带驱动器和打印设备的制作方法

专利名称：带驱动器和打印设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及带驱动器和打印设备及其操作方法，尤其涉及能用在转印打印机的带驱动器和打印设备及其操作方法，其中所述转印打印机使用载体承载的墨水。
在转印打印机中，打印机中的带通常指打印机色带，其一面上携带墨水，这样打印头能接触色带的另一面，以使墨水从色带上转印到目标物质，比如纸张或者柔软薄膜。这种打印机用在很多应用场合中。工业打印应用包括热转印标签印字机和热转印编码器，其直接打印到诸如用柔软薄膜或者卡片制作的包装材料等物质上。
墨带通常以绕卷在芯上的卷状物的形式提供给最终用户。最终用户将芯推到带卷轴上，拉动卷状物的自由端以释放一定长度的色带，然后使所述的带的末端与另外的带卷轴搭合。卷轴一般安装在带盒上，其中所述带盒能容易地安装在打印机器上。打印机器包括传送装置，其用于驱动两个卷轴，以便从一个卷轴上展开色带并将其卷到另一个卷轴上。打印设备沿经过打印头的预定路径在两个卷轴之间传送色带。
上述类型的已知打印机用很多不同的方法解决怎样驱动色带卷轴的问题。有些方法使用步进电机，其他一些方法用直流电动机直接或间接地驱动卷轴。已知装置一般只驱动卷取色带的卷轴(卷带卷轴)，并依靠色带从其上拉下的卷轴(供带卷轴)上的某种形式的“滑动离合器”装置提供阻力，以便确保在打印和色带绕卷过程中色带保持张紧，且在色带将要静止时防止色带过渡绕卷。可以意识到，维持足够的张紧力对于打印机的正常运转是很重要的必要条件。
在色带的卷状物逐渐被打印机使用时，供带卷轴的初始外径减少，而卷带卷轴的初始外径增加。在提供基本恒定的阻力扭矩的滑动离合器装置中，色带张力与卷轴直径成正比地变化。假定希望使用大的供带卷轴以便将补充色带卷状物的次数降低到最小，这样就会产生严重的问题，尤其是在快速色带传送很重要的高速机器中。
动态变化的色带张紧力对滑动离合器传递的扭矩提出精密的公差要求。这样的公差很难保持，因为随着时间过去滑动离合器中的磨损会改变离合器所施加的阻力。如果抓持力太大，那么在整个从新供带卷状物到空供带卷状物的卷轴直径范围中，色带传送系统可能会没有足够的动力驱动色带。抓持力太小和色带中的松弛可能会导致供带卷轴的过度绕卷。假设有这些约束，典型的打印机设计通过限定色带传送系统的加速度、减速度和最大速度容量的方法获得折中的性能。结果，打印机的整体性能被折中。
美国专利4,000,804、美国专利4,294,552、美国专利4,479,081、美国专利4,788,558和英国专利2310405中说明了传统打印设备的代表性实例。
美国专利4,000,804的系统描述了从供带卷轴传送色带到卷带卷轴的装置，其包括成对的各自连接到对应卷轴轴的电动机。所述电动机是直流(DC)电动机。连接到卷带卷轴的电动机由恒流发电机供电，以便以大体恒定的扭矩绕卷色带。连接到供带卷轴的电动机由恒压发电机供电，以便在色带传送过程中保持色带张紧。当色带完全绕卷在卷带卷轴上时，转换设备交换两个卷轴的功能。使用所述装置，没有考虑供带卷轴和卷带卷轴在色带传送过程中的直径变化，这样在从供带卷轴完全传送色带到卷带卷轴的过程中色带张力发生变化。
美国专利4,294,552公开了双向色带驱动器，其中两个卷轴分别由各自的步进电机驱动。卷带卷轴由其步进电机驱动，但是供带卷轴电动机则由低电平“拖曳(drag)”电流供电以保持色带张紧。并没有主动地地控制电动机以补偿卷轴直径的变化。
美国专利4,479,081描述了使用两个步进电机的装置，一个步进电机驱动卷带卷轴，另一个步进电机连接到供带卷轴。反馈信号指示出供带卷轴的角速度，函数表提供了应用到卷带卷轴的步进脉冲速率的信息。色带由驱动卷带卷轴的步进电机驱动，另一个电动机作为反馈变换器适当控制驱动卷带卷轴的电动机，以便在考虑卷轴直径变化的同时还能保持恒定的色带速度。因此虽然所述装置避免了对诸如绞盘驱动器等的需求，其中绞盘驱动器插在两个卷轴之间以便获得可靠的色带传送速度，但是只驱动电动机中的一个电动机传送扭矩以辅助色带传送。此专利中没有提出装置可以在推挽式的模式下操作，也就是驱动卷带卷轴的电动机拉色带，而驱动供带卷轴的电动机沿辅助带传送的方向推相关的卷轴。
美国专利4,788,558描述了设有两个直流电动机的色带驱动机械装置，其中一个直流电动机驱动卷带卷轴，另一个驱动供带卷轴。由步进电机驱动的另外的驱动辊子传送色带。供带卷轴直流电动机用作制动装置而并不辅助带传送。因此这是个传统的装置，其中要用绞盘辊子来控制色带的传送速度。使用这样的装置，与描述的考虑到色带卷轴尺寸而使用反馈信息以便维持期望的色带张力的装置相比，该装置相对简单，但是整个系统是复杂的。
专利GB2310405描述了由步进电机驱动卷带卷轴的双向打印机色带驱动机械装置。通过使用惰辊来精确控制色带传送，其中惰辊旋转时与色带接触从而可直接测量色带传送速度。使用这样的惰辊和相关的部件增加了整个系统的复杂性和成本。
已知装置中没有一个能处理好高速工业转印打印系统的需求。这样的系统一般在两个模式中的一个模式下操作，也就是或者连续打印或者间歇打印。在这两种操作模式中，所述装置实施一系列有规律重复的打印周期，每个周期包括打印阶段，在此阶段墨水转移到物质上；另外的非打印阶段，在此阶段设备为下一个周期的打印阶段做准备。
在连续打印中，打印阶段期间固定的打印头与打印机色带接触，其中所述色带的另一面与图象打印在其上的物质相接触。(术语“固定”用在连续打印领域中是指虽然打印头会移动到与色带接触和移开不与色带接触，但是相对色带路径、在色带沿所述色带路径前进的方向上来说该打印头是不动的)。物质和打印机色带都经过打印头传送，一般其速度相同，但也不是必然这样。一般只能打印长度相对较小的经过打印机头传送的物质，因此为避免色带总的消耗量，需要在打印操作之间倒转色带行进的方向。因此在典型的物质以恒定速行进的打印过程中，打印头只有当其在与被打印物质相邻的区域中时才伸出并与色带接触。在打印头即将伸出之前，色带必须加速到例如物质行进的速度。在打印阶段，色带速度必须保持在物质的恒定速度度上，打印阶段结束后，色带必须减速，然后沿相反方向驱动色带，使色带用过的区域处于打印头的上游侧。随着被打印物质下个区域的到来，色带必须加速回到正常的打印速度，并且色带必须定位，以便在打印头前进到打印位置时，靠近色带先前使用过的区域的色带未用部分位于打印头和物质之间。因此需要色带在两个方向上能快速加速和减速，并且色带驱动系统必须能精确定位色带，以便避免在色带的先前使用过的部分处于打印头和物质之间时实施了打印操作。
在间歇打印中，物质以步进的方式经过打印头前行，这样在每个周期的打印阶段中，物质和通常的色带是固定的，但色带并不必须是这样。通过相对物质和色带移置打印头来获得物质、色带与打印头之间的相对运动。在连续周期的打印阶段之间，使物质前行以便将被打印的下个区域呈现在打印头下，并且使色带也前进以便色带的未用部分位于打印头和物质之间。在打印头前进到执行打印操作时，再次需要快速和精确的传送色带，以确保未使用的色带一直处在物质和打印头之间。
在高速转印打印机的色带加速、减速、速度和位置的精确度的要求方面，已知的驱动机械装置难在获得可接受的性能同时保证高的可靠性。在不是高速打印机的应用中也存在相同的限制。因此，本发明的目的是提供一种带驱动器，其能以满足高速生产线要求的模式传送打印机色带，当然本发明的带驱动器可以用在其他近似的高性能要求的应用中。
根据本发明，提供了一种带驱动器，其包括两个电动机，其中至少一个是步进电机；两个可以在其上安装带卷轴的带卷轴支架，每个卷轴支架能被各自的电动机驱动；控制器，其用来控制电动机的加电，以便可以在安装在卷轴支架上的卷轴之间沿至少一个方向传送带，其中控制器可操作给两个电动机加电以沿带传送的方向驱动带的卷轴，且用来监测带中的张紧力，其中所述带在安装在卷轴上的卷轴支架之间传送，所述控制器还用来控制电动机在预定范围之间保持被监测的张紧力，并且提供装置以监测电动机中至少一个电动机的电源，并依据被监测的功率计算带张紧力的值。
根据本发明的带驱动器依赖于在带传输送过程中驱动两个带卷轴进而驱动带的电动机。因此两电动机以推挽式模式运行。这样可以获得非常高的加速度和减速度。被传送的带中的张紧力由驱动电动机的控制来确定，从而不依赖于任何处在卷带卷轴和供带卷轴之间必须与带接触的部件。因此可获得非常简单的整体机械组件。假设电动机在带传送中都起作用，则可使用相对较小、因而不贵又紧凑的电动机。
每个卷轴的实际旋转方向依赖于带绕在每个卷轴上的方向。如果卷轴沿相同方向绕卷，则卷轴沿相同的旋转方向旋转从而传送带。如果卷轴彼此沿相反的方向绕卷，则卷轴将沿相反的旋转方向旋转从而传送带。在任何构造中，卷轴均是沿带传送的方向旋转。
例如，在使用两个步进电机的情况，电源会为步进电机驱动装置提供电力，该装置随后为步进电机的绕组供应电流，通过监测供给电动机和/或电动机驱动装置的电压和/或电流的装置来监测功率。可以意识到，传送到电动机绕组的电流和电压依赖加在电动机上的负载而变化，与电动机驱动装置的种类和特性无关。由于这个原因，优选提供能为步进电机驱动装置提供充分稳定的电压的稳压电源，且监测从电源供给步进电动机驱动装置的电流的大小。
优选地，每个步进电机由各自的电动机驱动电路加电，各自的低阻值电阻串连且与各自的电动机驱动电路相连接，监测串连电阻两端的电压信号以便监测供给电动机的电流。电压信号可以转换成数字信号再供给微控制器，微控制器控制电动机控制脉冲串的产生，其中电动机控制脉冲串施加在电动机驱动电路中。在整个预定时间段内可以监测电流，但优选只在带传送速度充分稳定的阶段监测电流。预定时间段与带传送的预定长度相对应。
可以为所述或者每个步进电机记录校准数据，校准数据表示无带负载的条件下在一系列步进率的每个步进率下供给步进电机的功率消耗，参照测量的电动机步进率可以计算带张紧力，校准数据与步进率和由电动机消耗的功率有关。
可以直接监测带卷轴的外径，并根据监测的直径考虑带张紧力。可以监测多个直径的每一个外径，其中多个直径彼此倾斜，以便检测卷轴的离心率，从而能精确的测量卷轴周长。
