專(zhuān)利名稱(chēng)：帶驅(qū)動(dòng)器和打印設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶驅(qū)動(dòng)器和打印設(shè)備及其操作方法，尤其涉及能用在轉(zhuǎn)印打印機(jī)的帶驅(qū)動(dòng)器和打印設(shè)備及其操作方法，其中所述轉(zhuǎn)印打印機(jī)使用載體承載的墨水。
在轉(zhuǎn)印打印機(jī)中，打印機(jī)中的帶通常指打印機(jī)色帶，其一面上攜帶墨水，這樣打印頭能接觸色帶的另一面，以使墨水從色帶上轉(zhuǎn)印到目標(biāo)物質(zhì)，比如紙張或者柔軟薄膜。這種打印機(jī)用在很多應(yīng)用場(chǎng)合中。工業(yè)打印應(yīng)用包括熱轉(zhuǎn)印標(biāo)簽印字機(jī)和熱轉(zhuǎn)印編碼器，其直接打印到諸如用柔軟薄膜或者卡片制作的包裝材料等物質(zhì)上。
墨帶通常以繞卷在芯上的卷狀物的形式提供給最終用戶(hù)。最終用戶(hù)將芯推到帶卷軸上，拉動(dòng)卷狀物的自由端以釋放一定長(zhǎng)度的色帶，然后使所述的帶的末端與另外的帶卷軸搭合。卷軸一般安裝在帶盒上，其中所述帶盒能容易地安裝在打印機(jī)器上。打印機(jī)器包括傳送裝置，其用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卷軸，以便從一個(gè)卷軸上展開(kāi)色帶并將其卷到另一個(gè)卷軸上。打印設(shè)備沿經(jīng)過(guò)打印頭的預(yù)定路徑在兩個(gè)卷軸之間傳送色帶。
上述類(lèi)型的已知打印機(jī)用很多不同的方法解決怎樣驅(qū)動(dòng)色帶卷軸的問(wèn)題。有些方法使用步進(jìn)電機(jī)，其他一些方法用直流電動(dòng)機(jī)直接或間接地驅(qū)動(dòng)卷軸。已知裝置一般只驅(qū)動(dòng)卷取色帶的卷軸(卷帶卷軸)，并依靠色帶從其上拉下的卷軸(供帶卷軸)上的某種形式的“滑動(dòng)離合器”裝置提供阻力，以便確保在打印和色帶繞卷過(guò)程中色帶保持張緊，且在色帶將要靜止時(shí)防止色帶過(guò)渡繞卷?？梢砸庾R(shí)到，維持足夠的張緊力對(duì)于打印機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是很重要的必要條件。
在色帶的卷狀物逐漸被打印機(jī)使用時(shí)，供帶卷軸的初始外徑減少，而卷帶卷軸的初始外徑增加。在提供基本恒定的阻力扭矩的滑動(dòng)離合器裝置中，色帶張力與卷軸直徑成正比地變化。假定希望使用大的供帶卷軸以便將補(bǔ)充色帶卷狀物的次數(shù)降低到最小，這樣就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是在快速色帶傳送很重要的高速機(jī)器中。
動(dòng)態(tài)變化的色帶張緊力對(duì)滑動(dòng)離合器傳遞的扭矩提出精密的公差要求。這樣的公差很難保持，因?yàn)殡S著時(shí)間過(guò)去滑動(dòng)離合器中的磨損會(huì)改變離合器所施加的阻力。如果抓持力太大，那么在整個(gè)從新供帶卷狀物到空供帶卷狀物的卷軸直徑范圍中，色帶傳送系統(tǒng)可能會(huì)沒(méi)有足夠的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)色帶。抓持力太小和色帶中的松弛可能會(huì)導(dǎo)致供帶卷軸的過(guò)度繞卷。假設(shè)有這些約束，典型的打印機(jī)設(shè)計(jì)通過(guò)限定色帶傳送系統(tǒng)的加速度、減速度和最大速度容量的方法獲得折中的性能。結(jié)果，打印機(jī)的整體性能被折中。
美國(guó)專(zhuān)利4,000,804、美國(guó)專(zhuān)利4,294,552、美國(guó)專(zhuān)利4,479,081、美國(guó)專(zhuān)利4,788,558和英國(guó)專(zhuān)利2310405中說(shuō)明了傳統(tǒng)打印設(shè)備的代表性實(shí)例。
美國(guó)專(zhuān)利4,000,804的系統(tǒng)描述了從供帶卷軸傳送色帶到卷帶卷軸的裝置，其包括成對(duì)的各自連接到對(duì)應(yīng)卷軸軸的電動(dòng)機(jī)。所述電動(dòng)機(jī)是直流(DC)電動(dòng)機(jī)。連接到卷帶卷軸的電動(dòng)機(jī)由恒流發(fā)電機(jī)供電，以便以大體恒定的扭矩繞卷色帶。連接到供帶卷軸的電動(dòng)機(jī)由恒壓發(fā)電機(jī)供電，以便在色帶傳送過(guò)程中保持色帶張緊。當(dāng)色帶完全繞卷在卷帶卷軸上時(shí)，轉(zhuǎn)換設(shè)備交換兩個(gè)卷軸的功能。使用所述裝置，沒(méi)有考慮供帶卷軸和卷帶卷軸在色帶傳送過(guò)程中的直徑變化，這樣在從供帶卷軸完全傳送色帶到卷帶卷軸的過(guò)程中色帶張力發(fā)生變化。
美國(guó)專(zhuān)利4,294,552公開(kāi)了雙向色帶驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)卷軸分別由各自的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。卷帶卷軸由其步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但是供帶卷軸電動(dòng)機(jī)則由低電平“拖曳(drag)”電流供電以保持色帶張緊。并沒(méi)有主動(dòng)地地控制電動(dòng)機(jī)以補(bǔ)償卷軸直徑的變化。
美國(guó)專(zhuān)利4,479,081描述了使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的裝置，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸，另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)連接到供帶卷軸。反饋信號(hào)指示出供帶卷軸的角速度，函數(shù)表提供了應(yīng)用到卷帶卷軸的步進(jìn)脈沖速率的信息。色帶由驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為反饋?zhàn)儞Q器適當(dāng)控制驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸的電動(dòng)機(jī)，以便在考慮卷軸直徑變化的同時(shí)還能保持恒定的色帶速度。因此雖然所述裝置避免了對(duì)諸如絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等的需求，其中絞盤(pán)驅(qū)動(dòng)器插在兩個(gè)卷軸之間以便獲得可靠的色帶傳送速度，但是只驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)電動(dòng)機(jī)傳送扭矩以輔助色帶傳送。此專(zhuān)利中沒(méi)有提出裝置可以在推挽式的模式下操作，也就是驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸的電動(dòng)機(jī)拉色帶，而驅(qū)動(dòng)供帶卷軸的電動(dòng)機(jī)沿輔助帶傳送的方向推相關(guān)的卷軸。
美國(guó)專(zhuān)利4,788,558描述了設(shè)有兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其中一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)供帶卷軸。由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的另外的驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)觽魉蜕珟?。供帶卷軸直流電動(dòng)機(jī)用作制動(dòng)裝置而并不輔助帶傳送。因此這是個(gè)傳統(tǒng)的裝置，其中要用絞盤(pán)輥?zhàn)觼?lái)控制色帶的傳送速度。使用這樣的裝置，與描述的考慮到色帶卷軸尺寸而使用反饋信息以便維持期望的色帶張力的裝置相比，該裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，但是整個(gè)系統(tǒng)是復(fù)雜的。
專(zhuān)利GB2310405描述了由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸的雙向打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置。通過(guò)使用惰輥來(lái)精確控制色帶傳送，其中惰輥旋轉(zhuǎn)時(shí)與色帶接觸從而可直接測(cè)量色帶傳送速度。使用這樣的惰輥和相關(guān)的部件增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。
已知裝置中沒(méi)有一個(gè)能處理好高速工業(yè)轉(zhuǎn)印打印系統(tǒng)的需求。這樣的系統(tǒng)一般在兩個(gè)模式中的一個(gè)模式下操作，也就是或者連續(xù)打印或者間歇打印。在這兩種操作模式中，所述裝置實(shí)施一系列有規(guī)律重復(fù)的打印周期，每個(gè)周期包括打印階段，在此階段墨水轉(zhuǎn)移到物質(zhì)上；另外的非打印階段，在此階段設(shè)備為下一個(gè)周期的打印階段做準(zhǔn)備。
在連續(xù)打印中，打印階段期間固定的打印頭與打印機(jī)色帶接觸，其中所述色帶的另一面與圖象打印在其上的物質(zhì)相接觸。(術(shù)語(yǔ)“固定”用在連續(xù)打印領(lǐng)域中是指雖然打印頭會(huì)移動(dòng)到與色帶接觸和移開(kāi)不與色帶接觸，但是相對(duì)色帶路徑、在色帶沿所述色帶路徑前進(jìn)的方向上來(lái)說(shuō)該打印頭是不動(dòng)的)。物質(zhì)和打印機(jī)色帶都經(jīng)過(guò)打印頭傳送，一般其速度相同，但也不是必然這樣。一般只能打印長(zhǎng)度相對(duì)較小的經(jīng)過(guò)打印機(jī)頭傳送的物質(zhì)，因此為避免色帶總的消耗量，需要在打印操作之間倒轉(zhuǎn)色帶行進(jìn)的方向。因此在典型的物質(zhì)以恒定速行進(jìn)的打印過(guò)程中，打印頭只有當(dāng)其在與被打印物質(zhì)相鄰的區(qū)域中時(shí)才伸出并與色帶接觸。在打印頭即將伸出之前，色帶必須加速到例如物質(zhì)行進(jìn)的速度。在打印階段，色帶速度必須保持在物質(zhì)的恒定速度度上，打印階段結(jié)束后，色帶必須減速，然后沿相反方向驅(qū)動(dòng)色帶，使色帶用過(guò)的區(qū)域處于打印頭的上游側(cè)。隨著被打印物質(zhì)下個(gè)區(qū)域的到來(lái)，色帶必須加速回到正常的打印速度，并且色帶必須定位，以便在打印頭前進(jìn)到打印位置時(shí)，靠近色帶先前使用過(guò)的區(qū)域的色帶未用部分位于打印頭和物質(zhì)之間。因此需要色帶在兩個(gè)方向上能快速加速和減速，并且色帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須能精確定位色帶，以便避免在色帶的先前使用過(guò)的部分處于打印頭和物質(zhì)之間時(shí)實(shí)施了打印操作。
在間歇打印中，物質(zhì)以步進(jìn)的方式經(jīng)過(guò)打印頭前行，這樣在每個(gè)周期的打印階段中，物質(zhì)和通常的色帶是固定的，但色帶并不必須是這樣。通過(guò)相對(duì)物質(zhì)和色帶移置打印頭來(lái)獲得物質(zhì)、色帶與打印頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在連續(xù)周期的打印階段之間，使物質(zhì)前行以便將被打印的下個(gè)區(qū)域呈現(xiàn)在打印頭下，并且使色帶也前進(jìn)以便色帶的未用部分位于打印頭和物質(zhì)之間。在打印頭前進(jìn)到執(zhí)行打印操作時(shí)，再次需要快速和精確的傳送色帶，以確保未使用的色帶一直處在物質(zhì)和打印頭之間。
在高速轉(zhuǎn)印打印機(jī)的色帶加速、減速、速度和位置的精確度的要求方面，已知的驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置難在獲得可接受的性能同時(shí)保證高的可靠性。在不是高速打印機(jī)的應(yīng)用中也存在相同的限制。因此，本發(fā)明的目的是提供一種帶驅(qū)動(dòng)器，其能以滿足高速生產(chǎn)線要求的模式傳送打印機(jī)色帶，當(dāng)然本發(fā)明的帶驅(qū)動(dòng)器可以用在其他近似的高性能要求的應(yīng)用中。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種帶驅(qū)動(dòng)器，其包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，其中至少一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)；兩個(gè)可以在其上安裝帶卷軸的帶卷軸支架，每個(gè)卷軸支架能被各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；控制器，其用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的加電，以便可以在安裝在卷軸支架上的卷軸之間沿至少一個(gè)方向傳送帶，其中控制器可操作給兩個(gè)電動(dòng)機(jī)加電以沿帶傳送的方向驅(qū)動(dòng)帶的卷軸。
根據(jù)本發(fā)明的帶驅(qū)動(dòng)器依賴(lài)于在帶傳輸送過(guò)程中驅(qū)動(dòng)兩個(gè)帶卷軸進(jìn)而驅(qū)動(dòng)帶的電動(dòng)機(jī)。因此兩電動(dòng)機(jī)以推挽式模式運(yùn)行。這樣可以獲得非常高的加速度和減速度。被傳送的帶中的張緊力由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制來(lái)確定，從而不依賴(lài)于任何處在卷帶卷軸和供帶卷軸之間必須與帶接觸的部件。因此可獲得非常簡(jiǎn)單的整體機(jī)械組件。假設(shè)電動(dòng)機(jī)在帶傳送中都起作用，則可使用相對(duì)較小、因而不貴又緊湊的電動(dòng)機(jī)。
每個(gè)卷軸的實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向依賴(lài)于帶繞在每個(gè)卷軸上的方向。如果卷軸沿相同方向繞卷，則卷軸沿相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)從而傳送帶。如果卷軸彼此沿相反的方向繞卷，則卷軸將沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)從而傳送帶。在任何構(gòu)造中，卷軸均是沿帶傳送的方向旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，控制器控制電動(dòng)機(jī)在卷軸之間沿兩個(gè)方向傳送帶。電動(dòng)機(jī)可以都是步進(jìn)電機(jī)，控制器可操作用來(lái)監(jiān)測(cè)帶中的張緊力，其中所述帶在安裝在卷軸支架上的卷軸之間傳送，所述控制器還可控制電動(dòng)機(jī)在預(yù)定范圍之間保持被監(jiān)測(cè)的張緊力。優(yōu)選地提供裝置以監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)中至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電源，并依據(jù)被監(jiān)測(cè)的功率計(jì)算帶張緊力的值。例如，在使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的情況，電源會(huì)為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置提供電力，該裝置隨后為步進(jìn)電機(jī)的繞組供應(yīng)電流，通過(guò)監(jiān)測(cè)供給電動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電壓和/或電流的裝置來(lái)監(jiān)測(cè)功率。可以意識(shí)到，傳送到電動(dòng)機(jī)繞組的電流和電壓依賴(lài)加在電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載而變化，與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的種類(lèi)和特性無(wú)關(guān)。由于這個(gè)原因，優(yōu)選提供能為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置提供充分穩(wěn)定的電壓的穩(wěn)壓電源，且監(jiān)測(cè)從電源供給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電流的大小。
優(yōu)選地，每個(gè)步進(jìn)電機(jī)由各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路加電，各自的低阻值電阻串連且與各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連接，監(jiān)測(cè)串連電阻兩端的電壓信號(hào)以便監(jiān)測(cè)供給電動(dòng)機(jī)的電流。電壓信號(hào)可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再供給微控制器，微控制器控制電動(dòng)機(jī)控制脈沖串的產(chǎn)生，其中電動(dòng)機(jī)控制脈沖串施加在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中。在整個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)可以監(jiān)測(cè)電流，但優(yōu)選只在帶傳送速度充分穩(wěn)定的階段監(jiān)測(cè)電流。預(yù)定時(shí)間段與帶傳送的預(yù)定長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。
