CN1908824A - 介质配准***及方法 - Google Patents

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Abstract

这里的实施例测量在介质与驱动辊接触时驱动电动机的电流/电压电平，以确定由驱动辊施加至介质上的驱动力。然后，这里的实施例参考辊驱动力与介质/驱动辊速度比之间的预定关系，以基于该驱动力确定驱动辊的速度和介质速度之间的差值。一旦确定该速度差值，如果所述介质的实际速度不同于想要的所述介质速度，则改变施加至所述驱动电动机的所述电流/电压电平，以便校正介质速度。因此，当参考所述预定关系时，这里的实施例产生速度比校正因子。所述速度比校正因子可以在驱动电动机的任意速度曲线期间被连续施加，或者可以被用于计算纸张位置中的累积误差，并然后应用所述速度曲线端部附近的校正。

Description

介质配准***及方法
技术领域
这里的实施例总的涉及打印机和复印机内介质配准(mediaregistration)/对准***及方法。
背景技术
当前的电子配准***使用窄驱动夹(drive nip)来控制配准期间的介质对准。当存在重介质、高加速度或高拖曳力时，配准夹(registration nip)的表面发生变形。这种变形被表现为引起介质速度不同于理想的辊面速度，并且这导致配准错误。这些夹变形错误在窄驱动夹的情况下被恶化，诸如经常使用在配准***中的那些，但也在引起处理配准错误的使用相当宽的辊的***中被观测到。正在开发新的反馈控制***，该反馈控制***通过测量实际纸运动而使控制***能够补偿这种夹变形。非常想得到的是不增加成本而改进配准***性能。
发明内容
这里的方法向驱动电动机提供一种想要的驱动电动机电流/电压电平(电流和/或电压电平)的安排，以建立想要的驱动电动机速度和由驱动辊移动的相应的想要的介质速度。例如，这里的方法通过调整想要的驱动电动机的电流/电压电平，而对准打印设备中的驱动夹组件内的介质。想要的电流/电压电平被用于调整想要的驱动电动机及相关驱动辊的速度，以定位或转向在打印/复印设备的介质通道内的介质。
然而，因为驱动辊和介质之间的不同作用，辊对介质之间的速度比可能与想要的电流/电压电平所期望的不一样。换言之，在辊的速度和介质的速度之间可能存在某些差异。这种速度差异或“速度比”由辊和介质的表面的正常相互作用引起。该速度比不同于在超过辊和介质之间的最大可允许的摩擦系数时发生的“滑移”。在滑移发生后，在辊和介质速度之间建立关系可能是困难的或不可能的；然而，在滑移发生之前(在超过最大可允许的摩擦系数之前)，这里的实施例建立了驱动电动机力矩(驱动电动机电流/电压电平)和速度比之间的关系。
通常，当更多电流/电压被施加至驱动电动机时，驱动电动机产生更多力矩，这可以增加辊和介质间的相互作用力，并且依次可使速度比从没有明显拉力或惯性力存在时1∶1(单位)的初始值减小至拉力或惯性力使辊和介质间的驱动力增加时小于或大于一(例如，1∶0.95、1∶0.90、1∶098、1∶1.02等)的速度比。此外，这种速度比的改变在由给定夹组件(或驱动夹组件的种类或类型)所夹持的不同纸类型中一般是一致的。从而，通过仅测量驱动电动机电流/电压电平，这里的实施例可以确定驱动辊和介质之间的驱动力，这然后可被用于及时确定在任意点处的速度比，并且据此校正辊的速度和相应的介质速度，这避免了不得不提供检测辊速和介质速度之间的实际差异的另外硬件介质传感器等。
