专利名称：具有静电保持基层的精确定位对准的印刷设备等的输送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及输送系统。特别涉及到具有静电保持基层的输送系统，用于需要精确定位对准的印刷机和其它设备。
在机械领域中，具有多种输送系统，需要用它们将基层或物品从一个工位传送到另一工位，以使及这些工位完成连续操作。例如在彩色印刷中，使纸张基层从一个印刷工位移动到下一工位，以便在纸张上连续进行套色印刷，在各接续的印刷工位中，精确对准由彩色点组成的图象。对准的准确性是非常必要的，因为如同多层滤层镜，不同颜色的油墨一层附着在另一层上共同产生作用，当彩色油墨这样重叠在一起时，可以产生宽范围的色调。通常，对于50μm2的印刷点，要求保持的对准精度范围是±5μm。
通过连续的加工工位精确输送物品不仅仅是印刷所涉及的内容。例如，在集成电路制造过程中，必须精确地输送半导体晶片经过连续的暴露、遮蔽、蚀刻和固定工位，从而制造出精确的成品。任何错位的晶片都将导致产生废品，为生产者造成昂贵成本。邮件分拣是另一种有益的应用。
根据特殊用途，例如，印刷，邮件分拣等，基层的搬运器可以是输送带或滚筒。甚至搬运器可以是所谓移动的板式输送机，其中一个载体部分可以相对于静止部分往复移动。在移动部分向后运动期间，静止部分可以防止任伺输送物品的向后滑动。
在传统的方式中，解决精确输送基层和其它物品的必要措施是采用昂贵和复杂的精确定位机构，该机构通常包括机械夹紧装置或真空固定装置，以便保证将基层或其它物品固定在搬运器上。搬运设备，例如，应用于印刷工业中的纸辊，不仅因为它们有精制繁琐的内部夹紧机构，使设备复杂而价格昂贵，而且也因为机械夹紧装置具有其驱动器和齿轮严格执行的循环时间限制。制约了系统的运行速度。还有，这些传统设备的缺点是它们很可能损害夹紧或夹持的基层或其它物品。此外，机械驱动的保持机构，以及真空操纵的负压装置噪音很大，由此它们可能对机器附近的操作者的工作产生不良影响。
因此，有必要能够安全可靠地输送各种基层，例如，纸、塑料片、薄膜和其它普通平面媒介，采用很小的动力和大大超过现有的运行速度。
而且，对于彩色印刷，由于要求有高精度的定位准确性，通常不采用带式输送机将纸张或其它印刷基层从一个印刷工位输送到下一个印刷工位，这是因为输送带很容易产生横向漂移。这就希望能够提供一种带式输送系统，在由输送机进行输送的印刷或其它加工工位上，可以获得良好的定位准确性。
因此，本发明的目的是提供一种改进的系统，以便输送基层或其它平面物品，可以获得高精度定位准确性。
本发明的另一目的是提供一种输送系统，在这种类型的输送系统中采用非机械装置将基层保持在输送搬运器上。
本发明还有一个目的是提供一种输送系统，用它可以安全可靠地输送各种不同物品，其中包括薄而易碎的基层。
本发明的另一个目的是提供一种输送系统，它特别适用于彩色印刷。
本发明的另一目的是提供一种输送系统，它的噪音很低，而且只要供给很少量的动力就足以能有效运行。
本发明还有一个目的是提供一种输送系统，在使用被驱动的带式搬运器时，可以输送物品通过接续的加工工位，并且在这些工位可获得高精度定位准确性。
本发明的部分其它目的可以从下文中明显看出。
因此本发明包括构造、元件的结合和部件设置的特征；在下面的详细说明中将举例描述，而本发明的范围将在权利要求书中描述。
简而言之，本发明的输送系统包括可移动的搬运器，用以输送基层通过接续的加工工位，在所述加工工位对基层的选定位置进行各种加工操作。本发明中专门描述了一种输送系统，将这种系统结合进印刷机，以便在基层上印刷彩色图象，例如，输送纸张通过印刷机。但是，应当理解，这种输送系统可以用于许多方面，特别是那些需要使基层或其它平面物品精确定位的场合。还有，本发明主要涉及具有带式搬运器的输送系统。但是，本发明的许多特征也可以用于采用鼓式搬运器或往复移动(移动板)式搬动器的输送机。
带式搬运器呈柔性环形输送带形式，在一对辊轮之间延伸，由合适的电机驱动器使至少一个辊轮转动。环形输送带的上伸展部分通过多个加工工位。在印刷机中，加工工位由接续的印刷工位组成设置的印刷工位是对支撑在搬运器上的基层进行不同颜色的印刷。
为了保持基层相对于搬运器的位置，在环形输送带中结合静电夹紧栅。通过嵌入输送带中的交错式的电极构成上述静电夹紧栅。向相邻的这些电极中的电极提供电位差，由此在这些电极之间形成能量静电场。静电场的作用力线延伸到输送带表面上方，与通过在基层中感应的电容电量相互作用，依次对输送带的基层产生电力静电吸引。
如下面详细描述，可以采取措施，沿着环形输送带路线的选定位置使电极断电，以便基层不再被吸引到处于这些位置的输送带上。例如，当电极靠近环形输送带的出口端时，使这些电极断电，导致基层从搬运器中排出，或者被传递到另一台输送机上，而不会被送往环形输送带的下侧方周围。
