專利名稱：用于控制施加到介質(zhì)卷材的張力的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體涉及用于控制施加到移動通過裝置的卷材部件的張力的方法，并且更具體地涉及用于保持施加到打印機(jī)中的介質(zhì)卷材的張力的方法。
背景技術(shù)：
通常，噴墨打印設(shè)備或打印機(jī)包括至少一個打印頭單元，其噴射液體墨的液滴到用于之后轉(zhuǎn)印到介質(zhì)上的記錄介質(zhì)或成像構(gòu)件。在直接和膠印打印機(jī)中使用的介質(zhì)可能是卷材的形式。在卷材打印機(jī)中，通常設(shè)置在介質(zhì)卷筒中的連續(xù)供應(yīng)的介質(zhì)被引導(dǎo)到由電機(jī)驅(qū)動的輥上。電機(jī)和輥將卷材從供給輥拉起通過打印機(jī)到卷取輥上。輥沿著線性的介質(zhì)路徑布置，且介質(zhì)卷材沿著該介質(zhì)路徑移動通過該打印機(jī)。隨著介質(zhì)卷材穿過打印頭或打印機(jī)的頭對面的打印區(qū)域，打印頭噴射墨到該卷材上。以受控的方式移動卷材通過介質(zhì)路徑對卷材打印系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。隨著介質(zhì)卷材移動通過介質(zhì)路徑的各部分,輥中的一個或多個施加張力到卷材上。介質(zhì)卷材之間的張力的適當(dāng)?shù)乃?，使介質(zhì)卷材通過摩擦力與介質(zhì)路徑中的輥嚙合，而沒有滑動。然而，在操作過程中，接觸介質(zhì)卷材的一個或多個輥相對于卷材的運(yùn)動可能滑動，導(dǎo)致介質(zhì)卷材的張力下降。引起張力下降的各種原因包括:由介質(zhì)卷材卷機(jī)或復(fù)卷機(jī)引入的過量的松弛，被定位在介質(zhì)路徑中的兩 個或更多個驅(qū)動輥的旋轉(zhuǎn)速率的變化，以及由于在卷材上的油或其他物質(zhì)使介質(zhì)卷材和輥之間的摩擦系數(shù)降低造成的介質(zhì)卷材和輥之間的摩擦的減小。如果卷材在介質(zhì)路徑中與一個或多個輥嚙合時滑動，相對于打印頭的介質(zhì)卷材的位置受到影響，且可能會發(fā)生介質(zhì)卷材上形成的圖像中的錯誤。因?yàn)榫聿牡膶?shí)際速率和相對于輥的角速率所確定的卷材的速率不同，所以介質(zhì)滑動可能產(chǎn)生基于卷材速率的計(jì)算的位置誤差。這些位置誤差可能對配準(zhǔn)技術(shù)的有效性產(chǎn)生不利影響，該配準(zhǔn)技術(shù)協(xié)調(diào)多個打印頭的操作，以在介質(zhì)卷材上形成墨圖像。當(dāng)介質(zhì)卷材滑動越過在介質(zhì)路徑中的輥時，本領(lǐng)域公知的一個解決方案增加該一個或多個輥和該介質(zhì)卷材之間的法向力，以減少或消除滑動并恢復(fù)張力到卷材上。施加到介質(zhì)卷材的增加的法向力可能足夠大以致扭曲或折斷介質(zhì)卷材。因此，對操作連續(xù)卷材打印系統(tǒng)進(jìn)行的以便減少介質(zhì)卷材上的滑動同時保持被施加到介質(zhì)卷材的法向力在操作范圍內(nèi)的改進(jìn)，將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)開發(fā)了一種被配置為調(diào)整介質(zhì)卷材上的張力的打印裝置。該裝置包括:多個輥，其配置為在處理方向上沿介質(zhì)路徑移動介質(zhì)卷材，該多個輥中的第一輥旋轉(zhuǎn)以在該處理方向上使卷材以卷材的線速率移動，以及該多個輥中的第二輥沿介質(zhì)路徑定位在處理方向上的偏移第一輥的位置處；致動器，其能操作地連接到該第二輥，該致動器被配置為旋轉(zhuǎn)第二輥以在處理方向上移動介質(zhì)卷材通過第二輥；以及控制器，其能操作地連接到該致動器，該控制器被配置為:操作該致動器以調(diào)整第二輥的旋轉(zhuǎn)從而移動介質(zhì)卷材通過該第二輥，確定第二輥的線速率與第一輥的線速率和卷材的線速率中的至少一個之間的相應(yīng)的第一速率差和第二速率差中的至少一個，當(dāng)?shù)诙伒木€速率大于第一輥的線速率和卷材的線速率中的至少一個時，相應(yīng)地第一速率差和第二速率差中的至少一個是正的，且響應(yīng)于所確定的第一速率差和第二速率差中的至少一個是正的并且相應(yīng)地在第一速率差閾值和第二速率差閾值中的至少一個之上，調(diào)整該致動器的操作來調(diào)節(jié)該第二輥的線速率至第一線速率和第二速率之間，第一線速率大于第二線速率，且第一線速率和第二線速率大于第一輥的線速率和卷材的線速率中的至少一個。