可以通过测量供给两个电动机的功率、卷轴半径、两个电动机与电动机步进率有关的校准因数计算出张紧力t。还可以使用校准比例因数来将计算出的张紧力转化到更易解释的值。为了将所述的t值保持在预定限制之间，最好控制器实施控制算法来计算加到展开在卷轴之间的带的带长度或者从展开在卷轴之间的带中减去的带长度，并且所述控制器实施控制算法以控制步进电机加或者减计算出的带长度到展开在卷轴之间的带。可选方案是，获取提供给两个步电机的电流之间的差值，依据差值可以控制电动机的步进。可以意识到，差值可以是简单地从一个电流中减去另一个电流的结果，或者可以是与两个被测电流的比值有关。在差值落入定义在上下限之间的系列公差带的每个公差带之间的时间段内，电动机速度可以保持不变，且可以依据卷轴外径的比值调节公差带。为了将差值保持在上下限之间，控制装置实施控制算法计算加入到展开在卷轴之间的带的带长或者从展开在卷轴之间的带减去的带长，且控制装置实施控制算法控制步进电机将计算的带长加或者减到展开在卷轴之间的带。
可以输入与带宽度相对应的值，并调整预定界限以考虑带宽度。例如，控制算法可以包含增益常数，可以调整增益常数来考虑带宽度。控制算法可以周期操作，这样在一个周期计算加或减的带长，而在下一个周期控制电动机调整卷轴间带的量。采用这种方法是因为，可以意识到虽然卷轴间的带长度达到与张紧力无关的第一近似值，但是带的拉伸意味着如果有带加到展开在卷轴之间的带长上，这将会减少拉伸直到张紧力变为零。进一步可以意识到，对于给定的张紧力，窄的带比宽的带拉伸得多，因此窄带的由卷轴间带的加或者减引起的张紧力的变化比宽带的少。
如果张紧力落到最小可接受限度以下指示例如带破损，则张紧力的监测可能产生指示错误输出。
用光学传感系统可以用来监测卷轴直径，其中光学传感系统包括至少一个光发射器和至少一个光监测器，这样可以在所述两者之间建立光路；传送机械装置，其用来支撑光学传感系统的至少一个部分，且所述装置是可驱动的，以便使光路扫描经过被测卷轴所在的空间；控制器，其用来控制传送机械装置和监测传送机械装置的位置，其中传送机械装置中监测器的输出量变化指示出在两种条件之间的转换，两种条件中一种是光路被卷轴遮挡，另一种是光路没有被该卷轴遮挡，所述控制器还依据监测的传送机械装置的位置计算卷轴直径，其中传送机械装置中监测器的输出变化。
发射器和检测器中的一个可以安装在传送机械装置上，另一个固定在与带卷轴相关的位置，或者可选择地，发射器和检测器都安装在传送机械装置上，发射器和检测器之间的光路可由放在远离传送机械装置的卷轴旁边的镜子建立，其中镜子将光从发射器反射到检测器。卷轴在第一位置时可以测量卷轴直径，然后可以旋转卷轴以致一个卷轴旋转例如30°，可以再次测量直径等等。这样可以精确测定卷轴离心率和外周长。
本发明对传送机械装置是传递色带打印机的打印机头传送机械装置的情况有特殊的适用性。在这样的机器中，可在直径测量装置的输出量的基础上计算卷轴的比率。比率计算装置可以包括装置，其使第一步进电机驱动供卷带卷轴且使第二步进电动机不驱动驱动供带卷轴，以便第二步进电动机作为发电机；装置，其用来由第二步进电机产生脉冲，其中脉冲率与电动机速度成正比；装置，其用来检测产生的脉冲信号以得出第二步进电机旋转量；装置，其用来检测第一步进电机的步进以得出第一步进电机的旋转量；装置，其用来比较电动机旋转量以计算卷轴外径比率。
多个带驱动器的操作周期后，其中带在卷轴之间传送，根据初始监测的卷轴直径比率、卷轴直径之间当前的比率、及至少一个初始测量的卷轴直径可以计算出至少一个卷轴的最新的直径。
驱动机械装置可以是双向的，这样色带可以从第一卷轴传送到第二卷轴，还可以从第二卷轴传到第一卷轴。
在打印头安装在沿导轨可移置的打印头托架上的情况下，可以提供可互换和成形的第一和第二托架，这样在导轨上打印头放在一个位置合适的托架上以便打印到沿物质传送路径在一个方向行进的物质上，而在导轨上打印头放在另一位置合适的托架上以便能打印到沿物质路径在另一个方向行进的物质上。
带驱动器可以装入打印设备，其中所述打印设备包括机架；安装在打印头支撑组件上的打印头，其中打印头支撑组件沿与打印色带路径平行的方向相对于托架是可移置的，带驱动器沿所述打印色带路径驱动色带；第一驱动机械装置，其相对于机架移置打印头支架；辊子，其用来支撑在色带路径旁边的被打印的物质，其中色带路径远离打印头；第二驱动机械装置，其用来相对于打印头支撑组件移置打印头到打印位置，在所述打印位置部分打印头压靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上；控制器，其用来调整第一驱动机械装置以相对辊子旋转轴调整打印头的角度位置。
优选地，打印头安装在打印头支撑组件上，其中所述打印头支撑组件沿与打印色带路径平行的方向相对机架可移置，带驱动器沿所述打印色带路径驱动色带，第一驱动机械装置用来相对机架移置的打印头支架，安装在打印头支撑组件上并沿所述的平行方向可移置的打印头剥离辊子，第二驱动机械装置用来相对打印头支撑组件和剥离辊子在邻近打印色带路径的待打印位置和打印位置之间移置打印头，在所述打印位置上打印头与路径上的打印色带接触，其中设置了凸轮机械装置，作为打印头支撑组件移置到预定位置的结果使凸轮机械装置啮合，当凸轮机械装置啮合时，打印头从待打印位置回退到与剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
凸轮机械装置可以包括安装在机架里的盘，从而形成狭槽；销子，由安装在打印头支撑组件上的枢轴部件上伸出，打印头支撑组件移置到预定位置使得销子插入狭槽，从而使枢轴部件从其支撑打印头的第一位置旋转到打印头释放的第二位置进而移到与剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
可以在安装在打印头支撑组件上的可移置部件上安装枢轴部件，当枢轴部件在第一位置上时将可移置部件从回退位置转移到伸展位置的移置使打印头从待打印的位置移到打印位置。
打印设备可进一步包括将打印头应用到支撑在驱动机械装置里的色带的装置，打印头包括打印元件阵列，可选择地对每个元件加电以从与那个元件接触的部分色带上的释放墨水；控制器，其用来控制打印元件的加电和色带的前进以便实施一系列的打印周期，其中每个周期包括打印阶段和非打印阶段，在打印阶段，打印头和色带间的相对运动使得打印头经过色带预定长度，而在非打印阶段，色带相对打印头前进预定的距离，其中在连续打印周期中，控制器可选择地对打印元件的不同群组加电，元件群组分布在打印头上，这样不同群组接触色带不同的部分，控制器使色带前进，这样所述色带前进的预定距离少于所述的色带预定长度，加电打印元件群组，这样在任何两个给打印元件的相同群组加电的打印阶段之间的间隔内，色带前进至少所述的色带预定长度。可使用两个打印元件群组，这样色带前进的距离就可以只有色带预定长度的一半。
假定上述连续和间歇打印的基本差异，工业实践中提供的打印设备或者具有连续打印应用的能力或者具有间歇打印应用的功能，但是不能提供执行两个功能的多功能打印机。两种应用所需的两种打印设备间的差异是在其中之一(连续打印)，打印头是固定的(按照上述方式使用此术语)，而在另一个中(间歇)，打印头必须是可移置的。结果，当特殊的生产线从例如间歇打印应用转换到连续打印应用时，必须替换所有的打印设备。对于这种设备的用户，这是相当可观的成本费用。
本发明的目的是避免或者减轻以上的问题。
根据本发明的第二方面内容，使用转印打印机，将墨水从打印机色带转移到沿邻近打印机的预定路径传送的物质上，所述转印打印机包括在第一和第二色带卷轴之间传送色带的打印机色带驱动机械装置；与色带的一面接触且压色带的反面与预定路径上的物质接触的打印头；打印头驱动机械装置，其一般沿与预定物质传送路径平行的导轨传送打印头，且移置打印头使其与色带接触或者远离色带；控制打印机色带和打印头驱动机械装置的控制器，所述控制器可选择编程，从而在打印期间打印头被移置与色带接触和与色带分开，并且打印头相对预定物质传送路径是固定的，而色带被传送且物质相对打印头或色带将被打印，并且将被打印的物质相对于预定物质传送路径是固定，且打印头相对于色带被传送。
因此本发明的第二方面内容提供具有足够多功能、能用于连续和间歇应用中的打印设备。
如上述定义的本发明第二方面内容中的转印打印机可与上述的本发明的第一方面内容中任何或者所有的特性相结合使用。
如上所述，在用来传送诸如两卷轴之间的打印机色带等带的带驱动器中，在带从一个卷轴传递到另一个卷轴过程中，卷轴的直径是变化的。这显著地影响了两个卷轴的相对速度，而如要保持带张紧力就必须保持两卷轴的相对速度。为解决这个影响做了很多尝试，显著的方法是专利US4,479,081采用的方法。然而已知的方法中没有方法能传送可靠精确的卷轴直径尺寸从而在两个电动机以推挽式模式操作的装置中实现对驱动电动机速度的精确合适的控制。而一些已知的系统能处理初始状态总是相同的带驱动器(例如，已知外径的新的供带卷轴连接到空的卷带卷轴)，在很多应用中，经常会有这样的情况操作者将带安装到机器上，其中带部分被用，这样初始时已知外径的供带卷轴部分转移到卷带卷轴上。
本发明的还一个目的是避免或者减少上述的问题。
根据本发明的第三方面内容，提供测量两带卷轴直径的设备，其中带安装在可驱动以便在卷轴间传送带的带驱动机械装置上，所述测量带卷轴直径的设备包括包括至少有一个光发射器和至少有一个光检测器的光学传感系统，其中发射器和检测器之间形成光路；传送机械装置，其支撑至少部分的光学传感系统且可驱动以便使光路扫描过被测卷轴所在的空间；可操作控制传送机械装置的控制器，其检测传送机械装置的位置，在所述传送机械装置中检测器输出量的变化指示了两种条件间的转换，一种条件是卷轴挡住了光路，另一种条件是那个卷轴没有挡住光路，所述控制器还依据检测到的传送机械装置的位置计算卷轴的直径，其中在传送机械装置中检测器的输出量是变化的。
