专利名称：可自动检测纸张状态的打印装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一种纸张进给装置，尤指一种可自动检测纸张状态的纸张进给装置。
背景技术：
在一般办公室中，经常需要使用所谓的办公事务机来进行文件资料的处理。一般的办公事务机包含有复印机、传真机与打印机等。而为了方便连续的处理文件，这些办公事务机应都包含有一馈纸系统，以供应所需的纸张。因为任何一种办公事务机一次只能进行单面的文件处理，因此需要馈纸系统能够每一次准确的送出一张纸张。如果馈纸系统一次送出多张纸张，则会造成纸张容易卡住使整个打印过程暂停并会造成纸张浪费。所以，要如何设计一馈纸系统能够准确的送出单张纸张是十分重要的。
而现有厂商于馈纸系统的进纸马达使用方面大体上分为两类，一为直流马达，另一则为步进马达。利用直流马达的进纸方式需要有直流马达(DCmotor)本体，编码器(encoder)与条纹带(stripe)等三主要元件，于直流马达带动进纸轮且在纸张与进纸轮不打滑的前提下，利用条纹带与编码器反馈纸张的速度及位置，便可得知纸张的状态而做即时处理。但此方式所需主要零组件较多且价格昂贵，而控制方式也较为复杂。
此外若利用步进马达作为进纸的动力方式，则现有厂商仅以进纸检测器与步进马达本体来完成进纸，对于纸张的状况并没有反馈，故无法检测到纸张即时状况，例如夹纸情况等，所以系统亦不会对纸张做一即时的处理。
此外为了提升印表机的品质，噪音控制便成了重要的一环，而在印表机运作时噪音则大部分来自马达，尤以步进马达失步时所造成的噪音为最大，故若无法于马达失步时即时反馈状况至系统，且即时做出处理，则便无法解决噪音控制的问题。
发明内容
本发明提供一种可自动检测纸张状态的纸张进给装置，以解决上述的问题。
本发明的申请专利范围公开一种纸张进给装置，其包含一储纸匣，用来放置纸张，一进纸机构，用来将该储纸匣所放置的该纸张载入以及输出该装置，一检测模块，当该纸张进入一检测区域，该检测模块用来依据纸张于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号，以及一控制单元，用来依据该检测模块所输出的该检测信号判断该纸张的进纸状态。
本发明公开一种纸张进给方法，其包含下列步骤一纸张开始进行进纸的操作；依据该纸张于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号；以及依据该相对应的检测信号判断该纸张是否正常进纸。
本发明的优点在于可于纸张的进纸过程中，藉由检测纸张的变形而动态改变打印工作及控制纸张进纸的状态，如此便可使得打印效率增加并减低马达因失步而产生的噪音。
图1为本发明打印装置的外观示意图。
图2为打印装置进纸时的示意图。
图3为打印装置的功能方块示意图。
图4为本发明进纸机制的流程图。
图5为纸张于检测区域内变形的示意图。
图6为纸张正常进纸时马达与检测模块的信号波形图。
图7为纸张夹纸时马达与检测模块的信号波形图。
图8为另一实施例检测模块检测纸张变形的示意图。
附图的符号说明10打印装置12储纸匣14纸张16进纸支架18载具20水平轨道22墨水盒 24进纸机构26取纸滚轮28送纸滚轮30马达32检测模块34纸张约束器 36控制单元
38放大器 40模拟数字转换器42呈现单元44检测模块46传动连杆48弹簧50变形检测器 52转换电路具体实施方式
