耗最小的功率以延长和最大化可再充电电池110的充电寿命。微控制器108执行命令来操作传感模块104。通信模块112与打印设备102的通信模块120相通以发射由传感接收器106a、106b探测到的位置信号。

距离传感接收器106a、106b可为超声的、光学的或感应的。距离传感接收器106a、106b被配置作为参考位置并且被可拆卸地固定至打印介质。可使用夹子、钳子、粘结剂或其它可接受的连接手段(未显示)将传感模块104可拆卸地连接至打印介质。距离传感接收器106a、106b提供相对于打印介质的固定参考和位置点。就超声距离传感接收器106a、106b而言，例如，如以下进一步讨论的，使用至少两个距离传感接收器106a、106b以用于对包括在打印设备102上的发射机(参见例如图4)进行三角形化处理从而确定打印设备102的定位/位置。

参照图1，并且另外参照图3中示出的打印设备102的实例，打印设备102包括距离传感发射机114，导航传感器116a、116b和打印喷嘴124。如图3的打印设备102的实例中所示，还包括处理器118和通信模块120。通信模块120与移动电子设备(例如移动电话)和传感模块104相通。打印请求可从电子设备的移动应用(app)或操作系统(OS)开始。例如，可将移动应用(app)下载至移动电子设上以使移动电子设备(例如电话)能够与打印设备102相通。通信模块120从电子设备(例如移动电话)接收要被打印的图像数据。在一个实例中，通信模块120为无线通信模块，例如射频(RF)模块。

在一个实例中，距离传感发射机114被用来发射由距离传感接收器106a、106b接收或探测到的超声波从而确定打印设备102的定位。来自由距离传感接收器106a、106b接收的超声波的内在信息的数字信号通过通信模块112被传达至通信模块120。从这些信号中，由处理器118确定打印设备102的定位。可使用一个或多个距离传感发射机114。在一个实例中，打印设备102包括可再充电电池和充电电路122。驱动设备的其它手段也可接受。在一个实例中，打印设备102包括用户可操控的开/关转换器(未显示)以按所需控制或关闭打印设备102。打印墨盒(未显示)被容纳在打印设备102内。打印墨盒是可拆卸和可替换的。打印墨盒包含将由打印喷嘴124分配的打印材料，例如油墨、燃料或其它颜料。

打印喷嘴124或打印头可包括旋转喷嘴。换句话说，当打印设备102旋转时，打印喷嘴124可以以圆形或半圆运动的形式旋转，以保持打印喷嘴124对准打印设备102运动和打印介质。当打印设备102旋转时，打印喷嘴124可机电地对准打印设备102的打印方向和打印介质。在一个实例中，喷嘴模式为喷嘴124的非线性模式。在另一个实例中，喷嘴124模式为非网格状。喷嘴124可在打印设备102的表面上的位置(即，x、y轴距离)彼此偏移并且以各种角度定位。当手持打印机102在其中打印喷嘴沿着预定的路径运动的固定打印机上提供另外的运动角度时，打印设备102的旋转运动，例如使其难以以特定的喷嘴124要发射/喷射油墨的精确位置对准喷嘴124。

在一个实例中，导航传感器116a、116b为高速光学导航传感器。打印设备102包括至少两个导航传感器116a、116b。导航传感器116a、116b以彼此预定的固定距离位于打印设备102上。导航传感器116a、116b发射/传送打印设备102在打印介质上移动时的位置数据(包括旋转)到处理器118。处理器118控制打印喷嘴124分配油墨或其它颜料至打印介质上。

另外参照图4，处理器118可从每个导航传感器116a、116b探测的数据确定打印设备102在跨过打印介质126移动时的旋转角度、速度和加速度。处理器118可通过使用由每个接收器106a、106b探测到的相对于固定的距离传感发射机114的距离数据来利用数据信号三角形化处理距离传感探测区128内的打印设备102的绝对位置。通过结合使用距离传感接收器106a、106b和导航传感器116a、116b，当用户在打印介质126的边界内规定的打印区130内移动打印设备102时，处理器118可精确地确定打印设备102的旋转角度、速度和加速度。而且，通过结合使用距离传感接收器106a、106b和导航传感器116a、116b，可确定打印设备102相对于打印介质126的绝对位置。在一个实例中，用位置预测技术/方法可确定亚毫米范围的精确度和分辨率的打印设备102。基于打印设备102所探测和预测的位置数据，处理器118采用技术停止和启动打印。速度和加速度数据被用来控制何时打印。例如，如果打印设备102正在以不能精确预测打印设备102的未来运动的方式移动，那么打印头中的喷嘴124将会停止发射打印材料。而且，在感测到打印设备102离开打印区130时，打印设备102将暂时停止沉积打印材料至打印介质126上。基于通过传感器106、116探测的打印设备102的位置信息(包括定位、旋转、速度和加速度)，处理器118确定打印设备102回到打印区130和/或打印设备102回到可精确预测的路径或预期的运动，并且使喷嘴124重新开始沉积打印材料。以该方式，实现打印的自动开/关控制。

