CN109551899A - 一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，属于打印机技术领域。所述打印机包括：点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统。本发明通过上述系统之间的协同工作，使得打印不受打印媒介大小限制，可实现一次性大面积打印；不受场地限制；且通过信息处理系统可计算出当前位置与既定打印位置之间的距离差和方向差，并通过位置调整系统进行相应的位置调整，从而使得打印精度较高；且该打印机便于携带；利用印有位置点码的点码信息的转印纸，可以不受打印媒介种类和厚度的限制等优点。

Description

一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机
技术领域
本发明涉及一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，属于打印机技术领域。
背景技术
打印机是传递信息的重要工具，从各种票据，到书本，再到大尺寸的海报等等，打印机印刷物覆盖了工作生活的方方面面。因为打印机的存在，信息可以快速、准确的得以传递和保存。
目前市场上打印机虽然种类繁多，但无一例外的是，打印媒介都需要经过打印机里固定的走纸轨道。因此，能够打印的打印媒介尺寸范围，决定于打印机走纸轨道的宽幅，这就很大程度上限制了打印机的使用范围，也限制了大幅打印机的发展。2015年以色列Zuta Labs公司推出可以在纸面上行走的便携打印机，但是这款打印机没有位置检知系统，打印的精确性很难得到保证，另外因为移动中容易产生打印位置偏差，对于大尺寸打印媒介也没有办法对应。所以，在可行走的打印机基础上搭载位置检知，并能够进行位置调整的系统对于可行走打印机今后的发展极为重要。
发明内容
为了解决目前存在的现有打印机受打印媒介大小及打印场地限制的问题，本发明提供了一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，该打印机可在纸面上行走打印，并且可以通过识别印刷在打印媒介上的位置识别点码，经信息处理及位置调整系统，控制打印位置，提高打印精度，实现大面积、高精度、便携式的打印。另外，结合转印技术，使用印有点码位置信息的转印纸，可以不受打印媒介种类和厚度的限制，实现各种打印媒介上的可移动精确打印。
为实现上述目的，本发明提拱一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，所述打印机包括：点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统；
其中，所述点码位置识别系统用于感应并识别打印媒介上面的位置点码以获取当前位置的位置信息，并将位置信息传送给信息处理系统；
所述信息处理系统用于接收所述点码位置识别系统发送的位置信息并进行位置信息判定，如果位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务；
所述位置调整系统用于接收信息处理系统发送的位置调整信息并进行打印位置调整；
所述打印系统用于接收信息处理系统发送的打印指令后在指定位置进行打印。
可选的，所示位置信息包括位置点码的坐标X值和Y值；所述进行位置信息判定包括：根据接收到的位置信息和既定打印位置的位置信息计算二者之间的距离差和方向差，若距离和方向差均在误差允许范围内，则位置信息判定为正确；反之，位置信息判定为错误。
可选的，所述位置点码的最小单位为包含一个X值识别区域和一个Y值识别区域的L形区域；所述位置点码在打印媒介上以45°方向展开排布。
可选的，所述X值识别区域及Y值识别区域的尺寸均为0.5～1.0mm×2.0～3.0mm。
可选的，所述相邻的X值识别区域以0.08～0.04mm为差值延横向方向错位排布，相邻的Y值识别区域以0.08～0.04mm为差值延纵向方向错位排布。
可选的，所述点码位置识别系统包括红外感应装置，所述红外感应装置用于识别及感应印刷在打印媒介上的位置点码。
可选的，所述红外感应装置包括安装于位于打印机下方的打印系统周围的、垂直交叉的两组红外照射LED灯及C-MOS感光带；
所述红外感应装置通过识别一个完整的位置点码最小单位确定打印机当前位置的位置信息，所述位置信息包括X值及Y值；所述红外感应装置的感应范围均为0.50～1.08mm；
所述点码位置识别系统将确定的打印机当前位置的位置信息发送给所述信息处理系统。
可选的，所述信息处理系统同时接收两个红外感应装置的感应到的位置点码，识别位置点码的点码信息，并将其转化为位置信息；
所述点码信息为所述位置信息的二进制代码，所述二进制代码存储在对应的X值识别区域和Y值识别区域中，X值识别区域和Y值识别区域分别包含5个识别区域单位格，前3个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的整数部分，后2个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的小数部分。