本发明第三方面内容可以精确确定卷轴尺寸。在诸如具有可移置打印头的转印打印机等设备中，可移置部件可以可靠地安装在可移置打印头上，从而除以上设备正常功能所需的部件之外不再需要额外的机电部件。
如上述定义的本发明三方面内容中的设备可与上述的本发明的第一和第二方面内容中任何特性相结合使用。
用在例如转印打印机中的打印头，如果想产生质量好的打印，尤其在高打印速度中，必须相对压纸卷筒精确定位，其中压纸卷筒支撑被打印的物质。仅仅一点角度的偏移就能在径向上对打印质量产生影响。传统处理这个问题的方法是在标定正确的位置上将打印头定位在合适的支撑组件上，然后实施测试打印看打印质量如何，然后机械地调整打印头的位置以便优化打印质量。这里涉及安装工人，其用例如定位架作很小的机械调整。这个过程费时很长。
本发明的再一个目的是避免或者减少上述的问题。
根据本发明第四方面内容，提供打印设备，其包括机架；打印头，其安装在打印头支撑组件上，该打印头支撑组件沿与打印色带路径平行的方向相对机架可移置；第一驱动机械装置，其用来相对机架移置打印头支架；辊子，其用来支撑在色带路径旁边的被打印物质，其中所述色带路径远离打印头；第二驱动机械装置，其用来相对打印头支撑组件移置打印头到打印位置，在该打印位置部分打印头压靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上；和控制器，其用于调节第一驱动机械装置，以调节打印头相对辊子旋转轴的角位置。
优选地，压靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上的部分打印头是包含可选择加电的打印元件的部分打印头。元件可以沿部分打印头线性排列，例如元件的线性阵列可以沿边缘排列，或者近似平行于打印头边缘排列。
操作中，安装工人可以初始定位打印头，这样假定了期望会产生好的打印质量的标定位置。实施测试打印来评估打印质量，然后相对机架移置打印头，再实施新的打印测试，过程被重复直到打印质量最优化。因此对安装工人来说不用在打印头的支架上对打印头位置做小的机械调整。
根据本发明第四方面内容的打印设备可以和上述的第一、第二和第三方面内容中的任何特性结合使用。
在很多带驱动机械装置中，尤其在色带打印机器中，加载新的打印色带是个困难的过程，这是因为必须沿非线性路径正确定位打印色带。经常地，替换打印色带安装在带盒中，其中带盒设计得沿预定方位很容易安装在相关的打印设备上。在这样的设备中，一般需要将展开在带盒支架上的色带安置在打印头盒剥离辊子之间。实现这个有困难，除非打印头和剥离辊子能移开从而为插入色带提供足够宽的轨迹。
众所周知，打印头或者剥离辊子可以通过杠杆机械装置进行移置，其中当带盒安装到打印设备上时所述杠杆机械装置启动。例如，如果带盒被机械插销定在某个位置上，释放销子将使打印头和剥离辊子移开，而销子啮合将把两者移到一起到待打印位置。
这种装置在性能上满足需要，但缺点是杠杆机械装置占用了有价值的空间，因而减少了放带大直径卷轴的可用空间。
本发明的另外目的是避免或者减少上述的问题。
根据本发明的第五方面的内容，提供了一种打印设备，其包括机架；打印头，其安装在沿与打印色带路径平行的方向相对机架能移置的打印头支撑组件上；第一驱动机械装置，其用来相对机架移置打印头支架；剥离辊子，其安装在打印头支撑组件上且随打印头在所述平行方向上可移置；第二驱动装置，其用来相对打印头支撑组件和剥离辊子在邻近打印色带路径的待打印位置和打印位置之间移置打印头，在所述打印位置打印头与路径上的打印色带接触，其中使用凸轮机械装置，移置打印头支撑组件到预定位置的结果是凸轮机械装置啮合，当凸轮机械装置啮合时，致使打印头从待打印位置回退到剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
根据本发明第五方面内容中的装置，当带有打印色带的带盒被替换时，产生电信号致使打印支撑组件传送到预定位置(“停靠”位置)。这使打印头自动回退离开剥离辊子，使带容易的插入打印头和剥离辊子之间。
根据本发明的第五方面内容的打印设备，可与上述的本发明的第一、第二、第三和第四方面内容的任何特性结合使用。
打印机器遇到的另一个问题是在连续打印周期的打印阶段的间隔内获得足够的带传送速度。在有些情况下，在一个打印周期中，传送打印色带经过打印头经过的色带长的距离所花费的时间是整个机器速度的限制因数。减少色带在任意两个连续打印周期间行进的距离将是有利的。
根据本发明的第六方面内容，提供一种打印设备，其包括打印头；打印色带驱动机械装置，其用来使打印色带在打印头和被打印物质行进路径之间行进；用来将打印头应用到支撑在驱动机械装置中的色带上的装置，，打印头包括打印元件阵列，每个元件可选择加电将墨水从与其接触的部分色带上释放；控制器，其用来控制打印元件的加电和色带的前进以便实施一系列的打印周期，其中每个打印周期包括打印阶段和非打印阶段，打印阶段期间打印头和色带间的相对运动导致打印头倒转色带的预定长度，非打印阶段期间色带相对打印头前进预定的距离，而所述的控制器在连续的打印周期中可有选择的对打印元件的不同群组加电，元件群组分布在打印头上，这样不同的群组接触色带不同的部分，所述控制器使色带前进，这样所述的色带前进的预定距离小于所述的色带的预定长度，对打印元件的群组加电，这样色带在任何两个打印阶段的间隔之间前进至少所述的色带的预定距离，其中在所述打印阶段对打印元件的同一群组加电。
如果打印元件分为两个群组，例如交替的象素分布遍及线性打印头，用一个群组在一个打印周期打印图象，色带在第一周期期间可以前进经过打印机经过的色带的一半长度，用另一个群组在第二周期期间打印第二图象，色带可以再次前进了打印头的半个倒转距离，然后可以对第一群组在第三打印周期加电等等。因此在连续打印周期之间最大带行进距离是传统的打印系统中的一半。
根据本发明的第六方面内容的打印设备可以与上述的本发明的第一、第二、第三、第四和第五方面内容结合使用。
当然可以意识到，如果打印元件可分为三个群组，连续周期间的带行进距离可以限制在三分之一色带长，所述色带长是打印头在一个周期内倒转经过的色带长。
下面将通过实例参照附图对本发明的实施例进行描述，其中

图1是根据本发明的打印机色带驱动系统的示意图；图1a是图1中驱动系统的修改示图；图2是图1所示色带驱动系统的打印机驱动组件的透视图；图3是能安装到图2所示组件上的打印机色带带盒的示意透视图；图4到9是图2中驱动器组件的进一步的示图；图10是安装到图2中驱动器组件的打印头支撑托架的透视图；图11是图10所示的打印头支撑托架的可选例子的剖面图，其可用来倒转图2中驱动器组件的部件的位置；图12是用了图11中可选的打印头支架倒转后的驱动器组件的示图；图13到16说明了使用图2中驱动器组件的交替打印方法；图17是光学打印机色带卷轴直径测量系统的操作的示意图；图18是安装到图2驱动器组件中的监测步进电机补偿的功率的电路的示意图；图19是监测安装在图2驱动器组件上的色带卷轴直径之间的装载率的电路的示意图；图20示出了监测色带卷轴直径的可选方法；图21示出了根据本发明的对打印机角度的调整；和图22示出了根据本发明产生图象同时仅依赖与限定的打印机色带前进的设备的用法。
参考图1，根据本发明示意性示出的打印机有支撑第一轴2和第二轴3的由虚线1表示的机架。可移置的打印头4也安装在机架上，打印头沿箭头5示出的线性轨迹移置。打印机色带6从卷轴7上展开，绕经辊子9和10到第二卷轴11上，其中卷轴7由轴2驱动的心轴8支撑，卷轴11由轴3驱动的心轴12支撑。色带6沿行的辊子9和10之间的路径经过打印头4的前面。打印物将要沉积其上的物质13沿着与辊子9和10之间的色带6平行的方向，色带6插在打印头4和物质13之间。
轴2由步进电机14驱动，轴3由步进电机15驱动。另一个步进电机16控制打印头4在其线性轨迹上的位置。控制器17控制三个步进电机14，15和16，以下将详细描述，步进电机可以沿箭头18所示的两个方向驱动打印色带6。
图1所示的结构中，卷轴7和卷轴11沿彼此相同的方向绕卷，从而可沿相同的旋转方向旋转以传送带。图1a示出了图1中驱动器系统的改进方法，其中卷轴沿彼此相反的方向绕卷，从而必须沿相反的方向旋转以传送带。这样第一卷轴7顺时针旋转，同时第二卷轴11反时针旋转，将打印机色带6从第一卷轴7传送到第二卷轴11。
如下详细描述的，图1中示意性示出的打印机能用在连续和间歇打印应用中。在连续的应用中，物质13连续移动。在打印周期期间，打印头固定，但是色带将移动，以便在周期过程中供以新的色带到打印头。相对的，在间歇应用中，在每个打印周期期间，物质是固定的，在打印期间通过移动打印头获得必要的物质和打印头之间的相对运动。在打印周期期间色带通常是固定的。在两种应用中，在打印周期之间色带6必须能快速行进和返回，以便供以新的色带到打印头，将色带的浪费降到最小。假设在打印机器操作的速度下，且此速度下在任何打印周期期间色带可供到打印头和物质之间，必须能沿两个方向以高速率加速色带6且相对打印头精确定位色带6。图1所示的装置中，假设物质13只能向箭头19所示的右方移动，但是如下述的设备能容易的打印行进到图1左边的物质。
参考图2、3和4，下面将描述组成示意图1所描述的打印机的机电部件。打印机机架1包括外壳20，其中下面将描述到的各种电子元件放在盖板21的后面。轴2和轴3突出穿过盖板21上的孔，定位销9a和10a由盖板21上突起，打印头4安装在盖板21上。打印头4是可沿线性导轨22移置的组件的一部分，其中导轨22相对盖板21固定在合适的位置。控制打印头组件位置的步进电机16位于盖板21的后面，但是其驱动依次驱动带24的滑轮23，其中带24展开绕在另个滑轮25上且绷绑到打印头组件。这样，滑轮23沿图4中顺时针方向旋转驱动打印头组件到图4中的左方，而滑轮23沿图4中反时针方向旋转驱动打印头组件到图4中的右方。滑轮23和25和线性导轨22安装在刚性支架26上，其中刚性支架26从盖板21向上伸展。图2示出了安装在轴2和3上的驱动器盘，为了啮合色带卷轴8和12驱动器盘定义了径向分离的槽，而图4中驱动器盘被拿开了以便示出步进电机14和15的上表面。
