CN105936185B - 打印设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及打印设备和控制方法。该打印设备包括：输送辊，用于输送打印介质；打印头，用于将图像打印在打印介质上；滑架，用于支持打印头并且能够在与输送辊的轴向平行的方向上移动；以及检测部，用于检测输送辊的转动量。检测部是旋转编码器，该旋转编码器包括被设置成与输送辊同轴的码盘。滑架能够移动至滑架与码盘在与输送辊的轴向垂直的方向上重叠的位置。

Description

打印设备和控制方法

技术领域

本发明涉及打印设备和控制方法。

背景技术

在以喷墨打印设备为代表的打印设备中，诸如纸张等的打印介质的输送精度影响图像质量。为了提高打印介质的输送精度，提出了通过检测输送辊的转动量来控制该输送辊的驱动的技术。日本特开2013-78908公开了使用旋转编码器来检测输送辊的转动量的打印设备。在日本特开2013-78908的打印设备中，旋转编码器的码盘被设置成与输送辊同轴。码盘例如还可以设置在用于驱动输送辊的马达或者该马达和输送辊之间的齿轮轴上。然而，在码盘如日本特开2013-78908中那样被设置成与输送辊同轴的情况下，设备几乎不受齿轮间隙的影响，这使得在转动量的检测精度方面具有优势。

在码盘被设置成与输送辊同轴的情况下，可以将码盘的位置设置在具有打印头的滑架的移动路径上。为了避免滑架和码盘之间的干扰，将码盘配置在滑架的移动范围外侧的位置。滑架的宽度越大，则需要将码盘配置在外侧更远的位置。因此难以减小打印设备的装置宽度(输送辊在轴方向上的宽度)。

发明内容

本发明在提供与输送辊同轴的码盘的情况下减小了装置宽度。

根据本发明的方面，提供了一种打印设备，包括：输送辊，用于输送打印介质；打印头，用于将图像打印在所述输送辊所输送的打印介质上；滑架，用于支持所述打印头，并且能够在与所述输送辊的轴向平行的方向上移动；以及检测部，用于检测所述输送辊的转动量，其中，所述检测部包括旋转编码器，所述旋转编码器包括被设置成与所述输送辊同轴的码盘，以及所述滑架能够移动至所述滑架与所述码盘在垂直于所述输送辊的轴向的方向上重叠的位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种打印设备的控制方法，所述打印设备包括：输送辊，用于输送打印介质；打印头，用于将图像打印在所述输送辊所输送的打印介质上；滑架，用于支持所述打印头，并且能够在与所述输送辊的轴向平行的方向上移动；以及检测部，用于检测所述输送辊的转动量，其中，所述检测部是旋转编码器，所述旋转编码器包括被设置成与所述输送辊同轴的码盘，所述控制方法包括：使所述滑架在与所述输送辊的轴向平行的方向上移动；以及利用所述打印头将图像打印在所述打印介质上，其中，在进行所述移动时，在至少满足预定条件的情况下，使所述滑架移动至所述滑架与所述码盘在垂直于所述输送辊的轴向的方向上重叠的位置。

通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的打印设备的一部分的结构的立体图；

图2A是沿图1中的I-I线截取的截面图；

图2B是图1所示的打印设备的一部分的结构的说明图；

图3是图1所示的打印设备的控制电路的框图；

图4A和4B是图1所示的打印设备的一部分的结构的说明图；

图5A和5B是图1所示的打印设备的一部分的结构的说明图；

图6是实施例和比较例在滑架的移动范围和码盘的布置方面的差异的说明图；

图7A～7D是检测部的说明图；

图8A～8C是光接收元件阵列的说明图；

图9是光接收元件阵列的说明图。

具体实施方式

现在将根据附图来说明本发明的实施例。注意，“打印”不仅包括诸如字符和图形等的重要信息的形成，而且还与图像、图形和图案等是重要还是不重要以及图像、图形和图案等是否要被可视化成人们在视觉上可认知的无关地，宽泛地包括打印介质上的图像、图形和图案等的形成或介质的处理。在本实施例中，假定“打印介质”是纸张，但也可以是布或塑料膜等。

