专利名称：使可印材料精确跟踪的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及用于呈现可印材料的系统和方法，且更具体地说，涉及使用光学运动传感器来精确跟踪可印材料。
背景技术：
目前使用的各种技术通过自动打印、扫描、复印、传送和产生装置来允许呈现打印材料。举例来说，诸如打字机、热打印机、喷墨打印机、印刷机、激光打印机、绘图机和铸排机的仪器都可以产生(例如)由文本和/或图像组成的打印基底。扫描器、复印机和传真机可用于产生和/或传送电子版的打印基底。所使用的打印基底可视最终用户的要求而定为单色或多色的。为了最大化的利用，可将打印文本和/或图像精确定位在一打印基底上以确保诸如可读性、吸引力和整体清晰度的所要特征。
基底的精确定位一般为诸如打印机、扫描器、复印机和传真机的仪器的一所要特征。基底的精确定位可采用使用(例如)与所述基底相接触的齿状轮的机械定位系统。然而，许多机械的解决方案对于要求精密细节的图像和相应的基底的精密定位来说并非足够精确。同样，如果需要多次复印所打印的资料，那么这些机械系统的精确度并没考虑到再现性。
使用与基底相接触的驱动马达、轮或辊的仪器可从驱动马达、轮或辊的运动来推断基底的位置。例如，一个现有技术解决方案使用一耦接到驱动马达轴的轴编码器。驱动轴的旋转用于近似轴与之相接触的基底的运动。然而，驱动轴的直径的任何变化都会导致对所述基底运动的不精确近似。如果所述驱动轴的直径小于标称直径，那么其将所述基底推进小于轴角旋转所需的一给定量。另外，如果所述驱动轴以一偏心误差围绕一中心旋转，那么所近似的基底运动可具有一个视偏心率的量值而定可大或可小的周期误差。
使用轴编码器的喷墨打印机对于由基底运动引起的图像失真和误差尤其敏感。理想地，准确地将所述基底推进需要与打印头的先前道程期间所产生的喷墨嘴图案(inkjet nozzle pattern)相匹配的距离。如果所推进的距离正确，那么产生无缝的打印材料。然而，如果用于近似所述基底运动的方法不精确，那么会产生打印材料中的不精确。如果基底没有被充分推进，那么喷墨打印头将在所述基底上产生一暗带，其中存在与先前打印道程(printingpass)的重叠。如果纸被推进太远，那么将会当在打印道程之间将存在一打印头未沉积油墨的空隙。同样，累积的打印误差可导致图像失真。例如，一打印的圆形可能由于在打印基底推进的近似中的累计误差而呈现椭圆形。
需要可精确且准确地跟踪基底运动的解决方案。对基底运动的精确跟踪可确保打印材料呈现具有所期望的质量特征。精确的基底跟踪还可确保(例如)打印文本和/或图像位于打印基底的所期望位置中。同样，精确跟踪可在(例如)复印机或扫描器中实现打印材料的可重复复制。
发明内容
本发明的揭示内容即针对允许精确地呈现打印基底的系统和方法。一个实施例包含用于精确跟踪基底的位置的方法，其提供一基底并将所述基底朝向一打印机构推进一预定距离。接着通过一运动传感器测量所述基底实际推进的距离，且如果推进的实际距离不等于预定距离，那么可接着调整基底的位置。推进的实际距离与预定距离之间的差异可用于校准一系统。文中揭示了光学和磁性运动传感器两种。
在一个实施例中，通过使用一基底、一与所述基底紧密接触的辊和一跟踪所述辊运动的光学运动传感器来达到用于精确呈现的系统。将所述辊图案化以允许所述光学运动传感器更加容易地跟踪所述辊的运动。所述实施例中的光学运动传感器由光源和传感器组成。在其它实施例中，可将一个以上的辊与一个以上的光学运动传感器结合使用。
在其它实施例中，通过一推进机构将基底朝向打印机构推进。将一球辊与所述基底相接触而放置，使得基底运动引起辊的运动。一光学运动传感器用于跟踪所述辊的运动。在某些实施例中，可将一个以上的运动传感器用于跟踪在一个以上的运动平面中的球辊的运动。
在另一个实施例中，通过一推进机构朝向一扫描头来推进基底。一双轴辊系统包括一被用于跟踪在一个平面中的基底的运动的辊，而一第二辊被用于跟踪在另一个平面中的基底的运动。在某些实施例中，一第三辊可用在三个平面的系统中。
本发明的其它实施例可使用诸如磁力计的磁性检测器来检测嵌入或附着到一与推进基底相接触的辊表面的磁性材料和磁铁。还可将电磁铁并入辊中。