可以為所述或者每個(gè)步進(jìn)電機(jī)記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表示無(wú)帶負(fù)載的條件下在一系列步進(jìn)率的每個(gè)步進(jìn)率下供給步進(jìn)電機(jī)的功率消耗，參照測(cè)量的電動(dòng)機(jī)步進(jìn)率可以計(jì)算帶張緊力，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與步進(jìn)率和由電動(dòng)機(jī)消耗的功率有關(guān)。
可以直接監(jiān)測(cè)帶卷軸的外徑，并根據(jù)監(jiān)測(cè)的直徑考慮帶張緊力?？梢员O(jiān)測(cè)多個(gè)直徑的每一個(gè)外徑，其中多個(gè)直徑彼此傾斜，以便檢測(cè)卷軸的離心率，從而能精確的測(cè)量卷軸周長(zhǎng)。
可以通過(guò)測(cè)量供給兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率、卷軸半徑、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)步進(jìn)率有關(guān)的校準(zhǔn)因數(shù)計(jì)算出張緊力t。還可以使用校準(zhǔn)比例因數(shù)來(lái)將計(jì)算出的張緊力轉(zhuǎn)化到更易解釋的值。為了將所述的t值保持在預(yù)定限制之間，最好控制器實(shí)施控制算法來(lái)計(jì)算加到展開(kāi)在卷軸之間的帶的帶長(zhǎng)度或者從展開(kāi)在卷軸之間的帶中減去的帶長(zhǎng)度，并且所述控制器實(shí)施控制算法以控制步進(jìn)電機(jī)加或者減計(jì)算出的帶長(zhǎng)度到展開(kāi)在卷軸之間的帶?？蛇x方案是，獲取提供給兩個(gè)步電機(jī)的電流之間的差值，依據(jù)差值可以控制電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)?？梢砸庾R(shí)到，差值可以是簡(jiǎn)單地從一個(gè)電流中減去另一個(gè)電流的結(jié)果，或者可以是與兩個(gè)被測(cè)電流的比值有關(guān)。在差值落入定義在上下限之間的系列公差帶的每個(gè)公差帶之間的時(shí)間段內(nèi)，電動(dòng)機(jī)速度可以保持不變，且可以依據(jù)卷軸外徑的比值調(diào)節(jié)公差帶。為了將差值保持在上下限之間，控制裝置實(shí)施控制算法計(jì)算加入到展開(kāi)在卷軸之間的帶的帶長(zhǎng)或者從展開(kāi)在卷軸之間的帶減去的帶長(zhǎng)，且控制裝置實(shí)施控制算法控制步進(jìn)電機(jī)將計(jì)算的帶長(zhǎng)加或者減到展開(kāi)在卷軸之間的帶。
可以輸入與帶寬度相對(duì)應(yīng)的值，并調(diào)整預(yù)定界限以考慮帶寬度。例如，控制算法可以包含增益常數(shù)，可以調(diào)整增益常數(shù)來(lái)考慮帶寬度?？刂扑惴梢灾芷诓僮?，這樣在一個(gè)周期計(jì)算加或減的帶長(zhǎng)，而在下一個(gè)周期控制電動(dòng)機(jī)調(diào)整卷軸間帶的量。采用這種方法是因?yàn)椋梢砸庾R(shí)到雖然卷軸間的帶長(zhǎng)度達(dá)到與張緊力無(wú)關(guān)的第一近似值，但是帶的拉伸意味著如果有帶加到展開(kāi)在卷軸之間的帶長(zhǎng)上，這將會(huì)減少拉伸直到張緊力變?yōu)榱恪＿M(jìn)一步可以意識(shí)到，對(duì)于給定的張緊力，窄的帶比寬的帶拉伸得多，因此窄帶的由卷軸間帶的加或者減引起的張緊力的變化比寬帶的少。
如果張緊力落到最小可接受限度以下指示例如帶破損，則張緊力的監(jiān)測(cè)可能產(chǎn)生指示錯(cuò)誤輸出。
用光學(xué)傳感系統(tǒng)可以用來(lái)監(jiān)測(cè)卷軸直徑，其中光學(xué)傳感系統(tǒng)包括至少一個(gè)光發(fā)射器和至少一個(gè)光監(jiān)測(cè)器，這樣可以在所述兩者之間建立光路；傳送機(jī)械裝置，其用來(lái)支撐光學(xué)傳感系統(tǒng)的至少一個(gè)部分，且所述裝置是可驅(qū)動(dòng)的，以便使光路掃描經(jīng)過(guò)被測(cè)卷軸所在的空間；控制器，其用來(lái)控制傳送機(jī)械裝置和監(jiān)測(cè)傳送機(jī)械裝置的位置，其中傳送機(jī)械裝置中監(jiān)測(cè)器的輸出量變化指示出在兩種條件之間的轉(zhuǎn)換，兩種條件中一種是光路被卷軸遮擋，另一種是光路沒(méi)有被該卷軸遮擋，所述控制器還依據(jù)監(jiān)測(cè)的傳送機(jī)械裝置的位置計(jì)算卷軸直徑，其中傳送機(jī)械裝置中監(jiān)測(cè)器的輸出變化。
發(fā)射器和檢測(cè)器中的一個(gè)可以安裝在傳送機(jī)械裝置上，另一個(gè)固定在與帶卷軸相關(guān)的位置，或者可選擇地，發(fā)射器和檢測(cè)器都安裝在傳送機(jī)械裝置上，發(fā)射器和檢測(cè)器之間的光路可由放在遠(yuǎn)離傳送機(jī)械裝置的卷軸旁邊的鏡子建立，其中鏡子將光從發(fā)射器反射到檢測(cè)器。卷軸在第一位置時(shí)可以測(cè)量卷軸直徑，然后可以旋轉(zhuǎn)卷軸以致一個(gè)卷軸旋轉(zhuǎn)例如30°，可以再次測(cè)量直徑等等。這樣可以精確測(cè)定卷軸離心率和外周長(zhǎng)。
本發(fā)明對(duì)傳送機(jī)械裝置是傳遞色帶打印機(jī)的打印機(jī)頭傳送機(jī)械裝置的情況有特殊的適用性。在這樣的機(jī)器中，可在直徑測(cè)量裝置的輸出量的基礎(chǔ)上計(jì)算卷軸的比率。比率計(jì)算裝置可以包括裝置，其使第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)供卷帶卷軸且使第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)供帶卷軸，以便第二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)；裝置，其用來(lái)由第二步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖，其中脈沖率與電動(dòng)機(jī)速度成正比；裝置，其用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)以得出第二步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)量；裝置，其用來(lái)檢測(cè)第一步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)以得出第一步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量；裝置，其用來(lái)比較電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)量以計(jì)算卷軸外徑比率。
多個(gè)帶驅(qū)動(dòng)器的操作周期后，其中帶在卷軸之間傳送，根據(jù)初始監(jiān)測(cè)的卷軸直徑比率、卷軸直徑之間當(dāng)前的比率、及至少一個(gè)初始測(cè)量的卷軸直徑可以計(jì)算出至少一個(gè)卷軸的最新的直徑。
當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的帶驅(qū)動(dòng)器裝入轉(zhuǎn)印打印機(jī)，用來(lái)將墨水從打印機(jī)色帶轉(zhuǎn)移到物質(zhì)，其中物質(zhì)沿鄰近打印機(jī)的預(yù)定路徑傳送，帶驅(qū)動(dòng)器作為打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置在第一和第二色帶卷軸間傳送色帶，打印機(jī)可以進(jìn)一步包括打印頭，其與色帶的一邊接觸并將色帶的反面壓得與在預(yù)定路徑上的物質(zhì)接觸；打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其沿通常與預(yù)定物質(zhì)傳送路徑平行的導(dǎo)軌傳送打印頭，且其使打印頭與色帶接觸和分離；控制器，其控制打印機(jī)色帶和打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，所述控制器可選擇地為可編程，或者在打印期間相對(duì)預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送色帶，而打印頭固定且打印頭與色帶接觸，或者在打印期間相對(duì)色帶和預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送打印頭，且打印頭與色帶接觸。
驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置可以是雙向的，這樣色帶可以從第一卷軸傳送到第二卷軸，還可以從第二卷軸傳到第一卷軸。
在打印頭安裝在沿導(dǎo)軌可移置的打印頭托架上的情況下，可以提供可互換和成形的第一和第二托架，這樣在導(dǎo)軌上打印頭放在一個(gè)位置合適的托架上以便打印到沿物質(zhì)傳送路徑在一個(gè)方向行進(jìn)的物質(zhì)上，而在導(dǎo)軌上打印頭放在另一位置合適的托架上以便能打印到沿物質(zhì)路徑在另一個(gè)方向行進(jìn)的物質(zhì)上。
帶驅(qū)動(dòng)器可以裝入打印設(shè)備，其中所述打印設(shè)備包括機(jī)架；安裝在打印頭支撐組件上的打印頭，其中打印頭支撐組件沿與打印色帶路徑平行的方向相對(duì)于托架是可移置的，帶驅(qū)動(dòng)器沿所述打印色帶路徑驅(qū)動(dòng)色帶；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其相對(duì)于機(jī)架移置打印頭支架；輥?zhàn)?，其用?lái)支撐在色帶路徑旁邊的被打印的物質(zhì)，其中色帶路徑遠(yuǎn)離打印頭；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)于打印頭支撐組件移置打印頭到打印位置，在所述打印位置部分打印頭壓靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上；控制器，其用來(lái)調(diào)整第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置以相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸調(diào)整打印頭的角度位置。
優(yōu)選地，打印頭安裝在打印頭支撐組件上，其中所述打印頭支撐組件沿與打印色帶路徑平行的方向相對(duì)機(jī)架可移置，帶驅(qū)動(dòng)器沿所述打印色帶路徑驅(qū)動(dòng)色帶，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置的打印頭支架，安裝在打印頭支撐組件上并沿所述的平行方向可移置的打印頭剝離輥?zhàn)?，第二?qū)動(dòng)機(jī)械裝置用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件和剝離輥?zhàn)釉卩徑蛴∩珟窂降拇蛴∥恢煤痛蛴∥恢弥g移置打印頭，在所述打印位置上打印頭與路徑上的打印色帶接觸，其中設(shè)置了凸輪機(jī)械裝置，作為打印頭支撐組件移置到預(yù)定位置的結(jié)果使凸輪機(jī)械裝置嚙合，當(dāng)凸輪機(jī)械裝置嚙合時(shí)，打印頭從待打印位置回退到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
凸輪機(jī)械裝置可以包括安裝在機(jī)架里的盤(pán)，從而形成狹槽；銷(xiāo)子，由安裝在打印頭支撐組件上的樞軸部件上伸出，打印頭支撐組件移置到預(yù)定位置使得銷(xiāo)子插入狹槽，從而使樞軸部件從其支撐打印頭的第一位置旋轉(zhuǎn)到打印頭釋放的第二位置進(jìn)而移到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
可以在安裝在打印頭支撐組件上的可移置部件上安裝樞軸部件，當(dāng)樞軸部件在第一位置上時(shí)將可移置部件從回退位置轉(zhuǎn)移到伸展位置的移置使打印頭從待打印的位置移到打印位置。
打印設(shè)備可進(jìn)一步包括將打印頭應(yīng)用到支撐在驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置里的色帶的裝置，打印頭包括打印元件陣列，可選擇地對(duì)每個(gè)元件加電以從與那個(gè)元件接觸的部分色帶上的釋放墨水；控制器，其用來(lái)控制打印元件的加電和色帶的前進(jìn)以便實(shí)施一系列的打印周期，其中每個(gè)周期包括打印階段和非打印階段，在打印階段，打印頭和色帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得打印頭經(jīng)過(guò)色帶預(yù)定長(zhǎng)度，而在非打印階段，色帶相對(duì)打印頭前進(jìn)預(yù)定的距離，其中在連續(xù)打印周期中，控制器可選擇地對(duì)打印元件的不同群組加電，元件群組分布在打印頭上，這樣不同群組接觸色帶不同的部分，控制器使色帶前進(jìn)，這樣所述色帶前進(jìn)的預(yù)定距離少于所述的色帶預(yù)定長(zhǎng)度，加電打印元件群組，這樣在任何兩個(gè)給打印元件的相同群組加電的打印階段之間的間隔內(nèi)，色帶前進(jìn)至少所述的色帶預(yù)定長(zhǎng)度?？墒褂脙蓚€(gè)打印元件群組，這樣色帶前進(jìn)的距離就可以只有色帶預(yù)定長(zhǎng)度的一半。
假定上述連續(xù)和間歇打印的基本差異，工業(yè)實(shí)踐中提供的打印設(shè)備或者具有連續(xù)打印應(yīng)用的能力或者具有間歇打印應(yīng)用的功能，但是不能提供執(zhí)行兩個(gè)功能的多功能打印機(jī)。兩種應(yīng)用所需的兩種打印設(shè)備間的差異是在其中之一(連續(xù)打印)，打印頭是固定的(按照上述方式使用此術(shù)語(yǔ))，而在另一個(gè)中(間歇)，打印頭必須是可移置的。結(jié)果，當(dāng)特殊的生產(chǎn)線從例如間歇打印應(yīng)用轉(zhuǎn)換到連續(xù)打印應(yīng)用時(shí)，必須替換所有的打印設(shè)備。對(duì)于這種設(shè)備的用戶(hù)，這是相當(dāng)可觀的成本費(fèi)用。
本發(fā)明的目的是避免或者減輕以上的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面內(nèi)容，使用轉(zhuǎn)印打印機(jī)，將墨水從打印機(jī)色帶轉(zhuǎn)移到沿鄰近打印機(jī)的預(yù)定路徑傳送的物質(zhì)上，所述轉(zhuǎn)印打印機(jī)包括在第一和第二色帶卷軸之間傳送色帶的打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置；與色帶的一面接觸且壓色帶的反面與預(yù)定路徑上的物質(zhì)接觸的打印頭；打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其一般沿與預(yù)定物質(zhì)傳送路徑平行的導(dǎo)軌傳送打印頭，且移置打印頭使其與色帶接觸或者遠(yuǎn)離色帶；可選擇編程的控制器，其或者在打印期間相對(duì)預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送色帶，而打印頭固定且打印頭與色帶接觸，或者在打印期間相對(duì)色帶和預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送打印頭，且使打印頭與色帶接觸。
因此本發(fā)明的第二方面內(nèi)容提供具有足夠多功能、能用于連續(xù)和間歇應(yīng)用中的打印設(shè)備。
如上述定義的本發(fā)明第二方面內(nèi)容中的轉(zhuǎn)印打印機(jī)可與上述的本發(fā)明的第一方面內(nèi)容中任何或者所有的特性相結(jié)合使用。特別地，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置可以是雙向的，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置可以由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)組成，每個(gè)步進(jìn)電機(jī)沿帶傳送方向驅(qū)動(dòng)第一和第二色帶卷軸中的一個(gè)，可以監(jiān)測(cè)色帶張緊力，可以控制步進(jìn)電機(jī)將張緊力保持在在預(yù)定限制內(nèi)，打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置可以包括另外連接到打印頭的步進(jìn)電機(jī)，打印頭可安裝在沿導(dǎo)軌可移置的托架上。此外，使用可互換的第一和第二托架能打印到沿物質(zhì)傳送路徑的任一方向行進(jìn)的物質(zhì)上，而鄰近打印頭安裝的剝離輥?zhàn)幽芟鄬?duì)打印頭倒轉(zhuǎn)位置。
如上所述，在用來(lái)傳送諸如兩卷軸之間的打印機(jī)色帶等帶的帶驅(qū)動(dòng)器中，在帶從一個(gè)卷軸傳遞到另一個(gè)卷軸過(guò)程中，卷軸的直徑是變化的。這顯著地影響了兩個(gè)卷軸的相對(duì)速度，而如要保持帶張緊力就必須保持兩卷軸的相對(duì)速度。為解決這個(gè)影響做了很多嘗試，顯著的方法是專(zhuān)利US4,479,081采用的方法。然而已知的方法中沒(méi)有方法能傳送可靠精確的卷軸直徑尺寸從而在兩個(gè)電動(dòng)機(jī)以推挽式模式操作的裝置中實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)速度的精確合適的控制。而一些已知的系統(tǒng)能處理初始狀態(tài)總是相同的帶驅(qū)動(dòng)器(例如，已知外徑的新的供帶卷軸連接到空的卷帶卷軸)，在很多應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)有這樣的情況操作者將帶安裝到機(jī)器上，其中帶部分被用，這樣初始時(shí)已知外徑的供帶卷軸部分轉(zhuǎn)移到卷帶卷軸上。
