CN116113589A - 控制介质在打印期间的张力 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种控制介质在打印期间的张力的方法。该介质通过支撑调节杆来张紧，该调节杆在第一端处耦接到绕第一枢轴移动的第一调节臂。该张力通过抵抗作用在第一调节臂上的净力矩来提供。该方法包括将第一设置力施加于第一调节臂，以设置作用在第一调节臂上的净力矩，以及调整该第一设置力，以改变作用在第一调节臂上的净力矩。

Description

控制介质在打印期间的张力

背景技术

从输入辊拉动介质，在介质通过打印站时打印到该介质上，并且随后将该介质拉动到输出辊上的一些打印机可使用耦接到调节臂(dancer arm)的调节杆(dancer bar)来控制介质在打印期间的张力，该调节臂又可绕枢轴旋转。在打印期间施加在介质上的张力由作用在调节臂上的净力矩决定，介质在其前进通过打印机时抵抗该净力矩。该介质通过在打印期间支撑调节臂来抵抗作用在调节臂上的净力矩，并且因此，所提供的张力确保该介质适当地滚动到输出轴上。

附图说明

将参考附图来描述本公开的示例，附图中：

图1示出了控制介质在打印期间的张力的示例性打印机的侧视图；

图2示出了图1的示例性打印机中的示例性调整器的侧视图；

图3示出了图1的示例性打印机的透视图；

图4示出了用于图1的示例性打印机中的一对示例性调整机构；

图5示出了控制介质在打印期间的张力的示例性方法的流程图；

图6示出了用于指示图5的控制介质在打印期间的张力的方法的非暂时性机器可读存储介质的示例；以及

图7a和7b示出了在打印过程期间的不同时间的包括基准标记的介质的示例。

具体实施方式

图1示出了控制介质8在打印期间的张力的示例性打印机1的侧视图。打印机1包括：输入轴2，其承载用于打印的介质8；以及输出轴4，其用于一旦打印就收集介质8。介质8可呈卷提供，该卷被装到输入轴2上或以其他方式由输入轴2承载。一旦被打印，介质8就可被拉动成围绕输出轴4的卷，以便随后移除。

该图中示出了介质8通过打印机1的该示例所采取的路径。介质8由驱动轴6沿顺时针方向(根据所示视图)从输入轴2拉动，沿逆时针方向围绕驱动轴6并朝向打印机1的前部驱动经过包括打印机头和热源的打印站10，从打印站10向下越过打印机1的前部朝向调节杆12驱动，沿逆时针方向围绕调节杆12，并且最后向上并沿顺时针方向围绕输出轴4被拉动。介质8还围绕多个支撑件被引导，例如支撑轴18和支撑臂20，它们有助于控制介质8通过打印机1的移动。

在该示例中，输入轴2、驱动轴6、调节臂12和输出轴4一起控制介质8通过打印机1的移动。驱动轴6从输入轴2拉动介质8，并且输入轴2对介质8施加制动力，以控制介质8在输入轴2和驱动轴6之间的张力。当介质8被从输入轴2拉动时(在该视图中，介质沿逆时针方向从该轴被拉动)，该制动力可通过马达施加，该马达用于抵抗输入轴2的旋转。

介质8从驱动轴6通过打印站10，在调节杆12下方通过，并且被耦接到输出轴4。调节杆12由介质8支撑，使得调节杆12在驱动轴6和输出轴4之间的介质8中产生张力。

调节杆12在第一端处耦接到第一调节臂14，该第一调节臂14可绕第一枢轴16移动。因此，调节杆12可绕第一枢轴16旋转，并且在调节臂14上施加逆时针力矩。当介质在调节杆12下方围绕并支撑调节杆12时，作用在调节臂14上的逆时针力矩在介质8上施加向下的力，并将介质从驱动轴拉动越过打印机1的前部。

在打印期间，如果输出轴4停止，或者在其他示例中，以低于输入轴2提供介质8的速率的速率拉入介质8，则介质8在驱动轴6和输出轴4之间的长度增加，并且调节杆12下落。

当调节杆12达到下阈值时，输出轴4被激活，或者在其他示例中，使输出轴速度增加，使得其介质8的拉动速率增加。在激活时，输出轴4开始旋转并且向上并围绕输出轴4拉动介质8，从而以超过正提供介质8的速率的速率收集介质8。这样做时，介质8在驱动轴6和输出轴4之间的长度减小，并且调节杆12上升。

