專利名稱：驅(qū)動力傳動裝置和包括該驅(qū)動力傳動裝置的圖像記錄設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的方面涉及一種驅(qū)動力傳動裝置，該驅(qū)動力傳動裝置用于 將兩個馬達的驅(qū)動力傳輸?shù)降谝粡膭訕?gòu)件和第二從動構(gòu)件，以及一種 具有該驅(qū)動力傳動裝置的圖像記^^ir^
背景技術：
噴墨記錄類型的圖像記錄設備通過將墨滴噴射到記錄片材上，而 將圖像打印在記錄片材上。在這種類型的圖像記錄設備中，支撐其上 安裝有打印頭的滑架(carriage),以使得在與記錄片材的輸送方向垂直 的方向上是可移動的。隨著來自滑架驅(qū)動馬達(以下，稱為"CR馬達") 的驅(qū)動力，滑架以特定的移動速度移動。另一方面，通過輸送輥，在 滑架下方輸送記錄片材，其中將圖像打印在該記錄片材上。隨著來自 輸送輥驅(qū)動馬達(以下，稱為"LF馬達")的驅(qū)動力，輸送輥以特定的 角速度旋轉(zhuǎn)。
圖9是示意性地說明被應用到圖像記錄設備上的反饋控制系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖9中，由虛線指示電信號的流程，而由粗實線指 示驅(qū)動力的流程。如圖9所示，在控制系統(tǒng)中，通過獨立的控制系統(tǒng)， 分別控制LF馬達211和CR馬達221。如圖9所示，將驅(qū)動電流lLF從馬達驅(qū)動器201供給到LF馬達211， 以便以特定的目標角速度驅(qū)動輸送輥213。通過齒輪驅(qū)動機構(gòu)212，將 LF馬達211的驅(qū)動力傳輸?shù)捷斔洼?13。因此，輸送輥213旋轉(zhuǎn)。通 過例如旋轉(zhuǎn)編碼器的光學傳感器215來測量輸送輥213的實際角速度。 將所測量的角速度反饋到馬達驅(qū)動器201。馬達驅(qū)動器201計算所反饋 的角速度與目標角速度之間的差值，并且調(diào)節(jié)驅(qū)動電流Iw的值，以使 實際角速度接近目標角速度。馬達驅(qū)動器202以反饋的方式控制CR馬 達221。具體地，將驅(qū)動電流IcR從馬達驅(qū)動器202供給到CR馬達221， 以便以特定的目標移動速度驅(qū)動滑架223。通過帶驅(qū)動機構(gòu)222，將CR 馬達221的驅(qū)動力傳輸?shù)交?23。因此，使得滑架223移動。通過例 如線性編碼器的光學傳感器225來測量滑架223的實際移動速度。將 所測量的移動速度反饋到馬達驅(qū)動器202。馬達驅(qū)動器202計算所反饋 的移動速度與目標移動速度之間的差值，并且調(diào)節(jié)驅(qū)動電流IcR的值， 以使實際移動速度接近目標移動速度。
在上述的圖像記錄設備中，如下所述地執(zhí)行圖像打印操作。首先， 利用LF馬達的驅(qū)動力，通過輸送輥輸送記錄片材，直到記錄片材的打 印區(qū)域的前端到達打印頭的底部為止。當打印區(qū)域的前端到達打印頭 的底部時，LF馬達暫停，并且記錄片材停止。在這種狀態(tài)下，通過驅(qū) 動CR馬達，使得位于等待(standby)位置處的滑架移動。在該移動過 程中，在隨著滑架一起移動的同時，打印頭選擇性地從噴嘴噴射墨滴。 因此，在記錄片材上打印一行圖像。當滑架到達等待位置時，CR馬達 暫停。此后，間歇地驅(qū)動LF馬達，并且輸送輥以與一行對應的特定寬 度輸送記錄片材。因此，每次當輸送記錄片材特定寬度時，記錄片材 暫停。在該暫停期間，使滑架移動并且將一行圖像打印在記錄片材上。 通過重復這種操作，將包括特定行的連續(xù)圖像打印在記錄片材上。
最近，在這種圖像記錄設備中，隨著打印頭的噴嘴個數(shù)的增加或 者可用的墨水顏色的種數(shù)的增加，打印頭的尺寸趨于增加。出于減少打印時間的目的，滑架的移動速度趨于增加。打印頭尺寸的增加或者 滑架移動速度的增加會引起驅(qū)動滑架的CR馬達的負載增加。因此，應 用較大功率的馬達作為CR馬達是必要的。當輸送具有例如蠟光紙的厚 度的記錄片材時，或者當使輸送輥高速旋轉(zhuǎn)以減少打印時間時，驅(qū)動
輸送輥的LF馬達的負載將增加，所述蠟光紙已經(jīng)經(jīng)受過上光(gloss) 處理。因此，應用大功率馬達作為LF馬達是必要的。
作為用于將馬達的驅(qū)動力輸送到特定從動構(gòu)件的裝置， JP-A-6-213301描述了差動齒輪，而JP-A-6-123337描述了減速齒輪。 在前者的差動齒輪中，通過皮帶或滑輪將兩個馬達相連，并且從一個 輸出軸輸出兩個馬達的驅(qū)動力。后者的減速齒輪包括多個輸入軸、多 個輸出軸和被插入輸入軸和輸出軸之間的差動齒輪元件，以從多個旋 轉(zhuǎn)輸入中獲得多個減小少的旋轉(zhuǎn)輸出，其中，將旋轉(zhuǎn)力輸入到該多個 輸入軸上，從該多個輸出軸輸出旋轉(zhuǎn)功率。
當應用大功率馬達時，馬達的尺寸增加，由此引起圖像記錄設備 整體上尺寸的增加。應用大功率的馬達可以引起成本的增加和功率消 耗的增加。因此，目前，當強烈要求減少圖像記錄設備的成本、尺寸 和功率消耗時，由于大功率馬達與要求相反，將大功率馬達應用到每
一個從動構(gòu)件上不是優(yōu)選的。對于減少成本、尺寸和功率消耗的要求 也可以應用到具有多個馬達的裝置上，例如車輛、工業(yè)機器人、便攜 式終端、和筆記本型個人計算機，以及圖像記錄設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例解決上述的缺點以及沒有在上面所描述的 其它缺點。然而，并不要求本發(fā)明克服上述的缺點，并且因此，本發(fā) 明的示例性實施例可以不用克服上面所描述的任何缺點。
因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種驅(qū)動力傳動裝置，該驅(qū)動力 傳動裝置可以產(chǎn)生所希望的旋轉(zhuǎn)輸出，而不需增加馬達任何尺寸，以及一種具有該驅(qū)動力傳動裝置的圖像記錄設備。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供了用于將第一馬達和第二馬達 的驅(qū)動力傳輸?shù)降谝粡膭訕?gòu)件和第二從動構(gòu)件的驅(qū)動力傳動裝置，所 述第一馬達和第二馬達的角速度獨立受控。該驅(qū)動力傳動裝置包括 第一差動單元和第二差動單元。該第一差動單元包括連接到第一馬達
的第一旋轉(zhuǎn)軸的第一輸入軸、連接到第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸的第二輸 入軸、以及連接到第一從動構(gòu)件的第一輸出軸。該第二差動單元包括-連接到第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸的第三輸入軸、連接到第二馬達的第二 旋轉(zhuǎn)軸的第四輸入軸、以及被連接到第二從動構(gòu)件上的第二輸出軸。 第一輸出軸的角速度是第一馬達的角速度的a倍與第二馬達的角速度 的b倍的總和。第二輸出軸的角速度是第一馬達的角速度的C倍與第二
馬達的角速度的d倍的總和。a、 b、 c和d滿足ad-bc-0的關系。
根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，提供了一種圖像記錄設備， 該圖像記錄設備包括第一馬達；第二馬達；配置成控制第一馬達和 第二馬達的角速度的控制器；包括打印頭并且在第一方向上往復移動 的滑架；在與第一方向相交的第二方向上，將記錄介質(zhì)輸送到打印頭 的圖像打印區(qū)域的輸送輥；用于將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力傳輸 到滑架和輸送輥的驅(qū)動力傳動裝置。該驅(qū)動力傳動裝置包括第一差動 單元和第二差動單元。該第一差動單元包括連接到第一馬達的第一旋 轉(zhuǎn)軸的第一輸入軸、連接到第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸的第二輸入軸、以 及連接到滑架的驅(qū)動機構(gòu)的第一輸出軸。該第二差動單元包括連接到 第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸的第三輸入軸、連接到第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸 的第四輸入軸、以及連接到輸送輥的驅(qū)動機構(gòu)的第二輸出軸。第一輸 出軸的角速度是第一馬達的角速度的a倍與第二馬達的角速度的b倍的 總和。第二輸出軸的角速度是第一馬達的角速度的c倍與第二馬達的角 速度的d倍的總和。a、 b、 c和d滿足ad-bc^0的關系。
根據(jù)本發(fā)明的又一個示例性實施例，提供了一種圖像記錄設備，該圖像記錄設備包括第一馬達；第二馬達；在輸送方向上輸送記錄 介質(zhì)的輸送單元；滑架，該滑架在與輸送方向相交的掃描方向上往復 移動，并且在該滑架上安裝有用于將墨滴噴射在記錄介質(zhì)上的打印頭； 以及驅(qū)動力傳動裝置，該驅(qū)動力傳動裝置從第一馬達的驅(qū)動力和第二 馬達的驅(qū)動力彼此結(jié)合地生成用于輸送單元的第一驅(qū)動力，并且從第 一馬達的驅(qū)動力和第二馬達的驅(qū)動力彼此結(jié)合地生成對于滑架的第二 驅(qū)動力，該第二驅(qū)動力與該第一驅(qū)動力相獨立。


從下列結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例的描述，本發(fā)明的上述 方面和其它方面將變得更顯而易見和更易于理解，其中
圖1是說明根據(jù)示例性實施例的多功能外圍設備(peripheral)的 外觀的透視圖2是說明在多功能外圍設備中的打印機單元的構(gòu)造的局部放大 截面圖3是說明在大致從多功能外圍設備的中部到它的后部處，打印 機單元的構(gòu)造的平面圖4是示意性地說明差動傳動機構(gòu)的模型圖； 圖5是示意性地說明差動齒輪的構(gòu)造的圖6是示意性說明使用馬達驅(qū)動器的馬達驅(qū)動控制的構(gòu)造的框圖7是說明滑架、輸送輥、第一馬達和第二馬達的速度特性(速 度中的變化)的曲線圖8是根據(jù)本發(fā)明的改進的示例性實施例，示意性地說明用于馬 達驅(qū)動控制的構(gòu)造的框圖9是示意性說明被應用到現(xiàn)有技術的圖像記錄設備上的現(xiàn)有技 術反饋控制系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。圖1是說明多功 能外圍設備1的外觀的透視圖。圖2是說明打印機單元2的構(gòu)造的局部放大截面圖。圖3是說明在大致從多功能外圍設備1的中部到它的 后部處的打印機單元2的主要構(gòu)造的平面圖。圖4是示意性地說明差
動傳動機構(gòu)110的模型圖。圖5是示意性地說明差動齒輪111A的構(gòu)造 的圖。圖6是示意性地說明用于使用馬達驅(qū)動器100的馬達驅(qū)動控制 的構(gòu)造的框圖。在圖6中，由虛線指示電信號的流程，而由粗實線指 示驅(qū)動力的流程。圖7是說明滑架38、輸送輥87、第一馬達71和第 二馬達72的速度特性(速度中的變化)的曲線圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明 實施例的改進實例，示意性地說明用于馬達驅(qū)動控制的構(gòu)造的框圖。 在圖7中，由虛線61指示輸送輥87的角速度的變化，而由虛線62指 示滑架38的移動速度的變化。由實線63指示第一馬達71的旋轉(zhuǎn)軸74 的角速度的變化，而由點線64指示第二馬達72的旋轉(zhuǎn)軸75的角速度 的變化。
