專利名稱：帶驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶驅(qū)動(dòng)裝置。這樣的帶驅(qū)動(dòng)裝置可以形成打印設(shè)備的 一部分。具體而言，這樣的帶驅(qū)動(dòng)裝置可以用于轉(zhuǎn)印打印機(jī)，即，使用由 載體承載的墨水的打印機(jī)。
背景技術(shù)：
在轉(zhuǎn)印打印機(jī)中，通常稱作打印機(jī)帶并且在其一側(cè)承載墨水的帶設(shè)置
在打印機(jī)內(nèi)，使得打印頭可以接觸帶的另一側(cè)，以使得墨水可以從帶上轉(zhuǎn) 印到例如紙張或柔性膜的目標(biāo)襯底上。這樣的打印機(jī)用于許多應(yīng)用場合。 工業(yè)打印應(yīng)用包括熱轉(zhuǎn)印標(biāo)簽打印機(jī)和熱轉(zhuǎn)印編碼器，其直接打印在諸如 由柔性墨或卡片制成的封裝材料之類的襯底上。墨水帶通常以纏繞到芯上的輥的形式被傳遞到終端用戶。終端用戶將 芯推到巻軸上，并且將輥的自由端推動(dòng)釋放一定長度的帶，然后將帶的端 部與另一個(gè)巻軸結(jié)合。巻軸可以安裝在盒子上，該盒子可以容易地安裝在 打印機(jī)器上。打印機(jī)器包括用于驅(qū)動(dòng)巻軸的傳輸裝置，以將帶從一個(gè)巻軸 上松開并將其巻取到另一個(gè)巻軸上。打印設(shè)備在兩個(gè)巻軸之間沿經(jīng)過打印 頭的預(yù)定路徑傳輸帶。上述類型的公知打印機(jī)使用許多不同方法來解決如何驅(qū)動(dòng)巻軸的問 題。有些方法使用步進(jìn)電機(jī)，其操作于位置控制模式，以松開或巻取預(yù)定 量的帶。其他公知打印機(jī)使用DC電機(jī)，其在扭矩模式下操作，以在帶中 提供張力并且直接或間接驅(qū)動(dòng)巻軸。 一些公知裝置只驅(qū)動(dòng)巻取帶的巻軸(巻 取巻軸)，并依靠帶從其上抽出的巻軸(供給巻軸)上的某種形式的"滑動(dòng)離 合器"裝置提供抵抗性的拖力，以便確保在打印和帶纏繞過程中帶保持張 緊，且在帶將要靜止時(shí)防止帶過度繞巻。應(yīng)當(dāng)意識到，保持適當(dāng)?shù)膹埩κ?打印機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。[5]已知打印機(jī)帶的可選形式既驅(qū)動(dòng)巻取巻軸也驅(qū)動(dòng)供給巻軸。供給巻軸 電機(jī)可以被配置成通過沿與帶傳輸?shù)姆较蛳喾吹姆较蝌?qū)動(dòng)而對帶施加預(yù)定 拖力。在這樣的裝置中(這里稱為"拖拉")，與連接到供給巻軸的電機(jī) 相比，連接到巻取巻軸的電機(jī)被配置成將更大的力施加到帶，使得供給巻 軸電機(jī)被壓倒并且供給巻軸由此沿帶傳輸?shù)姆较蛐D(zhuǎn)。供給巻軸拖力電機(jī) 在正常操作中保持帶的張緊。在另外的可選裝置中，供給巻軸電機(jī)可以沿帶傳輸?shù)姆较蝌?qū)動(dòng)，使得
其將帶從供給巻軸驅(qū)動(dòng)到巻取巻軸。這樣的裝置在這里稱為"推拉"。巻 取電機(jī)在帶被供給巻軸電機(jī)松開時(shí)將帶拉到巻取巻軸上，從而保持帶張
力。這樣的推拉裝置在我們的在先英國專利GB 2369602中描述，該專利 公開使用一對步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動(dòng)供給巻軸和巻取巻軸。在GB 2369602中， 控制器配置成控制電機(jī)的通電，使得帶可以在帶的巻軸之間沿兩個(gè)方向傳 輸。監(jiān)控在巻軸之間傳輸?shù)膸е械膹埩?，并且控制電機(jī)以對兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行 通電，以沿帶傳輸?shù)姆较蝌?qū)動(dòng)帶的巻軸。在打印機(jī)逐漸使用帶輥時(shí)，供給巻軸的外徑減小，而巻取巻軸的外徑 增大。在提供基本恒定的抵抗扭矩的滑動(dòng)離合器裝置中，帶張力與巻軸直 徑成正比地變化。假定希望使用較大的供給巻軸以便將必須補(bǔ)充的帶輥的 次數(shù)降低到最小，在尤其是需要快速帶傳輸?shù)母咚贆C(jī)器中，這是個(gè)嚴(yán)重問 題。對于使用巻取巻軸電機(jī)和供給巻軸電機(jī)的帶驅(qū)動(dòng)裝置而言，巻軸直徑 的變化可能使得難以確定供給到每個(gè)電機(jī)正確驅(qū)動(dòng)信號，從而難以保持帶 張力并且/或者以正確的速率松開或再纏繞帶。假設(shè)有這些限制，已知的打印機(jī)設(shè)計(jì)通過限定帶傳輸系統(tǒng)的加速度、 減速度或最大速度能力的方法獲得折中的性能。結(jié)果，打印機(jī)的整體性能 在某些情況下折中。已知的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般在兩個(gè)模式(即，連續(xù)打印或者間歇打印)中 的一個(gè)模式下操作。在這兩種操作模式中，所述設(shè)備進(jìn)行一系列有規(guī)律重 復(fù)的打印循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括打印階段，在此階段墨水轉(zhuǎn)印到襯底上； 以及非打印階段，在此階段設(shè)備為下一個(gè)循環(huán)的打印階段做準(zhǔn)備。 [IO]在連續(xù)打印中，在打印階段期間，固定的打印頭與打印機(jī)帶進(jìn)行接觸，并且?guī)У牧硪粋?cè)與圖像打印在其上的襯底相接觸。術(shù)語"固定"在連 續(xù)打印領(lǐng)域中用于表示雖然打印頭會(huì)移動(dòng)到與帶接觸和移開不與帶接 觸，但是打印頭不會(huì)相對于帶路徑沿帶在所述帶路徑上前進(jìn)的方向上移 動(dòng)。在打印期間中，襯底和帶一般而言以相同速度(但不是必須的)被傳 輸經(jīng)過打印頭。一般而言，襯底中傳輸經(jīng)過打印頭的長度中僅一小部分被打印，因 此，為了避免帶的浪費(fèi)，必須在打印操作之間反轉(zhuǎn)帶的行進(jìn)方向。因此， 在襯底以恒定速度行進(jìn)的一般打印處理中，打印頭僅在打印頭鄰近于襯底 中待打印的區(qū)域時(shí)伸展成與帶接觸。恰好在打印頭伸展之前，帶例如必須 加速到襯底行進(jìn)的速度。在打印期間，帶速度然后必須保持在襯底的恒定 速度上，在完成打印階段之后，帶必須減速并然后沿相反方向驅(qū)動(dòng)使得帶 中已使用區(qū)域位于打印頭的上游側(cè)。隨著襯底中待打印的下一個(gè)區(qū)域逼近，帶然后必須向后加速到正常打 印速度，并且當(dāng)打印頭前進(jìn)到打印位置時(shí)，帶必須定位使得接近于帶先前 使用區(qū)域的帶未使用部分位于打印頭和襯底之間。因此，帶在兩個(gè)方向需 要非?？斓募铀俣群蜏p速度，并且?guī)?qū)動(dòng)系統(tǒng)必須能夠精確地定位帶以避 免在帶先前使用部分插入到打印頭和襯底之間時(shí)進(jìn)行打印操作。在間歇打印中，襯底以逐步的方式前進(jìn)經(jīng)過打印頭，使得在每個(gè)循環(huán) 的打印階段中，襯底和帶一般而言(但不是必須的)是固定的。襯底、帶 和打印頭之間的相對移動(dòng)通過相對于襯底和帶移動(dòng)打印頭而獲得。在連續(xù) 循環(huán)的打印階段之間，襯底前進(jìn)以將待打印的下一個(gè)區(qū)域呈現(xiàn)在打印頭的 下方，并且?guī)斑M(jìn)使得帶的未使用部分位于打印頭和襯底之間。帶的再次 快速和精確傳輸對于確保未使用帶在前進(jìn)打印頭以進(jìn)行打印操作時(shí)始終位 于襯底和打印頭之間是必需的。高速轉(zhuǎn)印打印機(jī)對于帶的減速度、加速度、速度以及位置的精確度的 要求使得許多已知的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在高可靠度的情況下難以獲得可接受的性 能。在高速打印機(jī)之外的應(yīng)用(例如，適于使用從標(biāo)簽頁分離的標(biāo)簽的標(biāo) 簽打印機(jī)中使用的驅(qū)動(dòng)裝置)中也施加相似的限制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 帶驅(qū)動(dòng)裝置適于在標(biāo)簽打印機(jī)中使用，在標(biāo)簽打印機(jī)中，標(biāo)簽與在供給巻軸和巻取巻軸之間傳輸?shù)倪B續(xù)標(biāo)簽頁分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于避免或減少與現(xiàn)有技術(shù)中相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)