本發(fā)明的還一個(gè)目的是避免或者減少上述的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面內(nèi)容，提供測(cè)量?jī)蓭Ь磔S直徑的設(shè)備，其中帶安裝在可驅(qū)動(dòng)以便在卷軸間傳送帶的帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置上，所述測(cè)量帶卷軸直徑的設(shè)備包括包括至少有一個(gè)光發(fā)射器和至少有一個(gè)光檢測(cè)器的光學(xué)傳感系統(tǒng)，其中發(fā)射器和檢測(cè)器之間形成光路；傳送機(jī)械裝置，其支撐至少部分的光學(xué)傳感系統(tǒng)且可驅(qū)動(dòng)以便使光路掃描過(guò)被測(cè)卷軸所在的空間；可操作控制傳送機(jī)械裝置的控制器，其檢測(cè)傳送機(jī)械裝置的位置，在所述傳送機(jī)械裝置中檢測(cè)器輸出量的變化指示了兩種條件間的轉(zhuǎn)換，一種條件是卷軸擋住了光路，另一種條件是那個(gè)卷軸沒(méi)有擋住光路，所述控制器還依據(jù)檢測(cè)到的傳送機(jī)械裝置的位置計(jì)算卷軸的直徑，其中在傳送機(jī)械裝置中檢測(cè)器的輸出量是變化的。
本發(fā)明第三方面內(nèi)容可以精確確定卷軸尺寸。在諸如具有可移置打印頭的轉(zhuǎn)印打印機(jī)等設(shè)備中，可移置部件可以可靠地安裝在可移置打印頭上，從而除以上設(shè)備正常功能所需的部件之外不再需要額外的機(jī)電部件。
如上述定義的本發(fā)明三方面內(nèi)容中的設(shè)備可與上述的本發(fā)明的第一和第二方面內(nèi)容中任何特性相結(jié)合使用。
用在例如轉(zhuǎn)印打印機(jī)中的打印頭，如果想產(chǎn)生質(zhì)量好的打印，尤其在高打印速度中，必須相對(duì)壓紙卷筒精確定位，其中壓紙卷筒支撐被打印的物質(zhì)。僅僅一點(diǎn)角度的偏移就能在徑向上對(duì)打印質(zhì)量產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)處理這個(gè)問(wèn)題的方法是在標(biāo)定正確的位置上將打印頭定位在合適的支撐組件上，然后實(shí)施測(cè)試打印看打印質(zhì)量如何，然后機(jī)械地調(diào)整打印頭的位置以便優(yōu)化打印質(zhì)量。這里涉及安裝工人，其用例如定位架作很小的機(jī)械調(diào)整。這個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)很長(zhǎng)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是避免或者減少上述的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明第四方面內(nèi)容，提供打印設(shè)備，其包括機(jī)架；打印頭，其安裝在打印頭支撐組件上，該打印頭支撐組件沿與打印色帶路徑平行的方向相對(duì)機(jī)架可移置；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支架；輥?zhàn)?，其用?lái)支撐在色帶路徑旁邊的被打印物質(zhì)，其中所述色帶路徑遠(yuǎn)離打印頭；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件移置打印頭到打印位置，在該打印位置部分打印頭壓靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上；和控制器，其用于調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，以調(diào)節(jié)打印頭相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸的角位置。
優(yōu)選地，壓靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上的部分打印頭是包含可選擇加電的打印元件的部分打印頭。元件可以沿部分打印頭線性排列，例如元件的線性陣列可以沿邊緣排列，或者近似平行于打印頭邊緣排列。
操作中，安裝工人可以初始定位打印頭，這樣假定了期望會(huì)產(chǎn)生好的打印質(zhì)量的標(biāo)定位置。實(shí)施測(cè)試打印來(lái)評(píng)估打印質(zhì)量，然后相對(duì)機(jī)架移置打印頭，再實(shí)施新的打印測(cè)試，過(guò)程被重復(fù)直到打印質(zhì)量最優(yōu)化。因此對(duì)安裝工人來(lái)說(shuō)不用在打印頭的支架上對(duì)打印頭位置做小的機(jī)械調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明第四方面內(nèi)容的打印設(shè)備可以和上述的第一、第二和第三方面內(nèi)容中的任何特性結(jié)合使用。
在很多帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置中，尤其在色帶打印機(jī)器中，加載新的打印色帶是個(gè)困難的過(guò)程，這是因?yàn)楸仨氀胤蔷€性路徑正確定位打印色帶。經(jīng)常地，替換打印色帶安裝在帶盒中，其中帶盒設(shè)計(jì)得沿預(yù)定方位很容易安裝在相關(guān)的打印設(shè)備上。在這樣的設(shè)備中，一般需要將展開(kāi)在帶盒支架上的色帶安置在打印頭盒剝離輥?zhàn)又g。實(shí)現(xiàn)這個(gè)有困難，除非打印頭和剝離輥?zhàn)幽芤崎_(kāi)從而為插入色帶提供足夠?qū)挼能壽E。
眾所周知，打印頭或者剝離輥?zhàn)涌梢酝ㄟ^(guò)杠桿機(jī)械裝置進(jìn)行移置，其中當(dāng)帶盒安裝到打印設(shè)備上時(shí)所述杠桿機(jī)械裝置啟動(dòng)。例如，如果帶盒被機(jī)械插銷(xiāo)定在某個(gè)位置上，釋放銷(xiāo)子將使打印頭和剝離輥?zhàn)右崎_(kāi)，而銷(xiāo)子嚙合將把兩者移到一起到待打印位置。
這種裝置在性能上滿足需要，但缺點(diǎn)是杠桿機(jī)械裝置占用了有價(jià)值的空間，因而減少了放帶大直徑卷軸的可用空間。
本發(fā)明的另外目的是避免或者減少上述的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面的內(nèi)容，提供了一種打印設(shè)備，其包括機(jī)架；打印頭，其安裝在沿與打印色帶路徑平行的方向相對(duì)機(jī)架能移置的打印頭支撐組件上；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支架；剝離輥?zhàn)樱浒惭b在打印頭支撐組件上且隨打印頭在所述平行方向上可移置；第二驅(qū)動(dòng)裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件和剝離輥?zhàn)釉卩徑蛴∩珟窂降拇蛴∥恢煤痛蛴∥恢弥g移置打印頭，在所述打印位置打印頭與路徑上的打印色帶接觸，其中使用凸輪機(jī)械裝置，移置打印頭支撐組件到預(yù)定位置的結(jié)果是凸輪機(jī)械裝置嚙合，當(dāng)凸輪機(jī)械裝置嚙合時(shí)，致使打印頭從待打印位置回退到剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
根據(jù)本發(fā)明第五方面內(nèi)容中的裝置，當(dāng)帶有打印色帶的帶盒被替換時(shí)，產(chǎn)生電信號(hào)致使打印支撐組件傳送到預(yù)定位置(“?？俊蔽恢?。這使打印頭自動(dòng)回退離開(kāi)剝離輥?zhàn)樱箮菀椎牟迦氪蛴☆^和剝離輥?zhàn)又g。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面內(nèi)容的打印設(shè)備，可與上述的本發(fā)明的第一、第二、第三和第四方面內(nèi)容的任何特性結(jié)合使用。
打印機(jī)器遇到的另一個(gè)問(wèn)題是在連續(xù)打印周期的打印階段的間隔內(nèi)獲得足夠的帶傳送速度。在有些情況下，在一個(gè)打印周期中，傳送打印色帶經(jīng)過(guò)打印頭經(jīng)過(guò)的色帶長(zhǎng)的距離所花費(fèi)的時(shí)間是整個(gè)機(jī)器速度的限制因數(shù)。減少色帶在任意兩個(gè)連續(xù)打印周期間行進(jìn)的距離將是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面內(nèi)容，提供一種打印設(shè)備，其包括打印頭；打印色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)使打印色帶在打印頭和被打印物質(zhì)行進(jìn)路徑之間行進(jìn)；用來(lái)將打印頭應(yīng)用到支撐在驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置中的色帶上的裝置，，打印頭包括打印元件陣列，每個(gè)元件可選擇加電將墨水從與其接觸的部分色帶上釋放；控制器，其用來(lái)控制打印元件的加電和色帶的前進(jìn)以便實(shí)施一系列的打印周期，其中每個(gè)打印周期包括打印階段和非打印階段，打印階段期間打印頭和色帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致打印頭倒轉(zhuǎn)色帶的預(yù)定長(zhǎng)度，非打印階段期間色帶相對(duì)打印頭前進(jìn)預(yù)定的距離，而所述的控制器在連續(xù)的打印周期中可有選擇的對(duì)打印元件的不同群組加電，元件群組分布在打印頭上，這樣不同的群組接觸色帶不同的部分，所述控制器使色帶前進(jìn)，這樣所述的色帶前進(jìn)的預(yù)定距離小于所述的色帶的預(yù)定長(zhǎng)度，對(duì)打印元件的群組加電，這樣色帶在任何兩個(gè)打印階段的間隔之間前進(jìn)至少所述的色帶的預(yù)定距離，其中在所述打印階段對(duì)打印元件的同一群組加電。
如果打印元件分為兩個(gè)群組，例如交替的象素分布遍及線性打印頭，用一個(gè)群組在一個(gè)打印周期打印圖象，色帶在第一周期期間可以前進(jìn)經(jīng)過(guò)打印機(jī)經(jīng)過(guò)的色帶的一半長(zhǎng)度，用另一個(gè)群組在第二周期期間打印第二圖象，色帶可以再次前進(jìn)了打印頭的半個(gè)倒轉(zhuǎn)距離，然后可以對(duì)第一群組在第三打印周期加電等等。因此在連續(xù)打印周期之間最大帶行進(jìn)距離是傳統(tǒng)的打印系統(tǒng)中的一半。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面內(nèi)容的打印設(shè)備可以與上述的本發(fā)明的第一、第二、第三、第四和第五方面內(nèi)容結(jié)合使用。
當(dāng)然可以意識(shí)到，如果打印元件可分為三個(gè)群組，連續(xù)周期間的帶行進(jìn)距離可以限制在三分之一色帶長(zhǎng)，所述色帶長(zhǎng)是打印頭在一個(gè)周期內(nèi)倒轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)的色帶長(zhǎng)。
下面將通過(guò)實(shí)例參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖1a是圖1中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的修改示圖；圖2是圖1所示色帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的打印機(jī)驅(qū)動(dòng)組件的透視圖；圖3是能安裝到圖2所示組件上的打印機(jī)色帶帶盒的示意透視圖；圖4到9是圖2中驅(qū)動(dòng)器組件的進(jìn)一步的示圖；圖10是安裝到圖2中驅(qū)動(dòng)器組件的打印頭支撐托架的透視圖；圖11是圖10所示的打印頭支撐托架的可選例子的剖面圖，其可用來(lái)倒轉(zhuǎn)圖2中驅(qū)動(dòng)器組件的部件的位置；圖12是用了圖11中可選的打印頭支架倒轉(zhuǎn)后的驅(qū)動(dòng)器組件的示圖；圖13到16說(shuō)明了使用圖2中驅(qū)動(dòng)器組件的交替打印方法；圖17是光學(xué)打印機(jī)色帶卷軸直徑測(cè)量系統(tǒng)的操作的示意圖；圖18是安裝到圖2驅(qū)動(dòng)器組件中的監(jiān)測(cè)步進(jìn)電機(jī)補(bǔ)償?shù)墓β实碾娐返氖疽鈭D；圖19是監(jiān)測(cè)安裝在圖2驅(qū)動(dòng)器組件上的色帶卷軸直徑之間的裝載率的電路的示意圖20示出了監(jiān)測(cè)色帶卷軸直徑的可選方法；圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的對(duì)打印機(jī)角度的調(diào)整；和圖22示出了根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生圖象同時(shí)僅依賴(lài)與限定的打印機(jī)色帶前進(jìn)的設(shè)備的用法。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明示意性示出的打印機(jī)有支撐第一軸2和第二軸3的由虛線1表示的機(jī)架?？梢浦玫拇蛴☆^4也安裝在機(jī)架上，打印頭沿箭頭5示出的線性軌跡移置。打印機(jī)色帶6從卷軸7上展開(kāi)，繞經(jīng)輥?zhàn)?和10到第二卷軸11上，其中卷軸7由軸2驅(qū)動(dòng)的心軸8支撐，卷軸11由軸3驅(qū)動(dòng)的心軸12支撐。色帶6沿行的輥?zhàn)?和10之間的路徑經(jīng)過(guò)打印頭4的前面。打印物將要沉積其上的物質(zhì)13沿著與輥?zhàn)?和10之間的色帶6平行的方向，色帶6插在打印頭4和物質(zhì)13之間。
軸2由步進(jìn)電機(jī)14驅(qū)動(dòng)，軸3由步進(jìn)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)。另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)16控制打印頭4在其線性軌跡上的位置。控制器17控制三個(gè)步進(jìn)電機(jī)14，15和16，以下將詳細(xì)描述，步進(jìn)電機(jī)可以沿箭頭18所示的兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)打印色帶6。
圖1所示的結(jié)構(gòu)中，卷軸7和卷軸11沿彼此相同的方向繞卷，從而可沿相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)以傳送帶。圖1a示出了圖1中驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的改進(jìn)方法，其中卷軸沿彼此相反的方向繞卷，從而必須沿相反的方向旋轉(zhuǎn)以傳送帶。這樣第一卷軸7順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)第二卷軸11反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將打印機(jī)色帶6從第一卷軸7傳送到第二卷軸11。
如下詳細(xì)描述的，圖1中示意性示出的打印機(jī)能用在連續(xù)和間歇打印應(yīng)用中。在連續(xù)的應(yīng)用中，物質(zhì)13連續(xù)移動(dòng)。在打印周期期間，打印頭固定，但是色帶將移動(dòng)，以便在周期過(guò)程中供以新的色帶到打印頭。相對(duì)的，在間歇應(yīng)用中，在每個(gè)打印周期期間，物質(zhì)是固定的，在打印期間通過(guò)移動(dòng)打印頭獲得必要的物質(zhì)和打印頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在打印周期期間色帶通常是固定的。在兩種應(yīng)用中，在打印周期之間色帶6必須能快速行進(jìn)和返回，以便供以新的色帶到打印頭，將色帶的浪費(fèi)降到最小。假設(shè)在打印機(jī)器操作的速度下，且此速度下在任何打印周期期間色帶可供到打印頭和物質(zhì)之間，必須能沿兩個(gè)方向以高速率加速色帶6且相對(duì)打印頭精確定位色帶6。圖1所示的裝置中，假設(shè)物質(zhì)13只能向箭頭19所示的右方移動(dòng)，但是如下述的設(shè)備能容易的打印行進(jìn)到圖1左邊的物質(zhì)。
參考圖2、3和4，下面將描述組成示意圖1所描述的打印機(jī)的機(jī)電部件。打印機(jī)機(jī)架1包括外殼20，其中下面將描述到的各種電子元件放在蓋板21的后面。軸2和軸3突出穿過(guò)蓋板21上的孔，定位銷(xiāo)9a和10a由蓋板21上突起，打印頭4安裝在蓋板21上。打印頭4是可沿線性導(dǎo)軌22移置的組件的一部分，其中導(dǎo)軌22相對(duì)蓋板21固定在合適的位置?？刂拼蛴☆^組件位置的步進(jìn)電機(jī)16位于蓋板21的后面，但是其驅(qū)動(dòng)依次驅(qū)動(dòng)帶24的滑輪23，其中帶24展開(kāi)繞在另個(gè)滑輪25上且繃綁到打印頭組件。這樣，滑輪23沿圖4中順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)打印頭組件到圖4中的左方，而滑輪23沿圖4中反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)打印頭組件到圖4中的右方?；?3和25和線性導(dǎo)軌22安裝在剛性支架26上，其中剛性支架26從蓋板21向上伸展。圖2示出了安裝在軸2和3上的驅(qū)動(dòng)器盤(pán)，為了嚙合色帶卷軸8和12驅(qū)動(dòng)器盤(pán)定義了徑向分離的槽，而圖4中驅(qū)動(dòng)器盤(pán)被拿開(kāi)了以便示出步進(jìn)電機(jī)14和15的上表面。
