專利名稱：高速打印介質(zhì)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置，特別是一種用于高速感熱式打印機(jī)上的打印紙帶傳送系統(tǒng)，這種感熱式打印機(jī)能在打印介質(zhì)的一次傳送過程中將單色圖像打印成全彩色圖像。
一種可行的打印方法(利用熱傳輸進(jìn)行染料滲透或稱為“D2T2”)使用帶有染料的色帶，該色帶能將染料滲透到打印介質(zhì)上。由于這種方法取決于染料滲入到介質(zhì)上的過程，因此這種打印方法的速度相對(duì)較低，無需對(duì)打印介質(zhì)進(jìn)行高速傳送，這正是這種染色打印方法和局限性。
第二種打印方法的打印速度差不多為前者的10倍，這種打印方法使用蠟狀“色帶”(熱蠟傳輸方法或稱這“TWT”)。目前，使用熱蠟傳輸方法的全彩色打印機(jī)已經(jīng)可以得到，這種打印機(jī)的打印頭上有一系列可單獨(dú)尋址的電極，可對(duì)這些電極分別有選擇地加熱，將蠟點(diǎn)從色帶上傳輸?shù)酱蛴〗橘|(zhì)上，一般為打印紙上。這種打印機(jī)通常設(shè)計(jì)成打印分辨率400DPI以上。
通過使彩色蠟點(diǎn)以全部或部分疊加的方法進(jìn)行連續(xù)沉積，以生成幾種色彩，從而產(chǎn)生全色彩完整圖象，通常采取多色彩印圖方式，其中，幾個(gè)已制板的圖象底板被著墨，每個(gè)單獨(dú)的色彩以及每個(gè)著墨的圖象被分別地傳輸?shù)浇橘|(zhì)上。在大多數(shù)彩色打印系統(tǒng)中，每一張三原色及黑色圖像都打印得很齊整，使最終得到的圖為完整的合成圖像。最終完成的打印圖上任何漸變范圍內(nèi)的顏色均取決于該漸變范圍內(nèi)具有的每一三原色的含量。
由現(xiàn)有技術(shù)可知，每根色帶可包含一種相鄰色彩區(qū)內(nèi)所需的顏色。如果一個(gè)針打的打印頭上有5～7行打印針，這些打印針能分別驅(qū)動(dòng)，從而在一次打印過程中產(chǎn)生多行打印點(diǎn)，則可設(shè)計(jì)一種包含有彩色條紋的色帶，每一彩色條紋的寬度為多行打印線的寬度。在打印介質(zhì)移動(dòng)前，進(jìn)行四次打印循環(huán)，每次打印一種顏色線，然后色帶再移動(dòng)。如果每一色彩區(qū)在色帶移動(dòng)方向與一頁打印紙或文件一樣長，則在每一種顏色打印完后，需要對(duì)打印紙相對(duì)于打印頭進(jìn)行重新定位，然后再打印下一種顏色。一直重復(fù)這一過程，直到所有顏色均打印完為止。
由于上述這些方法均需在一根色帶上提供一系列的顏色，而文件的長度常常受到每一顏色區(qū)長度的限制，因此這些方法均有局限性。
在熱蠟傳輸打印方法中，通過在電極上施加電流的方法可對(duì)單個(gè)打印電極進(jìn)行加熱。一種顏色的蠟層直接與打印紙帶接觸，這種打印紙帶通常為打印紙，但也可是纖維、塑料膜或金屬薄片，在這些打印紙帶上沉積蠟點(diǎn)。
通過一滾筒將這樣形成的“夾層保持在電極上，該滾筒同時(shí)起打印紙卷筒及散熱器的作用。當(dāng)蠟層的溫度超過蠟的融化溫度時(shí)，一小塊蠟就會(huì)融化。為了在打印介質(zhì)上得到所需大小的圖案，必須供給另外的熱量以融化足夠的蠟。在較冷的打印介質(zhì)上，蠟開始冷卻并固化。
在打印介質(zhì)與色帶從打印頭處移開的過程中，打印介質(zhì)與色帶可以保持接觸，此時(shí)固化的蠟優(yōu)選粘附于介質(zhì)上而非色帶上。然后色帶與打印介質(zhì)分離并傳送到一收帶卷筒內(nèi)。當(dāng)打印紙帶介質(zhì)傳送到下一個(gè)打印位置時(shí)，以不同色彩的蠟重復(fù)這一打印過程。
在移動(dòng)的打印打印紙帶上打印時(shí)，確定蠟點(diǎn)的打印沉積位置非常重要。從而確定打印圖案沉積的位置也很重要。在現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)打印機(jī)中，所需的確定彩色打印點(diǎn)位置的時(shí)間足夠長，從而可使打印頭移動(dòng)到準(zhǔn)確的圖案打印位置處。當(dāng)打印頭移到下一行圖案的打印位置時(shí)，則開始打印下一行。
當(dāng)打印紙帶移動(dòng)時(shí)，有必須打印某些點(diǎn)陣的可能性。如果人眼對(duì)打印結(jié)果滿意，則打印的點(diǎn)在打印介質(zhì)傳送方向的橫向應(yīng)該對(duì)齊，并且相鄰行間間距應(yīng)該一致。此外，根據(jù)所打印文件的不同，這種對(duì)齊與整體要求可能非常嚴(yán)格，原因是人眼對(duì)非齊整的分辨力，尤其是對(duì)直線與光滑曲線圖案的分辨力非常靈敏。
提供一種能可靠和重復(fù)產(chǎn)生精確圖像的具有相對(duì)較高打印速度的(12英寸每秒以上)全彩色感熱式打印機(jī)，是我們的愿望。所打印的圖像來源可以是計(jì)算機(jī)內(nèi)的圖像文件或計(jì)算機(jī)內(nèi)圖像生成軟件運(yùn)行的結(jié)果而產(chǎn)生的圖像。也可以用現(xiàn)有的掃描儀及其軟件將不同的源文件掃描成彩色“文件”。無需產(chǎn)生一系列的印圖底板即可用彩色打印機(jī)打印這種“文件”。
這種打印機(jī)應(yīng)該具有1200DPI或更高的打印分辨率，并且能在不同的打印介質(zhì)包括打印紙、纖維、塑料膜或金屬薄片上打印。其調(diào)色能力應(yīng)該包括人眼能夠感覺到的色彩與色調(diào)范圍。一般來說，對(duì)于第一三原色及黑色，能用至多32數(shù)據(jù)比特表示的明暗度從64到256的色彩范圍應(yīng)是足夠的。
因此在這種打印方法中可使用單一顏色的色帶，且避免使打印打印紙帶在各種顏色間來回傳送，在打印打印紙帶的傳送過程中串行安裝有四個(gè)小型打印頭。每一個(gè)打印頭的打印圖像應(yīng)該保持準(zhǔn)確的對(duì)齊，并且相鄰打印行間的距離應(yīng)保持一致。
根據(jù)本發(fā)明，這種全彩色感熱式打印機(jī)其打印速度能達(dá)到或超過12英寸每秒。該打印機(jī)不僅使用數(shù)字計(jì)算機(jī)來幫助確定打印頭在打印行間移動(dòng)的時(shí)間，而且優(yōu)化這一時(shí)間，以及確定和優(yōu)化施加于完成打印圖案的感熱式打印頭上每個(gè)電極電脈沖的長短和大小。