問題(這里或其他地方提及的)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目標(biāo)在于提供一種 帶驅(qū)動(dòng)裝置，其可以用于以這樣的方式傳遞打印機(jī)帶，該方式能夠滿足高 速生產(chǎn)線的要求，但是本發(fā)明的帶驅(qū)動(dòng)裝置也可以用于其他需要類似高性 能要求的應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明，提供一種帶驅(qū)動(dòng)裝置，其包括兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè)帶巻軸支 撐裝置以及控制器，其中，帶的巻軸可以安裝在所述帶巻軸支撐裝置上， 每個(gè)巻軸可以由所述電機(jī)中的對應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)，所述控制器用于控制所述電 機(jī)的通電，使得所述帶可以在安裝在所述巻軸支撐裝置上的所述巻軸之間 沿至少一個(gè)方向傳輸，其中，所述控制器被構(gòu)造成存儲(chǔ)多個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)
項(xiàng)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)與對應(yīng)張力值相關(guān)聯(lián)，并且所述控制器被操作為監(jiān)控安 裝在所述巻軸支撐裝置上的所述巻軸之間傳輸?shù)膸У膹埩?；基于監(jiān)控的所 述張力讀取電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)；基于讀取的所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生電機(jī)控 制信號；以及將所述電機(jī)控制信號施加到至少一個(gè)所述電機(jī)中。所述控制器可被構(gòu)造成處理監(jiān)控的所述張力以及預(yù)定目標(biāo)張力，以確
定誤差信號。該處理可以包括減法操作。在已經(jīng)產(chǎn)生這樣的誤差信號后， 基于所述誤差信號可以獲得電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。所述預(yù)定目標(biāo)張力為張力值范圍，稱為所謂的"死區(qū)"。在將所述電機(jī)控制信號施加到所述至少一個(gè)所述電機(jī)后，所述控制器 被構(gòu)造成進(jìn)一步監(jiān)控帶張力。基于所述進(jìn)一步監(jiān)控修改存儲(chǔ)的至少一個(gè)電 機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。具體而言，如果確定所述電機(jī)控制信號不能夠正確地調(diào)節(jié) 所述帶張力，所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)可以修改，以進(jìn)一步提高性能。所述控制器可以構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)配置處理，所述配置處理意欲存儲(chǔ)所述電 機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。具體而言，所述處理可以包括確定所述巻軸之間傳輸?shù)膸?的張力的變化和施加到所述電機(jī)的電機(jī)控制信號之間的關(guān)系。優(yōu)選地，每個(gè)巻軸支撐裝置通過提供至少一個(gè)固定傳輸比的驅(qū)動(dòng)耦合裝置耦合到對應(yīng)的電機(jī)。優(yōu)選地，每個(gè)電機(jī)和其對應(yīng)的巻軸支撐的角速度 比是固定的。這樣的配置需要在考慮巻軸的周長的情況下，控制電機(jī)從 對應(yīng)的巻軸或?qū)ο鄳?yīng)的巻軸產(chǎn)生期望的線性帶移動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)耦合裝置可包括驅(qū)動(dòng)帶。可選地，每個(gè)巻軸支撐裝置具有對 應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)軸線，每個(gè)電機(jī)包括具有對應(yīng)第二旋轉(zhuǎn)軸線的軸，并且對應(yīng) 的第一和第二軸線可以共軸。對應(yīng)驅(qū)動(dòng)耦合裝置可以將對應(yīng)巻軸的軸互連 到對應(yīng)電機(jī)軸的。至少一個(gè)所述電機(jī)可以是位置控制電機(jī)，諸如步進(jìn)電機(jī)。每個(gè)所述電
機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)代表角位置調(diào)節(jié)量，例如，步幅數(shù)方面的調(diào)節(jié)。所述控制器可以適用于對兩個(gè)電機(jī)通電，以沿帶傳輸?shù)姆较蝌?qū)動(dòng)帶的 所述巻軸。所述控制器可以被構(gòu)造成將所述巻軸之間的帶的張力保持在預(yù) 定極限之間。所述控制器可以被配置成控制所述電機(jī)，以在所述巻軸之間 沿兩個(gè)方向傳輸帶?？梢栽O(shè)置監(jiān)控供給到至少一個(gè)所述電機(jī)的功率以及基于監(jiān)控的所述功 率監(jiān)控帶張力的裝置。所述帶驅(qū)動(dòng)裝置還可包括用于確定安裝在所述巻軸 支撐裝置上的帶巻軸的直徑的裝置。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的帶驅(qū)動(dòng)裝置取決于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)帶巻軸以在帶傳 輸期間驅(qū)動(dòng)帶的電機(jī)。因此，兩個(gè)電機(jī)可以在推拉模式下操作。這使得可 以實(shí)現(xiàn)非常高速率的加速度和減速度。傳輸?shù)膸У膹埩梢酝ㄟ^控制驅(qū)動(dòng) 電機(jī)來設(shè)定，并且由此不需要依賴于必須接觸巻取巻軸和供給巻軸之間的 帶的任何部分。每個(gè)巻軸的實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向取決于帶在每個(gè)巻軸上纏繞的方向。如果兩 個(gè)巻軸沿相同方向纏繞，則兩個(gè)巻軸沿相同旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以傳輸帶。如 果巻軸彼此沿相反方向纏繞，則巻軸沿相反旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，以傳輸帶。在 任何構(gòu)造中，兩個(gè)巻軸沿帶傳輸?shù)姆较蛐D(zhuǎn)。但是，根據(jù)供給巻軸電機(jī)的 操作模式，其驅(qū)動(dòng)的方向也可以沿與供給巻軸相同方向延伸(當(dāng)電機(jī)通過 將帶推離巻軸而輔助驅(qū)動(dòng)帶時(shí))或供給巻軸電機(jī)可以沿與供給巻軸相反方 向驅(qū)動(dòng)(當(dāng)電機(jī)為帶提供拖力以張緊帶時(shí))。帶驅(qū)動(dòng)裝置可以包括在熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)中，所述打印機(jī)被構(gòu)造成將墨水
