介质检测器的制作方法

背景技术：

打印和复印装置用于产生文档的副本。例如，打印和复印装置可从介质容器获得诸如纸的介质，并且在纸上产生图像和/或文本。带有打印图像和/或文本的纸可被提供给打印和复印装置的输出托盘，从而用户可从公共输出区域获得打印后的纸。可产生多张打印片材并将其提供给输出托盘，以供用户取回。

附图说明

本公开的特征由示例例示并且不限于以下附图，其中相同的标号指示相同的元件，附图中：

图1a、图1b、图1c和图1d示出示例打印设备的框图；

图2示出可用在根据示例的打印设备中的部件；

图3示出硬度值的示例柱状图；

图4示出用于检测介质的存在的示例方法的流程图；

图5示出用于确定介质类型的示例方法的流程图；

图6示出用于检测附件的存在的示例方法的流程图；

图7示出用于确定介质类型的另一示例方法的流程图。

具体实施方式

根据本公开的示例的打印设备检测介质容器中的介质的存在。例如，打印设备确定驱动平移介质容器中的介质的拾取臂的电机的扭矩变化。当电机的扭矩变化超过扭矩阈值时，打印设备确定介质容器中介质的存在。扭矩阈值可基于瞬时扭矩值、扭矩值的量、扭矩值的变化斜率等。在示例中，扭矩可以是由电机施加的用于驱动拾取臂的力的函数。扭矩变化可以是电机在一段时间内施加的扭矩的量的变化。

类似地，打印设备可基于扭矩特征(signature)确定附件的存在。在示例中，当拾取臂的拾取辊贴着诸如介质容器上的介质的表面平移时，扭矩特征可以是由电机施加的扭矩的量的连续曲线图(plot)。当所测量的扭矩特征类似于参考扭矩特征时，该设备可确定附件的存在。附件的示例可包括介质托盘、修整器单元等。

介质容器的示例可包括输入托盘、输出托盘、输入容器、输出容器等。在示例中，介质容器可以是用于在打印设备在介质上产生文本和/或图像之后收集介质的托盘，例如输出介质容器。在另一示例中，介质容器可以是在打印之前保存介质的输入介质容器。在示例中，介质容器可保存不同尺寸的介质。在示例中，介质容器可保存具有以克每平方米厚度(gsm)测量的特定硬度的打印介质。在示例中，介质可包括打印介质。打印介质可包括一张或多张纸。打印介质的类型的示例可包括普通纸、光面纸、照片纸、卡片纸等。在示例中，拾取臂可将介质容器中的介质从静止位置平移到拾取准备位置；例如，将介质从输入托盘朝向屈曲表面移动，以将介质朝向辊移动，从而进行进一步的打印过程。

在示例中，当特征具有相同数量的峰值，峰值的大小相似等时，扭矩特征可相似。在示例中，扭矩的峰值可被描述为随时间测量的扭矩的函数的值的连续曲线图中的最大扭矩值或最小扭矩值。值的连续曲线图的示例包括测量时段内的扭矩曲线图、扭矩变化曲线图、瞬时扭矩曲线图等。

与检测介质容器中的介质的存在相关的技术问题涉及用于检测介质的传感器的使用。传感器可具有它们自己的壳体，并且放置传感器以检测介质可能涉及改变托盘或支撑结构的设计以容纳传感器，或者可能涉及改变与传感器相关的电线的设计。传感器可包括用于检测介质容器中的介质的光学传感器，另一技术问题是光学传感器可能受到灰尘、介质反射等的负面影响。另外，关于输入托盘、输出托盘等中的传感器标记的另一技术问题是它们小且脆弱，在操作和组装过程中可能会损坏。此外，添加额外的传感器会增加诸如机械故障、电气故障等故障的风险。此外，由于生产被修改以容纳传感器、传感器的电线、电路板上用于连接至电线的连接器的支撑结构的设计成本，用于固定和校准传感器的组装成本等，添加传感器会增加打印机的总成本。传感器的另一问题是当介质容器上的介质水平低于几张介质时，如何确定介质容器是否有在介质容器上的介质。