一種高分辨率的編碼器傳感打印紙?jiān)诖蛴C(jī)上的移動(dòng)。對(duì)于這些需要打印一種以上顏色的漸進(jìn)的范圍來說，對(duì)連續(xù)的打印單一色彩的打印頭上的電極進(jìn)行足夠的加熱從而使彩色蠟融化并直接沉積于前面打印頭施加的蠟點(diǎn)上是致關(guān)重要的。施加于打印電極上電脈沖的大小和長短能決定蠟點(diǎn)的大小，該蠟點(diǎn)傳輸于打印紙帶介質(zhì)上并且準(zhǔn)確定位于蠟點(diǎn)應(yīng)占的位置。
為了使圖像生成設(shè)備例如感熱式打印機(jī)能夠在打印介質(zhì)一次傳送過程中高速打印全彩色圖像，需要對(duì)打印紙帶傳送裝置進(jìn)行重要的改進(jìn)。這種打印紙帶傳送裝置必須設(shè)置成這種型式組成打印紙帶的打印介質(zhì)每一進(jìn)給的精確定位應(yīng)該由所述的打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置來保證。
基于對(duì)打印介質(zhì)伸離卷筒長度的精確計(jì)數(shù)，所述的圖像生成元件能通過一種計(jì)算裝置編程以在打印介質(zhì)移過相應(yīng)圖案生成元件的準(zhǔn)確的時(shí)刻、準(zhǔn)確的位置在介質(zhì)上產(chǎn)生打印點(diǎn)。在感熱式打印機(jī)中，這種圖像生成元件是指打印機(jī)上的針。當(dāng)通過三原色與黑色的疊加得到全彩色時(shí)，這種打印紙帶傳送裝置包括存貯有代表打印位置間距離的數(shù)字計(jì)數(shù)的單個(gè)打印位置寄存器。
很顯然，其框架應(yīng)該是剛性的，從而所有元件均可可靠地安裝以保證它們間的相對(duì)位置。同樣保持幾個(gè)打印頭間的絕對(duì)平行也很重要。為避免打印紙帶介質(zhì)的松馳從而使編碼器能連續(xù)和可靠地傳感打印紙帶的移動(dòng)，應(yīng)該使打印紙帶介質(zhì)保持相對(duì)的張緊狀態(tài)。在打印寄存器中存貯精確代表打印位置間距離的計(jì)數(shù)也是必不可少的。例如，與第一打印位置相聯(lián)系的第一寄存器中的計(jì)數(shù)表示打印打印紙帶介質(zhì)從靜止到運(yùn)動(dòng)所需的距離。與下一打印位置相聯(lián)系的第二寄存器將存貯有代表開始間距及第一打印位置與下一打印位置間距離的計(jì)數(shù)。
與此類似，第三寄存器存貯有一個(gè)等于存貯于第二寄存器中數(shù)字加上一等于第二和第三打印位置間距離數(shù)字的數(shù)字。最后，在四彩色打印機(jī)中，存貯于第四個(gè)寄存器中的數(shù)字為第三寄存器中數(shù)字加上第三打印位置到第四打印位置間距離的數(shù)字。
打印機(jī)框架的熱膨脹與收縮會(huì)影響打印位置間的距離，這種影響可通過調(diào)節(jié)寄存器中存貯的數(shù)字這種簡單的數(shù)字調(diào)節(jié)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為溫度的函數(shù)，這種調(diào)節(jié)可存貯于數(shù)字計(jì)算機(jī)中，并可由查找表得到。
此外，通過打印一張簡單的樣圖的校核，可以很容易地取得準(zhǔn)確的對(duì)齊。打印樣圖可用顯微鏡或高倍放大鏡檢驗(yàn)。通過改變不同寄存器中存貯的數(shù)字可修正對(duì)齊不準(zhǔn)。當(dāng)編碼器在打印行間產(chǎn)生幾種脈沖信號(hào)時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的使用者可通過兩至三次打印測試取得非常準(zhǔn)確的對(duì)齊數(shù)字調(diào)節(jié)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置，這種介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置包括一打印打印紙帶傳送機(jī)構(gòu)，在一次傳送中通過連續(xù)的圖像生成元件可對(duì)打印打印紙帶以及彩色打印點(diǎn)進(jìn)行精確定位。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能可靠和多次打印彩色圖像的打印高速傳送機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種具有能傳感打印打印紙帶傳送狀態(tài)的高分辨率編碼器的打印打印紙帶傳送機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種具有高分辨率編碼器的高速打印紙帶打印機(jī)，該編碼器能產(chǎn)生代表從一打印行點(diǎn)到下一打印行點(diǎn)間距離的預(yù)定數(shù)目的脈沖信號(hào)，并可對(duì)多行打印點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)齊。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是使用一種數(shù)字寄存器，通過改變代表圖像生成頭間線性距離的已存貯的計(jì)數(shù)來補(bǔ)償因熱引起的變化。
本發(fā)明的第六個(gè)目的是所述的打印打印紙帶傳送機(jī)構(gòu)，包括位于每一圖像生成位置處的打印紙帶驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，這種驅(qū)動(dòng)馬達(dá)采用閉環(huán)反饋控制回路，控制信號(hào)從第一圖像打印位置處的馬達(dá)反饋控制回路產(chǎn)生，使打印打印紙帶以一種“撥河”的方式處于最佳張緊狀態(tài)。
本發(fā)明的第七個(gè)目的是提供一種打印打印紙帶具有足夠張緊度的打印紙帶傳送機(jī)構(gòu)，從而使圖像源介質(zhì)(例如熱蠟打印機(jī)中的色帶)在傳輸?shù)南灮蚱渌麍D像形成材料附著到目標(biāo)介質(zhì)并優(yōu)先保持在目標(biāo)介質(zhì)上后與目標(biāo)介質(zhì)分離。
