用于在打印介质上引起摩擦的擦拭辊的制作方法

喷墨打印机、特别是热喷墨打印机由于其低成本、高打印质量和彩色打印能力而在商业和家庭中得到广泛使用。

在操作中，响应于电子地传输到打印头的命令，打印流体滴在打印操作期间被喷射到诸如纸或透明胶片的打印介质上。这些打印流体滴在打印介质上结合，以形成人眼觉察到的文本和图像。

用于打印大幅面产品的介质或基材可以基于塑料，例如pvc(聚氯乙烯)或乙烯基。为了克服pvc或乙烯基的固有刚性，在制造过程中可以将一些称为“增塑剂”的成分添加到基材的组合物中，以使材料更柔韧和耐用。

附图说明

图1是示出根据本公开的示例的处于特定状态的系统的横截面视图；

图2是示出根据本公开的示例的处于不同状态的图1的系统的横截面视图；

图3是示出根据本公开示例的控制装置的方框图；

图4示出本公开的方法的示例的流程图；和

图5示出本公开的方法的示例的流程图。

为了说明的简单和清楚，除非另有说明，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明所描述主题的原理上。

具体实施方式

虽然本公开易于以许多不同的形式实现，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述其具体示例，应理解，本公开被视为本公开的原理的示例，并不旨在将本公开限制于所示的特定实施例。

阐述了许多细节以提供对本文描述的实施例的理解。这些示例可以在没有这些细节的情况下实践。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法，过程和组件以避免使所描述的实施方式不清楚。

如上所述，可以在制造期间将一些称为“增塑剂”的成分添加到pvc基打印介质的组合物中，以使它们更柔韧和耐用。

然而，已经观察到，将这些增塑剂掺入pvc基或乙烯基打印介质(例如自粘乙烯基、pvc横幅等)中可能对打印流体(墨等等)在打印介质的表面上的粘合质量产生负面影响。结果，增塑剂可能显着降低在pvc基或乙烯基打印介质上的打印的图像质量。增塑剂可能特别地导致图像打印缺陷，例如墨聚结(即，墨倾向于形成聚集体，导致墨不能恰当覆盖打印介质)、条带(由于聚结的差异)、渗色、痕迹等。除增塑剂之外的化学成分可以存在于打印介质中，并且也可能是这种图像质量缺陷的原因。

由增塑剂(或类似物)的存在引起的这些图像质量缺陷可以通过在打印之前使用泡沫擦打印基材的表面而克服。在打印基材表面上连续擦允许增塑剂在基材中的更均匀分布，并且导致基材润湿性的改善。

已经观察到，这种擦技术的效率取决于施加在打印介质表面上以使增塑剂(或类似物)均匀地分布在打印介质中的摩擦的水平。本公开的目的是确保在打印介质的表面上施加适当水平的摩擦(或摩擦效果)，以便以有效的方式解决前面提到的图像质量问题。

图1示出用于在打印介质16上引起摩擦以便使存在于打印介质16内并且可能导致图像质量缺陷的增塑剂等(未示出)均匀地分布的系统2的横截面。系统2可以是打印设备，例如喷墨打印机。

如图1所示，系统2包括介质辊(或输入辊)4、擦拭辊66和驱动辊8。

更具体地，介质辊4包括圆柱形支撑辊4a，介质片16卷绕在该圆柱形支撑辊4a上。打印介质16的卷与支撑辊4a一起形成介质辊4。

在本文件中所认为的基材或介质16可以是任何种类的片状或卷筒介质，包括纸、纸板、塑料和织物。

例如，打印介质16可以由乙烯基或pvc制成。如前所述，打印介质16可以例如包括用于使打印介质16更柔韧的增塑剂。这些增塑剂可以是例如邻苯二甲酸酯成分。在另一个实例中，除了增塑剂之外的化学成分可以存在于打印介质16的组合物中，这些化学成分易于引起打印图像质量的降低，如先前参考增塑剂所解释的。