另外，除非另有规定，否则“上游侧”和“下游侧”是指打印介质的输送方向的上游侧和下游侧。图中的箭头X、Y和Z表示互相垂直的3个方向。在根据本实施例的打印设备放置在水平面上的情况下，X方向和Y方向是彼此垂直的水平方向，并且Z方向是垂直方向。图像打印时的打印介质的输送方向可以被称为副扫描方向，并且与该副扫描方向垂直的方向可以被称为主扫描方向。在本实施例中，Y方向对应于主扫描方向，并且X方向对应于副扫描方向。

图1是示意性示出根据与图像打印有关的本实施例的打印设备A的结构的立体图。图2A是沿I-I线截取的截面图。在本实施例中，将说明本发明应用于连续型喷墨打印设备的情况。然而，本发明还可以适用于其它类型的打印设备。

设备的结构

打印设备A包括进给部(未示出)、输送辊8、从动辊9、排出辊10和从动辊11，作为被配置成输送打印介质的组件。

进给部例如包括：托盘，其中在该托盘上堆叠打印介质；进给辊，其将托盘上的打印介质进给至输送辊8；以及分离辊，其压向进给辊并且防止错误的多薄片输送。

输送辊8包括诸如金属轴等的轴8a。将氧化铝的磨粒等粘着于轴8a的外表面。为了精确地输送打印介质，进行用于将磨粒粘着于金属轴的外表面以增加针对打印介质的摩擦阻力的处理，由此提高打印介质的输送精度。注意，输送辊8可以由轴和覆盖该轴的外表面的橡胶等的筒状构件所构成。输送辊8在Y方向上延伸，并且输送辊8的轴以可转动的方式受到支持。输送辊8是驱动力经由动力传递构件13传递至的驱动辊。在本实施例中，动力传递构件13是被设置成与输送辊8同轴的齿轮(以下有时也被称为齿轮13)，并且固定于轴。动力传递构件13可以根据驱动力传递机构采用与齿轮不同的任何组件。例如，在带传动机构中，动力传递构件13可以采用诸如带轮等的其它转动构件。从动辊9是压向输送辊8并且进行转动的夹送辊。在Y方向上同轴地设置和排列多个从动辊9。输送辊8和从动辊9之间的夹持部夹持进给部(未示出)沿箭头D1的方向进给的打印介质，并且利用输送辊8的驱动将打印介质沿X方向输送至下游侧。注意，检测部S(后面将说明)检测输送辊8的转动量。

排出辊10由轴和覆盖该轴的外表面的橡胶等的筒状构件所构成。排出辊10配置在输送辊8的下游侧，并且在Y方向上延伸。排出辊10是驱动力经由动力传递构件15传递至的驱动辊。在本实施例中，动力传递构件15是被设置成与排出辊10同轴的齿轮(以下有时也被称为齿轮15)。动力传递构件15可以根据驱动力传递机构采用与齿轮不同的任何组件。在本实施例中，从动辊11包括配置在Y方向上的多个正齿轮，这些正齿轮压向排出辊10并且进行转动。输送辊8和从动辊9所输送的打印介质于台板12和打印头1之间通过。然后，排出辊10沿箭头D2的方向输送并排出打印介质。

齿轮13和中间齿轮14彼此啮合，并且中间齿轮14和齿轮15彼此啮合。诸如马达等的驱动源的驱动力例如传递至齿轮13并且再传递至齿轮15。输送辊8和排出辊10可以共用驱动力。代替地，输送辊8和排出辊10可以具有单独的驱动源。

在台板12上，打印头1将图像打印在由输送辊8输送来的打印介质上。在本实施例中，打印头1是包括用于排墨的孔口并且可以利用墨来打印图像的喷墨打印头。打印头1例如可以被配置成使用加热器等对孔口中的墨进行加热，利用热引起墨的膜沸腾，并且利用膜沸腾的气泡的生长或收缩所引起的压力变化从孔口排墨。