多功能外圍設備1
多功能外圍設備(MFP) 1包括打印機單元2和掃描器單元3，并 且具有打印功能、掃描功能、復印功能和傳真功能。除了打印功能以 外的構(gòu)造是任意的，例如，根據(jù)示例性實施例，可以將圖像記錄設備 體實施為僅僅具有打印功能，而不包括掃描器單元3的打印機。
如圖1所示，多功能外圍設備1具有大致長方體的形狀。該多功 能外圍設備1的下部部分用作打印機單元2，而它的上部部分用作掃描 器單元3。
將多功能外圍設備1的打印機單元2連接到例如計算機的外部信 息裝置上，并且基于打印數(shù)據(jù)在記錄片材上記錄圖像或文稿，該打印 數(shù)據(jù)包括從計算機傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)或文稿數(shù)據(jù)。打印機單元2具有形 成在它的正面中的開口 9。以兩個豎直層級的方式將饋紙盤20和排紙 盤21設置在開口 9中。將容納在饋紙盤20中的記錄片材進給到打印 機單元2的內(nèi)側(cè)，將所希望的圖像打印在該記錄片材上，并且然后， 將其上已經(jīng)打印有圖像的記錄片材排出到排紙盤21。將掃描器單元3配置成平板掃描儀。將作為多功能外圍設備1的 頂板的文稿蓋30設置在掃描器單元3的上方，以便其被自由地打開和
關閉。將壓板玻璃和圖像傳感器(圖未示)設置在文稿蓋30的下方。
由圖像傳感器讀取被放置在壓板玻璃上的文稿的圖像。由于掃描器單
元3不涉及本發(fā)明的示例性實施例，所以在此省略對掃描器單元3的 詳細描述。
如圖1所示，將用于操作打印機單元2或掃描器單元3的操作面 板4設置在多功能外圍設備1的前上部部分中。操作面板4包括各種 操作按鈕和液晶顯示單元。根據(jù)來自操作面板4的操作指令來操作多 功能外圍設備1。當將多功能外圍設備1連接到外部計算機上時，還可 以通過打印機驅(qū)動器或掃描器驅(qū)動器，根據(jù)從計算機所傳輸?shù)闹噶顏?操作多功能外圍設備1。
打印機單元2
現(xiàn)在將描述多功能外圍設備1的內(nèi)部構(gòu)造，尤其是打印機單元2 的內(nèi)部構(gòu)造。
如圖2所示，將饋紙盤20設置在多功能外圍設備1的底部部分中。 將進給輥(feed roller) 25設置在饋紙盤20的上方。通過進給臂26的 一個端部可旋轉(zhuǎn)地支撐進給輥25，通過基軸29可旋轉(zhuǎn)地支撐該進給臂 26的另一個端部。在進給臂26中設置用于將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力從基軸29傳 輸?shù)竭M給輥25的齒輪驅(qū)動機構(gòu)27。將第一馬達71和第二馬達72 (見 圖6)設置在打印機單元2中?？梢詫ⅠR達71和馬達72分別向前和向 后旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。通過稍后將要描述的差動傳動機構(gòu)110 (見圖4)、基 軸29和齒輪驅(qū)動機構(gòu)27，將馬達71和馬達72的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)竭M 給輥25上。因此，旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動進給輥25。將馬達71和馬達72用作用 于驅(qū)動稍后將要描述的輸送輥87和滑架38，以及進給輥25的驅(qū)動源。將傾斜板22設置在饋紙盤20的內(nèi)側(cè)。在進給輥25與饋紙盤20 上的記錄片材相擠壓接觸的狀態(tài)下，當進給輥25旋轉(zhuǎn)時，通過在進給 輥25的輥表面和記錄片材之間的摩擦力，將最上面的記錄片材發(fā)送到 傾斜板22。記錄片材的前端與傾斜板22相接觸，并且被向上引導。片 材輸送路徑23從傾斜板22延伸。特別地，將片材輸送路徑23從傾斜 板22導向到上側(cè)、彎曲到多功能外圍設備1的前表面、從多功能外圍 設備1的后面延伸到它的正面、穿過圖像打印單元24的下部部分、并 且延伸到排紙盤21。因此，沿著片材輸送路徑23，將容納在饋紙盤20 中的記錄片材從下側(cè)引導到上側(cè)以形成U形狀，并且到達圖像打印單 元24。通過圖像打印單元24將圖像打印在記錄片材上，然后將記錄片 材排出到排紙盤21。
如圖2所示，將圖像打印單元24設置在片材輸送路徑23中。該 圖像打印單元24包括噴墨打印頭39和滑架38，其中打印頭39安裝在 滑架38上。支撐滑架38，以使其在與記錄片材的輸送方向垂直的主掃 描方向上(與圖2的繪圖表面垂直的方向)是可移動的。
將打印頭39設置在滑架38的底部中，并且從滑架38的底部表面 暴露打印頭39的噴嘴。將彩色墨從設置在多功能外圍設備1中的墨盒 (圖未示)供給到打印頭39。在滑架38往復移動的同時，從打印頭 39的噴嘴選擇性地噴射彩色墨的墨滴。因此，將圖像打印在在壓板42 上方輸送的記錄片材上。
如圖3所示，將一對導軌43和導軌44設置在片材輸送路徑23的 上方。在記錄片材的輸送方向(在圖3中從上側(cè)到下側(cè))上，導軌43 和導軌44以在其之間的特定距離而彼此相對，并且在與記錄片材的輸 送方向垂直(相交)的主掃描方向上(在圖3中橫向方向)延伸。將 導軌43和導軌44設置在打印機單元2的底盤中，并且形成用于支撐 打印機單元2的構(gòu)件的框架的一部分。滑架38懸掛在導軌43和導軌 44上，以使其在主掃描方向上可滑動地移動。導軌43設置在記錄片材的輸送方向上的上游。導軌43具有板形 狀，其在片材輸送路徑23的寬度方向(在圖3中橫向方向)上的長度 比滑架38的往復移動范圍大。導軌44設置在記錄片材的輸送方向的 下游。導軌44具有板形狀，其在片材輸送路徑23的寬度方向上的長 度大致等于導軌43的長度。滑架38的在輸送方向中的上游處的端部 放置在導軌43上，而滑架38的在輸送方向的下游處的端部放置在導 軌44上，由此滑架38在導軌43和導軌44的縱向方向上可滑動地移 動。
在輸送方向的上游處的導軌44的邊緣部分45向上彎曲，以大致 形成直角?；?8包括例如輥對的插入構(gòu)件，該輥對插入邊緣部分45 以便可滑動地移動。因此，滑架38定位在記錄片材的輸送方向上，并 且可以在與記錄片材的輸送方向垂直的主掃描方向上可滑動地移動。 換句話說，可以將滑架38可滑動地保持在導軌43和導軌44上，并且 該滑架38沿著導軌44的邊緣部分45在與記錄片材的輸送方向垂直的 主掃描方向上往復移動。
如圖3所示，帶驅(qū)動機構(gòu)46設置在導軌44的上部表面上。該帶 驅(qū)動機構(gòu)46包括驅(qū)動滑輪47、從動滑輪48和環(huán)形皮帶49。在該示例 性實施例中，出于解釋方便的目的，將帶驅(qū)動機構(gòu)46的傳動比p，也 就是，通過將帶驅(qū)動機構(gòu)46的輸出除以它的輸入所獲得的值，設定為 "1"?？梢哉f，根據(jù)滑架38的操作和移動速度，可以將傳動比p適當 地改變到某個值。
在片材輸送路徑23的寬度方向上，驅(qū)動滑輪47和從動滑輪48分 別設置在兩個端部的附近。環(huán)形皮帶49懸掛在驅(qū)動滑輪47和從動滑 輪48之間。通過稍后將要描述的差動傳動機構(gòu)110 (見圖4)，將第一 馬達71和第二馬達72 (見圖6)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)津?qū)動滑輪47的 軸上。因此，驅(qū)動滑輪47旋轉(zhuǎn)。皮帶49隨著驅(qū)動滑輪47的旋轉(zhuǎn)而圓周地移動。并不將皮帶49限制于環(huán)形形狀上，而是可以應用其中將開
口皮帶(ended belt)的兩個端部緊固到滑架38上的形狀。
滑架38的底部連接到皮帶49上。因此，隨著皮帶49的圓周移動， 滑架38沿著邊緣部分45在導軌43和導軌44上移動。打印頭39安裝 到滑架38上，并且打印頭39在作為主掃描方向的片材輸送路徑23的 寬度方向上往復移動。
如圖3所示，編碼器帶(encoder strip) 50設置在導軌44中。編 碼器帶50具有由透明樹脂制成的帶狀。該編碼器帶50具有圖案，在 該圖案中透光部分和擋光部分以等間距交替地布置。在導軌44的寬度 方向上(滑架38的移動方向)， 一對支撐肋33和支撐肋34形成在兩 個端部處，以便從它們的頂部表面升起。編碼器帶50的端部分別與支 撐肋33和支撐肋34接合，并且編碼器帶沿著邊緣部分45延伸。通過 彈簧等對編碼器帶50施加張力。
在滑架38的頂部表面上，光學傳感器35設置在與編碼器帶50對 應的位置處。光學傳感器35包括光發(fā)射元件和光接收元件。編碼器帶 50插入光學傳感器35的光發(fā)射元件和光接收元件之間。編碼器帶50 和光學傳感器35配置用于探測滑架38的位置的線性編碼器。在該示 例性實施例中，通過允許光學傳感器35讀取編碼器帶50的圖案，可 以獲得指示滑架38的位置信息的探測信號。將探測信號輸入到稍后將 要描述的馬達驅(qū)動器100 (見圖6)，并且該探測信號用于第一馬達71 和第二馬達72 (見圖6)的驅(qū)動控制。
如圖2和圖3所示，將壓板42設置在與打印頭39相對的片材輸 送路徑23的下方。在滑架38的移動范圍中，將壓板42設置成覆蓋記 錄片材經(jīng)過的中間部分。壓板42的寬度比要被輸送的記錄片材的最大 寬度大得多，并且記錄片材的兩個端部總是在壓板42上方經(jīng)過。如圖3所示，維護機構(gòu)51設置在記錄片材不會經(jīng)過的范圍中，也
就是，在打印頭39的圖像打印區(qū)域的外側(cè)。特別地，在圖3中，維護 機構(gòu)51設置在壓板42的右端處。維護機構(gòu)51用于防止打印頭39的 噴嘴中的墨變干，或者從噴嘴抽吸和除去氣泡或顆粒。在該示例性實 施例中，當不執(zhí)行圖像打印操作時，滑架38在維護機構(gòu)51上等待， 直到輸入圖像打印指令為止。
如圖2所示，包括輸送輥87和夾持輥88的輸送輥對89設置在圖 像打印單元24的上游。包括排出輥卯和設置在該排出輥卯上方的直 齒輥(spur) 91的排出輥對92設置在圖像打印單元24的下游。包括 多個齒輪的齒輪驅(qū)動機構(gòu)85 (見圖6)連接到輸送輥87的軸上。在該 示例性實施例中，出于解釋方便的目的，將齒輪驅(qū)動機構(gòu)85的傳動比 (齒輪速比)q，也就是，通過將齒輪驅(qū)動機構(gòu)85的輸出除以它的輸 入所獲得的值，設定為"1"?？梢哉f，根據(jù)輸送輥87的操作或角速度 可以將傳動比q適當?shù)馗淖兊饺魏沃怠?br> 通過稍后將要描述的差動傳動機構(gòu)110 (見圖4)和齒輪驅(qū)動機構(gòu) 85，將第一馬達71和第二馬達72 (見圖4和圖6)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸 到輸送輥87的軸上。因此，輸送輥87以特定的角速度旋轉(zhuǎn)，并且沿 著片材輸送路徑23輸送記錄片材。通過例如齒輪的傳動機構(gòu)，將輸送 輥87和排出輥90彼此相連，并且通過傳動機構(gòu)，將輸送輥87的驅(qū)動 力傳輸?shù)脚懦鲚伱?。因此，以彼此同步的方式?qū)動輸送輥87和排 出輥90。在通過輸送輥87間歇地輸送記錄片材的同時，進給輥25和 差動傳動機構(gòu)110從彼此分離，因此進給輥25不旋轉(zhuǎn)。