如图1所示，介质辊4可绕其纵向轴线c1旋转。通过旋转介质辊4(在该示例中，沿旋转方向20)，打印介质16可以沿向前的方向26朝向擦拭辊6和驱动辊8连续输出。使来自介质辊4的打印介质16沿向前的方向26移动在驱动辊8的作用下实现，该驱动辊8旋转以向前拉动打印介质16。

在图1所示的初始状态下，厚度th1的打印介质16卷绕在支撑辊4a上。在该初始状态下，介质辊4的半径记录为r1。随着打印介质16在驱动辊8的驱动力的作用下沿向前的方向26被拉离介质辊4，厚度th1且由此介质辊4的半径必然减小。

擦拭辊6被定位成沿其纵向轴线c2旋转，以便在打印介质16沿向前的方向26从介质辊4向8打印区域10传送的同时，在打印介质16上引起摩擦。在使用中，擦拭滚6沿旋转方向22以一转速(总体标记为sp，其中sp>0)旋转，如图1所示，但是其它实施方式也是可能的。如后所述，在从介质辊4输出输入介质16时，擦拭辊6的转速sp可以被控制，该转速在图1所示的状态下标记为sp1。

擦拭辊的周界的一部分与打印介质16接触。在使用中，打印介质16在沿向前的方向26移动时部分地卷绕擦拭辊6。包角-在图1中以wa1表示(以及更一般地表示为wa)-限定与打印介质16接触以在其上引起摩擦的擦拭辊周界的角度比例。该包角可以根据介质辊4的半径而变化，如下所述。

因此，可以使用旋转的擦拭辊6来擦打印介质16的表面。转速(总体记为sp)被控制，以使擦拭辊6比围绕擦拭辊6的接触部分移动的打印介质16旋转得更快。摩擦由擦拭辊6施加在移动的打印介质16上的法向力f且由擦拭辊6的表面与部分地卷绕在擦拭辊6上的打印介质16的相对表面之间的速度差引起。

擦拭辊6可由任何适当的材料或材料组合制成，以在打印介质16上获得所需的摩擦水平。在本实例中，擦拭辊6包括当打印介质16在驱动辊8的作用下向前移动时接触打印介质16的泡沫，例如为外部泡沫层(未示出)的形式。泡沫的特性可以选择为提供相对于打印介质16的适当的摩擦系数。泡沫具有的相对于打印介质的摩擦系数可以在0.3和0.7之间(例如，在打印介质16由乙烯基制成的情况下)。然而，在其它实施方式中，可以使用泡沫之外的研磨材料。例如，擦拭辊6可以由橡胶制成，这取决于人们希望实现的摩擦效果。

使用泡沫作为擦拭辊6的研磨表面可以允许擦拭辊6的旋转轴线c2的较小的不对准，并且还可以为诸如乙烯基或者pvc基基材的大范围的介质类型提供适当的摩擦水平。

擦拭辊6的泡沫可以是可压缩的，例如，压缩到其厚度的50％。擦拭辊6的泡沫例如是聚氨酯。

如前所述，在使用中，驱动辊8沿其纵向轴线c3旋转(沿图1中所示的旋转方向rt3)，以使打印介质16从介质辊4沿着打印介质推进方向26移动。驱动辊8可以是介质推进机构的一部分，该介质推进机构包括其它部件(未示出)，包括例如辊、驱动马达和/或用于使打印介质16沿着推进方向26移动的任何其它适当的部件。

在本示例中，系统2还包括打印装置(或打印单元)12，其包括用于将打印流体14(墨等)打印在打印介质16上的打印区域10中的打印头。系统2用以控制驱动辊8以调整打印介质16沿打印介质推进方向26的相对位置，以便在打印介质16上的适当位置处进行打印。

如图1所示，介质辊4在使用中可以沿向后的方向(即与打印介质16沿其输出的方向26相反)在打印介质16上施加后张力-图1中标记为t1(并且更一般地为t)。该后张力t被控制以对驱动辊8沿着向前的方向26的驱动作用施加阻力。施加该后张力t允许打印介质16从介质辊4以直线构型移动到驱动辊8。

