KR20100032332A

KR20100032332A - 프린터의 전사 서브시스템으로 매체 두께를 측정하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20100032332A
Application number: KR1020090087316A
Authority: KR
Inventors: 마이클 이. 존스; 사라 엠. 헤이슬립
Original assignee: 제록스 코포레이션
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2010-03-25
Also published as: JP5243377B2; JP2010069877A; US20100067948A1; US8126362B2; CN101676117B; KR101225469B1; CN101676117A

Abstract

더욱 정확한 프린팅 공정 변수를 조정할 수 있게 하도록, 전사 서브시스템을 갖는 프린터에서 매체를 측정하는 프린터 및 방법이 개발되었다.

상기 프린터는 중간 이미징 부재, 상기 중간 이미징 부재에 근접하게 위치한 전사 롤러, 상기 전사 롤러를 제 1 위치로부터 상기 전사 롤러가 상기 중간 이미징 부재로써 전사 닙을 형성하는 위치로 이동시키고 상기 전사 롤러를 출발 위치로 복귀시키도록, 상기 전사 롤러에 결합된 변위가능한 링크 장치, 및 상기 변위가능한 링크 장치에 결합되고, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙이 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 이동을 측정하고, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙에 있는 이미지 기판 없이, 상기 전사 닙이 상기 중간 이미징 부재로써 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 측정 이동과 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 롤러와 상기 중간 이미징 부재 사이에 있는 상기 전사 닙의 이미지 기판으로써 상기 전사 닙이 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 측정 이동으로부터 매체 두께를 계산하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

프린터, 중간 이미징 부재, 전사 롤러, 변위가능한 링크 장치, 제어기

Description

프린터의 전사 서브시스템으로 매체 두께를 측정하기 위한 시스템 및 방법{System and method for measuring media thickness with a transfer subsystem in a printer}

본 발명은 일반적으로 중간 이미징 부재를 구비한 프린터에 관한 것이며, 특히 중간 이미징 부재로부터 프린트 매체로 이미지를 전사하기 위한 컴포넌트 및 방법에 관한 것이다.

고체 잉크 또는 위상 변화 잉크 프린터들은 일반적으로 잉크를 펠릿 또는 잉크 스틱으로서 고체 형태로 수용한다. 고체 잉크 펠릿들 또는 잉크 스틱들은 공급 슈트에 배치되고 히터 조립체로 전달된다. 고체 잉크를 전달하는 것은 중력 또는 전기화학 메카니즘 또는 기계적 메카니즘 또는 이들 방법들의 조합을 사용하여 달성될 수 있다. 히터 조립체에서, 히터 플레이트는 플레이트와 충돌하는 고체 잉크를 액체로 용융시키고, 상기 액체는 수집되고 기록 매체 상으로의 분사를 위하여 프린트헤드로 운반된다.

중간 이미징 부재를 구비한 공지된 프린팅 시스템에서, 프린트 공정은 이미징 위상(phase), 전사 위상 및 오버헤드 위상을 포함한다. 잉크 프린팅 시스템에 서, 이미징 위상은 프린트 공정의 일부로서, 여기서 잉크는 프린트헤드를 포함하는 압전 소자를 통해서 이미지 패턴으로 프린트 드럼 또는 다른 중간 이미징 부재 상으로 방출된다. 전사 또는 전사 위상은 프린트 공정의 일부로서, 여기서 이미징 부재 상의 잉크 이미지는 기록 매체로 전사된다. 이미지 전사는 전형적으로 전사 닙(transfer nip)을 형성하도록, 전사 롤러를 이미지 부재와 접촉시킴으로써 발생한다. 기록 매체는 이미징 부재가 이미지를 전사 닙을 통해서 회전시킬 때, 닙에 도착한다. 닙의 압력은 유순한(malleable) 이미지 잉크들을 이미징 부재로부터 기록 매체로 전사하는 것을 보조한다. 이미지 기록 기판의 이미지 영역이 전사 닙을 통과하였 때, 오버헤드 위상이 시작된다. 전사 롤러는 기판의 트레일링 에지(trailing edge)가 닙을 통과할 때 이미징 부재로부터 즉시 후퇴하거나 또는 이미징 부재를 향하여 감소된 힘으로 계속해서 롤링하고 그후 후퇴할 수 있다. 전사 롤러 및/또는 중간 이미징 부재는 이미지의 전사를 용이하게 하기 위하여, 반드시는 아니지만, 가열될 수 있다. 일부 프린터들에서, 전사 롤러는 융합 롤러(fusing roller)로 칭한다. 단순성을 위하여, 본원에서 기재된 용어 "전사 롤러"는 일반적으로 이미지를 기록 매체 시트로 전사하는 것 또는 이미지를 시트로 융합시키는 것을 용이하게 하는데 사용된 모든 가열 또는 가열되지 않은 롤러들을 지칭한다.