通過輸送輥對89，將沿著片材輸送路徑23輸送的記錄片材輸送到 壓板(platen) 42上。通過排出輥對92，將記錄片材輸送到排紙盤21 ， 其中在壓板42上已經(jīng)將圖像打印在該記錄片材上。
編碼器盤52設置在輸送輥87的旋轉(zhuǎn)軸上。編碼器盤52具有圖案，在該圖案中擋光部分和透光部分交替地布置在它的圓周邊緣中。光學
傳感器83 (見圖6)設置在與編碼器盤52的圓周邊緣對應的位置處。 光學傳感器83包括光發(fā)射元件和光接收元件。編碼器盤52的圓周邊 緣插入光學傳感器83的光發(fā)射元件和光接收元件之間。編碼器盤52 和光學傳感器83配置用于探測輸送輥87的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)編碼器。 在該示例性實施例中，通過光學傳感器83讀取與輸送輥87 —起旋轉(zhuǎn) 的編碼器盤52的圖案。通過允許光學傳感器83讀取編碼器盤52的圖 案，可以獲得指示輸送輥87的旋轉(zhuǎn)位置信息的探測信號。將該探測信 號輸入到稍后將要描述的馬達驅(qū)動器100 (見圖6)，并且該探測信號 用于第一馬達71和第二馬達72 (見圖4和圖6)的驅(qū)動控制。
在該示例性實施例中，當將圖像打印指令輸入到多功能外圍設備1 并且記錄片材的打印區(qū)域的前端到達打印頭39的下側(cè)時，通過特定的 換行寬度間歇地旋轉(zhuǎn)輸送輥87，因此記錄片材被間歇地輸送相同的寬 度。特別地，如圖7所示，根據(jù)輸送輥87的的速度特性(見虛線61)， 以特定的間隔重復輸送輥87的旋轉(zhuǎn)和暫停。特別地，輸送輥87在間 隔tl中停止，在間隔t2中加速，從間隔t3到間隔t4以恒定的角速度 被驅(qū)動，在間隔t5處減速，并且在間隔t6處再次停止。在間隔t7到間 隔tll以及隨后這樣的間隔中，重復如在間隔tl到間隔t6中的相同操 作。
另一方面，滑架38從等待位置開始它的移動，并且在壓板42上 方往復移動。特別地，如圖7所示，根據(jù)滑架38的的速度特性(見虛 線62)，重復在一個方向上的移動和在相反方向上的移動。特別地，滑 架38從在間隔1中在一個方向上以恒定移動速度被驅(qū)動的狀態(tài)而從間 隔t2減速到間隔t3，然后在間隔t3的結(jié)束處停止。滑架在間隔t4中在 相反的方向上被加速，并且在相反的方向上從間隔t4移動到間隔t5。 在間隔t6中在相反的方向上以恒定的移動速度驅(qū)動滑架38?；茉俅?從間隔t7減速到間隔t8，并且在間隔t8的結(jié)束處停止。然后，滑架在 間隔t9中在一個方向上加速，并且在相反的方向上從間隔t9移動到間隔t10。在間隔tll中，在所述的一個方向上以恒定的移動速度驅(qū)動滑
架38。此后，重復這些操作，由此滑架38在壓板42的上方往復移動。
在該示例性實施例中，如在圖7中由虛線61和虛線62所指示的， 當降低滑架38的移動速度時，或者當該滑架38停止時，以恒定的角 速度驅(qū)動輸送輥87。當降低輸送輥87的角速度時，或者當該輸送輥 87停止時，以恒定的角速度驅(qū)動滑架38。也就是，大致交替地驅(qū)動輸 送輥87和滑架38。
差動傳動機構(gòu)110
打印機單元2包括差動傳動機構(gòu)110，該差動傳動機構(gòu)110是用于 將第一馬達71和第二馬達72的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斔洼?7和滑架38 的驅(qū)動力傳動裝置的一個實例。如圖4所示，差動傳動機構(gòu)110包括 是第一差動單元的實例的差動齒輪111A、是第二差動單元的實例的差 動齒輪111B、第一傳動部130和第二傳動部135。
如在圖5中所示的，差動齒輪111A包括輸入軸114A和輸入軸 115A。同軸地設置輸入軸114A和輸入軸115A。差動齒輪111A包括一 個輸出軸117A。輸出軸117A在與輸入軸114A和輸入軸115A垂直的
方向上延伸。
差動齒輪111A包括彼此相對的兩個小齒輪119A和小齒輪120A。 小齒輪119A和小齒輪120A分別是錐齒輪(bevel gear)。小齒輪119A 和小齒輪120A具有相同的齒數(shù)，所述齒有相同的節(jié)距。小齒輪119A 一體地連接到輸入軸114A上。小齒輪120A—體地連接到輸入軸115A上。
環(huán)形齒輪121A設置在輸入軸114A上。設置環(huán)形齒輪121A，以 便它的旋轉(zhuǎn)軸與小齒輪119A的旋轉(zhuǎn)軸相配。在該示例性實施例中，輸 入軸114A可旋轉(zhuǎn)地支撐環(huán)形齒輪121A。環(huán)形齒輪121A是錐齒輪。小齒輪122A設置成與環(huán)形齒輪121A嚙合。小齒輪122A是錐齒輪，并 且將環(huán)形齒輪121A的旋轉(zhuǎn)數(shù)增加兩倍。也就是，將從環(huán)形齒輪121A 到小齒輪122A的角速度傳動比(齒輪比)設定為"2"。小齒輪122A 一體地連接到輸出軸117A上。在該示例性實施例中，小齒輪122A將 環(huán)形齒輪121A的旋轉(zhuǎn)數(shù)增加兩倍，但是環(huán)形齒輪121A和小齒輪122A 可以具有相同的齒數(shù)。簡單地說，根據(jù)作為輸出軸117A的旋轉(zhuǎn)輸出所 需的角速度，可以確定環(huán)形齒輪121A和小齒輪122A的齒數(shù)或節(jié)距。
在下列描述中，在將旋轉(zhuǎn)從輸入齒輪輸送到輸出齒輪的情形中， 所述輸入齒輪將旋轉(zhuǎn)輸入到齒輪系(geartrain)，而所述輸出齒輪從齒 輪系輸出旋轉(zhuǎn)，如果從輸入齒輪到輸出齒輪經(jīng)由奇數(shù)個齒輪輸送旋轉(zhuǎn)， 那么限定輸出齒輪在與輸入齒輪相同的方向上旋轉(zhuǎn)，并且將角速度傳 動比表示為正值。相似地，如果從輸入齒輪到輸出齒輪經(jīng)由偶數(shù)個齒 輪輸送旋轉(zhuǎn)或者在輸入齒輪嚙合輸出齒輪的同時直接地(居間齒輪的 個數(shù)是零)輸送旋轉(zhuǎn)，那么可限定輸出齒輪在與輸入齒輪相反的方向 上旋轉(zhuǎn)，并且將角速度傳動比表示為負值。
臂123A連到環(huán)形齒輪121A的一個表面上。將在與輸入軸114A 和115A垂直的方向上延伸的軸124A固定到臂123A上。臂123A、軸 124A和環(huán)形齒輪121A —體地繞著環(huán)形齒輪121A的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。
軸124A可旋轉(zhuǎn)地支撐兩個小齒輪125A和小齒輪126A。小齒輪 125A在軸124A的一個端部處與小齒輪119A和小齒輪120A嚙合。小 齒輪126A在軸124A的另一個端部處與小齒輪119A和小齒輪120A嚙 合。從機械觀點的角度看，設置小齒輪125A和小齒輪126A中的一個 小齒輪就足夠了，但是為了確保平衡，兩個小齒輪125A和小齒輪126A 與小齒輪119A和小齒輪120A嚙合。
值得注意的是，有必要使在小齒輪119A和小齒輪120A與小齒輪 125A之間的角速度傳動比與在小齒輪119A和小齒輪120A與小齒輪126A之間的角速度傳動比相對應。然而，由于角速度傳動比不會影響
差動齒輪111的整個角速度傳動比，所以該角速度傳動比不必是1。
如果在固定軸124A的同時旋轉(zhuǎn)小齒輪125A，那么顯而易見的是 輸入軸114A和輸入軸115A以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，但是是在彼此相反 的方向上，這是由于小齒輪119A和小齒輪120A具有相同的齒數(shù)，所 述齒有相同的節(jié)距。也就是，小齒輪119A和小齒輪120A相對于軸124A 和臂123A在任何時候都以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，但是是在彼此相反的方 向上。
然后，描述假設輸入軸114A以Vi的角速度旋轉(zhuǎn)而輸入軸115A 在與輸入軸114A相同的方向上以V2的角速度旋轉(zhuǎn)的情形。如果通過 觀察者來觀察差動齒輪111，該觀察者在與繞著輸入軸114A的輸入軸 114A相同的方向上以(Vi+V》/2的角速度旋轉(zhuǎn)，那么輸入軸114A相 對于觀察者以Vr(V^V2)/2氣VrV2)/2的角速度旋轉(zhuǎn)，而輸入軸115A 相對于觀察者以V2-(Vi+V2)/2氣VrV2)/2的角速度旋轉(zhuǎn)。也就是，輸入 軸114A和輸入軸115A相對于觀察者以相同的角速度但在彼此相反的 方向上旋轉(zhuǎn)。所以，可以發(fā)現(xiàn)觀察者與軸124A和臂123A—起旋轉(zhuǎn)。 由于在任何時候都滿足上述關系，所以當輸入軸114A以Vi的角速度 旋轉(zhuǎn)并且輸入軸115A在與輸入軸114A相同的方向上以V2的角速度旋 轉(zhuǎn)時，軸124A和臂123A以(Vt+V2) /2的角速度旋轉(zhuǎn)。也就是，環(huán) 形齒輪121A的角速度對應于小齒輪119A的角速度的1/2與小齒輪 120A的角速度的1/2的總和。
從上述描述中，通過考慮小齒輪121A的來自由輸入軸114A和輸 入軸115A所輸入的角速度中的每一個角速度的角速度，可以說，從小 齒輪119A到環(huán)形齒輪121A的角速度傳動比是"1/2"，并且從小齒輪 120A到環(huán)形齒輪121A的角速度傳動比是"1/2"。如上面所描述的， 由于從環(huán)形齒輪121A到小齒輪122A的角速度傳動比是2，所以從小 齒輪119A到小齒輪122A的角速度傳動比是"l"，這可以與a2相對應，并且從小齒輪120A到小齒輪122A的角速度傳動比是"1"，這可以與 b2相對應。
因此，在具有上述構(gòu)造的差動齒輪1UA中，當輸入軸114A和輸 入軸115A以特定的角速度旋轉(zhuǎn)時，輸出軸117A以某一角速度旋轉(zhuǎn)， 該某一角速度與通過將輸入軸114A的角速度加到輸入軸115A的角速 度上所獲得的值成比例。特別地，由于如上面所描述地來配置小齒輪 119A、小齒輪120A、環(huán)形齒輪121A和小齒輪122A，所以當輸入軸 114A以Vj勺角速度旋轉(zhuǎn)并且輸入軸115A在與輸入軸114A相同的方 向上以V2的角速度旋轉(zhuǎn)時，輸出軸117A以(V!+V2)的角速度旋轉(zhuǎn)。
如圖4所示，差動齒輪111B包括輸入軸114B、輸入軸115B和一 個輸出軸117B。差動齒輪111B具有與差動齒輪111A相同的構(gòu)造，并 且包括具有與小齒輪119A和小齒輪120A相同的形狀的小齒輪119B 和小齒輪120B、具有與臂123A相同的形狀的臂123B、具有與軸124A 相同的形狀的軸124B和具有與小齒輪125A和小齒輪126A相同的形 狀的小齒輪125B和小齒輪126B。差動齒輪還包括具有與環(huán)形齒輪 121A相同的形狀的環(huán)形齒輪121B和具有與小齒輪122A相同的形狀的 小齒輪122B。因此，差動齒輪111B的輸入特性和輸出特性與差動齒 輪111A的輸入特性和輸出特性相等。也就是，從小齒輪119B到小齒 輪122B的角速度傳動比是"l"，這可以與c2對應，并且從小齒輪120B 到小齒輪122B的角速度傳動比是"1"，這可以與d2對應。由于差動 齒輪111B的元件與差動齒輪111A的元件相似，所以在此省略對差動 齒輪111B的詳細描述。