更具体地，这里的实施例建立了具体驱动夹组件(或驱动夹组件类型)的电流/电压电平和介质/驱动辊速比之间的预定关系。该“电流/电压电平”包括施加至驱动电动机的电流/电压电平和提供由驱动电动机输出的力矩的指示。该“介质/驱动辊速比”包括介质与驱动辊相接触时驱动辊和介质之间的速度关系。因为预定关系是基于对一个(一类或一种)驱动夹组件的测试的结果，所以预定关系被认为是与给定的驱动夹组件“相关联”。
这里的实施例测量介质与驱动辊相接触时驱动电动机的电流/电压电平，以确定由驱动电动机输出的驱动力。此后，这里的实施例参考电流/电压电平和介质/驱动辊的速度之间的预定关系，以基于驱动力确定驱动辊速和介质速度之间的差异。一旦该速度差异被确定，如果介质的实际速度不同于想要的介质速度，则这里的实施例可改变开始施加至驱动电动机的电流/电压电平，以校正介质的速度。因此，在参考预定关系时，这里的实施例产生速度比校正因子。在驱动电动机的任意速度曲线期间，该速度比校正因子计算可以被实施。此外，在驱动夹组件中没有介质时，通过具体速度曲线测量驱动该***所需要的电流/电压电平，可以校准来自电动机和驱动***的固有拉力和惯性力。
这里的实施例可包括驱动夹组件，该驱动夹组件适于在打印和/或复印设备内移动介质。驱动电动机被包含在驱动夹组件内，以及驱动辊被连接至驱动电动机。另外，控制***被连接至驱动电动机。如果驱动电动机的实际速度不同于想要的驱动电动机速度，则该控制***使想要的电流/电压电平被改变。
更具体地，如上所述，控制***建立了电流/电压电平和介质/驱动辊速比之间的预定关系。此后，在介质与驱动辊相接触时可以测量该驱动电动机的电流/电压电平，以确定在介质上的驱动力。为了确定驱动辊的速度和介质的速度之间的差异，参考电流/电压电平和介质/驱动辊速比之间的预定关系。如果介质的实际速度不同于想要的介质速度，则这允许控制***改变开始被施加至驱动电动机的电流/电压电平，以提供对驱动夹组件的校正。
在参考预定关系时，该控制***产生速度比校正因子，并可以计算用于驱动电动机的所有速度曲线的速度比校正因子。还有，在没有介质存在于驱动夹组件中时，控制***被用于校准驱动该***所需要的电流/电压电平。该控制***可周期性重复该校准，以在整个***的使用寿命上补偿摩擦的改变。
在滑移发生之前(在超过最大可允许的摩擦系数之前)，这里的实施例建立了驱动电动机力矩(驱动电动机的电流/电压电平)和速度比之间的关系。在介质与驱动辊相接触时，可以测量该驱动电动机的电流/电压电平，以确定介质上的驱动力。参考电流/电压电平和介质/驱动辊速度比之间的预定关系，以确定驱动辊的速度和介质速度之间的差值。如果，介质的实际速度不同于介质的想要的速度，这允许控制***改变被施加在驱动电动机的电流/电压电平，以提供对驱动夹组件的校正。因此，仅仅通过测量电动机的电流/电压电平，这里的实施例可以确定辊正在施加在介质上的驱动力，然后，计算当前速度比，并据此校正辊的速度和相应的介质速度，这避免了不得不提供检测辊速和介质速度之间的实际偏差的额外硬件介质传感器等。
这些和其他特征被描述在下面详细的描述中，或者从详细描述中显而易见。
附图说明
参考附图，在下面详细描述本***和方法的不同示范实施例，在附图中：
图1是示出依据这里实施例的力对速度比曲线的图表；
图2是驱动夹组件的示意表示；以及
图3是说明这里实施例的多个方面的流程图。
具体实施方式
这里的实施例使用“电子”配准控制方案，该方案在不要求额外硬件的情况下补偿夹变形感应误差(在超过最大可允许摩擦系数之前发生的)。通过阻碍使介质加速、平移及抗扭斜的动作产生导致夹变形的惯性和摩擦拖曳力，这接下来在介质和驱动夹之间引起不同于单位值的速度比。