많은 프린터들은 상이한 유형의 기록 매체가 저장되는 다중 트레이들을 구비한다. 상기 상이한 매체는 상이한 크기의 용지 또는 중합체 필름 기록 매체일 수 있다. 다양한 상기 매체도 역시 상이한 두께를 가질 수 있다. 상기 다양한 매체들은 그 소스 트레이(source tray)로부터 회수하고, 프린터를 통해서 운송되며, 전 사 닙을 통과하고, 출력 트레이 안으로 떨어지기 때문에, 그것들은 인쇄 공정 변수에 영향을 미친다. 상이한 매체 두께에 의해서 영향을 받는 공정 변수들은 예를 들어, 전사 부하, 전사 위상 동안의 이미징 부재 속도, 이미징 부재 온도 및 매체 예열 온도를 포함한다. 일부 프린터들에서, 작업자는 유저 인터페이스(user interface)를 통해서 매체 두께 정보를 제공하는 것이 필요하다. 작업자의 변수 입력은 에러의 가능성이 있으며 작업자에게 다른 형태의 프린터 관리의 부담을 지운다. 작업자 상호작용(interaction)에 대한 필요성을 감소시키기 위하여, 일부 프린터들은 작업자가 두꺼운 또는 얇은 매체 모드의 동작을 선택할 것을 요구한다. 이러한 유형의 작업자 상호작용은 개선되고 있지만, 아직도 두꺼운 또는 얇은 모드가 최적인 것인지에 관해서 작업자의 주관적 결정을 요구하고 또한 그것은 더욱 정확한 프린팅 공정 변수의 조정이 이루어질 수 없게 한다.

본 발명은 더욱 정확한 프린팅 공정 변수를 조정할 수 있게 하도록, 전사 서브시스템으로 프린터에 있는 매체를 측정하는 프린터 및 방법을 개발하는 것이다.

더욱 정확한 프린팅 공정 변수를 조정할 수 있게 하도록, 전사 서브시스템으로 프린터에 있는 매체를 측정하는 프린터 및 방법이 개발되었다.

전사 롤러에 의해서 이동한 두개의 거리를 사용하여 매체 두께를 측정하기 위한 시스템 및 방법을 실행하는 잉크 프린터의 상술한 형태 및 다른 특징들은 첨 부된 도면과 연계하여 하기 상세한 설명에 기술된다.

본 발명에 따른 프린터 및 방법은 더욱 정확한 프린팅 공정 변수를 조정할 수 있게 하도록, 전사 서브시스템을 갖는 프린터에서 매체를 측정한다.

도 1은 전사 롤러로 이미지 기판의 두께를 측정하도록 변형될 수 있는 종래 기술의 잉크 프린터(10)의 시스템 도면을 도시한다. 하기 기술된 프린트 공정의 실시예는 많은 다른 형태 및 변형으로 실행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 임의의 적당한 크기, 형상 또는 요소의 유형 또는 재료들도 사용될 수 있다.

도 1을 참조하여, 고속 위상 변화 잉크 이미지 제조기(image producing machine) 또는 프린터(10)와 같은 이미지 제조기가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 고속 위상 변화 잉크 이미지 제조기(10)는 프레임(11)을 포함하고, 하기 기술되는 작동 서브시스템 및 컴포넌트들이 상기 프레임(11)에 직접 또는 간접적으로 설치되어 있다. 고속 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 중간 이미징 부재(12)를 포함하고, 상기 중간 이미징 부재(12)는 드럼 형태로 도시되지만, 동일하게는 지지된 순환 벨트의 형태일 수 있다. 이미징 부재(12)는 방향(16)으로 이동가능하고 위상 변화 잉크 이미지들이 형성되는 이미징 면(14)을 가진다.