本發(fā)明的新穎特征在于這種驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)本身及其驅(qū)動(dòng)方法，其優(yōu)點(diǎn)可結(jié)合下述附圖及其說明更好地理解。所述的附圖是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)該指出的是，附圖僅僅用于解釋和說明的目的，不能認(rèn)為是本發(fā)明的唯一結(jié)構(gòu)與限制。
附

圖1為該打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置在打開時(shí)的透視圖；附圖2為本發(fā)明所述的打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置的側(cè)剖圖；附圖3為圖2所示裝置的框圖。
附圖1表示了本發(fā)明的用于高速感熱式打印機(jī)10的打印介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置。打印機(jī)10包括框架12和與之鉸接的門14，還裝有用于接收打印圖像的介質(zhì)或打印紙帶16，在感熱式打印機(jī)上一般采用打印紙。
供紙裝置18安裝于打印機(jī)框架12的底部，這種供紙裝置可以是卷紙筒或乙形折疊的紙堆。打印打印紙帶16跨越框架12的整個(gè)長度(一般是水平安放)并放置于框架12中，框架12上包括有大多數(shù)驅(qū)動(dòng)件，門14上也包括有相關(guān)的件。位于門14側(cè)面的閂鎖13鉤住框架12上相應(yīng)的掛柱15，將門與框架兩者鎖為一體并保持穩(wěn)定。
附圖2為打印機(jī)10的側(cè)剖圖。將門14關(guān)上到框架12上，則打印打印紙帶16位于這兩個(gè)“夾層”之間，兩夾層上有一系列元件，一些位于框架12上，另一些位于門14上。所有的元件相互間以及與打印打印紙帶16間均有精確的定位關(guān)系。
首先，打印打印紙帶16穿過位于門14上的第一彈性壓緊輪19與安裝于框架12上的彈性制動(dòng)輪20之間。當(dāng)打印打印紙帶向驅(qū)動(dòng)輪或鉸盤22傳送時(shí)，制動(dòng)輪20則向它施加一固定的拖力。在第一彈性壓緊輪19和制動(dòng)輪20的共同作用下使打印打印紙帶16張緊。驅(qū)動(dòng)輪22位于沿著打印打印紙帶16的傳送路線較遠(yuǎn)處的第一打印位置處，并且作為打印打印紙帶16的第一驅(qū)動(dòng)源。
驅(qū)動(dòng)輪22作用于打印打印紙帶16上的牽引力與制動(dòng)輪20的拖力方向相反，從而避免打印打印紙帶16松馳，使其傳送路線最短并保持張緊狀態(tài)。在本發(fā)明感熱式打印機(jī)的實(shí)施例中，當(dāng)使用打印紙做為打印介質(zhì)時(shí)，施加約2.0公斤的制動(dòng)拖力就會(huì)有滿意的張緊效果。
在制動(dòng)輪20和驅(qū)動(dòng)輪22間安裝有高分辨率的卷筒旋轉(zhuǎn)位置增量數(shù)字編碼器24。在優(yōu)選實(shí)施例中，編碼器24每轉(zhuǎn)可產(chǎn)生4000個(gè)計(jì)數(shù)。具有準(zhǔn)確直徑的金屬編碼器卷筒26通過彈性壓緊輪28與打印打印紙帶16保持無滑動(dòng)接觸。彈性力使壓緊輪28壓緊打印打印紙帶16和編碼器卷筒26。
當(dāng)打印打印紙帶16在編碼器卷筒26和第二壓緊輪28間移動(dòng)時(shí)，打印紙帶帶動(dòng)編碼器卷筒26旋轉(zhuǎn)，傳感打印打印紙帶進(jìn)入打印機(jī)中打印紙帶傳送路線上時(shí)每一預(yù)定移動(dòng)長度時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。編碼器卷筒26的周長決定由每一編碼脈沖表示的距離。
由于打印打印紙帶16保持張緊狀態(tài)，而且精確的金屬編碼器卷筒26與打印打印紙帶16保持無晃動(dòng)或無滑動(dòng)接觸，因此打印打印紙帶16傳過編碼器卷筒26的距離就可準(zhǔn)確測量，優(yōu)選實(shí)施例中位移編碼器24可測量1/4000轉(zhuǎn)。也可使用每轉(zhuǎn)更多或更少計(jì)數(shù)的其它編碼器。
由于編碼器卷筒26對(duì)打印打印紙帶小到只有一個(gè)打印點(diǎn)直徑1/9大小的微小移動(dòng)都很敏感，因此其精確性可確保幾個(gè)點(diǎn)的色彩都能準(zhǔn)確對(duì)齊，每一轉(zhuǎn)的分辨率為300dpi。也就是說，每一脈沖表示3.7×10-1英寸(0.00037″)或0.370密耳(mils)的打印打印紙帶的移動(dòng)。在圖像的打印過程中，從一個(gè)點(diǎn)行到下一打印點(diǎn)行計(jì)數(shù)9個(gè)脈沖尤為方便。打印打印紙帶每一英寸移動(dòng)量的脈沖數(shù)取決于編碼器的分辨率和卷筒直徑，可針對(duì)各種打印打印紙帶移動(dòng)速度和打印分辨率進(jìn)行不同的選擇。例如，每一打印點(diǎn)行的脈沖數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)成足夠便于再細(xì)分，比如當(dāng)需要更高的分辨率如600或1200dpi時(shí)。
TWT打印機(jī)中的圖像打印源介質(zhì)如彩色涂蠟色帶30通過制動(dòng)輪32安裝于框架12上。色帶30從制動(dòng)輪32上收縮，通過制動(dòng)拖力的拉緊而防止其起皺，導(dǎo)輪34將色帶30和打印打印紙帶16連到一起。
第二導(dǎo)輪36將打印打印紙帶16引導(dǎo)到驅(qū)動(dòng)輪22。由蓋38對(duì)打印頭40進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)打印打印紙帶16和色帶這種“夾層”移過打印頭40和第一驅(qū)動(dòng)輪22間的打印位置時(shí)，打印打印紙帶16和色帶30“夾層”連于一體，該第一驅(qū)動(dòng)輪22通過聯(lián)接件安裝于門14上。調(diào)速帶與皮帶輪裝置42將第一彈性驅(qū)動(dòng)輪22與第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(見附圖3)相聯(lián)。彈性力將驅(qū)動(dòng)輪22偏向于打印打印紙帶16的非圖像接收面，最后使色帶30與打印頭40緊緊相靠。在這種熱蠟感熱式打印機(jī)中，打印頭40及其他打印頭都采用多電極感熱式打印頭。