如前面所述，在印刷操作中，在多个印刷工位使彩色点一个重合在另一个上，精确定位是非常重要的。为此，通常不用带式搬运器输送印刷基层通过印刷机，因为输送带容易产生横向漂移，而且输送带的速度还可能因为同样原因或其它原因产生变化。但是，在本发明的输送系统中，在使用带式搬运器的同时，可以避免输送带中存在的上述问题，沿着上面所述的电极，一束细纵向平行线围绕环形输送带延伸，最好其位于输送带边缘附近。用光传感器探测这些线，这些线的模型被刻制在输送带的工作表面，干涉滤光器可以探测到很小的输送带的横向移动，并且发出输送信号，表示输送带的横向位移。在输送带中还设置了沿纵向排列的一系列定时标记，标记形成光学定时轨迹，该定时轨迹沿着整个环形输送带延伸。由第二光传感器探测这些标记，传感器发出输出信号表示输送带的速度。具有这一特征，即使在输送速度变化时，能够及时在任一点精确确定输送带的纵向位置，因此在输送带的某一位置上开始驱动需要的任何动作。
向控制器供给两个信号，其一借助均匀改变所述辊轮的几何尺寸控制输送带延伸到某位置，其二在各加工工位微调工作元件的横向和纵向位置，以致在这些工位，在输送带输送的基层上以精确的正确位置进行全部加工。
换句话说，通过静电将基层牢牢夹紧在输送带或其它搬运器上之后，当基层到达接续的工位时，本发明的系统保证使基层高精度准确定位。为此，系统跟踪输送带或其它搬运器的运动，向各加工工位发出信号，以便当基层到达各加工工位时，在各工位的工作元件进入相对于基层精确定位于准确位置。因此，本发明的系统能够提供＂预定位置＂，以及基层位置与工作元件位置的精确连接，使位置精度小于±5μm(微米)。
当本发明的输送系统中的这种输送带用于彩色印刷时，输送带运行过程中产生横向漂移，这是因为控制机构的固有周期，当机构运动时连续调整输送带。由于在各加工工位书写头与印刷滚筒协同运行，预先连续调整书写头在各印刷工位中的位置，使来自前一工位的印刷点到达经过调整的位置，以致后一个印刷点总是精确地与前一印刷点重合。实际上，各印刷机中的印刷工位的印刷头连续微小运动，按照控制系统计算出的结果，在这些工位由印刷头在各自的印刷滚筒上书写图象时改变横向位置，控制系统的计算结果与输送带的运动相关联，根据需要的时间间隔和接续的印刷头的位置，周期性地进行调整。采用这种预先准确确定位的控制方法，能够印刷出以前从未得到过的彩色重叠高定位精度印刷，以前采用传统的印刷方法通常获得的定位精度大于±100μm。
为了全面理解本发明的性质和目的，下面将参照附图，详细说明。
图1是与本发明制造的输送系统相结合的彩色印刷机的立体图；图2是图1所示系统中载体输送带的放大局部平面图；图3是图1所示系统中使用的可改变几何尺寸的导向辊局部剖视图；图3A是沿图3中剖成线3A-3A所截的剖视图；图4是能够进行两面印刷的带式输送系统的示意图；图5是与本发明相结合的往复式输送系统的示意图；现在参照图1，其描绘了与三色印刷机相结合的本发明的输送系统。但是应当理解，这种基本同样的输送系统可以用于四色或五色印刷机，或者用于其它用途，在这些用途中，使平面基层向连续的多工位移动，在这些工位中，在平面基层上进行多位置感光操作。
该输送系统包括柔性环形输送带10，所述环形输送带10，采用有合适强度、弹性、抗撕裂的材料制造，例如用加强的橡胶，或塑性材料。输送带10在一对辊轮12和13之间延伸，其中一个辊轮，即辊轮13在系统控制器15的控制下，由合适的电机14转动。沿着环形输送带10有分隔开的类似的印刷工位16a、16b和16c。在这些印刷工位，可以在基层S上印刷三种不同的颜色。所述基层S支撑在环形输送带的上伸展部分10a。例如，在印刷工位16a至16c可以分别印刷蓝、品红和黄色等基本颜色。
当印刷机运行时，环形输送带10沿顺时针方向转动，如图1中箭头A所示。由合适的供给器(未图示)将基层S，如纸张连续放置在环形输送带的的上伸展部分10a。当传送各基层S通过连续的印刷工位16a至16c时，将不同彩色图象印刷到基层上。如上所述，在所述设备中，这些颜色是蓝、品红和黄。事实上，这三种印刷图象描绘出三种颜色组合的，或由原色分开的文件或图象，因此，在各基层S上精确对准要被印刷的图象是非常重要的。本发明的系统可以保证这一点，第一，当输送基层通过连续的印刷工位16a至16c时，将各供给的基层夹持固定到环形输送带10上；第二，通过控制在各印刷工位执行的印刷操作，解决环形输送带10的任何偏移或变速问题。
为达到上述第一目的，环形输送带10结合静电夹紧栅32，当在环形输送带的左端供给基层时，由静电夹紧栅32夹紧各基层S。当输送基层通过印刷机时，夹持基层平压在输送带上，而且当基层运行到出口或环形输送带的右手端时，松开基层。