打印头1受滑架3支持。打印头1可以与滑架3分离。滑架3呈顶部开口的盒形。打印头1配置在滑架3的底部。在沿X方向观看的情况下，滑架3从输送辊8的上方延伸至排出辊10的上方。滑架3的上游侧端部受轨道4支持。轨道4是具有C字形截面并且在Y方向上延伸的构件。滑架3可以根据轨道4的引导在Y方向上移动。换句话说，滑架3可以与输送辊8的轴向平行地移动。结果，打印头1可以在Y方向上在台板12上移动。

带6和码条(code strip)7配置在轨道4中。带6是带传动机构中所包括的环形带，并且被配置成利用来自诸如马达等的驱动源的驱动力在Y方向上行进。滑架3固定至带6的一部分，并且随着带6的行进在Y方向上移动。码条7是线型编码器中所包括的被检体，并且在Y方向上延伸。读取码条7的编码器传感器安装在滑架3上。可以基于编码器传感器的检测结果来指定滑架3的位置。

储存要供给至打印头1的墨的储墨器2可更换地安装在滑架3上。在本实施例中，安装了多个储墨器2。然而，一个储墨器2可能就足够了。这一个储墨器2可以存储一个或多个类型的墨。在本实施例中，滑架3上安装有6个储墨器2并且这6个储墨器2沿Y方向配置。储墨器2存储不同类型的墨。墨的类型例如包括颜色类型以及染料墨/颜料墨等。

将参考图3说明打印设备A的控制系统的结构。图3是控制打印设备A的控制电路100的框图。尽管控制电路100控制打印设备A的各机械组件的操作，但这里将仅说明与实施例的描述有关的部分。CPU 101控制整个打印设备A。控制器102支持CPU 101并且根据各种传感器105的检测结果来控制各种马达107和打印头1的驱动。

ROM 103存储各种数据和CPU 101的控制程序等。EEPROM 104存储各种数据等。注意，ROM 103和EEPROM 104可以采用其它存储装置。

驱动器108驱动各种马达107。各种马达107例如包括驱动进给部的马达、驱动输送辊8的马达和驱动滑架3的马达等。驱动器106驱动打印头1。各种传感器105包括上述的线型编码器的编码器传感器、检测部S(后面将说明)的编码器传感器18和被配置在打印介质的输送路径中以检测打印介质的传感器等。

控制电路100例如可以按如下方式来进行图像打印控制。在打印介质上打印图像时，驱动输送辊8以将打印介质P输送至要形成图像的行位置(X方向上的打印位置)。接着，滑架3移动至Y方向上的打印位置，同时，打印头1打印图像。接着，通过重复该操作来打印图像。也就是说，在打印介质上打印图像时，输送辊8间歇地输送打印介质，并且打印头1在输送辊8所进行的打印介质输送停止的期间打印图像。

检测部

输送辊8所进行的打印介质的输送的精度影响图像质量。将参考图2B、4A和5A来说明用于检测输送辊8的转动量的检测部S的结构。图2B是示出沿Y方向所观看到的齿轮13附近的结构的侧视图。图4A是示出拆卸掉图2B中的齿轮13的状态的图。图5A是示出沿X方向所观看到的检测部S附近的结构的图。

检测部S是包括码盘16和编码器传感器18的旋转编码器。码盘16被设置成与输送辊8同轴。在本实施例中，码盘16固定至轴8a的端部。在码盘16被设置成与输送辊8同轴的情况下，与将码盘16安装至中间齿轮14的齿轮轴的结构或将码盘16安装至马达的输出轴的结构相比，可以以更高的精度来检测输送辊8的转动量。

关于码盘16和齿轮13之间的位置关系，在本实施例中，齿轮13被配置在码盘16的外侧。然而，齿轮13可以被配置在码盘16的内侧。编码器传感器18是读取码盘16的传感器。在本实施例中，编码器18固定在码盘16下方的位置处。