参照图3，解释了支撑在带盒上的打印机色带，其中带盒可以安装在图2的打印机上。中空辊子9b和10b为了分别接收图2中所示的销子9a和10a，这样销子9a和中空辊子9b结合在一起构成了图1的辊子9，销子10a和中空辊子10b结合在一起构成了图1中的辊子10。卷轴7和11由心轴8和12支撑，其中心轴8和12推入配合在可旋转且与中空辊子9b和10b在同一盖板上的轴上。可旋转轴限定了与在由轴2和3驱动的驱动器盘上限定的槽相啮合的销子。这样，带盒位于适当的位置上，色带能在两个卷轴7和11间转移。
机架盖板21(图2)也支撑直立的后支架27，其中后支架27上支撑成对的发射器28，29。这两个发射器与接收器配合操作，其中接收器随下面将详细描述的打印头组件一起可移置。
打印头组件4示出在图2和图4中的“停靠”位置，及图5中准备打印到辊子压纸卷筒30上的位置(假定在连续操作模式下物质连续移动)，以及图6中打印头准备打印到固定的且位于固定平压盘31前面的物质上的待打印位置。图2和4所示的位置中，打印头4的边缘32回退在辊子9和10之间的色带路径后面，而剥离辊子33定位在与打印头4相对的色带路径的反面。这样安装新色带带盒就比较容易了。相反，图5和6所示的待打印位置中，打印头4前进以便边缘32伸出且刚刚越过辊子33的外部末端。这样，在待打印位置上，打印色带绕经边缘32，经过辊子33偏离下面的物质。
打印头4的边缘32(传统形式中)支撑加热元件阵列，其中每个元件是选择性加电。当色带6夹在头4和物质13之间时，靠近任何加电的加热元件的墨水溶化并转移到物质上。这样，通过正确控制加热元件，色带6携带的小部分墨水能转移到物质13上。墨水的这些部分的每一个都可认为定义了被打印图象的一个象素。
参考2到9的所有图，将描述打印头组件和用于安装所述组件的滑块。图9示出了向前推到示出组件相关部件的调整位置的打印头组件。图9是形成在直立支架26上的槽34的最佳视图，其中直立支架26上安装了线性导轨22。支撑打印头托架36的滑块35安装在线性导轨22上。滑块35和导轨22是高精度产品，能提供相对支架26的打印头托架36的平滑、低摩擦、平行的运动。光学检测器37安装在打印头托架36上以便与形成在支架26上的槽34互相对准。如下面描述，检测器37用来检测发射器28和29发射出的光，而槽34确保检测器27和发射器28和29之间的惟一的障碍物是色带的任何一个卷轴，其中色带安装在打印机中的带盒里，就如图3所示。通过在带盒中使用永久磁铁(未示出)并且其与安装在支架26顶上的圆形钢衔铁38结合，带盒相对图3所示部件的克服移置而固定。当然，有固定带盒在合适位置的可选装置，比如机械闩组件。
打印头托架36支撑打印头组件，其中打印头组件包括固定到枢轴盘39的打印头4，枢轴盘39经枢轴销40安装到枢轴，枢轴销40依次安装到螺栓固定在打印头托架36上的盘41。弹簧42向着盘41偏压盘39，以便在没有任何障碍物时，打印头能保持图4所示相对打印头托架36的位置。剥离轴33固定在臂43上的位置，臂43螺栓固定在打印头托架36上。
气动驱动单元44滑动配合到打印头托架36上设置的槽中，并驱动活塞45，其中图8示出活塞45展开的位置，图7示出活塞45回退的位置。气动驱动器44连接到柔性气动补给线(未示出)，其中柔性气动补给线连接到空气入孔46(图2)。入孔46连接到管47，其中管47穿过打印头托架36上的开口伸展以便与气动驱动单元44相通。气动驱动单元活塞4压5靠在U形部件48上，其中部件48由枢轴销49连接到U形支架50上。支架50支撑销51(图9)，其中销51是为了啮合凸轮盘53上的槽52的。支架50限定了曲线拐角54，曲线拐角54与在图7和图8中示出的限定在盘39上的曲线表面55啮合。但是如果销51被接收并推到槽52的封闭端，支架50从打印头4推离，使盘39回旋朝向盘41以便打印头4假定图2和图4示出的停靠位置。
支架50通过连接到杠杆50a(见图7)的弹簧(未示出)来弹簧偏压以便保持图7所示的位置。如果提供压缩空气到气动驱动器44，组件保持图8所示的位置，可从图8中看出打印头42的打印边缘32被推到剥离轴33的上边。如果气动驱动单元44去电，因而在图7所示的位置中的U形部件移动，这样销51进入槽52，沿同样方向进一步移动托架会使销51移到槽的封闭端，从而致使支架50向枢轴销49相反的方向转以至于不再阻碍打印头4移动到停靠位置。如果托架的运动倒转，销51使得支架50再次回旋出来，推动打印头4到图7所示的位置。图7所示的位置与“待打印”相关，而图8所示的位置与“打印”相关。
图10所示的打印头托架36的剖视图，示出了在装配设备中接收气动驱动单元44的槽。提供开口56以接收空气入孔管47(见图7)。舌状物57从打印头托架36的下边缘突出出来，且其以未示出的方式将打印头托架附到带24上。
图1到10所述的本发明的实施例中，待打印物质是经过打印头从关于图5的左边行进到右边，或者在打印时打印头从图35中压纸卷筒31的右面行进到左面。在所有的情况下，剥离辊子33均放在打印边缘32的下游边。然而有很多情况下这样的装置不方便，希望能倒转装置以便边缘32和剥离辊子33的相对位置能倒转，且打印头4的布置也能翻转。通过用图11中的打印头托架58替换图10中示的打印头托架36就可以实现以上需求。图12示出了最终结果的组件。应该指出，图11的打印头托架58为接收气动驱动单元44定义了槽59，为接收空气入孔管47定义了开口60。还应指出，图11的打印头托架58是关于图10的打印头托架36的垂直平面的镜像图象。
参考图12，可以看到除了倒转打印头4和剥离辊子33的位置以外，凸轮盘53也旋转过180°且装配在磁铁38的反面到其在图1到10的实施例中的位置上。安装有剥离辊子33的臂43也能移动以便能连续定位在盖盘21的附近。
所描述的打印机装置提供了很多显著的优点。第一，可以在连续和间歇打印中使用相同的设备。因此，生产线从一种形式的打印转换到另一种形式的打印时无需购买新的打印机。第二，通过实施仅涉及一个附加部件(图10和图11中任一种打印头托架)的相对小的改动，就可将相同的设备用在左手和右手应用中，在图2(左手)和图12(右手)的方向上使用这些术语。第三，假定在停靠位置时，可自动将打印头4推离剥离辊子33以便提供宽的导轨，从而使带盒携带的打印机色带能插入宽的导轨中，替换色带就变成容易的事。
参考图13，14，15和16，将描述使用图1到12所描述的设备来有效利用打印机色带的不同办法。所有的这些方法依赖于色带高精度传送到打印头以便使色带的浪费降到最小。
参考图13，这是色带的视图，其长度由箭头61示出，使用该色带的重叠区域，实施六个单独的打印操作。这六个区域如62到67区域所示，区域62的第二半区与区域63的第一半区相叠，区域63的第二半区与区域64的第一半区相叠等等。假设正在向物质上打印，区域62被打印，然后色带前行半个区域长，区域63被打印，然后色带再次前行半个区域长，然后区域64被打印等等。
这样的重叠被打印区域能用在连续和间歇打印过程中。在描述的装置中，邻近的区域每个区域重叠一半的宽度，但是可以对重叠的不同部分进行观察。假设邻近的打印区域重叠，被两个邻近的两个打印区域重叠的色带的区域以这种方式使用确定仅仅在使用部分色带的基础实施打印，其中只使用色带两个重叠区中一个，这是非常重要的。例如可以通过在任何一个打印区内仅选择部分色带从而实现这一点。例如，如图14所示，如果打印头上邻近的加热(象素)元件由色带区域68和69表示，色带区域68将用来打印一个区域(比如区域62)，而色带区域69将用来打印邻近的区域(区域63)。在这样的方式中，如果打印头上相邻象素的空间小得足以使仅用交替的象素就能打印出合理质量的图象，与在一个图象中所有象素元件用于打印目的且在打印区域之间没有重叠区的情况相比，可以从色带中产生两倍图象数量。此外色带在连续打印周期的打印阶段之间必须行进的距离缩小了一半。在有些应用中，这也是优点可以实现更快速的机器操作。
为了解释这个优点，图15示出了传统的在连续周期中没有重叠区的在物质上的打印，而图16示出了依赖重叠区的同样的操作。
参考图15，连续的图象71和72打印在物质70上，示出在物质下的是打印色带73，在色带73上区域74和75用来产生图象71和72。色带传送长度由箭头76示出，等于两倍的单图象的长度。
参考图16，示出了重叠打印是怎样既减少色带的使用量又减少连续打印阶段间色带传送的距离。可以看到图16中区域74和75每个区域只有图15中对应区域长度的一半，从而色带传送的距离只有一半。在有些应用中，需要快速色带传送，将连续打印阶段之间色带必须传送的距离减少一半能显著的提高设备高速操作的能力。还可以意识到，使用多于两个群组的打印元件使得比如在三个群组的情况下，需要传送的色带的长度只有图象长度的三分之一。这样在打印机色带传送长度和图象质量间就会又矛盾，但是本发明的这方面内容为这种设备的操作者提供了增加的灵活性，这在有些应用中，将带来真正的经济意义。
只有打印色带能相对物质和打印头精确定位，才能获得图13到16所描述的优点。获得带加速、减速、速度和位置精确控制的传统的方法是依赖位于供带卷轴之间的绞盘辊子，但是本发明依赖完全不同的方法，该方法是对应用到驱动色带卷轴的步进电机14和15的驱动器(图1)的精确控制。步进电机使用推挽式的双向操作模式，也就是如果带在卷轴之间沿一个方向行进，两个步进电机就沿那个方向驱动，相反地当沿相反的方向驱动色带时，两个步进电机在那个相反的方向被驱动。为两个步进电机做的驱动器的协调需要知道卷轴直径，使用如图2示的光发射设备28和29和光检测设备37可以获得所需的卷轴直径。