请参阅图1与图2，图1为本发明一打印装置10的外观示意图，图2为打印装置10进纸时的示意图。打印装置10包含一储纸匣12，用来放置纸张14，一进纸支架16，用来支托固定纸张14，一载具(carriage)18，用来于一水平轨道20上左右移动，一墨水盒22安装于载具18上，用来对纸张14进行打印的操作。打印装置10还包含一进纸机构24，其包含一取纸滚轮(pickuproller)26，以可转动方式设置于储纸匣上方12，用以提取放置于储纸匣12中的纸张14，一送纸滚轮(feed roller)28，以可转动方式设置于储纸匣12下端的前方，用以带动纸张14朝一进纸方向前进，一马达30，用以驱动取纸滚轮26以及送纸滚轮28，而马达30可为一步进马达或直流马达。打印装置10还包含一检测模块32，用来依据纸张14于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号，以及一纸张约束器34(paper constrainer)，用来于纸张14进入检测模块32的检测区域时约束纸张14的屈曲变形(buckling)。
请参阅图3，图3为打印装置10的功能方块示意图。打印装置10还包含一控制单元36，电连接于检测模块32以及马达30，用来依据检测模块32所输出的检测信号判断纸张14的进纸状态，并可藉此控制马达30的动作，控制单元36包含一放大器38，用来放大检测模块32所检测到的纸张14的屈曲变形，以及一模拟数字转换器(analog-to-digital converter)40，用来将放大器38输出的模拟信号转换成数字信号。打印装置10还包含一呈现单元42，电连接于控制单元36，用来呈现检测模块32所检测到纸张14所处的状态。
请参阅图4，图4为本发明进纸机制的流程图。该流程包含下列步骤步骤100进纸机构24开始对纸张14进行进纸的操作；步骤102检测模块32检测纸张14的屈曲变形，并输出一相对应的检测信号至控制单元36；步骤104控制单元36依据该相对应的检测信号判断纸张14是否正常进纸，若正常进纸则持续进行进纸操作，直至纸张完全送出，若不正常进纸则执行步骤106；步骤106控制单元36对马达30送出一中断信号，且马达30接收到由控制单元36传来的中断信号后，即中断对进纸机构24所进行的进纸操作；以及步骤108结束进纸操作。
于此继续详细描述上述的步骤，打印装置10的进纸机构24的进纸动力来自马达30，马达30转动带动取纸滚轮26以及送纸滚轮28，而取纸滚轮26以及送纸滚轮28将纸张14带进后靠纸张14与滚轮表面的静摩擦力带动纸张14前进。请参阅图5，图5为纸张14于检测区域内变形的示意图。此乃由于纸张14在进入送纸滚轮28后，纸张14的动力为由马达30带动送纸滚轮28，此时纸张14前端的运动乃借着送纸滚轮28与纸张14的间的静摩擦力纯滚动前进，在纸张14前进的瞬间会造成纸张的屈曲变形，而屈曲变形的范围则座落于检测模块32的上方，故可利用检测模块32量测纸张14变形的变化，而检测模块32可为一反射式检测器，其系发射出一检测信号至纸张14，并接收由纸张14反射回来的检测信号而得知纸张14的变形状况，其亦可由一个或多个检测器所组成，而检测器可为遮断式、反射式、接收式检测器等；然纸张14进入检测区域时，纸张14的变形量需要有所限制，以使得纸张14的变化量在检测模块32的可测范围内，故可利用纸张约束器34来于纸张14进入检测模块32的检测区域时，约束纸张14的屈曲变形，而其中纸张约束器34系可距离检测模块32有5mm的高度，也就是将纸张14的变形量限制于5mm的内，而纸张约束器34与检测模块32的距离则可视检测模块32的有效检测范围而由设计者自行决定。
而进纸支架16在纸张14开始运动时，需让纸张14邻近于进纸支架16的一端成为自由端，也就是不需对纸张14施加压力而固定住纸张14，以利纸张14能够有波动的变形，而于纸张14运动完成后，进纸支架16再支托固定住尚未进纸的纸张14，便于进行下次进纸操作。而于进纸过程中纸张14于取纸滚轮26的一端由于未受进纸支架16的固定，故呈现自由端的状态，而纸张14于送纸滚轮28的一端则可视为固定端，而其中固定端的目的在于固定纸张14使其不打滑，可与送纸滚轮28同步前进。此外由于纸张14一端为自由端且另一端为固定端，故更可使纸张14在前进运动过程中能够有波动的屈曲变形，而提供检测模块32发射出检测信号的依据。