圖1是如本文所公開操作卷材張力控制方法的修改的現(xiàn)有技術(shù)的打印機(jī)的框圖。圖2是打印機(jī)中控制卷材張力的處理的一個實(shí)施方式的流程圖。圖3是根據(jù)所述卷材張力控制方法的一個實(shí)施方式來操作打印機(jī)的組件的處理的流程圖。圖4是在所述卷材張力的控制方法的一個實(shí)施方式的操作過程中第二輥和第一輥之間的速率差的曲線圖。圖5在圖4中的卷材張力的控制方法的操作過程中提供給致動器的信號的曲線圖。圖6是現(xiàn)有技術(shù)的噴墨打印系統(tǒng)的框圖，其中可以使用本文所公開的卷材張力的控制方法。圖7是包含在噴墨打印系統(tǒng)中的打印頭組件的放大圖，其顯示一系列用于噴射不同顏色的墨的打印頭模塊的裝置。
具體實(shí)施方式

如本文所用的，術(shù)語“處理方向”是指圖像接收構(gòu)件的行進(jìn)的方向，該圖像接收構(gòu)件如成像鼓或打印介質(zhì)，并且，術(shù)語“橫跨處理方向”是即沿圖像接收構(gòu)件的表面垂直于處理方向的方向。如本文所用的，術(shù)語“卷材”，“介質(zhì)卷材”，和“連續(xù)介質(zhì)卷材”是指具有比在打印處理過程中使該卷材穿過打印機(jī)的介質(zhì)路徑的長度更長的細(xì)長的打印介質(zhì)。介質(zhì)卷材的實(shí)例包括在打印中使用的成卷的紙或聚合物材料。介質(zhì)卷材具有形成表面的雙面，每一個面在打印處理中可以接收圖像。介質(zhì)卷材的每個表面，可以被看作是潛在的液滴的位置的網(wǎng)格狀圖案，有時被稱為像素。如本文所用的，術(shù)語“絞盤輥”是指圓筒狀的部件，該部件被配置為具有與移動越過該部件的彎曲部分的介質(zhì)卷材的連續(xù)接觸，并被配置為對應(yīng)于連續(xù)介質(zhì)卷材的直線運(yùn)動旋轉(zhuǎn)。如本文所用的，術(shù)語“角速率”是指對于給定的時間周期的旋轉(zhuǎn)部件的角運(yùn)動，有時以轉(zhuǎn)數(shù)每秒或轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘測定。術(shù)語“線速率”是指以直線運(yùn)動的如介質(zhì)卷材等部件的速率。當(dāng)參考旋轉(zhuǎn)部件使用時，線速率表示旋轉(zhuǎn)部件的外周處的切向速率。圓形部件的線速率U可以被表示為:U =2 πΓω其中，r是部件的半徑,且ω是部件的旋轉(zhuǎn)速率或角速率。當(dāng)橫跨該棍的張力微分(tension differential)大于絞盤摩擦力eu θ可以支承以能夠牽引的力，與輥接觸的卷材滑動。在確定絞盤摩擦力中，μ表示絞盤輥的摩擦系數(shù),且Θ表示接觸該介質(zhì)卷材的絞盤輥的表面的角度。介質(zhì)卷材滑動在接觸輥的介質(zhì)卷材和輥的表面之間產(chǎn)生速率誤差。
圖6示出了現(xiàn)有技術(shù)的噴墨打印機(jī)10，其實(shí)現(xiàn)了在連續(xù)介質(zhì)卷材上進(jìn)行打印的固體墨打印處理。雖然介質(zhì)卷材張力控制的方法和裝置在下文中參考在圖6中示出的打印機(jī)10得到描述，但本文所公開的主題的方法和裝置可以在任何打印機(jī)中使用。打印機(jī)10包括卷材供給和處理系統(tǒng)60，打印頭組件14，卷材加熱系統(tǒng)100，和定影組件50。該卷材供給和處理系統(tǒng)60包括用于供應(yīng)介質(zhì)卷材20給打印機(jī)10的一個介質(zhì)供給輥38。供給和處理系統(tǒng)60被配置為以公知的方式進(jìn)給介質(zhì)卷材20，使其沿著在打印機(jī)10中的介質(zhì)路徑通過位于打印頭組件14鄰接處的打印區(qū)域18，通過卷材加熱系統(tǒng)100，并穿過定影組件50。為此，供給和處理系統(tǒng)60包括任何適當(dāng)?shù)挠糜谝苿咏橘|(zhì)卷材20通過打印機(jī)10的裝置64，例如驅(qū)動輥、惰輪輥、張緊桿等。打印機(jī)10包括用于在執(zhí)行打印操作后接收介質(zhì)卷材20的卷取棍(未示出)。參考圖7，打印頭組件14包括一系列打印頭模塊21A、21B、21CJP21D，每個打印頭模塊有效地延伸跨過介質(zhì)卷材20的寬度。如通常熟悉的，打印頭模塊21A、21B、21C、21D中的每一個選擇性地噴射單顏色的墨。在一些實(shí)施方式中，每個模塊噴射通常在彩色打印中使用的一種顏色的墨，即，原色青色、品紅色、黃色、和黑色(CMYK)。用于每種原色的打印頭模塊通常包括兩個或更多個串聯(lián)配置的打印頭，多個打印頭形成多個行陣列。再次參考圖6，打印機(jī)10使用“相變墨”，“相變墨”是指在室溫下基本是固體的且當(dāng)被加熱到相變墨熔化溫度時轉(zhuǎn)換為液體的墨。如本文所用的，液體墨是指熔化的固體墨，加熱的凝I父墨，或其它已知的形式的墨，如水性墨、墨乳液、墨懸浮液、墨溶液、等等。將墨從固體墨供給24供應(yīng)到打印頭組件。在水性墨或乳液墨系統(tǒng)中，液體墨可以被存儲在安裝在打印機(jī)中的一個或多個體積容器中。由于圖6的打印機(jī)10是相變墨多色裝置，墨供給24包括四個固體相變墨源，其包括青色源28、黃色源30、品紅色源32、和黑色源34。每種顏色的墨被供給到打印頭組件14內(nèi)的成系列的打印頭模塊21A、21B、21C、和21D中的一個。