本发明者发现在配准***中施加至电动机的驱动力矩与夹施加在介质上的驱动力成比例。因而，这里的实施例通过检测被传递给伺服电动机的电流和电压，提供在任意给定运动曲线期间精确预测各个夹的速度比的控制***(在用于该***的驱动夹的夹变形曲线已经被提前描述之后)。这里的实施例使用施加至伺服或步进电动机的要求的电流或电压，以推导出夹子处的驱动力，然后计算对辊速度的实时校正以补偿夹变形。然后，控制***调整驱动夹的目标速度以使介质精确地遵循最初想要的速度曲线。可选择地，取代实时补偿夹变形，可以跟踪来自计算的夹变形的速度和媒***置误差，进而作出接近配准曲线端部的校正。
因为驱动辊和介质之间的不同作用，辊对介质的速度比不可能如想要的电流/电压电平所期望的那样。换言之，在辊的速度和介质的速度之间可能有一些差异。这种速度差或“速度比”由辊和介质的表面的正常相互作用所引起的。该速度比不同于在超过辊和介质之间摩擦的最大可允许系数时发生的“滑移”。在滑移发生后，建立辊和介质之间速度之间的关系可能是困难的或不可能的；然而，在滑移发生前(在超过辊和介质之间摩擦的最大可允许系数前)，在这里的实施例建立了驱动电动机力矩(驱动电动机电流/电压电平)和速度比之间的关系。
图1说明不同类型和厚度的介质在相同驱动夹组件或相同类型驱动夹组件中受到相同拖曳力时产生相同或非常类似的速度比曲线。因此，图1说明，如果载荷是已知的，则速度比的变化可是已知的。对于各种驱动夹组件，速度比曲线将非常紧密匹配。在驱动夹组件设计阶段或制造期间，可以实现这种类型测试。若理想的，该曲线可以通过其它统计程序被平均或处理，以适应特定设计者要求/容许，或者更普遍的被应用至更宽类别或类型的驱动夹组件。在这里，实施例观测电动机上载荷(该载荷与辊施加在介质上的驱动力直接相关)，以产生对速度比的校正，该校正可被实时应用至驱动电动机且提供介质在打印设备中的精确定位。
通常，当更多电流/电压被施加至驱动电动机时，驱动电动机产生更多力矩，该力矩可增加辊和介质之间的相互作用力，并且接下来可能导致速度比从理想的1∶1(单位)至小于或大于1(例如1∶0.95、1∶0.90、1∶0.98、1∶1.02等)的比的变化。另外，在可以由给定夹组件(或者驱动夹组件的种类或类型)处理的不同纸类型中，以及在可以被应用至给定驱动夹组件的不同速度曲线中，这种速度比的变化一般是一致的。从而，通过仅仅测量驱动电动机电流/电压电平，这里的实施例可确定速度比，并且校正辊的速度和所有类型介质的相应速度，这避免了不得不提供额外的硬件介质传感器等，以检测辊速和介质速度之间的实际差异。
因此，驱动夹中介质的速度取决于介质上的拖曳力。介质速度与辊的理论速度的比在拖曳力作用在介质上时小于一，以及由于拖曳力和惯性力的组合而可以小于或大于一。这在配准***中可产生问题，因为这种***依赖于预测介质速度以获得前进方向配准，以及在许多情况中抗扭斜。
由夹变形产生的误差极大地取决于在配准运动中在各个夹处的切向力。这些力可因各个纸张被配准而变化，取决于多种因素：初始配准误差、配准运动期间的加速度曲线、阻碍和/或其它纸通路部件拉拽。在许多配准***中，介质在抗扭斜处理中仍旧处于向上弯曲的。因此，重的纸和长的重的纸要求较高的驱动力，该力导致较高的夹变形误差。在一个方向中进入抗扭斜或偏移的大的、重的介质相比于在相反方向上扭斜或偏移的介质，将观察到不同夹变形感应误差。这里的实施例自动补偿这些误差，并且不要求对被配准的介质尺寸或重量的任何认知。