图17示出怎样使用光发射设备28和29和检测器37确定卷轴直径。检测器37安装在打印头托架36上且可在线76所示的位置和线77所示的位置之间移置。当检测器37从线76所示的位置移到图17中的右边时，初始地对发射器28加电。开始检测器37在卷轴7产生的投影中，但是一旦检测器37穿过线78a示出的平面时，就会产生输出量。该输出量在检测器37穿过线78b所示的平面时将消失。然后，检测器37行进到线77所示的位置，停止加电发射器28和开始加电发射器29后，检测器37返回。开始检测器37在卷轴11的阴影中，但一旦检测器37到达线79a所示的平面时就会产生输出。当检测器37穿过线79b所示的平面时输出量消失。相对检测器移置的位置可以确定，其中在所述移置位置检测器37和面78a，78b，79a和79b交叉。尺寸A，也就是两个卷轴旋转轴之间的距离，是已知的。检测器37沿循的轨迹和发射器28和29所在的平面之间的垂直距离B是已知的，从轴2和轴3的轴到检测器37沿循的轨迹之间的垂直距离C是已知的。从这些尺寸中，用简单地三角法可以推算出卷轴7和11的直径D1和D2。
使用两个发射器28，29确定对于任何一个卷轴，检测器37能“看到”由至少一个发射器投射的阴影，而不论卷轴直径的尺寸如何。然而，可以意识到，可以对一个或更多发射器的其他方式的分布和一个或更多的检测器加电。
可以意识到，如果平面78a，78b，79a和79b垂直于检测器37移置方向，卷轴直径的计算将简单些。通过例如用沿与打印头托架36的位移方向平行的方向伸展的镜子替换发射器28和29，且在打印头托架36上安装发射器和检测器的方法可以实现以上所述方式，其中检测器只在其和发射器在垂直镜子的面上时检测光。虽然根据所需的三角法这样的装置简单，但是它也有缺点，因为当检测器在其中一个卷轴的阴影中时，发射机或者检测器中任何一个可能会出故障。
假设卷轴直径已知，通过对两个步进电机的旋转速度的正确控制，卷轴能以推挽式模式驱动，以便获得高的加速和减速度。然而，在两个卷轴之间色带张紧力必须严密控制避免张紧力变得太高(造成卷轴上色带的张紧力过大或者甚至色带断裂)或者张紧力变得太低(色带松弛造成位置控制失败)。为避免这种情况的发生，参照步进电机，监测整个时间内卷轴直径的变化，参照步进电机牵拉入的电流，直接监测色带的张紧力。
在本发明的一个实施例中，当新的带盒装到装置上时，如参照图1到10所描述的，一个带盒轴支撑几乎为空的卷轴(卷带卷轴)，另一个支撑几乎是满的轴(供带卷轴)。与卷带卷轴相关的步进电机以下称为卷带电机，另一个步进电机称为供带电机。
开始，加电卷带电机从展开在两个卷轴之间的色带长度中去除任何松弛。用图17所描述的光学系统，实施打印头扫描以获得卷轴直径的初始值。为了张紧绕供带卷轴展开的色带，接着对供带电机加电。然后驱动供带电机以便从供带卷轴拉取色带，停止对供带卷轴加电。监测电动机驱动卷带卷轴所用的步数。另个电动机不停，但是产生反电动势，从而产生脉冲，对此脉冲计数。几个卷轴的旋转之后，记下卷轴电动机所用的步数和由供带卷轴电动机产生的脉冲数，被记下的数用来建立两个直径间的比率。然后色带进入控制的间歇。在被控制模式下，两个电动机都减速以避免过度转。这样，供带卷轴电动机由脉冲驱动产生减速。监测产生在电动机的一个绕组中的反电动势，然后在合适的时间加电绕组以提供减速扭矩，从而获得应用到供带电动机的减速脉冲，同时获得电动机的旋转。需要卷带卷轴的大量的旋转将色带任何尾梢从卷轴伸出的机会减到最小，所述卷轴构成如图17所示得扫描结构的光路。另外的光路扫描在两个方向实施以确定卷带卷轴的半径，同时卷轴固定。当通过步进电机步进合适的步子使卷轴绕步进电机轴旋转增加30°时，重复光学扫描，步进的步数是常数。这样建立了卷轴尺寸的图(其不是精确的圆)，这个图用来为每个卷轴计算平均半径的弧度，其中每个弧度在每个色带进给时旋转，进一步用这些半径计算绕卷轴轴直径的变化。这样能精确的确定每个卷轴的周长和驱动该卷轴的电动机的预定步进数的影响。例如，不同的被计算的半径可用来计算步进率和每个电动机以合适的方式驱动卷轴所需的步进数，以便进给色带以预定距离。然后这些半径和步进率可用在如下所述的张紧力监测计算中。
然后同样的光学扫描过程沿两个方向进行以计算供带卷轴的半径。这个信息与前面计算的卷轴直径的比率结合，给出系列的精确的与卷轴直径和形状相关的数据。然后，将从供带卷轴进给到卷带卷轴的色带再卷回到供带卷轴上，以避免色带的浪费。
步进电机一般包含两个正交绕卷的线圈，电流以序列脉冲的形式沿两个方向供到一个或两个线圈上以便获得电动机轴的步进。为了获得合理的性能，不管这些线圈的固有电气时间常数，提供大于电动机额定值的电压来过渡驱动步进电机，当达到期望的电动机电流时，脉宽调节所述电压。例如，3.6伏的电动机负载2安培，可施加36伏的电压。这样经过电动机致使电流快速上升，典型值为几十分之一微秒。假设供电电压的这样的过渡驱动，相对短时间的供电电压应用被相对长的时间分隔，在所述对长的时间里没有供电电压。结果从电源到电动机的电流非常不平滑。此外，即使在涉及其实施函数的零负载下操作电动机(打印机色带张立等于零)，供给电动机的电流将会是各种因数的函数，诸如电动机旋转速度、电动机特殊属性(效率等)和电动机驱动电路的特殊属性(增益和偏移变化量)等因数。因此需要校对电动机，考虑涉及这些因数的电流变化量，而不是考虑电动机负载。
在零负载条件下，以不同速度的系列中的每个速度驱动每个电动机以便调整电动机，例如每秒125步的速度，每秒250步，每秒375步等等以每秒125步的增长量增长到每秒5000步。这一般能覆盖了色带前进所需的色带速度范围，这个范围一般是从100毫米每秒到600毫米每秒的色带传送速度。这个过程会重复很多次，例如20次，平均结果用来计算每个电动机每个步进率的调整因数x。使用以下的关系式x＝N/V其中x是给定步进率下的电动机校准因数。
V是在给定步进速率下的平均被测电动机操作的值。
N是恒定的校正或者比例因数。
由上述对于每个电动机，为每个预定的步进率计算一系列x值。当设备在使用时，对于给定的步进率，选取一个x值用在色带张紧力的计算中，或者从两个x值中为与给定率最近的预定步进率插补计算出给定步进率的x值。
图18示出了电动机校准阶段和随后的色带张紧力控制中，值V的计算。参考图18，稳压电源80对第一电动机驱动电路81和第二电动机驱动电路82加电。从电源80到电动机驱动电路81的电流流经低阻值电阻83，电阻83上的电压加到电平变换器84上。类似的，到电动机驱动器82的电流流经低阻值电阻85并且电阻上的电压加到电平变换器86上。电平变换器84和86的输出供给模数转换器87和88，其中模数转换器87和88的输出加在微控制器89上。微控制器发送脉冲输出量90到第一电动机驱动器81上，且发送脉冲输出量91到第二电动机驱动器82上。电动机驱动器对分别驱动卷轴94和95的步进电机加电，在图中由圆柱体92和93表示。
在电动机校准期间，没有卷轴安装在步进电机92和93的输出端。对针对每个电动机的给定的步进率，记录模数转换器87和88的输出量，这样在每个预选定的步进率下针对每个电动机的x和V可知。然后如下所述这些值实现对在卷轴94和95之间的色带的色带张紧力进行直接的监测，这些卷轴安装在步进电机92和93的输出轴上。
计算张紧力的公式如下，假设电动机92推而电动机93拉V1x1＝(N+r1tx1)f(T) (1)V2x2＝(N-r2tx2)f(T) (2)其中V1是给定了选择的恒定步进率的色带进给量的模数转换器88的输出量V2是在色带进给期间模数转换器87的输出量r1是卷轴94的半径r2是卷轴95的半径x1对于选定恒定步进率的电动机92的校准因数x2是针对电动机93的步进率的电动机93的校准因数N是在电动机校准期间使用的比例因数t是色带张紧力f(T)是与温度相关的函数影响被测值V1和V2的温度变化量一般对两个电动机的影响程度一样。因此等式(1)除等式(2)可以消除函数f(T)。因此由等式可以得出张紧力t的计算式，如下t＝N((V1/x2-(V2/x1))/(V2r1+V1r2) (3)这样，对于针对电动机的任何步进率，可以查到适当的校准因数x1、x2，并用它们导出色带张紧力t的值。如果计算出的t值太高(超过预定限制)，那么可以对步进电机中的一个或者两个步进电机做小的步进调整，在卷轴之间的色带的长度上加段短的色带。如果计算出的t值太低(低于不同的预定限制)，那么从卷轴间的色带的长度上去除一段短的色带。用来确定从卷轴间色带长度上加或减正确数量的色带的控制法则可以用传统的模式，例如比例积分微分控制算法(PID控制)。该算法比较计算的张紧力t和预定的上下限(所谓的静带)，如果测量的张紧力在这些限制之外，计算被测张紧力与“标称要求”张紧力之间的差值，其中标称要求张紧力设置在上限和下限之间，计算的结果认为是误差“信号”。通过PID算法，这个误差“信号”被算术处理，该误差“信号”包括比例增益常数，和积分、微分因数。算术的过程计算出下个色带进给期间加到卷轴间色带路径或者从卷轴间色带路径上减去的色带的“修正”量。色带的增或减将色带张紧力保持在可接收的限制内。
更详细一些，通过计算误差(标称张紧力与测量张紧力之间的差)并用依赖与色带宽度的增益因数除该误差可计算出修正值。增益因数越大，系统越紧，因为标称张紧力会增加。增益因数要依赖色带的宽度，因为考虑不同的色带宽度要改变增益常数。这是因为张紧力在窄色带中产生相当大的拉伸而在宽色带中产生小的拉伸，因此从卷轴间色带的长度上增加和减少色带的效果根本上受色带硬度的影响。连续的周期可以对增益因数做从额定值100(紧)到额定值80(松)的调整。对第一个读数之后的每个连续紧或松的读数，可以加额外的0.1毫米的修正量。会维持误差累积，如果累积的修正量(对紧是负的，对松是正的)超出±2mm，那么附加的0.1毫米加到修正量上。这些是两个积分部件，其能使系统工作在稳定模式下，并在或接近标称张紧力下保持色带张紧力。
为了避免在打印和打印结束之间色带上大的间隙，电动机进给系统在电动机之间平均分配修正量。系统是通过计算步进数来实现该目的的，其中对于有着最大实际直径的步进电机步进数总计为修正量的一半。然后这些步进作为距离(依赖与已知的卷轴直径)再次被计算，并从原始的修正量中减去。计算出的值用于计算针对驱动较小直径卷轴的电动机的修正量。因为驱动较小直径卷轴的电动机有最小的步进尺寸(当每一步转换到色带长度)，所以它能最精确的进给其余的距离。这样，依照与原始修改量所需的量尽可能接近的量，机械调整张紧力。