10從打印機(jī)帶上轉(zhuǎn)印到襯底上，所述襯底沿鄰近于所述打印機(jī)的預(yù)定路徑傳 輸。所述帶驅(qū)動(dòng)裝置可以用作在第一和第二帶巻軸之間傳輸墨帶的打印機(jī) 帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且所述打印機(jī)還包括配置成接觸所述帶一側(cè)以將所述帶的 另一側(cè)壓迫接觸所述預(yù)定路徑上的襯底。還可以設(shè)置打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所 述打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于沿基本平行于所述預(yù)定襯底傳輸路徑延伸的軌跡傳 輸所述打印頭(當(dāng)打印機(jī)操作于間歇打印操作模式時(shí))，并且用于移動(dòng)所 述打印頭使其接觸所述帶和不接觸所述帶?？刂破骺梢钥刂扑龃蛴C(jī)墨 水帶和所述打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述控制器可以選擇性編程，以使得在打印 期間所述帶在所述打印頭靜止的情況下相對于所述預(yù)定襯底傳輸路徑傳輸 并且偏移接觸所述打印頭，或者使得在打印期間所述打印頭相對于所述帶 和所述預(yù)定襯底傳輸路徑傳輸并且偏移接觸所述帶。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是雙向的，使得帶可以從第一巻軸傳輸?shù)降诙嗇S
或者從第二巻軸傳輸?shù)降谝粠嗇S。通常，未使用的帶設(shè)置在安裝于所述供 給巻軸上的帶輥。使用的帶巻取在安裝于巻取巻軸上的輥。但是，如上所 述，為了防止總的帶浪費(fèi)，在打印操作后，帶可以反轉(zhuǎn)，使得帶的未使用 部分可以在纏繞到巻取巻軸之前使用。


現(xiàn)在通過示例參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中 [31]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的打印機(jī)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意性視圖； [32]圖2是圖1中控制器的示意性視圖；以及圖3是適合在圖1中帶驅(qū)動(dòng)裝置中使用的電機(jī)控制電路的示意性視 圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，其示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的適于在熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)中使用的 帶驅(qū)動(dòng)裝置。第一軸1和第二軸2分別支撐供給巻軸3和巻取巻軸4。供 給巻軸3最初纏繞有一輥未使用的帶，而巻取巻軸4最初沒有承載任何 帶。隨著帶的使用，帶的使用部分從供給巻軸3傳輸?shù)綆喨嗇S4。提供一個(gè)可移動(dòng)打印頭5，其可以至少沿由箭頭7所示的第一方向相對于帶6 移動(dòng)。帶6從圍繞輥8、 9的供給巻軸3延伸到巻取巻軸4。帶6在輥8和 9之間所遵循的路徑經(jīng)過打印頭5的前方。當(dāng)開始打印時(shí)，在其上沉積打 印圖案的襯底開始與輥8和9之間的帶6進(jìn)行接觸，并且?guī)?插在打印頭 5和襯底10之間。在壓板輥ll的壓靠下，襯底10可以與帶6進(jìn)行接觸。 [35]供給軸1由供給電機(jī)12驅(qū)動(dòng)，巻取軸2由巻取電機(jī)13驅(qū)動(dòng)。供給電 機(jī)12和巻取電機(jī)13由表示它們定位于供給巻軸3和巻取巻軸4后面的虛 線所圖示。但是應(yīng)當(dāng)意識到，在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，巻軸不是由電機(jī) 直接驅(qū)動(dòng)的。相反，電機(jī)軸可以由帶驅(qū)動(dòng)裝置或其他相似驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作 地連接到對應(yīng)巻軸。在另外情況下，可以看出，在電機(jī)和其對應(yīng)巻軸支撐 之間存在固定傳輸比?？刂破?4控制電機(jī)12、 13，如下面的更詳細(xì)描述。供給電機(jī)12和巻 取電機(jī)13能夠沿兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)帶6。如果帶從供給巻軸3移動(dòng)到巻取巻軸 4，如箭頭15所示，帶的移動(dòng)可以被定義在打印方向。當(dāng)帶從巻取巻軸4 移動(dòng)到供給巻軸3時(shí)，帶可以被認(rèn)為沿帶相反方向移動(dòng)，如箭頭16所 示。當(dāng)打印機(jī)操作于連續(xù)模式中時(shí)，當(dāng)帶6沿打印方向15移動(dòng)時(shí)，打印 頭5將移動(dòng)成與帶6接觸。墨水通過打印頭5的動(dòng)作而從帶6轉(zhuǎn)印到襯底 10。帶移動(dòng)可以反轉(zhuǎn)，使得帶6的未使用部分在開始后繼打印操作之前定 位成鄰近打印頭5。在圖1所示的構(gòu)造中，巻軸3、 4彼此以相同方式纏繞，并且由此沿 相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)以傳輸帶。可選地，巻軸3、 4可以彼此以相反方式 纏繞，并且由此必須沿相反方向旋轉(zhuǎn)以傳輸帶。如上所述，圖1中所示意性圖示的打印機(jī)可以用于連續(xù)打印和間歇打 印應(yīng)用中。控制器14可以選擇性地編程，以選擇連續(xù)操作或間歇操作。 在連續(xù)應(yīng)用中，襯底10連續(xù)移動(dòng)。在打印循環(huán)期間，打印頭5靜止，而 帶移動(dòng)，以隨著循環(huán)的進(jìn)行而將新的帶呈現(xiàn)給打印頭5。相反，在間歇應(yīng) 用中，襯底IO在每個(gè)打印循環(huán)中是靜止的，在打印循環(huán)期間襯底10和打 印頭5之間的必要相對移動(dòng)通過沿箭頭17的方向平行于帶6和襯底10移動(dòng)打印頭5而獲得。在此情況下，輥11由扁平打印壓板(未示出)替
代，打印頭5將帶6和襯底IO壓靠在扁平打印壓板上。在兩種應(yīng)用中，必 須能夠在打印循環(huán)之間前進(jìn)和后退帶6，以將新的帶呈現(xiàn)給打印頭并且最 小化帶的浪費(fèi)。假設(shè)打印機(jī)操作的速度并且在每個(gè)打印循環(huán)期間帶6將呈 現(xiàn)在打印頭5和襯底IO之間，必須能夠使帶6沿兩個(gè)方向以較高速率加速 并且相對于打印頭精確地定位。在圖1所示的裝置中，假設(shè)襯底10僅僅 如箭頭18所示向右側(cè)移動(dòng)。但是，該設(shè)備可以容易地適用于在向圖1中 的左側(cè)行進(jìn)(即，相反方向)的襯底上打印?，F(xiàn)在更詳細(xì)地描述帶在供給巻軸3和巻取巻軸4之間的驅(qū)動(dòng)。在本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施例中，供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13都是位置控制電機(jī)。位置控制電機(jī)是由需要輸出位置所控制的電機(jī)。艮口，輸出位置可以根 據(jù)需要而改變，或者輸出旋轉(zhuǎn)速度可以通過需要輸出旋轉(zhuǎn)位置變化的速度 控制而改變。位置控制電機(jī)的示例是步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是開環(huán)位置控制電機(jī)的示 例。即，步進(jìn)電機(jī)供給有與需要旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)的輸入信號，步 進(jìn)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)以獲得需要的位置或速度。步進(jìn)電機(jī)還可以設(shè)置有編碼器， 該編碼器提供表示實(shí)際輸出位置或速度的反饋信號。反饋信號可以用于通 過與需要輸出旋轉(zhuǎn)位置的比較而產(chǎn)生誤差信號，誤差信號用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 以最小化誤差。