不同顏色的墨被供給通過分開的管道。在圖6中，單個的線連接墨供給24和打印頭組件14來簡化在圖中所示的描繪。仍參考圖6，打印機(jī)10的各種子系統(tǒng)、組件和功能的操作和控制通過控制器40的幫助來執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，控制器40通過通常的或?qū)ｉT的執(zhí)行編程的指令的可編程處理器來實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行編程功能所需的指令和數(shù)據(jù)被存儲在與處理器或控制器相關(guān)的存儲器中。處理器、處理器的存儲器、和接口電路配置該控制器和/或打印引擎來執(zhí)行上述的打印功能。這些部件可以被設(shè)置在印刷電路卡上或者作為特定應(yīng)用集成電路(ASIC)中的電路來設(shè)置。電路中的每一個可以用不同的處理器來實(shí)現(xiàn)或多個電路可以在相同的處理器上來實(shí)現(xiàn)。可替代地，電路可以用設(shè)置在VLSI電路中的分立元件或電路來實(shí)現(xiàn)。此外，本文中所描述的電路可以用處理器、ASIC、分立元件、或VLSI電路的組合實(shí)現(xiàn)。為了用由打印頭組件14噴射的墨形成圖像，由打印機(jī)10接收的圖像數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成觸發(fā)信號，當(dāng)卷材20移動通過打印頭組件14時，該信號選擇性地驅(qū)動在打印頭中的噴射器以將墨噴射到卷材20上。當(dāng)卷材移動通過打印頭模塊21A、21B、21C和21D時，控制器40接收來自安裝在輥的鄰近處的編碼器的速率數(shù)據(jù)以計(jì)算卷材的位置，所述輥位于四個打印頭模塊21A、21B、2 1C、21D的對面的路徑的部分的任一側(cè)上?？刂破?0使用該速率數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生傳送到打印頭模塊中的打印頭控制器的定時信號，使打印頭控制器能產(chǎn)生驅(qū)動在打印頭中所選擇的噴墨噴射器的觸發(fā)信號。由觸發(fā)信號驅(qū)動的噴墨噴射器對應(yīng)于由控制器40處理的圖像數(shù)據(jù)。仍參考圖6，在墨的液滴被噴射到在打印區(qū)域18內(nèi)的移動的卷材20上以形成圖像之后，卷材20繼續(xù)沿著介質(zhì)路徑行進(jìn)，以使該圖像通過定影組件50將墨滴定影到卷材20。雖然定影組件50被描述為成對的定影輥54，但該定影組件可以是如在現(xiàn)有技術(shù)中公知的任何合適類型的能夠?qū)⒛珗D像固定、干燥或固化在介質(zhì)上的設(shè)備或裝置?，F(xiàn)在參照圖1示出的以操作本文所公開的卷材張力控制方法的被修改的現(xiàn)有技術(shù)的打印機(jī)系統(tǒng)。打印機(jī)10包括用于將連續(xù)供應(yīng)的介質(zhì)卷材20傳送到打印機(jī)中的介質(zhì)路徑的卷材系統(tǒng)。該卷材系統(tǒng)包括用于存儲和傳送介質(zhì)卷材20的進(jìn)給部分88，用于在卷材20上打印圖像的打印部分或打印區(qū)域18，以及用于打印后復(fù)卷和存儲卷材20的卷取部分90。如圖1所示的不同的部分18、88、90的結(jié)構(gòu)使介質(zhì)卷材20能由左到右移動。打印機(jī)10的介質(zhì)路徑包括位于打印區(qū)域18的上游的第一輥70以及位于打印區(qū)域18的下游的第二輥72。在所示的實(shí)施方式中，第一和第二輥70、72是圓形的，每個可繞軸旋轉(zhuǎn)，并具有繞該軸的外周緣。介質(zhì)路徑被配置為圍繞第一和第二輥70、72提供足夠的介質(zhì)卷材20的盤繞，以使能沿著在輥70、72之間的卷材產(chǎn)生張力。在所公開的實(shí)施方式中，通過被配置為放置第一和第二輥70、72的外圓周的至少一半與該介質(zhì)卷材接觸，介質(zhì)路徑提供足夠的圍繞第一和第二輥70、72的盤繞。介質(zhì)卷材20和輥70、72之間的界面的法向力和摩擦系數(shù)確定沿卷材20產(chǎn)生的最大的力。介質(zhì)卷材20的張力由張力傳感器76測量，張力傳感器76沿介質(zhì)路徑位于第一和第二輥70、72之間。第二輥72被配置為響應(yīng)于所測量的張力低于預(yù)定的張力閾值調(diào)整介質(zhì)卷材20的張力。如本文所用的，術(shù)語“預(yù)定的張力閾值”是使介質(zhì)卷材20能通過靜態(tài)的、或非滑動的、摩擦方式與第一和第二輥70、72嚙合并且不扭曲或不折斷介質(zhì)卷材20的張力值或張力值的范圍。