可以意识到，如果用上述的方法计算出特别低的张紧力示数，控制系统可以认为指示出错误条件，例如色带断裂，或者色带变得太松以致系统几乎不可能产生充分的控制。在这种情况下，控制系统输出“断裂色带”预定的最低限制，这样当被测张紧力t降到这个限度以下，控制系统能停止打印过程并示出适当的错误输出和警告信息。这样系统可以提供有价值的“断裂色带”监测，而不需要附加的传感设备。
图19示出了计算图18的电路中卷轴94和95的直径比率的电路。电源80的正电源干线96提供电流到四个绕组97，98，99和100。电流由晶体管101引过绕组97到100，其中晶体管101由电机和顺序逻辑电路102控制。步进率由线103的输入控制，而驱动器可由线104(104高值使能，低值禁止)的输入使能和禁止。如前，如果电动机92是推，那么电动机的驱动电路108被使能，因此被驱动的卷轴(94)的旋转角度就可知了。禁止被推的电动机(93)的驱动电路(线104以下)。这样电动机93作为发电机产生负的电动势穿过电动机绕组97到100的每个绕组。图19中封装在盒子108中的器件与图18中的电动机驱动电路81，82中的一个相对应。加在绕组100的电压供给电平转换器电路105上，电平转换器105的输出加到零交点检测器106上，同时参考电压加在零交点检测器106的正相输入端。零交点检测器106的输出是线107上的一系列脉冲。这些脉冲输送到图18的微处理器89。每过驱动电动机92的已知旋转角度，计算来自电动机93的这些脉冲，就可计算卷轴直径比。
参考图18所述的监测色带张紧力的方法依赖于加在电动机驱动器81和83上的采样电流，其中通过采样串连电阻83和85产生的电压对所述电流采样。优选地，只在色带以恒定速度前进的阶段监测电流。在间歇打印系统中，在每个打印操作之后打印头返回行程阶段监测电流。在打印头返回期间，移置色带。因此色带必须加速到恒定的速度，并在监测电流阶段保持匀速，然后减速，然后定位，必便将色带的浪费最小化。在间歇打印操作期间，以此方式驱动色带是相对简单的事，因为所有需要的是确保色带必须的行动与恒定速度位移阶段相结合，其中在所述恒定速度位移阶段中可以监测电流。在连续打印装置中，问题就不同了，因为色带以与物质速度相关的速率在移动。小于每秒50毫米的色带速度对应用有困难，因为在墨水能安全粘附到物质之前墨水有冷却的趋势，所以必须有大于50毫米每秒的宽范围的物质速度。不过，为了节约色带，色带数量总是在连续打印操作之间返回到供带卷轴。需要确定色带以某种方式返回了，这样色带在恒定速度下沿返回方向行进足够的时间，以实现电动机电流的精确测量。也可能为了实现以上所述，对色带必须“过度返回”，以便在下个打印操作之前，能使色带前进，从而对此过度返回做补偿。对连续和间歇打印，过度返回可以用来确定传送了足够的色带。从而在每个打印周期的张紧力测量部分提供精确的测量。
优选地，在一段时间内对电动机电流采样，这段时间例如与以至少10毫米的恒定速度通过一段距离的色带行进有关。例如，可以在有规律的间隔上采样电流，连续采样之间的间隔例如等于电动机步进的四分之一步长。采样值被加到一起，总量被所进行的采样数除。这样给出平均电流，其合理地代表了相关步进电机拉入的功率。
对所描述的实施例中加在步进电机上的电流的波形分析显示，除了由电动机控制的脉冲宽度调制属性引起的电流波动外，在波形中很多的变化，其意味着个体的采样值不能代表电动机拉入的功率。如果被监测的信号在平均前能经过低通滤波器(未示出)，则就能获得功率更精确的代表。
图19解释了在使用色带期间，变化的卷轴直径的监测方法。然而也有可选的方法，其中一种可选方法是参照图20所描述的方法。
参照图20，Ar和As分别是卷轴7和11的面积(见图1)，d是卷轴的内径，Dr和Ds是在任何给定时间卷轴的外径，因此Ar+As＝恒量 (4)Ar＝(Dr/2)2-(d/2)2(5)As＝(Ds/2)2-(d/2)2(6)将(5)和(6)带入(4)得出 其中Drc和Dsc分别是初始校准时间时重卷和供带卷轴的直径。
当前直径比R＝Dr/Ds
因此重整后是Ds＝Dr/R并且Dr＝RDs带入(7)得Dr2=Dr2/R2=Drc2+Dsc2=Rc2Dsc2+Dsc2=Dsc2(Rc2+1)]]>其中Rc是初始校准时重卷与供带卷轴的直径比。
因此Dr2(R2+1)/R2=DSC2(RC2+1)]]>和Dr2=[R2/(R2+1)][DSC2(RC2+1)]]]>从而知道了初始校准卷轴直径比(Rc)、供卷轴直径比(Rc)、校准的供带卷轴直径(Dsc)和当前卷轴直径比(R)，或者卷轴的当前直径Dr和Ds可以导出。
在有些应用中，有可能只有载带充分空的卷带卷轴和载带充分满的已知外径的供带卷轴。在这种条件下，不需要确定初始的卷轴直径。但是一般，推荐直接测量卷轴直径，因为很可能机器的操作者至少偶尔使用非标准的卷轴结构(例如部分的用到先前情况中的色带)。
作为参照上述的图18和等式1到3描述的可选的方法，通过依赖两电动机拉入的电流间的差值有可能得出色带张紧力的近似值。这个差值电流是两电动机间色带中张紧力大小的函数，可以用作控制参数，这样例如，当电流差值的大小落入可接受的公差带范围外，可调节前面假设的卷轴外径的比，产生速度上小的变化，其中在所述的速度下驱动两个电机。这个速度调节补偿最新的卷轴直径比值。因为卷轴直径变换了，所以差值电流的“优化”值和它的公差带会变化。针对特殊周长的合适值可以从试验中得到，并存储在优化差值电流简档表中，在需要时可查此简档表。
在上述对色带宽度的描述中没有使用参考，它是指垂直色带前进方向上的尺寸。最好给用户提供手动输入色带宽度值的操作，以便系统调节上面涉及的预定公差限制和PID控制增益常数，从而考虑依赖设备属性的带宽，例如，为被测的张紧力t(等式3)选择不同的目标限制。
如上述讨论，在转印打印机中，如果要产生好的打印质量，需要相对支撑被打印物质的压纸卷筒精确定位打印头，尤其在高打印速度下。所述的本发明实施例通过使用打印头安装在可移置托架上的事实，避免了做这些优化打印头角度的机械调整。
图21示出了图5所示的辊子30、打印头边缘32和剥离辊子33。线109代表盖板21的邻近边缘。虚线110代表了在打印头32的最近位置的点上辊子30的切线的位置(最好是在打印物质期间并且打印色带插入边缘32和辊子30之间)。线111代表沿辊子30的旋转轴112展开的半径。线113代表经过平行于边缘109的轴112的假想线。线113只是代表经过轴112的基准方向，由此基准方向可测得半径111与角114相关的角位置。
角度115是相对切线110的打印头的倾斜角。这个角对产生的打印质量很重要，典型地是由制造者确定，其必须落在标称值如30度的1或者2度之内。但是不同的打印头具有不同的特性，希望能在角度115的1或者2度内做小的调整。
可以意识到，角度115首先依赖于在其支撑结构上的打印头的定位，其次依赖于切线110的位置。如果打印头被移到了图21的右面，打印头相对辊子旋转轴的角度位置会变。角度114的大小表示了角度位置。当角度114增加时，角度115减少。类似的，如果图21所示的打印头移到了左边，代表了与辊子旋转轴相关的打印头的角度位置的角度114会减少，角度115会增加。这种关系对安装者来说在打印阶段可以简单的通过调整导轨22上的托架36(见图2)的位置来对打印头角度调整。这样安装者可以初始定位打印头以便假定标称位置，在该标称位置角度114近似90度。实施测试打印评估打印质量，打印头相对导轨移置，实施新的打印测试等等，直到将打印质量最优化。对安装者无需对其支撑上的打印头位置做机械调整。
参照图13到16所述的打印方法通过减少打印机色带在连续打印周期的连续打印阶段间行进的距离增加了打印速度。图22左手边示出了打印的物质的外观，以及第一、第二、第三、第四打印操作之后相关的打印机色带的外观。可以看到的交替的图象是由微小偏移的打印线构成，有了这些偏移，打印头可以倒转图13到16所描述的打印色带，这样部分从打印色带重叠部分产生连续图象。对于给定的物质速度和图象复制率，打印机色带前进速度可以加倍。在这种情况里，使用“打印周期”术语指这样的完整的周期活动首先压打印头使其与打印机色带接触，以便从色带上转移墨水，从而开始第一个图象的形成，直到打印头再次与打印色带接触以便初始化将形成第二图象的墨水的转移。如果打印周期与连续打印机器相关，完整的打印周期包括初始打印阶段，在此阶段中打印头固定且打印机色带与被打印物质一起经过打印头被传送；接下来的非打印阶段，在此阶段中物质经过打印头继续被传送，打印头从与打印色带的接触回退，打印色带的传送方向倒转，然后打印色带再次向前进给，直到此打印色带沿物质的方向行进，然后下个打印周期的打印阶段初始化了。在间歇打印中，打印周期初始化时物质和色带固定(除非系统依赖滑动打印)，在周期的打印阶段，打印头穿过色带和物质前进，然后打印头从打印带回退，返回到其初始位置，物质和打印机色带前进为下个打印周期的初始化做准备。
这样，在每个打印周期的打印阶段，或者打印头相对固定或者较慢的移动的打印色带的位移，或者打印色带相对打印头的移置，使打印头经过色带预定的长度。因此打印色带前进了预定的距离。在许多应用中，色带预定前进距离的大小对整个装置的最大速度是个限制因数。在已知的打印机中，色带前进的预定距离一般至少等于打印头经过的色带的预定长度。所描述的装置可操作在这样的模式下，在该模式下，色带前进的预定距离小于打印头经过的色带预定长度。