在本示例中，打印介质16的从介质辊4延伸到擦拭辊6的部分被标记为17。该部分17在由介质辊4施加的后张力t、由驱动辊8在向前的方向26上施加的驱动力和由擦拭辊6在打印介质16的表面上施加的法向力f的组合作用下被拉直。处于图1所示的初始状态的部分17的位置标记为pt1。如下面进一步所示，打印介质16的部分17的位置可以根据介质辊4的当前半径r而变化。

通过控制擦拭辊6的转速sp和由介质辊4沿向后的方向施加的后张力t，可以控制由擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦效果。擦拭(或摩擦)打印介质16的表面允许将增塑剂(或类似物)均匀地分布在打印介质16上或打印介质16内，从而减少或防止出现前面描述的图像质量缺陷。结果，即使在打印介质的组合物中存在增塑剂等的情况下，也可以实现良好的打印质量。

然而，如下面进一步解释的，已经观察到，在打印介质16上实现的摩擦水平也取决于介质辊4的半径r。如前所述，当打印介质16在驱动辊8的驱动作用下沿着向前的方向26输出时，介质辊4的半径(在图1中所示的初始状态下标记为r1)可以减小。已经观察到介质辊4的半径r的减小导致包角wa的相应的减小和由擦拭辊6施加的法向力f的变化，从而导致擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦效果的减小(和改变)。由于擦拭辊6引起的摩擦程度的变化，存在于打印介质16上或打印介质16内的增塑剂(或易于引起图像质量缺陷的其它成分)不可能被均匀地分布在打印介质16的一些部分中，尤其是在打印介质16的末端附近，该末端将在介质辊4的半径又非常小(接近打印介质m的耗尽)时被擦拭辊6擦。

本公开提供一种技术，该技术允许即使介质辊4的半径变化(特别是但不仅仅是由于打印介质16被输出引起的半径变化)也能够有效控制由擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦效果。

图2示出如图1所示的但处于不同(稍后)状态的相同的系统2的横截面。图2中描绘的系统2的不同之处在于，现在假设初始卷绕在支撑辊4a上的部分打印介质16已经离开介质辊4并且在驱动辊8的驱动作用下向前移动。小于图1中所示的初始厚度τ′h1的厚度th2的打印介质16保持为围绕介质辊4的支撑辊4a。在特定示例中，th2＝0，这意味着介质辊4上的打印介质16已被耗尽。

结果，介质辊4的半径(在当前状态下标记为r2)小于介质辊4在其如图1所示的初始状态下的半径r1。介质辊4的半径的这种减小导致打印介质16的从介质辊4延伸到擦拭辊6的部分17的位置(在本状态下标记为pt2)的变化。打印介质16的该部分17相对于图1所示的初始位置pt1中的部分17被移动角度ag1。换句话说，角度ag1由打印介质16的部分17的初始位置pt1和相同部分17的稍后位置pt2限定。

打印介质16在介质辊4和擦拭辊6之间从pt1到pt2的位置变化导致包角(在当前状态下记为wa2)的减小，从而限定了擦拭辊周界中接触打印介质16以在其上引起摩擦的比例。由于wa2<wa1，擦拭辊6在任何给定时间在打印介质6的较小区域上引起摩擦。结果，由擦拭辊6实现的摩擦效果趋于降低。

根据本公开的特定示例，可以基于介质辊4的半径r来调整擦拭辊6的转速sp或由介质辊4施加在打印介质16上的后张力t，以便控制由旋转的擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦。通过调整转速sp或后张力t，可以补偿在输出打印介质16时介质辊4的半径的减小，由此在打印介质16的整个长度上维持由擦拭辊6引起的适当摩擦效果。

图3是示出根据本公开的特定示例的控制装置30的示意性方框图。装置30包括如上所述的系统2的介质辊4和擦拭辊6，以及控制器32(例如，处理器)和非易失性存储器34。

装置30还可以包括系统2的驱动辊8，并且更一般地，包括介质推进机构的任何部件，驱动辊8可以是该介质推进机构的一部分。如前所述，介质辊4通过绕其旋转轴线c1旋转而沿向前的方向26输出打印介质16。