可选的，所述位置调整系统包括安装在打印机下方四角的轮子、控制轮子旋转方位角度的步进马达、以及控制轮子移动距离的步进马达；轮子半径12～16mm，步进马达转角0.036～0.072°，马达转速800～1000转/分钟，最小移动距离为0.0075～0.02mm。
可选的，所述打印系统包括打印头；所述打印头与打印媒介之间的距离为0.7～1.0mm，墨水的位置误差在5-15μm范围内。
可选的，所述打印媒介在结合转印技术的前提下，使用具有点码位置信息的转印纸，所述打印媒介包括纸张、金属、塑料；
可选的，打印媒介厚度不限。
本发明有益效果是：
本发明通过打印机所包含的点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统之间的协同工作，使得打印不受打印媒介大小限制，可实现一次性大面积打印；不受场地限制；打印精度高；且该打印机便于携带；利用印有点码位置信息的转印纸，可以不受打印媒介种类和厚度的限制等优点；且通过点码位置识别系统感应识别出打印媒介上的点码位置以获取到打印机当前位置的位置信息，信息处理系统可根据当前位置的位置信息和既定打印位置进行判定，若位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务，从而保证了打印的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是能够自动识别及调整位置的可行走打印系统示意图；
图2是包含位置信息的点码排布及结构图；
图3是点码识别区域构成以及点码位置信息读取过程图；
图4是位置调整距离/方向计算过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，参见图1和图2，所述打印机包括：点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统；
其中，所述点码位置识别系统用于感应并识别打印媒介上面的位置点码以获取当前位置的位置信息，并将位置信息传送给信息处理系统；
所述信息处理系统用于接收所述点码位置识别系统发送的位置信息并进行位置信息判定，如果位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务；
所述位置调整系统用于接收信息处理系统发送的位置调整信息并进行打印位置调整；
所述打印系统用于接收信息处理系统发送的打印指令后在指定位置进行打印。
如图1所示，所述打印机的位置调整系统包括安装在打印机下方四角的轮子、控制轮子旋转方位角度的步进马达、以及控制轮子移动距离的步进马达；轮子半径12～16mm，步进马达转角0.036～0.072°，马达转速800～1000转/分钟，最小移动距离为0.0075～0.02mm。
所述点码位置识别系统包括红外感应装置，所述红外感应装置用于识别及感应印刷在打印媒介上的位置点码。
所述红外感应装置包括安装于位于打印机下方的打印系统周围的、垂直交叉的两组红外照射LED灯及C-MOS感光带；
所述红外感应装置通过识别一个完整的位置点码最小单位确定打印机当前位置的位置信息，所述位置信息包括X值及Y值；所述红外感应装置的感应范围均为0.50～1.08mm；
所述信息处理系统同时接收两个红外感应装置的感应到的位置点码，识别位置点码的点码信息，并将其转化为位置信息；
所述点码信息为所述位置信息的二进制代码，所述二进制代码存储在对应的X值识别区域和Y值识别区域中，X值识别区域和Y值识别区域分别包含5个识别区域单位格，前3个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的整数部分，后2个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的小数部分。
所述点码位置识别系统将确定的打印机当前位置的位置信息发送给所述信息处理系统。
所述信息处理系统能够同时接收两个红外感应装置的感应到的位置点码，并将其转化为位置信息，再对位置信息进行验算后，计算出打印机打印头所处位置及应该调整的方向和距离，命令位置调整系统进行调整，最终命令打印系统进行打印。
所述打印系统包括打印头；所述打印头与打印媒介之间的距离为0.7～1.0mm，墨水的位置误差在5-15μm范围内。
如图2所示，所述位置点码的最小单位为包含一个X值识别区域和一个Y值识别区域的L形区域；所述位置点码在打印媒介上以45°方向展开排布。
所述X值识别区域及Y值识别区域的尺寸均为0.5～1.0mm×2.0～3.0mm；所述点码位置识别系统通过L形区域内点阵的排布对当前位置所在X值或Y值进行编码。
所述相邻X值识别区域以0.08～0.04mm为差值延横向方向错位排布，相邻Y值识别区域以0.08～0.04mm为差值延纵向方向错位排布。
如图2所示，打印媒介上具有位置点码，若打印媒介结合转印技术使用具有点码位置信息的转印纸，所述打印媒介还包括纸张、金属、塑料，打印媒介厚度不限。
具体的，打印机启动后，其安装在打印机下方的打印系统周围的、垂直交叉的两组红外照射LED灯及C-MOS感光带可感知打印媒介上的位置点码，根据同时接收到的两个红外感应装置感应到的位置点码，识别位置点码的点码信息，并将其转化为位置信息：