在第一圖像打印位置40之外，在框架側(cè)有引導(dǎo)打印打印紙帶16在打印結(jié)束后與色帶30分開的分離桿44，分離后進(jìn)入第一收帶卷筒46，以收集伸出來的色帶30。第一收帶卷筒46通過一恒扭矩馬達(dá)(圖中未給出)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，協(xié)助色帶30從打印打印紙帶16上從分離桿44處分離。
在包括多個(gè)圖象生成位置的打印機(jī)中，如具有四個(gè)彩色傳蠟感熱式打印頭的打印機(jī)中，所述的打印打印紙帶16移向與第一打印頭40平行的第二打印頭50。移到第二打印頭附近時(shí)，打印打印紙帶16穿過位于框架12上的第二導(dǎo)向桿52，該導(dǎo)向桿隨著打印打印紙帶的移動(dòng)將第二色帶54由第二制動(dòng)卷筒56處引導(dǎo)到夾層位置。打印打印紙帶16和色帶30夾層移到第二打印頭50，由第二驅(qū)動(dòng)輪58驅(qū)動(dòng)。而該驅(qū)動(dòng)輪則由第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，如附圖3所示。第二驅(qū)動(dòng)馬達(dá)向第二驅(qū)動(dòng)輪58施加一牽引力并使打印打印紙帶16保持張緊。
打印完后，伸出的色帶54卷饒?jiān)诘诙諑Ь硗?0上，其操作方式與第一收帶卷筒46一致。打印打印紙帶16繼續(xù)進(jìn)入另兩個(gè)一樣的打印位置，在其未端設(shè)有最終的驅(qū)動(dòng)輪62及其之相配的壓緊輪64。所述的最終驅(qū)動(dòng)輪62將打印打印紙帶16牽引到切割裝置66，該切割裝置能將打印紙帶16切割成文件預(yù)定的長度。打印打印紙帶16繼續(xù)通過導(dǎo)輪68移動(dòng)，最后從出口70輸出打印機(jī)，該出口70位于門16的頂端與框架12之間。
圖3是關(guān)于編碼器24與產(chǎn)生實(shí)際圖形的第一到第四印刷頭40、50、72、74之間的相互作用關(guān)系示意圖。編碼器24可傳打印紙帶16運(yùn)動(dòng)到位置計(jì)數(shù)器76時(shí)產(chǎn)生的脈沖。計(jì)數(shù)器76也可與一個(gè)計(jì)算機(jī)或中央處理單元(CPU)78連接，它可被編程以與計(jì)數(shù)器76以及第一到第四寄存器80、82、84、86通信。
每一個(gè)寄存器80、82、84、86同各自的第一到第四比較器90、92、94、96連接，每個(gè)比較器從計(jì)數(shù)器76接收輸入信號(hào)。每個(gè)比較器的輸出信號(hào)可送到相應(yīng)的第一到第四個(gè)脈沖發(fā)生器98、100、102、104，四個(gè)脈沖發(fā)生器為第一到第四個(gè)打印頭40、50、72、74提供相應(yīng)打印脈沖。
在打印開始時(shí)，每一個(gè)寄存器根據(jù)預(yù)選數(shù)據(jù)來設(shè)定。第一個(gè)寄存器80預(yù)定的計(jì)數(shù)表示傳送紙帶16從靜止到加速到平穩(wěn)速度這一過程所通過印刷頭的長度。對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例中的四色熱蠟(thermal wax printer)式打印機(jī)的印刷密度300dpi來講，預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)可為2000，這樣在第一個(gè)打印信號(hào)產(chǎn)生之前，可保證印刷打印紙帶16達(dá)到其工作速度和所要求的張緊力。
第二個(gè)寄存器82預(yù)加載的計(jì)數(shù)代表第一個(gè)寄存器80中的計(jì)數(shù)的總數(shù)加上一個(gè)表示第一個(gè)打印頭40到第二個(gè)打印頭50間的距離(i.e12000))，總數(shù)為14000來設(shè)置。在優(yōu)選實(shí)施例中，打印頭之間的距離是相等的，所以第三個(gè)寄存器84中的值可根據(jù)預(yù)先設(shè)置在第二個(gè)寄存器82的值加上表示第二個(gè)打印頭50與第三個(gè)打印頭72的之間距離(也為12000)，總數(shù)就是26000來設(shè)置。
第四個(gè)打印頭遵循同樣的計(jì)算方式，由此可得到預(yù)置數(shù)據(jù)38000。安裝打印頭時(shí)不可能保證很高的公差，所以打印頭之間的實(shí)際距離會(huì)有輕微的偏差，于是在抽樣印刷測試時(shí)，每一個(gè)預(yù)先設(shè)置的值可通過CPV78進(jìn)行調(diào)整?？傊?，對(duì)于每一個(gè)打印頭的新的距離可被存入計(jì)算機(jī)并預(yù)先設(shè)置在寄存器內(nèi)，以便于隨后的運(yùn)行。
當(dāng)編碼器24感應(yīng)到打印紙16的位置時(shí)并且計(jì)數(shù)器76累計(jì)的值等于寄存器80中的值時(shí)，第一個(gè)比較器90就立刻輸出一個(gè)脈沖。從比較器90輸出第一個(gè)脈沖開始，第一個(gè)寄存器80就得到一個(gè)反饋信號(hào)，以增加預(yù)先選定的存儲(chǔ)值。在本實(shí)施例中，印刷密度為300dpi，預(yù)先選定的值為9，它表示相應(yīng)印刷行距的數(shù)值。于是當(dāng)?shù)谝恍杏⊥旰螅看斡?jì)數(shù)器76的值也增加了9，由第一比較器90產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖，并且第一個(gè)寄存器80的值增加了9。