參照?qǐng)D3，解釋了支撐在帶盒上的打印機(jī)色帶，其中帶盒可以安裝在圖2的打印機(jī)上。中空輥?zhàn)?b和10b為了分別接收?qǐng)D2中所示的銷(xiāo)子9a和10a，這樣銷(xiāo)子9a和中空輥?zhàn)?b結(jié)合在一起構(gòu)成了圖1的輥?zhàn)?，銷(xiāo)子10a和中空輥?zhàn)?0b結(jié)合在一起構(gòu)成了圖1中的輥?zhàn)?0。卷軸7和11由心軸8和12支撐，其中心軸8和12推入配合在可旋轉(zhuǎn)且與中空輥?zhàn)?b和10b在同一蓋板上的軸上。可旋轉(zhuǎn)軸限定了與在由軸2和3驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器盤(pán)上限定的槽相嚙合的銷(xiāo)子。這樣，帶盒位于適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，色帶能在兩個(gè)卷軸7和11間轉(zhuǎn)移。
機(jī)架蓋板21(圖2)也支撐直立的后支架27，其中后支架27上支撐成對(duì)的發(fā)射器28，29。這兩個(gè)發(fā)射器與接收器配合操作，其中接收器隨下面將詳細(xì)描述的打印頭組件一起可移置。
打印頭組件4示出在圖2和圖4中的“?？俊蔽恢?，及圖5中準(zhǔn)備打印到輥?zhàn)訅杭埦硗?0上的位置(假定在連續(xù)操作模式下物質(zhì)連續(xù)移動(dòng))，以及圖6中打印頭準(zhǔn)備打印到固定的且位于固定平壓盤(pán)31前面的物質(zhì)上的待打印位置。圖2和4所示的位置中，打印頭4的邊緣32回退在輥?zhàn)?和10之間的色帶路徑后面，而剝離輥?zhàn)?3定位在與打印頭4相對(duì)的色帶路徑的反面。這樣安裝新色帶帶盒就比較容易了。相反，圖5和6所示的待打印位置中，打印頭4前進(jìn)以便邊緣32伸出且剛剛越過(guò)輥?zhàn)?3的外部末端。這樣，在待打印位置上，打印色帶繞經(jīng)邊緣32，經(jīng)過(guò)輥?zhàn)?3偏離下面的物質(zhì)。
打印頭4的邊緣32(傳統(tǒng)形式中)支撐加熱元件陣列，其中每個(gè)元件是選擇性加電。當(dāng)色帶6夾在頭4和物質(zhì)13之間時(shí)，靠近任何加電的加熱元件的墨水溶化并轉(zhuǎn)移到物質(zhì)上。這樣，通過(guò)正確控制加熱元件，色帶6攜帶的小部分墨水能轉(zhuǎn)移到物質(zhì)13上。墨水的這些部分的每一個(gè)都可認(rèn)為定義了被打印圖象的一個(gè)象素。
參考2到9的所有圖，將描述打印頭組件和用于安裝所述組件的滑塊。圖9示出了向前推到示出組件相關(guān)部件的調(diào)整位置的打印頭組件。圖9是形成在直立支架26上的槽34的最佳視圖，其中直立支架26上安裝了線性導(dǎo)軌22。支撐打印頭托架36的滑塊35安裝在線性導(dǎo)軌22上。滑塊35和導(dǎo)軌22是高精度產(chǎn)品，能提供相對(duì)支架26的打印頭托架36的平滑、低摩擦、平行的運(yùn)動(dòng)。光學(xué)檢測(cè)器37安裝在打印頭托架36上以便與形成在支架26上的槽34互相對(duì)準(zhǔn)。如下面描述，檢測(cè)器37用來(lái)檢測(cè)發(fā)射器28和29發(fā)射出的光，而槽34確保檢測(cè)器27和發(fā)射器28和29之間的惟一的障礙物是色帶的任何一個(gè)卷軸，其中色帶安裝在打印機(jī)中的帶盒里，就如圖3所示。通過(guò)在帶盒中使用永久磁鐵(未示出)并且其與安裝在支架26頂上的圓形鋼銜鐵38結(jié)合，帶盒相對(duì)圖3所示部件的克服移置而固定。當(dāng)然，有固定帶盒在合適位置的可選裝置，比如機(jī)械閂組件。
打印頭托架36支撐打印頭組件，其中打印頭組件包括固定到樞軸盤(pán)39的打印頭4，樞軸盤(pán)39經(jīng)樞軸銷(xiāo)40安裝到樞軸，樞軸銷(xiāo)40依次安裝到螺栓固定在打印頭托架36上的盤(pán)41。彈簧42向著盤(pán)41偏壓盤(pán)39，以便在沒(méi)有任何障礙物時(shí)，打印頭能保持圖4所示相對(duì)打印頭托架36的位置。剝離軸33固定在臂43上的位置，臂43螺栓固定在打印頭托架36上。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元44滑動(dòng)配合到打印頭托架36上設(shè)置的槽中，并驅(qū)動(dòng)活塞45，其中圖8示出活塞45展開(kāi)的位置，圖7示出活塞45回退的位置。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器44連接到柔性氣動(dòng)補(bǔ)給線(未示出)，其中柔性氣動(dòng)補(bǔ)給線連接到空氣入孔46(圖2)。入孔46連接到管47，其中管47穿過(guò)打印頭托架36上的開(kāi)口伸展以便與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元44相通。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元活塞4壓5靠在U形部件48上，其中部件48由樞軸銷(xiāo)49連接到U形支架50上。支架50支撐銷(xiāo)51(圖9)，其中銷(xiāo)51是為了嚙合凸輪盤(pán)53上的槽52的。支架50限定了曲線拐角54，曲線拐角54與在圖7和圖8中示出的限定在盤(pán)39上的曲線表面55嚙合。但是如果銷(xiāo)51被接收并推到槽52的封閉端，支架50從打印頭4推離，使盤(pán)39回旋朝向盤(pán)41以便打印頭4假定圖2和圖4示出的?？课恢谩?br> 支架50通過(guò)連接到杠桿50a(見(jiàn)圖7)的彈簧(未示出)來(lái)彈簧偏壓以便保持圖7所示的位置。如果提供壓縮空氣到氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器44，組件保持圖8所示的位置，可從圖8中看出打印頭42的打印邊緣32被推到剝離軸33的上邊。如果氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元44去電，因而在圖7所示的位置中的U形部件移動(dòng)，這樣銷(xiāo)51進(jìn)入槽52，沿同樣方向進(jìn)一步移動(dòng)托架會(huì)使銷(xiāo)51移到槽的封閉端，從而致使支架50向樞軸銷(xiāo)49相反的方向轉(zhuǎn)以至于不再阻礙打印頭4移動(dòng)到?？课恢谩Ｈ绻屑艿倪\(yùn)動(dòng)倒轉(zhuǎn)，銷(xiāo)51使得支架50再次回旋出來(lái)，推動(dòng)打印頭4到圖7所示的位置。圖7所示的位置與“待打印”相關(guān)，而圖8所示的位置與“打印”相關(guān)。
圖10所示的打印頭托架36的剖視圖，示出了在裝配設(shè)備中接收氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元44的槽。提供開(kāi)口56以接收空氣入孔管47(見(jiàn)圖7)。舌狀物57從打印頭托架36的下邊緣突出出來(lái)，且其以未示出的方式將打印頭托架附到帶24上。
圖1到10所述的本發(fā)明的實(shí)施例中，待打印物質(zhì)是經(jīng)過(guò)打印頭從關(guān)于圖5的左邊行進(jìn)到右邊，或者在打印時(shí)打印頭從圖35中壓紙卷筒31的右面行進(jìn)到左面。在所有的情況下，剝離輥?zhàn)?3均放在打印邊緣32的下游邊。然而有很多情況下這樣的裝置不方便，希望能倒轉(zhuǎn)裝置以便邊緣32和剝離輥?zhàn)?3的相對(duì)位置能倒轉(zhuǎn)，且打印頭4的布置也能翻轉(zhuǎn)。通過(guò)用圖11中的打印頭托架58替換圖10中示的打印頭托架36就可以實(shí)現(xiàn)以上需求。圖12示出了最終結(jié)果的組件。應(yīng)該指出，圖11的打印頭托架58為接收氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元44定義了槽59，為接收空氣入孔管47定義了開(kāi)口60。還應(yīng)指出，圖11的打印頭托架58是關(guān)于圖10的打印頭托架36的垂直平面的鏡像圖象。
參考圖12，可以看到除了倒轉(zhuǎn)打印頭4和剝離輥?zhàn)?3的位置以外，凸輪盤(pán)53也旋轉(zhuǎn)過(guò)180°且裝配在磁鐵38的反面到其在圖1到10的實(shí)施例中的位置上。安裝有剝離輥?zhàn)?3的臂43也能移動(dòng)以便能連續(xù)定位在蓋盤(pán)21的附近。
所描述的打印機(jī)裝置提供了很多顯著的優(yōu)點(diǎn)。第一，可以在連續(xù)和間歇打印中使用相同的設(shè)備。因此，生產(chǎn)線從一種形式的打印轉(zhuǎn)換到另一種形式的打印時(shí)無(wú)需購(gòu)買(mǎi)新的打印機(jī)。第二，通過(guò)實(shí)施僅涉及一個(gè)附加部件(圖10和圖11中任一種打印頭托架)的相對(duì)小的改動(dòng)，就可將相同的設(shè)備用在左手和右手應(yīng)用中，在圖2(左手)和圖12(右手)的方向上使用這些術(shù)語(yǔ)。第三，假定在?？课恢脮r(shí)，可自動(dòng)將打印頭4推離剝離輥?zhàn)?3以便提供寬的導(dǎo)軌，從而使帶盒攜帶的打印機(jī)色帶能插入寬的導(dǎo)軌中，替換色帶就變成容易的事。
參考圖13，14，15和16，將描述使用圖1到12所描述的設(shè)備來(lái)有效利用打印機(jī)色帶的不同辦法。所有的這些方法依賴(lài)于色帶高精度傳送到打印頭以便使色帶的浪費(fèi)降到最小。
參考圖13，這是色帶的視圖，其長(zhǎng)度由箭頭61示出，使用該色帶的重疊區(qū)域，實(shí)施六個(gè)單獨(dú)的打印操作。這六個(gè)區(qū)域如62到67區(qū)域所示，區(qū)域62的第二半?yún)^(qū)與區(qū)域63的第一半?yún)^(qū)相疊，區(qū)域63的第二半?yún)^(qū)與區(qū)域64的第一半?yún)^(qū)相疊等等。假設(shè)正在向物質(zhì)上打印，區(qū)域62被打印，然后色帶前行半個(gè)區(qū)域長(zhǎng)，區(qū)域63被打印，然后色帶再次前行半個(gè)區(qū)域長(zhǎng)，然后區(qū)域64被打印等等。
這樣的重疊被打印區(qū)域能用在連續(xù)和間歇打印過(guò)程中。在描述的裝置中，鄰近的區(qū)域每個(gè)區(qū)域重疊一半的寬度，但是可以對(duì)重疊的不同部分進(jìn)行觀察。假設(shè)鄰近的打印區(qū)域重疊，被兩個(gè)鄰近的兩個(gè)打印區(qū)域重疊的色帶的區(qū)域以這種方式使用確定僅僅在使用部分色帶的基礎(chǔ)實(shí)施打印，其中只使用色帶兩個(gè)重疊區(qū)中一個(gè)，這是非常重要的。例如可以通過(guò)在任何一個(gè)打印區(qū)內(nèi)僅選擇部分色帶從而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。例如，如圖14所示，如果打印頭上鄰近的加熱(象素)元件由色帶區(qū)域68和69表示，色帶區(qū)域68將用來(lái)打印一個(gè)區(qū)域(比如區(qū)域62)，而色帶區(qū)域69將用來(lái)打印鄰近的區(qū)域(區(qū)域63)。在這樣的方式中，如果打印頭上相鄰象素的空間小得足以使僅用交替的象素就能打印出合理質(zhì)量的圖象，與在一個(gè)圖象中所有象素元件用于打印目的且在打印區(qū)域之間沒(méi)有重疊區(qū)的情況相比，可以從色帶中產(chǎn)生兩倍圖象數(shù)量。此外色帶在連續(xù)打印周期的打印階段之間必須行進(jìn)的距離縮小了一半。在有些應(yīng)用中，這也是優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)更快速的機(jī)器操作。
為了解釋這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，圖15示出了傳統(tǒng)的在連續(xù)周期中沒(méi)有重疊區(qū)的在物質(zhì)上的打印，而圖16示出了依賴(lài)重疊區(qū)的同樣的操作。
參考圖15，連續(xù)的圖象71和72打印在物質(zhì)70上，示出在物質(zhì)下的是打印色帶73，在色帶73上區(qū)域74和75用來(lái)產(chǎn)生圖象71和72。色帶傳送長(zhǎng)度由箭頭76示出，等于兩倍的單圖象的長(zhǎng)度。
參考圖16，示出了重疊打印是怎樣既減少色帶的使用量又減少連續(xù)打印階段間色帶傳送的距離?？梢钥吹綀D16中區(qū)域74和75每個(gè)區(qū)域只有圖15中對(duì)應(yīng)區(qū)域長(zhǎng)度的一半，從而色帶傳送的距離只有一半。在有些應(yīng)用中，需要快速色帶傳送，將連續(xù)打印階段之間色帶必須傳送的距離減少一半能顯著的提高設(shè)備高速操作的能力。還可以意識(shí)到，使用多于兩個(gè)群組的打印元件使得比如在三個(gè)群組的情況下，需要傳送的色帶的長(zhǎng)度只有圖象長(zhǎng)度的三分之一。這樣在打印機(jī)色帶傳送長(zhǎng)度和圖象質(zhì)量間就會(huì)又矛盾，但是本發(fā)明的這方面內(nèi)容為這種設(shè)備的操作者提供了增加的靈活性，這在有些應(yīng)用中，將帶來(lái)真正的經(jīng)濟(jì)意義。
只有打印色帶能相對(duì)物質(zhì)和打印頭精確定位，才能獲得圖13到16所描述的優(yōu)點(diǎn)。獲得帶加速、減速、速度和位置精確控制的傳統(tǒng)的方法是依賴(lài)位于供帶卷軸之間的絞盤(pán)輥?zhàn)樱潜景l(fā)明依賴(lài)完全不同的方法，該方法是對(duì)應(yīng)用到驅(qū)動(dòng)色帶卷軸的步進(jìn)電機(jī)14和15的驅(qū)動(dòng)器(圖1)的精確控制。步進(jìn)電機(jī)使用推挽式的雙向操作模式，也就是如果帶在卷軸之間沿一個(gè)方向行進(jìn)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)就沿那個(gè)方向驅(qū)動(dòng)，相反地當(dāng)沿相反的方向驅(qū)動(dòng)色帶時(shí)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)在那個(gè)相反的方向被驅(qū)動(dòng)。為兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)做的驅(qū)動(dòng)器的協(xié)調(diào)需要知道卷軸直徑，使用如圖2示的光發(fā)射設(shè)備28和29和光檢測(cè)設(shè)備37可以獲得所需的卷軸直徑。
圖17示出怎樣使用光發(fā)射設(shè)備28和29和檢測(cè)器37確定卷軸直徑。檢測(cè)器37安裝在打印頭托架36上且可在線76所示的位置和線77所示的位置之間移置。當(dāng)檢測(cè)器37從線76所示的位置移到圖17中的右邊時(shí)，初始地對(duì)發(fā)射器28加電。開(kāi)始檢測(cè)器37在卷軸7產(chǎn)生的投影中，但是一旦檢測(cè)器37穿過(guò)線78a示出的平面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生輸出量。該輸出量在檢測(cè)器37穿過(guò)線78b所示的平面時(shí)將消失。然后，檢測(cè)器37行進(jìn)到線77所示的位置，停止加電發(fā)射器28和開(kāi)始加電發(fā)射器29后，檢測(cè)器37返回。開(kāi)始檢測(cè)器37在卷軸11的陰影中，但一旦檢測(cè)器37到達(dá)線79a所示的平面時(shí)就會(huì)產(chǎn)生輸出。當(dāng)檢測(cè)器37穿過(guò)線79b所示的平面時(shí)輸出量消失。相對(duì)檢測(cè)器移置的位置可以確定，其中在所述移置位置檢測(cè)器37和面78a，78b，79a和79b交叉。尺寸A，也就是兩個(gè)卷軸旋轉(zhuǎn)軸之間的距離，是已知的。檢測(cè)器37沿循的軌跡和發(fā)射器28和29所在的平面之間的垂直距離B是已知的，從軸2和軸3的軸到檢測(cè)器37沿循的軌跡之間的垂直距離C是已知的。從這些尺寸中，用簡(jiǎn)單地三角法可以推算出卷軸7和11的直徑D1和D2。
使用兩個(gè)發(fā)射器28，29確定對(duì)于任何一個(gè)卷軸，檢測(cè)器37能“看到”由至少一個(gè)發(fā)射器投射的陰影，而不論卷軸直徑的尺寸如何。然而，可以意識(shí)到，可以對(duì)一個(gè)或更多發(fā)射器的其他方式的分布和一個(gè)或更多的檢測(cè)器加電。
可以意識(shí)到，如果平面78a，78b，79a和79b垂直于檢測(cè)器37移置方向，卷軸直徑的計(jì)算將簡(jiǎn)單些。通過(guò)例如用沿與打印頭托架36的位移方向平行的方向伸展的鏡子替換發(fā)射器28和29，且在打印頭托架36上安裝發(fā)射器和檢測(cè)器的方法可以實(shí)現(xiàn)以上所述方式，其中檢測(cè)器只在其和發(fā)射器在垂直鏡子的面上時(shí)檢測(cè)光。雖然根據(jù)所需的三角法這樣的裝置簡(jiǎn)單，但是它也有缺點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)檢測(cè)器在其中一個(gè)卷軸的陰影中時(shí)，發(fā)射機(jī)或者檢測(cè)器中任何一個(gè)可能會(huì)出故障。
假設(shè)卷軸直徑已知，通過(guò)對(duì)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的正確控制，卷軸能以推挽式模式驅(qū)動(dòng)，以便獲得高的加速和減速度。然而，在兩個(gè)卷軸之間色帶張緊力必須嚴(yán)密控制避免張緊力變得太高(造成卷軸上色帶的張緊力過(guò)大或者甚至色帶斷裂)或者張緊力變得太低(色帶松弛造成位置控制失敗)。為避免這種情況的發(fā)生，參照步進(jìn)電機(jī)，監(jiān)測(cè)整個(gè)時(shí)間內(nèi)卷軸直徑的變化，參照步進(jìn)電機(jī)牽拉入的電流，直接監(jiān)測(cè)色帶的張緊力。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)新的帶盒裝到裝置上時(shí)，如參照?qǐng)D1到10所描述的，一個(gè)帶盒軸支撐幾乎為空的卷軸(卷帶卷軸)，另一個(gè)支撐幾乎是滿的軸(供帶卷軸)。與卷帶卷軸相關(guān)的步進(jìn)電機(jī)以下稱(chēng)為卷帶電機(jī)，另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)稱(chēng)為供帶電機(jī)。
