CN1284677C - 笔式打印机及其工作的方法 - Google Patents

Abstract

一种打印系统。该打印系统可以包括：一个墨汁分配器、一个产生初始位置信号的开关、一个产生运动信号的运动传感器和一个使分配器根据图像数据、初始位置信号和运动信号分配墨汁的电路。该系统还可包括一个连接器、一个动力源、一个微控制器、一个存储器和一个墨汁固化元件。由于打印系统跟踪每个象素的状态，因此通过将该打印系统横扫过一表面，图像数据将转换到该表面上。

Description

笔式打印机及其工作的方法

                        背景技术

1.技术领域

本申请涉及一种打印系统，尤其涉及一种不带固定打印头的打印系统。

2.背景技术

打印系统已经成为非常普通的计算机外围设备。一个打印系统或说打印机，通常具有一个盒式件，该盒式件中容纳有打印头、控制打印头运动的电子件和由打印头产生的图像形成可视图像的墨汁供给件。该盒式件通常包括各种附件以保证打印机实现其功能，这些附件包括：供纸辊、电源和控制板等。在着色剂型打印机的情况下，通常还具有一个光学的感光基底，例如一个接受光图像并由着色剂转换成图像的辊子或带子，熔合器将着色剂熔合在纸张上。

通常情况下，打印系统具有以线性方式移动的打印头，当打印头扫过纸张时形成图像。打印头每扫过纸张或其它打印基质一次，形成图像的一条线。打印头的固定路径提供了图像形成的一个稳定平台。如果没有它，图像可能具有不可取的赝象，例如在一条线上具有不平整的特征。

但是，打印头的固定路径限制了打印机的应用，例如不能用在不平坦的表面或者其他不能放在打印机盒式件内的表面的场合下。容纳打印头的盒式件也限制了在其上进行打印的基质的尺寸。当然可以购买特殊的打印机来打印小于名片或者大于海报和设计图等的物品，但是这样的打印机限制了一般的使用者。

因此，提供一种不限制特殊应用、基质尺寸或表面特性并且还能够精确再现图像的打印机是非常有用的。

                       发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种笔式打印机及其工作的方法。该打印机及其工作的方法提供一种不限制特殊应用、基质尺寸或表面特性并且还能够精确的再现图像。

为了解决上述问题，本发明提出一种打印系统，包括：一个墨汁分配器；一个产生初始位置信号去识别初始位置的开关；至少一个产生至少一个运动信号标识指示初始位置运动的运动传感器；一个存储图像数据的存储器；一个微控制器：将图像数据、初始位置信号和运动信号转换成控制墨汁分配器的控制信号；以及跟踪每个象素的着色情况，从存储器中删除相应的已着色象素的图像数据、未着色的象素数据保留在存储器中并打印同时扫描一个基本象素点；和一个使分配器根据控制信号分配墨汁的电路。

本发明所述的打印系统，其中，该系统还包括一个连接该系统和一个图像数据源的连接器，一个动力源，一个压力开关，一个墨汁固化元件，其中，墨汁固化元件还包括下述一组元件之一：一个紫外线光源和一个化学固化剂分配器。运动传感器还包括下述元件之一：一个光学位置传感器和一个射频位置传感器。其中，运动传感器具有一个以上的运动传感器。

为了解决上述问题，本发明还提出一种使图像数据着色的方法，包括：确定墨汁分配器的初始位置；接收运动信号，其中运动信号从初始位置开始指示墨汁分配器的运动；在扫描打印介质时根据图像数据使象素着色，其中象素根据相应的图像数据、初始位置信号和运动信号被着色；跟踪每个象素的着色状态，对图像数据中相应的已着色的象素从图像数据中被删除；和在扫描打印介质上一个基本象素点接一个基本象素点的打印未着色的象素。

本发明所述的方法，其中，确定初始位置的步骤还包括从一个开关和一个位置传感器接收信号的步骤。接收运动信号步骤还包括从一个以上的运动传感器接收运动信号，并将该运动信号转换成旋转运动信号。该方法还包括将图像区域中的任何位置处的着色状态为未着色的象素着色，而不管相邻象素的着色状态如何。

本发明上述的技术方案，由于打印系统跟踪每个象素的状态，因此通过将该打印系统横扫过一表面，图像数据将转换到该表面上。

                       附图概述

通过阅读下面参照附图的描述，本发明可以得到最好的理解，其中：

图1显示了一个带有根据本发明的打印系统外围设备的计算机系统的实施例；

图2显示了一个根据本发明的打印系统的实施例；

图3显示了另一个根据本发明的打印系统的实施例；

图4a和4b显示了根据本发明的一个要打印图像和该图像正被打印的例子；

图5显示了一种使用根据本发明的不带打印头的打印机再现图像的方法。

               具体实施例的详细描述

图1中显示了具有一个打印机外围设备的计算机系统。图1中显示的系统10类似于传统台式电脑的结构，但是计算机系统可以是需要打印输出的任何类型的计算机。通常，一个带有打印机外围设备12的计算机系统10包括一个主中央处理单元14、一个包括显示器16和某种形式的输入件18的用户界面。这些只是用于示例，并不限制该应用的范围。例如，打印系统12也可以构造成单机的形式。