當(dāng)卷材張力在預(yù)定的張力閾值時或在預(yù)定的張力閾值之內(nèi)時，卷材張力的調(diào)整通過操作致動器74以增加或減少第二輥72的旋轉(zhuǎn)，從而相應(yīng)增加或減少卷材張力而實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)卷材張力低于預(yù)定的張力閾值時，如當(dāng)在輥70、72和介質(zhì)的卷材20之間存在低摩擦力或法向力不足的瞬態(tài)條件時，第二輥72只通過增加第二輥72的旋轉(zhuǎn)無法施加足夠的沿卷材20的力。當(dāng)測得的卷材張力低于預(yù)定的張力閾值時，本文所公開的卷材張力控制的方法改變致動器74的操作以增加介質(zhì)卷材20的張力。在一個實(shí)施方式中，通過操作致動器74，以調(diào)節(jié)第二輥72的線速率至不同的線速率之間來實(shí)現(xiàn)合適的張力。在另一實(shí)施方式中，合適的張力通過停用致動器74以使第二輥72能以卷材20的線速率旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。在又一實(shí)施方式中，合適的張力通過選擇性地激活和停用致動器74以使第二輥72能以卷材的線速率旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)。在又一實(shí)施方式中，合適的張力通過確定卷材的線速率并操作致動器74，以用所確定的線速率來旋轉(zhuǎn)第二輥72而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)所測得的卷材張力低于預(yù)定的張力閾值時，該卷材的張力控制的方法也可以操作與致動器74相關(guān)聯(lián)的附加的致動器以增加介質(zhì)卷材20的張力。在一個實(shí)施方式中，合適的張力通過用第二致動器80旋轉(zhuǎn)第一輥70并操作致動器74以調(diào)節(jié)第二輥72的線速率至不同的線速 率之間而實(shí)現(xiàn)。在另一個實(shí)施方式中，合適的張力通過操作第二致動器80以旋轉(zhuǎn)第一輥70從而使卷材20沿著介質(zhì)路徑移動預(yù)定距離，并在卷材20已經(jīng)移動預(yù)定距離之后操作致動器74以旋轉(zhuǎn)第二輥72來實(shí)現(xiàn)。在又一實(shí)施方式中，合適的張力通過操作第三致動器82以將第三輥78與第二輥72嚙合，從而與第二輥72形成壓區(qū)而實(shí)現(xiàn)。采用本文公開的卷材張力的控制方法的打印機(jī)的其他實(shí)施方式通過結(jié)合上文所述的實(shí)施方式中的單個部件而配置，因此，實(shí)施方式的該羅列不是詳盡無遺的。仍參考圖1，致動器74能操作地連接到第二輥72并被配置為旋轉(zhuǎn)第二輥72以在處理方向移動介質(zhì)卷材20通過第二輥72。在一個實(shí)施方式中，第二致動器80能操作地連接到第一輥70并被配置為旋轉(zhuǎn)第一輥70以沿著介質(zhì)路徑推進(jìn)介質(zhì)卷材20。在一個可選實(shí)施方式中，第三致動器82能操作地連接到第三輥，并被配置為選擇性地移動第三輥78至與介質(zhì)卷材20進(jìn)行嚙合和脫離嚙合，以與第二輥72形成壓區(qū)，并移動介質(zhì)卷材穿過壓區(qū)并且穿過第二輥72。雖然第二和第三致動器80、82作為可選實(shí)施方式已被示出，但在單個的實(shí)施方式中使用本文所公開的卷材張力控制方法的打印機(jī)系統(tǒng)可以采用第二和第三致動器80，82，以分別控制第一和第三輥70、78。打印機(jī)10包括控制器40，控制器40能操作地連接到張力傳感器76和致動器74。在可選的實(shí)施方式中，控制器40能操作地連接到第二和第三致動器80、82中的一個或兩個。控制器40被配置為根據(jù)由張力傳感器76產(chǎn)生的信號來確定介質(zhì)卷材20的張力。控制器40還被配置為操作致動器74，以調(diào)整第二輥72的旋轉(zhuǎn)。在一個實(shí)施方式中，控制器40類似地配置為操作第二致動器80以調(diào)整第一輥70的旋轉(zhuǎn)。在可選的實(shí)施方式中，控制器40被配置成激活第三致動器82以移動第三輥78至與卷材20嚙合，以與第二輥72形成壓區(qū)。雖然控制器40被顯示出具有可選的配置以操作第二和第三致動器80、82，但操作本文所公開的卷材張力的控制方法的打印機(jī)在單個的實(shí)施方式中可以采用這些配置以同時操作第二和第三致動器80、82。仍參考圖1，打印機(jī)10的一個實(shí)施方式包括第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器84和第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器86,第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器84被配置為產(chǎn)生對應(yīng)于第一棍70的旋轉(zhuǎn)速率的信號,第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器86被配置為產(chǎn)生對應(yīng)第二輥72的旋轉(zhuǎn)速率的信號。