在本示例中，非易失性存储器34根据特定实施方式存储计算机程序pg，该计算机程序pg包括用于执行根据特定示例的方法的指令。稍后将参考图4-5描述该方法的示例实施方式。根据特定示例，存储器34构成控制器32可读的记录介质。

计算机程序pg可以用任何编程语言表达，并且可以是源代码、目标代码或源代码和目标代码之间的任何中间代码的形式，例如部分编译的形式，例如，或任何其它适当的形式。

另外，记录介质6可以是能够存储计算机程序pg的任何实体或装置。例如，记录介质可以包括例如rom存储器(以微电子电路实现的cd-rom或rom)的存储装置，或者诸如软盘或硬盘的磁存储装置，例如。

此外，记录介质6可以对应于可传输介质，例如电信号或光信号，其可以通过电缆或光缆传送，或者通过无线电或任何其它适当的方式传送。根据本公开的计算机程序尤其可以从因特网或类似网络下载。

在本示例中，当运行计算机程序pg时，控制器32实施半径确定模块md2和设置模块md4，如图3所示。

半径确定模块md2用于确定介质辊4的半径r。如稍后将说明的，装置30可以使用不同的技术来确定介质辊4的当前半径。

设置模块md4用于基于半径确定模块md2确定的半径r调整擦拭辊6的转速sp或由介质辊4施加在打印介质16上的后张力t，从而控制擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦。

模块md2和md4构成实施方式的非限制性示例。鉴于下面描述的示例实施方式，模块md2和md4的配置更加明显。

控制器32还可以控制驱动辊8的旋转。控制器可以特别地控制打印介质16沿向前的方向16移动的推进速度和驱动力，或者控制驱动辊8在打印介质16上施加的驱动力。在特定示例中，控制器32是系统2的处理器。

图4是示出根据本公开的特定示例的方法的流程图。图3中描绘的装置30在图1和2中表示的系统2内操作，以实施图4的方法。

更具体地，现在假设系统2处于图1所示的初始(或参考)状态，并且打印介质从旋转的介质辊4沿向前的方向26移动(40)，从而输出打印介质16。如前所述，在本示例中，通过驱动辊8沿向前的方向26施加的驱动力和由介质辊4沿相反方向施加的后张力t1的组合，实现打印介质16的推进。

当打印介质16向前移动(40)时，使用旋转的擦拭辊6在打印介质16上引起摩擦(42)。为了实现这种摩擦，擦拭辊6以初始转速sp1(>0)接触打印介质16的表面，同时初始后张力t1由介质辊4施加在打印介质16上。

在44中，装置30确定介质辊4的半径r。更具体地，在本示例中，在向前移动(40)打印介质16同时在其上引起摩擦(42)的给定时间之后，系统2达到图2所示的当前状态。结果，装置30在44中确定介质辊4的半径r2。如已经指出的，装置30可以使用不同的技术来确定介质辊4的当前半径r2。

半径确定44可以在介质辊4旋转时或在介质辊不旋转时执行。

然后，装置30基于在44中确定的介质辊4的半径r2来设置或调整(46)擦拭辊6的转速(标记为sp2)或者介质辊6在打印介质16上施加的后张力(标记为t2)，以便控制由旋转的擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦。

在特定示例中，装置30在46中调整擦拭辊的转速sp2或者由介质辊4施加的后张力t2，以便在图2所示的状态下补偿由擦拭辊6施加到打印介质16上的摩擦效果(或摩擦程度)的减小，该摩擦效果的减小是由于介质辊4的半径r从初始半径r1(如图1所示)减小到当前半径r2(如图2所示)所引起的。

调整46可包括增加擦拭辊6的转速或由介质辊4施加在打印介质16上的后张力。增加转速sp2(相对于初始速度sp1)或后张力t2(相对于初始后张力t1)允许补偿由于介质辊4的半径从初始半径r1(图1)减小到半径r2(图2)而导致的擦拭辊6的摩擦效果的降低。

尽管存在介质辊4的半径的任何变化(例如由于从介质辊4输出一定量的打印介质16引起的半径减小，或者由于将一定量的打印介质16输入到介质辊4引起的半径增加)，但是本公开允许将由擦拭辊6引起的摩擦保持在适当的水平。通过控制擦拭辊6产生的摩擦，存在于打印介质16上或打印介质16内的任何增塑剂等可以均匀地分布，从而避免或限制如前所述的图像质量缺陷的发生。