在該示例性實施例中，如在圖4中所示的，差動齒輪111A和差動 齒輪111B水平地平行布置。通過帶驅(qū)動機構(gòu)46(它的傳動比p等于1) (見圖6)，將滑架38連接到差動齒輪111A的輸出軸117A上。另一 方面，通過齒輪驅(qū)動機構(gòu)85 (它的傳動比q等于l)(見圖6)，將輸送 輥87連接到差動齒輪111B的輸出軸117B上。第一傳動部130
第一傳動部130設置在差動齒輪111A的輸入軸114A和差動齒輪 111B的輸入軸114B中。第一傳動部130包括三個齒輪131、132和133。 齒輪131、 132和133是大致盤狀直齒輪(spurgear)。齒輪131—體地 連接到輸入軸114A。齒輪132 —體地連接到輸入軸114B。齒輪133與 齒輪131和齒輪132都嚙合。第一馬達71的旋轉(zhuǎn)軸74 —體地連接到 齒輪133。也就是，通過第一傳動部130的齒輪131和齒輪133將差動 齒輪111A的輸入軸114A連接到第一馬達71的旋轉(zhuǎn)軸74上。因此， 順序地通過齒輪133和齒輪131將第一馬達71的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷?入軸114A上。包括齒輪131、齒輪133和差動齒輪111A的小齒輪122A 的傳動機構(gòu)可以與第一傳動機構(gòu)對應。
通過第一傳動部130的齒輪132和齒輪133，差動齒輪111B的輸 入軸114B連接到第一馬達71的旋轉(zhuǎn)軸74。因此，順序地通過齒輪133 和齒輪132將第一馬達71的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斎胼S114B上。包括 齒輪132、齒輪133和差動齒輪111B的小齒輪122B的傳動機構(gòu)可以 與第三傳動機構(gòu)對應。
由于通過第一傳動部130將第一馬達71的旋轉(zhuǎn)軸74連接到輸入 軸114A和輸入軸114B上，所以在與第一馬達71的旋轉(zhuǎn)方向相反的方 向上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力被傳輸?shù)捷斎胼S114A和輸入軸114B上。因此，例 如，如圖4所示，當?shù)谝获R達71在箭頭53的方向上旋轉(zhuǎn)時，輸入軸 114A和輸入軸114B在箭頭54的方向上旋轉(zhuǎn)。值得注意的是，在上述 示例性實施例中，利用齒輪133和齒輪131或齒輪132，輸入軸114A 和輸入軸114B被直接連接到旋轉(zhuǎn)軸74上。然而，通過纏繞旋轉(zhuǎn)軸、 輸入軸114A或輸入軸114B的皮帶，可以將輸入軸114A和輸入軸114B 連接到旋轉(zhuǎn)軸74上。
在該示例性實施例中，第一傳動部130的三個齒輪131、132和133具有相同的構(gòu)造，并且具有相同的齒數(shù)，該齒有相同的節(jié)距。因此，
通過齒輪133和齒輪131從旋轉(zhuǎn)軸74到輸入軸114A的角速度傳動比 (齒輪比)，即，通過輸入軸114A的角速度除以旋轉(zhuǎn)軸74的角速度(第 一馬達71的角速度)所獲得的值，是"1"。因此，當?shù)谝获R達71旋 轉(zhuǎn)時，輸入軸114A以與第一馬達71相同的角速度旋轉(zhuǎn)。然而，由于 將兩個齒輪(齒輪133和齒輪131)插入輸入軸114A和旋轉(zhuǎn)軸74之間， 所以輸入軸114A在與第一馬達71的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。在 下列描述中，出于解釋方便的目的，將負號"-"加到角速度傳動比上， 該負號"-"指示第一馬達71的旋轉(zhuǎn)方向與輸入軸114A的旋轉(zhuǎn)方向不 同。當彼此旋轉(zhuǎn)方向相同時，不用將該符號加到角速度傳動比上。因 此，在下列描述中，用"-l"來表示通過齒輪133和齒輪131從旋轉(zhuǎn)軸 74到輸入軸114A的角速度傳動比。該角速度傳動比可以與傳動比al 對應。
通過齒輪133和齒輪132從旋轉(zhuǎn)軸74到輸入軸114B的角速度傳 動比(齒數(shù)比)，SP，通過輸入軸114B的角速度除以旋轉(zhuǎn)軸74的角速 度(第一馬達71的旋轉(zhuǎn))所獲得的值，是"1"。因此，當?shù)谝获R達71 旋轉(zhuǎn)時，輸入軸114B以與第一馬達71相同的角速度旋轉(zhuǎn)。然而，由 于將兩個齒輪(齒輪133和齒輪132)插入旋轉(zhuǎn)軸74和輸入軸114B之 間，所以輸入軸114B在與第一馬達71的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。 因此，在下列描述中，用來表示通過齒輪133和齒輪132從旋轉(zhuǎn) 軸74到輸入軸114B的角速度傳動比。該角速度傳動比可以與傳動比 cl對應。
第二傳動部135
第二傳動部135設置在差動齒輪111A的輸入軸115A和差動齒輪 111B的輸入軸115B中。第二傳動部135包括三個齒輪B6、137和138。 齒輪是大致盤狀直齒輪。將齒輪136—體地連接到輸入軸115A上。將 齒輪137—體地連接到輸入軸115B上。齒輪138與齒輪136嚙合。將 第二馬達72的旋轉(zhuǎn)軸75 —體地連接到齒輪138上。也就是，通過第二傳動部135的齒輪136和齒輪138，將輸入軸115A連接到第二馬達 72的旋轉(zhuǎn)軸75上。因此，順序地通過齒輪138和齒輪136將第二馬達 72的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斎胼S115A上。包括齒輪138、齒輪136和差 動齒輪111A的小齒輪122A的傳動機構(gòu)可以與第二傳動機構(gòu)對應。
通過第二傳動部135的齒輪137、 136和138，將差動齒輪111B 的輸入軸115B連接到第二馬達72的旋轉(zhuǎn)軸75上。因此，順序地通過 齒輪138、 136和137將第二馬達72的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斎胼S115B 上。包括齒輪136、 137和138與差動齒輪111B的小齒輪122B的傳動 機構(gòu)可以與第四傳動機構(gòu)對應。
這樣，由于通過第二傳動部135將第二馬達72的旋轉(zhuǎn)軸75連接 到輸入軸115A和輸入軸115B上，所以將在與第二馬達72的旋轉(zhuǎn)方向 相反的方向上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斎胼S115A上，而將在與第二馬達 72的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳輸?shù)捷斎胼S115B上。因 此，例如，如圖4所示，當?shù)诙R達72在箭頭56的方向上旋轉(zhuǎn)時， 輸入軸115A在與箭頭56的方向相反的箭頭55的方向上旋轉(zhuǎn)(與輸入 軸114A和輸入軸114B的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向)。另一方面，輸入軸 115B在箭頭55的與第二馬達72的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上旋轉(zhuǎn)(與輸 入軸114A和輸入軸114B的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向)。
在該示例性實施例中，第二傳動部135的三個齒輪136、137和138 具有相同的構(gòu)造，并且具有相同的齒數(shù)，該齒有相同的節(jié)距。因此， 通過齒輪138和齒輪136從旋轉(zhuǎn)軸75到輸入軸115A的角速度傳動比 (齒數(shù)比)，目卩，通過將輸入軸115A的角速度除以旋轉(zhuǎn)軸75的角速度 (第二馬達72的角速度)所獲得的值，是"1"。因此，當旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動 第二馬達71時，輸入軸115A以與第二馬達72相同的角速度旋轉(zhuǎn)。然 而，由于將兩個齒輪(齒輪138和齒輪136)插入輸入軸115A和旋轉(zhuǎn) 軸75之間，所以輸入軸115A在與第二馬達72的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向 上旋轉(zhuǎn)。在下列描述中，出于解釋方便的目的，將負號"-"加到角速度傳動比上，該負號"-"指示第二馬達72的旋轉(zhuǎn)方向與輸入軸115A 的旋轉(zhuǎn)方向不同。當彼此旋轉(zhuǎn)方向相同時，不用將該符號加到角速度 傳動比上。因此，在下列描述中，用"-l"來表示通過齒輪138和齒輪 136，從旋轉(zhuǎn)軸75到輸入軸115A的角速度傳動比。該角速度傳動比可 以與傳動比bl對應。
順序地通過齒輪138、齒輪136和齒輪137，從旋轉(zhuǎn)軸75到輸入 軸115B的角速度傳動比(齒數(shù)比)，即，通過使輸入軸115B的角速度 除以旋轉(zhuǎn)軸75的角速度(第二馬達72的旋轉(zhuǎn))所獲得的值，是"1"。 因此，當?shù)诙R達72旋轉(zhuǎn)時，輸入軸115B以與第二馬達72相同的角 速度旋轉(zhuǎn)。值得注意的是，由于將三個齒輪(齒輪136、 137和138) 插入旋轉(zhuǎn)軸75和輸入軸115B之間，所以輸入軸115B在與第二馬達 72的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上旋轉(zhuǎn)。因此，在下列描述中，用"l"來表 示順序地通過齒輪138、齒輪136和齒輪137，從旋轉(zhuǎn)軸75到輸入軸 115B的角速度傳動比。該角速度傳動比可以與傳動比dl對應。
在該示例性實施例中，如上面所描述的，從環(huán)形齒輪121A到小齒 輪122A的角速度傳動比是"2"，并且從旋轉(zhuǎn)軸74到輸入軸114A的角 速度傳動比是"-l"。因此，當通過輸入軸114A和差動齒輪111A的內(nèi) 側(cè)(小齒輪122A等)從旋轉(zhuǎn)軸74到輸出軸117A的傳動機構(gòu)的角速度 傳動比是"a"時，角速度傳動比"a"變?yōu)?-l"。此外，從旋轉(zhuǎn)軸75 到輸入軸115A的角速度傳動比是"-l"。因此，當通過輸入軸115A和 差動齒輪111A的內(nèi)側(cè)(小齒輪122A等)從旋轉(zhuǎn)軸75到輸出軸117A 的傳動機構(gòu)的角速度傳動比是"b"時，角速度傳動比"b"變?yōu)?-l"。