第一個(gè)比較器90的輸出脈沖被第一打印脈沖發(fā)生器98接收，并依次向第一打印頭40發(fā)出打印脈沖信號(hào)。同樣，計(jì)數(shù)器76傳送到第二到第四比較器92、94、96的累積數(shù)值與第二寄存器82中預(yù)先設(shè)定的值相匹配時(shí)，第二個(gè)比較器也產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)并送到脈沖發(fā)生器100，并依次將打印脈沖傳送到第二打印頭50。第二個(gè)比較器92的輸出信號(hào)使得第二個(gè)寄存器的值增加9。
使預(yù)先設(shè)定的值與計(jì)數(shù)器76中產(chǎn)生的累加值匹配的過程和隨后將生成的打印脈沖傳送到打印頭的過程，對(duì)于第三和第四比較器94、96和第三和第四寄存器84、86以及第三和第四脈沖發(fā)生器102、104和第三、第四打印頭72、74來說是一樣的。
總之，當(dāng)比較器90內(nèi)預(yù)定的值與包括因響應(yīng)打印紙帶16的運(yùn)動(dòng)而由位置編碼器24在計(jì)數(shù)器76中產(chǎn)生的累積脈沖的值相匹配時(shí)，打印頭將立即感應(yīng)出一個(gè)脈沖。但是，由于在打印紙帶運(yùn)動(dòng)處的附近僅有一個(gè)位置編碼器24軸，且打印頭40、50、72、74從這一處順序安裝，所以打印紙帶16在這一行程中的長度必為連續(xù)恒定的，所有的打印頭只響應(yīng)它們各自的比較器發(fā)出的信號(hào)。印刷品的準(zhǔn)確度完全取決于打印頭的平行度和它們的安裝位置以及通過編碼器24軸處的打印紙帶16的恒定路徑長度。
為達(dá)到所必需的精度水平，印刷帶上恒定的拉力是非常重要的。根據(jù)圖3，馬達(dá)控制單元106根據(jù)由CPV78所接收的命令可控制轉(zhuǎn)矩和一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)的速度。如圖所示，馬達(dá)控制單元106包括幾個(gè)輸入端以產(chǎn)生控制信號(hào)，這些控制信號(hào)送到用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)打印頭驅(qū)動(dòng)輪的馬達(dá)上。
通過一個(gè)包括可由編碼器112發(fā)出馬達(dá)108所必需信號(hào)的反饋回路，第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)108驅(qū)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)輪22被控制在一個(gè)適宜的速度和轉(zhuǎn)矩。第一反饋回路110向第一放大器114提供一個(gè)“修正”電壓信號(hào)，并可由第一放大器114轉(zhuǎn)換為當(dāng)前信號(hào)，供給馬達(dá)108。
反饋回路可接收由控制單元106發(fā)出的控制信號(hào)，由編碼器112發(fā)出的位置表示信號(hào)及譯碼器112發(fā)出的速度信號(hào)。編碼器112是一個(gè)增量編碼器，它可根據(jù)馬達(dá)的每一轉(zhuǎn)動(dòng)增量發(fā)出一個(gè)脈沖，對(duì)脈沖計(jì)數(shù)可顯示出當(dāng)前位置并通過測定脈沖間隔時(shí)間來顯示出速度。
驅(qū)動(dòng)輪22克服制動(dòng)輪20的阻力，牽引打印紙帶以保持第一打印頭40處的打印紙帶的張緊度。隨著拉力增加，馬達(dá)速度減慢，反饋回路便發(fā)出修正信號(hào)電壓供給第一放大器114，并由該放大器將該電壓轉(zhuǎn)為當(dāng)前信號(hào)。由于馬達(dá)轉(zhuǎn)矩是所加電流的函數(shù)，該扭動(dòng)矩將會(huì)增加直到克服阻力，并且速度增加時(shí)為止。增加的速度將被記錄在反饋回路中并且相應(yīng)減小修正信號(hào)，從而降低提供給馬達(dá)108的電流。反饋回路110根據(jù)扭矩增加來補(bǔ)償所有影響速度穩(wěn)定和拉力恒定的阻力因素以穩(wěn)定速度。
第二和其之后的驅(qū)動(dòng)輪58、118、120各自由相應(yīng)的第二和其隨后的基本相同各自帶有數(shù)字譯碼器128、130、132的馬達(dá)122、124、126驅(qū)動(dòng)。第二和其后的反饋回路134、136、138，象相關(guān)的數(shù)字譯碼器128、130、132所表示的信號(hào)一樣，各自可接收由馬達(dá)控制回路106所接收的信號(hào)。但是由第一譯碼器112所得到的位置信號(hào)也可作為驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)施加于第二和其后的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的反饋回路134、136、138。
反饋回路的這一改進(jìn)可保證所有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)有“拔河”狀態(tài)下工作，第一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)108設(shè)置的速度和其后的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)提供的牽引力應(yīng)足以保持打印紙帶16內(nèi)部恒定的張緊力，且可克服所有因印刷帶傳送輪成打印頭與打印紙帶間相互作用產(chǎn)生的摩擦力。
另一實(shí)施包括可使用唯一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，通過齒輪和連接鏈條與所有的驅(qū)動(dòng)輪連接起來。在該方案中，僅用一個(gè)反饋回路就足夠了，對(duì)于該反饋回路，可比信號(hào)可以包括馬達(dá)的譯碼器和電機(jī)控制回路106或CPV78中獲得。