图2中显示了打印系统12的一个实施例。在该实施例中，打印系统包括一个盒式件20，该盒式件20容纳有一个墨汁分配器22、一个控制墨汁分配器的电路24、一个开关32和一个运动传感器26。该打印系统还可以包括有一个存储器30、一个动力源38、一个微控制器28和一个墨汁固化元件36以及一个连接器34，如图2和3中所示。

这些元件可以以几种不同的结构组装在一起。例如在图2中，打印系统12通过连接器34接收图像数据。该连接器可以是下述许多类型之一，例如通用串行总线(USB)连接器、诸如与鼠标一起使用的普通串行连接器、红外线连接器或并行连接器。该图像数据可以存储或不存储在存储器30中，这取决于连接的速度和将图像数据信号转换成墨汁喷出喷嘴的打印驱动电子件的速度。该图像数据更可能地由诸如图1中所示的计算机系统产生。典型地，即使图像数据是由计算机系统产生的，也要使用一个缓冲存储器进行存储直到其被处理。在另一种形式中，该图像数据可以直接从网络整个下载到一个存储器30中。

一旦图像数据被提供，打印驱动电路24就将其转换成操作墨汁分配器所需的控制信号。可以包括或者不包括一个微控制器28来进行电子件或其他特殊打印过程的更精细控制。使用者将打印系统定位在合适的位置。现在参见图4a，原始或者初始位置可以是系统设计者指定的任何位置。为了便于讨论，该初始位置将被认为是显示图像的左上角，正如其在计算机系统的“窗口”中看到的那样。

当使用者已经将打印系统定位在合适的点后，一个初始位置开关被触发。在图2所示的例子中，初始位置开关32可以位于盒式件22的外面方便使用者指尖操作的位置处。或者，该初始位置开关32也可以位于靠近喷嘴35的打印系统的尖端处。使用者通过施加一个略微大一点的下压力来触发开关并定位起始点。即，使用者触发开关来启动打印工作。接着使用者将打印系统横扫过要打印的表面。

运动传感器26跟踪打印系统的运动。这保证了打印系统正确地将墨汁分配到墨汁该去的地方。例如，对于不规则表面，使用者可以将系统快速或者慢速的在图像的不同部位上移动。来自传感器的位置反馈确保了象素被打印在正确的位置，而不是不管打印系统的位置仅仅顺序打印下一象素。这使得使用者能够将系统连续地通过要打印的表面，例如要填满图4b中所示的间隙处。

在一个实施例中，运动传感器26可以是一个光学鼠标引擎，其有可能被稍稍修正以提供比通常由一个光学鼠标引擎提供的更精确的信号。也可以使用其他类型的运动传感器，例如从计算机系统的一个基站查询的射频(无线电)跟踪器、红外线传感器等等。光学鼠标引擎具有相对便宜并且已是现成的优点。但是，运动传感器的选择要留给系统设计者决定。在另一实施例中，可以使用两个或者多个运动传感器来跟踪三维空间中的旋转或运动，而不是仅仅由一个运动传感器进行的X-Y坐标中的跟踪。

该传感器使得使用者能将打印系统横扫过将要打印上图像的表面。打印系统可以接收某种的信息来使其确定一个位于给定位置处的象素是否已经被打印。通过这种方式，当使用者将打印系统横扫过表面时，系统跟踪该位置并打印该象素。一旦一个特定的象素被打印，与该象素对应的图像数据将从图像存储器中删除，而不管图像存储器位于哪里。

这种过程的一个实施例显示在图5所示的流程图中。当打印系统位于打印图像的初始点时，使用者触发开关。初始点的确切位置是系统设计者决定的。这使得打印系统在步骤40中接收一初始位置信号。当使用者将打印系统横扫过要打印的表面区域时，打印系统在步骤42中接收运动信号。如果在一个实施例中打印系统使用多于一个运动传感器，运动信号可以被转换成旋转信号并叠加到象素的着色状态上，这将在后面描述。

接着，打印系统使用运动信号、初始位置信号和图像数据在步骤44中着色象素。运动信号和初始位置信号使得系统中的信息确定打印系统相对于初始点的位置。

此外，该系统可以跟踪一象素的着色状态，其中着色状态是指该象素是否已经被打印。例如，一旦一个象素被打印，那个象素的数据就可以从存储器中删除。然后该系统就可以得出那个象素的着色状态是“已着色”。即使所有相邻的象素都已经被着色了，该打印系统也将继续打印状态是“未着色”的那些象素。这些象素的状态应当考虑打印系统的移位，因为这可以更精确的显示一个特定的象素是否由于系统的移位而没有被着色。

打印系统得到的信息可以存在于打印系统中或成为计算机系统的一部分。该打印系统可以是一个“哑巴”型的外围设备，附带它的计算机系统传送所需的信号并使电路24将合适的指令传递到墨汁分配器22。或者，打印系统可以具有一个提供象素已经被打印的信息的微控制器28。在另外一种方案中，打印系统可以是具有微处理器功能的单机形式，其中微处理器功能由诸如数字信号处理器或通用中央处理单元等的处理器执行。用于组件28的”微控制器”这一术语，将包括微控制器，数字信号处理器，中央处理单元，以及类似相当的器件。