고속 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 고체 형태의 하나의 컬러 위상 변화 잉크의 적어도 하나의 소스를 구비한 위상 변화 잉크 전달 서브시 스템(20)을 포함한다. 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 다컬러 이미지 제조기이기 때문에, 잉크 전달 시스템(20)은 위상 변화 잉크들의 4개의 다른 컬러들 CYMK(청록색, 노란색, 마젠타, 검은색)을 나타내는 4개의 소스들(22,24,26,28)을 포함한다. 위상 변화 잉크 전달 시스템도 역시 위상 변화 잉크의 고체 형태를 액체 형태로 용융 또는 위상변화시키고 그후에 상기 액체 형태를 적어도 하나의 프린트헤드 조립체(32)를 포함하는 프린트헤드 시스템(30)으로 공급하기 위한, 용융 및 제어 장치도 역시 포함한다. 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 고속 또는 높은 산출량의 다컬러 이미지 제조기이므로, 프린트헤드 시스템은 도시된 바와 같이, 4개의 개별적인 프린트헤드 조립체들(32,34,36,38)을 포함한다.

계속해서 도 1을 참조하여, 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 기판 공급 및 취급 시스템(40)을 포함한다. 기판 공급 및 취급 시스템(40)은 예를 들어, 기판 공급 소스들(42,44,46,48)을 포함할 수 있으며, 여기서 기판 공급 소스(48)는 이미지 수용 기판들을 예를 들어, 커트 시트들 형태로 저장하고 공급하기 위한, 예를 들어, 고용량 용지 공급부 또는 공급기이다. 기판 공급 및 취급 시스템(40)은 기판 취급 및 처리 시스템(50)을 포함하고, 상기 기판 취급 및 처리 시스템은 기판 예열기(52), 기판 및 이미지 히터(54) 및 융합 디바이스(60)를 구비한다. 위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)는 도시된 바와 같이, 원본 문서 공급기(70)도 역시 포함하고, 상기 원본 문서 공급기는 문서 홀딩 트레이(72), 문서 시트 공급 및 회수 디바이스(74) 및 문서 노출 및 스캐닝 시스템(76)을 구비 한다.

위상 변화 잉크 이미지 제조기 또는 프린터(10)의 여러 서브시스템들의 동작 및 제어, 컴포넌트들 및 기능들은 제어기 또는 전자 서브시스템(ESS;80)의 보조에 의해서 실행된다. ESS 또는 제어기(80)는 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU;82), 전자 저장장치(84) 및 디스플레이 또는 유저 인터페이스(UI;86)를 구비하는 자체 수용된 전용 마이크로컴퓨터이다. ESS 또는 제어기(80)는 예를 들어, 센서 입력 및 제어 수단(88) 및 픽셀 배치 및 제어 수단(89)을 포함한다. 또한, CPU(82)는 스캐닝 시스템(76)과 같은 이미지 입력 소스 또는 온라인 또는 워크 스테이션 접속부(90) 및 프린트헤드 조립체들(32,34,36,38) 사이의 이미지 데이터 흐름을 판독, 수집, 준비 및 관리한다. 이와 같이, ESS 또는 제어기(80)는 모든 다른 기계 서브시스템들 및 기계의 프린팅 동작을 포함하는 기능을 동작 및 제어하기 위한 주요 멀티-태스킹 프로세서(multi-tasking process)이다.

제어기는 메모리에 저장된 프로그램된 지시를 실행하는 범용 마이크로프로세서일 수 있다. 제어기는 또한 프린터로부터 상태 신호(status signal)를 수신하고 제어 신호를 프린터 컴포넌트에 공급하기 위한 인터페이스 및 입력/출력(I/O) 컴포넌트들도 역시 포함한다. 다른 방안으로, 제어기는 기판에 제공된 필요한 메모리, 인터페이스 및 I/O 컴포넌트들을 갖는 기판 상의 전용 프로세서일 수 있다. 이러한 디바이스들은 종종 주문형 집적회로(ASIC)로 알려져 있다. 제어기는 또한 적절하게 구성된 개별적인 컴포넌트들에 의해서 또는 주로 컴퓨터 프로그램으로서 또는 적절하게 구성된 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 실행될 수도 있다. 제어기 의 메모리에 저장된 프로그램된 지시들은 전사 롤러에 의해서 이동한 두 거리들을 측정하고 상기 두 거리들로부터 이미지 기판에 대한 두께를 계산하도록 제어기를 구성할 수도 있다.

