DE60129718T2

DE60129718T2 - Bandlaufwerk und druckvorrichtung

Info

Publication number: DE60129718T2
Application number: DE60129718T
Authority: DE
Inventors: Martin Mcnestry; Keith Buxton; Philip Hart
Original assignee: Zipher Ltd
Current assignee: Videojet Technologies Nottingham Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: GB2400582A; US8221010B2; US8096715B2; EP1767375A2; JP2011255678A; US20110012977A1; EP1767375B1; EP2295255B1; EP2295255A3; JP2005178395A; CN1657306A; US8328441B2; CN1473110A; ES2330154T3; US8221009B2; DE60139283D1; EP1767375B9; EP2527155B1; ATE511449T1; EP1829697B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Bandlaufwerk und eine Druckvorrichtung und Betriebsverfahren und insbesondere solche Vorrichtungen und Verfahren, die bei Transferdruckern, das heißt, Druckern, die trägergestützte Farbe benutzen, verwendet werden können.
Bei Transferdruckern wird ein Band, das normalerweise als Farbband bezeichnet wird und auf einer Seite Farbe trägt, derart innerhalb eines Druckers gehalten, dass ein Druckkopf die andere Seite des Bandes berühren kann, um zu bewirken, dass die Farbe vom Band auf ein Zielsubstrat, wie beispielsweise aus Papier oder einer flexiblen Folie, übertragen wird. Solche Drucker werden bei vielen Anwendungen verwendet. Industrielle Druckanwendungen schließen Thermotransfer-Etikettendrucker und Thermotransfer-Codierer, die unmittelbar auf ein Substrat, wie beispielsweise aus flexibler Folie oder Pappe gefertigte Verpackungsmaterialien, drucken, ein.
Das Farbband wird dem Endbenutzer normalerweise in der Form einer auf einen Kern gewickelten Rolle geliefert. Der Endbenutzer schiebt den Kern auf eine Bandspule, zieht an einem freien Ende der Rolle, um eine Bandlänge freizugeben, und bringt danach das Ende des Bandes mit einer weiteren Spule in Eingriff. Im Allgemeinen sind die Spulen auf einer Kassette angebracht, die leicht auf einer Druckmaschine angebracht werden kann. Die Druckmaschine schließt ein Beförderungsmittel zum Antreiben der zwei Spulen ein, um so das Band von der einen Spule abzuwickeln und das Band auf der anderen Spule aufzuwickeln. Die Druckvorrichtung befördert das Band zwischen den zwei Spulen längs eines vorbestimmten Weges vorbei am Druckkopf.
Bekannte Drucker der obigen Art beruhen auf einer breiten Palette von unterschiedlichen Herangehensweisen an das Problem, wie die Bandspulen anzutreiben sind. Einige beruhen auf Schrittmotoren, andere auf Gleichstrommotoren, um die Spulen unmittelbar oder mittelbar anzutreiben. Im Allgemeinen treiben die bekannten Anordnungen nur die Spule an, auf die das Band aufgewickelt wird (die Aufwickelspule) und beruhen auf einer Art von „Rutschkupplungs"-Anordnung an der Spule, von der das Band abgezogen wird (der Vorlagespule), um eine Widerstandskraft bereitzustellen, um so zu sichern, dass das Band während der Druck- und Bandwickelvorgänge bei Spannung gehalten wird, und um ein Bandauflaufen zu verhindern, wenn das Band zum Halten gebracht wird. Es wird zu erkennen sein, dass das Aufrechterhalten einer angemessenen Spannung ein wesentliches Erfordernis für das richtige Funktionieren des Druckers ist.
Da eine Rolle mit Band durch den Drucker allmählich verbraucht wird, nimmt der anfängliche Außendurchmesser der Vorlagespule ab, und der anfängliche Außendurchmesser der Aufwickelspule nimmt zu. Bei Rutschkupplungsanordnungen, die eine im Wesentlichen gleichbleibende Widerstandskraft bereitstellen, wird sich die Bandspannung im Verhältnis zum Durchmesser der Spulen verändern. Davon ausgehend, dass es wünschenswert ist, große Vorlagespulen zu verwenden, um so die Zahl von Malen auf ein Minimum zu verringern, dass eine Bandrolle nachzufüllen ist, ist dies, besonders bei Hochgeschwindigkeitsmaschinen, bei denen eine schnelle Bandbeförderung wesentlich ist, ein ernstes Problem.