開(kāi)始，加電卷帶電機(jī)從展開(kāi)在兩個(gè)卷軸之間的色帶長(zhǎng)度中去除任何松弛。用圖17所描述的光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)施打印頭掃描以獲得卷軸直徑的初始值。為了張緊繞供帶卷軸展開(kāi)的色帶，接著對(duì)供帶電機(jī)加電。然后驅(qū)動(dòng)供帶電機(jī)以便從供帶卷軸拉取色帶，停止對(duì)供帶卷軸加電。監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸所用的步數(shù)。另個(gè)電動(dòng)機(jī)不停，但是產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生脈沖，對(duì)此脈沖計(jì)數(shù)。幾個(gè)卷軸的旋轉(zhuǎn)之后，記下卷軸電動(dòng)機(jī)所用的步數(shù)和由供帶卷軸電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的脈沖數(shù)，被記下的數(shù)用來(lái)建立兩個(gè)直徑間的比率。然后色帶進(jìn)入控制的間歇。在被控制模式下，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)都減速以避免過(guò)度轉(zhuǎn)。這樣，供帶卷軸電動(dòng)機(jī)由脈沖驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生減速。監(jiān)測(cè)產(chǎn)生在電動(dòng)機(jī)的一個(gè)繞組中的反電動(dòng)勢(shì)，然后在合適的時(shí)間加電繞組以提供減速扭矩，從而獲得應(yīng)用到供帶電動(dòng)機(jī)的減速脈沖，同時(shí)獲得電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。需要卷帶卷軸的大量的旋轉(zhuǎn)將色帶任何尾梢從卷軸伸出的機(jī)會(huì)減到最小，所述卷軸構(gòu)成如圖17所示得掃描結(jié)構(gòu)的光路。另外的光路掃描在兩個(gè)方向?qū)嵤┮源_定卷帶卷軸的半徑，同時(shí)卷軸固定。當(dāng)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)合適的步子使卷軸繞步進(jìn)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)增加30°時(shí)，重復(fù)光學(xué)掃描，步進(jìn)的步數(shù)是常數(shù)。這樣建立了卷軸尺寸的圖(其不是精確的圓)，這個(gè)圖用來(lái)為每個(gè)卷軸計(jì)算平均半徑的弧度，其中每個(gè)弧度在每個(gè)色帶進(jìn)給時(shí)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)一步用這些半徑計(jì)算繞卷軸軸直徑的變化。這樣能精確的確定每個(gè)卷軸的周長(zhǎng)和驅(qū)動(dòng)該卷軸的電動(dòng)機(jī)的預(yù)定步進(jìn)數(shù)的影響。例如，不同的被計(jì)算的半徑可用來(lái)計(jì)算步進(jìn)率和每個(gè)電動(dòng)機(jī)以合適的方式驅(qū)動(dòng)卷軸所需的步進(jìn)數(shù)，以便進(jìn)給色帶以預(yù)定距離。然后這些半徑和步進(jìn)率可用在如下所述的張緊力監(jiān)測(cè)計(jì)算中。
然后同樣的光學(xué)掃描過(guò)程沿兩個(gè)方向進(jìn)行以計(jì)算供帶卷軸的半徑。這個(gè)信息與前面計(jì)算的卷軸直徑的比率結(jié)合，給出系列的精確的與卷軸直徑和形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，將從供帶卷軸進(jìn)給到卷帶卷軸的色帶再卷回到供帶卷軸上，以避免色帶的浪費(fèi)。
步進(jìn)電機(jī)一般包含兩個(gè)正交繞卷的線圈，電流以序列脈沖的形式沿兩個(gè)方向供到一個(gè)或兩個(gè)線圈上以便獲得電動(dòng)機(jī)軸的步進(jìn)。為了獲得合理的性能，不管這些線圈的固有電氣時(shí)間常數(shù)，提供大于電動(dòng)機(jī)額定值的電壓來(lái)過(guò)渡驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)達(dá)到期望的電動(dòng)機(jī)電流時(shí)，脈寬調(diào)節(jié)所述電壓。例如，3.6伏的電動(dòng)機(jī)負(fù)載2安培，可施加36伏的電壓。這樣經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)致使電流快速上升，典型值為幾十分之一微秒。假設(shè)供電電壓的這樣的過(guò)渡驅(qū)動(dòng)，相對(duì)短時(shí)間的供電電壓應(yīng)用被相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間分隔，在所述對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間里沒(méi)有供電電壓。結(jié)果從電源到電動(dòng)機(jī)的電流非常不平滑。此外，即使在涉及其實(shí)施函數(shù)的零負(fù)載下操作電動(dòng)機(jī)(打印機(jī)色帶張立等于零)，供給電動(dòng)機(jī)的電流將會(huì)是各種因數(shù)的函數(shù)，諸如電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、電動(dòng)機(jī)特殊屬性(效率等)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的特殊屬性(增益和偏移變化量)等因數(shù)。因此需要校對(duì)電動(dòng)機(jī)，考慮涉及這些因數(shù)的電流變化量，而不是考慮電動(dòng)機(jī)負(fù)載。
在零負(fù)載條件下，以不同速度的系列中的每個(gè)速度驅(qū)動(dòng)每個(gè)電動(dòng)機(jī)以便調(diào)整電動(dòng)機(jī)，例如每秒125步的速度，每秒250步，每秒375步等等以每秒125步的增長(zhǎng)量增長(zhǎng)到每秒5000步。這一般能覆蓋了色帶前進(jìn)所需的色帶速度范圍，這個(gè)范圍一般是從100毫米每秒到600毫米每秒的色帶傳送速度。這個(gè)過(guò)程會(huì)重復(fù)很多次，例如20次，平均結(jié)果用來(lái)計(jì)算每個(gè)電動(dòng)機(jī)每個(gè)步進(jìn)率的調(diào)整因數(shù)x。使用以下的關(guān)系式x＝N/V其中x是給定步進(jìn)率下的電動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)因數(shù)。
V是在給定步進(jìn)速率下的平均被測(cè)電動(dòng)機(jī)操作的值。
N是恒定的校正或者比例因數(shù)。
由上述對(duì)于每個(gè)電動(dòng)機(jī)，為每個(gè)預(yù)定的步進(jìn)率計(jì)算一系列x值。當(dāng)設(shè)備在使用時(shí)，對(duì)于給定的步進(jìn)率，選取一個(gè)x值用在色帶張緊力的計(jì)算中，或者從兩個(gè)x值中為與給定率最近的預(yù)定步進(jìn)率插補(bǔ)計(jì)算出給定步進(jìn)率的x值。
圖18示出了電動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)階段和隨后的色帶張緊力控制中，值V的計(jì)算。參考圖18，穩(wěn)壓電源80對(duì)第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路81和第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路82加電。從電源80到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路81的電流流經(jīng)低阻值電阻83，電阻83上的電壓加到電平變換器84上。類(lèi)似的，到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器82的電流流經(jīng)低阻值電阻85并且電阻上的電壓加到電平變換器86上。電平變換器84和86的輸出供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器87和88，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器87和88的輸出加在微控制器89上。微控制器發(fā)送脈沖輸出量90到第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器81上，且發(fā)送脈沖輸出量91到第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器82上。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)分別驅(qū)動(dòng)卷軸94和95的步進(jìn)電機(jī)加電，在圖中由圓柱體92和93表示。
在電動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)期間，沒(méi)有卷軸安裝在步進(jìn)電機(jī)92和93的輸出端。對(duì)針對(duì)每個(gè)電動(dòng)機(jī)的給定的步進(jìn)率，記錄模數(shù)轉(zhuǎn)換器87和88的輸出量，這樣在每個(gè)預(yù)選定的步進(jìn)率下針對(duì)每個(gè)電動(dòng)機(jī)的x和V可知。然后如下所述這些值實(shí)現(xiàn)對(duì)在卷軸94和95之間的色帶的色帶張緊力進(jìn)行直接的監(jiān)測(cè)，這些卷軸安裝在步進(jìn)電機(jī)92和93的輸出軸上。
計(jì)算張緊力的公式如下，假設(shè)電動(dòng)機(jī)92推而電動(dòng)機(jī)93拉V1x1＝(N+r1tx1)f(T) (1)V2x2＝(N-r2tx2)f(T) (2)其中V1是給定了選擇的恒定步進(jìn)率的色帶進(jìn)給量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器88的輸出量V2是在色帶進(jìn)給期間模數(shù)轉(zhuǎn)換器87的輸出量r1是卷軸94的半徑r2是卷軸95的半徑x1對(duì)于選定恒定步進(jìn)率的電動(dòng)機(jī)92的校準(zhǔn)因數(shù)x2是針對(duì)電動(dòng)機(jī)93的步進(jìn)率的電動(dòng)機(jī)93的校準(zhǔn)因數(shù)N是在電動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)期間使用的比例因數(shù)t是色帶張緊力
f(T)是與溫度相關(guān)的函數(shù)影響被測(cè)值V1和V2的溫度變化量一般對(duì)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的影響程度一樣。因此等式(1)除等式(2)可以消除函數(shù)f(T)。因此由等式可以得出張緊力t的計(jì)算式，如下t＝N((V1/x2)-(V2/x1))/(V2r1+V1r2) (3)這樣，對(duì)于針對(duì)電動(dòng)機(jī)的任何步進(jìn)率，可以查到適當(dāng)?shù)男?zhǔn)因數(shù)x1、x2，并用它們導(dǎo)出色帶張緊力t的值。如果計(jì)算出的t值太高(超過(guò)預(yù)定限制)，那么可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)中的一個(gè)或者兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)做小的步進(jìn)調(diào)整，在卷軸之間的色帶的長(zhǎng)度上加段短的色帶。如果計(jì)算出的t值太低(低于不同的預(yù)定限制)，那么從卷軸間的色帶的長(zhǎng)度上去除一段短的色帶。用來(lái)確定從卷軸間色帶長(zhǎng)度上加或減正確數(shù)量的色帶的控制法則可以用傳統(tǒng)的模式，例如比例積分微分控制算法(PID控制)。該算法比較計(jì)算的張緊力t和預(yù)定的上下限(所謂的靜帶)，如果測(cè)量的張緊力在這些限制之外，計(jì)算被測(cè)張緊力與“標(biāo)稱(chēng)要求”張緊力之間的差值，其中標(biāo)稱(chēng)要求張緊力設(shè)置在上限和下限之間，計(jì)算的結(jié)果認(rèn)為是誤差“信號(hào)”。通過(guò)PID算法，這個(gè)誤差“信號(hào)”被算術(shù)處理，該誤差“信號(hào)”包括比例增益常數(shù)，和積分、微分因數(shù)。算術(shù)的過(guò)程計(jì)算出下個(gè)色帶進(jìn)給期間加到卷軸間色帶路徑或者從卷軸間色帶路徑上減去的色帶的“修正”量。色帶的增或減將色帶張緊力保持在可接收的限制內(nèi)。
更詳細(xì)一些，通過(guò)計(jì)算誤差(標(biāo)稱(chēng)張緊力與測(cè)量張緊力之間的差)并用依賴(lài)與色帶寬度的增益因數(shù)除該誤差可計(jì)算出修正值。增益因數(shù)越大，系統(tǒng)越緊，因?yàn)闃?biāo)稱(chēng)張緊力會(huì)增加。增益因數(shù)要依賴(lài)色帶的寬度，因?yàn)榭紤]不同的色帶寬度要改變?cè)鲆娉?shù)。這是因?yàn)閺埦o力在窄色帶中產(chǎn)生相當(dāng)大的拉伸而在寬色帶中產(chǎn)生小的拉伸，因此從卷軸間色帶的長(zhǎng)度上增加和減少色帶的效果根本上受色帶硬度的影響。連續(xù)的周期可以對(duì)增益因數(shù)做從額定值100(緊)到額定值80(松)的調(diào)整。對(duì)第一個(gè)讀數(shù)之后的每個(gè)連續(xù)緊或松的讀數(shù)，可以加額外的0.1毫米的修正量。會(huì)維持誤差累積，如果累積的修正量(對(duì)緊是負(fù)的，對(duì)松是正的)超出±2mm，那么附加的0.1毫米加到修正量上。這些是兩個(gè)積分部件，其能使系統(tǒng)工作在穩(wěn)定模式下，并在或接近標(biāo)稱(chēng)張緊力下保持色帶張緊力。
為了避免在打印和打印結(jié)束之間色帶上大的間隙，電動(dòng)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)之間平均分配修正量。系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算步進(jìn)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的的，其中對(duì)于有著最大實(shí)際直徑的步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)數(shù)總計(jì)為修正量的一半。然后這些步進(jìn)作為距離(依賴(lài)與已知的卷軸直徑)再次被計(jì)算，并從原始的修正量中減去。計(jì)算出的值用于計(jì)算針對(duì)驅(qū)動(dòng)較小直徑卷軸的電動(dòng)機(jī)的修正量。因?yàn)轵?qū)動(dòng)較小直徑卷軸的電動(dòng)機(jī)有最小的步進(jìn)尺寸(當(dāng)每一步轉(zhuǎn)換到色帶長(zhǎng)度)，所以它能最精確的進(jìn)給其余的距離。這樣，依照與原始修改量所需的量盡可能接近的量，機(jī)械調(diào)整張緊力。
可以意識(shí)到，如果用上述的方法計(jì)算出特別低的張緊力示數(shù)，控制系統(tǒng)可以認(rèn)為指示出錯(cuò)誤條件，例如色帶斷裂，或者色帶變得太松以致系統(tǒng)幾乎不可能產(chǎn)生充分的控制。在這種情況下，控制系統(tǒng)輸出“斷裂色帶”預(yù)定的最低限制，這樣當(dāng)被測(cè)張緊力t降到這個(gè)限度以下，控制系統(tǒng)能停止打印過(guò)程并示出適當(dāng)?shù)腻e(cuò)誤輸出和警告信息。這樣系統(tǒng)可以提供有價(jià)值的“斷裂色帶”監(jiān)測(cè)，而不需要附加的傳感設(shè)備。
圖19示出了計(jì)算圖18的電路中卷軸94和95的直徑比率的電路。電源80的正電源干線96提供電流到四個(gè)繞組97，98，99和100。電流由晶體管101引過(guò)繞組97到100，其中晶體管101由電機(jī)和順序邏輯電路102控制。步進(jìn)率由線103的輸入控制，而驅(qū)動(dòng)器可由線104(104高值使能，低值禁止)的輸入使能和禁止。如前，如果電動(dòng)機(jī)92是推，那么電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路108被使能，因此被驅(qū)動(dòng)的卷軸(94)的旋轉(zhuǎn)角度就可知了。禁止被推的電動(dòng)機(jī)(93)的驅(qū)動(dòng)電路(線104以下)。這樣電動(dòng)機(jī)93作為發(fā)電機(jī)產(chǎn)生負(fù)的電動(dòng)勢(shì)穿過(guò)電動(dòng)機(jī)繞組97到100的每個(gè)繞組。圖19中封裝在盒子108中的器件與圖18中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路81，82中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)。加在繞組100的電壓供給電平轉(zhuǎn)換器電路105上，電平轉(zhuǎn)換器105的輸出加到零交點(diǎn)檢測(cè)器106上，同時(shí)參考電壓加在零交點(diǎn)檢測(cè)器106的正相輸入端。零交點(diǎn)檢測(cè)器106的輸出是線107上的一系列脈沖。這些脈沖輸送到圖18的微處理器89。每過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)92的已知旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算來(lái)自電動(dòng)機(jī)93的這些脈沖，就可計(jì)算卷軸直徑比。