동작시에, 제조될 이미지에 대한 이미지 데이터는 스캐닝 시스템(76)으로부터 또는 온라인 또는 처리를 위한 워크 스테이션 접속부(90)를 경유하여 제어기(80)로 보내지고 프린트헤드 조립체(32,34,36,38)로 출력된다. 추가로, 제어기는 예를 들어 작업자 입력으로부터 유저 인터페이스(86)를 경유하여 관련 서브시스템 및 컴포넌트 제어를 결정하거나 및/또는 수용하고 따라서 상기 제어들을 실행한다. 따라서, 위상 변화 잉크의 적당한 컬러 고체 형태들은 용융되어서 프린트헤드 조립체로 전달된다. 추가로, 픽셀 배치 제어는 이미징 면(14)에 대해서 실행되므로 상기 이미지 데이터에 대한 원하는 이미지를 형성하고, 수용 기판들은 소스들(42,44,46,48)중 임의의 하나에 의해서 공급되고 이미지 면(14) 상의 이미지 형성과 정합된 시간에 맞추어서 서브시스템(50)에 의해서 처리된다. 제어기는 그후 전사 닙(92)을 형성하도록, 중간 이미징 부재(12)와의 접촉으로 전사 롤러를 이동시키도록, 전사 롤러(94)와 결합된 구동 시스템을 작동시키는 신호들을 발생시킨다. 수용 기판들은 그후 전사 롤러(94)가 기판을 오를 때 닙으로 들어가고 이미지는 융합 디바이스(60)에서 차후 융합을 위하여, 부재(12)의 이미지 면(14)으로부터 수용 기판 상으로 전사된다.

중간 이미징 부재(12)에 대해서 전사 롤러(94)를 이동시키기 위한 종래 기술의 전사 롤러 제어 시스템(120)은 도 2에 도시된다. 시스템(120)은 전사 롤러(94) 의 일단부에 있는 전사 롤러 제어 조립체(210)와 전사 롤러(94)의 타단부에 있는 전사 롤러 제어 조립체(220)를 포함한다. 전사 롤러 제어 조립체(210,220)는 본질적으로 동일한 것이므로, 하기 설명은 롤러 제어 조립체(210)에 대해서만 기술한다. 조립체(210)는 그 출력 샤프트 상의 풀리(도시생략)을 구비한 모터(224)를 포함한다. 순환 벨트(228)는 모터(224)의 출력 샤프트 상의 풀리 및 풀리(230) 주위에 감겨진다. 그 중심에서, 풀리(230)는 섹터 기어(238)의 치형체와 결합하는 기어 치형체(234)를 구비한다. 섹터 기어(238)의 외장 단부에서, 링크(240)가 리테이너 아암(244)에 설치된다. 리테이너 아암(244) 내에는, 전사 롤러(94)의 일단부를 수용하기 위하여 저널 베어링(248)이 내부에 설치된 개방부가 있다. 상기 리테이너 아암(244)의 근접 단부에는, 리테이너 아암(244)이 축(243) 주위로 회전할 수 있게 허용하는 피봇 핀이 있으며 상기 회전은 링크(240)의 동작에 의해서 조절된다. 전사 롤러 제어 조립체(220)도 유사하게 배열된다.

제어기가 모터(224)를 작동시키는 신호를 발생시킬 때, 그 출력 샤프트는 회전하여서 순환 벨트(228)가 풀리(230)를 회전시키게 한다. 풀리(230)가 회전할 때, 기어 치형체(232)는 베어링 축(239) 주위로 섹터 기어(238)를 회전시킨다. 섹터 기어(238)의 외장 단부에 있는 링크(240)는 피봇 핀(241)에 의해서 섹터 기어(238)에 결합되고 피봇 핀(242)에 의해서 리테이너 아암(244)에 결합된다. 섹터 기어(238)의 회전은 링크(240)가 이동하게 추진하고 링크(240)는 리테이너 아암(244)이 축(243) 주위로 회전하게 추진한다. 따라서, 베어링(248) 내의 전사 롤러의 단부는 모터(224)의 양방향 제어에 의해서 이동한다. 조립체(210)에 있는 모 터(224) 및 조립체(220)에 있는 대응 모터의 동작은 전사 롤러(94)가 이미징 부재(12)와 결합하고 이미징 부재(12)와의 결합으로부터 벗어나게 매끄럽게 이동하도록, 제어기에 의해서 조절(coordinate)된다. 일 실시예에서, 상기 모터들의 동작들은 독립적으로 제어된다. 조립체들(210,220)은 링크(240)에 설치된 변형 게이지와 같은 센서 또는 링크(240)의 편향을 측정하는 센서도 역시 포함할 수 있다. 상기 조립체들에 있는 센서는 이미징 부재(12)에 대해서 전사 롤러(94)에 의해서 작용되는 압력의 표시를 제공한다. 압력 신호들은 조립체들(210,220)에 있는 모터들을 제어하는 신호들의 조절을 위한 피드백으로서 제어기에 의해서 사용될 수 있으며, 그에 의해서 이미징 부재(12)에 대한 전사 롤러(94)의 힘을 조절한다.