下面根据本公开的示例进一步详细描述的打印设备能够基于驱动平移介质的拾取臂的电机的扭矩变化来确定介质的存在或介质的不存在。根据示例的打印设备再次使用用于平移介质的拾取臂和也用于确定打印介质的存在的附接电机，并且可从打印设备中去除用于检测介质存在的附加传感器，从而降低复杂性和成本并使组装更加容易。此外，因为用于平移介质的拾取臂比机械标记等更坚固，所以与传感器在操作或组装过程期间损坏相关联的风险以及在检测介质存在时发生的故障被最小化。因此，与具有专用介质存在传感器的打印系统相比，根据本公开的示例的打印设备可能体积更小、更简单并且更便宜。此外，根据本公开的示例的本设备可在电流传感器发生故障或不够灵敏以检测几张介质时增强电流传感器。

参照图1a，该图示出根据本公开的示例的打印设备100(以下称为设备100)的框图。设备100可基于驱动拾取臂115的电机112的扭矩132的变化来确定介质110的存在。设备100可以是喷墨打印机或具有用于平移介质容器106上的介质110的拾取臂115的任何其他类型的打印机。

设备100可包括控制器104、处理器177和存储在数据存储器130中的机器可读指令140。设备100可包括用于保存介质110的介质容器106以及用于平移介质110的拾取臂115。在示例中，拾取臂115可平移介质容器106上的介质110。在示例中，拾取臂115可将介质110平移到设备100的介质路径中以打印文本、图像或这两者。在另一示例中，拾取臂115可包括可平移介质110的拾取辊117。设备100可包括用于驱动拾取臂115的电机112。在示例中，电机112还可驱动辊117。处理器177可执行存储在数据存储器130中的机器可读指令140，以执行设备100的各种操作。

在示例中，控制器104可操作电机112以使拾取臂115在静止位置和拾取准备位置之间移动。在静止位置，拾取臂115可远离介质容器106缩回并且不与介质110接触。在拾取准备位置，拾取臂115可保持与存在于介质容器106中的介质110接触，并且可操作以平移介质容器106上的介质。在示例中，静止位置可平行于介质容器106。在示例中，控制器104可基于电机112汲取的电流来确定由电机112施加到拾取臂115的扭矩。在示例中，拾取臂115可在打印操作期间保持在拾取准备位置。在示例中，当设备100处于空闲状态并且设备100不执行打印操作时，拾取臂115可保持在静止位置。拾取臂的位置a可以是静止位置。

在示例中，电机112可以是联接到拾取臂115的拾取电机。在另一示例中，电机112可以是多功能电机，其可用作馈送电机，用以将介质馈送到打印设备100的于图2中示出的打印单元，并且还可用作联接到拾取臂的拾取电机，用以驱动拾取臂115。在示例中，电机112可通过凸轮装置(未示出)连接到拾取臂115。控制器104可使电机112旋转并使凸轮装置移动，从而引起拾取臂115在如图1所示的位置a与位置b之间的移动。在另一示例中，电机112可驱动在拾取臂115的一端的拾取辊117，以通过平移介质110馈送打印单元。

在示例中，控制器104可包括编码器(未示出)。编码器可以是旋转编码器。编码器可联接至电机112的轴，并且可以根据可由控制器104存储在存储器105中的编码器计数来指示电机112的轴的角位置。在示例中，控制器104可测量电机112的输出扭矩。在示例中，控制器104可生成脉宽调制(pwm)模式的控制指令以使电机112旋转。控制器104可使用编码器来确定拾取辊117相对于打印机的诸如侧壁、下面进一步讨论的屈曲装置等的结构的位置。控制器104可使用该信息基于拾取辊117的位置进行调整。

在示例中，控制器104可使拾取臂115沿箭头d指示的方向从静止位置a朝向拾取准备位置b旋转。介质110可使拾取臂115停在拾取准备位置b。当拾取臂115位于拾取准备位置b时，拾取辊117可旋转以朝向由箭头y指示的方向传送介质110。在示例中，拾取辊117可旋转以朝向屈曲表面122平移纸。屈曲表面122的示例可包括片材分离器、介质容器的侧壁、成一角度以使介质屈曲的壁等。屈曲表面122的示例可使用诸如鸥翼的橡胶垫、成足以使介质彼此分离的角度的表面。屈曲表面112例如被示出为锯齿表面，但是屈曲表面112也可以是抛光表面、未抛光表面、成可使介质110屈曲的角度等的表面。使介质110朝向屈曲表面122移动以使介质110屈曲的操作可称为微拾。在示例中，控制器104可沿着诸如锯齿壁的屈曲表面122将介质110向上推动3-5毫米(mm)，以执行微拾并获得扭矩响应。