前面已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点以便可更好地了解后面本发明的详细描述。下文中将描述本发明的其它特征和优点，其构成本发明的权利要求书的主题。应了解，可容易地将所揭示的概念和特定实施例用作修改和设计执行与本发明相同目的的其它结构的基础。还应认识到，所述等同构造不能脱离如所附的权利要求书中所阐述的本发明。当结合附图考虑时，从以下的描述将更加容易地了解认为是本发明特征的新颖特征(如其组织和操作方法)以及另外的目标和优点。然而，将更加明白地了解到，各图式仅提供用于说明和描述的目的，而无意作为限制本发明的定义。
为更完整地了解本发明，现将结合附图参考下列描述，其中图1说明了一个将张力辊和中间辊用于提供精确图像呈现的实施例；图2说明了一个包括打印头和/或球辊的精确图像呈现系统的实施例；图3说明了一个包括一个扫描头的精确图像呈现系统的实施例；图4为一根据本发明的一个实施例的方法的流程图；和图5为一具有磁性图案识别选取的本发明的实施例的说明。
具体实施例方式
图1说明了一个其中将张力辊和中间辊用于提供精确图像呈现的实施例。系统10中的张力辊101可为一可围绕其纵向轴旋转的圆柱辊。张力辊101可具有一维持与基底102的高摩擦的表面。所述表面可由橡胶或橡胶产品、聚合材料、木材、塑料或其它材料组成。具有高摩擦系数的表面材料可特别适合用于本发明的实施例。
基底102可包含打印材料，诸如(举例来说)文本、图片、图像、绘画、书法、照片，等等。在一个实施例中，基底102为纸和/或纸制品，诸如(举例来说)纸板、绘画纸、相纸。在其它实施例中，基底102为塑料、聚合物或纤维制品，诸如(举例来说)透明胶片、照相胶片、x射线胶片。在另外的实施例中，基底102为金属，诸如(举例来说)铝、钢或金属合金。利用大体上由碳、矿物和能够保留打印文本和/或图像的其它柔性和非柔性材料组成的化合物的其它基底可用于某些实施例。
中间辊103与基底102恒定接触，使得中间辊103的表面以与基底102相同的速度运动。可选择中间辊103的表面以提供与基底102的最佳摩擦，且从而将以与基底102相同的速度运动。在某些实施例中，中间辊103为具有极好摩擦力和可重复性的砂轮，且如果需要可被驱动。在一个实施例中，所展示的中间辊103未被驱动，但允许其根据基底102的运动而自由运动。中间辊103被构造成具有一可由光学构件识别的图案。可将所述图案画在所述棍上或使用不同颜色的材料来形成。还可通过蚀刻中间辊103的表面或通过添加隆脊或凸起部分来产生一图案。
运动传感器104由光源105和传感器106组成。运动传感器104可与颁予Ertel等人的第5，149，980号美国专利中所描述的传感器相类似。运动传感器104通过监视中间辊103的运动来推断基底102的运动。在某些实施例中，可选择中间辊103的表面以向传感器106提供一最佳信号。所述表面可包括一图案化的或准图案化的表面。光源105可为诸如激光光源的单色光，或可为来自电灯泡或其它宽光谱源的彩色光。如果需要，那么光源105可为一发光二极管(LED)。光源频率可变化且经选择以产生到传感器106的最佳信号强度和跟踪相关性。在一个实施例中，传感器106可为一响应一光源的光子激励产生电流的光伏传感器。传感器106经定位以接收从光源105经由中间辊103表面反射的光。在某些实施例中，由传感器106产生的信号强度的变化可与中间辊103的运动相关。
图2说明了一个包括打印头和/或球辊的精确图像呈现系统的实施例。可通过推进机构202将基底201朝向打印机构203推进。在某些实施例中，基底201为纸和/或纸产品，诸如(举例来说)纸板、绘画纸、相纸；或可为塑料、聚合物或纤维素产品，诸如(举例来说)透明胶片、照相胶片、x射线胶片。在另外的实施例中，基底201为使用如铝、钢或其它合金的所述金属的金属组合物。利用大体上由碳、矿物和能够保留打印文本和/或图像的其它柔性和非柔性材料所组成的化合物的其它基底201可用于某些实施例。打印机构203可为(举例来说)一诸如在所属领域中众所周知的且在例如复印机、激光打印机和其它打印装置中使用的静电鼓。在一个实施例中，打印机构203为一喷墨打印头。在另外的实施例中，打印机构203为一打字色带或点阵式打印头。在某些实施例中使用球辊207以跟踪基底201的运动。选择球辊207的表面以提供与基底201的最佳接触和运动相关性。在某些实施例中，球辊207表面被图案化或准图案化。运动传感器204可(举例来说)包括光源205和传感器206。在某些实施例中，一个以上的传感器204用于跟踪在一个以上维数中的球辊207的运动。
