控制手动打印机的方法以及手动打印机

本发明涉及一种手动打印机、一种控制手动打印机的方法、一种用于使手动打印机准备好使用所述方法在多个条带中打印图像的方法、以及实现所述方法的计算机程序产品。手动打印机(也称为“电子手印章”)通常是便携式电子设备，其用于通过在基材(例如，文档或其它要被压印的物体)上进行打印来产生印章标记。当前类型的手动打印机包括喷墨打印头、控制电路和运动检测器，所述喷墨打印头的喷嘴指向电子手印章的底侧，其中，所述控制电路连接到运动检测器和喷墨打印头，并且被配置为响应于从运动检测器接收的读数来控制喷墨打印头，从而当手动打印机在目标介质上手动移动时产生打印的图像。

喷墨打印头的喷嘴数量有限。这些喷嘴的布置(更具体地说是喷嘴之间的距离)确定：所述打印的图像的可实现的分辨率以及目标介质上可在打印头的一次通过中进行打印的条带的宽度(条带宽度)。条带长度仅受目标介质尺寸的限制(并且理论上还受墨盒及其墨水含量的限制，如果是这样向打印头供应墨水的)。如果要打印的图像的两个尺寸都大于条带宽度，则已知的是，随后使用相同的打印头在不同位置打印两个或多个条带。这是台式喷墨打印机的工作方式。这些设备有几个局限性：它们庞大、沉重且相对昂贵；此外，它们只能与可以送入这些打印机提供的送纸机构(例如，送纸)的目标介质一起使用。

为了提供更紧凑、便携式和经济的打印机，众所周知，省去了纸张传送和用于移动打印头的结构，而是提供了一种手动打印机，即，在打印时通过手使其在目标介质上移动的一种打印机。在US 5,927,872和US 6,773,177中公开了这种设备的示例。这些设备在两个方向上测量打印机在目标介质上的相对移动，并识别何时应打印新的条带。更具体地，它们基于通过控制打印头以考虑打印头在目标介质上的运动的检测路径而对随后堆叠的条带进行的对准，其中，用户可以在目标介质上自由地移动打印机。根据我们的经验，通过这种方法，采用现有的用于检测相对运动的运动传感器(例如光学传感器)所获得的精度不足以获得可接受的打印质量，由于测量误差和由此产生的对准误差在打印头覆盖的距离上累积。结果，由于相应条带的对准不足，连续和部分重叠的条带的打印大多数情况下都会导致打印的图像不干净。

一种避免这些误差的已知方法是基于这样一种认识，即通过用相对于打印的图像的绝对位置的检测来代替或补充相对运动的检测，应该允许避免上述误差的累积。该方法包括：扫描已经打印的图像，并且对扫描的图像执行图像识别，以确定扫描的图像在要打印的图像中的位置并使用该信息来校正对准。显然，该方法需要用于扫描和图像识别的强大硬件，这与提供一种简单且经济的设备的意图相冲突。

在US 7,735,951中公开了一种更具成本效益的方法。它包括：将对准标记与要打印的图像一起打印，从而便于手动进行垂直/横向对准。特别地，用户在打印后续条带之前，将先前条带的打印的对准标记与打印机上的参考标记对准。该方法具有明显的缺点，即打印的图像与打印的对准标记混杂在一起。

其它已知设备在图形屏幕上显示打印过程的进度，以便通知用户缺失的区域，他们应在该区域上移动打印头以完成打印的图像。这些屏幕的分辨率不足且太低，无法使后续的条带进行可接受的对准。在US 6,942,402和US 8,107,108中公开了这种设备的示例。

为了不同的目的，即引导用户浏览要打印的一系列单独图像，US 2007/092325 A1公开了一种设备，一旦当前图像完成，所述设备就会产生可听见的声音，指示用户后续图像的位置。没有来自该打印机的关于打印后续图像的精确对准的有效指南。