在特定示例中，装置30在46中调整转速sp2，但不调整后张力t2。在另一个示例中，装置30在46中调整后张力t2，但不调整转速sp2。装置30可以调整(46)转速sp2和后张力t2两者。在特定示例中，装置30可以在46中对这两个参数中的每一个的调整分配相应的权重，以补偿介质辊4的半径从r1(图1)到r2(图2)的减小。

在特定示例中，装置30在46中调整擦拭辊6的转速sp2或由介质辊4施加在打印介质16上的后张力12，以便在介质辊4的半径r减小(从r1到r2)的情况下保持由擦拭辊6在打印介质16上施加的摩擦效果恒定。

在特定示例中，装置30重复确定44和调整46，以随时间保持由擦拭辊施加到打印介质上的摩擦效果恒定。

在特定示例中，当系统2处于图2所示的当前状态时，设置模块md4基于以下等式调整擦拭辊6的转速sp2和由介质辊4施加在打印介质16上的后张力t2：

eq1:vsp2＝c·sp1·(wa1/(wa1-a)-1)

eq2:vt2＝(1-c)·t1·(cos(wa1-a/2)/cos(wa1/2)-1)

eq3:a＝sin-1((r1-r2)/l)

其中：

sp1是图1所示的初始状态下的擦拭辊6的初始转速，其用作参考转速；

vsp2是转速sp2相对于初始转速sp1的变化(vsp2＝sp2-sp1)。

wa1是图1中所示的初始包角，其用作参考包角；

c是在调整46中分配给擦拭辊6的转速的权重(c在0和1之间)；

vt2是后张力t2相对于初始后张力t1的变化(vt2＝t2-t1)；

r1是图1所示的状态下的介质辊4的初始半径，用作参考介质辊半径；

r2是图2所示的当前状态下的介质辊4的半径；

l是介质辊4和擦拭辊6各自的旋转轴线c1和旋转轴线c2之间的距离。

在本示例中，参数sp1、wa1和r1是用作参考值的已知常数值。距离l由系统2的几何形状限定，并且也是已知的常数。根据分配用于调整擦拭辊6的转速和介质辊4的后张力的权重，将权重c的值设置在0和1之间。

在特定示例中，图1中所示的介质辊4是新的(或初始的)输入辊。然而，其它实施方式也是可能的。更特别地，介质辊4的任何中间消耗状态(例如，半消耗或100％消耗)可以用作使用上述等式eq1-eq3确定sp2和t2的参考状态。在某些情况下，vspd2和vt2的变化可能是负的。

等式eq1同样可以表示如下：

eq1’:sp2＝c·sp1·(wa1/(wa1-a))

等式eq2同样可以表达如下：

eq2’:t2＝(1-c)·t1·(cos(wa1-a/2)/cos(wa1/2))

其中，a基于如上限定的等式eq3获得。

在特定示例中，考虑以下值：l＝216mm(毫米)；r1＝137.5毫米；r2＝30毫米；和wa1＝119度。在该特定示例中，参数a(由以上等式eq3限定)的范围在0(对于图1的参考状态)到32度之间(在介质辊4耗尽的情况下，即当thi2＝0时)。仍然在该示例中，参考转速sp1等于30rpm(转每分钟)并且参考后张力t1等于每米宽度的介质16为15n(牛顿)(例如，一卷1米宽或2米宽的打印介质16将分别接收到15牛顿或30牛顿的后张力。现在假设介质辊4被消耗并到达末端(厚度th2＝0；a＝32度)。使用上述等式eq1(或eq1')、eq2(或eq2')和eq3，并考虑到对于擦拭辊6的转速sp2和由介质辊4施加的后张力t2的补偿的相等分配(即c＝0.5)，装置30将使转速sp2相对于sp1增加(46)5.5rpm(sp2＝30+5.5＝35.5rpm)并且使每线性米的后张力t2相对于t1增加(46)3n(t2＝15+3＝每线性米18n)。结果，可以将擦拭辊6在打印介质16的表面上产生的摩擦效果保持为基本恒定。