从图1和2可以清楚地看到，夹紧栅32包括一系列相互间隔开的、交错排列的、指状电极34和36，它们沿着环形输送带10的横向延伸。而且，这一系列电极环绕着整个环形输送带延伸。电极34相应的端部连接公共电极或汇流线34a。所述汇流线34a环绕整个环形输送带延伸，而且邻近输送带横向的左手边缘。与此相同，公共电极或汇流线36a连接电极36，所述电极36靠近环形输送带的右手边缘。
最好，将电极设置在高摩擦系数的薄膜38下方。所述薄膜38，例如是氯丁橡胶或硅橡胶，至少将这种薄膜覆盖在整个环形输送带10的外表面。这薄膜38不仅提高了环形输送带10对于基层S的夹紧力，而且，对于在一定运行环境条件下，可能产生的电极化学腐蚀或冷凝现象起防护作用。薄膜38还能使电极绝缘，防止人直接接触这些电极。
在设备运行过程中，电源42提供大约1000伏特电位差到汇流线34a和36a。如图1所示，可以通过电刷44a和44b使电源与这些电极相连，或者通过合适的滚动接触器实现连接。这些连接也可以通过＂电容连接器＂获得，由此，通过电极位移，或用于电容器片的孔(未图示)的位移，将电荷引入夹紧栅。将所述电容器片设置在靠近夹紧栅的某些方便位置，例如设在环形输送带的端部。在此处其围绕辊轮12或13转动。
当向电极34和36供给电压时，沿着电极整个长度，在电极之间产生静电场力。电场线E至达薄膜38的表面上方，并且与设置在环形输送带10上的基层S相互作用，以致在基层S中感应电容电荷。这就提高了输送带的基层S的静电吸引。但是，这种静电吸引力仅仅在离输送带很短的距离内产生作用，这个短距离例如是基层的厚度。而且，仅仅当基层与输送带平面紧密接触时才产生作用。这种特征可以得到应用，例如，当按程序或物品种类使用输送机时得到应用。所述物品可以是装订所中的邮件，书帖等，因为，利用这种特征可以防止双重供给两份文件。
因此，静电夹紧栅32与高摩擦系数的薄膜38相结合牢牢固定设置在环形输送带10上的基层S的位置。而且，静电夹紧的特征在整个基层面积上产生作用，并且事实上这种作用与基层面积成正比。在环形输送带10上阻碍基层滑动的作用力F可以如下表示F＝Aeμ。
式中A是基层S的面积，e是单位面积上的吸引力，μ0是静摩擦系数。
在另一方面，应当注意到可以容易地将基层输送带10上剥离，因为抗剥离的阻力仅作用在线形区域，该阻力小于吸引力e，这是因为在单位面积内，线的宽度区域面积小于单位面积。鉴于此，显然在环形输送带10的端部，能够很容易地将基层S沿分离路径移开，在大多数情况下，所述分离路径与辊轮14相切。因此，具有通常普通纸张刚度的基层S足够的能力不会被输送带载着绕过辊轮14，而仍然是沿着直线方向从环形输送带10的出口端排出，正如图1所示。
按照本发明，可以制订措施在输送路线的任何区域或沿输送带行径的任何位置关断静电夹紧栅32，例如，便于处理非常轻薄的基层或保证在环形输送带10相对的端部，从输送机上捡起或卸出基层。换句话说，轻薄的基层没有固有的刚性。因此，它能和输送带一起运载绕过辊轮14，可能移动到环形带下方的不希望到的地方。因而，为帮助基层S从环形输送带分开，通过断开相应的电极34和/或36，可以关闭夹紧栅32。在所述设备中，借助各电极36与其汇流线36a的连接可以实现上述目的。所述电极36与其汇流线36a的连接借助光电阻器46实现。电阻器的电阻值与投射到电阻器上的光强度成反比。因此，各电阻器46在缺光亮的状态下，使电极36与汇流线36a基本上脱离连接。
在选定的位置，通过遮挡光线对光电阻器照射，使在上述沿输送带行径上选定的位置或区域内不能存在所述静电夹紧栅32。例如，如图1所示，在下方的输送带延伸部分10a不能存在夹紧栅，在输送带下方和围绕输送线的端部没有光线挡板48，从而可以由环形输送带10松开和拾起基层S。
当本发明的系统保证固定基层S在环形输送带10上的位置时，还密切控制输送带的横向位置，和在基层上印刷的图像，补偿环形输送带的任何剩余运动，这种剩余运动阻碍在基层上正确对准由印刷工位16a至16c印刷的图象。为此，在环形输送带10中设置了记时轨道52，其由一系列不透光的指示记时标记52a组成，所述标记52a沿环形输送带隔开，最好位于输送带的边缘。象夹紧栅32一样，同时可以将记时轨道52设置在环形输送带10上作为栅32。由光探测器54可以探测到这些记时标记线52a。由光探测器54向控制器15产生相应的输出信号。于是，记时轨道52和探测器54为系统作为整体构成控制时钟。