US 2007/120937 A1涉及一种手持式打印机，其在要打印的表面上被手动移动。打印机检测水平移动的方向(从左到右或反之)，并调整为检测到的方向。US 2007/120937 A1的公开内容限于水平移动的处理，即，在平行于条带的方向上，因此不涉及不同条带的对准。

US 6357939 B示出了另一种(看似假设的)手持打印机，其具有围绕打印头的基本上圆形的光学传感器。显然，该打印机可以在表面上沿任意方向移动，直到已打印完图像的所有部分。该打印机包括视觉或音频指示器，所述指示器指示打印完成。

US 8 210 758 B2涉及又一种手持式打印机，其能够检测和确定水平移动的距离，并且能够例如通过在显示器上指示尚未打印的部分来提供与打印机的移动有关的一般用户指南。没有具体解决对准后续条带的问题。

本发明的目的是通过相对简单且经济的设备来帮助用户实现后续条带的可接受的对准。

本发明提出一种控制手动打印机的方法，包括：在完成第一条带之后检测手动打印机的横向移动，将由横向移动覆盖的横向距离与所述第一条带与第二条带之间的预定(例如，预定义)横向距离进行比较(即，连续监控)，并且当由横向移动覆盖的横向距离达到预定横向距离时，发出横向停止信号。

相应地，本发明提出一种如开头所定义的手动打印机，进一步包括连接到控制电路的信号单元，其中，控制电路配置为：监控由运动检测器检测的第一条带与第二条带之间的横向移动，将由横向移动覆盖的横向距离与所述条带之间的预定横向距离进行比较，并当由横向移动覆盖的横向距离达到预定横向距离时，命令信号单元发出停止信号。运动检测器可以例如是：光学鼠标编码器，其提供每厘米或每英寸计数的读数。

换句话说，本发明建议：在第一条带完成之后连续监控打印机的横向位移，并且在横向位移应该停止并应该开始第二条带的打印的那一刻用横向停止信号通知用户。横向停止信号提供足够的横向移动或位移的瞬时通知。通过缓慢而专心地进行横向位移，用户可以实现对准精度，所述对准精度与已知对准标记所达到的精度相当或超过其，尽管没有打乱打印图像的缺点。

有利地，预定横向距离以预定义的横向边距(padding)大于第一条带和第二条带的平均条带宽度。在此，条带宽度是指实际使用的条带的宽度，所述宽度可以小于由喷嘴参数确定的最大可能条带宽度。例如，可以使用几个有意狭窄的条带(即，条带宽度小于最大可能的条带宽度)，以打印由线间距分隔的线，其中，在最大条带宽度下，两条线不能刚好装入单个条带中。第一条带和第二条带的平均条带宽度对应于两个条带的中心线之间的距离。预定义的横向边距允许通过强制执行后续条带之间的最小距离来考虑对准误差和由此产生的条带重叠。最佳的预定义的横向边距还取决于运动传感器的精度，其中，更好的传感器精确度允许较小的横向边距。预定义的横向边距可以在0.1与3mm之间，优选地大约1mm。

此外，预定横向距离可以根据在打印第一条带期间手动打印机的纵向移动的路径来确定。例如，打印机可以通过根据检测的与直线路径的偏差来平衡图像相对于条带的位置，从而主动补偿用户由于解剖学的原因(中心在肘部)而导致的路径弯曲。在这些情况下，可以增加或减小预定横向距离，以平衡条带长度上的横向位移，这可能也会在后续条带期间观察到。

横向停止信号可以是听觉、视觉或触觉信号(例如，声音、噪音、灯光闪烁、灯光颜色变化、灯光关闭、振动)。优选地，横向停止信号是听觉信号，因为用户将在视觉上关注目标介质。用于产生触觉信号的作用器(actor)相对更昂贵，并且可能还给人造成未对准的印象。在本发明的范围之内，横向停止信号也可以是电信号或无线电信号，通过单独的设备(例如，智能手表或外部扬声器)将其转换为手动打印机的用户可感知的通知。相应地，手动打印机的信号单元优选地是扬声器、灯(例如，LED)或振动马达。