전사 롤러 제어 조립체의 일 실시예에 대해서 기술되었지만, 다른 실시예도 사용될 수 있다. 다른 실시예들은 전사 롤러의 각 단부에 대한 롤러 제어 조립체로 구성되거나 또는 전사 롤러의 양 단부들을 제어하는 단일 조립체로 구성될 수 있다. 여러 전사 롤러 제어 실시예들에서 요구되는 것은 링크 장치를 동작 범위를 통해서 이동시키는 신호들의 제어에 반응하여, 전사 롤러가 이미징 부재와 결합하고 결합으로부터 벗어나게 상기 전사 롤러를 이동시키기 위하여, 전사 롤러 제어가 변위가능한 링크 장치로서 작동하는 것이다. 동작 범위는 이미징 부재로부터 분리될 때 범위의 한쪽 끝에 한정되고 전사 닙을 형성하기에 충분한 압력으로 이미징 부재에 대해서 가압될 때, 범위의 다른 끝에 한정된다.

하기에 더욱 상세하게 기술되는 시스템 및 방법은 도 3에 도시된 것과 같은전사 위상 동안 방법을 실행하기 위하여 변위가능한 링크 장치를 작동한다. 도 4 는 도 3에 도시된 공정 동안 이미징 부재(12)에 대한 전사 롤러(94)의 물리적 관계를 도시한다. 공정(300)에서, 매체 두께가 알려지지 않았다는 것을 표시하는 이벤트가 발생한다(블록 302). 그밖에, 프린터는 프린팅 동작을 지속한다(블록 302). 이벤트는 예를 들어, 매체 시트가 이미지에 대한 바이패스 트레이(bypass tray)로부터 선택되는 것, 시트가 프린트 작업을 위하여 그로부터 회수되는 매체 트레이가 개방되는 것 또는 이미징 부재 구동 벨트 슬립이 검출되는 것일 수 있다. 프린트 공정은 개시되고 이미지는 이미징 부재에 형성된다(블록 308). 이미징 부재의 회전은 프린트 사이클 동안 전사 닙이 형성되는 위치에 도달하기 전에 소정 거리에서 정지된다(블록 312). 일 실시예에서, 이미징 부재는 전사 닙이 일반적으로 형성되는 위치 대략 30mm 앞에서 정지한다. 도 4의 위치 1인 상기 위치에서, 매체 시트는 상기 매체 시트가 이미징 부재와 접촉하는 위치로 완전히 전진하는 것은 아니다. 이 위치에서, 제어기는 전사 롤러의 전단부를 이동시키는 모터의 초기 위치와 전사 롤러의 후단부를 이동시키는 모터의 초기 위치를 판독한다(블록 316). 제어기는 전사 닙을 형성하기 위하여, 이미징 부재와 접촉으로 전사 롤러를 이동시키도록, 전사 롤러의 단부들에 결합된 각 모터에 대한 전사 부하 신호를 발생시킨다(블록 320). 이 위치는 도 4에 도시된 위치 2이다. 전사 롤러는 내부 이미지 영역(inter-image zone)에 있는 이미징 부재와 접촉한다. 이미징 부재와의 접촉은 이미징 부재와 접촉하는 전사 롤러에 반응하여 신호를 발생시키는 압력 센서에 의해서 검출된다. 발생된 신호는 중간 이미징 부재에 의해 전사 롤러에 대해서 작용하는 압력에 대응한다. 이미징 부재 접촉을 표시하는 소정 임계값을 초과하는 상 기 압력 신호를 검출할 때(블록 322), 제어기는 전사 롤러의 전단부 및 후단부를 이동시킨 모터의 위치를 판독한다(블록 324). 제어기는 그후 전사 비부하 신호를 발생시키고 모터들은 전사 롤러를 접촉 위치로부터 도 4의 위치 3에 제시된 초기 위치(블록 328)로 후퇴시키도록 작동한다.