图3为本发明一个实施例的说明。通过推进机构302将系统30的基底301馈入到扫描头303下面的位置中。推进机构为(例如)一圆柱辊或多个辊，但可使用其它的技术，诸如凸轮或传送带，来使基底201运动。扫描头为一在垂直于基底301推进方向上运动的离散头组件。在某些实施例中，扫描头303还可为如一在(例如)复印机、传真机等等中使用的静电鼓。扫描头303用于将在基底301上的文本和/或图像转换成一表示所述文本和/或图像的数字或模拟信号。如所属领域中众所周知的，可存储或传送此信号。双轴辊304和305与基底301相接触，使得基底301的运动引起双轴辊304和305的相应运动。通过传感器306、309从来自光源307、308的反射光的变化来检测双轴辊304、305的运动。在某些实施例中，一信号运动传感器可用于复数个辊。其它实施例使用一脚踏传动式辊。
图4为一根据本发明实施例的方法的流程图。方法40的过程401提供了一如本文中已论述的基底。
过程402提供一与所提供的基底相接触的辊。构造所述辊的表面以提供与基底的最佳接触。所提供的辊可为一如本文中所论述的辊，且在某些实施例中提供了复数个辊。
过程403朝向所述打印机构推进所述基底。在其它实施例中，朝向一扫描或其它成像机构推进所述基底。基底的推进可受步骤402的过程或受额外的辊的影响。
过程404通过使用如上文论述的光学运动传感器测量所述辊的旋转来测量基底所运动的实际距离。在某些实施例中，将所测量的辊的运动与一预定旋转作比较且在所测量的辊旋转等于所述预定旋转之前一直调整基底位置。在其它实施例中，调整打印机构以补偿所测量的基底位置和所述预定基底位置之间的任何差异。
图5为一具有磁性图案识别选取的本发明的实施例的说明。在某些实施例中，系统50的张力辊501为一可围绕其纵向轴旋转的圆柱辊，且与图1中所描述的张力辊101相类似。中间辊503与基底502恒定接触，使得中间辊503的表面以与基底502相同的速度运动。中间辊503具有一能够发射或更改嵌入于或附着到所述表面的一磁场的磁性材料504的图案。当磁性材料504在磁力计505附近经过时，磁力计505能够检测到中间辊503的运动。使用多种磁性材料504，诸如(如)铁、钢或其合金的黑色金属。在某些实施例中，中间辊503包含如可通过磁力计505检测的磁性材料504的电磁铁。
尽管已详细描述了本发明及其优点，但应了解，可在不脱离如所附权利要求书所定义的本发明的情况下做出各种改变、替代和变更。此外，本申请案的范围并无意限制于说明书中所描述的过程、机械、制造、物质的组合物、构件、方法和步骤的特定实施例中。如将从所述揭示内容了解到，可利用大体上执行相同功能或大体上达到与本文中所描述的对应实施例相同结果的目前存在的或以后待发展的过程、机械、制造、物质组合物、构件、方法或步骤。因此，所附权利要求书意欲包括在其范围内的过程、机械、制造、物质的组合物、构件、方法或步骤。
权利要求
1.一种用于精确跟踪一基底的位置的呈现系统，其包含用于产生与所述基底的运动成比例的旋转运动的构件；和用于以光学方式读取所述旋转运动的构件。
2.根据权利要求1所述的系统，其中用于产生旋转运动的所述构件包含一与所述基底相接触的辊。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述辊选自由下列组成的群组圆柱辊、球辊、双轴辊、三轴辊、单轴辊和脚踏传动式辊。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述辊为一具有一可通过光学构件识别的一图案的辊。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述图案为一准周期性图案。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述辊包含针对与所述基底相对应的表面速度选择的一表面光洁度。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统选自由下列组成的群组复印机、打印机、扫描器、传真机、打字机和绘图机。