如上所述，补偿这些误差的一种方法是使用另外传感器或编码器阵列检测纸张的位置，该传感器或编码器阵列被安装至驱动辊空转轮且被连接至控制***。然而，这种解决方案要求另外的检测硬件。
图2示出两个夹配准器件，在其中两个夹辊204由单独控制的DC伺服电动机200驱动。扭斜传感器212被用于检测介质206的歪扭，以使它可以在介质206达到图像传送点210之前使用电动机/辊200/204的不平坦使用被校正。输入传感器212被用于检测介质206的前沿，还有其速度、位置和扭斜。
如上所述，在两夹配准***中施加至电动机200的驱动力矩与夹204施加在介质206上的驱动力成正比例。使用该信息，通过在用于该***的驱动夹的夹变形曲线已经提前被描述之后检测传送给伺服电动机200的电流或电压，控制***220准确地知道在任意给定运动曲线期间各个夹206的速度比。
这里实施例提供检测单独施加至伺服电动机的电流或电压的方法，使用该值计算对各个不同辊速的实施校正，以补偿夹变形，然后，调整驱动夹的速度以使介质精确顺从原始想要的曲线。该***包括图2中所示的具有一个或多个辊204驱动夹组件和控制至一个或多个驱动电动机200的电压或电流的控制***220，以使该电动机顺从规定的速度曲线。控制***220还使用施加至驱动电动机200的电压或电流，以推导出由驱动辊204施加在介质206上的驱动力，以及基于电压或电流值提供对规定的速度曲线的校正因子。
至少一个电动机200和具有至少一个驱动夹的一个驱动轴(齿轮等)被使用在这里的实施例中，尽管如本领域技术人员将会理解的，两个或多个电动机200、驱动轴等可被使用。电动机200可以是伺服电动机、步进电动机等。驱动辊204可以由弹性体或其他类似材料制造。进入驱动***的介质206的前沿的位置和扭斜可以使用输入传感器212来检测。
控制***220建立起具体驱动夹组件的电流/电压电平与介质/驱动辊速度比(或驱动夹组件的类型)之间的预定关系。该“电流/电压电平”包括施加至驱动电动机200的电流/电压电平，并且提供由驱动电动机200正在输出的力矩的指示。该“介质/驱动辊速度比”包括在介质处于与驱动辊接触时驱动辊和介质之间的速度关系。因为预定关系是基于一个(或一类或一种)驱动夹组件的试验测试的结果，预定关系被认为“与......相关”或“独特于”驱动夹组件的类型。由控制器提供给电动机的电流/电压应当具有针对相反拖曳/惯性力的足够灵敏度。从而，控制器增益/带宽必须为足够大的，以检测这些电流/电压电平。
这里的实施例测量介质206与驱动辊204相接触时驱动电动机200的电流/电压电平，以确定由驱动电动机200输出的驱动力。然后，控制***可参考电流/电压电平和介质/驱动辊速度比之间预定的关系，以(基于驱动力)确定驱动辊的速度和介质速度之间的差异。一旦这个速度差异被确定，如果实际的介质速度不同于想要的介质速度，则控制***220可改变施加至驱动电动机200的电流/电压电平(以校正介质的速度)。
从而，在参考预定关系时，这里的实施例产生速度比校正因子。该速度比校正因子可被应用至所有驱动电动机200的速度曲线。例如，速度曲线可在运动开始处导致较大作用力(在惯性是较大时)，以及在介质部分通过驱动夹组件时(在保持介质的恒定速度时)较小作用力。在一个实施例中，这里的实施例在高作用力或惯性力呈现时将对电动机自动应用较大电压或电流。如上所示，然后，该信号被用于计算对理想的速度曲线的校正因子，以补偿夹变形误差。
不同的速度曲线对介质运动的不同方面是有用的，如本领域技术人员考虑该公开而将理解的。此外，在没有任何介质存在时，驱动电动机200的电流/电压电平可以被校正。在没有纸存在时在驱动***上执行校准，以使该***固有的驱动力矩可以被减除。