제어기는 도 4의 위치 4에 나타나는 바와 같이 전사 닙이 형성되는 (블록 332) 영역으로 매체 시트를 전진시키도록, 매체 경로에 있는 컨베이어를 작동시키는 매체 전진 신호를 발생시킨다. 양호하게는, 이미징 부재는 다음 측정 사이클 동안 전사 닙을 형성하는 이미징 부재의 표면 영역에서 작은 차이 또는 차이가 없는 것을 보장하기 위하여, 매체 시트의 전진 동안 이동하지 않는다. 일 실시예에서, 그러나 대략 50mm의 작은 이미징 부재 변위는 수용가능한 것으로 사료된다. 제어기는 다시 전사 롤러의 전단부를 이동시키는 모터의 초기 위치와 전사 롤러의 후단부를 이동시키는 모터의 초기 위치를 판독한다(블록 336). 제어기는 닙에 있는 이미지 기판으로써 전사 닙을 형성하기 위하여, 전사 롤러를 이미징 부재를 향하여 이동시키도록 전사 롤러의 단부들에 결합된 각 모터에 대하여 다른 전사 부하 신호를 발생시킨다(블록 340). 이 위치는 도 4에 있는 위치 5에 나타난다. 전사 롤러가 전사 닙에 있는 이미지 기판과 접촉하는 것은 이미징 부재 접촉을 표시하는 소정 임계값을 초과하는 압력 센서 신호에 의해서 검출된다(블록 342). 제어기는 전사 롤러의 전단부 및 후단부를 이동시킨 모터들의 위치를 판독한다(블록 344). 제어기는 그때 하기에 더욱 상세하게 기술되는 대체 시트의 두께를 계산하기 위하여 모터 변위 판독을 이용한다(블록 348). 이 측정된 두께는 측정된 매체가 회수 된 트레이의 개방부와 같이, 두께 측정의 정확도에 악영향을 미칠 수 있는 이벤트가 발생할 때까지 프린팅 변수를 조정하는데 사용될 수 있다. 제어기는 그때 도 4의 위치 6으로 도시된 이미지 기판으로 이미지의 전사를 완료하는 신호를 발생시킨다(블록350).

도 5의 그래프에서, 두개의 라인은 매체 두께를 측정하기 위한 공정을 도시한다. 상부 라인(504)은 이미징 부재에 의해서 작용되는 전사 롤러의 힘의 그래프이다. 전사 롤러가 이미징 부재로부터 후퇴할 때, 힘은 0 뉴톤(Newtons)이다. 전사 롤러가 이미징 부재에 대해서 충분히 부하될 때, 힘은 대략 5100 뉴톤이다[라인(504)에 대한 그래프의 힘 단위는 X100 뉴톤이다]. 상기 프린터에 대한 이미징 부재와의 접촉을 검출하기 위한 소정 임계값은 150 뉴톤이다. 하부 라인(510)은 전사 사이클 동안 모터 변위의 그래프이다. 일 실시예에서, 사용된 모터들은 소정 수의 스텝들이 모터의 1 회전과 동일하기 때문에, 스텝퍼 모터로 지칭된다. 예를 들어, 일 실시예는 200 모터 스텝들에서 1 회전을 실행하는 스텝퍼 모터를 사용한다. 도 5에 도시된 모터 변위에 대한 단위는 스텝들이다. 위치 514는 모터 초기 위치에 대응하고 위치 518은 전사 롤러가 이미징 부재와 접촉하는 것이 검출되는 시간에 모터 변위에 대응한다. 유사하게, 이미지 기판이 전사 닙 내에 위치하는 다음 전사 사이클은 위치 520 및 위치 524를 포함하고, 이들 위치들은 초기 모터 위치 및 전사 닙에서 매체와 접촉하는 전사 롤러의 검출 시에 모터 위치에 각각 대응한다. 위치 518 및 514에서 스텝들의 갯수 사이의 차이는 매체 시트가 닙에 없는 전사 사이클 동안 모터 변위의 측정을 제공하고, 위치 524 및 520에서 스텝들의 갯수 사이의 차이는 매체 시트가 닙 내에 위치하는 전사 사이클 동안 모터 변위의 측정을 제공한다. 두 차이들 사이의 차이점은 매체의 두께의 측정을 식별한다.