参考附图3，点码信息转化为位置信息是通过读取位置点码里包含的2进制代码信息，并计算得到。X值识别区域和Y值识别区域分别包含5个识别区域单位格，前三个代表整数部分，后两个代表小数部分；比如2进制代码信息为011 000 100 000 110时，前三个011000 100转成10进制为196mm；后两个000 110转成10进制为6，再乘以精度0.05mm等于0.30mm，两者相加得到位置信息196.30mm，即为该位置点码对应的位置信息中的X值。
该位置点码对应的位置信息中的Y值同理。
再对位置信息进行判定：将当前位置的位置信息与下一个既定打印位置进行比较，计算二者之间的距离差和方向差，若距离和方向差均在误差允许范围内，则位置信息判定为正确；反之，位置信息判定为错误，假设距离差误差范围为精度值0.05mm，方向差误差范围为0.036°，则如果距离差＜0.05mm并且，方向差＜0.036°，则位置信息判定为正确，开始打印；反之位置信息判定为错误，此时，需要计算出打印机打印头所处位置及应该调整的方向和距离，参考附图4，假设当前位置(X0，Y0)，既定打印位置为(X1，Y1)，则调整距离为((Y1-Y0)2+(X1-X0)2)1/2,调整的方向为arcsin((X1-X0)/调整距离)，信息处理系统在计算得到上述位置调整信息即调整距离为((Y1-Y0)2+(X1-X0)2)1/2、调整的方向为arcsin((X1-X0)/调整距离)后将该位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统根据该位置调整信息进行打印位置调整，最终打印系统进行打印。
本发明提供的打印机通过打印机所包含的点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统之间的协同工作，使得打印不受打印媒介大小限制，可实现一次性大面积打印；不受场地限制；打印精度高；且该打印机便于携带；利用印有位置点码的点码信息的转印纸，可以不受打印媒介种类和厚度的限制等优点。且通过点码位置识别系统感应识别出打印媒介上的点码位置以获取到打印机当前位置的位置信息，信息处理系统可根据当前位置的位置信息和既定打印位置进行判定，若位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务，从而保证了打印的精确性。
实施例二：
本实施例提供一种打印方法，采用实施例一提供的能够自动识别及调整位置的可行走打印机。
如需要打印一张3m×5m大小的海报，需要准备事先印有位置点码的转印纸或者在需要打印的打印媒介上印有位置点码。该位置点码的最小单位为包含一个X值识别区域和一个Y值识别区域的L形区域；所述位置点码在打印媒介上以45°方向展开排布；
X值识别区域和Y值识别区域分别存储有该位置对应的X值和Y值对应的二进制代码，前3个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的整数部分，后2个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的小数部分；
打印机的信息处理系统同时接收两个红外感应装置的感应到的位置点码，识别位置点码的点码信息，并将其转化为位置信息，所述点码信息为所述位置信息的二进制代码。
实际打印过程中，在印有位置点码的打印媒介准备好后，打印机先读取打印媒介外围的位置点码的点码信息，并计算出打印媒介的尺寸和形状，与海报画像合成后，将打印后的效果图以预览的方式给用户，用户确认打印无误后，打印机计算每个位置点码所对应的画像信息，并按照这个对应信息开始打印。打印机通过位置点码的位置信息，移动到目标点，在确认角度还有位置都无误后，打印动作启动。并列排布的打印喷头会根据画像信息，在需要打印的点喷墨，一排的喷头会同时进行喷墨打印。彩色部分通过YMCK四个颜色叠加实现，YMCK的4排碰头依次打印，最终通过UV照射将墨水固着在打印媒介上。打印机在打印媒介上以水平或者垂直方向往返，打印机移动以及打印动作覆盖所有需要打印的位置后，3m×5m的海报打印完成。
其中打印机通过位置点码的位置信息，移动到目标点的过程如下：
打印机的红外感应装置感应到当前位置处的位置点码后，识别其完整的位置点码最小单位中的当前位置的二进制代码，经过转换计算得出当前位置的位置信息，比如，当前位置的位置点码最小单位中对应的X值的二进制代码为011 000 100 000 110，Y值的二进制代码为010 011 100 000 110，则经过计算后得出当前位置的位置信息为(196.30，156.30)，确定了打印机当前位置的位置信息后，和打印既定位置做对比，若二者的距离和方向差均在误差允许范围内，则位置信息判定为正确，打印机开始进行打印；反之位置信息判定为错误；当位置信息判定为错误时，计算出打印机打印头所处位置及应该调整的方向和距离，参考附图4，假设当前位置(X0，Y0)，既定打印位置为(X1，Y1)，则调整距离为((Y1-Y0)2+(X1-X0)2)1/2,调整的方向为arcsin((X1-X0)/调整距离)，信息处理系统在计算得到上述位置调整信息即调整距离为((Y1-Y0)2+(X1-X0)2)1/2、调整的方向为arcsin((X1-X0)/调整距离)后将该位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统根据该位置调整信息进行打印位置调整，最终打印系统进行打印。