当调节杆12达到上阈值时，输出轴4被停用或减慢，并且调节杆12再次下落。在该示例中，调节杆12的上升和下落是一个循环过程。

在该示例中，调节臂12被传感器检测为已达到下阈值和上阈值，所述传感器在该示例中为接触传感器，并且输出轴4可响应于传感器接收到的数据而由通断开关(on/offswitch)激活。在其他示例中，调节臂的位置可由不同的传感器检测。所述传感器可包括接近传感器、光学传感器、角度传感器、任何其他合适的传感器或者用于检测或推断调节臂14的位置的传感器的组合。

介质8的打印精度可取决于在打印期间介质8和打印站10的对准，并且这通过来自支撑调节杆的介质8上的张力促进。由调节杆12在介质中产生的张力的大小取决于被介质8抵抗的作用在调节臂14上的净力矩。该净力矩是作用在调节臂上的力矩的总和，不包括由介质8中的张力引起的力矩。因此，该净力矩取决于调节杆12的重量、调节臂14的重量以及施加于调节臂的任何其他力和它们与枢轴16的相应距离。该净力矩还可包括直接施加在枢轴处的转矩，例如由马达施加的制动力或转动力。

在该示例中，打印机1包括第一调整器22。该第一调整器22允许调整作用在第一调节臂14上的净力矩。调整介质8中的张力，例如通过减小作用在调节臂14上的净力矩来减小它，可用于减小或避免在打印期间可能发生的介质8中的变形。第一调整器22可包括用于改变作用在第一调节臂14上的净力矩的任何合适的装置，例如配重、弹簧、活塞、马达、制动器或这些的组合，或者其他元件。

在打印期间，可能发生介质8的均匀和/或非均匀的变形。均匀变形可以是如下变形，即：其中，介质被拉伸成使得介质在长度上沿调节杆12在第一端和第二端之间的长度(换言之，跨越介质8的宽度)增加基本上相同的量。非均匀变形可以是如下变形，即：其中，介质被拉伸成使得介质在长度上沿调节杆12在第一端和第二端之间的长度增加不同的量。由于例如用于固化打印墨的高温、来自打印墨的湿度和/或其他因素，这样的变形可能在打印期间出现在介质中。

在该示例中，第一调整器22被耦接到第一调节臂14，以将第一设置力施加于第一调节臂14，以设置作用在第一调节臂14上的净力矩。该第一调整器可调整第一设置力，以改变作用在第一调节臂14上的净力矩。因此，在一个示例中，第一调整器22能够设置由调节杆12施加在介质上的初始张力并且在打印期间改变张力。

图2示出了图1的示例性打印机中的示例性调整器122的侧视图。所示的示例性第一调整器122包括可相对于第一枢轴16移动的配重24。第一设置力由配重24相对于第一枢轴16的初始位置确定，并且第一设置力通过相对于第一枢轴16移动配重24来调整。在该示例中，配重24被耦接到螺纹杆26，并且在该示例中，配重24相对于枢轴16的初始和后续位置由马达30控制。该示例的马达30经由齿轮使螺纹杆26旋转。配重24相对于螺纹杆26不可旋转(例如，由于配重24与壳体之间的限制性相互作用，下面关于图5更详细地描述其示例)，并且因此，螺纹杆26的旋转导致配重24沿螺纹杆26移动。尽管该示例的配重24的移动是由于马达30和螺纹杆28的作用，但在其他示例中，配重24可由其他致动器移动，例如活塞、传送装置或线性马达。

该示例中的配重24沿轴线26移动，该轴线26穿过第一调节臂14和第一枢轴16的中心纵向定向。在其他示例中，该轴线可沿任何其他合适的方向定向。

该示例中的第一调整器122位于第一枢轴16的与调节杆12的相对侧上，因此，作用在调节臂14上的设置净力矩小于将作用在没有与之附接的调整器22的调节臂14上的净力矩。为了减小作用在第一调节臂14上的净力矩，使配重24沿远离第一枢轴16的方向移动。