在本領(lǐng)域中有經(jīng)驗(yàn)的專家可在本發(fā)明的范圍內(nèi)提出修改方案。本發(fā)明所要保護(hù)的范圍僅為僅利要求所限的范圍。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備包括a.牽引裝置22，用于使打印紙帶以所要求的方向運(yùn)動(dòng)；b.打印紙帶張緊裝置19、20，與上述牽引裝置22相配合，以保持打印紙帶16在整個(gè)輸送過程中呈張緊狀態(tài)；c.與打印紙帶16相接觸的計(jì)數(shù)裝置24，當(dāng)通過牽引裝置使打印紙帶產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，用于產(chǎn)生相應(yīng)的代表打印紙帶16通過該設(shè)備的增量的信號(hào)，且還包括計(jì)數(shù)器裝置76，用于累積計(jì)數(shù)信號(hào)。d.第一可設(shè)置寄存器裝置80，包括比較器90以接收與存儲(chǔ)在其中的計(jì)數(shù)相對(duì)應(yīng)的所述計(jì)數(shù)器裝置76的信號(hào)，當(dāng)由計(jì)數(shù)器裝置信號(hào)表示的紙帶移動(dòng)的距離等于從所述計(jì)數(shù)裝置的位置開始的預(yù)定距離時(shí)，所述寄存器裝置80適于接收表示一個(gè)第一預(yù)定距離的計(jì)數(shù)以產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；e.在打印紙帶運(yùn)動(dòng)方向上從上述計(jì)數(shù)裝置處移至第一工作位置處的第一打印紙帶處理裝置40與上述比較器90相連并根據(jù)上述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來啟動(dòng)打印紙帶上的處理工作。
2.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于聯(lián)結(jié)上述可設(shè)置寄存器裝置80和上述比較器90的反饋裝置，通過一個(gè)預(yù)置數(shù)使該計(jì)數(shù)器80增量從而產(chǎn)生每次隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)，與預(yù)置數(shù)相等的若干計(jì)數(shù)信號(hào)則被上述計(jì)數(shù)裝置76接收。
3.一種改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備包括a.牽引裝置22，用于使打印紙帶以所要求的方向運(yùn)動(dòng)，上述牽引裝置包括最少一個(gè)可變形驅(qū)動(dòng)輪22，還包括偏壓裝置，迫使上述驅(qū)動(dòng)輪22緊靠在打印紙帶處理裝置40上；b.紙常張緊裝置32，與上述牽引裝置22相配合，用以保持打印紙帶在整個(gè)輸送過程中呈張緊狀態(tài)；c.與打印紙帶16相接觸的計(jì)數(shù)裝置24、26，當(dāng)通過上述輸送裝置22使打印紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，用于產(chǎn)生相應(yīng)的代表打印紙帶通過該設(shè)備的帶長增量信號(hào)，且還包括計(jì)數(shù)裝置76，用于累積計(jì)數(shù)信號(hào)；d.第一可設(shè)置設(shè)置寄存器裝置80，包括比較器90以接收與存儲(chǔ)在其中的計(jì)數(shù)相對(duì)應(yīng)的所述計(jì)數(shù)器裝置76的信號(hào)，當(dāng)由計(jì)數(shù)器裝置信號(hào)表示的紙帶移動(dòng)的距離等于從所述計(jì)數(shù)裝置的位置開始的預(yù)定距離時(shí)，所述寄存器裝置80適于接收表示一個(gè)第一預(yù)定距離的計(jì)數(shù)以產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；e.在打印紙帶運(yùn)動(dòng)方向上從上述計(jì)數(shù)裝置處移至第一工作位置處的第一打印紙帶處理裝置40與上述比較器9 0相連并根據(jù)上述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來啟動(dòng)打印紙帶上的處理工作。
4.如權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于包括拖拉裝置19、20，在打印紙帶輸送行程中先于上述計(jì)數(shù)裝置，對(duì)打印紙帶產(chǎn)生恒定的張緊力來最小程度減少打印紙帶運(yùn)動(dòng)行程，從而允許準(zhǔn)確及重復(fù)地測定打印材料所增加區(qū)域的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于上述計(jì)數(shù)裝置包括增量軸式編碼器24，用于確定每一打印紙帶運(yùn)動(dòng)增量，而累積存儲(chǔ)在上述計(jì)數(shù)器76中的數(shù)代表通過該計(jì)數(shù)裝置的打印紙帶長度。
6.如權(quán)利要求1所述的打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于包括第二可設(shè)置寄存器裝置82與第二比較器92，以接收由計(jì)數(shù)裝置76發(fā)出的信號(hào)，且用于接收代表預(yù)置距離和上述第一工作位置和第二工作位置間距離的讀數(shù)，當(dāng)打印紙帶輸送距離增加時(shí)發(fā)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，象存儲(chǔ)在上述計(jì)數(shù)裝置中的讀數(shù)所表示的一樣，等于根據(jù)上述計(jì)數(shù)裝置位置所預(yù)定的距離加上述第二工作位置和上述第一工作位置之間的距離，對(duì)于位于第二工作位置處的第二打印紙帶處理裝置50，上述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)將啟動(dòng)打印紙16上的處理動(dòng)作。