從環(huán)形齒輪121B到小齒輪122B的角速度傳動比是"2"，并且從 旋轉(zhuǎn)軸74到輸入軸114B的角速度傳動比是"-l"。因此，當通過輸入 軸114B和差動齒輪111B的內(nèi)側(cè)(小齒輪122B等)從旋轉(zhuǎn)軸74到輸 出軸117B的傳動機構(gòu)的角速度傳動比是"c"時，角速度傳動比"c" 變?yōu)?-l"。此外，從旋轉(zhuǎn)軸75到輸入軸115B的角速度傳動比是"1"。因此，當通過輸入軸115B和差動齒輪111B的內(nèi)側(cè)(小齒輪122B等) 從旋轉(zhuǎn)軸75到輸出軸117B的傳動機構(gòu)的角速度傳動比是"d"時，角 速度傳動比"d"變?yōu)?1"。
如圖4所示，在具有上述構(gòu)造的差動傳動機構(gòu)110中，當?shù)谝获R 達71的旋轉(zhuǎn)軸74在箭頭53的方向上以角速度X旋轉(zhuǎn)，并且第二馬達 72的旋轉(zhuǎn)軸75在箭頭56的方向上以角速度Y旋轉(zhuǎn)時，可以使用角速 度傳動比a、 b、 c禾Bd，將輸出軸117A的角速度u和輸出軸117B的角 速度v用如下的表達式l表達。表達式1中的符號A表示通過在2X2 矩陣中表達傳動比a、 b、 c和d所獲得的矩陣。矩陣A滿足關系，detA =ad-bc = -2，也就是，detA^0。因此，矩陣A具有逆矩陣A"。
表達式1<formula>formula see original document page 27</formula>
這里，detA = ad-bc = -2#0
馬達驅(qū)動器100
打印機單元2包括馬達驅(qū)動器(簡稱為"驅(qū)動器")100 (見圖6)， 該馬達驅(qū)動器是控制器的一個實例。驅(qū)動器100獨立地控制第一馬達 71和第二馬達72的角速度。驅(qū)動器IOO包括目標速度發(fā)生器103、驅(qū) 動量轉(zhuǎn)換器105、驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106、計算器102和驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器104。
由例如包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機儲 存器(RAM)等等的微型計算機來配置計算器102。
ROM存儲被用來驅(qū)動第一馬達71和第二馬達72的控制的程序或 者存儲被用來分析從光學傳感器35和光學傳感器83輸出的探測信號 的程序。RAM被用作用于臨時地存儲各種數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，或用于執(zhí)行計算 過程的工作區(qū)，所述各種數(shù)據(jù)被用于CPU以執(zhí)行程序。例如，將從光 學傳感器35和光學傳感器83輸出的探測信號或者從該探測信號所獲 得的位置信號存儲在RAM中。
目標速度發(fā)生器103生成滑架38的目標移動速度U和輸送輥87 的標角速度V。在水平軸線表示時間而豎直軸線表示速度的情況下， 基于特定的目標速度特性(目標速度曲線)來生成目標速度U和目標 速度V。在目標速度發(fā)生器103中將目標速度特性存儲在內(nèi)存儲器(圖 未示)中。在該示例性實施例中，當在以目標速度U和目標速度V分 別驅(qū)動滑架38和輸送輥87的時候，第一馬達71的目標角速度是X而 第馬達72的目標角速度是Y時，角速度發(fā)生器103生成目標移動速 度U (=aX+bY)，使用角速度傳動比a和角速度傳動比b將該目標移 動速度U表達為目標角速度X和目標角速度Y的線性等式，并且角速 度發(fā)生器103生成目標移動速度V (二cX+dY)，使用角速度傳動比c 和角速度傳動比d將目標移動速度V表達為目標角速度X和目標角速 度Y的線性等式。使用表達式1的矩陣A，通過表達式2來表達目標 速度U和目標速度V。將由目標速度發(fā)生器103所生成的目標速度U 和目標速度V輸出到驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器105。
表達式2 <formula>formula see original document page 28</formula>
將由目標速度發(fā)生器103所生成的滑架38的目標移動速度U和輸 送輥87的目標角速度V輸入到驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器105。驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器105 執(zhí)行用一組輸入目標速度(U， V)，也就是，具有輸入目標速度作為項 目的向量(U， V)乘以矩陣A的逆矩陣A"的過程。因此，將目標速 度U和目標速度V轉(zhuǎn)換成角速度X和角速度Y。將被轉(zhuǎn)換的角速度X 和角速度Y輸出到計算器102。使用逆矩陣A—、通過表達式3來表達該轉(zhuǎn)換過程。
表達式3
<formula>formula see original document page 29</formula>
光學傳感器35和光學傳感器83連接到驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106上。將 從光學傳感器35和光學傳感器83輸出的探測信號輸入到驅(qū)動量轉(zhuǎn)換 器106。通過驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106，基于來自光學傳感器35的探測信號， 獲得滑架38的移動位置。特別地，計數(shù)被包括在探測信號中的脈沖數(shù)， 并且將與被計數(shù)的值對應的距離計算作為從預定參考位置(例如，等 待位置)的距離(移動位置)。因此，可獲得滑架38相對于參考位置 的位置信息。從滑架38的位置信息和被計數(shù)的次數(shù)可計算滑架38的 實際移動速度U'。通過驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106，基于來自光學傳感器83的 探測信號，獲得輸送輥87的旋轉(zhuǎn)位置。特別地，計數(shù)被包括在探測信 號中的脈沖數(shù)，并且將與被計數(shù)的值對應的旋轉(zhuǎn)角度計算作為旋轉(zhuǎn)位 置信息。從輸送輥87的旋轉(zhuǎn)角和被計數(shù)的次數(shù)，可計算輸送輥87的 實際角速度V'。驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106執(zhí)行用一組被計算的速度(U' ， V')， 也就是，具有作為項數(shù)的被計算的速度的向量(U'， V')乘矩陣A的 逆矩陣A"的過程。因此，將速度U'和速度V'分別轉(zhuǎn)換成角速度X' 和角速度Y'。將被轉(zhuǎn)換的角速度X'和角速度Y，輸出到計算器102。
計算器102生產(chǎn)信號Sx和信號Sy，用于確定從驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器 104到第一馬達71和第二馬達72的驅(qū)動電流輸出。根據(jù)被存儲在ROM 中的程序，通過執(zhí)行計算過程或數(shù)據(jù)處理來實施該過程。在現(xiàn)有技術 的控制系統(tǒng)中，將目標速度U和目標速度V與速度IT和速度V'直 接輸入到計算器102，并且基于在其之間的差值來確定馬達的驅(qū)動電 流。然而，在該示例性實施例中，計算器102生成與輸入角速度X和 角速度X'之間的差值對應的信號Sx、以及與角速度Y和角速度Y' 之間的差值對應的信號SY。信號Sx包括指示必要的用于允許第一馬達 71以角速度X旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電流值的信息，而信號SY包括指示必要的用于允許第二馬達72以角速度Y旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動電流值的信息。將信號Sx 和信號SY輸出到驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器104。
在該實施例中，根據(jù)存儲在ROM中的程序，通過執(zhí)行計算過程和 數(shù)據(jù)處理來生成信號Sx和信號SY。然而，例如，可以通過使用由CPU 所執(zhí)行的計算過程或者由在ASIC中的驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器105和驅(qū)動量轉(zhuǎn)換 器106所執(zhí)行的過程來生成信號，在該ASIC中，例如電容器和晶體管 的電子部件形成邏輯電路。
將驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器104連接到計算器102上。將由計算器102生 成的信號Sx和Sy輸入到驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器104。從電源(圖未示)將預 定電壓(例如，DC24V)的功率施加到驅(qū)動電流轉(zhuǎn)換器104上。驅(qū)動 電流轉(zhuǎn)換器104生成與信號Sx對應的驅(qū)動電流Ix、以及與信號Sy對應 的驅(qū)動電流IY。如圖6所示，將驅(qū)動電流Ix供給到第一馬達71而將驅(qū) 動電流Iy供給到第二馬達72。
被供給有驅(qū)動電流Ix的第一馬達71理想地以與驅(qū)動電流Ix對應 的角速度X旋轉(zhuǎn)。相似地，被供給有驅(qū)動電流lY的第二馬達72理想地 以與驅(qū)動電流IY對應的角速度Y旋轉(zhuǎn)。然而，由于摩擦阻力實際上不 是恒定的或者馬達軸的偏心距實際上有所改變，所以實際的角速度并 不等于目標角速度。第一馬達71以不等于角速度X的角速度X'旋轉(zhuǎn)， 而第二馬達以不等于角速度Y的角速度Y'旋轉(zhuǎn)。
當?shù)谝获R達71以角速度X，旋轉(zhuǎn)并且第二馬達72以角速度Y， 旋轉(zhuǎn)時，差動齒輪111A的輸出軸117A以來自表達式1的角速度u' =aX， +bY，旋轉(zhuǎn)。也就是，輸出軸117A的角速度是第一馬達71的 角速度X，的a倍與第二馬達72的角速度Y，的b倍的總和。在該示 例性實施例中，由于傳動比a是"-l"，并且傳動比b是"-l"，所以輸 出軸117A以角速度u， =-X， -Y，旋轉(zhuǎn)。此時，滑架38以通過帶驅(qū) 動機構(gòu)46的傳動比p乘以角速度u'所獲得的移動速度U， =p (aX'+bY，)移動。在該示例性實施例中，由于傳動比p是"l"，所以滑架
38以移動速度U， =-X， -Y，移動。
另一方面，當?shù)谝获R達71以角速度X'旋轉(zhuǎn)并且第二馬達72以 角速度Y'旋轉(zhuǎn)時，差動齒輪111B的輸出軸117B以來自表達式1的 角速度v' =cX， +dY，旋轉(zhuǎn)。也就是，輸出軸117B的角速度是第一 馬達71的角速度X'的c倍與第二馬達72的角速度Y'的d倍的總和。 在該示例性實施例中，由于傳動比c是"-l"，并且傳動比d是"1"， 所以輸出軸117B以角速度v' =-X， +Y'旋轉(zhuǎn)。此時，輸送輥87以 齒輪驅(qū)動機構(gòu)85的傳動比q乘以角速度v'所獲得的角速度V' 二q (cX， +dY，)旋轉(zhuǎn)。在該示例性實施例中，由于傳動比q是"l"，所 以輸送輥87以角速度V， =-X， +Y'旋轉(zhuǎn)。