在其他示例中，第一调整器可位于第一枢轴16的与调节杆12的相同侧上。在这种情况下，作用在第一调节臂14上的设置净力矩将大于否则将作用在没有与之附接的调整器122的第一调节臂上的净力矩。在这样的示例中，使配重24沿远离第一枢轴16的方向移动将增加作用在第一调节臂14上的净力矩。

在又其他的示例中，调整器122可延伸跨越第一枢轴16，使得设置净力矩可被调整为大于或小于作用在没有与之附接的调整器122的调节臂14上的净力矩。

尽管图2中所示的第一调整器122包括螺接到螺纹杆26上的配重24，但是第一调整器22可包括如下任何机构，即：该机构将第一设置力施加于第一调节臂14，以设置作用在第一调节臂14上的净力矩，并且调整第一设置力，以改变作用在第一调节臂上的净力矩。其他示例性调整器可包括其位置由弹簧机构或活塞确定的配重，或者可包括耦接到第一枢轴的马达，该马达控制第一调节臂的移动。

图3示出了类似于图1的打印机1的示例性打印机101的透视图，其中相同的特征用等同的附图标记标记，但没有示出介质8。这里示出了打印机101包括第二调节臂32，其在第二端处耦接到调节杆12，并且可绕第二枢轴34移动。在该示例中，打印机101包括耦接到第二调节臂32的第二调整器36，以将第二设置力施加于第二调节臂32，以设置作用在第二调节臂32上的净力矩，并且调整第二设置力，以改变作用在第二调节臂32上的净力矩。

在该示例中，第二调整器36等同于第一调整器22，但在其他示例中，可设置不同的第二调整器。在调节杆12的每一端处设置第一和第二调节臂14、32使得调节杆12能够得到更多支撑，并且更有效地跨越调节杆12的长度并因此跨越介质8的宽度来控制张力。为调节臂14、32中的每一个设置调整器允许跨越调节杆12的长度并且因此跨越介质8的宽度的增强控制。

示例性打印机101包括传感器15、35，以用于检测介质8的特性，例如其材料、质量或变形，以及控制器37，以调整第一和第二设置力。在该示例中，控制器37与打印机101的控制器集成，但在其他示例中，该控制器可以是打印机内的单独控制器，或者可以是单独的外部控制器。这种调整可使得作用在第一和第二调节臂上的相应净力矩相等。在一些示例中，所述特性可以是介质本身的属性、打印机的属性(例如，固化温度)或者墨的属性。在该示例中，传感器15、35位于靠近调节杆12的区域中，但在其他示例中，可处于任何合适的位置。

在一些示例中，为了检测介质中的均匀变形，打印机1可将基准标记打印到介质8上。在一些示例中，可打印具有已知尺寸(例如，面积、长度或宽度)的单个基准标记。一旦介质8前进通过打印机1，就可检测该基准标记的尺寸，并且测量该尺寸的变化。

如果该尺寸没有变化，或者存在低于给定阈值的变化，则这表明介质8基本上没有变形，并且因此，由调节杆12施加在介质8上的张力可保持相同。在这种情况下，配重24不移动，并且维持第一和第二设置力。然而，该尺寸的变化或者变化高于预定阈值表明介质8已变形。

当介质8前进通过打印机1时，为了减小介质8的后续变形，控制器37根据检测到的变化指示第一和第二调整器22、36两者中的配重24相对于第一和第二枢轴16、34移动，使得作用在第一和第二调节臂14、32上的净力矩相同。因此，由调节杆12施加的张力沿调节杆12的长度被均匀地调整，以便校正检测到的变形。在其他示例中，不是测量基准标记的尺寸的变化，而是可知道给定竖直位置处的预期检测时间，并且测量实际到达时间。如果在预期到达时间和实际到达时间之间存在差异，或者差异高于给定阈值，则这表明介质的实质性变形。然后，控制器37可如上指示配重24，以便沿调节杆12的长度均匀地调整由调节杆12施加的张力。