打印機(jī)控制器40能操作地連接到所述第一和第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器84、86。在本實(shí)施方式中，控制器40被配置為分別參考第一和第二旋轉(zhuǎn)速 率傳感器86、84所產(chǎn)生的信號,來確定第一和第二棍70、72的旋轉(zhuǎn)速率?？刂破?0進(jìn)一步被配置為根據(jù)所確定的第一和第二輥70、72的旋轉(zhuǎn)速率來確定卷材的線速率。盡管所示出的公開的實(shí)施方式使用旋轉(zhuǎn)速率傳感器84、86來產(chǎn)生由控制器使用的旋轉(zhuǎn)速率信號以確定卷材的線速率，但卷材速率傳感器87可以被配置為直接監(jiān)測卷材并產(chǎn)生對應(yīng)于卷材的線速率的信號。在本實(shí)施方式中，打印機(jī)控制器40能操作地連接到卷材速率傳感器87，并被配置成接收對應(yīng)于卷材的線速率的來自傳感器87的信號。該卷材速率傳感器87可以定位于沿著介質(zhì)路徑的任何位置，但是優(yōu)選位于靠近第二輥72。傳感器84,86,87是使用公知技術(shù)操作以產(chǎn)生各自的信號的公知的傳感器。這樣的技術(shù)包括機(jī)械、光學(xué)、無線電、或激光技術(shù)來測量物理參數(shù)，并產(chǎn)生對應(yīng)于測量的電信號。打印機(jī)中控制介質(zhì)卷材的張力的處理200的流程圖如圖2所示?？刂破鞅慌渲脼閳?zhí)行編程指令以實(shí)施處理200，其通過計(jì)算第二輥的速率與第一輥的速率之間的速率差開始(框202)。隨著卷材沿著介質(zhì)路徑移動，第一和第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的對應(yīng)于該第一和第二輥的旋轉(zhuǎn)速率的信號。實(shí)施處理200的控制器將信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化量，如線速率，并計(jì)算第二輥速率和第一輥速率之間的差。如果第二輥速率和第一輥速率之間的差大于零，那么這個速率差是正的。正的速率差表示該第二輥比該第一輥旋轉(zhuǎn)快。在第一速率差計(jì)算完成之后(框202)，被配置成執(zhí)行編程指令以實(shí)現(xiàn)處理200的控制器確定所計(jì)算的速率差是否大于第一速率差閾值(框204)。如本文中所使用的，術(shù)語“第一速率差閾值”是表明介質(zhì)卷材與第一和第二輥以靜態(tài)的、或非滑動的、摩擦方式嚙合的速率差或速率差的范圍。實(shí)施處理200的控制器將速率差與第一速率差閾值進(jìn)行比較來確定第一速率差是否大于第一速率差閾值。計(jì)算的大于第一速率差閾值的正的速率差可以表示介質(zhì)卷材松弛或破裂或介質(zhì)卷材和第二輥之間處于滑動接觸。如果該速率差不大于第一速率閾值(框204)，則執(zhí)行處理200的控制器計(jì)算第二輥的速率與卷材的速率之間的速率差(框206)。隨著卷材沿著介質(zhì)路徑移動，第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器和卷材速率傳感器產(chǎn)生對應(yīng)于第二輥的旋轉(zhuǎn)速率和卷材的線速率的相應(yīng)的信號。實(shí)施處理200的控制器將信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)量，如線速率，并計(jì)算第二輥速率和卷材速率之間的差。當(dāng)?shù)诙佀俾逝c卷材速率的差大于零時，該輥/卷材的速率差是正的。正的輥/卷材的速率差表明該第二棍旋轉(zhuǎn)比卷材運(yùn)動越過第二棍更快。在速率差被計(jì)算完成后(框206)，執(zhí)行處理200的控制器確定所計(jì)算的輥/卷材的速率差是否大于第二速率差閾值(框208)。如本文所用的，術(shù)語“第二速率差閾值”是表明介質(zhì)卷材與第二輥以靜態(tài)的、或非滑動的、摩擦方式嚙合的速率差或速率差的范圍。實(shí)施處理200的控制器將速率差與第二速率差閾值進(jìn)行比較來確定該速率差是否大于第二速率差閾值。計(jì)算的大于第二速率差閾值的正的輥/卷材速率差可以表明介質(zhì)卷材處于松弛或破裂或介質(zhì)卷材和第二輥之間處于滑動接觸。在處理200的一個實(shí)施方式中，第一和第二速率差閾值是相等的。在可選實(shí)施方式中，該第一和第二速率差閾值是不同的?？梢愿鶕?jù)一些操作參數(shù)來選擇該第一和第二速率差閾值，該操作參數(shù)諸如打印機(jī)的處理速率、卷材的重量和厚度、等等。此外，在處理200的一個實(shí)施方式中，只計(jì)算速率差中的一個。