在該示例性實施例中，由于通過驅(qū)動電流Ix和驅(qū)動電流IY控制驅(qū) 動第一馬達71和第二馬達72,所以滑架38的移動速度隨著時間t變 化，如圖7的虛線62所指示，并且輸送輥87的角速度隨著時間t變化， 如圖7的虛線61所指示。然而，由于摩擦阻力實際上不是恒定的或者 馬達軸的偏心距實際上有所改變，所以滑架38以移動速度U'移動， 并且輸送輥87以角速度V'旋轉(zhuǎn)。然而，由光學傳感器35和光學傳 感器83分別探測滑架38和輸送輥87的實際移動速度，并且將該探測 結(jié)果反饋到驅(qū)動器100。因此，總是將滑架38和輸送輥87保持在接近 理想速度的速度中。
角速度X'和角速度Y'的變化
通過將第一馬達71和第二馬達72連接到差動傳動機構(gòu)110,該差 動傳動機構(gòu)110具有上述構(gòu)造，并且通過使用驅(qū)動器100以反饋的方 式控制第一馬達71和第二馬達72，如由圖7的實線63所指示的，第 一馬達71的角速度X，隨著時間t變化，并且如由圖7的點線64所指 示的，第二馬達72的角速度Y'隨著時間t變化。也就是，通過使用 驅(qū)動電流Ix和驅(qū)動電流lY來控制第一馬達71和第二馬達72，來改變角速度X，和角速度Y，，如由圖7的實線63和點線64所指示。因此， 如由圖7的虛線61和虛線62所指示的，可以驅(qū)動滑架38和輸送輥87。 現(xiàn)在將參考圖7詳細描述角速度X'和角速度Y'的變化。在下列描述 中，出于解釋方便的目的，假設第一馬達71和第二馬達72具有相同 的容量和相同的尺寸。將上述特定數(shù)值替代為傳動比a、 b、 c和d，傳 動比p和傳動比q，以及小齒輪122A和小齒輪122B的齒數(shù)比。
間隔tl是滑架38的恒速驅(qū)動區(qū)域，也是輸送輥87的暫停區(qū)域。 在間隔tl中，通過驅(qū)動電流Ix旋轉(zhuǎn)第一馬達71，而通過驅(qū)動電流IY 驅(qū)動第二馬達72,由此它們在相同的旋轉(zhuǎn)方向上以相同的角速度X' tl (=Y， tl)旋轉(zhuǎn)。此時，在差動齒輪111A中，由于輸入軸114A和輸 入軸115A在相同的旋轉(zhuǎn)方向上以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，所以輸出軸117A 以通過將輸入軸114A的角速度和輸入軸115A的角速度相加所獲得的 角速度(-X， trY， tl) =-2X， ti旋轉(zhuǎn)。另一方面，在差動齒輪111B 中，由于輸入軸114B和輸入軸115B在相反的方向上以相同的角速度 旋轉(zhuǎn)，所以輸出軸117B不旋轉(zhuǎn)(-X， tl- (-Y， tl) =0)。因此，滑架 38以恒定的移動速度(-2X' tl)移動，而輸送輥87維持在暫停狀態(tài)。
間隔t2是滑架38的減速驅(qū)動區(qū)域，也是輸送輥87的加速驅(qū)動區(qū) 域。在間隔t2中，驅(qū)動電流Ix具有與在間隔tl中的量值相同的量值。 由于將驅(qū)動電流Ix供給到第一馬達71，所以第一馬達71以與在間隔 tl中角速度相同的角速度X， t2 (二X' tl)旋轉(zhuǎn)。在間隔t2中，降低 驅(qū)動電流Iy，并且慢慢減小第二馬達72的角速度Y， t2。此時，在差 動齒輪111A中，由于輸入軸114A和輸入軸115A在相同的旋轉(zhuǎn)方向 上旋轉(zhuǎn)，但是由于第二馬達72的減速，減小了輸入軸115A的角速度， 所以輸出軸117A的角速度慢慢減小。因此，滑架38的移動速度慢慢 減速。當滑架38減速時，滑架38以特定移動速度移動的動能通過帶 驅(qū)動機構(gòu)46作用在輸出軸117A上，作為引起輸出軸117A旋轉(zhuǎn)的外力。 此時，將引起輸出軸117A旋轉(zhuǎn)的外力通過差動齒輪111A傳輸?shù)捷斎?軸114A和輸入軸115A上、進一步從第一傳動部130和第二傳動部135傳輸?shù)讲顒育X輪111B的輸出軸117B和齒輪驅(qū)動機構(gòu)85上、并且被使 用為加速輸送輥87的驅(qū)動力。也就是，當滑架38減速時，它的動能 不會無益地消耗，而是被使用為加速輸送輥87的能量。
另一方面，在差動齒輪111B中，由于隨著第二馬達72的減速， 輸入軸115B的角速度減小，所以被減小的量作為引起輸出軸117B旋 轉(zhuǎn)的力作用在輸出軸117B上。如上面所描述的，滑架38的動能作為 引起輸出軸117B旋轉(zhuǎn)的力作用在輸出軸117B上。因此，輸出軸117B 開始它的旋轉(zhuǎn)，并且開始輸送輥87的旋轉(zhuǎn)。
間隔t3和間隔t4是滑架38減速、暫停和加速的區(qū)域，也是輸送 輥87的恒速驅(qū)動區(qū)域。在間隔t3中，由于減小驅(qū)動電流Ix，所以第一 馬達71的角速度X' 13慢慢減小。在間隔t4的中部繼續(xù)第一馬達71 的角速度X' t3的減小，然后第一馬達71暫停。在間隔t4中，將反向 電流Ix (<0)供給到第一馬達71，并且在反向旋轉(zhuǎn)方向上加速第一馬 達71。另一方面，在間隔t3中進一步減小驅(qū)動電流IY，并且第二馬達 72暫停。此后，將反向電流Iy (<0)供給到第二馬達72，并且從間隔 t3到間隔t4將反向電流Iy (<0)供給到第二馬達72。因此，第二馬達 72在反向旋轉(zhuǎn)方向上加速。
在該示例性實施例中，在間隔t3中，停止輸送輥87的加速，并 且以恒定的角速度驅(qū)動輸送輥87。另一方面，在間隔t4中，滑架38 慢慢減速并且它的移動方向倒轉(zhuǎn)。在間隔t3和間隔t4中，在以恒定的 角速度驅(qū)動輸送輥87的同時，使用被供給到馬達71和馬達72的反向 電流Ix (<0)和反向電流Iy (<0)，以減少輸出軸117A的角速度和倒 轉(zhuǎn)輸出軸117A的旋轉(zhuǎn)反向。也就是，使用反向電流以倒轉(zhuǎn)滑架38的 移動方向。在間隔t3和間隔t4中，將馬達71和馬達72的轉(zhuǎn)矩從輸出 軸117A傳輸?shù)交?8。
間隔t5是滑架38的在反向方向上的加速驅(qū)動區(qū)域，也是輸送輥87的減速驅(qū)動區(qū)域。在間隔t5中，更多地減小反向電流Ix (<0) (Ix 的絕對值是增加的)，并且慢慢增加第一馬達71的角速度X' t5。另一 方面，反向電流IY(〈0)是恒定的，并且以恒定的角速度Y' 15旋轉(zhuǎn)地 驅(qū)動第二馬達72。此時，在差動齒輪111B中，輸入軸114B和輸入軸 115B在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，但是軸之間的角速度的差值慢慢減小。因 此，輸出軸117B的角速度慢慢減小。也就是，輸送輥87慢慢減速。 當輸送輥87減速時，輸送輥87以特定角速度旋轉(zhuǎn)的動能，作為引起 輸出軸117B旋轉(zhuǎn)的外力，通過齒輪驅(qū)動機構(gòu)85而作用在輸出軸117B 上。此時，將引起輸出軸117B旋轉(zhuǎn)的外力通過差動齒輪111B傳輸?shù)?輸入軸114B和輸入軸115B上、進一步從第一傳動部130和第二傳動 部135傳輸?shù)讲顒育X輪111A的輸出軸117A和帶驅(qū)動機構(gòu)46上、并且 被用作加速滑架38的驅(qū)動力。
另一方面，在差動齒輪111A中，由于輸入軸114A和輸入軸115A 在相同的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，但是將輸入軸115A的旋轉(zhuǎn)從被加速驅(qū)動改 變到恒速驅(qū)動，所以通過第一馬達71增加輸出軸117A的角速度。如 上面所描述的，由于輸送輥87的動能作為引起輸出軸117A旋轉(zhuǎn)的外 力而作用在輸出軸117A上，所以通過外力加速輸出軸117A的旋轉(zhuǎn)。 也就是，通過第一馬達71和外力來加速輸送輥87。
間隔t6是滑架38在反向方向上加速并且以恒定的移動速度驅(qū)動 該滑架的區(qū)域，該間隔t6也是輸送輥87的減速被停止及暫停的區(qū)域。 在間隔t6中，反向電流Ix (<0)和反向電流Iy (<0)是恒定的，并且 在相反的反向上以恒定的角速度X， t6 (=Y， t6)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動馬達71 和馬達72。此時，在差動齒輪111A中，由于在相同的旋轉(zhuǎn)方向上以相 同的角速度旋轉(zhuǎn)輸入軸114A和輸入軸115A,所以輸出軸117A以通過 將輸入軸114A和輸入軸115A的角速度相加所獲得的角速度(-X't6-Y' t6) =-2X， w旋轉(zhuǎn)。另一方面，在差動齒輪111B中，由于輸入軸114B 和輸入軸115B在相反的方向上以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，所以輸出軸117B 不會旋轉(zhuǎn)(-X， t6- (Y， t6) =0)。因此，滑架38在相反的方向上以恒定的移動速度(-2X' t6)移動，并且輸送輥87維持在它的暫停狀態(tài)。
在間隔t7到間隔t10中，通過與間隔t2到間隔t5的操作相反的順 序來控制馬達71和馬達72，執(zhí)行滑架38的減速驅(qū)動、暫停和加速驅(qū) 動，并且執(zhí)行輸送輥87的加速驅(qū)動、恒定速度驅(qū)動和減速驅(qū)動。在間 隔t6中，通過將馬達71和馬達72控制成與馬達的在間隔tl中的控制 相反，可執(zhí)行滑架38的恒速驅(qū)動和輸送輥87的暫停。
操作的優(yōu)點
如上面所描述的，通過將第一馬達71和第二馬達72連接到差動 傳動機構(gòu)110上，并且通過以反饋控制的方式使用驅(qū)動器100來控制 第一馬達71和第二馬達72，可以使用兩個馬達71和馬達72的旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動力來使得滑架38移動，例如，即使在輸送輥87暫停的同時。在輸 送輥87暫停的同時，可以將馬達71和馬達72的轉(zhuǎn)矩施加到滑架38 上。因此，即使當使用具有小容量的馬達時，平穩(wěn)地驅(qū)動滑架38也是 可能的。也就是，當在滑架38具有高負載而輸送輥87具有低負載的 狀態(tài)中驅(qū)動第一馬達71和第二馬達72時，可以最佳地將第一馬達71 和第二馬達72的驅(qū)動力分配到滑架38和輸送輥87的從動構(gòu)件上。
在滑架38和輸送輥87的驅(qū)動控制期間，即使以低速度驅(qū)動滑架 38或者輸送輥87中的一個時，馬達71和馬達72也總是以相對高的速 度旋轉(zhuǎn)。因此，在低速驅(qū)動滑架38或輸送輥87的時候，獲得相對大 的轉(zhuǎn)矩是可能的。當停止滑架38和輸送輥87中的一個時，將第一馬 達71和第二馬達72的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩都施加到從動構(gòu)件上。因此，在開始 需要大轉(zhuǎn)矩的時候，可以適當?shù)貞帽景l(fā)明的發(fā)明概念。
