打印机制造技术

一种打印机包括被配置成选择性在衬底上创建标记的打印头。打印机包括具有联接到打印头的输出轴的步进马达，该步进马达被布置为改变打印头相对于抵靠其执行打印的打印表面的位置，以及控制由打印头施加在打印表面上的压力。打印机还包括传感器，其被配置成生成指示步进马达的输出轴的角位置的信号。打印机还包括控制器，其被布置为生成用于步进马达的控制信号，从而使步进马达生成预定扭矩；所述控制信号至少部分地基于所述传感器的输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】打印机
本专利技术涉及一种打印机。更具体地，但不排他地，本专利技术涉及用于控制由打印头施加在发生打印的打印表面上的压力的设备和方法。
技术介绍
热转印打印机使用传墨色带。在打印操作中，将色带上携带的油墨转印到待打印的衬底。为了实现油墨的转印，使打印头与色带接触，并且使色带与衬底接触。打印头包含打印元件，该打印元件在与色带接触的同时被加热时使油墨从色带转印到衬底上。油墨将从与被加热的打印元件相邻的色带的区域被转印。可通过选择性地加热与需要转印油墨的图像区域对应的打印元件并且不加热与不需要转印油墨的图像区域对应的打印元件，来将图像打印在衬底上。在一些热转印打印机中，通过使用色带和衬底运动经过的固定打印头实现打印。该操作可以被称为“连续”打印。此处，打印速度由经过固定打印头的衬底和色带的运动速度限定。然而，在替代性打印技术（所谓的“间歇”打印）中，保持衬底和色带固定，并且使打印头相对于固定的衬底和色带运动。此处，打印速度由打印头相对于固定的色带和衬底的运动速度限定。直接热敏打印机使用热敏打印头来在热敏衬底上生成标记。使打印头与衬底直接接触。当打印头的打印元件在与衬底接触的同时被加热时，在衬底的与被加热的打印元件相邻的区域上形成标记。众所周知，有多种因素会影响打印质量。例如，重要的是，将打印头相对于打印表面正确地定位，并且同样重要的是，打印头将适当的压力施加至打印表面以及被夹在打印头与打印表面之间的色带和衬底。在一些现有技术的打印机中，打印头相对于打印表面（即，朝向和远离打印表面）的运动通过气缸气动地实现，该气缸按压打印头以与打印表面以及位于打印头与打印表面之间的任何衬底和色带接触。这种布置是有效的，但是有相关联的缺点。具体地，在打印操作期间，通常无法轻易地改变打印头所施加的压力，并且使用打印头需要压缩空气的可用供应。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例的目的是提供一种消除或者减少至少一些上述缺点的新型打印机。根据本专利技术的第一方面，提供了一种打印机，其包括：打印头，该打印头配置为选择性地使在衬底上创建标记；第一马达，该第一马达联接至打印头并且被布置为改变打印头相对于抵靠其执行打印的打印表面的位置，从而控制由打印头施加在打印表面上的压力；以及控制器，该控制器被布置为控制第一马达。控制器被布置为控制供应给第一马达的绕组的电流的大小，从而使预定压力由打印头施加在打印表面上。控制供应给第一马达的绕组的电流的大小允许以扭矩受控方式来控制第一马达，从而生成预定的输出扭矩。能够（经由合适的机械联接）将这种生成的扭矩转换为在打印操作期间待由打印头施加在打印表面上的预定力（对于特定区域而言，与预定压力对应）。也就是说，通过对第一马达进行扭矩控制，能够实现对打印压力的精确控制。控制器可以被布置为在第一操作模式和第二操作模式下控制第一马达。在第一操作模式下，控制器可以被布置为控制供应给第一马达的绕组的电流的大小，从而使预定压力由打印头施加在打印表面上。在第二操作模式下，控制器可以被布置为控制第一马达的输出轴的角位置，从而控制打印头相对于打印表面的位置。第一操作模式可以被称为扭矩受控模式。也就是说，在第一操作模式下，扭矩可以是主要控制参数。由第一马达生成的扭矩可能与供应给第一马达的绕组的电流具有一种已知的关系。由打印头施加在打印表面上的压力可能与第一马达所生成的扭矩具有一种已知的关系。因此，通过控制供应给第一马达的绕组的电流的大小，能够控制由打印头施加在打印表面上的压力。第二操作模式可以被称为位置受控模式。也就是说，在第二操作模式下，位置可以是主要控制参数。更具体地，第一马达的输出轴的角位置可以是受控参数。将理解，在位置受控模式下，由马达生成的扭矩仍然可以受到控制。例如，在位置受控模式下，可以控制由马达生成的扭矩，从而使马达的输出轴运动到期望角位置。