以這種方式設(shè)置有編碼器的步進(jìn)電機(jī)包括閉環(huán)形式的位置 控制電機(jī)。閉環(huán)位置控制電機(jī)的可選形式包括設(shè)置有編碼器的扭矩控制電機(jī)(例 如，DC電機(jī))。扭矩控制電機(jī)是由需要輸出扭矩所控制的電機(jī)。來自編 碼器的輸出提供反饋信號，當(dāng)反饋信號與需要輸出旋轉(zhuǎn)位置比較時(shí)，誤差 信號可以從反饋信號中產(chǎn)生，誤差信號用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以最小化誤差。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"DC電機(jī)"廣義解釋為包括可以驅(qū)動(dòng)以 提供輸出扭矩的任何形式電機(jī)，諸如無刷DC電機(jī)、有刷DC電機(jī)、感應(yīng) 電機(jī)或AC電機(jī)。無刷DC電機(jī)包括具有換向傳感器的任何形式的電子換 向電機(jī)。類似地，術(shù)語"步進(jìn)電機(jī)"廣義解釋為包括可以由表示旋轉(zhuǎn)位置 的需要變化的信號驅(qū)動(dòng)的任何形式的電機(jī)。[45]編碼器是任何形式的角位置檢測裝置，諸如光編碼器、磁編碼器、解 析器、電容編碼器或任何其他形式的位置檢測裝置。編碼器可以連接到電 機(jī)的輸出軸并且用于提供表示電機(jī)輸出軸的角位置或運(yùn)動(dòng)的反饋信號。帶通過控制電機(jī)以保持帶中的張力而在供給巻軸3和巻取巻軸4之間 驅(qū)動(dòng)。 一般而言，監(jiān)控在供給巻軸3和巻取巻軸4之間行進(jìn)的帶中的張 力，并且通過控制器14控制供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13，以將帶帶張力保 持在預(yù)定極限之間。下面更詳細(xì)描述監(jiān)控帶張力的合適方法。 [47]圖2中示出了控制器的操作。在第一時(shí)間tl監(jiān)控的張力(下面稱為 "第一張力值")與目標(biāo)張力值在框20處理，以通過將目標(biāo)張力值減去 第一張力值而產(chǎn)生張力誤差信號AT。可以看出，如果帶具有過量張力， AT為負(fù)，而如果帶具有非常小的張力，則AT為正。應(yīng)當(dāng)意識到，在本發(fā) 明的可選實(shí)施例中，可以不同地定義AT。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，目 標(biāo)張力是可以接受的張力值的范圍，有時(shí)稱為"死區(qū)"，在死區(qū)范圍中， 不需要任何張力修正。張力誤差信號表示監(jiān)控的張力值位于距離此死區(qū)的 中心值多遠(yuǎn)的位置。張力誤差信號AT用于在查找表格21中執(zhí)行查找操作。下面更詳細(xì)描 述查找表格21的建立。查找表格將張力誤差信號值A(chǔ)T與修正值相關(guān)聯(lián)， 將修正值應(yīng)用到兩個(gè)電機(jī)中一個(gè)的控制中，以調(diào)節(jié)張力，從而修正處理的 張力誤差信號AT。如果電機(jī)12、 13是步進(jìn)電機(jī)，對于給定的巻軸直徑而 言，每個(gè)電機(jī)在正常操作中應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的步幅數(shù)是已知的，并且應(yīng)用控制器 14以將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的步幅數(shù)，同時(shí)將張力保持在預(yù)定極限之間。但是， 當(dāng)張力不可接受地增大或減小(死區(qū)的外側(cè))時(shí)，電機(jī)中的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)比正 常轉(zhuǎn)動(dòng)更多或更少的步幅數(shù)，以修正張力誤差。此步幅數(shù)基于張力誤差信 號AT從査找表格21中確定。從上面描述中，應(yīng)當(dāng)意識到，查找表格21響應(yīng)于輸入張力誤差信號 而輸出修正值，其中修正值表示應(yīng)用到兩個(gè)電機(jī)中的一個(gè)的修正。輸出值 被提供到電機(jī)控制邏輯系統(tǒng)22，電機(jī)控制邏輯系統(tǒng)22被構(gòu)造成適當(dāng)?shù)貙?電機(jī)12、 13通電，電機(jī)12、 13都正常移動(dòng)帶并且修正帶張力。兩個(gè)信號 通過查找表格21被提供到電機(jī)控制邏輯系統(tǒng)22，此兩個(gè)信號包括表示施
14加到供給電機(jī)12的控制的步幅數(shù)的調(diào)節(jié)的第一信號SSs和表示施加到巻取 電機(jī)13的控制的步幅數(shù)的調(diào)節(jié)的第二信號5St。應(yīng)當(dāng)意識到，在需要修正 的描述實(shí)施例中，兩個(gè)值中的一個(gè)為零，而在張力保持在預(yù)定極限內(nèi)時(shí)， 兩個(gè)值都為零。應(yīng)當(dāng)意識到，隨著帶從供給巻軸3傳遞到巻取巻軸4，供給巻軸3的 直徑減小，而巻取巻軸4的直徑增大。這些變化的直徑表示，隨著帶從供 給巻軸3傳遞到巻取巻軸4，需要不同的修正以引起相同的張力變化。也 就是說，當(dāng)在帶傳輸開始時(shí)施加到供給電機(jī)12的特定修正可以對張力具 有特定影響時(shí)， 一旦相當(dāng)數(shù)量的帶已經(jīng)傳遞，假設(shè)相同角修正引起較小的 圓周移動(dòng)，則此相同角修正將對張力具有較小的影響。根據(jù)上面進(jìn)行的評論，査找表格隨著帶的傳輸而更新。也就是說，再 次參考圖2，可以看出，輸入到框20的第一張力值也與在第二時(shí)間t2測 量的第二張力值一起輸入到更新框23，其中，第二張力值在使用查找表格 21所獲得的數(shù)據(jù)執(zhí)行修正后獲得。從第二張力值中減去第一張力值，以產(chǎn) 生張力修正ST。如果張力已經(jīng)減小，則5T的值為負(fù)，如果張力已經(jīng)增 大，則ST的值為正。給予5T的這個(gè)定義，可以看出，與目標(biāo)張力相比， 當(dāng)張力過低(框20處)，則張力誤差信號AT為正，并且期望修正值ST 也為正。類似地，與目標(biāo)張力相比，如果監(jiān)控張力過高，則張力誤差信號 AT為負(fù)，并且期望修正值5T也為負(fù)。通過應(yīng)用修正所獲得的張力修正值ST存儲(chǔ)在更新表格24中。此表格 存儲(chǔ)應(yīng)用到特定電機(jī)的多個(gè)調(diào)節(jié)(每個(gè)稱為步幅數(shù))以及響應(yīng)于每個(gè)修正 所獲得的張力修正值，如更新框23所計(jì)算。因此，因?yàn)楦卤砀?4中表 示應(yīng)用到電機(jī)中一個(gè)的修正的每個(gè)條目，存儲(chǔ)由將各個(gè)修正應(yīng)用到電機(jī)中 的一個(gè)而引起的張力修正的多個(gè)張力修正值5T。將特定修正的值ST