当介质110贴着屈曲表面122屈曲时，控制器104可计算驱动拾取辊117的电机112的扭矩132的变化。拾取辊117可将介质容器106中的介质110朝向介质路径平移以打印文本、图像或两者。在示例中，当拾取辊117旋转特定的转数以平移介质容器106上的介质110时，控制器104可确定扭矩132的变化。控制器104可确定电机112的扭矩132的变化是否在扭矩阈值125内。响应于扭矩132的变化在扭矩阈值125内，控制器104可确定介质110邻近拾取臂115存在。在另一示例中，控制器104可基于扭矩变化的量来确定介质110存在。在另一示例中，控制器104可基于扭矩变化的斜率来确定介质110存在。

在示例中，扭矩阈值125可基于介质110存在于介质容器106上时的扭矩132的最小变化以及介质110存在于介质容器106上时的扭矩132的最大变化。例如，如下面参照图3所描述的，扭矩的最小变化可识别具有低硬度值的介质(例如80克每平方米(gsm)的纸)，而扭矩的最大变化可识别具有高硬度值的卡片纸。在示例中，介质110可位于与拾取臂115邻近的介质容器106上。在示例中，当控制器104确定介质110存在于介质容器106上时，控制器104可将介质检测期间平移的介质110重置在介质容器106上。

控制器104可在执行微拾操作之前确定介质容器106中的介质110是否小于低介质阈值127，以使拾取臂115的使用最小化并延长拾取臂115和相关组件的寿命。控制器104可从先前的微拾操作获得介质135的水平信息。然后，控制器104可使拾取臂115从静止位置a下降到拾取准备位置b。控制器104可沿y方向平移介质110，直到介质110贴着屈曲表面122屈曲。然后，控制器104可如上所述地确定从电机112启动的时刻到介质110屈曲的时刻的扭矩变化。响应于扭矩变化在扭矩阈值125内，控制器104可确定介质容器106上介质110的存在。在另一示例中，拾取臂115可包括可在位置b处与介质110接触的拾取辊117。控制器可使用电机112来驱动拾取辊117，并且辊117的运动可使介质110平移，并且介质110可贴着屈曲表面屈曲。

在另一示例中，控制器104可确定介质容器106中的介质水平小于低介质阈值127。控制器104可使拾取臂115沿y指示的方向横向移动以移动介质110。拾取臂115的接触介质110的端部可摩擦地移动介质110。在示例中，附接到拾取臂115的凸轮可用于使拾取臂115横向移动。控制器104可使介质110沿y方向平移，直到介质110在拾取臂和屈曲表面122之间屈曲为止。

在介质110屈曲时，控制器104可确定扭矩132的变化。在示例中，控制器104可使电机112以允许在介质110屈曲时监视来自电机112的扭矩响应的旋转速度移动。控制器104可基于扭矩132的变化来确定介质容器106上的介质的硬度值。例如，控制器104可使用扭矩变化的量来确定硬度值。在示例中，硬度值k是梁横截面围绕感兴趣的轴线的弹性模量和面积惯性矩i、梁的长度和梁边界条件的函数。梁可以是介质110的横截面，例如介质容器106中的一张纸的厚度。然后，控制器104可基于介质110的硬度值114来确定介质110的类型。

在示例中，当拾取臂115靠在附件上时，控制器104可确定扭矩132的变化。附件的示例可包括附加的介质托盘、修整器单元等。控制器104可通过使用电机112沿y方向横向移动拾取臂115来确定扭矩的变化。在另一示例中，控制器104可通过使用电机112在位置b处旋转拾取辊117来确定扭矩的变化。

控制器104可确定扭矩132的变化是否在用于附件或介质容器106的阈值内。例如，控制器104可确定扭矩132的变化是否具有正的线性斜率以识别介质110。在另一示例中，控制器可确定扭矩132的变化是否具有负的线性斜率以识别附件或介质容器106。在另一示例中，控制器104可确定斜率的变化量以确定附件或介质容器106是否存在。在另一示例中，控制器104可使用存储在数据存储器130中的查找表，该查找表具有不同的扭矩量值和与不同的扭矩量值对应的不同的表面。控制器104可基于查找表确定拾取臂115搁置于其上的表面120的特性。