在一些示例中，水平隔开的基准标记被打印在介质8的正面或背面上。在一些示例中，水平隔开的基准标记被打印在介质的相对侧上，例如打印在介质的相对边缘处或与之相邻的位置处。打印时基准标记上的相对初始位置是已知的，并且一旦介质8移动通过打印机1，稍后就由传感器15、35来检测基准标记的相对位置。

基准标记的相对位置的变化指示介质8在打印期间的非均匀变形，而相对位置没有变化表示由调节杆12施加的张力没有产生非均匀变形。

如果检测到基准标记的相对位置的变化，则控制器37基于基准标记的已知相对初始位置与检测到的相对位置之间的差异，来调整第一和/或第二设置力，以由此减少非均匀变形。例如，控制器37可指示第一调整机构22中的配重24从第一枢轴16移动一段距离，和/或指示第二调整机构22中的配重24从第二枢轴34移动不同的距离。所述距离不同的程度取决于检测到的变化的大小。因此，由调节杆12施加的张力跨越调节杆12的长度非均匀地改变，从而减少介质8中的非均匀变形。

在一些示例中，基准标记预期被传感器检测到的时间可以是已知的或可被确定，并且检测到的特性可以是预期检测时间与实际检测时间之间的高于阈值的差。如果同时检测到两个基准标记，或者早于或晚于预期，则指示介质8的均匀形变。在这样的状况下，第一和第二调整器22、36两者中的配重可基于检测到的差来移动，从而调整由调节杆12跨越调节杆12的长度均匀地施加的张力。该调整可使得作用在第一和第二调节臂14、32上的净力矩相同，或者以相同的量改变。

如果两个基准标记的预期检测时间和实际检测时间之间的高于阈值的差不同，则可指示介质8的非均匀形变。在这样的状况下，根据检测到的差，第一和第二调整机构22、36中的任一者或两者中的配重可随后相应地远离第一和第二枢轴16、34移动不同的距离，从而跨越调节杆12的长度非均匀地调整由调节杆12施加的张力。

图4示出了一对示例性的第一和第二调整器22、36。该第一和第二调整器22、36各自包括可移动的配重24。可移动的配重24被耦接到螺纹杆28并且相对于螺纹杆28不可旋转，使得当螺纹杆28通过由马达30操作的齿轮机构40旋转时，配重24沿螺纹杆28移动。螺纹杆28穿过壳体29，该壳体29形成耦接机构42的一部分，该耦接机构42用于将第一和第二调整机构22、36可释放地耦接到第一和第二调节臂14、32。

该示例的壳体29为扁平U形，并且螺纹杆28穿过该U形，并在两端处耦接到该壳体，使得螺纹杆28可在其中旋转。螺纹杆28的一端被耦接到齿轮机构40，该齿轮机构40又被耦接到马达30，以用于向其提供动力。马达30可被耦接到控制器。该控制器可指示马达30旋转齿轮机构40，从而旋转螺纹杆28，以便使配重相对于壳体29移动。配重24为直角棱柱，其一个面邻接U形壳体的内侧面，从而防止配重24相对于壳体的旋转移动。由于配重24不能相对于壳体旋转，因此螺纹杆28的旋转导致配重24沿螺纹杆28移动，移动的方向取决于旋转方向。尽管该示例中的配重为直角棱柱，但其可以是与壳体相互作用以便限制其旋转的任何形状。

耦接机构42适于使得它们可被可移除地耦接到第一和第二调节臂。耦接机构42具有：凹部39，其用于相应地围绕第一或第二调节臂14、32的第一或第二枢轴定位；以及吊架41，其用于相应地支撑第一和第二臂14、32。因此，第一和第二调整机构可被改装到打印机，这是通过在第一和第二调节臂14、32下方和周围装配吊架41，并且在第一和第二枢轴16、34上方装配该凹部。然后，马达30可被可通信地耦接到控制器，该控制器又被耦接到检测介质的变形的传感器。所述控制器可以是图3中描述的控制器37，并且所述传感器可以是图3中描述的传感器15、35。

图5示出了控制介质在打印期间的张力的示例性方法，该介质通过支撑调节杆而被张紧，该调节杆在第一端处耦接到绕第一枢轴移动的第一调节臂，并且在第二端处耦接到绕第二枢轴移动的第二调节臂，张力通过抵抗作用在第一和第二调节臂上的净力矩来提供。