滑架的移动范围

将参考图4A～5B来说明滑架3的移动范围。图4B是没有例示图4A中的滑架3的图。图5B是没有例示图5A中的滑架3的图。图5A和5B各自示出滑架3位于滑架3的移动范围以外的码盘16侧的端部位置PE的状态。端部位置PE是打印头1可以在打印介质上进行图像打印的位置。也就是说，在至少满足预定条件的情况下，例如，在存在处于端部位置PE的要打印的图像的情况下，滑架3移动至端部位置PE，并且打印头1形成图像。

如图5A所示，在端部位置PE处，滑架3与码盘16在Z方向上重叠。这可以减小打印设备A的装置宽度(Y方向上的长度)。将参考图6来说明其原因。图6示出打印设备A中滑架3的移动范围和码盘16等之间的位置关系，以及比较例B中滑架3的移动范围和码盘16等之间的位置关系。

在打印设备A和比较例B这两者中，滑架3的移动范围是长度相同的范围SR。范围SR是根据打印设备A和比较例B中所假定的打印介质P的最大大小所设置的。在打印设备A中，在端部位置PE处，滑架3与码盘16在Z方向上重叠。在比较例B中，将码盘16的位置沿Y方向移动至外侧以防止端部位置PE处的滑架3和码盘16之间的干扰。

在打印设备A的结构中，由于在Z方向上避免了滑架3和码盘16之间的干扰，因此与比较例B相比，码盘16可以位于内侧。在图6的示例中，与比较例B相比，在打印设备A中码盘16的位置向内侧移动了宽度W。轴8a缩短了宽度W，从而可以减小装置宽度。换句话说，可以使装置宽度接近于设备中所假定的打印介质P的最大大小的宽度。

为了改善图像质量，可以采用增加墨的类型的方法。在墨的类型增加的情况下，滑架3上所安装的储墨器2的数量增加，并且滑架3在Y方向上的宽度变大。在比较例B的结构中，滑架3上所安装的储墨器2的数量越多，则装置宽度越大。另一方面，在打印设备A中，即使滑架3上所安装的储墨器2的数量增加，也可以抑制装置宽度的增加。

特别是在本实施例中，如图5B所示，在端部位置PE处，滑架3上所安装的储墨器2与码盘16在Z方向上重叠。该结构有助于减小装置宽度。在图5B的示例中，在端部位置PE处，多个储墨器2中位置最接近码盘的储墨器2的Y方向中心与码盘16在Z方向上重叠。然而，可以采用如下结构：滑架3上所安装的更接近Y方向上的中心的储墨器2(例如，左起第二或第三个储墨器2)与码盘16重叠。

另外，在本实施例中，如图5A所示，在端部位置PE处滑架3与齿轮13在Z方向上重叠。该结构同样有助于减小装置宽度。

装置高度的增加的抑制

在本实施例中，由于在Z方向上避免了滑架3和码盘16之间的干扰，因此装置高度可能会增加。为了抑制装置高度的增加，例如，可以使用利用滑架3的形状的方法或者减小码盘16的直径。

关于滑架3的形状，在本实施例中，如图2B和4A所示在滑架3的侧部形成切口部3a。切口部3a被形成为在Y方向上横跨从滑架3的侧端面到中心的预定范围(滑架3与码盘16重叠的范围)。切口部3a被形成为与码盘16同心的圆弧形状并且避免与码盘16发生干扰。另外，在本实施例中，切口部3a同样避免了与齿轮13发生干扰。如上所述，在滑架3中形成有切口部3a的情况下，可以使滑架3和台板12之间的距离缩短，并且可以抑制装置高度的增加。

接着将说明码盘16的直径的减小。在减小码盘16的直径的情况下，可以使滑架3和台板12之间的距离缩短，并且可以抑制装置高度的增加。码盘16的直径例如可以是35mm或小于35mm，特别地，可以是30mm或小于30mm。从确保检测部S的分辨率的观点来看，码盘16的直径例如可以是15mm或大于15mm，特别地，可以是20mm或大于20mm。检测部S的分辨率例如可以是300LPI或大于300LPI，特别地，可以是600LPI或大于600LPI。在打印介质的表面分辨率为1800～2400LPI的情况下，检测部S的分辨率例如可以是600LPI。