(即，應(yīng)用到電機(jī)中一個(gè)上的特定數(shù)量的步幅修正)周期性地(例如，當(dāng) 在巻軸之間已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定長度的帶時(shí))平均，平均的結(jié)果被用于覆蓋查找 表格21的適當(dāng)條目，即，對應(yīng)于應(yīng)用到適當(dāng)電機(jī)的特定修正。應(yīng)當(dāng)注 意，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，更新查找表格21的平均程序僅在特定修 正具有預(yù)定最小數(shù)量的相關(guān)聯(lián)張力修正值的情況下執(zhí)行。類似地，更新表，可以刪除平均操作中 使用的更新表格的條目，或者可以保持并且隨著進(jìn)一步修正的發(fā)生而逐一 替換。因?yàn)閹Т笾伦裱瓘椥院硕?其中，沒有張力修正值或不足的張力修正值用于在平均操作中使用的更新表格24中的特定修正)，可以從 更新表格24中的適當(dāng)數(shù)據(jù)使用線性內(nèi)插法或外插法推出與應(yīng)用到電機(jī)中 一個(gè)時(shí)的特定修正相關(guān)聯(lián)的修正值。[53]上面已經(jīng)描述使用查找表格21來保持帶張力，以及具有用于表格21 的更新條目的處理。應(yīng)當(dāng)意識到，表格21必須進(jìn)行初始化校準(zhǔn)。在打印 操作之前執(zhí)行校準(zhǔn)階段執(zhí)行初始化校準(zhǔn)。作為校準(zhǔn)階段的第一部分，確定 巻軸直徑?？梢允褂萌魏畏奖愕姆椒▓?zhí)行此確定。例如， 一種監(jiān)控巻軸的 直徑的公知方法基于包括至少一個(gè)發(fā)射器和檢測器對的光學(xué)檢測。發(fā)射器 和檢測器對配置使得，隨著巻軸的直徑變化，巻軸阻擋從發(fā)射器到檢測器 的可被檢測到的信號。這樣的光學(xué)巻軸直徑監(jiān)控技術(shù)在我們的在先英國專 利GB 2369602中公開，該專利的內(nèi)容通過引用而結(jié)合于此。[54]在GB 2298821中公開一種用于確定帶巻軸直徑的可選方法。這里， 帶經(jīng)過已知直徑的惰性棍。惰性棍設(shè)置有防滑涂層，以防止在帶移動(dòng)時(shí)帶 和惰性棍之間發(fā)生的滑動(dòng)。惰性棍的外徑是已知的。監(jiān)控惰性棍的旋轉(zhuǎn)。 這個(gè)通過提供具有磁性盤的惰性棍來實(shí)現(xiàn)，磁性盤具有南極和北極。然后 通過適當(dāng)?shù)拇判詡鞲衅鳈z測惰性棍的旋轉(zhuǎn)。通過檢測已知直徑的惰性棍的 旋轉(zhuǎn)以及知道步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的步幅數(shù)，可以確定與步進(jìn)電機(jī)相關(guān)的帶 巻軸的直徑。[55]從以上描述中，應(yīng)當(dāng)意識到，確定巻軸直徑以允許有效控制巻軸之間 傳輸?shù)膸е械膹埩Σ皇潜仨毜?。但是，巻軸直徑是確定帶的穩(wěn)態(tài)移動(dòng)(即，確定電機(jī)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)以在打印操作中將帶移動(dòng)特定線性長度的步幅 數(shù))所需要的。因此，在已經(jīng)確定巻軸直徑的情況下，帶可以有效地從供 給巻軸3移動(dòng)到巻取巻軸4，反之亦然。還可以執(zhí)行操作，以獲得用于填 入査找表格21的數(shù)據(jù)。這些操作包括從提供到電機(jī)中一個(gè)的驅(qū)動(dòng)信號中 加上或減去不同步幅數(shù)，以及記錄得到的在巻軸之間傳輸?shù)膸У膹埩ψ兓４颂幚砟軌蛴^察存儲(chǔ)在查找表格21中的多個(gè)張力變化以及引起此變 化的電機(jī)控制操作(例如，加上或減去步幅數(shù))。當(dāng)如上所述隨后執(zhí)行査 找操作時(shí)，張力誤差信號用于定位具有最接近于張力誤差信號的值的張力 變化，并且相關(guān)的電機(jī)控制操作用于調(diào)節(jié)帶張力。[56]上面已經(jīng)描述，查找表格存儲(chǔ)與應(yīng)用到電機(jī)中一個(gè)的特定修正相關(guān)的 張力修正值。應(yīng)當(dāng)意識到，可能需要的所有可能張力修正值不可能都存儲(chǔ) 在查找表格21中。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，從查找表格21獲得數(shù)據(jù)的 處理包括查找具有最接近于張力誤差信號的值的兩個(gè)張力修正值、獲得應(yīng) 用到電機(jī)與這些張力修正值相關(guān)的修正以及線性內(nèi)插應(yīng)用到電機(jī)的修正以 獲得應(yīng)用到電機(jī)中一個(gè)的精確修正。類似地，應(yīng)當(dāng)意識到，査找表格21 中的一些條目可以通過在構(gòu)建階段獲得的內(nèi)插數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。[57]上面已經(jīng)描述，監(jiān)控供給巻軸3和巻取巻軸4之間的帶的張力是必須 的，現(xiàn)在描述用于這種張力監(jiān)控的合適方法。這些方法包括通過使用接觸 帶的部件直接張力監(jiān)控和間接張力監(jiān)控。例如，直接張力監(jiān)控包括與帶接 觸的彈性偏壓輥或舞臂(dancing arm)，其配置成使得帶張力的變化因?yàn)?輥或舞臂的位置移動(dòng)，位置的變化例如可以使用線性位移傳感器來檢測。 可選地，帶可以經(jīng)過承載負(fù)載單元的輥。帶張力影響施加到負(fù)載單元的 力，使得負(fù)載單元的輸出為帶張力提供指示。在這些情況下，監(jiān)控張力由 控制器14處理，以對供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13提供適當(dāng)?shù)目刂?。[58]如果供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13都是設(shè)置有編碼器的扭矩控制電機(jī)， 則可以如下監(jiān)控張力。對于供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13中一個(gè)而言，使用 設(shè)置的編碼器測量電機(jī)的角速度。當(dāng)電機(jī)恒速移動(dòng)時(shí)，測量角速度。[59]通過測量電機(jī)電流，可以計(jì)算電機(jī)扭矩。例如，在DC有刷電機(jī)的情 況下，電機(jī)扭矩常數(shù)是己知的并且電機(jī)的扭矩由此可以按照等式(l)計(jì)算T=KtI (1) 其中T為扭矩；Kt為電機(jī)扭矩常數(shù)；以及 I為測量的電流。己知P=Tco (2)其中P為功率；以及CJ為角速度。[60]供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13兩者的功率值可以使用等式(2)計(jì)算。帶中 的張力然后與推出的功率值的比率成正比。[61]注意，電機(jī)扭矩常數(shù)一般隨溫度而改變。但是，假設(shè)取得推出的功率 值的比率，則溫度的改變基本可以相互抵消，因?yàn)閮蓚€(gè)電機(jī)都幾乎處于相 同溫度。這是因?yàn)殡姍C(jī)很接近并且安裝到共同的基板上。[62]作為尤其適應(yīng)于供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13是步進(jìn)電機(jī)情況下的可選 方案，功率測量可以通過讀取通過與驅(qū)動(dòng)和每個(gè)電機(jī)相關(guān)的電子器件的電 源串聯(lián)的電阻的電流或該電阻的電壓而獲得。供給到電機(jī)的功率比率可以 用于測量帶張力。現(xiàn)在更詳細(xì)描述此處理以及適當(dāng)?shù)男?zhǔn)處理。[63]最初，巻取電機(jī)12通電，以從兩個(gè)巻軸之間延伸的帶長去掉松弛部 分。然后獲得巻軸直徑的初始估計(jì)。此初始估計(jì)可以使用任何方便的方法 獲得。例如，可以使用諸如上面提及的我們的在先英國專利GB 2369602 中描述的光學(xué)系統(tǒng)。[64]供給電機(jī)12然后供電，以張緊繞供給巻軸3延伸的帶。然后驅(qū)動(dòng)巻 取電機(jī)13，以從供給巻軸3拖拉帶，而供給巻軸電機(jī)12斷電。監(jiān)控電機(jī) 驅(qū)動(dòng)的巻取巻軸4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)電機(jī)不是停止的，但是產(chǎn)生反電動(dòng) 勢，這導(dǎo)致被計(jì)算在內(nèi)的脈沖的產(chǎn)生。在巻軸轉(zhuǎn)動(dòng)些許后，計(jì)算巻取電機(jī) 13的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和供給電機(jī)12暗示的脈沖數(shù)，并且計(jì)算的脈沖數(shù)用于確定 兩個(gè)直徑之間的比率。帶然后開始受控停止。兩個(gè)電機(jī)以受控方式減速， 以避免超出限度。