该方法包括将第一设置力施加44于第一调节臂，以设置作用在第一调节臂上的净力矩，以及将第二设置力施加44于第二调节臂，以设置作用在第二调节臂上的净力矩。该第一和第二设置力可通过如下方式来施加，即：相应地在距第一和第二枢轴期望的距离处，将可移动的配重各自耦接到第一和第二调节臂。这可响应于检测到的或输入的介质或打印机的特性而自动完成，或者可由用户手动完成。第一和第二设置净力矩可相等，这可使调节杆在介质上施加均匀的张力，第一和第二设置净力矩也可能不同。如果每个可移动的配重的重量都相等，则可通过将每个配重移动至距第一和第二枢轴相同距离，来实现使第一和第二设置净力矩相等。

该方法还包括打印46两个基准标记，介质的面的任一侧上一个。在整个打印过程中可以规则或不规则的间隔打印基准标记，并且可记录每个基准标记的位置。这些基准标记可以是任何形状，例如线、点、QR码或者经打印介质本身的特征。在其他示例中，基准标记可被预打印在介质上。该方法还包括一旦它们前进通过打印机，就检测48基准标记，并且测量基准标记的位置的变化。或者为绝对位置或者相对于另一标记，基准标记的位置从其预期位置的变化可指示已发生介质的变形。然后，使用基准标记的位置与预期位置不同的程度来计算净力矩的期望变化，并且因此，计算由调节臂施加的张力的变化，以便减少或避免后续的变形。

该方法还包括调整50第一和第二设置力，以改变相应地作用在第一和第二调节臂上的净力矩。控制器可基于基准标记的长度变化，来计算期望的第一和第二设置力，以校正或减少检测到的变形，并且相应地指示第一和第二调整器。在第一和第二调整器包括可移动的配重的情况下，可通过相应地使配重相对于第一和第二枢轴移动，来调整第一和第二设置力。

图6示出了非暂时性机器可读存储介质52的示例。该非暂时性机器可读存储介质52编码有指令54，其可由处理器执行，以执行图5的方法。

图7a示出了包括在预定位置打印的基准标记60、61的介质8的示例。在这种情况下，基准标记60、61沿第一轴线62与介质的相对边缘相邻打印，使得它们处于介质8上的相同纵向位置处。基准标记的相对位置是已知的，并且它们相对于第一轴线的位置也是已知的。

图7b示出了在介质8移动通过打印机之后的介质8'、基准标记60'、61'和第一轴线62'的示例。在该示例中，第一轴线62'指示基准标记60'、61'的预期位置，并且能够看到两个基准标记60、61已从它们在该第一轴线62'上的预期位置移开。同样明显的是，基准标记的相对位置已改变，其中基准标记60'比基准标记61'更远离轴线62'移动。

两个标记与其预期位置的偏差可能指示介质的均匀变形的组合，并且它们的相对位置的变化可能指示非均匀变形。在这样的状况下，接收指示与预期位置的这种偏差的传感器数据的控制器可改变在调节杆的每一侧上的调节臂上的净力矩，以减小净力矩，并且因此试图减少变形。为了减少非均匀变形，作用在基准标记60、60'的一侧上的调节臂上的净力矩可比作用在基准标记61、61'的一侧上的调节臂上的净力矩减小更多。

尽管已基于将基准标记的位置与预期位置或与其他基准标记比较来讨论变形，但可通过直接检测基准标记本身的尺寸的偏差来检测变形，或者通过使用图像传感器并分析打印的图像来检测变形。检测到的任何变形都可被用作调整调节臂上的净力矩的基础。

Claims (15)

1.一种控制介质在打印期间的张力的方法，所述介质通过支撑调节杆来张紧，所述调节杆在第一端处耦接到绕第一枢轴移动的第一调节臂，张力通过抵抗作用在所述第一调节臂上的净力矩来提供，所述方法包括：