Eine sich dynamisch verändernde Bandspannung gibt Anlass für Forderungen nach engen Toleranzen für das durch die Rutschkupplung gelieferte Drehmoment. Solche Toleranzen sind schwierig aufrechtzuerhalten, da der Verschleiß in der Rutschkupplung mit der Zeit dazu neigt, die durch die Kupplung ausgeübte Widerstandskraft zu verändern. Falls die Kupplungskraft zu groß ist, kann das Bandbeförderungssystem eine unangemessene Leistung haben, um das Band über den gesamten Bereich von Spulendurchmessern von einer neuen Vorlagespule bis zu einer leeren Vorlagespule anzutreiben. Eine zu geringe Kupplungskraft und Lose im Band könnten zum Auflaufen der Vorlagespule führen. Von diesen Einschränkungen ausgehend, haben typische Druckerauslegungen die Leistung durch Begrenzen der Beschleunigungsgeschwindigkeit, der Verzögerungsgeschwindigkeit und der maximalen Geschwindigkeitsleistung des Bandbeförderungssystems beeinträchtigt. Im Ergebnis dessen ist die Druckergesamtleistung beeinträchtigt worden.
Repräsentative Beispiele herkömmlicher Druckvorrichtungen werden in der US-Patentschrift 4000804 , der US-Patentschrift 4294552 , der US-Patentschrift 4479081 , der US-Patentschrift 4788558 und der Britischen Patentschrift 2310405 beschrieben.
Das System von US 4000804 beschreibt eine Anordnung zum Befördern eines Bandes von einer Vorlagespule zu einer Aufwickelspule, das ein Paar von Elektromotoren einschließt, deren jeder mit einer entsprechenden Spulenwelle verbunden ist. Die Motoren sind Gleichstrom-(DC-)Motoren. Der mit der Aufwickelspule verbundene Motor wird durch einen Konstantstromerzeuger gespeist, um so das Band mit einem im Wesentlichen konstanten Drehmoment aufzuwickeln. Der mit der Vorlagespule verbundene Motor wird durch einen Konstantspannungserzeuger gespeist, um so das Band während der Bandbeförderung gespannt zu halten. Eine Umschaltvorrichtung wechselt die Funktion der zwei Spulen, wenn das Band vollständig auf die Aufwickelspule gewickelt ist Mit der beschriebenen Anordnung wird die Veränderung bei den Durchmessern der Vorlage- und der Aufwickelspule während der Bandbeförderung nicht berücksichtigt, und folglich verändert sich die Bandspannung während des Verlaufs der vollständigen Beförderung des Bandes von der Vorlage- zur Aufwickelspule beträchtlich.
US 4294552 offenbart ein Zweirichtungsbandlaufwerk, wobei zwei Spulen durch jeweilige Schrittmotoren angetrieben werden. Die Aufwickelspule wird durch ihren Schrittmotor angetrieben, aber dem Vorlagespulenmotor wird ein „Brems"-Strom auf niedrigem Niveau eingespeist, um das Band bei Spannung zu halten.
US 4479081 beschreibt eine Anordnung, wobei zwei Schrittmotoren bereitgestellt werden, wobei der eine die Aufwickelspule antreibt und der andere an die Vorlagespule gekoppelt ist. Rückkopplungssignale stellen eine Anzeige der Winkelgeschwindigkeit der Vorlagespule bereit, und eine Funktionstabelle stellt Informationen über die Geschwindigkeit von Schrittschaltimpulsen bereit, die an die Aufwickelspule anzulegen sind. Das Band wird durch den Schrittmotor angetrieben, der die Aufwickelspule antreibt, wobei der andere Motor als Rückkopplungswandler wirkt, um eine angemessene Steuerung des Motors, der die Aufwickelspule antreibt, zu ermöglichen, um die sich verändernden Spulendurchmesser zu berücksichtigen, während eine konstante Bandgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Folglich wird, obwohl diese Anordnung die Notwendigkeit beispielsweise eines zwischen die zwei Spulen geschalteten Treibrollenantriebs vermeidet, um so zuverlässige Bandzufuhrgeschwindigkeiten zu erreichen, nur einer der Motoren angetrieben, um Drehmoment zum Unterstützen der Bandbeförderung bereitzustellen. Es gibt keinen Vorschlag, dass die Vorrichtung im Gegentaktbetrieb arbeiten kann, das heißt, dass der Motor, der die Aufwickelspule antreibt, arbeitet, um das Band zu ziehen, und der Motor, der die Vorlagespule antreibt, arbeitet, um die zugeordnete Spule in einer Richtung zu schieben, welche die Bandbeförderung unterstützt.