同樣地，根據(jù)速率差中的被計(jì)算的那一個，僅僅將速率差中的該一個與相應(yīng)的第一或第二速率差閾值進(jìn)行比較。選擇速率差中的哪一個進(jìn)行計(jì)算同樣可以根據(jù)一些操作參數(shù)，例如上面列出的那些參數(shù)來進(jìn)行。如果計(jì)算的速率差不大于相應(yīng)的第一和第二速率差閾值(框204、208)，實(shí)施處理200的控制器利用張力控制器來操作致動器以調(diào)節(jié)卷材張力，該張力控制器如伺服或PID控制器(框210)。在這種類型的致動器控制下，該張力控制器接收來自張力傳感器的信號，將這些信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的量，諸如力或張力，并將該測量的張力與所期望的張力或張力設(shè)置值進(jìn)行比較。然后張力控制器執(zhí)行算法以產(chǎn)生不同的命令來操作致動器，從而保持卷材張力恒定在張力設(shè)置值，或者接近恒定在張力設(shè)置值。優(yōu)選地該張力傳感器位于介質(zhì)路徑的打印區(qū)域內(nèi)或其附近；然而，張力測量可以沿著介質(zhì)路徑在第一和第二輥之間的任何位置進(jìn)行。張力傳感器可以采用任何方法來實(shí)現(xiàn)該張力測量，如定位在位于第一和第二輥之間的惰輪輥中的一個上的測力元件。張力設(shè)置值可以是在預(yù)定的張力閾值或在預(yù)定的張力閾值內(nèi)的任何張力值或張力值的范圍。張力設(shè)置值可以包含在存儲在存儲器中并與控制器相關(guān)聯(lián)的編程指令中，或者可以通過如圖1所示的I/o裝置41由用戶輸入。I/O 裝置41可以包括用戶界面、圖形用戶接口、鍵盤，指針設(shè)備、顯示器、和允許外部產(chǎn)生的信息提供到打印機(jī)的并允許打印機(jī)的內(nèi)部信息與外部連通的其他設(shè)備。
再次參照圖2，如果所計(jì)算的速率差中的一個或兩個都大于相應(yīng)的第一和第二速率差閾值(框204、208)，則執(zhí)行處理200的控制器產(chǎn)生并施加零命令來操作致動器(框212)。在一些實(shí)施方式中，如在下面更詳細(xì)討論的，也可以使用零命令來操作第二和第三致動器中的一者或兩者。實(shí)施處理200的控制器通過將獨(dú)特的命令信號發(fā)送到致動器，并可選地，發(fā)送到第二和第三致動器，以應(yīng)用零的命令或接近零的命令。當(dāng)該卷材與第一和第二輥之間的低摩擦或低法向力的瞬態(tài)條件存在時，這些獨(dú)特的命令信號使打印機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在卷材系統(tǒng)中的張力。因此，執(zhí)行處理200的控制器根據(jù)指示卷材滑動的計(jì)算速率差的存在和幅度確定是否產(chǎn)生并應(yīng)用零命令或是否產(chǎn)生并應(yīng)用不同的命令來操作致動器。圖3示出了根據(jù)零命令操作致動器、第二致動器、和第三致動器的處理300的流程圖。用于操作該致動器的處理300在圖2的框212執(zhí)行?？刂破鲌?zhí)行處理300通過以下步驟開始:選擇一個或多個控制方法來操作致動器，并可選地，操作第二和第三致動器(框312)。在一種控制方法中，操作致動器以調(diào)節(jié)第二輥的線速率至第一線速率和第二線速率之間(框314)。參照圖4，示出了在示例的速率調(diào)節(jié)中第二輥和第一輥之間的速率差42的曲線圖。第一輥的線速率是恒定的，且在該示意圖中定位于沿穿過y_軸上的零的水平線。雖然在曲線圖上第一輥的線速率表示為零，但第一輥的實(shí)際線速率可以是任何沿介質(zhì)路徑移動卷材的速率。在該示例中的控制方法的操作期間，在第二輥與第一輥之間的速率差42通常在X軸上的49.5處從零增加并在X軸上的約57.5處減小到零。在約49.5處開始的速率差的增加的幅度表示第二輥失去與卷材的非滑動接觸，而在約57.5的結(jié)束的速率差的減小幅度表示第二輥恢復(fù)與卷材的非滑動接觸。仍參考圖4，當(dāng)?shù)诙伵c第一輥之間的速率差超過速率差的最大值44時，在該示例中的速率調(diào)節(jié)開始。當(dāng)速率差的最大值44被超過時，控制器操作致動器以調(diào)節(jié)第二輥的線速率至第一和第二線速率之間。第一線速率由速率差的最大值44表示，且第二線速率由緊隨速率差的最大值44的最低的速率差值46表示。重復(fù)第二輥的線速率的調(diào)節(jié)，直到所計(jì)算的速率差中的任一 個沒有大于相應(yīng)的第一和第二速率差閾值(框210)。參考圖5，示出了在該示例中的速率調(diào)節(jié)期間提供給致動器的信號48的曲線圖。測量的卷材張力52從在X-軸上約49處延伸至X-軸上59處穿過整個曲線圖。測量的張力值52為約零，直到X-軸上約57.5處所測量的張力超過設(shè)定點(diǎn)54的張力。