将第一设置力施加于所述第一调节臂，以设置作用在所述第一调节臂上的所述净力矩；以及

调整所述第一设置力，以改变作用在所述第一调节臂上的所述净力矩。

2.根据权利要求1所述的方法，所述介质通过支撑调节杆来张紧，所述调节杆在第二端处耦接到绕第二枢轴移动的第二调节臂，张力通过抵抗作用在所述第二调节臂上的净力矩来提供，所述方法包括：

将第二设置力施加于所述第二调节臂，以设置作用在所述第二调节臂上的所述净力矩；以及

调整所述第二设置力，以改变作用在所述第二调节臂上的所述净力矩。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一设置力和所述第二设置力基于所述介质的特性自动调整。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，检测所述介质的所述特性，并且所述第一设置力和所述第二设置力被调整成使得作用在所述第一调节臂和所述第二调节臂上的相应净力矩相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，两个水平隔开的基准标记被打印到所述介质上，并且所述第一设置力和所述第二设置力根据所述基准标记的相对初始位置和所述基准标记在稍后时间的相对位置之间的差异来调整。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一设置力和所述第二设置力通过将可移动的配重分别耦接到所述第一调节臂和所述第二调节臂来施加，并且所述第一设置力和所述第二设置力通过使所述配重分别相对于所述第一枢轴和所述第二枢轴移动来调整。

7.一种打印机，包括：

调节杆；

第一调节臂，其在第一端处耦接到所述调节杆，并且能够绕第一枢轴移动；以及

第一调整器，其耦接到所述第一调节臂，以将第一设置力施加于所述第一调节臂，以设置作用在所述第一调节臂上的净力矩，并且调整所述第一设置力，以改变作用在所述第一调节臂上的所述净力矩。

8.根据权利要求7所述的打印机，其中，所述第一调整器包括可移动的配重，并且所述第一设置力通过使所述配重相对于所述第一枢轴移动来调整。

9.根据权利要求8所述的打印机，其中，所述可移动的配重被耦接到螺纹杆，并且相对于所述杆不可旋转，使得当所述杆通过由马达操作的齿轮机构旋转时，所述配重沿所述螺纹杆移动。

10.根据权利要求9所述的打印机，其中，所述打印机还包括：

第二调节臂，其在第二端处耦接到所述调节杆，并且能够绕第二枢轴移动；以及

第二调整器，其耦接到所述第二调节臂，以将第二设置力施加于所述第二调节臂，以设置作用在所述第二调节臂上的净力矩，并且调整所述第二设置力，以改变作用在所述第二调节臂上的所述净力矩。

11.根据权利要求10所述的打印机，其中，所述打印机包括：用于检测特性的传感器；以及控制器，所述控制器用于调整所述第一设置力和所述第二设置力，使得作用在所述第一调节臂和所述第二调节臂上的相应净力矩相等。

12.根据权利要求10所述的打印机，其中，所述打印机包括：传感器，其用于检测打印到所述介质上的两个水平隔开的基准标记的相对初始位置与随后的相对位置之间的相对差异；以及控制器，其用于根据所述相对差异来调整所述第一设置力和所述第二设置力。

13.根据权利要求12所述的打印机，其中，所述第一调整器和所述第二调整器相应地被可移除地耦接到所述第一调节臂和所述第二调节臂。

14.一种非暂时性机器可读存储介质，其编码有能够通过处理器执行的指令，并且包括以下指令：

将第一设置力施加于第一调节臂，以设置作用在所述第一调节臂上的净力矩；以及

检测打印机中的介质的特性，所述介质通过调节杆来张紧，所述调节杆在第一端处耦接到绕第一枢轴移动的所述第一调节臂，张力通过作用在所述第一调节臂上的净力矩来提供；

基于检测到的特性来调整所述第一设置力，以改变作用在所述第一调节臂上的所述净力矩。

15.根据权利要求14所述的非暂时性机器可读存储介质，还包括以下指令：

将第二设置力施加于第二调节臂，以设置作用在所述第二调节臂上的净力矩；以及

检测打印机中的介质的特性，所述介质通过调节杆来张紧，所述调节杆在第二端处耦接到绕第二枢轴移动的所述第二调节臂，张力通过作用在所述第二调节臂上的净力矩来提供；

基于检测到的特性来调整所述第二设置力，以改变作用在所述第二调节臂上的所述净力矩。

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