在没有记时轨道52的环形输送带10中，最好在输送带的边缘附近还设有如图2所示的输送带位置轨迹56。轨迹56由一组狭窄的、分隔开的、平行的、不透明的线56a组成，这组线56a沿着整个环形输送带10延伸。在所述系统中，在轨迹56中有五条线56a。这些线由安装在机架上，刚好在辊轮12上方的测量探测器58探测。探测器58可以是光栅型探测器，其与美国专利US-3,584,015中的一个探测器相同，其中内容在本文中作为参考，在这种探测器中接收的图象与轨迹56的模型相应，因而，其中也有光栅结构。借助合适的采集元件，轨迹56的光栅型图象的位置相对于光栅型探测器58从探测器发出信号，该信号表示相对于参照位置的输送带的横向位置，例如机器中心线的位置。探测器58的输出信号精确到小于1μm。从探测器58发出信号到控制器15，用此信号不仅可以减小输送带的横向偏移，而且，如下所述，可以控制由印刷工位16a至16c在基层S上的印刷，以致在这些工位印刷的图象能够在基层S上精确对准，如上所述，将基层S约束在环形输送带的伸展部分10a。
为保持输送带的横向位置，在本发明的系统中设置了独特的辊轮12，辊轮12一端的直径可以增大，而另一端的直径可以缩小，反之亦然，由此改变输送带10的横向位置。本系统能够使辊轮12获得缩小的圆锥形变形，当输送带绕过辊轮12的半圆时，可以立即改变输送带的横向位置。连续监视输送带的横向偏移，用伺服系统调整辊轮12的锥度，以便将输送带保持在需要的位置，例如，保持在机械中心线位置。
现在参照图3和3A，图中非常详细地表示了辊轮12。在图3中，仅仅表示了辊轮的左端部分，因为辊轮的右端部分与左端部分相互对称。辊轮12包括圆柱形中心体62，其有轴64，该轴64从中心体相对端部轴向伸出。各轴64中的减小直径端64a通过轴承连接在机架65中。而且，紧靠着机架板的轴部分64b是螺纹部分。辊轮端部的环形件66可滑动地支撑在各轴64上。各环形件66有底部66a，其可滑动地安装在相应的轴64上，而且抵靠着相邻的中心体62的相邻端部。从底部66a沿轴向延伸的环形圆柱部分66b，具有颈部缩小部分66c，所述颈部缩小部分66c和底部66a相邻。如图3A清楚所示，沿部分66b的纵向切制出槽形成多个指状物68，各指状物68可以自由地围绕部分66c处的轴线沿径向有柔性。各端部元件66和辊轮中心体62有相同的外径，由此形成可变直径的延伸部分。用弹性材料，例如橡胶套70覆盖辊轮中心体62和端部元件66。
如图3所示，端部元件部分66b的内壁72倾斜形成锥形表面，其半径随着离开辊轮12端部的距离而减小。环状楔形物74可滑动地定位于各轴64上，与表面72相配合。所述环状楔形物74有圆锥形外表面74a，该锥形外表面74a的锥角对应于表面72的锥角。而且，正齿轮76有带螺纹的轴向开口78，所述开口78在楔形物74和机架65之间，通过螺纹与各轴部分62b相配合。于是，当齿轮76朝一个方向转动时，其推动相应的楔形物74进一步进入相邻的辊轮12的端部。这个动作引起相关的端部元件部分66b沿径向伸展，因此在辊轮相应的端部增加辊轮12的直径。另一方面，当齿轮朝反方向转动时，它不向楔形物施加作用力。由此，在各楔形物74和相关的辊轮端部元件部分66a之间的螺纹弹簧82推压所述楔形物74朝相应的辊轮端部的外侧移动。结果导致辊轮12端部的直径减小。
通过啮合齿轮86可以使各齿轮76在轴64上朝一方向或另一方向转动。啮合齿轮86由可正反转换的同步脉冲侗服电机88的轴88a带动旋转。所述伺服电机88安装在机架65上。各电机88可以使齿轮76的转速高于或低于齿轮12的转速。由此，移动相应的楔形物74进去或出来，从而调整辊轮12相应端部的锥度。
应当理解，端部元件66b成型并定位于底部66a上，因而，当相关的楔形物64向外退出时，弹性辊轮套筒70将收缩以至辊轮12相应端部的直径小于辊轮中部直径。于是通过适当确定楔形物74在轴64上的位置，可以分别控制辊轮相对端部的部件，从而使端部直径小于，等于或大于辊轮中部直径。换句话说，通过确定楔形物64在辊轮相对端部的位置，可以在一轴向，或另一轴向，改变作为整体辊轮的锥度。
在所述系统中，调整辊轮12锥度的电机88。根据探测器58发出的信号，由控制器15(图1)中的标准伺服电路控制。由探测器58监视输送带伸展部分10a的横向偏移。伺服控制系统总是将输送带保持在选定的横向位置，例如，在机械中心线位置，该位置在非常小的公差范围之内。输送带的横向偏移一旦被探测器58识别，将信号发送给控制器15，由控制器15驱动一台或两台电机88移动楔形物74进去或出来，从而调整辊轮12锥度，使输送带移动需要的距离，返回其中心位置。
如上所述，在密切控制输送带10仅有很小的横向移动时，利用输送带的位置伺服电路，在本系统中还可以采取措施补偿任何输送带的剩余运动。输送带的剩余运动可能是由于输送带尺寸不规则，或有小的滞后运动或干扰产生的。