在特定示例中，c＝1，使得擦拭辊6的转速sp2在46中被修改，如图4所示。因此，等式eq1可以如下所示：

eq1(其中c＝1)：vsp2＝sp1·(wa1/(wa1-a)-1)

在一个特定示例中，c＝0，使得由介质辊4施加的后张力t2在46中被修改，如图4所示。等式eq2因此可以如下所示：

eq2(其中c＝0)：

vt2＝t1·(cos(wa1-a/2)/cos(wa1/2)-1)

此外，由擦拭辊6在打印介质16上引起的摩擦效果可以通过摩擦力乘以时间(“牛顿.秒”，n.s)来量化。在一个特定示例中，装置30基于在44中确定的半径r2、擦拭辊6的转速sp2或介质辊4施加的后张力t2进行调整(46)，使得擦拭辊6施加的摩擦力至少为5n.s，或至少为6n.s，或至少为7n.s。

在特定示例中，仍然参考图1-4，由装置30实施的方法包括：从输出打印介质16的旋转的介质辊4沿向前的方向26传送(40)打印介质16；将擦拭辊(6)施加(42)到打印介质16上，同时擦拭辊4以一转速(>0)旋转，以在打印介质m上引起摩擦；基于介质辊4的半径r2，调整(46)擦拭辊6的转速sp2或由介质辊6施加在打印介质16上的后张力t2，以限制(或补偿)由于在供应打印介质16时介质辊4的半径减小引起的打印介质16上的摩擦减小。

图5是示出根据本公开的特定示例的方法的流程图。图3中描绘的装置30在图1和2中表示的系统2内操作，以实施图5的方法。

假设系统2处于图1所示的初始(或参考)状态，并且介质辊4在驱动辊8的驱动作用下开始在向前的方向26上输出打印介质16，如已经解释的。

打印介质16被移动(40)，并且由擦拭辊6引起(42)摩擦，如先前参考图4所述的。

在移动(40)介质打印16同时在其上引起摩擦(42)给定时间之后，系统2达到图2中所示的当前状态，如已经参考图4所解释的那样。然后装置30确定(50)介质辊4的当前半径r2并且计算(50)介质辊4的初始半径r1(在图1所示的状态中)与当前半径r2之间的差df，即：df＝r1-r2。

在52中，装置30检测差值df是否达到阈值dflim。在肯定的情况下，该方法进行到46，以调整擦拭辊6的转速sp2或由擦拭辊6施加的后张力t2，如参考图4所述的。

然而，如果在52中检测到df<dflim，则即不调整擦拭辊6的转速sp2，也不调整由擦拭辊施加的后张力t2。在那种情况下，装置30可以在给定时间段之后再次进行到50。

图5中示出的示例性实施方式允许限制擦拭辊6的转速sp和由介质辊4施加在打印介质16上的后张力t的变化的数量，从而节省处理资源。

在一个特定示例中，装置30周期性地执行调整46，如上参考图4所述的。

如前所述，装置30可以使用不同的技术在44中确定介质辊4的当前半径(图4和5)。

在一个特定示例中，半径确定模块md2可包括(或联接到)光学传感器，以检测介质辊4的半径。

在一个特定示例中，半径确定模块md2可以通过确定介质辊的转数相对于沿向前的方向的介质推进来估计介质辊4的当前半径。参考文献us9114949b2，其描述了可以在本公开中使用的技术，以允许图3中所示的装置30估计介质辊的半径。为此，半径确定模块md2可以联接到旋转传感器，该旋转传感器监视由介质辊4操作(或角度推进)并且联接到推进传感器，该推进传感器检测由于介质辊4的旋转引起的打印介质16在向前的方向上的相应推进。在一个特定示例中，在44(图4-5)中，基于打印介质在向前的方向26上从第一位置(例如，如图1所示)到第二位置(例如，如图2所示)的推进距离，并且基于介质辊4在第一位置和第二位置之间的旋转角度，确定介质辊的半径。