本发明提供的打印方法通过打印机所包含的点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统之间的协同工作，使得打印不受打印媒介大小限制，可实现一次性大面积打印；不受场地限制；打印精度高；且该打印机便于携带；利用印有位置点码的点码信息的转印纸，可以不受打印媒介种类和厚度的限制等优点。且通过点码位置识别系统感应识别出打印媒介上的点码位置以获取到打印机当前位置的位置信息，信息处理系统可根据当前位置的位置信息和既定打印位置进行判定，若位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务，从而保证了打印的精确性。
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述打印机包括：点码位置识别系统、信息处理系统、位置调整系统和打印系统；
其中，所述点码位置识别系统用于感应并识别打印媒介上面的位置点码以获取当前位置的位置信息，并将位置信息传送给信息处理系统；
所述信息处理系统用于接收所述点码位置识别系统发送的位置信息并进行位置信息判定，如果位置信息判定为正确，则向打印系统发送打印指令以便打印系统直接进行当前位置的打印任务；如果位置信息判定为错误，则在进行计算后将结算得出的位置调整信息发送给位置调整系统，以便位置调整系统进行打印位置调整，并在位置调整系统进行打印位置调整后向打印系统发送打印指令以便打印系统进行调整后位置的打印任务；
所述位置调整系统用于接收信息处理系统发送的位置调整信息并进行打印位置调整；
所述打印系统用于接收信息处理系统发送的打印指令后在指定位置进行打印。
2.根据权利要求1所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所示位置信息包括位置点码的坐标X值和Y值；所述进行位置信息判定包括：根据接收到的位置信息和既定打印位置的位置信息计算二者之间的距离差和方向差，若距离和方向差均在误差允许范围内，则位置信息判定为正确；反之，位置信息判定为错误。
3.根据权利要求1或2所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述位置点码的最小单位为包含一个X值识别区域和一个Y值识别区域的L形区域；所述位置点码在打印媒介上以45°方向展开排布。
4.根据权利要求3所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述X值识别区域及Y值识别区域的尺寸均为0.5～1.0mm×2.0～3.0mm。
5.根据权利要求4所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，相邻的X值识别区域以0.08～0.04mm为差值延横向方向错位排布，相邻的Y值识别区域以0.08～0.04mm为差值延纵向方向错位排布。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述点码位置识别系统包括红外感应装置，所述红外感应装置用于识别及感应印刷在打印媒介上的位置点码；
所述红外感应装置包括安装于位于打印机下方的打印系统周围的、垂直交叉的两组红外照射LED灯及C-MOS感光带；
所述红外感应装置通过识别一个完整的位置点码最小单位确定打印机当前位置的位置信息；所述红外感应装置的感应范围均为0.50～1.08mm；
所述点码位置识别系统将确定的打印机当前位置的位置信息发送给所述信息处理系统。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述信息处理系统同时接收两个红外感应装置的感应到的位置点码，识别位置点码的点码信息，并将其转化为位置信息；
所述点码信息为所述位置信息的二进制代码，所述二进制代码存储在对应的X值识别区域和Y值识别区域中，X值识别区域和Y值识别区域分别包含5个识别区域单位格，前3个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的整数部分，后2个识别区域单位格代表坐标X值或Y值的小数部分。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述位置调整系统包括安装在打印机下方四角的轮子、控制轮子旋转方位角度的步进马达、以及控制轮子移动距离的步进马达；轮子半径12～16mm，步进马达转角0.036～0.072°，马达转速800～1000转/分钟，最小移动距离为0.0075～0.02mm。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述打印系统包括打印头；所述打印头与打印媒介之间的距离为0.7～1.0mm，墨水的位置误差在5-15μm范围内。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种能够自动识别及调整位置的可行走打印机，其特征在于，所述打印媒介在结合转印技术的前提下，使用具有点码位置信息的转印纸，所述打印媒介包括纸张、金属、塑料。
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