对于在打印期间应用于目标介质的多个条带，除了最后一个条带的每个条带的至少一个末端与相邻条带的起始端横向对准。优选地，多个条带基本上是平行的，特别是横向堆叠的条带。在此，术语“末端”和“起始端”是相对于纵向移动方向。对于通过从左向右移动打印机来应用的条带，以左侧边框为起始端，而对于通过从右向左移动打印机来应用的条带，以右侧边框为起始端。

如果所述方法包括在完成第一条带之后通过发出纵向停止信号来发送条带结束的信号，则这是有利的。纵向停止信号可以与横向停止信号仅在产生或发出的瞬间不同，即，相同的声音或噪声可以用于纵向停止信号和横向停止信号。特别地，可以在多个条带中的每一个的末端发出纵向停止信号。值得注意的是，纵向停止信号不是必需的，因为过冲移动(即比打印要打印的图像的一段所需要的移动更远，该段分配给当前条带)可以通过将对应的纵向边距添加到后续条带来补偿。然而，有利的是将由纵向移动覆盖的距离最小化为打印所述段所需的距离，以便减少将被较大的距离有效地放大的后续条带的未对准。

在这种情况下，特别有利的是，所述方法包括：根据当前条带的打印的区域、手动打印机的纵向移动方向以及后续条带的打印的区域的起始端，发送条带结束的信号。纵向移动方向确定：当前条带的哪个边框是其末端，而后续条带的哪个边框是其起始端。与每个条带相关联的打印的区域(或更准确地说，是要打印的区域，或简称为“内容”)确定相应条带的相对位置和纵向延伸(或简称为“长度”)。发出纵向停止信号的正确时刻不仅取决于当前条带的内容，还取决于后续条带的内容。由于后续条带的纵向移动方向通常会与当前条带的纵向移动方向相反，因此打印机将基本上沿纵向方向移动，不仅直到当前条带的内容之后，而且还直到后续条带的内容之后。

由于本方法可以支持沿两个横向方向(例如，自上而下或自下而上)的条带堆叠，因此通过在完成第一条带之后指示横向移动的方向来引导用户是有帮助的。

在一个优选实施例中，本方法包括：在打印模式与平移模式之间切换手动打印机，在打印模式下，检测手动打印机的纵向移动，并根据检测的纵向移动控制手动打印机的打印头以打印当前条带的图像内容，并且在平移模式下，控制打印头以保持空闲状态。打印模式基本上对应于已知的手动打印机的操作模式。打印机可以在打印模式与待机模式之间切换，在待机模式下打印机处于非活动状态。本方法包括第三模式(平移模式)，在平移模式下，打印机主动跟踪其在目标介质上的移动，并且打印头保持空闲状态。具体地，在平移模式下将不打印任何部分条带。任何打印只能在打印模式下发生。

在这种情况下，本方法优选地包括：在发出横向停止信号的同时将手动打印机从平移模式切换到打印模式。发出横向停止信号的时刻指示打印机的横向移动已完成，并且打印机已到达用于打印第二或后续条带的位置。

当所述方法包括发出纵向停止信号时，优选地，它还包括在发出纵向停止信号的同时将手动打印机从打印模式切换到平移模式。发出纵向停止信号的时刻指示打印机移动的逻辑已完成，并且打印机可以移动到下一个横向位置以打印第二或后续条带。

有利地，在打印模式下，在打印第一条带期间，确定纵向移动的方向，其中，假定在后续条带期间纵向移动的方向与先前条带的方向相反。因此，即，通过在打印条带的纵向方向上和在条带的末端与后续条带的起始端之间的横向方向上交替地反复移动手动打印机，后续条带在交替的纵向方向上被打印。相应地，手动打印机的控制电路优选地配置为：检测用于打印第一条带的纵向移动的方向，并假定后续条带的纵向移动方向交替。