參考圖18所述的監(jiān)測(cè)色帶張緊力的方法依賴(lài)于加在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器81和83上的采樣電流，其中通過(guò)采樣串連電阻83和85產(chǎn)生的電壓對(duì)所述電流采樣。優(yōu)選地，只在色帶以恒定速度前進(jìn)的階段監(jiān)測(cè)電流。在間歇打印系統(tǒng)中，在每個(gè)打印操作之后打印頭返回行程階段監(jiān)測(cè)電流。在打印頭返回期間，移置色帶。因此色帶必須加速到恒定的速度，并在監(jiān)測(cè)電流階段保持勻速，然后減速，然后定位，必便將色帶的浪費(fèi)最小化。在間歇打印操作期間，以此方式驅(qū)動(dòng)色帶是相對(duì)簡(jiǎn)單的事，因?yàn)樗行枰氖谴_保色帶必須的行動(dòng)與恒定速度位移階段相結(jié)合，其中在所述恒定速度位移階段中可以監(jiān)測(cè)電流。在連續(xù)打印裝置中，問(wèn)題就不同了，因?yàn)樯珟б耘c物質(zhì)速度相關(guān)的速率在移動(dòng)。小于每秒50毫米的色帶速度對(duì)應(yīng)用有困難，因?yàn)樵谀馨踩掣降轿镔|(zhì)之前墨水有冷卻的趨勢(shì)，所以必須有大于50毫米每秒的寬范圍的物質(zhì)速度。不過(guò)，為了節(jié)約色帶，色帶數(shù)量總是在連續(xù)打印操作之間返回到供帶卷軸。需要確定色帶以某種方式返回了，這樣色帶在恒定速度下沿返回方向行進(jìn)足夠的時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電流的精確測(cè)量。也可能為了實(shí)現(xiàn)以上所述，對(duì)色帶必須“過(guò)度返回”，以便在下個(gè)打印操作之前，能使色帶前進(jìn)，從而對(duì)此過(guò)度返回做補(bǔ)償。對(duì)連續(xù)和間歇打印，過(guò)度返回可以用來(lái)確定傳送了足夠的色帶。從而在每個(gè)打印周期的張緊力測(cè)量部分提供精確的測(cè)量。
優(yōu)選地，在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)電動(dòng)機(jī)電流采樣，這段時(shí)間例如與以至少10毫米的恒定速度通過(guò)一段距離的色帶行進(jìn)有關(guān)。例如，可以在有規(guī)律的間隔上采樣電流，連續(xù)采樣之間的間隔例如等于電動(dòng)機(jī)步進(jìn)的四分之一步長(zhǎng)。采樣值被加到一起，總量被所進(jìn)行的采樣數(shù)除。這樣給出平均電流，其合理地代表了相關(guān)步進(jìn)電機(jī)拉入的功率。
對(duì)所描述的實(shí)施例中加在步進(jìn)電機(jī)上的電流的波形分析顯示，除了由電動(dòng)機(jī)控制的脈沖寬度調(diào)制屬性引起的電流波動(dòng)外，在波形中很多的變化，其意味著個(gè)體的采樣值不能代表電動(dòng)機(jī)拉入的功率。如果被監(jiān)測(cè)的信號(hào)在平均前能經(jīng)過(guò)低通濾波器(未示出)，則就能獲得功率更精確的代表。
圖19解釋了在使用色帶期間，變化的卷軸直徑的監(jiān)測(cè)方法。然而也有可選的方法，其中一種可選方法是參照?qǐng)D20所描述的方法。
參照?qǐng)D20，Ar和As分別是卷軸7和11的面積(見(jiàn)圖1)，d是卷軸的內(nèi)徑，Dr和Ds是在任何給定時(shí)間卷軸的外徑，因此
Ar+As＝恒量(4)Ar＝(Dr/2)2-(d/2)2(5)As＝(Ds/2)2-(d/2)2(6)將(5)和(6)帶入(4)得出Dr2+Dr2＝恒量＝Drc2+Dsc2(7)其中Drc和Dsc分別是初始校準(zhǔn)時(shí)間時(shí)重卷和供帶卷軸的直徑。
當(dāng)前直徑比R＝Dr/Ds因此重整后是 Ds＝Dr/R并且Dr＝RDS帶入(7)得Dr2＝Dr2/R2＝Drc2+DSC2＝Rc2Dsc2+Dsc2＝DSC2(Rc2+1)其中Rc是初始校準(zhǔn)時(shí)重卷與供帶卷軸的直徑比。
因此Dr2(R2+1)/R2＝Dsc2(Rc2+1)Dr2＝[R2/(R2+1)][Dsc2(Rc2+1)]從而知道了初始校準(zhǔn)卷軸直徑比(Rc)、供卷軸直徑比(Rc)、校準(zhǔn)的供帶卷軸直徑(Dsc)和當(dāng)前卷軸直徑比(R)，或者卷軸的當(dāng)前直徑Dr和Ds可以導(dǎo)出。
在有些應(yīng)用中，有可能只有載帶充分空的卷帶卷軸和載帶充分滿的已知外徑的供帶卷軸。在這種條件下，不需要確定初始的卷軸直徑。但是一般，推薦直接測(cè)量卷軸直徑，因?yàn)楹芸赡軝C(jī)器的操作者至少偶爾使用非標(biāo)準(zhǔn)的卷軸結(jié)構(gòu)(例如部分的用到先前情況中的色帶)。
作為參照上述的圖18和等式1到3描述的可選的方法，通過(guò)依賴(lài)兩電動(dòng)機(jī)拉入的電流間的差值有可能得出色帶張緊力的近似值。這個(gè)差值電流是兩電動(dòng)機(jī)間色帶中張緊力大小的函數(shù)，可以用作控制參數(shù)，這樣例如，當(dāng)電流差值的大小落入可接受的公差帶范圍外，可調(diào)節(jié)前面假設(shè)的卷軸外徑的比，產(chǎn)生速度上小的變化，其中在所述的速度下驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。這個(gè)速度調(diào)節(jié)補(bǔ)償最新的卷軸直徑比值。因?yàn)榫磔S直徑變換了，所以差值電流的“優(yōu)化”值和它的公差帶會(huì)變化。針對(duì)特殊周長(zhǎng)的合適值可以從試驗(yàn)中得到，并存儲(chǔ)在優(yōu)化差值電流簡(jiǎn)檔表中，在需要時(shí)可查此簡(jiǎn)檔表。
在上述對(duì)色帶寬度的描述中沒(méi)有使用參考，它是指垂直色帶前進(jìn)方向上的尺寸。最好給用戶(hù)提供手動(dòng)輸入色帶寬度值的操作，以便系統(tǒng)調(diào)節(jié)上面涉及的預(yù)定公差限制和PID控制增益常數(shù)，從而考慮依賴(lài)設(shè)備屬性的帶寬，例如，為被測(cè)的張緊力t(等式3)選擇不同的目標(biāo)限制。
如上述討論，在轉(zhuǎn)印打印機(jī)中，如果要產(chǎn)生好的打印質(zhì)量，需要相對(duì)支撐被打印物質(zhì)的壓紙卷筒精確定位打印頭，尤其在高打印速度下。所述的本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)使用打印頭安裝在可移置托架上的事實(shí)，避免了做這些優(yōu)化打印頭角度的機(jī)械調(diào)整。
圖21示出了圖5所示的輥?zhàn)?0、打印頭邊緣32和剝離輥?zhàn)?3。線109代表蓋板21的鄰近邊緣。虛線110代表了在打印頭32的最近位置的點(diǎn)上輥?zhàn)?0的切線的位置(最好是在打印物質(zhì)期間并且打印色帶插入邊緣32和輥?zhàn)?0之間)。線111代表沿輥?zhàn)?0的旋轉(zhuǎn)軸112展開(kāi)的半徑。線113代表經(jīng)過(guò)平行于邊緣109的軸112的假想線。線113只是代表經(jīng)過(guò)軸112的基準(zhǔn)方向，由此基準(zhǔn)方向可測(cè)得半徑111與角114相關(guān)的角位置。
角度115是相對(duì)切線110的打印頭的傾斜角。這個(gè)角對(duì)產(chǎn)生的打印質(zhì)量很重要，典型地是由制造者確定，其必須落在標(biāo)稱(chēng)值如30度的1或者2度之內(nèi)。但是不同的打印頭具有不同的特性，希望能在角度115的1或者2度內(nèi)做小的調(diào)整。
可以意識(shí)到，角度115首先依賴(lài)于在其支撐結(jié)構(gòu)上的打印頭的定位，其次依賴(lài)于切線110的位置。如果打印頭被移到了圖21的右面，打印頭相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸的角度位置會(huì)變。角度114的大小表示了角度位置。當(dāng)角度114增加時(shí)，角度115減少。類(lèi)似的，如果圖21所示的打印頭移到了左邊，代表了與輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸相關(guān)的打印頭的角度位置的角度114會(huì)減少，角度115會(huì)增加。這種關(guān)系對(duì)安裝者來(lái)說(shuō)在打印階段可以簡(jiǎn)單的通過(guò)調(diào)整導(dǎo)軌22上的托架36(見(jiàn)圖2)的位置來(lái)對(duì)打印頭角度調(diào)整。這樣安裝者可以初始定位打印頭以便假定標(biāo)稱(chēng)位置，在該標(biāo)稱(chēng)位置角度114近似90度。實(shí)施測(cè)試打印評(píng)估打印質(zhì)量，打印頭相對(duì)導(dǎo)軌移置，實(shí)施新的打印測(cè)試等等，直到將打印質(zhì)量最優(yōu)化。對(duì)安裝者無(wú)需對(duì)其支撐上的打印頭位置做機(jī)械調(diào)整。
參照?qǐng)D13到16所述的打印方法通過(guò)減少打印機(jī)色帶在連續(xù)打印周期的連續(xù)打印階段間行進(jìn)的距離增加了打印速度。圖22左手邊示出了打印的物質(zhì)的外觀，以及第一、第二、第三、第四打印操作之后相關(guān)的打印機(jī)色帶的外觀?？梢钥吹降慕惶娴膱D象是由微小偏移的打印線構(gòu)成，有了這些偏移，打印頭可以倒轉(zhuǎn)圖13到16所描述的打印色帶，這樣部分從打印色帶重疊部分產(chǎn)生連續(xù)圖象。對(duì)于給定的物質(zhì)速度和圖象復(fù)制率，打印機(jī)色帶前進(jìn)速度可以加倍。在這種情況里，使用“打印周期”術(shù)語(yǔ)指這樣的完整的周期活動(dòng)首先壓打印頭使其與打印機(jī)色帶接觸，以便從色帶上轉(zhuǎn)移墨水，從而開(kāi)始第一個(gè)圖象的形成，直到打印頭再次與打印色帶接觸以便初始化將形成第二圖象的墨水的轉(zhuǎn)移。如果打印周期與連續(xù)打印機(jī)器相關(guān)，完整的打印周期包括初始打印階段，在此階段中打印頭固定且打印機(jī)色帶與被打印物質(zhì)一起經(jīng)過(guò)打印頭被傳送；接下來(lái)的非打印階段，在此階段中物質(zhì)經(jīng)過(guò)打印頭繼續(xù)被傳送，打印頭從與打印色帶的接觸回退，打印色帶的傳送方向倒轉(zhuǎn)，然后打印色帶再次向前進(jìn)給，直到此打印色帶沿物質(zhì)的方向行進(jìn)，然后下個(gè)打印周期的打印階段初始化了。在間歇打印中，打印周期初始化時(shí)物質(zhì)和色帶固定(除非系統(tǒng)依賴(lài)滑動(dòng)打印)，在周期的打印階段，打印頭穿過(guò)色帶和物質(zhì)前進(jìn)，然后打印頭從打印帶回退，返回到其初始位置，物質(zhì)和打印機(jī)色帶前進(jìn)為下個(gè)打印周期的初始化做準(zhǔn)備。
這樣，在每個(gè)打印周期的打印階段，或者打印頭相對(duì)固定或者較慢的移動(dòng)的打印色帶的位移，或者打印色帶相對(duì)打印頭的移置，使打印頭經(jīng)過(guò)色帶預(yù)定的長(zhǎng)度。因此打印色帶前進(jìn)了預(yù)定的距離。在許多應(yīng)用中，色帶預(yù)定前進(jìn)距離的大小對(duì)整個(gè)裝置的最大速度是個(gè)限制因數(shù)。在已知的打印機(jī)中，色帶前進(jìn)的預(yù)定距離一般至少等于打印頭經(jīng)過(guò)的色帶的預(yù)定長(zhǎng)度。所描述的裝置可操作在這樣的模式下，在該模式下，色帶前進(jìn)的預(yù)定距離小于打印頭經(jīng)過(guò)的色帶預(yù)定長(zhǎng)度。
參考圖22，圖左手邊示出了沉積在物質(zhì)上的四個(gè)連續(xù)的圖象，每個(gè)圖象都相同。圖22的右手部分示出了不得不重復(fù)產(chǎn)生在物質(zhì)上的原始圖象。四個(gè)居中的圖象示出了圖22左手邊四個(gè)圖象打印后打印色帶的樣子。假設(shè)是間歇打印模式，在每個(gè)連續(xù)打印周期之間，物質(zhì)前進(jìn)相等的距離。在每個(gè)打印周期，物質(zhì)是固定的，就象色帶。每個(gè)打印周期包括初始打印階段，在此階段中打印頭掃描經(jīng)過(guò)打印色帶以便根據(jù)形成在物質(zhì)上的圖象的長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)色帶的長(zhǎng)度；接著另個(gè)階段，在此階段中打印頭返回到其初始的位置，并且色帶前進(jìn)色帶的半個(gè)長(zhǎng)度，其中該長(zhǎng)度在打印階段有打印頭掃過(guò)。在上述的第一個(gè)打印階段，只有一半的由打印頭支撐的打印元件加電，這樣沉積在物質(zhì)上的圖象就是一系列平行線的形式。在下一個(gè)打印階段，打印頭通過(guò)圖象的長(zhǎng)度再次掃過(guò)帶，但是在所述動(dòng)作期間，打印頭的打印元件加電，這些打印元件接觸到帶的位置與第一打印周期期間加電的打印元件接觸的帶的位置不同。在第二打印周期結(jié)束時(shí)，打印頭再次返回到其初始位置，色帶前進(jìn)半個(gè)形成在物質(zhì)上的圖象的長(zhǎng)度。從圖22的左邊計(jì)算，該圖的第二，第三，第四和第五部分示出了第一，第二，第三和第四打印周期完成后打印色帶的樣子。應(yīng)該指出形成在物質(zhì)上的所有圖象依次相同，在物質(zhì)上連續(xù)的圖象間唯一不同是一個(gè)是由相對(duì)形成鄰近圖象的線的線偏移組成。
使用打印頭產(chǎn)生圖22的輸出，其中打印元件以線性陣列排列，奇數(shù)打印元件排列于一個(gè)群組，偶數(shù)打印元件排列位于另一個(gè)群組。可在兩個(gè)群組中選擇，以便在每個(gè)打印周期期間色帶前進(jìn)的距離只有色帶長(zhǎng)度的一半，其中在每個(gè)周期墨水從色帶上釋放?？梢砸庾R(shí)倒打印元件可以是三個(gè)，四個(gè)或者更多的群組，在預(yù)定周期里加電的群組，例如三個(gè)群組排列的情況下，每個(gè)打印周期中色帶前進(jìn)的距離只有任何一個(gè)周期中打印頭掃過(guò)的打印機(jī)色帶的三分之一長(zhǎng)。
雖然對(duì)本發(fā)明間歇打印的情況的這方面內(nèi)容做了詳細(xì)的描述，可以意識(shí)到同樣的技術(shù)可以用到連續(xù)打印設(shè)備中，在其中打印色帶和打印頭間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是經(jīng)過(guò)固定頭的傳送色帶的結(jié)果，而不是相對(duì)固定色帶的打印頭的傳送。
權(quán)利要求
1.一種帶驅(qū)動(dòng)器，包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，其中至少有一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)；兩個(gè)帶卷軸支架，帶的卷軸會(huì)安裝在其上，每個(gè)卷軸可由各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；控制器，其控制電動(dòng)機(jī)的加電以便帶能在安裝于卷軸支架之上的卷軸之間沿至少一個(gè)方向傳送，其中控制器可為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)加電，使其沿帶傳送的方向驅(qū)動(dòng)帶的卷軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中使用控制器控制電動(dòng)機(jī)在卷軸之間沿兩個(gè)方向傳送帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電動(dòng)機(jī)均是步進(jìn)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或者3所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中控制器監(jiān)測(cè)在卷軸間傳送的帶的張緊力，且可控制電動(dòng)機(jī)在預(yù)定的限度內(nèi)保持被監(jiān)測(cè)到的張緊力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中提供裝置監(jiān)測(cè)供給至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率，并從監(jiān)測(cè)到的功率中計(jì)算出帶張緊力的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求3所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括電源；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其由電源為步進(jìn)電機(jī)繞組供以電流，所述裝置監(jiān)測(cè)電流，以便監(jiān)測(cè)供給電動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電壓和/或電流的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括穩(wěn)壓電源，其給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置供以充分穩(wěn)定的電壓；和監(jiān)測(cè)裝置，其監(jiān)測(cè)供給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電流大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中每個(gè)步進(jìn)電機(jī)由各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路加電，各自的低阻值電阻與每個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)連接，監(jiān)測(cè)串聯(lián)電阻上產(chǎn)生的電壓信號(hào)從而監(jiān)測(cè)提供給電動(dòng)機(jī)的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中電壓信號(hào)被轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)提供給控制電動(dòng)機(jī)控制脈沖序列產(chǎn)生的微控制器，其中電動(dòng)機(jī)控制脈沖序列施加到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7，8或9所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中監(jiān)測(cè)電流的裝置可操作用來(lái)監(jiān)測(cè)整個(gè)預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中監(jiān)測(cè)裝置僅在帶傳送速度充分穩(wěn)定的時(shí)間段內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中預(yù)定時(shí)間段與帶傳送的預(yù)定長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求5到12中的任何一個(gè)權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中對(duì)于所述或者每個(gè)步進(jìn)電機(jī)，記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表示在沒(méi)有帶負(fù)載的情況下在一系列步進(jìn)率的每個(gè)步進(jìn)率下的步進(jìn)電機(jī)的功率消耗，參照電動(dòng)機(jī)步進(jìn)率的量計(jì)算帶張緊力的量，校正數(shù)據(jù)與步進(jìn)率和由電動(dòng)機(jī)消耗的功率相關(guān)。