参考图22，图左手边示出了沉积在物质上的四个连续的图象，每个图象都相同。图22的右手部分示出了不得不重复产生在物质上的原始图象。四个居中的图象示出了图22左手边四个图象打印后打印色带的样子。假设是间歇打印模式，在每个连续打印周期之间，物质前进相等的距离。在每个打印周期，物质是固定的，就象色带。每个打印周期包括初始打印阶段，在此阶段中打印头扫描经过打印色带以便根据形成在物质上的图象的长度经过色带的长度；接着另个阶段，在此阶段中打印头返回到其初始的位置，并且色带前进色带的半个长度，其中该长度在打印阶段有打印头扫过。在上述的第一个打印阶段，只有一半的由打印头支撑的打印元件加电，这样沉积在物质上的图象就是一系列平行线的形式。在下一个打印阶段，打印头通过图象的长度再次扫过带，但是在所述动作期间，打印头的打印元件加电，这些打印元件接触到带的位置与第一打印周期期间加电的打印元件接触的带的位置不同。在第二打印周期结束时，打印头再次返回到其初始位置，色带前进半个形成在物质上的图象的长度。从图22的左边计算，该图的第二，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带的样子。应该指出形成在物质上的所有图象依次相同，在物质上连续的图象间唯一不同是一个是由相对形成邻近图象的线的线偏移组成。
使用打印头产生图22的输出，其中打印元件以线性阵列排列，奇数打印元件排列于一个群组，偶数打印元件排列位于另一个群组。可在两个群组中选择，以便在每个打印周期期间色带前进的距离只有色带长度的一半，其中在每个周期墨水从色带上释放。可以意识倒打印元件可以是三个，四个或者更多的群组，在预定周期里加电的群组，例如三个群组排列的情况下，每个打印周期中色带前进的距离只有任何一个周期中打印头扫过的打印机色带的三分之一长。
虽然对本发明间歇打印的情况的这方面内容做了详细的描述，可以意识到同样的技术可以用到连续打印设备中，在其中打印色带和打印头间的相对运动是经过固定头的传送色带的结果，而不是相对固定色带的打印头的传送。
权利要求
1.一种带驱动器，包括两个电动机，其中至少有一个是步进电机；两个带卷轴支架，带的卷轴会安装在其上，每个卷轴可由各自的电动机驱动；控制器，其控制电动机的加电以便带能在安装于卷轴支架之上的卷轴之间沿至少一个方向传送，其中控制器为两个电动机加电，使其沿带传送的方向驱动带的卷轴，并且用来监测带中的张紧力，其中所述带在安装在卷轴支架上的卷轴之间传送，并且所述控制器控制电动机在预定范围之间保持被监测的张紧力，并且提供装置以监测电动机中至少一个电动机的电源，并依据被监测的功率计算带张紧力的值。
2.根据权利要求1所述的带驱动器，其中两个电机均是步进电机，并且带驱动器包括电源；步进电机驱动装置，其由电源为步进电机绕组供以电流，所述装置监测电流，以便监测供给电动机和/或电动机驱动装置的电压和/或电流的大小。
3.根据权利要求2所述的带驱动器，包括稳压电源，其给步进电机驱动装置供以充分稳定的电压；和监测装置，其监测供给步进电机驱动装置的电流大小。
4.根据权利要求3所述的带驱动器，其中每个步进电机由各自的电动机驱动电路加电，各自的低阻值电阻与每个电动机驱动电路串联连接，监测串联电阻上产生的电压信号从而监测提供给电动机的电流。
5.根据权利要求4所述的带驱动器，其中电压信号被转化成数字信号，该数字信号提供给控制电动机控制脉冲序列产生的微控制器，其中电动机控制脉冲序列施加到电动机驱动电路。
6.根据权利要求3，4或5所述的带驱动器，其中监测电流的装置可操作用来监测整个预定时间段内的电流。
7.根据权利要求6所述的带驱动器，其中监测装置仅在带传送速度充分稳定的时间段内运转工作。
8.根据权利要求6或7所述的带驱动器，其中预定时间段与带传送的预定长度相对应。
9.根据前述任一项权利要求所述的带驱动器，其中对于所述或者每个步进电机，记录校准数据，校准数据表示在没有带负载的情况下在一系列步进率的每个步进率下的步进电机的功率消耗，参照电动机步进率的量计算带张紧力的量，校正数据与步进率和由电动机消耗的功率相关。
10.根据任何前述的权利要求所述的带驱动器，包括用来监测带卷轴外径的装置；和参考监测的直径计算带张紧力的装置。
11.根据权利要求10所述的带驱动器，其中对于多个彼此相互倾斜的直径中的每个直径，外径监测装置可作用来监测卷轴外径。
12.根据权利要求10同时依赖于权利要求9所述的带驱动器，其中两个电机均是步进电机，并且带驱动器包括计算张紧力t的装置；用来将t维持在预定上限和下限之间的控制器，其中t＝N((V1/x2)-(V2/x1))/(V2r1+V1r2)和；V1是供给作为卷带卷轴驱动电动机的第一电动机的功率测量值；V2是供给作为供带卷轴驱动电动机的第二电动机的功率测量值；r1是第一电动机驱动的带卷轴的半径；r2是第二电动机驱动的带卷轴的半径；x1是涉及电动机步进率的针对第一电动机的校准因数；x2是涉及电动机步进率的针对第二电动机的校准因数；和N是校准比例因数。
13.根据权利要求12所述的带驱动器，其中为了将t值保持在预定限制之间，控制器实施控制算法以计算加到展开在卷轴间的带上的带长或者从展开在卷轴间的带上减去的带长，所述控制器还控制步进电机将计算出的带长加到展开在卷轴间的带上或者从展开在卷轴间的带上减去计算出的带长。
14.根据权利要求3到11中的任何一个权利要求同时依赖权利要求3所述的带驱动器，包括用来获得供给两个电机的电流的差值量或者比率量的装置；和依赖差值量或者比率量控制电动机步进的装置。
15.根据权利要求14所述的带驱动器，其中，在差值量或者比率量落在系列公差带中每个公差带的时间段中，所述控制装置保持电动机速度恒定，其中公差带定义在上下限之间；并且提供了用来依据卷轴外径比率调整公差带的装置。
16.根据权利要求14或者15所述的带驱动器，其中为了将差值量或者比率量控制在上下限之间，控制装置实施控制算法计算加到展开在卷轴间的带上的带长或者从展开在卷轴间的带上减去的带长，所述控制装置还控制步进电机将计算出的带长加到展开在卷轴间的带上或者从展开在卷轴间的带上减去计算出的带长。
17.根据权利要求12，13，14，15或者16所述的带驱动器，包括用来输入与带宽一致的值的装置；和用来调整预定限度以考虑带宽的装置。
18.根据权利要求17同时依赖权利要求13或者16所述的带驱动器，其中控制算法包括增益常数，并且调整增益常数以考虑带宽。
19.根据权利要求13，16或者18所述的带驱动器，其中周期地实施控制算法，这样在一个周期，计算出被加或者被减的带长，在随后的周期期间，控制电动机调整卷轴间带的量。
20.根据权利要求12，13，15，16，17，18或者19所述的带驱动器，包括一种装置，如果测量值低于下限以下的最小可接受限度，所述装置产生错误指示输出。
21.根据权利要求10或者任何依赖于权利要求10的权利要求所述的带驱动器，其中直径监测装置包括包含至少一个光发射器和至少一个光检测器的光学传感系统，其中在光发射器和光检测器之间形成光路；传送机械装置，其支持至少一部分光学传感系统，且其是可驱动的以便产生光路以扫描经过被测卷轴所在的空间；可操作控制传送机械装置的控制器，以检测传送机械装置的位置，其中传送机械装置里检测器的输出变化指示了两种情况的转换，一种是光路被卷轴遮断，另一种是光路没有被该卷轴遮断，所述控制器还从检测到的传送机械装置位置中计算卷轴的直径，其中传送机械装置中检测器输出变化。
22.根据权利要求21所述的带驱动器，其中发射器和检测器中的一个安装在传送机械装置上，另一个相对带卷轴固定在合适的位置上。
23.根据权利要求21所述的带驱动器，其中发射器和检测器都安装在传送机械装置上，发射器和检测器之间的光路由位于远离传动机械装置的卷轴的旁边的镜子形成，该镜子将光从发射器反射回检测器。
24.根据权利要求21，22或者23所述同时依赖权利要求11的带驱动器，其中直径监测装置可操作监测卷轴在第一位置时卷轴的直径，其还可旋转卷轴到至少一个另外的位置，其还可监测在所述或者每个另外的位置上卷轴的直径，由计算的卷轴直径可以得到卷轴离心率和外周长的精确值。
25.根据权利要求21，22，23或者24所述的带驱动器，其中传送机械装置包括传递色带打印机的打印头传送机械装置。
26.根据权利要求10或者任何依赖权利要求10所述的带驱动器，其中直径测量装置包括计算卷轴直径比率的装置。
27.根据权利要求26所述的带驱动器，其中两个电机均是步进电机，并且比率计算装置包括一种装置，其可使第一步进电机驱动卷带卷轴，而使第二步进电机不能驱动供带卷轴，从而使得第二步进电机作为发电机；一种装置，其从第二步进电机产生脉冲，脉冲率正比于电动机的速度；一种装置，其用于检测产生的脉冲，以便得出第二步进电机旋转量；一种装置，其用来监测第一步进电机的步进，以便得出第一步进电机的旋转量；一种装置，其对比电动机的旋转量以便计算卷轴外径比率。
28.根据权利要求27所述的带驱动器，包括一种装置，从最初监测到的两卷轴直径间的比例、卷轴直径之间的当前比率、及最初监测到的至少一个卷轴的直径中，所述装置对于至少一个卷轴计算其最新半径。
29.根据任何前述的权利要求所述的带驱动器，其装入打印装置，该打印装置包括机架；安装在打印头支撑组件的打印头，其相对机架沿与打印色带路径平行的方向可移置，其中带驱动器沿打印色带路径驱动色带；第一驱动机械装置，用来相对机架移置打印头支架；辊子，用来支撑在色带路径上远离打印头的被打印物质；第二驱动机械装置，用来相对打印头支架组件移置打印头到打印位置，在该打印位置上打印头的一部分压在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上；和控制器，用来调节第一驱动机械装置来相对辊子旋转轴调整打印头的角度位置。
30.根据任何前述的权利要求所述的带驱动器，其装入打印装置，该打印装置包括机架；安装在打印头支架组件的打印头，其相对机架沿与打印色带路径平行的方向可移置，其中带驱动器沿打印色带路径驱动色带；第一驱动机械装置，其用来相对机架移置打印头支架；剥离辊子，其安装在打印头支架组件上且可随打印头沿所述的平行方向移动；第二驱动机械装置，其用来相对打印头支架组件和剥离辊子在邻近打印色带路径的带打印位置和打印头接触路径上打印色带的打印位置之间移置打印头，其中提供凸轮机械装置，打印头支架组件移置到预定位置使得所述凸轮机械装置啮合，在啮合时，使得打印头从待打印位置回退到与剥离辊子和打印色带路径分隔的位置。