如上所述，印刷工位16a至16c，除它们印刷时采用的油墨颜色不同外，其他都相同。例如它们分别采用基色油墨篮、品红和黄。各印刷工位包括印刷滚筒92，其设置在输送带伸展部分10a的上方，还包括砧滚筒94，该砧滚筒94平行于滚筒92，设置在输送带伸展部分10a的下方。由机架可转动地支撑着所有滚筒92、94，它们都平行于输送带的辊轮12、14，以致环形输送带10的上伸展部分10a在各印刷工位与滚筒组滚动接触。
各印刷工位还包括印刷头96，通过引导螺杆98支撑所述印刷头96，该印刷头96非常靠近滚筒92的圆柱形表面。引导螺杆可旋转地安装在机架上，因此其平行于滚筒92，94。引导螺杆98通过可正反转换的步进电机102朝一方向，或另一方向转动。所述步进电机102从控制器15接收驱动信号。
印刷头、印刷滚筒和印刷控制器可以是本申请人的美国专利US-4,792,860所述类型(该专利中所述内容在本文中作为参考)，或者是本申请人在前面所述的专利申请中涉及的类型。
在设备运行期间，根据输入的数据流，控制器15向印刷头96发出印刷信号，使各印刷头96在相关的印刷滚筒92上书写电子图象，该图象和原始颜色的成分或原始文件或图象的区别相一致，当印刷滚筒92转动时，图象被一条线接着一条线写出。通过供给的静电热塑性油墨将书写在各印刷滚筒92上的图象在滚筒表面显影出来。所述油墨来自供给油墨工位的油墨源。在前面所述的专利和本专利申请中，仅仅是通过印刷头96将油墨粘合剂供给到由印刷头96充电的滚筒92的表面区域。当基层S遇到通过相应的供给油墨工位的转动着的滚筒92的油墨部分时，将油墨转移到基层上。和大多数印刷机相同，书写在各印刷滚筒92上图象的位置与基层载体上基层S的位置一致，以致印刷在基层上的图象定位于基层上的正确位置。
再参见图1，当本申请人在先描述过的申请一样，采用电子印刷头96进行印刷时，印刷头处于不可改变的静止状态。。但是，按照本发明，印刷头在引导螺杆98上可横向移动，以便解决环形输送带10的任何剩余横向偏移，这种偏移，由于在伺服电路控制输送带位置中超前或滞后动作可能发生。特别是，两个监视输送带位置的探测器58输出的信号连同第二个相同的探测器58a发出的信号共同用来改变各印刷头96的位置，从而补偿任何输送带的位置偏移。当环形输送带10偏移开选定的参照位置时，如，离开机械中心位置时，控制器15接收探测器58和58a发出的信号，计算出输送带10在输送方向的矢量移动量，然后向步进电机102发出适当的驱动信号，由步进电机102使引导螺杆98转动。引导螺杆的转动沿横向改变了相应印刷头96的位置，以致被书写在印刷滚筒92上的电子图象点沿横向复原，从而补偿了输送带的偏移。同时，调整滚筒92上印刷头96的图象点书写的定时位置，以便当时钟轨迹探测器54探测到环形输送带10的速度产生任何变化时进行补偿。
在设备运行期间在环形输送带10的入口端，将连续的基层S供给向上输送带伸展部分10a，由于输送带上的高摩擦薄膜38和静电夹紧栅32的作用，基层S牢牢地连接在输送带上。随着在印刷工位16a至16c执行印刷操作，控制器15准确供给环形输送带上的各基层S，因此使图象位于基层上中央适当位置。当基层靠近第一印刷工位16a时，控制器15控制在工位16a的印刷头96，因而使印刷头96在此工位的印刷滚筒92上书写电子图象，由篮色油墨源106使印刷滚筒92上的电子图象浸墨，因而当基层S到达印刷工位16a时，当基层S在此工位的滚筒92和94之间通过期间，浸过油墨的图象将被转移到基层上。在这段时间，控制器15从探测器54，58和58a接收指示输送带伸展部分10a的纵向位置和横向位置信号。使用这些信息，由控制器确定，是否被书写在印刷滚筒92上的图象必需沿轴向或圆周方向进行修改，以便对任何输送带位置变化或速度变化进行补偿。如果输送带沿横向偏移，控制器计算出偏移量和输送带的纵向位置，向步进电机102传送驱动信号，朝一个方向或另一个方向改变印刷头96位置，从而对输送带的偏移进行补偿。
同样，如果探测到输送带的速度发生变化，控制器15控制由印刷头执行的书写操作计时，调整印刷滚筒92上图象点的圆周位置，从而对输送带的速度变化进行补偿。于是，当基层S通过第一印刷工位16a时，尽管在基层被设置在输送带上的时间和由印刷工位16a基层印刷时间之间，存在着不需要的输送带移动，篮色图象都将被印刷在基层S的适当位置。
以同样方式，当基层从印刷工位16a前进到印刷工位16b时，系统连续监视输送带的运动，并且连续调整在后一工位中印刷头96的位置和/或运行时间，以便根据基层上特殊印刷点到达印刷工位16b的时间，在该工位将调整印刷头96的位置状态和定时运行状态，从而在工位16b印刷头将相应的品红图象点书写在印刷滚筒72上的适当位置。所以，当印刷点到达印刷工位16b时，这些品红图象点将与基层S上的篮色印刷点重合。