14.根據(jù)任何前述的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括用來(lái)監(jiān)測(cè)帶卷軸外徑的裝置；和參考監(jiān)測(cè)的直徑計(jì)算帶張緊力的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中對(duì)于多個(gè)彼此相互傾斜的直徑中的每個(gè)直徑，外徑監(jiān)測(cè)裝置可作用來(lái)監(jiān)測(cè)卷軸外徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14同時(shí)依賴(lài)于權(quán)利要求3和權(quán)利要求13所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括計(jì)算張緊力t的裝置；用來(lái)將t維持在預(yù)定上限和下限之間的控制器，其中t＝N(V1/x2)-(V2/x1))/(V2r1+V1r2)和；V1是供給作為卷帶卷軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的第一電動(dòng)機(jī)的功率測(cè)量值；V2是供給作為供帶卷軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的第二電動(dòng)機(jī)的功率測(cè)量值；r1是第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶卷軸的半徑；r2是第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶卷軸的半徑；x1是涉及電動(dòng)機(jī)步進(jìn)率的針對(duì)第一電動(dòng)機(jī)的校準(zhǔn)因數(shù)；x2是涉及電動(dòng)機(jī)步進(jìn)率的針對(duì)第二電動(dòng)機(jī)的校準(zhǔn)因數(shù)；和N是校準(zhǔn)比例因數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中為了將t值保持在預(yù)定限制之間，控制器實(shí)施控制算法以計(jì)算加到展開(kāi)在卷軸間的帶上的帶長(zhǎng)或者從展開(kāi)在卷軸間的帶上減去的帶長(zhǎng)，所述控制器還控制步進(jìn)電機(jī)將計(jì)算出的帶長(zhǎng)加到展開(kāi)在卷軸間的帶上或者從展開(kāi)在卷軸間的帶上減去計(jì)算出的帶長(zhǎng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求7到15中的任何一個(gè)權(quán)利要求同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求3所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括用來(lái)獲得供給兩個(gè)電機(jī)的電流的差值量或者比率量的裝置；和依賴(lài)差值量或者比率量控制電動(dòng)機(jī)步進(jìn)的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中，在差值量或者比率量落在系列公差帶中每個(gè)公差帶的時(shí)間段中，所述控制裝置保持電動(dòng)機(jī)速度恒定，其中公差帶定義在上下限之間；并且提供了用來(lái)依據(jù)卷軸外徑比率調(diào)整公差帶的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或者19所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中為了將差值量或者比率量控制在上下限之間，控制裝置實(shí)施控制算法計(jì)算加到展開(kāi)在卷軸間的帶上的帶長(zhǎng)或者從展開(kāi)在卷軸間的帶上減去的帶長(zhǎng)，所述控制裝置還控制步進(jìn)電機(jī)將計(jì)算出的帶長(zhǎng)加到展開(kāi)在卷軸間的帶上或者從展開(kāi)在卷軸間的帶上減去計(jì)算出的帶長(zhǎng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16，17，19或者20所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括用來(lái)輸入與帶寬一致的值的裝置；和用來(lái)調(diào)整預(yù)定限度以考慮帶寬的裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求17或者20所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中控制算法包括增益常數(shù)，并且調(diào)整增益常數(shù)以考慮帶寬。
23.根據(jù)權(quán)利要求17，20或者22所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中周期地實(shí)施控制算法，這樣在一個(gè)周期，計(jì)算出被加或者被減的帶長(zhǎng)，在隨后的周期期間，控制電動(dòng)機(jī)調(diào)整卷軸間帶的量。
24.根據(jù)權(quán)利要求16，17，19，20，21，22或者23所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括一種裝置，如果測(cè)量值低于下限以下的最小可接受限度，所述裝置產(chǎn)生錯(cuò)誤指示輸出。
25.根據(jù)權(quán)利要求14或者任何依賴(lài)于權(quán)利要求14的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中直徑監(jiān)測(cè)裝置包括包含至少一個(gè)光發(fā)射器和至少一個(gè)光檢測(cè)器的光學(xué)傳感系統(tǒng)，其中在光發(fā)射器和光檢測(cè)器之間形成光路；傳送機(jī)械裝置，其支持至少一部分光學(xué)傳感系統(tǒng)，且其是可驅(qū)動(dòng)的以便產(chǎn)生光路以掃描經(jīng)過(guò)被測(cè)卷軸所在的空間；可操作控制傳送機(jī)械裝置的控制器，以檢測(cè)傳送機(jī)械裝置的位置，其中傳送機(jī)械裝置里檢測(cè)器的輸出變化指示了兩種情況的轉(zhuǎn)換，一種是光路被卷軸遮斷，另一種是光路沒(méi)有被該卷軸遮斷，所述控制器還從檢測(cè)到的傳送機(jī)械裝置位置中計(jì)算卷軸的直徑，其中傳送機(jī)械裝置中檢測(cè)器輸出變化。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中發(fā)射器和檢測(cè)器中的一個(gè)安裝在傳送機(jī)械裝置上，另一個(gè)相對(duì)帶卷軸固定在合適的位置上。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中發(fā)射器和檢測(cè)器都安裝在傳送機(jī)械裝置上，發(fā)射器和檢測(cè)器之間的光路由位于遠(yuǎn)離傳動(dòng)機(jī)械裝置的卷軸的旁邊的鏡子形成，該鏡子將光從發(fā)射器反射回檢測(cè)器。
28.根據(jù)權(quán)利要求25，26或者27所述同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求15的帶驅(qū)動(dòng)器，其中直徑監(jiān)測(cè)裝置可操作監(jiān)測(cè)卷軸在第一位置時(shí)卷軸的直徑，其還可旋轉(zhuǎn)卷軸到至少一個(gè)另外的位置，其還可監(jiān)測(cè)在所述或者每個(gè)另外的位置上卷軸的直徑，由計(jì)算的卷軸直徑可以得到卷軸離心率和外周長(zhǎng)的精確值。
29.根據(jù)權(quán)利要求25，26，27或者28所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中傳送機(jī)械裝置包括傳遞色帶打印機(jī)的打印頭傳送機(jī)械裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求14或者任何依賴(lài)權(quán)利要求14所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中直徑測(cè)量裝置包括計(jì)算卷軸直徑比率的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求30同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求3所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中比率計(jì)算裝置包括一種裝置，其可使第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷帶卷軸，而使第二步進(jìn)電機(jī)不能驅(qū)動(dòng)供帶卷軸，從而使得第二步進(jìn)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)；一種裝置，其從第二步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖，脈沖率正比于電動(dòng)機(jī)的速度；一種裝置，其用于檢測(cè)產(chǎn)生的脈沖，以便得出第二步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)量；一種裝置，其用來(lái)監(jiān)測(cè)第一步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)，以便得出第一步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量；一種裝置，其對(duì)比電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)量以便計(jì)算卷軸外徑比率。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括一種裝置，從最初監(jiān)測(cè)到的兩卷軸直徑間的比例、卷軸直徑之間的當(dāng)前比率、及最初監(jiān)測(cè)到的至少一個(gè)卷軸的直徑中，所述裝置對(duì)于至少一個(gè)卷軸計(jì)算其最新半徑。
33.根據(jù)任何前述的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其裝入轉(zhuǎn)印打印機(jī)中，且將墨水從打印機(jī)色帶轉(zhuǎn)移到沿鄰近打印機(jī)的預(yù)定路徑傳送的物質(zhì)上，帶驅(qū)動(dòng)器作為打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置在第一和第二色帶卷軸間傳送色帶，打印機(jī)進(jìn)一步包括打印頭，其與色帶一面接觸并將色帶的反面壓到與預(yù)定路徑上的物質(zhì)接觸；打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其沿一般與預(yù)定物質(zhì)傳送路徑相平行的導(dǎo)軌傳送打印頭且將打印頭移置得與色帶接觸或者不接觸；控制打印機(jī)色帶和打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置的控制器，其可選擇編程，從而或者使色帶相對(duì)預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送而打印頭固定且在打印期間打印頭與色帶接觸，或者使打印頭相對(duì)色帶和預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送且在打印期間打印頭與色帶接觸。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置是雙向的，這樣色帶可以從第一卷軸傳送到第二卷軸，也可從第二卷軸傳送到第一卷軸。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中打印頭安裝在沿導(dǎo)軌可移置的打印頭托架上，提供可互換和可成形的第一和第二托架，這樣打印頭放在導(dǎo)軌上合適位置上的一個(gè)托架上，以便打印沿與物質(zhì)傳送路徑的一個(gè)方向平行的方向行進(jìn)的物質(zhì)，而打印頭放在導(dǎo)軌上合適位置上的另一個(gè)托架上，以便打印沿與物質(zhì)傳送路進(jìn)的另一個(gè)方向平行的方向行進(jìn)的物質(zhì)。
36.根據(jù)任何前述的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其裝入打印裝置，該打印裝置包括機(jī)架；安裝在打印頭支撐組件的打印頭，其相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向可移置，其中帶驅(qū)動(dòng)器沿打印色帶路徑驅(qū)動(dòng)色帶；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支架；輥?zhàn)樱脕?lái)支撐在色帶路徑上遠(yuǎn)離打印頭的被打印物質(zhì)；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)相對(duì)打印頭支架組件移置打印頭到打印位置，在該打印位置上打印頭的一部分壓在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上；和控制器，用來(lái)調(diào)節(jié)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置來(lái)相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸調(diào)整打印頭的角度位置。
37.根據(jù)任何前述的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其裝入打印裝置，該打印裝置包括機(jī)架；安裝在打印頭支架組件的打印頭，其相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向可移置，其中帶驅(qū)動(dòng)器沿打印色帶路徑驅(qū)動(dòng)色帶；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支架；剝離輥?zhàn)?，其安裝在打印頭支架組件上且可隨打印頭沿所述的平行方向移動(dòng)；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支架組件和剝離輥?zhàn)釉卩徑蛴∩珟窂降膸Т蛴∥恢煤痛蛴☆^接觸路徑上打印色帶的打印位置之間移置打印頭，其中提供凸輪機(jī)械裝置，打印頭支架組件移置到預(yù)定位置使得所述凸輪機(jī)械裝置嚙合，在嚙合時(shí)，使得打印頭從待打印位置回退到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒指舻奈恢谩?br> 38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中凸輪機(jī)械裝置包括安裝在機(jī)架上的盤(pán)，并限定了槽；從安裝在打印頭支架組件上的樞軸部件伸出的銷(xiāo)，打印頭支架組件移置到預(yù)定位置使銷(xiāo)插入槽中從而使樞軸部件從支撐打印頭的第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置，在第二位置上打印頭自由的移動(dòng)到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其中樞軸部件在安裝在打印頭支撐組件上的可移置部件上安裝，當(dāng)樞軸部件在第一位置上時(shí)，可移置部件從回退位置移到展開(kāi)位置，從而使得打印頭從待打印位置移動(dòng)到打印位置。