像現(xiàn)有技術的機構(gòu)，當滑架38的傳動機構(gòu)和輸送輥87的傳動機 構(gòu)完全彼此獨立時，在減速滑架38和輸送輥87的時候，滑架38和輸 送輥87的動能轉(zhuǎn)化成熱并且被無益地消耗。然而，在上述示例性實施 例的差動傳動機構(gòu)110中，當減速滑架38時，將動能使用為輸送輥87的驅(qū)動力。相反地，當減速輸送輥87時，將它的動能使用為滑架38 的驅(qū)動力。因此，可以在差動傳動機構(gòu)110中有效地使用能量。在減
速的時候減少功率消耗是可能的。
在參考本發(fā)明的某些示例性實施例，已經(jīng)示出并且描述了本發(fā)明 的同時，在不偏離如由所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的 情況下，本領域中的技術人員將能理解在形式和細節(jié)上對其作出的各 種變化。
例如，在上述示例性實施例中，在差動傳動機構(gòu)110中的傳動比a 是"-l"，傳動比b是"-l"，傳動比c是"-l"，以及傳動比d是"l"。 考慮到對稱性，可交替地驅(qū)動輸送輥87和滑架38。然而，傳動比a、 b、 c和d僅僅是設計因素，并且當傳動比a、 b、 c和d滿足ad-bc,O的關 系時，根據(jù)滑架38或輸送輥87所需的操作或移動速度，可以將傳動 比a、 b、 c和d適當?shù)馗淖兊饺魏沃?。總而言之，可以設定傳動比a、 b、 c和d，以便輸出軸117A的角速度u和輸出軸117B的角速度v滿 足表達式4。
表達式4<formula>formula see original document page 36</formula>
這里，det A = ad-bc#0。
在上述示例性實施例中，通過光學傳感器35探測滑架38的位置 信息，通過光學傳感器83探測輸送輥87的位置信息，并且將該探測 結(jié)果反饋到驅(qū)動器IOO，以控制第一馬達71和第二馬達72。然而，例 如，如在圖8的改進示例性實施例中所示的，可以提供測量(獲得) 第一馬達71和第二馬達72的角速度的光學傳感器107和光學傳感器 108，以將通過光學傳感器107所測量的角速度X'反饋到驅(qū)動器100 的計算器102，以及反饋通過光學傳感器108所測量的角速度Y'。在這種情形中，由于將第一馬達71和第二馬達72的實際角速度直接輸
入到計算器102，所以驅(qū)動量轉(zhuǎn)換器106不是必須的。由于計算器102 的處理等與在上述示例性實施例中所描述的相同，所以省略了對它的
描述o
上述示例性實施例描述了將本發(fā)明的發(fā)明概念應用到第一馬達71 和第二馬達72的情形中的實例，其中使用該第一馬達71和第二馬達 72驅(qū)動在打印機單元2中的滑架38和輸送輥87。然而，可以將本發(fā) 明的發(fā)明性概念應用到所有的驅(qū)動機構(gòu)上，在所述驅(qū)動機構(gòu)中，由馬 達71和馬達72所驅(qū)動和控制的兩個從動構(gòu)件中的一個從動構(gòu)件的負 載增加，然后另一個從動構(gòu)件的負載減小。因此，例如，在雙足行走 機器人中，當通過兩個馬達驅(qū)動腿部分時，可以將本發(fā)明的發(fā)明概念 應用到雙足行走機構(gòu)上，在該雙足行走機構(gòu)中，在向前的方向上驅(qū)動 一個腿部分并且另一個腿部分支撐機器人的重量。
可以將本發(fā)明的發(fā)明性概念應用到包括至少兩個馬達和至少兩個 從動構(gòu)件的機構(gòu)上，并且還可以將本發(fā)明的發(fā)明概念應用到用于通過 使用三個或多個馬達和三個或多個差動齒輪來驅(qū)動具有三個或多個腿 部分的多足行走機器人的機構(gòu)上。這里，在具有N個輸入軸和N個輸 出軸的差動驅(qū)動機構(gòu)中，其中將N (其中N是3個整數(shù)或更多)個馬 達的驅(qū)動力輸入到該N個輸入軸上，當具有輸出軸的角速度作為項數(shù) 的向量是向量UN，并且具有馬達的角速度作為項數(shù)的向量是向量XN 時，可以使用NXN矩陣A通過表達式5表達向量UN和向量XN，該 矩陣A表示在馬達的旋轉(zhuǎn)軸和輸出軸之間的傳動比。這里，矩陣A滿 足detA^0。
表達式5
0N = a5:n det a # 0
通過構(gòu)造差動驅(qū)動機構(gòu)以滿足表達式5，在具有三個或多個輸入軸和輸出軸的機構(gòu)中可以獲得與上述實施例相同的優(yōu)點。
本發(fā)明提供如下的例證性的、非限定性的示例性實施例 (1)用于將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力傳輸?shù)降谝粡膭訕?gòu)件和 第二從動構(gòu)件的驅(qū)動力傳動裝置，該第一馬達和第二馬達的角速度獨
立受控。第一驅(qū)動力傳動裝置包括第一差動單元和第二差動單元。第 一差動單元包括連接到第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸上的第一輸入軸、連接 到第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸上的第二輸入軸、以及連接到第一從動構(gòu)件 上的第一輸出軸。第二差動單元包括連接到第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸上 的第三輸入軸、連接到第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸上的第四輸入軸、以及 連接到第二從動構(gòu)件上的第二輸出軸。在驅(qū)動力傳動裝置中，當旋轉(zhuǎn) 第一馬達和第二馬達時，第一輸出軸的角速度是第一馬達的角速度的a 倍與第二馬達的角速度的b倍的總和，而第二輸出軸的角速度是第一 馬達的角速度的C倍與第二馬達的角速度的d倍的總和。這里，a、 b、
c和d滿足ad-bd-0的關系。.
根據(jù)上述驅(qū)動力傳動裝置，獲得彼此線性獨立的兩個旋轉(zhuǎn)輸出是 可能的。換句話說，可以獨立地實施對第一輸出軸和第二輸出軸的角 速度的控制，也就是，對第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的速度的控制。 例如，像噴墨打印類型的圖像記錄設備，在交替地驅(qū)動作為第一從動 構(gòu)件的輸送輥和作為第二從動構(gòu)件的滑架的情形中，也就是，在不是 同時地驅(qū)動輸送輥和滑架的情形中，當滑架的負載是最大時，輸送輥 具有低的負載或沒有負載。這樣，當在第一馬達和第二馬達中的一個 具有高負載而另一個具有低負載的狀態(tài)下驅(qū)動第一馬達和第二馬達 時，上述驅(qū)動力傳動裝置可以如下地通過使用彼此線性獨立的第一輸 出軸和第二輸出軸的兩個旋轉(zhuǎn)輸出來分配第一馬達和第二馬達的驅(qū)動 力(驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)。也就是，不論第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的操作狀 態(tài)如何，根據(jù)從動構(gòu)件的負載，都可以將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動 力分別最佳地分配到從動構(gòu)件上。因此，在不浪費的情況下，有效地 使用第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力是可能的。所以，在不增加馬達尺寸的情況下，獲得所希望的旋轉(zhuǎn)輸出是可能的。
如上面所描述的，由于不論第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的操作 狀態(tài)如何，根據(jù)從動構(gòu)件的負載將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力最佳 地分配到從動構(gòu)件上，所以在需要大轉(zhuǎn)矩的啟動或低速驅(qū)動的時候， 上述驅(qū)動力傳動裝置尤其有效。
在現(xiàn)有技術的機構(gòu)中，在該機構(gòu)中有第一從動構(gòu)件的傳動機構(gòu)和 第二從動構(gòu)件的傳動機構(gòu)，在減速第一從動構(gòu)件或第二從動構(gòu)件的時 候，從動構(gòu)件的動能被轉(zhuǎn)化成熱能并且被無益地消耗。然而，在上述 驅(qū)動力傳動裝置中，在減速一個從動構(gòu)件的時候，將該從動構(gòu)件的動 能用作另一個從動構(gòu)件的驅(qū)動力。因此，在驅(qū)動力傳動裝置中，有效 地利用能量是可能的。在減速的時候減少功率消耗也是可能的。
(2) (1)的驅(qū)動力傳動裝置可以進一步包括第一傳動機構(gòu)、第二 傳動機構(gòu)、第三傳動機構(gòu)和第四傳動機構(gòu)。將第一傳動機構(gòu)設置在通 過第一輸入軸的從第一旋轉(zhuǎn)軸到第一輸出軸的路徑中，并且它的傳動 比是"a"。將第二傳動機構(gòu)設置在通過第二輸入軸的從第二旋轉(zhuǎn)軸到第 一輸出軸的路徑中，并且它的傳動比是"b"。將第三傳動機構(gòu)設置在 通過第三輸入軸的從第一旋轉(zhuǎn)軸到第二輸出軸的路徑中，并且它的傳 動比是"C"。將第四傳動機構(gòu)設置在通過第四輸入軸的從第二旋轉(zhuǎn)軸到
第二輸出軸的路徑中，并且它的傳動比是"d"。這里，傳動比表示通
過用輸入到傳動機構(gòu)的角速度除從傳動機構(gòu)輸出的角速度所獲得的 值。因此，例如，第一傳動機構(gòu)的傳動比表示將第一輸出軸的角速度 除以第一馬達的旋轉(zhuǎn)軸(輸入到第一旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)軸)的角速度所獲
得的值。不必說，傳動比滿足ad-bc40的關系。
因此，可以實施這種構(gòu)造，在該構(gòu)造中第一輸出軸的角速度是第 一馬達的角速度的a倍與第二馬達的角速度的b倍的總和，并且第二輸 出軸的角速度是第一馬達的角速度的c倍與第二馬達的角速度的d倍的總和。
(3) (2)的驅(qū)動力傳動裝置，在第一傳動機構(gòu)中，當從第一旋轉(zhuǎn) 軸到第一輸入軸的路徑的傳動比是al而第一差動單元的傳動比是a2 時，a可以是a" a2。在第二傳動機構(gòu)中，當從第二旋轉(zhuǎn)軸到第二輸入 軸的路徑的傳動比是bl而第一差動單元的傳動比是b2時，b可以是 bl， b2。在第三傳動機構(gòu)中，當從第一旋轉(zhuǎn)軸到第三輸入軸的路徑的 傳動比是cl而第二差動單元的傳動比是c2時，c可以是cl' c2。在第 四傳動機構(gòu)中，當從第二旋轉(zhuǎn)軸到第四輸入軸的路徑的傳動比是dl而 第二差動單元的傳動比是d2時，d可以是dl' d2。在這種情形中，在 傳動比之間建立al' a2* dl* d2-bl' b2* cl* c2半0的關系。
(4) 可以在a、 b、 c和d之間建立a二b和c = -d的關系。
因此，可以適當?shù)貙⒈景l(fā)明的發(fā)明概念應用到大致交替地驅(qū)動第 一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的機構(gòu)上。
(5) (1)至(4)的驅(qū)動力傳動裝置，可以進一步包括獲得第一 馬達的旋轉(zhuǎn)信息的第一旋轉(zhuǎn)信息獲得單元和獲得第二馬達的旋轉(zhuǎn)信息 的第二旋轉(zhuǎn)信息獲得單元。在這種情形中，基于第一旋轉(zhuǎn)信息獲得單 元和第二旋轉(zhuǎn)信息獲得單元的獲得結(jié)果，控制器可以以反饋的方式控 制第一馬達和第二馬達?？梢詢?yōu)選地將本發(fā)明的發(fā)明概念應用到這種 反饋控制上。