通过在第一操作模式和第二操作模式下控制马达，能够通过确保控制模式适用于特定情况来实现改进的打印机性能。例如，通过在扭矩受控模式下操作第一马达，能够精确地控制由打印头施加在打印表面上的压力。另一方面，通过在位置受控模式下控制第一马达，能够快速且有效地将打印头相对于打印表面定位。在第二操作模式下，打印头可以与打印表面间隔开。当打印头与打印表面间隔开时在位置受控模式下操作第一马达允许快速且有效地操作打印机，并且允许在连续图像的打印之间将打印头从打印表面撤回预定量。然而，如果仅仅使用了扭矩控制，则在第一马达的输出轴的旋转没有机械阻力的情况下（例如，当打印头与打印表面间隔开时），打印头可能无法在任意位置（即，自由空间位置）保持稳定。控制供应给第一马达的绕组的电流的大小可以包括：控制电流的大小不超过预定最大值。预定最大值可以与预定最大扭矩值对应。预定最大扭矩值可以与待由打印头施加在打印表面上的预定压力对应。控制器可以被布置为基于指示第一马达的输出轴的角位移的传感器信号来控制第一马达。打印机可以包括被布置为生成指示第一马达的输出轴的角位移的所述传感器信号的传感器。传感器可以是编码器，例如，旋转编码器。在第二操作模式下，可以基于指示第一马达的输出轴的角位移的传感器信号来控制第一马达。可替代性地或者另外，在第二操作模式下，可以基于第一马达的输出轴的期望角位置按照开环方式来控制第一马达。在第一操作模式下，可以基于指示第一马达的输出轴的角位移的传感器信号来控制第一马达。这种控制允许将位置信息提供给控制器，从而实现第一马达的闭环控制。以这种方式，能够将适当的控制信号提供给第一马达，从而使由第一马达生成期望扭矩。例如，在第一马达是步进马达的情况下，能够确定磁场角（即，在定子磁场位置与转子位置之间的角偏移），并且能够使马达绕组所生成的磁场（即，定子磁场）具有特定取向。针对供应给马达绕组的特定大小的电流，这种控制能够用于最大化所生成的扭矩。第一马达可以是位置受控马达。第一马达可以是步进马达。通过使用指示第一马达的输出轴的角位移的传感器信号作为控制输入，能够实现与步进马达通常相关联的许多益处（例如，高扭矩输出、低成本、和高速操作），同时还提供通常与DC马达相关联的有利特征（例如，在供应给马达的电流与由马达输出的扭矩之间的众所周知的关系）。在第一操作模式下，控制器可以被布置为控制供应给第一马达的绕组的电流，从而基于指示第一马达的输出轴的角位移的传感器信号来控制所述第一马达的定子磁场的取向。以这种方式，可控制并优化第一马达所生成的扭矩。例如，通过控制磁场角（即，定子磁场位置与转子位置之间的角偏移），能够针对供应给马达绕组的电流的具体大小来最大化扭矩。具体地，众所周知，当使用90（电）度的磁场角时，步进马达产生最大扭矩。因此，对定子磁场的取向的控制允许控制磁场角，这继而允许步进马达针对给定绕组电流生成最大扭矩。而且，通过提供精确的位置信息并且基于该信息来控制定子磁场，没有如下风险：如果负载大于最大扭矩容量，则步进马达将停转。控制器可以进一步被布置为控制第一马达的角位置。所述控制器可以被配置为控制第一马达，从而使第一马达的输出轴尝试旋转预定角位移。在打印头与打印表面间隔开的情况下，第一马达使所述第一马达的输出轴旋转预定角位移的尝试将通常会使发生预定角位移的对应旋转。因此，除非打印头的运动受到阻碍（例如，通过与打印表面接触），否本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种打印机，其包括：打印头，其被配置成选择性引起在衬底上创建标记；具有联接到所述打印头的输出轴的步进马达，所述步进马达被布置为改变所述打印头相对于抵靠其执行打印的打印表面的位置，并且被布置为控制由所述打印头施加在所述打印表面上的压力；传感器，其被配置成生成指示所述步进马达的所述输出轴的角位置的信号；以及，控制器，其被布置为生成用于所述步进马达的控制信号，以便使所述步进马达生成预定扭矩；所述控制信号至少部分地基于所述传感器的输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.17 GB 1610627.0;2016.09.14 GB PCT/GB2016/01.一种打印机，其包括：打印头，其被配置成选择性引起在衬底上创建标记；具有联接到所述打印头的输出轴的步进马达，所述步进马达被布置为改变所述打印头相对于抵靠其执行打印的打印表面的位置，并且被布置为控制由所述打印头施加在所述打印表面上的压力；传感器，其被配置成生成指示所述步进马达的所述输出轴的角位置的信号；以及，控制器，其被布置为生成用于所述步进马达的控制信号，以便使所述步进马达生成预定扭矩；所述控制信号至少部分地基于所述传感器的输出。