通过处理器118实现的技术使打印设备102在难以精确预测未来位置的时间内停止打印。例如，当打印设备102的运动方向或速度突然改变或停止时，油墨从喷嘴124的喷射完全停止直到可重新回到并确定恒速打印阶段。位置追踪继续，并且打印设备102可在之前停止打印的打印介质126的区域上这时候以恒速复位，并且重新开始打印。打印设备102可跨过打印介质126在不同方向上移动。在一个实例中，打印设备102的有规律的扫描(sweeping)运动，例如从左到右来回运动，从打印介质的顶部开始并继续移动到底部，可有助于建立恒速。在一个实例中，打印设备102跨过打印介质的运动为扫描，类似于使用画家的笔刷跨过介质。

基于用户随机手动的低加速度和恒速阶段，系统100提供确定喷嘴124的发射的方法。通过手持打印设备，用户具有以各种模式、角度和设备方向移动设备的灵活性。已经被打印的所有打印介质点被导航和距离传感器106、116追踪并且被记录在处理器118的存储器中。这使已打印的区域不会再次被打印并且在打印设备穿过已经打印的区域的情况下成为过饱和的。

参照图4，距离传感模块104被配置为可拆卸地连接至打印介质126。距离传感接收器106a、106b之间的距离D建立了打印区130。换句话说，距离传感接收器106a、106b之间的距离D越大，打印区130越大，反之亦然。用户将距离传感模块104可拆卸地固定至打印介质126直到打印完成。距离传感模块104位于打印介质126上以产生打印设备102跨过打印介质126的位置数据。可使用夹子、钳子、粘结剂或其它可接受的连接手段将传感模块104可拆卸地连接至打印介质106。距离传感模块104可直接位于周围边界内的打印介质126上或打印介质126的边界外侧上。不管怎样，距离传感接收器106a、106b以固定的关系彼此定位。参照图4，距离传感接收器106a、106b建立了其中包括打印区130的距离传感探测区128。距离传感器探测区128可与打印区130相同。

当移动打印设备102在打印介质126上移动或复位时，移动打印设备102的位置基于导航传感器116a、116b数据被实时处理。光学导航传感器116a、116b可具有高分辨率和快速位置报告速率，然而，导航传感器116a、116b可具有可随着时间流逝而累积的固有的1～2％的误差，潜在地降低了打印质量。处理器118定期从距离传感接收器106a、106b感测距离数据，以校正从导航传感器116a、116b的任何累积误差。在一个实例中，距离传感接收器106a、106b的数据报告速率可降低以调节并覆盖用户的快速随机运动。处理器118最初感测移动打印设备相对于距离传感发射机114的位置以及将导航传感器116a、116b调零至初始位置从而利用距离传感接收器106a、106b和导航传感器116a、116b两者的积极方面。手部运动可能是不规则的并且难以预测手持打印设备在随后的时间将在何处。系统100的处理识别运动相对一致的恒速阶段，例如当采用跨过打印介质的来回扫描运动，从而精确地预测打印设备102在那些阶段期间将在何处以及发射油墨。处理器118接收表示打印设备102的位置改变和方向改变的运动数据，并且测定未来的打印设备位置的位置和方向数据。处理器118基于该测定执行用于打印的指令。

在一个实例中，如果打印设备102移动到建立在打印介质126上的打印区130的外面，那么打印设备102的距离数据将不会被距离传感接收器106a、106b接收。在一个实例中，会产生听觉或视觉警告。此外，打印可停止直到打印设备102重新位于打印区130内。打印区130内的打印设备102的视觉显示也可显示在移动计算机设备上。在图像被发送到打印设备102之前，用户可确定打印区130内图像的打印尺寸以及计算机设备上的打印区130内的用户所希望的图像的布置(例如，偏离中心，处于中心)。

继续参照图4，距离传感接收器106a、106b以彼此相距固定的距离D位于打印介质126上。打印设备102的距离传感发射机114最初位于打印介质126上，与距离传感器106a相距距离D1，与距离传感器104b相距距离D2，使距离传感器106a、106b与距离传感发射机114之间形成一个三角形。当打印设备102在打印介质126上移动或复位时，距离D1和D2改变，但距离D保持固定。

如图4中所示，导航传感器116a、116b以彼此相距固定距离L₁位于打印设备102上，并且导航传感器116b以与距离传感发射机114相距固定距离L₂位于打印设备102上。打印设备102上的导航传感器116a、116b探测打印设备102在打印介质126上运动或复位时的旋转和方向。例如，打印设备102原来位于打印介质126上，导航传感器116a具有坐标(X₁,Y₁)，导航传感器116b具有坐标(X₂,Y₂)，并且距离传感发射机具有坐标(X₀,Y₀)。在使打印设备102以旋转方式复位时，如由102_Δ所标示的，导航传感器116a_Δ具有坐标(X₁+ΔX₁,Y₁+ΔY₁)，并且导航传感器116b具有坐标(X₂+ΔX₂,Y₂+ΔY₂)。原始和复位的坐标数据由处理器118处理以确定跨过打印介质126的运动的后续路径。