제 1 전사 사이클은 도 6에 더욱 상세하게 도시된다. 위치 604에서, 제어기는 모터의 초기 위치를 판독하고 전사 롤러의 힘의 모니터링을 개시한다. 전사력이 150 뉴톤의 소정 임계값을 초과할 때, 모터 위치[위치 608]는 다시 샘플링된다. 일 실시예에서, 전사 롤러의 전단부에 대한 모터 및 전사 롤러의 후단부에 대한 모터 모두의 변위가 측정된다. 전방 모터 및 후방 모터의 상대 변위에 기초하는 측정 계산을 기술하는 방정식은 다음과 같다:

t = [(D2F - S2F - D1F + S1F) + (D2R - S2R - D1R + S1R)]/2/SF

여기서, t는 매체 두께이고, S1F 및 S1R은 제 1 전사 사이클에 대한 전방 모터 및 후방 모터 각각의 출발 위치이고, S2F 및 S2R은 제 2 전사 사이클에 대한 전방 모터 및 후방 모터 각각의 출발 위치이고, D1F 및 D1R은 제 1 전사 사이클에 대한 전방 모터 및 후방 모터 각각의 접촉 위치이고, D2F 및 D2R은 제 2 전사 사이클에 대한 전방 모터 및 후방 모터 각각의 접촉 위치이고, SF는 모터 스텝들을 선형 측정 유닛으로 변환하기 위한 스케일링 요소(scaling factor)이다. 일 실시예에서, 스케일링 요소는 170.4549 steps/mm이다. 2로 나누면 두개의 모터 변위의 평균값을 제공한다. 전방 모터에 대한 기계적 출발 위치 S1F 및 S2F와 후방 모터에 대한 기계적 출발 위치 S1R 및 S2R이 일정하다는 것을 주의해야 한다. 변위를 측정하기 위한 기준 프레임이 변하지 않는 경우에, 상대 출발 위치 값들이 동일하고 두께는 절대 모터 위치들만을 사용하여 계산될 수 있다. 이전 방정식은 그후 다음과 같이 감소될 수 있다:

S1F = S2F 및 S1R = S2R 이므로 t = [(D2F - D1F) + (D2R - D1R)]/2/SF

두께 계산의 예는 하기 표에서 기재되어 있다:

t = [(D2F - S2F - D1F + S1F) + (D2R - S2R - D1R + S1R)]/2/SF
D1F =	-327.5938
D2F =	-293.4688
S1F =	-135.5000
S2F =	-135.4375
D1R =	-315.5938
D2R =	-281.6563
S1R =	-129.6563
S2R =	-129.7188
t =	0.1997	mm

상기 예에서 실제 매체 두께는 0.21mm이다. 결과적으로, 계산된 매체 두께는 -5%의 에러를 가졌다.

실험적 방법들을 사용함으로써, 전사 롤러 속도, 전사 롤러 접촉력 임계값 및 힘 샘플링 비율과 같이, 측정 공정을 제어하는 여러 변수들이 개선된 측정 정확성을 위한 더욱 최적의 값들을 결정하도록, 함께 실험되었다. 최종 방정식에서 오프셋(offset) 및 게인(gain)의 포함으로 귀결되는 선형 회귀 기술(linear regression technique)을 사용함으로써 추가 개선이 이루어졌다. 상대 변위에 기초하는 최종 변형 방정식은 다음과 같다:

t = {[[(D2F - S2F - D1F + S1F) + (D2R - S2R - D1R + S1R)]/2/SF]-오프셋}/게인;

또는 방정식이 절대 변위에 기초하여 다음과 같이 기술될 수 있다:

t = {[[(D2F - D1F) + (D2R - D1R)]/2/SF]-오프셋}/게인

실험적으로 얻어진 변수들은 1.5KHz의 최소 샘플링 속도, 10mm/초의 최대 전사 롤러 속도, 450 뉴톤의 이미징 부재 접촉 임계값, 170.4549 steps/mm의 스케일링 요소, 0.016390mm의 오프셋 및 1.028331의 게인이 되도록 결정되었다. 이들 변화값들은 매체 두께 측정값의 정확성을 대략 5.4% 내로 개선하도록 예측되고 대략 6.5 미크론의 해상도가 산출된다. 이 정확성 변화값이 상술한 5% 에러를 산출하는 예에 대한 개선이 아니지만, 프린터들의 모집단을 통해서 실험적으로 얻어진 변수들의 적용은 상기 변수들을 사용하지 않는 프린터들에 의해서 행해진 측정에 대한 부정확성에서 통계적으로 중요한 개선을 제공하는 것으로 생각된다.