因此，巻軸電機(jī)12由脈沖驅(qū)動(dòng)，以產(chǎn)生減速。與電機(jī) 旋轉(zhuǎn)同步將減速脈沖施加到供給巻軸電機(jī)12通過監(jiān)控該電機(jī)中產(chǎn)生的反 電動(dòng)勢實(shí)現(xiàn)，并且然后在適當(dāng)時(shí)間對電機(jī)通電以施加減速扭矩。需要巻取 巻軸4的轉(zhuǎn)數(shù)，以最小化從巻軸延伸的任何帶尾妨礙用于確定初始巻軸直 徑的掃描設(shè)備的光路的可能性。18[65]然后沿兩個(gè)方向進(jìn)行進(jìn)一步的光學(xué)掃描，以在巻軸靜止時(shí)確定巻取巻 軸4的半徑。然后，在通過將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而巻軸以30°的增 量繞電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)重復(fù)光學(xué)掃描，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)為常量。這建立了巻軸(可 以不是非常圓的)的尺寸的映射，并且此映射用于計(jì)算每個(gè)巻軸沿每個(gè)帶 進(jìn)給路徑旋轉(zhuǎn)的弧形的平均半徑并且還使用這些半徑計(jì)算繞巻軸的直徑的 改變。這使得可以精確確定每個(gè)巻軸的周長以及驅(qū)動(dòng)該巻軸的電機(jī)的預(yù)定 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，不同計(jì)算的半徑可以用于計(jì)算每個(gè)電機(jī)以適當(dāng)方式驅(qū)動(dòng) 巻軸以將帶進(jìn)給預(yù)定距離所需的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這些半徑和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)然后可以 用于如下所述的張力監(jiān)控計(jì)算。[66]然后沿兩個(gè)方向進(jìn)行相同的光學(xué)掃描程序以測量供給巻軸3的半徑。 此信息然后與在先計(jì)算的巻軸直徑比率結(jié)合，以給出與巻軸直徑和形狀相 關(guān)的一套精確數(shù)據(jù)。從供給巻軸3進(jìn)給到巻取巻軸4的帶然后往回再纏繞 到供給巻軸，以避免帶浪費(fèi)。[67]步進(jìn)電機(jī)一般包括兩個(gè)正交纏繞線圈并且電流以脈沖序列的方式供給 到一個(gè)或兩個(gè)線圈并且為兩個(gè)屬性(正和負(fù))，以獲得電機(jī)軸的步進(jìn)。為 了不管這些線圈的自身的電時(shí)間常數(shù)如何而實(shí)現(xiàn)合理性能，公知通過施加 比電機(jī)的標(biāo)稱額定值更大的電壓而過驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以及脈沖寬度調(diào)制當(dāng)達(dá) 到期望電機(jī)電流時(shí)的電壓。例如，在能夠取2安培的3.6瓦特電機(jī)的情況 下，可以施加36瓦特的電壓。這導(dǎo)致通過電機(jī)的電流的非常快速的上 升。假定這樣的供給電壓過驅(qū)動(dòng)，相對于短階段的供給電壓施加被相對長 階段分開。在相對長階段期間，不施加供給電壓。結(jié)果，從電源到電機(jī)的 電流完全不平穩(wěn)。另外，即使當(dāng)電機(jī)在與其進(jìn)行的功能相關(guān)的零負(fù)載(等 同于打印機(jī)帶的零張力)的情況下運(yùn)行時(shí)，供給到電機(jī)的電流是各種因子(諸如，電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)的特定特征(效率等))以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的特 定特征(增益和偏移量方差)的函數(shù)。因此，必須校準(zhǔn)電機(jī)，以考慮與出 了電機(jī)負(fù)載之外的這些因子相關(guān)的電流改變。[68]當(dāng)使用DC電機(jī)時(shí)，已知隨時(shí)過驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)，例如，在能夠取6安 培的3.6VDC電機(jī)的情況下，可以施加36V的電壓。 [69]通過零負(fù)載條件下在一系列不同速度中每一個(gè)上驅(qū)動(dòng)每個(gè)電機(jī)，校準(zhǔn)電機(jī)。這一般覆蓋帶前進(jìn)所需的帶傳輸速度的范圍，該范圍一般從100mm/s至IJ 1000mm/s的帶傳輸速度。此處理重復(fù)多次，例如，二十次， 并且平均結(jié)果用于為每個(gè)電機(jī)對每個(gè)速度計(jì)算電機(jī)校準(zhǔn)因子x。使用下面關(guān)系x 二 N/V其中x是在給定速度時(shí)的電機(jī)的校準(zhǔn)因子；V是在給定速度時(shí)平均測量電機(jī)操作值；以及N是常量歸一化或縮放因子。 [70]綜上所述，對于每個(gè)電機(jī)，對于每個(gè)預(yù)定速度計(jì)算一系列值x。當(dāng)使 用設(shè)備時(shí)，對于給定速度，選擇值x中的一個(gè)用于帶張力的校準(zhǔn)，或者通 過內(nèi)插法，從最接近于給定速度的預(yù)定速度的兩個(gè)x值中計(jì)算給定速度的 x值。[71]圖3圖示在電機(jī)校準(zhǔn)以及后續(xù)的帶張力控制期間V值的校準(zhǔn)。參考圖 2，已調(diào)節(jié)的電源30為第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路31和第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路32供 電。從電源30到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路31的電流經(jīng)過低阻值電阻器33，電阻器 33上產(chǎn)生的電勢施加到電位轉(zhuǎn)換器34。類似地，到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路32的電 流經(jīng)過低阻值電阻器35，電阻器上產(chǎn)生的電壓施加到電位轉(zhuǎn)換器36。電 位轉(zhuǎn)換器34和36的輸出施加到A/D轉(zhuǎn)換器37和38， A/D轉(zhuǎn)換器37和 38的輸出施加到微控制器39。微控制器將輸出40傳遞到第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置31并且將輸出41傳遞到第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置32。電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)供 給巻軸3的供給電機(jī)12和驅(qū)動(dòng)巻取巻軸4的巻取電機(jī)13通電。[72]在電機(jī)校準(zhǔn)期間，沒有巻軸安裝在電機(jī)12、 13的輸出軸上。對于每 個(gè)電機(jī)的給定速度，記錄ADC 37和38的輸出，使得每個(gè)電機(jī)在每個(gè)預(yù)選 速度時(shí)的x和V是已知的。如下所述使用這些值，以使得能夠直接監(jiān)控巻 軸3和4之間的帶的帶張力，這些巻軸已經(jīng)安裝在步進(jìn)電機(jī)12和13的輸 出軸上。[73]用于張力校準(zhǔn)的公式如下所示，假設(shè)電機(jī)13為推而電機(jī)12為拉。 = (N+r!Tx。 f(Temp) (3)V2X2 = (N-r2Tx2) f(Temp) (4) 其中-
V,是假設(shè)選定的恒定的帶進(jìn)給步幅速率時(shí)ADC 28的輸出； V2是ADC 27在帶進(jìn)給期間的輸出； n是巻軸34的半徑； l"2是巻軸35的半徑；
Xl是電機(jī)32對選定的恒定速度的校準(zhǔn)因子； X2是電機(jī)33對電機(jī)33的速度的校準(zhǔn)因子； N是在電機(jī)校準(zhǔn)期間使用的縮放因子；