也可使用打印系统100在非平面表面上打印。例如，打印可在织物、外皮或其它类型的打印表面上进行。在希望是非平面打印的实例中，两对距离传感器106a、106b位于打印介质126上。也可使用其它数量的距离传感器106a、106b。例如可使用系统100在垂直表面，例如容器或墙壁的垂直面上打印。

图5示出了打印的方法300的实例。在302处，在位于打印介质上的手持打印设备处接收图像数据。在304处，信号从手持打印设备发射到距离传感模块上的接收传感器，所述距离传感模块位于处于与手持打印设备分离的位置处的打印介质上，从而确定手持打印设备的定位和位置移动。At 306处，在手持打印设备跨过打印介质手动移动时，手持打印设备的旋转和加速度由位于手持打印设备上的导航传感器探测。在308处，在手持打印设备跨过打印介质手动移动时，手持打印设备的预期运动路径是基于手持打印设备的感测到的定位和位置移动以及探测到的旋转和加速度而确定的。在310处，根据打印请求和预期运动的确定的路径将打印材料沉积在打印区内。通过重复步骤304到310继续打印的方法300直到想要的打印图像已经转移(例如，打印)到打印介质上。

虽然本文已经说明和描述了具体实例，但在不背离本公开的范围的情形下，可用许多替换和/或等效的实施方式代替所示和所描述的具体实例。本说明书不旨在涵盖本文所讨论的具体实例的任意修改或变化。因此，本公开旨在仅由权利要求及其等效方式所限定。

Claims (15)

1.一种移动打印系统，包括：

手持打印设备，包括至少两个导航传感器、距离传感发射机、处理器和打印喷嘴；以及

距离传感模块，包括至少两个距离传感器，所述距离传感模块被安装到与所述手持打印设备相距一定距离的打印介质上，所述距离传感模块感测所述手持打印设备的位置数据；

其中基于从所述距离传感模块接收的位置数据信息和从所述至少两个导航传感器接收的导航信息，所述处理器确定所述手持打印设备的当前、过去和预期的位置，并且控制所述手持打印设备以根据打印请求和所述手持打印设备的预期位置使打印流体从所述打印喷嘴分配。

2.如权利要求1所述的移动打印系统，其中，所述距离传感器探测由所述发射机发射的超声波。

3.如权利要求1所述的移动打印系统，其中，所述距离传感器是超声的。

4.如权利要求1所述的移动打印系统，其中，所述至少两个导航传感器包括：

两个高速光学传感器。

5.如权利要求1所述的移动打印系统，其中，所述至少两个导航传感器以固定的距离连接至所述手持打印设备。

6.如权利要求1所述的移动打印系统，其中，基于由所述至少两个距离传感器和所述至少两个导航传感器探测的位置数据，所述处理器确定所述手持打印设备的旋转角度、速度和加速度。

7.一种移动打印机，包括：

外壳，形成所述外壳以通过用户的单手手持并跨过打印介质操作；

至少两个导航传感器，所述至少两个导航传感器固定地位于所述外壳内以探测所述移动打印机的旋转运动、速度和加速度；

发射机，以发射超声波至远方的超声传感器；

一排打印喷嘴；以及

处理器，以基于来自至少两个导航传感器的旋转运动、速度和加速度信息确定所述移动打印机的位置和运动并且确定预期的运动，并且控制所述移动打印机以根据打印请求和预期运动使油墨从所述一排打印喷嘴分配从而将油墨沉积在所述打印介质上。

8.如权利要求7所述的移动打印机，其中，所述一排打印喷嘴是旋转的。

9.如权利要求7所述的移动打印机，其中，所述至少两个导航传感器是光学的。

10.如权利要求7所述的移动打印机，其中，所述一排打印喷嘴以非线性、非网格布置的形式被布置。

11.一种打印方法，包括：

在位于打印介质上的手持打印设备处接收图像数据；

将信号从所述手持打印设备发射至距离传感模块上的接收传感器，所述距离传感模块位于处于与所述手持打印设备分离的位置处的所述打印介质上，从而确定所述手持打印设备的定位和位置移动；

在所述手持打印设备跨过所述打印介质手动移动时，用位于所述手持打印设备上的导航传感器探测所述手持打印设备的旋转和加速度；

在所述手持打印设备跨过所述打印介质手动移动时，基于所述手持打印设备的感测到的定位和位置移动以及探测到的旋转和加速度，确定所述手持打印设备的预期运动路径；

根据打印请求和预期运动的确定的路径将打印材料沉积在打印区内。

12.如权利要求11所述的方法，包括：

在感测到所述手持打印设备离开由所述距离传感模块定义的打印区时，自动中断沉积打印材料到所述打印介质上。

13.如权利要求12所述的方法，包括：

基于感测到的所述手持打印设备回到所述打印区内，自动重启沉积打印材料到所述打印介质上。

14.如权利要求11所述的方法，其中，手动移动所述手持打印设备是以所述手持打印设备跨过所述打印介质来回扫描运动的形式。

15.如权利要求11所述的方法，当基于所述手持打印设备的感测到的定位和位置移动以及探测到的旋转和加速度不能确定预期运动路径时，发生自动中断沉积所述打印材料。