2.根据权利要求1所述的打印机，其中：用于所述步进马达的所述控制信号被布置为使所述步进马达的绕组生成磁场，磁场角限定在所述步进马达的输出轴的角位置与所生成的磁场的取向之间；以及，控制控制信号的所述生成，从而使所述磁场角具有预定值。3.根据权利要求1或2所述的打印机，其中，用于所述步进马达的控制信号可以包括供应给所述步进马达的绕组的控制信号。4.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，其中，所述磁场角的预定值基于马达输出特征。5.根据权利要求4所述的打印机，其中，所述马达输出特征包括最大扭矩输出。6.根据权利要求2或者从属于其的任何权利要求所述的打印机，其中，所生成的磁场具有相对于所述步进马达的壳体的预定角度取向。7.根据权利要求2或者从属于其的任何权利要求所述的打印机，其中，能基于指示所述步进马达的输出轴的角位置的信号生成控制信号，从而使所述磁场角具有所述预定值。8.根据权利要求2或者从属于其的任何权利要求所述的打印机，其中，生成所述控制信号，从而使所述磁场具有预定大小。9.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，其中，所述控制器被布置为控制所述步进马达，从而使预定压力由所述打印头施加在所述打印表面上。10.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，其中，所述控制器被布置为在第一操作模式和第二操作模式下控制所述步进马达，以及其中：在所述第一操作模式下，所述控制器被布置为控制所述步进马达，从而使预定压力由所述打印头施加在所述打印表面上；以及，在所述第二操作模式下，所述控制器被布置为控制所述步进马达的输出轴的角位置，从而控制所述打印头相对于所述打印表面的位置。11.根据权利要求10所述的打印机，其中，在所述第二操作模式下，所述打印头与所述打印表面间隔开。12.根据权利要求10或11所述的打印机，其中，在所述第一操作模式下，基于所述传感器的所述输出控制所述步进马达。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的打印机，其中，在所述第一操作模式下，所述控制器被布置为生成用于所述步进马达的控制信号，从而使所述步进马达生成所述预定扭矩；所述控制信号至少部分地基于所述传感器的所述输出。14.根据权利要求10至13中的任一项所述的打印机，其中，所述控制器被配置为在所述第二操作模式下控制所述步进马达，以使所述打印头维持在所述打印头与所述打印表面间隔开预定间隔的位置。15.根据权利要求10至14中的任一项所述的打印机，其中，所述控制器被配置为在所述第一操作模式下控制所述步进马达，以使所述打印头从所述打印头与所述打印表面间隔开的位置朝所述打印表面运动。16.根据权利要求10至15中的任一项所述的打印机，其中，所述控制器被配置为在所述第二操作模式下控制所述步进马达，以使所述打印头从其中所述打印头被压靠在所述打印表面上的位置运动到所述打印头与所述打印表面间隔开的位置.17.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，其中，生成用于所述步进马达的控制信号从而由所述步进马达生成预定扭矩包括：生成用于所述步进马达的控制信号，从而使预定大小的电流在所述步进马达的绕组中流动。18.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，其中，所述打印头能绕枢轴旋转，以及其中，所述步进马达被布置为使所述打印头绕所述枢轴旋转以改变所述打印头相对于所述打印表面的位置。19.根据权利要求17所述的打印机，还包括：打印头组件，所述打印头组件包括第一臂和第二臂，所述第一臂联接到所述步进马达，且所述打印头被安置在所述第二臂上，其中，所述步进马达被布置为引起所述第一臂的运动，由此引起所述第二臂绕所述枢轴的旋转，且引起所述打印头相对于所述打印表面的位置改变。20.根据权利要求18所述的打印机，其中，所述步进马达经由柔性联动装置联接到所述第一臂。21.根据权利要求19所述的打印机，其中，所述联动装置是打印头旋转带。22.