參照圖4和5，為了執(zhí)行將第二輥的速率調(diào)節(jié)至第一和第二速率44、46之間，將到致動器的信號48調(diào)節(jié)至信號最大值56和信號最小值58之間。信號最大值56是任何的具有使第二輥以第一線速率44旋轉(zhuǎn)的幅度的信號。信號最小值58是具有任何的使第二輥以第二線速率46旋轉(zhuǎn)的幅度的信號。信號48的幅度，可以減少到零，以使第二輥以第二線速率46旋轉(zhuǎn)。然而，信號48也可以被減小到低于信號最大值56的幅度，且大于零以使第二輥以第二線速率46旋轉(zhuǎn)。再次參照圖3，執(zhí)行處理300的控制器停用致動器，以使第二輥能以線速率旋轉(zhuǎn)(框328)。該致動器可以通過任何方式被停用，如通過減少或懸置給致動器的信號。在該方法中致動器的停用迅速減少第二輥的線速率。在另一種控制方法中，致動器被選擇性地激活和停用以用該線速率旋轉(zhuǎn)第二輥(框316)。該致動器可以通過任何方式被選擇性地激活，例如通過提供信號到該致動器持續(xù)離散的時間，或通過向致動器提供信號直到致動器以預(yù)定的線速率旋轉(zhuǎn)。該致動器可以以類似于致動器的選擇性激活的方式被選擇性地停用。在該方法中致動器的選擇激活和停用提供了第二輥的更容易受控制的減速以匹配卷材的線速率。在另一種控制方法中，執(zhí)行處理300的控制器操作第三致動器以移動第三輥至與第二輥嚙合，從而與第二輥形成壓區(qū)(框318)。在第二和第三輥之間的壓區(qū)的形成促使卷材與第二輥接觸。當(dāng)卷材與第一和第二輥之間存在低摩擦或低法向力的條件時，在壓區(qū)形成后對第二輥的操作推進(jìn)卷材通過第二輥，使打印機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)張力。在另一種控制方法中，執(zhí)行處理300的控制器確定卷材的線速率(框320)，并且然后操作致動器從而以所確定的線速率旋轉(zhuǎn)第二輥(框322)。在一個實(shí)施方式中，卷材的線速率通過測量第一和第二輥的旋轉(zhuǎn)速率，然后通過參考所測得的第一和第二輥的線速率來計(jì)算卷材的線速率而被確定。在可選實(shí)施方式中，可以直接測量卷材的線速率。在另一實(shí)施方式中，測得的第一輥、第二輥、和卷材的速率可以被用來確定卷材的線速率。在又另一種控制方法中，執(zhí)行處理300的控制器操作第二致動器以用第三線速率旋轉(zhuǎn)第一輥(框324)，然后驅(qū)動該致動器以調(diào)節(jié)第二輥的線速率至第一和第三線速率之間(框326)。第二輥的速率以與框314中描述的速率調(diào)節(jié)控制方法相同的方式調(diào)節(jié)。在又另一個控制方法中，執(zhí)行處理300的控制器停用第二輥的致動器(框328)，操作第二致動器來旋轉(zhuǎn)第一輥從而移動該卷材一預(yù)定的距離(框330)，并在該卷材已經(jīng)移動了該預(yù)定距離之后激活致動器以旋轉(zhuǎn)第二輥(框332)。在這種控制方法中，致動器的停用(框328)和使第一輥旋轉(zhuǎn)的第二致動器的操作(框330)，使介質(zhì)卷材沿介質(zhì)路徑推進(jìn)并通過第二輥。隨后，在該卷材已經(jīng)移動該預(yù)定的距離之后，激活致動器以旋轉(zhuǎn)第二輥使第二輥能與卷材的新的部分嚙合。在處理300的框314-332中公開的控制方法中的一個或多個的執(zhí)行后，執(zhí)行處理200的控制器計(jì)算速率·差中的一個或兩個(框202、206)，并評估該計(jì)算的速率差中的任一個是否大于相應(yīng)的第一和第二速率差閾值(框204、208)。
權(quán)利要求
1.一種打印裝置，其包括 多個輥，其被配置為在處理方向上沿介質(zhì)路徑移動介質(zhì)卷材，所述多個輥中的第一輥旋轉(zhuǎn)以使所述卷材在所述處理方向上以卷材的線速率移動，以及在所述多個輥中的第二輥定位于沿所述介質(zhì)路徑在所述處理方向上偏離所述第一輥的位置處； 致動器，其能操作地連接到所述第二輥，所述致動器被配置為旋轉(zhuǎn)所述第二輥以使所述介質(zhì)卷材在所述處理方向上移動通過所述第二輥；以及 控制器，其能操作地連接到所述致動器上，所述控制器被配置成 操作所述致動器，以調(diào)整所述第二輥的旋轉(zhuǎn)從而使所述介質(zhì)卷材移動通過所述第二輥； 確定所述第二輥的線速率與所述第一輥的線速率和所述卷材的線速率中的至少一個之間的相應(yīng)的第一速率差和第二速率差中的至少一個，當(dāng)所述第二輥的所述線速率大于所述第一輥的所述線速率和所述卷材的線速率中的所述至少一個時，相應(yīng)地所述第一速率差和所述第二速率差中的所述至少一個是正的；以及 響應(yīng)于所確定的所述第一速率差和所述第二速率差中的所述至少一個是正的且相應(yīng)地在第一線速率差閾值和第二線速率差閾值中的至少一個之上，調(diào)整所述致動器的操作來調(diào)節(jié)所述第二輥的線速率至第一線速率和第二線速率之間，所述第一線速率大于所述第二線速率并且所述第一線速率和所述第二線速率大于所述第一輥的所述線速率和所述卷材的線速率中的所述至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，所述控制器被進(jìn)一步配置為 