带有或不带有微处理器28的打印驱动电路，可以控制墨汁分配器22使得其将墨汁分配到要形成图像的表面上。这里所用的术语“墨汁”，包括可以喷射到一个表面上使图像被肉眼或其他特殊设备可视的任何材料。例如，该墨汁分配器可以喷射或者分配一种只有在紫外线(UV)灯下时才可看到的材料，这与用于活动场所或体育馆入口处(给入场者)手上盖的(紫外线识别的)印记相似。具有该印记的人看不见印记，直到他的手放在一个UV灯下时才能看见该印记。类似地，术语墨汁可以包括凝胶、粉末、悬浮液等那些通常不被包括在术语“墨汁”中的物质。

典型地，打印系统必须保持与表面的接触直到整个图像被填满。这可以包括当错过的象素被打印时打印机再次经过先前打印过的象素。这使得运动传感器可以跟踪该设备的运动。在这种情况下，墨汁必须是某种类型的快干墨汁，或者需要一个固化元件36。如果运动传感器不需要接触来形成跟踪运动，则不需要墨汁固化元件36。

如果需要一个墨汁固化元件，该元件可以是诸如UV灯泡或预先喷涂的化学物质，当墨汁接触到该物质时即会变干。图2中的实施例显示了安装有一个化学物质分配器36，以便该化学物质在紧临墨汁分配之前被分配，使得墨汁接触其即会变干燥。或者，使用者可以用一个喷射瓶或者从一预先处理过的刮擦件来分配该化学物质，如其他例子中所示。在图3中，该实施例具有一个固化墨汁的UV灯泡36，使得能够没有油污地进行接触。

正如前面所提到的，打印系统可以以几种不同的方式构成。图2和图3所示仅仅为多种可能构造中的两个不同实施例。图2中的实施例依靠通过连接器34与计算机系统的连接获取动力和数据。图3中的实施例依靠计算机系统获取数据，但具有一个电源38，尽管该电源可以是一个AC适配器，但其通常是一节电池。如前所述，打印系统可以是一个相当独立的系统，其使用连接器作为网络外围设备，从网络或者文件服务器下载图像数据，而不是从计算机系统获取数据。该实施例可能需要某种类型的用户界面，这里未显示。

类似地，图3中的实施例具有一墨汁固化元件36，它包括一个UV灯泡。图2和图3中所示的实施例也可以在微控制器28、存储器30的大小、墨汁分配器22中所用墨汁的种类等方面有所不同。

尽管这里已经描述了一个笔式打印机的方法和装置的特定实施例，但是其并不限制本发明的范围，本发明的范围由后面的权利要求所限定。

Claims (12)

1.一种打印系统，包括：

一个墨汁分配器；

一个开关：其产生初始位置信号以识别初始位置；

至少一个运动传感器：其产生至少一个运动信号指示自初始位置的运动；

一个存储图像数据的存储器；

一个微控制器：

其将图像数据、初始位置信号和运动信号转换成所述墨汁分配器的控制信号；

以及跟踪每个象素的着色情况，以便从所述存储器中删除相应的已着色象素的图像数据，未着色的象素数据保留在所述存储器中并于随后的扫描中打印在象素基底上；

和一个使分配器根据控制信号分配墨汁的电路。

2.如权利要求1所述的打印系统，其中，该系统还包括一个连接该系统和一个图像数据源的连接器。

3.如权利要求1所述的打印系统，其中，该系统还包括一个动力源。

4.如权利要求1所述的打印系统，其中，该系统还包括一个墨汁固化元件。

5.如权利要求1所述的打印系统，其中，墨汁固化元件还包括下述一组元件之一：一个紫外线光源和一个化学固化剂分配器。

6.如权利要求1所述的打印系统，其中，该打印系统包括一个压力开关。

7.如权利要求1所述的打印系统，其中，运动传感器还包括下述元件之一：一个光学位置传感器和一个射频位置传感器。

8.如权利要求1所述的打印系统，其中，运动传感器具有一个以上的运动传感器。

9.一种使图像数据着色的方法，包括：

确定墨汁分配器的初始位置；

接收运动信号，其中运动信号指示自初始位置的墨汁分配器的运动；

在扫描打印介质时根据图像数据使象素着色，其中象素根据相应的图像数据、初始位置信号和运动信号被着色；

跟踪每个象素的着色状态，对图像数据中相应的已着色的象素从图像数据中删除；

和在打印介质的任何随后的扫描中，在象素接象素的基底上打印未着色的象素。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定初始位置的步骤还包括从一个开关和一个位置传感器接收信号的步骤。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括将图像区域中的任何位置处的着色状态为未着色的象素着色，而不管相邻象素的着色状态如何。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，接收运动信号步骤还包括从一个以上的运动传感器接收运动信号，并将该运动信号转换成旋转运动信号。

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