校正因子是基于在使用在该***中的驱动辊的拖曳力范围上对介质速度的变化的预定义的测量。在没有纸存在时通过驱动电动机来校正该***驱动力，以及在这次操作中使用测量的电流或电压读数促进导出在介质传送期间施加在介质上的额外的驱动力。因夹变形而产生的夹速度误差在连续或断续基础上被校正，进而在介质刚刚到达图像转移站之前，就可以校正累计的夹变形。可替换地，因导出的夹变形而产生的误差可以被跟踪(除了没有在连续的基础上校正之外)，进而实现的校正接近配准的辊速曲线的目的。
在图3中的流程图中示出一个示范性控制方案。更具体地，在项300中，介质的新页码的达到被检测到。输入传感器检测到介质的存在以及介质的任意扭斜，再次使用输入传感器212。项302表示对速度曲线的计算，该计算根据驱动辊的调整确定想要的速度(或位置)曲线。这个信息最终在项306中被供给控制器，在将控制信号(电动机编码的代码信号)供给电流/电压放大器(项312)。在项314中，电流/电压被施加至“装置”(电动机、驱动、介质驱动、辊、以及最后介质)。反馈环被提供给由项302输出的理想的信号。
这里的实施例在项308和310中提供另外的反馈环。更具体地，在项310中，由在项306中控制器输出的控制信号依据电流/电压被测量。然后，该电流/电压在力校准查找表或等式上被引用，该力校准查找表或等式将该电流/电压转换为如在项322中所示的夹驱动力。此后，一旦夹驱动力为已知的，则夹速度校正因子(也就是基于在上面图1中所示的夹变形和校准曲线)在项308中被引用。因此，项308输出校正因子，该校正因子基于对应于在项310中确定的夹驱动力的介质/驱动辊速度比。这个校正因子被供给给项302，以使由项302输出的速度曲线可以被连续调整，以考虑动态改变介质/驱动辊速度比，该介质/驱动辊速度比在介质和夹辊之间相互作用期间改变。
如图2和3中所示，在项320中，这里的实施例实验地建立特定驱动夹组件中的电流/电压电平和介质/驱动辊速比之间的预定关系(参见在上面关于图1的论述)。另外，用于给定电动机或电动机类型，与给定电流或电压应用相关联的实际力可被实验地获得，以产生如项322所示的力校准查找表。因此，在反馈环路输入至项310的情况下，这里的实施例在介质处于与驱动辊相接触时测量驱动电动机的电流/电压电平，以确定由驱动电动机输出的驱动力(项310)。此后，这里的实施例可以参考电流/电压电平和介质/驱动辊速比之间的预定关系，以基于驱动力确定驱动辊速和介质的速度之间的差值(项308)。一旦这种速度差值被确定，如果介质的实际速度不同于想要的介质速度，则这里的实施例可改变开始施加至驱动电动机的电流/电压电平，以使在项目302中校正介质的速度。
因此，当参考预定关系时，这里的实施例产生从项308被提供给项302的速度比校正因子。因为速度比校正因子对于所有介质类型是相同的或非常类似的(或可是平均的，如上所论述的)，以及基于被施加的力，在项320中从查找表或等式中选择的速度校正因子可普遍地被应用至驱动电动机的所有速度曲线和所有介质类型。此外，在项320中，在没有介质存在于驱动夹组件时，可以校正驱动电动机的电流/电压电平。在图3的框302中定义的理想的速度曲线可能以几种途径起作用。可以在连续的基础上采用来自函数308的输入及校正驱动夹的速度。可选择地，可以记录速度和最终的位置误差作为计算的夹变形，但没有实现对夹速度曲线的校正，直到配准曲线接近完整。这两种控制选择的其他变型也是可能的，然而所有的利用被送至驱动电动机的信号，以导出夹驱动力，并且根据此导出用于各个夹的夹变形或速度比。