40.根據(jù)任何前述的權(quán)利要求所述的帶驅(qū)動(dòng)器，其裝入到打印裝置，該裝置包括打印頭；帶驅(qū)動(dòng)器，其作為打印色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置用來(lái)使打印色帶在打印頭和路徑之間前進(jìn)，其中被打印物質(zhì)沿此路徑前進(jìn)，打印裝置進(jìn)一步包括用來(lái)將打印頭應(yīng)用到支撐在驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置中的色帶的裝置，其中打印頭包括打印元件陣列，可選擇地對(duì)每個(gè)打印元件加電壓從而將墨水從與其接觸的色帶部分釋放出來(lái)；控制器，用來(lái)控制打印元件的加電和色帶的前進(jìn)以便執(zhí)行一系列的打印周期，每個(gè)周期包括打印階段和非打印階段，其中打印階段期間打印頭和色帶之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使打印頭經(jīng)過(guò)色帶預(yù)定的長(zhǎng)度，而非打印階段期間色帶相對(duì)打印頭前進(jìn)預(yù)定的距離，其中在連續(xù)打印周期期間，控制器有選擇的對(duì)不同打印元件群組加電，元件群組分類(lèi)分布在打印頭上，這樣不同群組接觸色帶不同的部分，控制器使色帶前進(jìn)，這樣所述的色帶前進(jìn)的預(yù)定距離小于所述的色帶的預(yù)定長(zhǎng)度。對(duì)打印元件的群組加電，這樣在任何兩個(gè)相同打印元件群組加電的打印階段間隔之間，色帶前進(jìn)至少色帶預(yù)定的長(zhǎng)度。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的帶驅(qū)動(dòng)器，包括打印元件的兩個(gè)群組，其中色帶前進(jìn)的預(yù)定距離是至少半個(gè)色帶的預(yù)定長(zhǎng)度。
42.一種轉(zhuǎn)印打印機(jī)，用來(lái)將墨水從打印機(jī)色帶轉(zhuǎn)移到沿鄰近打印機(jī)的預(yù)定路徑傳送的物質(zhì)上，其包括打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)在第一和第二色帶卷軸間傳送色帶；打印頭，其與色帶的一面接觸且壓色帶的反面使其與預(yù)定路徑上的物質(zhì)接觸；打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)沿一般與預(yù)定物質(zhì)傳送路徑平行展開(kāi)的導(dǎo)軌傳送打印頭，其還用來(lái)移置打印頭使其與色帶接觸和與色帶分開(kāi)；控制器，其可選擇編程，或者在打印期間使色帶相對(duì)預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送色帶，同時(shí)打印頭固定并與色帶接觸，或者在打印期間使打印頭相對(duì)色帶和預(yù)定物質(zhì)傳輸路徑傳送，且使打印頭與色帶接觸。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的轉(zhuǎn)移打印機(jī)，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置是雙向的，這樣色帶可從第一卷軸傳送到第二卷軸，也可從第二卷軸傳送到第一卷軸。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的打印機(jī)，其中色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置包括至少一個(gè)步進(jìn)電機(jī)沿帶傳送方向驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)色帶卷軸。
45.根據(jù)權(quán)利要求42或者43所述的打印機(jī)，其中色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，每個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別沿帶傳送方向驅(qū)動(dòng)第一和第二色帶軸中的一個(gè)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的打印機(jī)，包括用來(lái)監(jiān)測(cè)色帶張緊力的裝置；和用來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)將被監(jiān)測(cè)的張緊力保持在預(yù)定限制之內(nèi)的裝置。
47.根據(jù)權(quán)利要求42，43，44，45或者46所述的打印機(jī)，其中打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置包括連接到打印頭的步進(jìn)電機(jī)。
48.根據(jù)權(quán)利要求42，43，44，45，46或者47所述的打印機(jī)，其中打印頭安裝在沿導(dǎo)軌可移置的托架上。
49.根據(jù)權(quán)利要求48同時(shí)依賴(lài)權(quán)利要求43所述的打印機(jī)，包括可互換和成形的第一和第二托架，這樣用一個(gè)托架在導(dǎo)軌的位置上放置打印頭以便打印到沿物質(zhì)傳送路徑的一個(gè)方向行進(jìn)的物質(zhì)上，用另一個(gè)托架在導(dǎo)軌的位置上放置打印頭以便打印到沿物質(zhì)傳送路徑的另一個(gè)方向行進(jìn)的物質(zhì)上。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的打印機(jī)，其中在打印頭附近安裝剝離輥?zhàn)樱瑒冸x輥?zhàn)拥奈恢孟鄬?duì)打印頭是可逆的。
51.一種裝置，用來(lái)測(cè)量帶的兩個(gè)卷軸的直徑，其中帶安裝在可驅(qū)動(dòng)帶在兩個(gè)卷軸之間傳送的帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置上，該裝置包括光學(xué)傳感系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)光發(fā)射器和至少一個(gè)光監(jiān)測(cè)器，這樣在兩者之間建立光路；傳送機(jī)械裝置，其用來(lái)支撐至少部分光學(xué)傳感系統(tǒng)且是可驅(qū)動(dòng)的，以便用光路掃描被測(cè)卷軸所在的空間；控制器，其可操作控制傳送機(jī)械裝置，并可檢測(cè)傳送機(jī)械裝置的位置，其中在傳送機(jī)械裝置中檢測(cè)器輸出量變化指示出在兩種條件間的轉(zhuǎn)換，一種條件是光路被卷軸遮擋，另一種條件是光路沒(méi)被該卷軸遮擋，所述控制器還依據(jù)檢測(cè)到的傳送機(jī)械裝置的位置計(jì)算卷軸直徑，其中傳送機(jī)械裝置的輸出量變化。
52.一種打印裝置，包括機(jī)架；安裝在打印頭支撐組件上的打印頭，其中打印頭支撐組件可相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向移置；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支架；輥?zhàn)?，其用?lái)支撐在色帶路徑一邊遠(yuǎn)離打印頭的待打印物質(zhì)；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件移置打印頭到打印位置，其中在該位置，部分打印頭靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上；控制器，其用來(lái)調(diào)整第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置進(jìn)而相對(duì)輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸調(diào)整打印頭的角度位置。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的裝置，其中靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上的打印頭部分是包含可選擇加電的打印元件的打印頭部分。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的裝置，其中元件沿所述打印頭部分線性排列。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的裝置，其中線性排列的元件沿邊緣排列，或者平行鄰近打印頭的邊緣。
56.一種打印裝置，包括機(jī)架；安裝在打印頭支撐組件上的打印頭，其中打印頭支撐組件相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向可移置；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支撐；剝離輥?zhàn)?，其安裝在打印頭支撐組件上且可隨打印頭沿所述的平行方向移置；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件和剝離輥?zhàn)釉卩徑蛴∩珟У拇蛴∥恢煤痛蛴∥恢弥g移置打印頭，其中在所述打印位置打印頭與路徑上的打印色帶接觸，其中提供凸輪機(jī)械裝置，打印頭支撐組件移置到預(yù)定位置使得凸輪機(jī)械裝置嚙合，在嚙合時(shí)，使得打印頭從待打印位置回退到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
57.一種打印裝置，包括打印頭；打印色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，用來(lái)使打印色帶在打印頭和被打印物質(zhì)行進(jìn)的路徑之間行進(jìn)；用來(lái)應(yīng)用打印頭到支撐在驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置中的色帶上的裝置，其中打印頭包括打印元件陣列，每個(gè)打印元件可選擇加電從與那個(gè)元件接觸的部分色帶將墨水釋放；控制器，用來(lái)控制打印元件的加電和色帶的前進(jìn)以便實(shí)施一系列打印周期，其中每個(gè)打印周期包括打印階段和非打印階段，其中在所述的打印階段打印頭和色帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使打印頭經(jīng)過(guò)色帶預(yù)定的長(zhǎng)度，而在非打印階段，色帶相對(duì)打印頭前進(jìn)預(yù)定的距離，其中在連續(xù)的打印周期，控制器有選擇地為不同打印元件群組加電，元件群組分類(lèi)分布在打印頭上，這樣不同群組接觸色帶的不同部分，所述控制器使色帶前進(jìn)，這樣所述的色帶前進(jìn)預(yù)定距離比所述的色帶預(yù)定長(zhǎng)度少，打印元件群組被加電，這樣在打印元件的相同群組加電的任何兩個(gè)打印階段的間隔之間，色帶前進(jìn)的距離比所述的色帶的預(yù)定長(zhǎng)度小。
58.一種控制帶驅(qū)動(dòng)器的方法，其中所述的帶控制器包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)且至少有一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)；兩個(gè)帶卷軸支撐，帶的卷軸安裝在其上，每個(gè)卷軸可以有分別的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；控制器，其用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的加電，這樣能在安裝在卷軸支撐上的卷軸之間沿至少一個(gè)方向傳送帶，其中控制其給兩個(gè)電動(dòng)機(jī)加電進(jìn)而沿帶傳送的方向驅(qū)動(dòng)帶卷軸。
59.一種控制轉(zhuǎn)移打印機(jī)的方法，用來(lái)從打印機(jī)色帶上將墨水轉(zhuǎn)移到沿鄰近打印機(jī)的預(yù)定路徑傳送的物質(zhì)上，其中打印機(jī)色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置在第一和第二色帶軸之間傳送色帶，打印頭與色帶的一面接觸并壓色帶的反面使其與預(yù)定路徑上的物質(zhì)接觸，打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置沿一般與預(yù)定物質(zhì)傳送路徑平行的導(dǎo)軌傳送打印頭，并將打印頭移置得與色帶接觸或者與色帶分離，控制器控制打印機(jī)色帶和打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，控制器可選擇編程，在打印期間或者相對(duì)預(yù)定物質(zhì)傳輸路徑傳送色帶的同時(shí)打印頭固定且放置的與色帶接觸，或者相對(duì)色帶和預(yù)定物質(zhì)傳送路徑傳送打印頭且打印頭放置的與色帶接觸。
60.一種測(cè)量?jī)蓭У木磔S直徑的方法，其中帶安裝在可在卷軸間驅(qū)動(dòng)帶傳送的帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置上，其中包括至少一個(gè)光發(fā)射器和至少一個(gè)光檢測(cè)器的光學(xué)傳感系統(tǒng)，這樣在兩者之間建立光路；傳送機(jī)械裝置，其用來(lái)支撐至少部分光學(xué)傳感系統(tǒng)，且被驅(qū)動(dòng)以便使光路掃描過(guò)被測(cè)卷軸所在的空間；控制器，其控制傳送機(jī)械裝置檢測(cè)傳送機(jī)械裝置的位置，其中在傳送機(jī)械裝置中檢測(cè)器的輸出變化指示出張緊力在兩個(gè)條件之間轉(zhuǎn)換，一個(gè)條件是光路被卷軸遮擋，另一個(gè)條件是光路沒(méi)被該卷軸遮擋，依據(jù)檢測(cè)的傳送機(jī)械裝置的位置計(jì)算卷軸直徑，其中檢測(cè)器輸出量變化。
61.一種在打印設(shè)備中調(diào)整打印頭位置的方法，其中所述打印設(shè)備包括機(jī)架；打印頭安裝在其上的打印頭支撐組件，其相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向可移置；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)機(jī)架移置打印頭支撐；輥?zhàn)?，其用?lái)支撐在色帶路徑上遠(yuǎn)離打印頭的被打印物質(zhì)；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件放置打印頭到打印位置，其中在所述打印位置上部分打印頭靠在輥?zhàn)踊蛘呷魏挝镔|(zhì)或者插在打印頭和輥?zhàn)又g的色帶上；控制器，其用來(lái)調(diào)整第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置以便相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸調(diào)整打印頭的角度位置，其中打印頭位于輥?zhàn)痈浇?，?shí)施測(cè)試打印，調(diào)整第一驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置以相對(duì)輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸改變打印頭的角度位置，實(shí)施另外的測(cè)試，不斷重復(fù)調(diào)整和測(cè)試過(guò)程直到得到滿意的打印質(zhì)量。
62.一種在打印裝置中替換打印機(jī)色帶期間控制打印頭回退的方法，其中所述的打印裝置包括機(jī)架；打印頭安裝在其上的打印頭支撐組件，其相對(duì)機(jī)架沿與打印色帶路徑平行的方向可移置；剝離輥?zhàn)?，其安裝在打印頭支撐組件上，且隨打印頭沿所述平行方向可移置；第二驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)相對(duì)打印頭支撐組件和剝離輥?zhàn)釉卩徑蛴∩珟窂降拇蛴∥恢煤痛蛴∥恢弥g移置打印頭，其中在所述的打印位置上，打印頭與路徑上的打印色帶接觸，其中當(dāng)需要替換打印機(jī)色帶時(shí)，打印頭支撐組件移置到預(yù)定位置，定位凸輪機(jī)械裝置以便在將打印頭支撐組件移置到預(yù)定位置時(shí)使凸輪機(jī)械裝置嚙合，在嚙合時(shí)凸輪機(jī)械裝置使打印頭從待打印位置回退到與剝離輥?zhàn)雍痛蛴∩珟窂椒蛛x的位置。
63.一種在打印裝置中控制打印過(guò)程的方法，其中打印裝置包括打印頭；打印色帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置，其用來(lái)使打印色帶在打印頭和被打印物質(zhì)前進(jìn)的路徑之間前進(jìn)；用來(lái)將打印頭應(yīng)用到支撐在驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置中的色帶上的裝置，打印頭包括打印元件陣列，每個(gè)打印元件可選擇加電以便從與該元件接觸的色帶部分上釋放墨水，其中控制打印元件的加電和色帶前進(jìn)以便實(shí)施一系列的打印周期，其中每個(gè)打印周期包括打印階段和非打印階段，其中在打印階段打印頭和色帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使打印頭經(jīng)過(guò)色帶預(yù)定長(zhǎng)度，而在非打印階段色帶相對(duì)打印頭前進(jìn)預(yù)定距離，在連續(xù)打印周期中打印元件的不同群組有選擇的加電，元件的群組分類(lèi)分布在打印頭上，這樣不同的群組接觸色帶不同的部分，色帶前進(jìn)，這樣所述的色帶前進(jìn)的預(yù)定距離小于所述的色帶的預(yù)定長(zhǎng)度，加電打印色帶的群組，這樣在打印元件相同群組加電的任何兩個(gè)打印階段的間隔之間色帶前進(jìn)至少所述的色帶的預(yù)定距離。
全文摘要
一種帶驅(qū)動(dòng)器，其用于例如轉(zhuǎn)印打印設(shè)備中以驅(qū)動(dòng)打印機(jī)色帶。打印機(jī)色帶安裝在兩個(gè)卷軸上，每個(gè)卷軸由各自的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。控制器控制電動(dòng)機(jī)的加電，這樣色帶沿至少一個(gè)方向在安裝在卷軸支架的卷軸之間傳送。控制器為兩個(gè)電動(dòng)機(jī)加電從而沿色帶傳送的方向驅(qū)動(dòng)色帶的卷軸以獲得推挽式操作。監(jiān)測(cè)色帶張緊力以實(shí)現(xiàn)對(duì)供色帶和卷色帶的精確控制，通過(guò)監(jiān)測(cè)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的電源監(jiān)測(cè)色帶張緊力。
文檔編號(hào)B41J33/34GK1473110SQ01818
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者馬丁·麥克內(nèi)斯特瑞, 馬丁 麥克內(nèi)斯特瑞, 基思·巴克斯頓, 巴克斯頓, 哈特, 菲利普·哈特 申請(qǐng)人:賽福爾有限公司