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述用于光学读取的构件包含一用于照明的光源。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述光源包含一激光光源。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含用于呈现所述基底上的一图像的构件。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述图像可被调整以匹配所述光学读取运动。
12.一种用于呈现打印材料的系统，其包含一用于推进一基底的推进机构；至少一个以运转方式与所述基底相接触的辊；和至少一个用于测量所述至少一个辊的所述旋转的运动传感器。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个辊包含一选自由下列组成的群组的辊圆柱辊、球辊、双轴辊、三轴辊、单轴辊和脚踏传动式辊。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个辊为一具有一可通过光学构件识别的图案的辊。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述图案为一准周期性图案。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个辊包含一针对与所述打印基底相对应的表面速度选择的表面光洁度。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个运动传感器包含一用于照明所述至少一个辊的光源。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述光源包含一激光光源。
19.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个运动传感器为一磁力计。
20.一种用于精确跟踪一基底的位置的方法，其包含提供一基底；将所述基底朝向一打印机构推进一预定距离；使用一运动传感器测量所述基底推进的实际距离；和如果所述实际距离与所述预定距离不相同，那么调整所述基底的所述位置。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述测量步骤包含使用一光学运动传感器测量与所述基底相接触的一辊的所述旋转。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述测量步骤包含测量具有一光学可识别图案的至少一个辊的所述旋转。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述测量步骤包含测量一辊的所述旋转，所述辊选自由下列组成的群组圆柱辊、球辊、双轴辊、三轴辊、单轴辊和脚踏传动式辊。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述测量步骤包含使用一采用一激光光源的光学运动传感器的所述测量步骤。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述测量步骤包含使用一磁性运动传感器测量一与所述基底相接触的辊的所述运动。
全文摘要
本发明揭示了用于打印材料的精确呈现的系统。一系统可包含一基底、一与所述基底紧密接触的辊和一跟踪所述辊的运动的运动传感器。通过一推进机构将一基底朝向一打印机构推进，且将一辊与所述基底相接触放置，使得所述基底的运动引起所述辊的运动。光学和/或运动传感器可用于跟踪所述辊的所述运动。在某些实施例中，一个以上的运动传感器可用于跟踪所述球辊在一个以上运动平面中的运动。
文档编号G03G21/14GK1770027SQ20051010505
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年11月3日
发明者约翰·P·厄特尔, 谢彤, 马歇尔·T·迪普 申请人:安捷伦科技公司