T是帶張力；以及
f (Temp)是溫度相關(guān)函數(shù)。 [74]影響測量值K和V2的溫度變量一般對兩個(gè)電機(jī)影響相似的程度。因 此，通過將等式(3)除以等式(4)，函數(shù)f (Temp)可以被消掉。等式由此可 以分解成獲得如下的張力t測量
t = N ((VA2) _ (V2/x》)/(V力+V!r2) (5) [75]因此，對于電機(jī)的任何給定速度，可以查找適當(dāng)校準(zhǔn)因子X2并且 將其用于獲得帶張力t的測量。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，等式(3)、 (4)和(5)可以修改以考慮電機(jī)速 度(或者在使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，考慮步幅速率)。在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，使用可選方法監(jiān)控張力?？臻e時(shí)或當(dāng)帶以 恒定速度行駛時(shí)，巻軸可以由在已知的電流保持。假設(shè)上述類型的扭矩控 制電機(jī)的電流與扭矩成電機(jī)扭矩常數(shù)的比例，則可以確定每個(gè)電機(jī)提供的 扭矩。然后可以通過將扭矩值除以每個(gè)巻軸的半徑計(jì)算張力。假設(shè)每個(gè)值應(yīng) 當(dāng)理想地相等，則獲得的值可以平均，以提高精確度?？蛇x地，每個(gè)巻軸的加速度或減速度可以使用編碼器測量。 已知
A= Kt/J (6)
其中說明書第17/18頁
A是每單位電流的加速度； Kt是電機(jī)扭矩常數(shù)；以及
J是帶的巻軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其可以由已知的帶的巻軸直徑和已知的帶 密度計(jì)算。 因此
<formula>formula see original document page 22</formula>其中-
A'是測量的加速度；以及
Ij是產(chǎn)生該加速度的電流。 可以看出-
Im=Ij+IT (8) 其中，Im是提供到電機(jī)的電流；以及
lT是提供帶張力的電流，帶張力可以由己知的帶密度和帶直徑計(jì)算。 從等式(6)、 (7)和(8)，可以計(jì)算
<formula>formula see original document page 22</formula> [80]假設(shè)Im和A'可以測量并且假設(shè)Kt和J是已知的，則可以計(jì)算帶張 力。具體而言，可以使用等式(10)計(jì)算帶張力。
<formula>formula see original document page 22</formula>其中-
t是帶張力；以及 R是巻軸半徑。應(yīng)當(dāng)意識到，如果通過任何上述方法計(jì)算出特別低的張力讀數(shù)，這可 能被控制系統(tǒng)認(rèn)為表示故障環(huán)境，例如，帶破損，或者帶變得松弛使得系 統(tǒng)不一定能夠影響正確控制。在這樣的情況下，控制系統(tǒng)可以輸出"破損 帶"預(yù)定較低極限，使得當(dāng)測量的張力低于此極限，控制系統(tǒng)可以停止打 印處理并且斷定適當(dāng)?shù)墓收陷敵龊途嫦?。因此，系統(tǒng)可以在不需要額 外的檢測裝置的情況下提供有用的"破損帶"檢測。在先前描述中，已經(jīng)解釋，調(diào)節(jié)張力的修正應(yīng)用到供給電機(jī)12和巻 取電機(jī)13中的一個(gè)。應(yīng)當(dāng)意識到，在本發(fā)明的可選實(shí)施例中，可以通過修改提供給供給電機(jī)12和巻取電機(jī)13兩者的控制信號(例如，步幅數(shù)) 實(shí)現(xiàn)必要修正。當(dāng)參考計(jì)算上面描述中的平均值時(shí)，這樣的參考應(yīng)該被解釋為參考從 多個(gè)值中產(chǎn)生的值中的任何適當(dāng)計(jì)算。因此，雖然傳統(tǒng)"平均化"操作
(諸如，計(jì)算平均值、中間值或?qū)傩灾?是預(yù)期的，但是其他技術(shù)(例 如，對值施加適當(dāng)?shù)募訖?quán)的各種計(jì)算)也可以。對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，基于這里的教導(dǎo)，在不偏離權(quán)利要 求的范圍內(nèi)，本發(fā)明的進(jìn)一步修改和申請明顯的。
權(quán)利要求
1.一種帶驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè)帶卷軸支撐裝置以及控制器，其中，帶的卷軸可以安裝在所述帶卷軸支撐裝置上，每個(gè)卷軸可以由所述電機(jī)中的對應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)，所述控制器用于控制所述電機(jī)的通電，使得所述帶可以在安裝在所述卷軸支撐裝置上的所述卷軸之間沿至少一個(gè)方向傳輸，其中，所述控制器被構(gòu)造成存儲(chǔ)多個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)與對應(yīng)張力值相關(guān)聯(lián)，并且所述控制器被操作為監(jiān)控安裝在所述卷軸支撐裝置上的所述卷軸之間傳輸?shù)膸У膹埩Γ换诒O(jiān)控的所述張力讀取電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)；基于讀取的所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生電機(jī)控制信號；以及將所述電機(jī)控制信號施加到至少一個(gè)所述電機(jī)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制器被構(gòu)造成 處理監(jiān)控的所述張力以及預(yù)定目標(biāo)張力，以確定誤差信號并且基于所述誤 差信號讀取所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述預(yù)定目標(biāo)張力為 張力值范圍。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制 器被構(gòu)造成在將所述電機(jī)控制信號施加到所述至少一個(gè)所述電機(jī)后進(jìn)一步 監(jiān)控帶張力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，還包括基于所述進(jìn)一步監(jiān) 控修改存儲(chǔ)的至少一個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述修改包括存儲(chǔ)表 示由多個(gè)電機(jī)控制操作獲得的多個(gè)張力變化的數(shù)據(jù)并且使用存儲(chǔ)的所述數(shù) 據(jù)修改所述至少一個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制器被構(gòu)造成 計(jì)算由特定電機(jī)控制操作獲得的張力變化的平均值，并且使用所述平均值 更新所述至少一個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制器被構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)配置處理，所述配置處理確定所述巻軸之間傳輸?shù)膸У膹?力的變化和電機(jī)控制信號之間的關(guān)系，所述關(guān)系用于產(chǎn)生至少一個(gè)電機(jī)控 制數(shù)據(jù)項(xiàng)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，至少一個(gè) 所述電機(jī)是位置控制電機(jī)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，至少一個(gè)所述電機(jī)是 步進(jìn)電機(jī)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，每個(gè)所述電機(jī) 控制數(shù)據(jù)項(xiàng)代表角位置調(diào)節(jié)量。