在码盘16具有小直径并且分辨率高的情况下，亮度对比(brightness contrast)可能降低。将说明一种方法。图7A示出检测部S的说明图和部分放大图。

如已所述，检测部S是包括码盘16和编码器传感器18的旋转编码器。在本实施例中，检测部S是增量型旋转编码器，特别地，是透过型光学旋转编码器。然而，检测部S可以是其它类型的旋转编码器。

透过部16a环状地排列在码盘16外周。各透过部16a均具有在码盘16的径向上延伸的线型形状。与分辨率相应的多个透过部16a在码盘16的圆周方向上以等间距排列。透过部16a被形成为码盘16中的狭缝。遮光部形成在邻接的透过部16a之间。

图7B是编码器传感器18的截面图。编码器传感器18是具有能够容纳码盘16的外周的一部分的狭缝的光遮断器。在编码器传感器18中设置有位于码盘16两侧且彼此相对的发光元件18a和光接收元件阵列18B。发光元件18a例如是LED。这里设置了一个发光元件18a，但可以设置多个发光元件。来自发光元件18a的光经由透镜18c照射码盘16。通过将多个光接收元件18b如图7C所示那样配置成阵列来形成光接收元件阵列18B。光接收元件18b例如可以是光电晶体管。存在来自发光元件18a的光穿过透过部16a并且被光接收元件18b接收的情况以及光被遮光部遮挡而没有到达光接收元件18b的情况。基于光接收元件18b的光接收结果来检测码盘16的转动量，即，输送辊8的转动量。参考图7A，点划线L表示代表编码器传感器18的设计读取位置的圆(有时被称为光学读取圆)。该光学读取圆是以码盘16的转动中心为中心的虚拟圆。

将多个光接收元件18b大致分类为A相位所用的光接收元件A和A’以及B相位所用的光接收元件B和B’。A相位所用的光接收元件18b和B相位所用的光接收元件18b是交替配置的。彼此邻接的A相位所用的光接收元件18b和B相位所用的光接收元件18b被配置成以使得它们的输出信号在电角度方面具有90度的相位差。A相位所用的光接收元件A和光接收元件A’与B相位所用的光接收元件18b邻接，并且B相位所用的光接收元件18b夹在A相位所用的光接收元件A和光接收元件A’之间，A相位所用的光接收元件A和光接收元件A’被配置成以使得它们的输出信号在电角度方面具有180度的相位差。这同样适用于B相位所用的光接收元件B和B’。

在利用信号处理电路处理来自多个光接收元件18b的输出信号的情况下，可以获得相位差为90度的A相位的矩形信号和B相位的矩形信号。可以从这些矩形信号中检测出转动方向和转动量。

可以适当地选择光接收元件阵列18B中的光接收元件18b的数量。通常，为了提高分辨率，倾向于使光接收元件18b的数量增加。在减小码盘16的直径的同时增加光接收元件18b的数量以获得高分辨率的情况下，亮度对比可能降低。作为本实施例中的方法，如图7C所示，多个光接收元件18b排列成码盘16的圆周方向上的圆弧状。图7D示出一般的光接收元件阵列的结构示例。这多个光接收元件18b直线地排列。与图7D所示的结构示例相比，图7C所示的结构示例可以抑制亮度对比的下降。图8A～8C是用于说明图7D所示的结构示例中亮度对比降低的原因的说明图。

如图8A所示，在多个光接收元件直线地排列的情况下，透过部16a上的重叠面积在光接收元件阵列18B中心处的光接收元件18b1和处于端部的光接收元件18b2之间有所改变。图8B示出透过部16a和中心处的光接收元件18b1之间的重叠。图8C示出透过部16a和端部处的光接收元件18b2之间的重叠。在图8C中，透过部16a相对于光接收元件18b2的倾斜(偏移)变大，并且输入至光接收元件18b的光的亮度对比有劣化的倾向。