在示例中，控制器104可基于电机的扭矩特征来确定诸如介质容器的附件存在。控制器104可在拾取臂115搁置在附件的表面上时通过测量扭矩变化来确定特征。然后，控制器104可将扭矩的特征确定为扭矩随时间变化的曲线图。例如，控制器104可从拾取臂115接触附件的时刻到检测扭矩变化的时刻确定特征。控制器104可确定所确定的扭矩特征是否类似于参考扭矩特征。响应于确定电机的扭矩特征与参考扭矩特征匹配，控制器104可确定附件存在。在示例中，为了确定扭矩特征类似，控制器104可确定扭矩特征中的峰值数量与参考扭矩特征中的峰值数量相同。响应于确定峰值的数量相同，控制器104可确定扭矩特征匹配。在示例中，当控制器104确定的特征中的峰值的量类似于参考特征中的峰值的量时，控制器104可确定特征是类似的。峰值的示例可包括随时间绘制的扭矩函数的最高值或最低值。

数据存储器130可包括存储可由控制器104执行的机器可读指令140的非暂态计算机可读介质。在示例中，处理器177可从数据存储器130检索机器可读指令140以执行机器可读指令140。在142处，处理器177可确定电机112的扭矩变化。在144处，处理器177可确定扭矩变化是否在扭矩阈值内。在146处，处理器177可确定打印介质是否存在。

参照图1b，该图示出了介质110贴着与拾取臂115相对的屈曲表面122屈曲。在示例中，屈曲表面122可具有锯齿以分离诸如纸张的介质。屈曲表面122可被定位成使得在介质被拾取辊117朝向表面推动时介质110屈曲。例如，屈曲表面122可成一角度以使得介质110屈曲。

参照图1c，该图示出了与拾取臂115相对的装载止挡件139。装载止挡件139可绕枢轴从位置g朝向位置f移动，如图1c所示。在示例中，控制器104可通过使装载止挡件绕枢轴从位置g朝向位置f移动而使用装载止挡件139来重置介质110。装载止挡件139贴着介质110的移动可使介质110沿与y所示的方向相反的方向平移。控制器104可响应于确定介质110存在于介质容器106上而将介质检测期间平移的介质110重置在介质容器106中。如图所示，装载止挡件139可绕轴线枢转，以在检测之后将介质110推回。在示例中，装载止挡件139可推动介质110，使得介质110上的力具有沿y方向作用的较大力分量，该力分量大于垂直于y分量作用的力，以使介质容器106往回移动而不是弯曲介质110。控制器104可搁置介质以确保下一次平移将介质110馈送到正确位置。此外，进一步的介质检测可能需要重置。

参照图1d，该图示出了介质容器106可被以与图1a至图1c示出的角度不同的角度设置。在示例中，如所示出的，打印介质可从设备100的顶部馈送。屈曲表面122可存在于设备100的底部。在示例中，屈曲表面122可成允许介质110利用平滑表面屈曲的角度。

图2示出了设备100的部件的示例。设备100包括用于接收介质110的介质容器106。在示例中，设备100可接收若干介质110的堆叠。在另一示例中，设备100可包括横跨介质110的宽度的打印杆196。在另一示例中，设备100可包括非页宽阵列的打印头。设备100可进一步包括与打印杆196相关联的流量调节器194、介质输送机构190、打印流体或其他喷射流体供应器192和控制器104。虽然本文描述了且在附图中描绘了2d打印设备，但是本文描述的示例的各方面可应用于3d打印设备。

控制器104可代表机器可读指令140、(一个或多个)处理器177、(一个或多个)相关联的数据存储器130以及用于控制设备100的操作元件(包括包含打印杆196的打印头188的启动和操作)的电子电路和部件。控制器104包括诸如集成电路(例如微处理器)的硬件。在其他示例中，控制器104可包括专用集成电路、现场可编程门阵列或被设计成执行特定任务的其他类型的集成电路。控制器104可包括单个控制器或多个控制器。数据存储器130可包括存储器和/或其他类型的易失性或非易失性数据存储器。数据存储器130可包括存储可由控制器104执行的机器可读指令140的非暂态计算机可读介质。在示例中，控制器104可从数据存储器130检索机器可读指令140以执行指令。在142处，控制器104可确定电机112的扭矩变化。在144处，控制器104可确定扭矩变化是否在扭矩阈值内。在146处，控制器104可确定是否存在打印介质。