当输送带偏移时可以预测输送带的偏移量，这是因为伺服系统固有控制周期，当输送带输送时，其连续调整输送带。因此，与相关的印刷滚筒92一同运行的各书写头96可以被连续调整到印刷点要达的预定位置，从而使下一个点总是精确地与前一点重合。控制器15计算输送带的速度，各印刷点的移动距离以及书写在印刷滚筒上印刷点的位置，从而使两个印刷点同时在基层上的正确位置聚合。换句话说，按照控制器的计算，当将信号发送到各印刷滚筒时，书写头处于连续横向改变微量运动状态。
例如，如果输送带伸展部分10a将向左偏移，当输送带传送基层S从印刷工位16a去工位16b时，由探测器58探测出输送带的偏移，并通知控制器15。根据探测器54，58和58a提供的信号，控制器得知输送带伸展部分10a的位置，由控制器计算出在印刷工位16b，印刷头96必须向左移动的数量，以便在滚筒92上书写出相应的品红图象点Im，该点将与印刷点Pc重合。所述印刷点Pc在工位16a印刷到基层上。换句话说，如果没有这种校正动作，在印刷工位16b将在滚筒92上书写图象点Im′，该点Im′将被印刷在基层S上印刷点Pc的右侧。但是，在本发明中，当输送带偏移时，印刷头96将向左改变同样数量，从而相应于印刷点Pc的图象Im将相互重合。
当传送基层通过印刷机中心的各印刷工位时，连续执行此过程，以致当基层离开印刷机时，它经过3次彩色印刷，所有印刷点都位于基层上适当对准。
通过利用此＂预测定位＂的原则，本发明的静电输送大大超过现有的印刷定位精度，在彩色印刷领域，普通的可获得的印刷定位精度一般仅在±100μm范围范围内。
上面所述带式输送机具有静电夹紧栅，用它还可以容易地在基层两侧面方便地进行印刷。为此，如图4所示，按顺序可以安置两台这样的输送机，使一台环形输送机的上伸展部分和另一台环形输送机的下伸展部分位于同一平面。设置在左手端输送机的环形输送带10上的基层S被输送带输送通过第一印刷机。如上所述，第一印刷机在基层的上侧面进行印刷。在该环形输送带的出口端，将基层传递到右手端的输送机上，在该输送机的环形输送带10′带有和图1和图2所示相同的静电夹紧栅32。但是，在后一输送机中，夹紧栅在环形带的下侧区域起作用，因而基层将被悬挂在环形输送带的下伸展部分，并且被输送通过第二印刷机，由第二印刷机在基层的另一侧面进行印刷。在右手端输送机的出口，基层被传递到合适的斜盘T上。
当然，也可以将带开关的静电夹紧栅结合进纸鼓或纸滚筒的圆柱形表面，以便采用与上述环形输送带10相关的同样方式从纸鼓或纸滚筒上抓取或放开基层。
下面参照图5，其表示了与本发明的静电夹紧栅相结合的往复或移动板式输送机。此输送机包括一对间隔开的，相互平行的、固定侧板11a和11b，其中设有静电夹紧栅118a和118b。在侧板116a和116b之间可滑动定位的是往复移动板122。在往复移动板122上也设有静电夹紧栅124。通过直线形驱动器126使往复移动板122平行于侧板116a和116b前后往复移动。直线形驱动器126的电枢126a与往复移动板122的一端相连接。通过双刀开关128的一个终端使静止的夹紧栅118a和118b平行地电连接到电压源V1开关128的另一端，使往复移动板122上的夹紧栅124和同一电压源相连接。通过第二开关129使驱动器126连接第二电压源V2，这两个开关128和129的工作位置由继电器线圈130控制。
当激励驱动器126时，驱动器的衔铁推动板122向右运动，而当驱动器126断电时，内弹簧(未图示)驱使衔铁126a和往复移动板122返回原位。通过图5可见，当激励继电器130时，根据图1中控制器15的控制信号，开关129闭合，由此激励驱动器126和推动往复移动板122向右移动到前进位置。同时，继电器130驱动开关128，使开关128连通往复移动板122上的夹紧栅124和电压源V1，并且使固定板116a和116b上的夹紧栅118a和118b断开电压源。由此，设置在输送机上的基层S连接往复移动板122，并且导致基层与移动板一同前进。
在另一方面，当继电器130断电时，开关129开启由此断开驱动器，使往复移动板122向左移动退回其原始位置。同时，继电器130移动开关128到另一位置，于是将使夹紧栅129与电压源V1切断，而使夹紧栅118a和118b与电压源接通。因此，当往复移动板122退回时，从移动板122上释放基层S，并且使基层S被固定在固定板116a和116b上，从而使基层停留在其前进位置。接着往复移动板122的往复移动与180°异相开关配合，接通或断开移动的和静止的夹紧栅，使基层S连续向图5中的右端前进。当然，可以预见，在较小距离内运动的往复式输送机可以采用压电振动器或弯曲装置使输时机的运动部件移动。