因此，在本发明的范围之内，它还包括一种用于打印包括至少两个不重叠的图像段的图像的方法，所述方法包括：检测移动的方向和距离，跟踪纵向和横向移动，打印第一条带，在相对于第一条带的横向方向上移动手动打印机，发出用于横向移动的横向停止信号，并打印相对于第一条带横向堆叠的第二条带。

本发明进一步提供了一种用于用手动打印机打印多个条带的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序部分，当被加载到计算机上时，所述程序部分被设计为执行如上所述的方法或其优选实施例之一的方法步骤。

此外，本发明提供了一种用于使手动打印机准备好使用上述方法或其优选实施例之一在多个条带中打印图像的方法，所述方法包括：识别由预定义的最小间隙宽度的平行直间隙分开的图像部分，将相邻的已识别图像部分分配给后续条带，并将与每个条带相关联的图像数据和所有条带的对准信息传输到手动打印机。因此，在准备要打印的给定图像以用于用手动打印机进行打印时，所述方法将以预定义的最小间隙宽度的直间隙分开的图像部分分配给后续条带，从而将图像分成段，其中，每个段都被分配给要打印的条带，并且避免后续条带的内容比预定义的最小间隙宽度更近，从而在打印机运行期间补偿或隐藏对准误差。

最后，本发明还提供了一种用于用手动打印机打印多个条带的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序部分，当被加载到计算机上时，所述程序部分被设计为执行如上所述的方法的方法步骤。

现在参考附图，其中，附图是为了说明本发明，而不是为了限制本发明，

图1示意性地示出了本发明方法的简单应用，所述本发明方法用于打印相同长度和宽度的条带；

图2示意性地示出了根据图1的两个条带的内容；

图3示意性地示出了根据本发明的手动打印机的垂直切面；

图4示意性地示出了本方法的应用的第二示例；以及

图5示意性地示出了第三示例，其示出了本方法在填充预打印表单中的应用。

图1示出了要由手动打印机3(见图3)的移动覆盖的两个条带1、2。窄的竖直矩形表示：在打印过程中，手动打印机3的打印头4在不同时间t0、t1、t2、t3的不同位置。打印过程在时间t0开始，打印头4位于第一条带1的左边框5处。在该位置中，打印机3以打印模式开始。从这里开始，打印机在纵向方向6上朝向第一条带1的相对边框7纵向移动，并在时间t1到达所述相对边框7。处于打印模式时，打印机3检测纵向移动，并根据检测到的纵向移动控制打印头4，以打印当前条带1的图像内容。更具体地，手动打印机3的光学运动传感器8通过检测手动打印机3与在其上打印的目标基材9之间的相对位移来监控纵向移动。在打印第一条带1期间，由打印机3确定纵向移动的方向。假设在第二条带2期间的纵向移动方向与第一条带的方向相反(或相对)，因为已知条带相对于彼此横向堆叠。

在时间t1，第一条带1完成，并且打印过程可以以第二条带2继续。打印机3切换到平移模式。在该模式下，打印头被控制为保持空闲状态。在完成第一条带1之后，由打印机3的LED指示横向移动的方向。

为了使打印头4就位，需要沿横向方向10的横向移动。在完成上部条带1之后，光学运动传感器8检测手动打印机3的横向移动。将由横向移动覆盖的横向距离与上部条带1与下部条带2之间的预定横向距离11进行比较。预定横向距离11对应于打印头必须沿横向方向10移动以便到达下部条带2的起始端和右侧边框12的距离·。预定横向距离11大于上部条带1和下部条带2的平均条带宽度，其等于两个条带1、2的相同条带宽度W加上预定横向内边距P(参见图2)。顺便提起，两个条带1、2的长度l也是相同的。上部条带1的末端(即其右侧边框7)与下部条带2的起始端(即，其右侧边框12)横向对准。当在时间t2，由横向移动覆盖的横向距离达到预定横向距离11时，由手动打印机3的信号单元13以嘟嘟声的形式发出横向停止信号。同时，手动打印机3从平移模式切换到打印模式。用户在时间t2注意到横向停止信号，并停止沿横向方向10的移动。然后，他们通过沿第二纵向方向14朝向下部条带2的左侧边框15或末端移动打印机3来继续打印过程，所述第二纵向方向14与纵向方向6相反。在时间t3，打印头4到达左侧边框15。