请参阅图6，图6为纸张14正常进纸时马达30与检测模块32的信号波形图。如图所示，若纸张14为正常进纸时，则在每一次马达30接收到驱动信号时，纸张14便会往进纸方向前进一小段距离，而在纸张14前进的瞬间会造成纸张的屈曲变形，因此检测模块32便会检测到纸张14的变变形化，而产生一相对应的响应(response)信号波形，而马达30的驱动信号与检测模块32检测到纸张14变形所产生的响应信号的时间间隔并不大，且于马达30的驱动信号产生后，检测模块32检测到纸张14变形所产生的响应信号便应运而生，故其为纸张14正常的进纸状况。请参阅图7，图7为纸张14夹纸时马达30与检测模块32的信号波形图。如图所示，当纸张14发生夹纸状况时，虽然马达30仍持续接收到驱动信号，意即表示马达30仍持续在转动，但由于纸张14夹纸无法前进，故不会产生纸张14前进的瞬间造成纸张14屈曲变形的现象，因此检测模块32便无法检测到纸张14的变变形化，而不会产生相对应的响应信号波形。而检测模块32所检测到纸张14的屈曲变形，会传至控制单元36，先经由放大器38放大该波动变化，再经过模拟数字转换器40将放大器38输出的模拟信号转换成数字信号，而控制单元36便可依据该数字信号以及上述判断方式来判定纸张14是否正常进纸或发生夹纸的状况。
若纸张14处于正常进纸的状态，则持续进行进纸的操作，直至纸张14完全送出离开送纸滚轮28；而若纸张14处于夹纸的状态，则控制单元36便会对马达30送出一中断信号，且马达30接收到由控制单元36传来的中断信号后，即中断对进纸机构24所进行的进纸操作，意即结束进纸操作，而此时控制单元36亦会送出一信号至呈现单元42，显示出夹纸的状态，其显示方法可为灯号或声音等方式呈现，而提醒使用者即早处理不正常进纸的状况。而由于控制单元36会因检测模块32所传来的检测信号动态立即调整马达30的运动操作，如此便可使得打印效率增加并减低马达30因失步而产生的噪音，也就是说控制单元36会因检测模块32所传来的检测信号，来判断纸张14或其他打印媒介的进纸状态，进而输出一反馈信号以控制打印流程及马达30操作，此乃以一闭回路反馈控制的概念来改变打印工作及控制纸张14进纸的状态。
而检测模块32的作用原理亦可利用诸如应变规检测变形的方式来检测纸张14的变形。请参阅图8，图8为另一实施例一检测模块44检测纸张14变形的示意图。检测模块44可包含一传动连杆46，其一端用来接触纸张14，一弹簧48，安装于传动连杆46上，以及一变形检测器50，安装于弹簧48上，用来检测出因纸张14于进纸过程中的变形而带动传动连杆46上的弹簧48的变形量，而变形检测器50系可为一应变规(strain gauge)、拉力器、接触式探针，或一压电材料的检测器以感应出机构件的变形量来组成。举例来说若变形检测器50为应变规，且由于传动连杆46的一端轻触于纸张14的表面上，故传动连杆46会将纸表的运动操作经由弹簧48传送至应变规上，故可于应变规上因纸张14不同程度的变形而产生不同大小的电压变化，而应变规所产生的电压值可输出至一转换电路52，转换电路52会将应变规所传来的电压值换算成相对应的纸张变形，再将该纸张14的变形资料传送至控制单元36，以进行上述判断纸张14或其他打印媒介的进纸状态，进而输出一反馈信号以控制打印流程及马达30操作。