12. 根據(jù)從屬于權(quán)利要求10的權(quán)利要求11所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其 中，所述角位置調(diào)節(jié)量為步幅數(shù)。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制 器被操作為對兩個(gè)電機(jī)通電，以沿帶傳輸?shù)姆较蝌?qū)動(dòng)帶的所述巻軸。
14. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制 器被構(gòu)造成將所述巻軸之間的帶的張力保持在預(yù)定極限之間。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述控制 器被配置成控制所述電機(jī)，以在所述巻軸之間沿兩個(gè)方向傳輸帶。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，設(shè)置監(jiān)控 供給到至少一個(gè)所述電機(jī)的功率以及基于監(jiān)控的所述功率監(jiān)控帶張力的裝 置。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，還包括用于確 定安裝在所述巻軸支撐裝置上的帶的巻軸的直徑的裝置。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，每個(gè)巻軸 支撐裝置通過提供至少一個(gè)固定傳輸比的驅(qū)動(dòng)耦合裝置耦合到對應(yīng)的電 機(jī)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)耦合裝置 包括驅(qū)動(dòng)帶。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1到18中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，每個(gè) 巻軸支撐裝置具有對應(yīng)的第一旋轉(zhuǎn)軸線，每個(gè)電機(jī)包括具有對應(yīng)第二旋轉(zhuǎn)軸線的軸，并且對應(yīng)的第一軸線和第二軸線共軸。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18到20中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，每個(gè) 巻軸支撐裝置具有對應(yīng)的巻軸的軸，每個(gè)電機(jī)具有對應(yīng)的電機(jī)軸以及將對 應(yīng)巻軸的軸互連到對應(yīng)電機(jī)軸的對應(yīng)驅(qū)動(dòng)耦合裝置。
22. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，包括在熱轉(zhuǎn)印打 印機(jī)中。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述打印機(jī)被構(gòu)造 成將墨水從打印機(jī)帶上轉(zhuǎn)印到襯底上，所述襯底沿鄰近于所述打印機(jī)的預(yù) 定路徑傳輸，所述帶驅(qū)動(dòng)裝置用作在第一和第二帶巻軸之間傳輸帶的打印 機(jī)帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且所述打印機(jī)還包括配置成接觸所述帶一側(cè)以將所述帶 的另 一側(cè)壓迫接觸所述預(yù)定路徑上的襯底。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述打印機(jī)還包括 打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及打印機(jī)控制器，所述打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于沿基本平行 于所述預(yù)定襯底 傳輸路徑延伸的軌跡傳輸所述打印頭，并用于移動(dòng)所述打 印頭使其接觸所述帶和不接觸所述帶，并且所述打印機(jī)控制器控制所述打 印機(jī)帶和所述打印頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述打印機(jī)控制器 可以選擇性編程，以使得在打印期間所述帶在所述打印頭靜止的情況下相 對于所述預(yù)定襯底傳輸路徑傳輸并且偏移接觸所述打印頭，或者使得在打 印期間所述打印頭相對于所述帶和所述預(yù)定襯底傳輸路徑傳輸并且偏移接 觸所述帶。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22到25中任一項(xiàng)所述的帶驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述 打印機(jī)是熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)。
27. —種用于控制帶驅(qū)動(dòng)裝置的方法，所述帶驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)電 機(jī)、兩個(gè)帶巻軸支撐裝置以及控制器，其中，帶的巻軸可以安裝在所述帶 巻軸支撐裝置上，每個(gè)巻軸可以由所述電機(jī)中的對應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)，所述控制 器用于控制所述電機(jī)的通電，使得所述帶可以在安裝在所述巻軸支撐裝置 上的所述巻軸之間沿至少一個(gè)方向傳輸，其中，所述控制器被構(gòu)造成存儲(chǔ) 多個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)與對應(yīng)張力值相關(guān)聯(lián)，并且所述控制器被操作為監(jiān)控安裝在所述巻軸支撐裝置上的所述巻軸之間傳輸?shù)膸У膹埩? 基于監(jiān)控的所述張力讀取電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)； 基于讀取的所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生電機(jī)控制信號；以及 將所述電機(jī)控制信號施加到所述電機(jī)中的至少一個(gè)。
全文摘要
一種帶驅(qū)動(dòng)裝置包括兩個(gè)電機(jī)(12、13)、兩個(gè)帶卷軸支撐裝置以及控制器(14)，其中，帶的卷軸(3、4)可以安裝在所述帶卷軸支撐裝置上，每個(gè)卷軸可以由所述電機(jī)中的對應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)，所述控制器用于控制所述電機(jī)的通電，使得所述帶可以在安裝在所述卷軸支撐裝置上的所述卷軸之間沿至少一個(gè)方向傳輸。所述控制器被構(gòu)造成存儲(chǔ)多個(gè)電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)與對應(yīng)張力值相關(guān)聯(lián)。所述控制器被操作為監(jiān)控安裝在所述卷軸支撐裝置上的所述卷軸之間傳輸?shù)膸У膹埩?；基于監(jiān)控的所述張力讀取電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)；基于讀取的所述電機(jī)控制數(shù)據(jù)項(xiàng)產(chǎn)生電機(jī)控制信號；以及將所述電機(jī)控制信號施加到至少一個(gè)所述電機(jī)中。
文檔編號B41J33/34GK101663173SQ200880010580
公開日2010年3月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月31日
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