在时间t0与t1之间以及时间t2与t3之间的纵向移动期间，打印机3以本领域已知的方式并基于光学运动传感器8的读数来打印分配给相应条带1和2的图像段。在时间t1和t3，在完成相应条带1、2之后，通过发出纵向停止信号来发出每个条带1、2结束的信号。在时间t1，打印机3从打印模式切换到平移模式。纵向停止信号是与横向停止信号不同音调的嘟嘟声。如关于图2可识别的，图2示出了与两个条带1、2中的每一个相关联的打印内容16。

如从图3明显看出，手动打印机3包括喷墨打印头4、控制电路19、运动检测器8和信号单元13，所述喷墨打印头带有喷嘴17，所述喷嘴指向手动打印机3的面向目标介质9的底侧18。控制电路19连接到运动检测器8、喷墨打印头4和信号单元13。控制电路19进一步配置为响应于从运动检测器8接收的读数来控制喷墨打印头4。控制电路19配置为：监控由运动检测器8检测的第一条带1与第二条带2之间的横向移动，将由横向移动覆盖的横向距离与所述条带1、2之间的预定横向距离11进行比较，并在由横向移动覆盖的横向距离达到预定横向距离11时命令信号单元13发出横向停止信号。控制电路19配置为：检测用于打印第一条带1的纵向移动的方向，并且由于它们的横向堆叠布置而假定第二条带2的纵向移动方向交替。信号单元13是用于产生不同音调的嘟嘟声的扬声器。

为了使手动打印机3准备好使用上述方法在多个条带1、2中打印图像20，其中，由预定最小间隙宽度(例如0.2mm)的直线间隙23隔开的图像部分21、22被识别(见图2)。然后，将相邻的识别的图像部分21、22分配给后续条带1、2。最后，基于分配的图像部分21、22和所有条带1、2的对准信息，将与每个条带1、2相关联的图像数据发送到手动打印机3。

图4中所示的示例示出了第一条带25的末端24——以及由此产生的末端信号——取决于当前条带25的打印区域26、手动打印机3的纵向移动方向27以及第二条带29的打印区域28的起始端。在当前示例中，纵向边距30被附加到第一条带25的内容中，以达到所需的末端位置24。当打印头4到达末端24时，发出纵向停止信号。从那里，进行沿横向方向31的横向移动，以到达第二条带29的起始端32，此时发出横向停止信号。通过沿与纵向方向27相反的纵向方向33移动来打印第二条带29。在第二条带29的末端34处，再次发出纵向停止信号。用户沿横向方向35移动打印机3，直到当打印头4到达第三条带37的起始端36时发出另一个横向停止信号。从那里，用户沿纵向方向38移动打印机3，直到第三条带37的末端39被纵向停止信号通知。

图5示出了本方法用于填写纸质表单40的更全面的示例。纸质表单40包括预打印内容41。在预打印内容41之间，布置几个表单字段42。本手动打印机的用户可以使用自定义打印内容43(由常见的占位符单词“Lorem ipsum dolor…”表示)填写表单字段42。为此，将自定义打印内容43的图像数据适当地分配给五个条带44-48。手动打印机3最初位于第一条带44的右边框49处。然后，打印机3从上到下依次沿18个纵向方向和横向方向移动，通过一系列条带。值得注意的是，第二条带45和随后的第三条带46的纵向移动的方向是相同的，这表明，如果相应的条带不是横向堆叠在一起，而是也纵向移位，则不一定会出现纵向移动方向交替的情况。如第四条带47与第五条带48之间的横向移动50所示，横向移动50也可以覆盖比条带宽度大很多倍的横向距离。