(6) (1)至(4)的驅(qū)動力傳動裝置，可以進一步包括獲得第一 從動構(gòu)件的位置信息的第一位置信息獲得單元和獲得第二從動構(gòu)件的 位置信息的第二位置信息獲得單元。在這種情形中，基于第一位置信 息獲得單元和第二位置信息獲得單元的獲得結(jié)果，控制器可以以反饋 的方式控制第一馬達和第二馬達。可以優(yōu)選地將本發(fā)明的發(fā)明概念應 用到這種情形中。(7)也可以將(1)至(6)的上述驅(qū)動力傳動裝置應用到噴墨打 印類型的圖像記錄設備上。在這種情形中，第一從動構(gòu)件是在與記錄 介質(zhì)的輸送方向相交的方向上往復移動的滑架。第二從動構(gòu)件是將記 錄介質(zhì)輸送到靠近打印頭的圖像打印區(qū)域的輸送輥。在該圖像記錄設 備中，最有效地利用馬達的驅(qū)動力是可能的。
根據(jù)上述構(gòu)造，獨立地控制第一輸出軸和第二輸出軸的角速度，
也就是，第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的速度是可能的。當在第一馬 達和第二馬達中的一個具有高負載而另一個具有低負載的狀態(tài)中驅(qū)動
該第一馬達和第二馬達時，不論第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的操作 狀態(tài)如何，根據(jù)從動構(gòu)件的負載，可以將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動 力分別最佳地分配到從動構(gòu)件上。因此，在不浪費的情況下，有效地 使用第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力是可能的。所以，在不增加馬達尺 寸的情況下，獲得所希望的旋轉(zhuǎn)輸出是可能的。
如上面所描述的，由于不論第一從動構(gòu)件和第二從動構(gòu)件的操作 狀態(tài)如何，根據(jù)從動構(gòu)件的負載將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力最佳 地分配到從動構(gòu)件上，所以在需要大轉(zhuǎn)矩的啟動或低速驅(qū)動的時候， 根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動力傳動裝置尤其有效。
在減速一個從動構(gòu)件的時候，將該從動構(gòu)件的動能用作另一個從 動構(gòu)件的驅(qū)動力。因此，在驅(qū)動力傳動裝置中，有效地利用能量是可 能的。在減速的時候減少功率消耗也是可能的。
權利要求
1. 一種用于將第一馬達和第二馬達的驅(qū)動力傳輸?shù)降谝粡膭訕?gòu)件和第二從動構(gòu)件的驅(qū)動力傳動裝置，其中所述第一馬達和第二馬達的角速度獨立受控，所述驅(qū)動力傳動裝置包括第一差動單元，包括第一輸入軸，其被連接到所述第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸上；第二輸入軸，其被連接到所述第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及第一輸出軸，其被連接到所述第一從動構(gòu)件上；和第二差動單元，包括第三輸入軸，其被連接到所述第一馬達的所述第一旋轉(zhuǎn)軸上；第四輸入軸，其被連接到所述第二馬達的所述第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及第二輸出軸，其被連接到所述第二從動構(gòu)件上；其中所述第一輸出軸的角速度是所述第一馬達的角速度的a倍與所述第二馬達的角速度的b倍的總和，其中所述第二輸出軸的角速度是所述第一馬達的角速度的c倍與所述第二馬達的角速度的d倍的總和，并且其中a、b、c和d滿足ad-bc≠0的關系。
2. 根據(jù)權利要求l所述的驅(qū)動力傳動裝置，還包括 第一傳動機構(gòu)，該第一傳動機構(gòu)設置在通過所述第一輸入軸從所述第一旋轉(zhuǎn)軸到所述第一輸出軸的路徑中，并且具有傳動比a;第二傳動機構(gòu)，該第二傳動機構(gòu)設置在通過所述第二輸入軸從所述第二旋轉(zhuǎn)軸到所述第一輸出軸的路徑中，并且具有傳動比b;第三傳動機構(gòu)，該第三傳動機構(gòu)設置在通過所述第三輸入軸從所 述第一旋轉(zhuǎn)軸到所述第二輸出軸的路徑中，并且具有傳動比C;第四傳動機構(gòu)，該第四傳動機構(gòu)設置在通過所述第四輸入軸從所 述第二旋轉(zhuǎn)軸到所述第二輸出軸的路徑中，并且具有傳動比d。
3. 根據(jù)權利要求2所述的驅(qū)動力傳動裝置，其中在所述第一傳動機構(gòu)中，當從所述第一旋轉(zhuǎn)軸到所述第一輸入軸的路徑的傳動比是al，并且在所述第一差動單元中的傳動比是a2 時，a是al* a2，其中在所述第二傳動機構(gòu)中，當從所述第二旋轉(zhuǎn)軸到所述第二輸 入軸的路徑的傳動比是bl，并且在所述第一差動單元中的傳動比是b2 時，b是M* b2，其中在所述第三傳動機構(gòu)中，當從所述第一旋轉(zhuǎn)軸到所述第三輸 入軸的路徑的傳動比是cl，并且在所述第二差動單元中的傳動比是c2 時，c是cl. c2，其中在所述第四傳動機構(gòu)中，當從所述第二旋轉(zhuǎn)軸到所述第四輸 入軸的路徑的傳動比是dl，并且在所述第二差動單元中的傳動比是d2 時，d是dl' d2。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的驅(qū)動力傳動裝置， 其中a、 b、 c和d滿足a二b和c二-d的關系。
5. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的驅(qū)動力傳動裝置，進一步 包括控制器，其構(gòu)造成控制所述第一馬達和所述第二馬達； 第一旋轉(zhuǎn)信息獲得單元，其構(gòu)造成獲得所述第一馬達的旋轉(zhuǎn)信息；以及第二旋轉(zhuǎn)信息獲得單元，其構(gòu)造成獲得所述第二馬達的旋轉(zhuǎn)信息， 其中基于由所述第一旋轉(zhuǎn)信息獲得單元所獲得的所述第一馬達的 所述旋轉(zhuǎn)信息以及由所述第二旋轉(zhuǎn)信息獲得單元所獲得的所述第二馬 達的所述旋轉(zhuǎn)信息，所述控制器以反饋的方式控制所述第一馬達和所 述第二馬達。
6. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的驅(qū)動力傳動裝置，進一步 包括控制器，其構(gòu)造成控制所述第一馬達和所述第二馬達； 第一位置信息獲得單元，其獲得所述第一從動構(gòu)件的位置信息；以及第二位置信息獲得單元，其獲得所述第二從動構(gòu)件的位置信息， 其中基于由所述第一位置信息獲得單元所獲得的所述第一從動構(gòu) 件的所述位置信息和由所述第二位置信息獲得單元所獲得的所述第二 從動構(gòu)件的所述位置信息，所述控制器以反饋的方式控制所述第一馬 達和所述第二馬達。
7. 根據(jù)權利要求3所述的驅(qū)動力傳動裝置，其中所述傳動比a2、 b2、 c2和d2滿足a2 = b2和c2 = d2的關系。
8. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的驅(qū)動力傳動裝置， 其中所述第一輸入軸直接連接到所述第一馬達的所述第一旋轉(zhuǎn)軸上，其中所述第二輸入軸直接連接到所述第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸上， 其中所述第三輸入軸直接連接到所述第一馬達的所述第一旋轉(zhuǎn)軸 上，和其中所述第四輸入軸通過所述第二輸入軸連接到所述第二馬達的 所述第二旋轉(zhuǎn)軸上。
9. 一種圖像記錄設備，包括 第一馬達；第二馬達；控制器，其構(gòu)造成控制所述第一馬達和所述第二馬達的角速度；滑架，其包括打印頭，并且在第一方向上往復移動；輸送輥，其在與所述第一方向相交的第二方向上，將記錄介質(zhì)輸送到所述打印頭的圖像打印區(qū)域-,驅(qū)動力傳動裝置，其用于將所述第一馬達和所述第二馬達的驅(qū)動力傳輸?shù)剿龌芎退鲚斔洼?，所述?qū)動力傳動裝置包括第一差動單元，包括第一輸入軸，其被連接到所述第一馬達的第一旋轉(zhuǎn)軸上； 第二輸入軸，其被連接到所述第二馬達的第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及 第一輸出軸，其被連接到所述滑架的驅(qū)動機構(gòu)上；和 第二差動單元，包括第三輸入軸，其被連接到所述第一馬達的所述第一旋轉(zhuǎn)軸上； 第四輸入軸，其被連接到所述第二馬達的所述第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及第二輸出軸，其被連接到所述輸送輥的驅(qū)動機構(gòu)上； 其中所述第一輸出軸的角速度是所述第一馬達的角速度的a倍與所述第二馬達的角速度的b倍的總和，其中所述第二輸出軸的角速度是所述第一馬達的角速度的C倍與所述第二馬達的角速度的d倍的總和，并且其中a、 b、 c和d滿足ad-bc-0的關系。
10. —種圖像記錄設備，包括 第一馬達；第二馬達；輸送單元，其在輸送方向上輸送記錄介質(zhì)；滑架，所述滑架在與所述輸送方向相交的掃描方向上往復移動， 并且其上安裝有用于將墨滴噴射在所述記錄介質(zhì)上的打印頭；以及驅(qū)動力傳輸裝置，所述驅(qū)動力傳輸裝置從所述第一馬達的驅(qū)動力 和所述第二馬達的驅(qū)動力彼此結(jié)合地生成用于所述輸送單元的第一驅(qū) 動力，并且從所述第一馬達的所述驅(qū)動力和所述第二馬達的所述驅(qū)動 力彼此結(jié)合地生成用于所述滑架的第二驅(qū)動力，所述第二驅(qū)動力與所 述第一驅(qū)動力相獨立。
11、 根據(jù)權利要求io所述的圖像記錄設備，其中所述驅(qū)動力傳動裝置包括第一差動齒輪，該第一差動齒輪結(jié)合到所述第一馬達、所述第二馬達和所述滑架上；以及第二差動齒輪，該第二差動齒輪結(jié)合到所述第一馬達、所述第二 馬達和所述輸送單元上。
全文摘要
提供了一種驅(qū)動力傳動裝置。該裝置包括第一差動單元和第二差動單元。該第一差動單元包括分別連接到第一馬達和第二馬達的第一輸入軸和第二輸入軸，以及連接到第一從動構(gòu)件上的第一輸出軸。該第二差動單元包括分別連接到第一馬達和第二馬達的第三輸入軸和第四輸入軸，以及連接到第二從動構(gòu)件的第二輸出軸。第一輸出軸的角速度是第一馬達的第一角速度的a倍與第二馬達的第二角速度的b倍的總和。第二輸出軸的角速度是第一角速度的c倍與第二角速度的d倍的總和。a、b、c和d滿足ad-bc≠0的關系。
文檔編號B41J23/02GK101422989SQ20081017158
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權日2007年10月30日
發(fā)明者寺田宏平 申請人:兄弟工業(yè)株式會社