此外，控制器104控制用于在打印期间输送介质通过设备100并将介质110输送至介质容器106的介质输送机构190。在示例中，控制器104可控制介质容器106的若干功能。进一步，控制器104控制修整器组件184的功能，以在输出区域内的不同位置之间平移若干介质110的堆叠。

介质输送机构190可将介质110从用于将纸馈送到打印设备100中的介质容器(图中未示出)输送至用于介质110的收集、配准和/或装订的输出组件186。在示例中，被收集在输出组件186上的介质110包括具有产生的文本和/或图像的介质110中的至少一个。在示例中，介质110的完整收集可代表设备100处理的打印作业。

设备100可以是将图像复制到介质110上的任何类型的设备。在一个示例中，设备100可以是喷墨打印装置、激光打印装置、基于调色剂的打印装置、固体墨打印装置、染料升华打印装置等。虽然本文将本打印设备100描述为喷墨打印装置，但是任何类型的打印设备都可与本文描述的所述系统、装置和方法结合使用。因此，结合本说明书描述的喷墨打印设备100意在被理解为示例而并非意在限制。

图3示出了根据本公开的示例的介质110的硬度值的示例柱状图。控制器104可在设备中以阈值的形式使用这些关系来确定并执行设备的各种操作。在示例中，柱状图描绘了介质110在拾取臂115与屈曲表面122之间屈曲时的硬度值114。在示例中，不同类型的介质110可具有不同的硬度值。例如，诸如光面纸344、80gsm纸399、卡片纸346等的不同类型的纸可具有不同的硬度值。在示例中，如柱状图中所示，介质容器106上的介质110可具有最大硬度值340和最小硬度值342。控制器104可使用诸如介质110的最大硬度值和最小硬度值的值作为阈值。在示例中，当由控制器104确定的硬度值114在最大硬度值340和最小硬度值342之间时，控制器104可确定介质110的存在。在示例中，最大硬度值和最小硬度值可用瞬时扭矩值、扭矩值的变化的斜率、扭矩值的变化量等替代，以确定阈值。在另一示例中，当由控制器104确定的硬度值114低于介质110的最小硬度值342或高于介质110的最大硬度值340时，控制器104可确定介质110不存在。

在示例中，介质容器106上的介质110可以是光面纸344。光面纸344可具有如柱状图中所示的硬度值344，其可低于不同介质110的最大硬度值340且高于不同介质110的最小硬度值342。在另一示例中，介质容器106上的介质110可以是卡片纸，并且可具有硬度值346。卡片纸可具有硬度值346，其可高于介质110的最小硬度值342。在另一示例中，当不存在介质时，扭矩变化的斜率可小于介质的最小硬度值342。在另一示例中，针对打印机的附件，控制器104可使用可被制成表格的类似关系以及存储在数据存储器130中的值。在示例中，控制器104可基于所测量的硬度值来确定介质110存在或不存在。在示例中，控制器104可基于扭矩特征来确定介质110存在或不存在。在另一示例中，控制器104可基于扭矩变化的斜率来确定介质110存在或不存在。

图4示出了方法400的示例。方法400可由设备100执行以确定介质容器106是否是空的，从而确定介质容器106中是否存在介质110。方法400以示例的方式被描述为由设备100执行，并且可由其他设备执行。本文描述的方法400和其他方法可由包括执行体现该方法的机器可读指令的至少一个处理器的任何打印设备执行。例如，图1所示的设备100和/或控制器104可将机器可读指令存储在体现该方法的数据存储器130中，并且控制器104中的处理器可执行机器可读指令。同样，本文描述的方法400的一个或多个步骤以及其他方法的步骤可以以与所示出的不同的顺序执行或基本上同时执行。

在402处，控制器104可确定介质容器106中的介质135的水平是否低于低介质阈值。例如，控制器104可基于存储在数据存储器130中的先前确定的介质135的水平来检索关于介质135的水平的信息。当控制器104确定介质135的水平高于低介质阈值时，控制器104可停止执行以延长拾取臂110和相关组件的寿命。