7.如權(quán)利要求6所述的改進(jìn)型打印紙輸送設(shè)備，其特征如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于聯(lián)結(jié)上述可設(shè)置寄存器裝置80和上述比較器90的反饋裝置，通過一個(gè)預(yù)置數(shù)使該計(jì)數(shù)器80增量從而產(chǎn)生每次隨后驅(qū)動(dòng)信號(hào)，與預(yù)置數(shù)相等的若干計(jì)數(shù)信號(hào)則被上述計(jì)數(shù)裝置76接收。
8.如權(quán)利要求7所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于聯(lián)結(jié)上述第二可設(shè)置寄存器裝置82和上述第二比較器92的反饋裝置通過一個(gè)預(yù)置數(shù)使第二計(jì)數(shù)器82增量，從而產(chǎn)生可重復(fù)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)來啟動(dòng)處理動(dòng)作，每次與預(yù)置數(shù)據(jù)相等的若干讀數(shù)信號(hào)則被上述計(jì)數(shù)裝置接收。
9.如權(quán)利要求8所述的打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于包括第三可設(shè)置寄存器裝置84和第三比較器94，用于接收上述讀數(shù)信號(hào)，并用于接收代表預(yù)定距離加上述第一工作位置和第三工作位置間距離的數(shù)據(jù)，從而當(dāng)打印紙帶輸送距離增加時(shí)產(chǎn)生第三動(dòng)作信號(hào)，象在上述計(jì)數(shù)裝置76中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)所表示的一樣，等于根據(jù)上述計(jì)數(shù)裝置的位置預(yù)定的距離加上上述第三工作位置和上述第一工作位置間距離，對(duì)于位于第三工作位置處的第三打印紙帶處理裝置，上述第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)將啟動(dòng)位于第三工作位置處的打印紙帶處理動(dòng)作。
10.如權(quán)利要求9所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于聯(lián)結(jié)于上述第三寄存器裝置84和上述第三比較器94之間的第三反饋裝置，通過一個(gè)預(yù)置數(shù)使第三計(jì)數(shù)器84增量，從而產(chǎn)生隨后的第三驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每次與預(yù)置數(shù)據(jù)相等的若干讀數(shù)信號(hào)則被上述計(jì)數(shù)裝置接收以啟動(dòng)處理動(dòng)作，每次與預(yù)置數(shù)目相等的、定數(shù)量的讀數(shù)信號(hào)則以上述計(jì)數(shù)方式被上述計(jì)數(shù)裝置接收。
11.如權(quán)利要求9所述打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于包括第四可設(shè)置寄存器裝置86和第四比較器96，以接收由上述計(jì)數(shù)裝置76發(fā)出的信號(hào)，并用于接收代表預(yù)置距離加第一工作位置和第四工作位置距離的數(shù)據(jù)，并當(dāng)打印紙帶運(yùn)動(dòng)距離增加時(shí)產(chǎn)生第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)，與在上述記數(shù)裝置76中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)所表示的一樣，等于根據(jù)上述記數(shù)裝置位置間的預(yù)定的距離加上從第四工作位置至第一工作位置間的距離，對(duì)于位于第四工作位置處的第四打印紙帶處理裝置74，上述第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)將啟動(dòng)第四工作位置處的處理動(dòng)作。
12.如權(quán)利要求11所述的改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于包括連結(jié)在第四可設(shè)置寄存器裝置86和上述第四比較器96間的第四反饋裝置，通過一個(gè)預(yù)置數(shù)使第四計(jì)數(shù)器增量，從而產(chǎn)生其后的第四驅(qū)動(dòng)信號(hào)以啟動(dòng)裝置處理動(dòng)作，每次預(yù)置數(shù)目的計(jì)數(shù)信號(hào)可由所述計(jì)數(shù)裝置24、26、28的所述計(jì)數(shù)器76接收。
13.一種改進(jìn)型的打印紙帶輸送設(shè)備，包括a.牽引裝置22，用于使打印紙帶16以所要求的方向運(yùn)動(dòng)，上述牽引裝置包括至少一個(gè)可變形的驅(qū)動(dòng)輪及用迫使上述變形裝置張緊靠在打印紙帶處理裝置上的高偏壓裝置，用以保證打印紙帶可被上述驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)和該輪所施加在打印紙帶上的最初驅(qū)動(dòng)力；b.張緊裝置32，與上述牽引裝置22相配合以保持打印紙帶在整個(gè)輸送過程中呈張緊狀態(tài)；c.與打印紙帶16相接觸的計(jì)數(shù)裝置24、26，當(dāng)通過上述輸送裝置22使打印紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，用于產(chǎn)生相應(yīng)的，代表打印紙帶通過該設(shè)備的增量信號(hào)，且包括計(jì)數(shù)器26用于累積計(jì)數(shù)信號(hào)。d.第一可設(shè)置設(shè)置寄存器裝置80，包括比較器90以接收與存儲(chǔ)在其中的計(jì)數(shù)相對(duì)應(yīng)的所述計(jì)數(shù)器裝置76的信號(hào)，當(dāng)由計(jì)數(shù)器裝置信號(hào)表示的紙帶移動(dòng)的距離等于從所述計(jì)數(shù)裝置的位置開始的預(yù)定距離時(shí)，所述寄存器裝置80適于接收表示一個(gè)第一預(yù)定距離的計(jì)數(shù)以產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；e.在打印紙帶運(yùn)動(dòng)方向上從上述計(jì)數(shù)裝置處移至第一工作位置處的第一打印紙帶處理裝置40，與上述比較器90相連并根據(jù)上述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來啟動(dòng)打印紙帶上的處理工作。