与习知的打印装置相比较，本发明的特点在于可藉由检测模块32检测纸张14于进纸过程中的变形而输出相对应检测信号至控制单元36，且控制单元36会因检测模块32所传来的检测信号动态立即调整马达30的运动操作，如此便可使得打印效率增加并减低马达30因失步而产生的噪音，也就是说控制单元36会因检测模块32所传来的检测信号，来判断纸张14或其他打印媒介的进纸状态，进而输出一反馈信号以控制打印流程及马达30操作，此为以一闭路反馈控制的概念来改变打印工作及控制纸张14进纸的状态。且本发明的创作可应用于输出影像的打印机、传真机及多功能事务机(MFP)等有进纸机构的系统上。故本发明能自动检测纸张14的操作，进而调整进纸机构24的状况，且能采取即时处理，以改善噪音的缺点，而此即时检测、即时反馈、即时反应、即时处理的特点，亦可提高产品的效率与价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种纸张进给装置，其包含一储纸匣，用来放置纸张；一进纸机构，用来将该储纸匣所放置的该纸张载入以及输出该装置；一检测模块，当该纸张进入一检测区域，该检测模块用来依据该纸张于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号；以及一控制单元，用来依据该检测模块所输出的该检测信号判断该纸张的进纸状态。
2.如权利要求1所述的装置，其中该进纸机构包含一取纸滚轮，以可转动方式设置于该储纸匣上方，用以提取放置于该储纸匣中的该纸张；一送纸滚轮，以可转动方式设置于该储纸匣下端的前方，用以带动该纸张朝一进纸方向前进；以及一马达，用以驱动该取纸滚轮以及该送纸滚轮。
3.如权利要求1所述的装置，还包含一进纸支架，用来于纸张进入该检测区域前，支托该纸张。
4.如权利要求1所述的装置，其中该马达为一步进马达。
5.如权利要求1所述的装置，其中该马达为一直流马达。
6.如权利要求1所述的装置，其中该检测模块系用来依据纸张于进纸过程中的屈曲变形(buckling)输出一相对应的检测信号。
7.如权利要求6所述的装置，其还包含一纸张约束器，用来于该纸张进入该检测区域时约束该纸张的屈曲变形。
8.如权利要求7所述的装置，其中该纸张约束器系距离该检测模块5mm以内。
9.如权利要求6所述的装置，其中该检测模块为一反射式检测器，其发射出一检测信号至该纸张，并接收由该纸张反射回来的检测信号而得知该纸张的变形状况。
10.如权利要求6所述的装置，其中该控制单元还包含一放大器，用来放大该检测模块所检测到该纸张的屈曲变形，以及一模拟数字转换器，用来将该放大器输出的模拟信号转换成数字信号。
11.如权利要求1所述的装置，其中该检测模块包含一传动连杆，其一端用来接触纸张；一弹簧，安装于该传动连杆上；以及一变形检测器，安装于该弹簧上，用来检测出因纸张于进纸过程中的变形而带动该传动连杆上的弹簧的变形量。
12.如权利要求11所述的装置，其中该变形检测器为一应变规。
13.如权利要求11所述的装置，其中该变形检测器为一压电材料的检测器。
14.如权利要求1所述的装置，其中该控制单元可依据该检测模块所输出的该检测信号，输出一反馈信号至该进纸机构以修正该进纸机构的动作。
15.如权利要求14所述的装置，其中当该进纸机构接收到该控制单元传来的该反馈信号时，该进纸机构则停止动作。
16.一种纸张进给方法，其包含下列步骤一纸张开始进行进纸的操作；依据该纸张于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号；以及依据该相对应的检测信号判断该纸张是否正常进纸。
17.如权利要求16所述的方法，该方法还包含若判断该纸张正常进纸，则持续进行进纸操作，直至该纸张完全送出，以及若判断该纸张非正常进纸，则中断进纸操作。
18.如权利要求16所述的方法，其中于进纸过程中的变形为一屈曲变形。
全文摘要
一种纸张进给装置，其包含一储纸匣，用来放置纸张，一进纸机构，用来将该储纸匣所放置的该纸张载入以及输出该装置，一检测模块，当该纸张进入一检测区域，该检测模块用来依据该纸张于进纸过程中的变形输出一相对应的检测信号，以及一控制单元，用来依据该检测模块所输出的该检测信号判断该纸张的进纸状态。
文档编号B41J11/42GK1654224SQ20041000390
公开日2005年8月17日 申请日期2004年2月9日 优先权日2004年2月9日
发明者张世彦 申请人:明基电通股份有限公司