停用所述致動器，以使所述第二輥能以線速率旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，其進(jìn)一步包括 第三輥，其被定位在接近所述第二輥處； 第三致動器，其被配置為選擇性地移動所述第三輥至與所述介質(zhì)卷材進(jìn)行嚙合和脫離嚙合以與所述第二輥形成壓區(qū)，并使所述介質(zhì)卷材移動通過所述壓區(qū)且通過所述第二輥；以及 所述控制器能操作地連接到所述第三致動器，并進(jìn)一步配置成 激活所述第三致動器以使所述第三輥移動至與所述卷材進(jìn)行嚙合從而形成所述壓區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，所述控制器被進(jìn)一步配置為 操作所述致動器以使所述第二輥以線速率旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，其進(jìn)一步包括 第二致動器，其能操作地連接到所述第一輥，并被配置為以第三線速率旋轉(zhuǎn)所述第一輥；以及 所述控制器能操作地連接到所述第二致動器，并被配置為操作所述致動器以調(diào)節(jié)所述第二輥的所述線速率至所述第一線速率和所述第三線速率之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的打印裝置，所述控制器被進(jìn)一步配置為 停用所述致動器； 激活所述第二致動器以旋轉(zhuǎn)所述第一輥并使所述介質(zhì)卷材在所述處理方向上沿著所述介質(zhì)路徑移動預(yù)定的距離；以及 在所述介質(zhì)卷材沿著所述介質(zhì)路徑已經(jīng)移動了所述預(yù)定的距離之后，激活所述致動器以旋轉(zhuǎn)所述第二輥。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，所述介質(zhì)路徑被配置為放置所述第二輥的外周中的至少一半與所述介質(zhì)卷材接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的打印裝置，其進(jìn)一步包括 第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其被配置為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第一輥的旋轉(zhuǎn)速率的信號； 第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器，其被配置為產(chǎn)生對應(yīng)于所述第二輥的旋轉(zhuǎn)速率的信號；以及 控制器，其能操作地連接到所述第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器以及所述第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器，所述控制器進(jìn)一步被配置為參照由所述第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器產(chǎn)生的所述信號確定所述第一輥的旋轉(zhuǎn)速率，參照由所述第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器產(chǎn)生的所述信號確定所述第二輥的旋轉(zhuǎn)速率，并且參照所述第一輥的所述旋轉(zhuǎn)速率和所述第二輥的所述旋轉(zhuǎn)速率，確定所述卷材的線速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的打印裝置，所述控制器被進(jìn)一步配置為 當(dāng)所述介質(zhì)卷材移動通過所述第二輥時，參照由所述第一旋轉(zhuǎn)速率傳感器和所述第二旋轉(zhuǎn)速率傳感器產(chǎn)生的信號，確定所述卷材的線速率；以及 操作所述致動器以使所述第二輥以所確定的所述卷材的線速率旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
在卷材打印機(jī)中，在移動的卷材上的張力通過監(jiān)測在兩個輥之間的卷材上的張力得到控制，并選擇性地操作致動器來驅(qū)動第二輥從而恢復(fù)該張力到可接受的范圍內(nèi)。致動器的操作包括調(diào)節(jié)驅(qū)動該第二輥的速率。
文檔編號B41J15/04GK103253010SQ201310052
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者約安納斯·N·M·德容, 保羅·S·博尼諾 申請人:施樂公司