根据权利要求20所述的打印机，其中，所述打印头旋转带绕过由所述步进马达的输出轴驱动的辊，使得所述步进马达的输出轴的旋转引起所述打印头旋转带的运动，所述打印头旋转带的运动引起所述打印头绕所述枢轴的旋转。23.根据先前权利要求中的任一项所述的打印机，还包括：打印头驱动机构，其用于沿大体平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头。24.根据权利要求22所述的打印机，其中，所述控制器被配置成在所述第二操作模式下控制所述步进马达，以在沿大体平行于所述打印表面延伸的导轨的输送所述打印头期间，使所述打印头维持在所述打印头与所述打印表面间隔开预定间隔的位置。25.根据权利要求22或23所述的打印机，其中，所述控制器被配置为在所述第一操作模式下控制所述第一马达，以在沿大体上平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头期间，使所述预定压力由所述打印头施加在所述打印表面上。26.根据权利要求22至24中的任一项所述的打印机，其中，所述打印头驱动机构包括可操作地连接至所述打印头的打印头驱动带和用于控制所述打印头驱动带的运动的第二马达；其中，所述打印头驱动带的运动引起沿大体上平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头。27.根据权利要求25所述的打印机，其中，所述打印头驱动带绕过由所述第二马达驱动的辊，使得所述第二马达的输出轴的旋转引起所述打印头驱动带运动，所述打印头驱动带的运动引起沿大体上平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头。28.根据权利要求26所述的打印机，其中，所述第二马达是位置受控马达。29.根据权利要求26或27所述的打印机，其中，所述第二马达是步进马达。30.一种打印机，其包括：打印头，其被配置成选择性引起在衬底上创建标记；第一马达，其联接到所述打印头且被布置为改变所述打印头相对于抵靠其执行打印的打印表面的位置，以及被布置为控制由所述打印头施加在所述打印表面上的压力；打印头驱动机构，其用于沿大体平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头，所述打印头驱动机构包括可操作地连接到所述打印头的打印头驱动带和用于控制所述打印头驱动带的运动的第二马达；其中，所述打印头驱动带的运动引起沿大体上平行于所述打印表面延伸的导轨输送所述打印头：以及，控制器，其被布置为控制所述第一马达，其中：所述控制器被布置为生成用于所述第一马达的控制信号，从而使预定压力由所述打印头施加在所述打印表面上；以及，至少部分地基于由所述第二马达所生成的扭矩生成所述控制信号。31.根据权利要求29所述的打印机，其中，以位置受控方式控制所述第二马达，以控制所述打印头沿大体平行于所述打印表面的方向的运动。32.根据权利要求29或30所述的打印机，其中，以扭矩受控方式控制所述第一马达，从而使预定压力由所述打印头施加在所述打印表面上。33.根据权利要求29至31中的任一项所述的打印机，其中，至少部分地基于指示由所述第二马达生成的扭矩的信号，生成用于所述第一马达的控制信号。34.根据权利要求29至32中的任一项所述的打印机，其中，至少部分地基于用于所述第二马达的控制信号，生成用于所述第一马达的控制信号。35.根据权利要求29至33中的任一项所述的打印机，其中，至少部分地基于指示所述第二马达的旋转速率和/或所述第二马达的旋转速率的变化的信号，生成用于所述第一马达的控制信号。36.根据权利要求29至32中的任一项所述的打印机，其中，至少部分地基于指示所述第二马达的输出轴的角位置的信号，生成用于所述第一马达的控制信号。37.根据权利要求29至35中的任一项所述的打印机，其中，所述打印头能绕枢轴旋转，以及其中，所述第一马达被布置为使所述打印头绕所述枢轴旋转以改变所述打印头相对于所述打印表面的位置。38.根据权利要求36所述的打印机，还包括：打印头组件，所述打印头组件包括第一臂和第二臂，所述第一臂联接到所述第一马达，且所述打印头被安置在所述第二臂上，其中，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：G普费弗，K巴克斯顿，
申请(专利权)人：录象射流技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US