同样，注意到，尽管力校准和夹校正因子校正被示出在图3的独立框中，但是这些功能可以被组合以使从电动机电流或电压直接至夹速度校正因子的单转换可以被实现。因此，这里的实施例提供一种控制***，该控制***通过检测被传送至伺服电动机的电流或电压而在任意给定运动曲线期间精确地预测各个夹的速度比(在用于该***的驱动夹的夹变形曲线被提前具体化之后)。这里的实施例使用施加至伺服电动机的要求的电流或电压，以导出夹上的驱动力，然后计算对辊速度的实时校正以补偿夹变形。然后，该控制***调整驱动夹的目标速度，以使介质精确遵照初始想要的速度曲线。
将会理解，上述披露和其他特征及功能或其中的选择可被理想地组合为许多其他不同的***或应用。同样地，在其中各种目前无法预料的或不曾预料到的选择、更改、变型或改进可以由本领域技术人员随之作出，这些打算由所附的权利要求书所包含。

Claims (4)

1.一种方法，包括：
测量电流/电压电平，该电流/电压电平包括至少一个电流和电压电平，其被施加至驱动电动机，该驱动电动机连接至适于在打印和复印设备其中一个内移动介质的驱动夹组件中的驱动辊；
基于所述电流/电压电平，确定所述驱动辊的速度和所述介质速度之间的差值；以及
如果所述介质的实际速度不同于所述介质的想要的速度，改变在开始时施加至所述驱动电动机的所述电流/电压电平。
2.一种方法，包括：
建立电流/电压电平和介质/驱动辊速度比之间的预定关系，其中所述电流/电压电平包括至少一个电流/电压电平，其被施加至驱动电动机，该驱动电动机连接至适于在打印和复印设备中之一内移动介质的驱动夹组件中的驱动辊，以及其中所述介质/驱动辊速度比包括在所述介质与所述驱动辊接触时，所述驱动辊和所述介质之间的速度关系；
在所述介质与所述驱动辊接触时，测量所述驱动电动机的电流/电压电平；
参考所述预定关系，以基于所述电流/电压电平，确定所述驱动辊的速度和所述介质的速度之间的差值；以及
如果所述介质的实际速度与所述介质的想要的速度不同，则改变开始施加至所述驱动电动机的所述电流/电压电平。
3.一种设备，包括：
驱动夹组件，其适于在打印和复印设备中之一内移动介质；
在所述驱动夹组件内的驱动电动机；
被连接至所述驱动电动机的驱动辊；以及
被连接至所述驱动电动机的控制***，
其中所述控制***适于：
测量电流/电压电平，其包括至少一个电流和电压电平，被施加至所述驱动电动机；
基于所述电流/电压确定所述驱动辊的速度和所述介质的速度之间的差值；以及
如果所述介质的实际速度不同于想要的所述介质速度，则改变开始施加至所述驱动电动机的所述电流/电压电平。
4.一种设备，包括：
驱动夹组件，其适于在打印和复印设备中之一内移动介质；
在所述驱动夹组件内的驱动电动机；
被连接至所述驱动电动机的驱动辊；以及
被连接至所述驱动电动机的控制***，
其中在电流/电压电平和介质/驱动辊速度比之间存在预定关系，其中所述电流/电压电平包括至少一个电流和电压电平，被施加至所述驱动电动机，以及其中所述介质/驱动辊速度比包括在所述介质与所述驱动辊接触时，所述驱动辊和所述介质之间的速度关系，以及
其中所述控制***适于：
在所述介质与所述驱动辊接触时测量所述驱动电动机的电流/电压电平；以及
参考所述预定关系，以基于所述电流/电压确定所述驱动辊的速度和所述介质的速度之间的差值；以及
如果所述介质的实际速度不同于想要的所述介质速度，则改变开始施加至所述驱动电动机的所述电流/电压电平。
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