14.如權(quán)利要求13所述的打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于上述帶張緊裝置19，20包括至少一個(gè)制動(dòng)輪，它通過高偏壓輪安裝到打印紙帶上，與上述可變形輪協(xié)調(diào)提供足夠的打印紙帶張緊力以保證打印紙帶處理裝置附近的恒定帶速。
15.如權(quán)利要求6所述紙帶輸送設(shè)備，其特征在于每一上述打印紙帶處理裝置40各有一個(gè)相關(guān)的變形驅(qū)動(dòng)輪以在相應(yīng)工作位置處提供主要驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，通過維持足夠的拉力來保證每一工作位置鄰近處的恒定帶速。
16.如權(quán)利要求1所述的打印紙帶輸送設(shè)備，其特征在于，上述牽引裝置22包括第一驅(qū)動(dòng)輪，它由帶有可檢測自身位置的編碼器112的第一馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)；第一反饋裝置110，112，114，與上述第一編碼器112和第一馬達(dá)108配合通過第一反饋回路來調(diào)節(jié)上述第一馬達(dá)108的扭矩，該反饋回路包括可作為控制信號(hào)的上述第一編碼器112的輸出。
17.一種改進(jìn)型打印紙帶輸送設(shè)備包括a.在設(shè)定的方向上帶動(dòng)打印紙帶16的牽引裝置22包括第一驅(qū)動(dòng)輪，它由帶有可檢測自身位置的編碼器112的第一馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)。上述設(shè)備還包括第一反饋裝置110，112，114，與上述第一編碼器112和第一馬達(dá)108配合通過第一反饋回路來調(diào)節(jié)上述第一馬達(dá)108的扭矩。該反饋回路包括可作為控制信號(hào)的上述第一編碼器112的輸出。b.張緊裝置32，與上述牽引裝置相配合，用以保護(hù)打印紙帶在整個(gè)輸送過程中呈張緊狀態(tài)。c.與打印紙帶16相接觸的計(jì)數(shù)裝置24，26，當(dāng)通過上述輸送裝置22使打印紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，用于產(chǎn)生相應(yīng)的、代表打印紙帶通過該設(shè)備的增量信號(hào)，且還包括計(jì)數(shù)裝置76，用于積累計(jì)數(shù)信號(hào)；d.第一可設(shè)置記錄裝置80包括比較器90，用于接收存儲(chǔ)在上述計(jì)數(shù)裝置76中相應(yīng)的信號(hào)。上述可設(shè)置記錄裝置80還用于接收代表第一預(yù)置裝置距離讀數(shù)，在打印紙帶輸送距離增加時(shí)產(chǎn)生第一動(dòng)作信號(hào)，象計(jì)數(shù)裝置的信號(hào)所表示的一樣，與根據(jù)上述計(jì)數(shù)裝置所預(yù)置的距離相等。e.從打印紙帶運(yùn)動(dòng)方向上的上述計(jì)數(shù)裝置26處移至第一工作位置處的第一打印紙帶處理裝置40與上述比較器90相連并根據(jù)上述第一動(dòng)作信號(hào)來啟動(dòng)打印紙帶上的處理工作；并且f.輔助打印紙帶處理裝置40位于輔助工作位置處。上述牽引裝置22包括在每個(gè)輔助工作位置處由一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的輔助輪，每一輔助工作位置馬達(dá)包括編碼器和反饋裝置，每一輔助工作位置馬達(dá)可接收作為輸入信號(hào)的第一反饋裝置信號(hào)，因此，每一輔助工作位置處的驅(qū)動(dòng)力可被第一工作位置處的驅(qū)動(dòng)力控制，并在所有的有效工作位置處得以保持。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速打印介質(zhì)控制裝置，它包括移送打印紙帶(16)的牽引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(22)，在每一打印位置對(duì)打印紙帶進(jìn)行處理和驅(qū)動(dòng)。在打印紙帶的移送過程中保持相對(duì)較緊的張緊狀態(tài)。計(jì)數(shù)裝置(76)隨著打印紙帶的不斷移送而產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。累積的計(jì)數(shù)信號(hào)與一系列寄存器中存貯的數(shù)字與寄存器中的計(jì)數(shù)相同時(shí)，一驅(qū)動(dòng)信號(hào)使打印機(jī)在相應(yīng)的打印位置產(chǎn)生執(zhí)行動(dòng)作。在預(yù)定的間距后，產(chǎn)生并施加另外的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
文檔編號(hào)B41J2/525GK1125419SQ94192469
公開日1996年6月26日 申請(qǐng)日期1994年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月15日
發(fā)明者查爾斯V·托爾, 馬克A·希茨, 羅伯特P·約翰遜, 史蒂文C·薩博 申請(qǐng)人:戴特梅特克斯公司