31.根据权利要求30所述的带驱动器，其中凸轮机械装置包括安装在机架上的盘，并限定了槽；从安装在打印头支架组件上的枢轴部件伸出的销，打印头支架组件移置到预定位置使销插入槽中从而使枢轴部件从支撑打印头的第一位置旋转到第二位置，在第二位置上打印头自由的移动到与剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
32.根据权利要求31所述的带驱动器，其中枢轴部件在安装在打印头支撑组件上的可移置部件上安装，当枢轴部件在第一位置上时，可移置部件从回退位置移到展开位置，从而使得打印头从待打印位置移动到打印位置。
33.根据任何前述的权利要求所述的带驱动器，其装入到打印装置，该装置包括打印头；带驱动器，其作为打印色带驱动机械装置用来使打印色带在打印头和路径之间前进，其中被打印物质沿此路径前进，打印装置进一步包括用来将打印头应用到支撑在驱动机械装置中的色带的装置，其中打印头包括打印元件阵列，可选择地对每个打印元件加电压从而将墨水从与其接触的色带部分释放出来；控制器，用来控制打印元件的加电和色带的前进以便执行一系列的打印周期，每个周期包括打印阶段和非打印阶段，其中打印阶段期间打印头和色带之间的相对运动使打印头经过色带预定的长度，而非打印阶段期间色带相对打印头前进预定的距离，其中在连续打印周期期间，控制器有选择的对不同打印元件群组加电，元件群组分类分布在打印头上，这样不同群组接触色带不同的部分，控制器使色带前进，这样所述的色带前进的预定距离小于所述的色带的预定长度。对打印元件的群组加电，这样在任何两个相同打印元件群组加电的打印阶段间隔之间，色带前进至少色带预定的长度。
34.根据权利要求33所述的带驱动器，包括打印元件的两个群组，其中色带前进的预定距离是至少半个色带的预定长度。
35.一种转印打印机，用来将墨水从打印机色带转移到沿邻近打印机的预定路径传送的物质上，其包括打印机色带驱动机械装置，用来在第一和第二色带卷轴间传送色带；打印头，其与色带的一面接触且压色带的反面使其与预定路径上的物质接触；打印头驱动机械装置，其用来沿一般与预定物质传送路径平行展开的导轨传送打印头，其还用来移置打印头使其与色带接触和与色带分开；控制器，其可选择编程，从而在打印期间打印头被移置与色带接触，并且或者打印头相对于预定物质传送路径是固定的，且色带被传送而物质相对于打印头将被打印，或者色带和将被打印的物质相对于预定物质传送路径是固定，且打印头相对于色带被传送。
36.一种装置，用来测量带的两个卷轴的直径，其中带安装在可驱动带在两个卷轴之间传送的带驱动机械装置上，该装置包括光学传感系统，其包括至少一个光发射器和至少一个光监测器，这样在两者之间建立光路；传送机械装置，其用来支撑至少部分光学传感系统且是可驱动的，以便用光路扫描被测卷轴所在的空间；控制器，其可操作控制传送机械装置，并可检测传送机械装置的位置，其中在传送机械装置中检测器输出量变化指示出在两种条件间的转换，一种条件是光路被卷轴遮挡，另一种条件是光路没被该卷轴遮挡，所述控制器还依据检测到的传送机械装置的位置计算卷轴直径，其中传送机械装置的输出量变化。
37.一种打印装置，包括机架；安装在打印头支撑组件上的打印头，其中打印头支撑组件可相对机架沿与打印色带路径平行的方向移置；第一驱动机械装置，用来相对机架移置打印头支架；辊子，其用来支撑在色带路径一边远离打印头的待打印物质；第二驱动机械装置，用来相对打印头支撑组件移置打印头到打印位置，其中在该位置，部分打印头靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上；控制器，其用来调整第一驱动机械装置进而相对辊子的旋转轴调整打印头的角度位置。
38.根据权利要求37所述的装置，其中靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上的打印头部分是包含可选择加电的打印元件的打印头部分。
39.根据权利要求38所述的装置，其中元件沿所述打印头部分线性排列。
40.根据权利要求39所述的装置，其中线性排列的元件沿边缘排列，或者平行邻近打印头的边缘。
41.一种打印装置，包括机架；安装在打印头支撑组件上的打印头，其中打印头支撑组件相对机架沿与打印色带路径平行的方向可移置；第一驱动机械装置，其用来相对机架移置打印头支撑；剥离辊子，其安装在打印头支撑组件上且可随打印头沿所述的平行方向移置；第二驱动机械装置，其用来相对打印头支撑组件和剥离辊子在邻近打印色带的待打印位置和打印位置之间移置打印头，其中在所述打印位置打印头与路径上的打印色带接触，其中提供凸轮机械装置，打印头支撑组件移置到预定位置使得凸轮机械装置啮合，在啮合时，使得打印头从待打印位置回退到与剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
42.一种打印装置，包括打印头；打印色带驱动机械装置，用来使打印色带在打印头和被打印物质行进的路径之间行进；用来应用打印头到支撑在驱动机械装置中的色带上的装置，其中打印头包括打印元件阵列，每个打印元件可选择加电从与那个元件接触的部分色带将墨水释放；控制器，用来控制打印元件的加电和色带的前进以便实施一系列打印周期，其中每个打印周期包括打印阶段和非打印阶段，其中在所述的打印阶段打印头和色带间的相对运动使打印头经过色带预定的长度，而在非打印阶段，色带相对打印头前进预定的距离，其中在连续的打印周期，控制器有选择地为不同打印元件群组加电，元件群组分类分布在打印头上，这样不同群组接触色带的不同部分，所述控制器使色带前进，这样所述的色带前进预定距离比所述的色带预定长度少，打印元件群组被加电，这样在打印元件的相同群组加电的任何两个打印阶段的间隔之间，色带前进的距离比所述的色带的预定长度小。
43.一种控制转移打印机的方法，用来从打印机色带上将墨水转移到沿邻近打印机的预定路径传送的物质上，其中打印机色带驱动机械装置在第一和第二色带轴之间传送色带，打印头与色带的一面接触并压色带的反面使其与预定路径上的物质接触，打印头驱动机械装置沿一般与预定物质传送路径平行的导轨传送打印头，并将打印头移置得与色带接触或者与色带分离，控制器控制打印机色带和打印头驱动机械装置，控制器可选择编程，从而在打印期间打印头被移置与色带接触，并且或者打印头相对于预定物质传送路径是固定的，且色带被传送而物质将相对于打印头被打印，或者色带和将被打印的物质相对于预定物质传送路径是固定的，且打印头相对于色带被传送。
44.一种测量两带的卷轴直径的方法，其中带安装在可在卷轴间驱动带传送的带驱动机械装置上，其中包括至少一个光发射器和至少一个光检测器的光学传感系统，这样在两者之间建立光路；传送机械装置，其用来支撑至少部分光学传感系统，且被驱动以便使光路扫描过被测卷轴所在的空间；控制器，其控制传送机械装置检测传送机械装置的位置，其中在传送机械装置中检测器的输出变化指示出张紧力在两个条件之间转换，一个条件是光路被卷轴遮挡，另一个条件是光路没被该卷轴遮挡，依据检测的传送机械装置的位置计算卷轴直径，其中检测器输出量变化。
45.一种在打印设备中调整打印头位置的方法，其中所述打印设备包括机架；打印头安装在其上的打印头支撑组件，其相对机架沿与打印色带路径平行的方向可移置；第一驱动机械装置，其用来相对机架移置打印头支撑；辊子，其用来支撑在色带路径上远离打印头的被打印物质；第二驱动机械装置，其用来相对打印头支撑组件放置打印头到打印位置，其中在所述打印位置上部分打印头靠在辊子或者任何物质或者插在打印头和辊子之间的色带上；控制器，其用来调整第一驱动机械装置以便相对辊子旋转轴调整打印头的角度位置，其中打印头位于辊子附近，实施测试打印，调整第一驱动机械装置以相对辊子旋转轴改变打印头的角度位置，实施另外的测试，不断重复调整和测试过程直到得到满意的打印质量。
46.一种在打印装置中替换打印机色带期间控制打印头回退的方法，其中所述的打印装置包括机架；打印头安装在其上的打印头支撑组件，其相对机架沿与打印色带路径平行的方向可移置；剥离辊子，其安装在打印头支撑组件上，且随打印头沿所述平行方向可移置；第二驱动机械装置，其用来相对打印头支撑组件和剥离辊子在邻近打印色带路径的待打印位置和打印位置之间移置打印头，其中在所述的打印位置上，打印头与路径上的打印色带接触，其中当需要替换打印机色带时，打印头支撑组件移置到预定位置，定位凸轮机械装置以便在将打印头支撑组件移置到预定位置时使凸轮机械装置啮合，在啮合时凸轮机械装置使打印头从待打印位置回退到与剥离辊子和打印色带路径分离的位置。
47.一种在打印装置中控制打印过程的方法，其中打印装置包括打印头；打印色带驱动机械装置，其用来使打印色带在打印头和被打印物质前进的路径之间前进；用来将打印头应用到支撑在驱动机械装置中的色带上的装置，打印头包括打印元件阵列，每个打印元件可选择加电以便从与该元件接触的色带部分上释放墨水，其中控制打印元件的加电和色带前进以便实施一系列的打印周期，其中每个打印周期包括打印阶段和非打印阶段，其中在打印阶段打印头和色带间的相对运动使打印头经过色带预定长度，而在非打印阶段色带相对打印头前进预定距离，在连续打印周期中打印元件的不同群组有选择的加电，元件的群组分类分布在打印头上，这样不同的群组接触色带不同的部分，色带前进，这样所述的色带前进的预定距离小于所述的色带的预定长度，加电打印色带的群组，这样在打印元件相同群组加电的任何两个打印阶段的间隔之间色带前进至少所述的色带的预定距离。
全文摘要
一种带驱动器，其用于例如转印打印设备中以驱动打印机色带。打印机色带安装在两个卷轴上，每个卷轴由各自的步进电机驱动。控制器控制电动机的加电，这样色带沿至少一个方向在安装在卷轴支架的卷轴之间传送。控制器为两个电动机加电从而沿色带传送的方向驱动色带的卷轴以获得推挽式操作。监测色带张紧力以实现对供色带和卷色带的精确控制，通过监测两个步进电机的电源监测色带张紧力。
文档编号B41J33/34GK1657307SQ2005100590
公开日2005年8月24日 申请日期2001年9月5日 优先权日2000年9月11日
发明者马丁·麦克内斯特瑞, 基思·巴克斯顿, 菲利普·哈特 申请人:赛福尔有限公司