另一方面，在如图7C所示多个光接收元件18b排列成码盘16的圆周方向上的圆弧状的情况下，获得如图9所示的状态。也就是说，透过部16a相对于光接收元件阵列18B的端部处的光接收元件18b2的倾斜(偏移)与相对于中心处的光接收元件18b1相同。因此可以抑制输入至光接收元件18b的光的亮度对比的劣化。

在多个光接收元件排列成圆弧状的情况下，如图9所示，光接收元件18b可以排列在光学读取圆L上(以码盘16的转动中心为中心的虚拟圆上)。换句话说，可以根据光学读取圆L的半径来设置多个光接收元件18b的圆弧的曲率。然而，在多个光接收元件18b沿码盘16的圆周方向排列成在码盘16的径向上向外凸出的圆弧状的情况下，可以在不使得多个光接收元件18b的圆弧的中心或曲率与光学读取圆L相一致的情况下获得抑制亮度对比的劣化的效果。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种打印设备，包括：

输送辊，用于在第一方向上输送打印介质；

打印头，用于将图像打印在所述输送辊所输送的打印介质上；

滑架，其安装有所述打印头，并且用于在与所述第一方向垂直的第二方向上移动；以及

旋转编码器，其包括被设置成与所述输送辊同轴的用于检测所述输送辊的转动量的码盘，

其特征在于，所述滑架在侧部中包括切口部，以及

所述滑架被配置为移动至所述滑架在与所述第二方向垂直的方向上在所述切口部处与所述码盘重叠的位置。

2.根据权利要求1所述的打印设备，其中，

所述打印头通过将墨排出至所述打印介质来打印图像，

所述滑架安装有用于储存供给至所述打印头的墨的储墨器，以及

所述滑架被配置为移动至所述储墨器在与所述第二方向垂直的方向上与所述码盘重叠的位置。

3.根据权利要求1所述的打印设备，其中，所述打印头能够在所述滑架位于所述位置的情况下将图像打印在所述打印介质上。

4.根据权利要求1所述的打印设备，其中，所述码盘的直径不大于35mm。

5.根据权利要求1所述的打印设备，其中，所述旋转编码器的分辨率不小于300LPI。

6.根据权利要求1所述的打印设备，其中，所述切口部是圆弧形的。

7.根据权利要求1所述的打印设备，其中，还包括动力传递构件，所述动力传递构件被设置成与所述输送辊同轴并且被配置为将驱动力传递至所述输送辊，

其中，所述动力传递构件在所述第二方向上被配置在所述码盘的外侧，以及

所述滑架被配置为移动至所述滑架在与所述第二方向垂直的方向上与所述动力传递构件重叠的位置。

8.一种打印设备，包括：

输送辊，用于在第一方向上输送打印介质；

打印头，用于将图像打印在所述输送辊所输送的打印介质上；

滑架，其安装有所述打印头，并且用于在与所述第一方向垂直的第二方向上移动；以及

旋转编码器，其包括被设置成与所述输送辊同轴的用于检测所述输送辊的转动量的码盘、以及用于利用光照射所述码盘的发光元件，

其特征在于，所述旋转编码器还包括用于接收穿过所述码盘的光的多个光接收元件，其中所述多个光接收元件在所述码盘的圆周方向上排列成圆弧状。

9.根据权利要求8所述的打印设备，其中，所述多个光接收元件排列在以所述码盘的转动中心为中心的虚拟圆上。

10.一种打印设备的控制方法，

所述打印设备包括：

输送辊，用于在第一方向上输送打印介质；

打印头，用于将图像打印在所述输送辊所输送的打印介质上；

滑架，其安装有所述打印头，并且用于在与所述第一方向垂直的第二方向上移动；以及

旋转编码器，其包括被设置成与所述输送辊同轴的用于检测所述输送辊的转动量的码盘，

其特征在于，所述滑架在侧部中包括切口部，

所述控制方法包括：

使所述滑架在所述第二方向上移动；以及

利用所述打印头将图像打印在所述打印介质上，

其中，在进行所述移动时，在至少满足预定条件的情况下，使所述滑架移动至所述滑架在与所述第二方向垂直的方向上在所述切口部处与所述码盘重叠的位置。