从上面所述内容可以看到，本发明的输送系统能够按程序，以很高的精度使文件或其它物品定位。因此，对于该系统，可以找到许多用途，无论如何情况都能够在一种平面物体或另一种平面物体上的特殊位置成功地进行操作。
因此，可以看到，采用上面所述制造的设备，能够有效地达到前面所述发明目的。因为，在不脱离本发明范围的情况下，上述设备构造可以有一定程度地改变。应当明白，所有包括在上述说明或附图中的内容都是对本发明进行说明，而不是进行限定。
还应当理解，在本发明的权利要求书中包括了说明书中所述发明的一般和区别特征。
权利要求
1.一种输送系统，包括具有表面的搬动器；一组第一导体，在所述表面下方延伸，大致相互平行排列；一组第二导体，在所述表面下方延伸，大致平行于所述第一导体，各第二导体有间隔地靠近第一导体，从而在第一和第二导体之间形成狭窄的间隙；在所述第一和第二导体之间产生电位差的装置，从而在所述间隙产生静电场，将基层吸引和夹紧在所述搬运器的表面；以及控制装置，用它来控制提供电位差的装置，以致仅在选定的第一和第二导体之间产生电位差，从而控制夹紧基层的所述搬运器表面的区域。
2.按照权利要求1所述的输送系统，其特征是搬运器是柔性输送带。
3.按照权利要求1所述的输送系统，其特征是所述搬运器是转动的滚筒。
4.按照权利要求1所述的输送系统，其特征是所述搬运器包括第一和第二元件，它们在同一平面大致相互平行移动，还包括使所述元件相对移动的装置，所述第一和第二元件分别带有第一和第二导体组；以及所述控制装置进行控制，以便当两元件朝一方向相对移动时，在元件之一的第一和第二电极之间提供电位差；或者当两元件朝反方向相对移动时，在另一元件的第一和第二电极之间提供电位差。
5.按照权利要求1所述的输送系统，其特征是控制装置包括电路开关，设置在所述电位差的供给装置和至少各组导体之一之间；以及驱动装置，可选择地驱动开关。
6.按照权利要求5所述的输送系统，其特征是驱动装置定位于一个或多个固定区域，该位置在所述搬运器与开关相对的路线上，当搬运器移动到所述区域中的位置时，驱动所述的开关。
7.一种输送系统，包括支架；一对间隔开的辊轮，它们相互平行可转动地安装在支架上；环形输送带，在辊轮之间配合环绕并且延伸，形成上输送带延伸部分和下输送带延伸部分，所述环形输送带有外表面；至少使一个辊轮转动的装置，以便使上输送带伸展部分朝选定的纵向方向移动；静电夹紧栅，将其结合所述环形输送带，所述夹紧栅包括第一和第二组电极；以及电压源，用它在第一和第二电极组之间提供电位差，以便从所述环形输送带的外表面发射静电场，电场有足够强的吸引力吸引和夹持送入环形输送带外表面上的基层。
8.按照权利要求7所述的输送系统，其特征是在环形输送带上产生的静电场的强度相对于供给到环形输送带外表的基层的重量和刚度，足以使基层从环形输送带的出口端排出，而不会被输送带运载绕过出口端。
9.按照权利要求7所述的输送系统，其特征是还包括使电压源与第一和/或第二电极组中选定的电极绝缘的装置，从而使只有选定的环形输送带的局部吸引和夹持基层。
10.按照权利要求9所述的输送系统，其特征是所述绝缘装置包括开关，连接在所述电压源和至少一个电极组的各电极之间；以及沿着环形输送带的路线，当开关位于选定的位置时，开启开关的装置。
11.按照权利要求10所述的输送系统，其特征是所述开关是光敏感开关，当在所述位置受光照射时，开关开启。
12.按照权利要求7所述的输送系统，其特征是还包括在所述环形输送带外表面的高摩擦覆盖物。
13.按照权利要求12所述的输送系统，其特征是复盖物是氯丁橡胶或硅橡胶。
14.按照权利要求7所述的输送系统，其特征是还包括与第一对辊轮相同的第二对辊轮；与第一环形输送带相同的第二环形输送带，第二环形输送带配合环绕所述第二对辊轮；以及按顺序相对定位设置成对辊轮的装置，以致一条环形输送带的上延伸部分与另一条环形输送带的下延伸部分基本上处于同一平面，从而使支撑在一条环形输送带上一面向外暴露的基层可以被传递到另一环形输送带上，于是基层的另一侧面暴露出来。
15.按照权利要求7所述的输送系统，其特征是还包括监测装置，用该装置监视所述环形输送带相对于选定位置的横向位置，并且发出指示位置的输出信号；变位装置，根据控制信号改变环形输送带的横向位置；以及伺服装置，根据所述输出信号，传递控制信号给变位装置，因此变位装置总是使环形输送带保持在选定的位置。
16.按照权利要求15所述的输送系统，其特征是所述监测装置包括在环形输送带上的输送带位置指示标记；以及靠近环形输送带设置的探测器，用于探测出位置指示标记，并且发出指示标记的输出信号。
17.按照权利要求16所述的输送系统，其特征是所述指示标记包括多个紧密间隔的平行线，这些平行线在环形输送带上沿纵向延伸；以及所述探测器是光栅型探测器，根据所述平行线的位置发出平涉图型。