작동 시에, 제어기는 상술한 공정을 실행하도록 프로그램된 명령들로 구성된다. 프린트 사이클 동안, 제어기는 이미지 기판의 측정을 필요로 하는 이벤트를 검출하고 두 전사 사이클들을 통해서 전사 롤러를 작동시키기 위하여 신호들을 발생시킨다. 하나의 사이클에서, 모터 변위는 전사 닙에서 시작되는 매체없이 측정되고, 다른 사이클에서, 모터 변위는 전사 닙에 있는 매체로써 측정된다. 적당한 변수를 갖는 두께 방정식을 사용함으로써, 제어기는 매체의 두께를 계산하고 그후에 프린트 공정 변수들을 조정하기 위하여 상기 두께를 사용한다.

도 1은 잉크 프린터의 주요 서브시스템들을 도시하는 고체 잉크 프린터의 시스템 도면.

도 2는 전사 롤러를 이미징 부재에 대해서 이동시키기 위한 전사 롤러 전기기계식 시스템의 사시도.

도 3은 프린터에 있는 이미지 기판의 두께를 측정하기 위한 공정의 흐름도.

도 4는 도 3에 도시된 공정 동안 이미징 부재와 전사 롤러 사이의 관계의 도면.

도 5는 프린터에 있는 매체 두께를 계산하기 위하여, 데이터의 수집(capture)을 위한 모터 변위 측정 지점들 및 전사력 트리거 지점들을 도시한 그래프.

도 6은 도 5에 도시된 그래프를 상세하게 도시한 도면.

Claims

중간 이미징 부재;

상기 중간 이미징 부재에 근접하게 위치한 전사 롤러;

상기 전사 롤러를 제 1 위치로부터 상기 전사 롤러가 상기 중간 이미징 부재로써 전사 닙을 형성하는 위치로 이동시키고 상기 전사 롤러를 출발 위치로 복귀시키도록, 상기 전사 롤러에 결합된 변위가능한 링크 장치; 및

상기 변위가능한 링크 장치에 결합되고, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙이 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 이동을 측정하고, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙에 있는 이미지 기판 없이, 상기 전사 닙이 상기 중간 이미징 부재로써 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 측정 이동과 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 롤러와 상기 중간 이미징 부재 사이에 있는 상기 전사 닙의 이미지 기판으로써 상기 전사 닙이 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 측정 이동으로부터 매체 두께를 계산하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 프린터.
제 1 항에 있어서,

상기 중간 이미징 부재로부터 상기 전사 롤러에 의해서 수용된 힘을 측정하도록, 상기 전사 롤러에 결합된 힘 센서를 추가로 포함하고,

상기 제어기는 소정 임계값을 초과하는 상기 힘 센서에 의해서 측정된 힘에 반응하여, 상기 전사 롤러의 이동을 측정하는, 프린터.
제 1 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙이 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 일단부의 이동을 측정하고, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙이 형성되는 상기 위치로 상기 전사 롤러의 타단부의 이동을 측정하도록 추가로 구성되고,

상기 매체 두께는 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙에 있는 이미지 기판과 함께 그리고 상기 이미지 기판없이, 상기 전사 닙이 상기 중간 이미징 부재로써 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 일단부의 측정 이동 사이의 차이값과, 상기 제 1 위치로부터 상기 전사 닙에 있는 이미지 기판과 함께 그리고 상기 이미지 기판없이, 상기 전사 닙이 이미지 기판으로써 형성되는 위치로 상기 전사 롤러의 타단부의 측정 이동 사이의 차이값의 중간 평균값으로서 계산되는, 프린터.
제 1 항에 있어서,

상기 중간 이미징 부재에 결합된 구동 벨트의 슬립을 검출하는 센서를 추가로 포함하고,

상기 제어기는 상기 센서에 결합되고 상기 제어기는 상기 구동 벨트의 슬립을 검출하는 센서에 반응하여, 상기 전사 롤러의 이동을 측정하고 상기 매체 두께를 계산하는, 프린터.