在404处，如果水平低于阈值，则控制器104可如参照图1所述的那样将拾取臂115从位置a移动到位置b，以接触与拾取臂115相对的表面，例如介质110。

在406处，控制器104可确定在电机112运行期间的扭矩变化。在示例中，控制器104可确定在如参照图1所述的微拾运动期间的扭矩变化。

在408处，控制器104可确定扭矩变化是否在扭矩阈值内。在示例中，扭矩阈值可以是如以上参照图3讨论的最小硬度值和最大硬度值处的扭矩的量。并且当扭矩变化在最大硬度值和最小硬度值之内时，扭矩变化在扭矩阈值内。控制器104可当所确定的扭矩变化不在扭矩阈值内时检测到介质110不存在，并且移动至410以报告介质110存在。控制器104可检测到介质110存在。在示例中，当扭矩变化在最大硬度值和最小硬度值之外时，扭矩不在阈值内。在另一示例中，当扭矩变化的特征类似于介质110的扭矩的特征时，扭矩在扭矩阈值内。

在412处，控制器104可报告介质110不存在。在示例中，控制器104可报告在显示器上不存在介质110。在另一示例中，控制器104可通过使发光二极管闪烁来警告用户介质110不存在。在另一示例中，控制器104可将消息发送到连接至设备100的装置以警告用户。

图5示出了方法500的示例。方法500可由设备100执行，以确定介质容器106中的介质110的类型。

在502处，控制器104可如参照图1所讨论的那样确定用于介质110的电机112的扭矩变化。

在504处，控制器104可确定扭矩变化是否在扭矩阈值内。在示例中，当测量到的扭矩变化在如参照图3所讨论的介质110的最大扭矩量和最小扭矩量之内时，扭矩变化可在扭矩阈值内。

在506处，控制器104可确定扭矩变化的量。例如，假设介质110是一张60gsm的纸，则该一张纸的扭矩的量小于75gsm的普通纸的扭矩的量。类似地，120gsm的纸的扭矩变化的量小于250gsm的照片纸的扭矩的量。在示例中，与微拾期间的伺服位置相关的微拾期间的扭矩将随着介质厚度的增加而增加。在另一示例中，当介质不存在时，微拾期间的扭矩可能不作响应或作出负响应。

在508处，控制器104可报告介质类型。在示例中，控制器104可基于介质类型来警告用户。警告的示例可包括屏幕上的视觉显示、听觉警告、发给附接到电话的移动装置的消息等。

图6示出了方法600的示例。方法600可由设备100执行以确定附件的类型或附件的存在。

在602处，控制器104可确定电机112的扭矩变化，如参照图1所讨论的。

在604处，控制器104可确定该扭矩变化是否在阈值内。在示例中，当负扭矩具有线性斜率时，扭矩变化在阈值内。在608处，当扭矩变化在阈值内时，控制器104可报告托盘存在。并且控制器104可报告介质110不存在。在示例中，当扭矩变化不在阈值内时，控制器可确定托盘不存在。

在606处，控制器104可报告托盘不存在。

图7示出了方法600的示例。方法600可由设备100执行以确定附件的类型或附件的存在。

在702处，控制器104可确定电机112的扭矩变化，如参照图1所讨论的。

在704处，控制器104可确定扭矩变化的斜率。扭矩变化的斜率可由于与其他表面相比由电机112随时间对介质施加的力的差异而指示介质是否存在。

在706处，控制器104可基于扭矩变化的斜率来确定介质110是否存在。在示例中，当介质110存在时，扭矩变化的斜率可以是正的。在另一示例中，扭矩变化的斜率在有介质110与没有介质之间可以是不同的。

在708处，控制器104可确定扭矩变化的量。例如，控制器104可使用扭矩值的变化来确定扭矩变化的量。

在710处，控制器104可基于扭矩变化的量来确定介质类型。报告的示例可包括打印机的屏幕上的消息、听觉警告、诸如打印机上的照明源闪烁的视觉警告等。

本文已经描述和例示的是本公开的示例以及一些变型。本文所使用的术语、描述和附图仅以例示的方式阐述，并不意在限制。在旨在由所附权利要求及其等同物限定的本公开的范围内可能有许多变型，其中，除非另外指出，否则所有术语都表示其最广泛的合理含义。