18.按照权利要求16所述的输送系统，其特征是还包括印刷头，用它在夹紧在环形输送带的外表面上的基层上书写图象；定位装置，使印刷头对着所述环形输送带的外表面移动定位；移动装置，根据印刷头控制信号使所述印刷头朝垂直于选定方向的横向移动；以及第二伺服装置，根据所述输出的信号向所述移动装置传递印刷头控制信号，从而改变印刷头的横向方位，于是补偿环形输送带离开选定位置的任何横向移动。
19.按照权利要求18所述的输送系统，其特征是还包括定时标记，该标记沿环形输送带刻制；传感器，用它探测定时标记，并且根据标记发出定时信号；印刷控制装置，根据所述定时信号前进或延缓由印刷头书写的图象，从而补偿环形输送带沿选定方向的任何运动变化。
20.按照权利要求19所述的输送系统，其特征是所述监测装置还包括第二检测器，它对置于环形输送带，处于隔开第一探测器的位置，以便探测所述指示标记的横向位置，并且发出指示位置的第二输出信号；以及第二伺服装置，根据第二输出信号，对所述运动装置产生印刷头控制信号。
21.按照权利要求15所述的输送系统，其特征是变位装置包括改变辊轮之一的锥度的装置。
22.按照权利要求21所述的输送系统，其特征是所述辊轮之一包括圆柱形中心体；在所述中心体相对的端部设有一对可改变直径的延伸元件；弹性圆柱形套，包围所述中心体和所述延伸元件；根据控制信号改变延伸元件直径的装置。
23.一种输送装置，其包括支架；一对间隔开的辊轮，它们相互平行可转动地安装在支架上；环形输送带，在辊轮之间配合环绕并且延伸，形成上输送带延伸部分和下输送带延伸部分，所述环形输送带有外表面；至少使一个辊轮转动的装置，以便使上输送带伸展部分朝选定的纵向方向移动；监测环形输送带相对选定位置的横向位置的装置，并且发出指示其位置的信号；印刷头，用它在夹持环形输送带的外表面的基层上书写图象，定位装置，使印刷头对着所述环形输送带的外表面移动定位；移动装置，根据印刷头控制信号，使印刷头朝垂直于所述选定的纵向方向的横向移动，以及伺服装置，根据所述输出信号，传递印刷头控制信号给移动装置，以便改变印刷头的横向位置，从而补偿环形输送带离开所述选定位置的任何横向移动。
24.按照权利要求23所述的输送系统，其特征是还包括定时标记，沿着所述环形输送带刻制；传感器，用它探测所述定时标记，并且根据标记发出定时信号；以及印刷控制装置，根据所述定时信号前进或延伸由印刷头书写的图象，从而补偿环形输送带在选定方向上的任何运动变化。
25.按照权利要求24所述的输送系统，其特征是所述监测装置还包括在输送带上的输送带位置的指示标记和一对探测器，探测器在间隔开的位置与环形输送带对置，以便在所述位置探测所述指示标记的横向位置，并且发出输出信号和指示输送带位置的第二输出信号；所述第二伺服装置也根据所述输出信号和第二输出信号向所述移动装置提供印刷头控制信号。
26.一种输送系统包括输送物品的输送机；沿选定的纵向方向移动输送机的装置；使物品固定在输送机上位置的装置；第一和第二间隔开的工位，它们与所述输送机对置安排，各工位包括物品加工装置；移动装置，根据控制信号使物品加工装置在垂直于所述选定的纵向方向上横向移动；探测装置，用它监测所述输送机相对于选定的固定位置的横向位置，并且根据位置发出输出信号；伺服装置，根据所述输出信号向所述移动装置传递控制信号，以致在所述第一和第二工位改变物品加工装置的位置，从而在物品被固定到输送机上之后，补偿输送机离开所述选定位置的任何横向运动。
27.按照权利要求26所述的输送系统，其特征是还包括刻制在所述输送机上的沿纵向排列的一系列定时标记；传感器，用它探测所述定时标记，并根据标记发出定时信号；控制装置，根据所述定时信号前进或延缓所述物品加工装置的操作，在物品被固定到输送机上之后，沿所述纵向补偿输送机运动的任何变化。
28.按照权利要求26所述的输送系统，其特征是所述监测装置还包括第二探测器，它与输送机对置，位于和第一探测器间隔开的位置，以便探测输送机相对于所述固定位置的横向位置，并且发出指示位置的第二输出信号；所述第二伺服装置，也根据第二输出信号向所述移动装置提供控制信号。
全文摘要
一种输送系统，包括呈输送带、鼓轮或往复移动件形式的搬运器，具有表面和成组的第一和第二导体，所述导体在表面下方延伸，导体与表面基本上相互平行，各第二导体与第一导体紧密间隔，在它们之间形成狭窄间隙。电压源在导体之间提供电位差，从而在所述间隙中产生静电场，将基层吸引和夹紧在所述搬运器的表面。设有开关，仅在第一和第二导体中选定的导体组中提供电位差。
文档编号G03G15/00GK1121033SQ9510272
公开日1996年4月24日 申请日期1995年2月13日 优先权日1994年2月14日
发明者曼弗雷德·R·屈恩勒 申请人:曼弗雷德·R·屈恩勒