US 4788558 beschreibt einen Bandlaufwerksmechanismus, wobei zwei DC-Motoren bereitgestellt werden, wobei einer die Aufwickelspule antreibt und einer die Vorlagespule antreibt. Das Band wird durch eine weitere Antriebsrolle zugeführt, die durch einen Schrittmotor angetrieben wird. Der Vorlagespulen-DC-Motor wirkt als Bremse und unterstützt die Bandbeförderung nicht. Folglich ist dies eine herkömmliche Anordnung, wobei eine Treibrolle verwendet wird, um die Bandzufuhrgeschwindigkeit zu steuern. Mit einer solchen Anordnung ist es, wie beschrieben, eine verhältnismäßig einfache Sache, Rückkopplungsinformationen bezüglich der Größe der Bandspulen bereitzustellen, um so eine gewünschte Bandspannung aufrechtzuerhalten, aber das Gesamtsystem ist komplex.
GB 2310405 beschreibt einen Zweirichtungs-Farbbandlaufwerksmechanismus, wobei ein Schrittmotor eine Aufwickelspule antreibt. Eine genaue Steuerung der Bandzufuhr wird durch Bereitstellen einer Führungsrolle erreicht, die sich in Berührung mit dem Band dreht und folglich eine unmittelbare Messung der Bandbeförderungsgeschwindigkeit ermöglicht. Das Bereitstellen einer solchen Führungsrolle und zugeordneter Bauteile steigert die Komplexität des Gesamtsystems und die Kosten.
US 6082914 beschreibt ein Bandlaufwerk für einen Thermotransferdrucker. Die Vorlage- und die Aufwickelspule werden durch jeweilige DC-Motoren angetrieben. Es wird erläutert, dass die Gegen-EMK der Vorlagespule gemessen wird, um die Motordrehzahl zu bestimmen. Es wird erläutert, dass diese Drehzahl verwendet werden kann, um eine Spannung zu bestimmen, die an den Motor angelegt werden sollte, um die gewünschte Bandspannung zu erreichen.
US 5490638 beschreibt ein Bandlaufwerk, wobei ein Vorlagespulenmotor nicht unter Strom gesetzt, sondern stattdessen durch eine Bremsschaltung dynamisch gebremst, wird, um die Bandspannung aufrechtzuerhalten. Nur der Aufwickelspulenmotor wird unter Strom gesetzt, um eine Bandbewegung zu bewirken.
FR 2783459 beschreibt ein Drucker-Bandlaufwerk, wobei ein einer Aufwickelspule zugeordneter Motor angetrieben wird, um so eine Bandbewegung zu bewirken, während ein einer Vorlagespule zugeordneter Motor in einer entgegengesetzten Richtung angetrieben wird, um so die Spannung aufrechtzuerhalten.
Keine der bekannten Anordnungen ist in der Lage, die Erfordernisse von industriellen Hochgeschwindigkeitstransferdrucksystemen gut zu bewältigen. Solche Systeme arbeiten im Allgemeinen auf eine von zwei Weisen, das heißt, entweder Endlosdruck oder Intervalldruck. Bei beiden Betriebsweisen führt die Vorrichtung eine regelmäßig wiederholte Reihe von Druckzyklen am, wobei jeder Zyklus eine Druckphase, während derer Farbe auf ein Substrat übertragen wird, und eine weitere Nichtdruckphase, während derer die Vorrichtung für die Druckphase des nächsten Zyklus vorbereitet wird, einschließt.
Beim Endlosdruck wird während der Druckphase ein feststehender Druckkopf in Berührung mit einem Farbband gebracht, dessen andere Seite in Berührung mit einem Substrat ist, auf das ein Bild gedruckt werden soll. (Der Begriff „feststehend" wird im Zusammenhang des Endlosdrucks verwendet, um anzuzeigen, dass sich der Druckkopf, obwohl er in und außer Berührung mit dem Band bewegt wird, nicht im Verhältnis zum Bandweg in der Richtung, in der das Band längs dieses Weges vorgeschoben wird, bewegen wird.) Sowohl das Substrat als auch das Farbband werden am Druckkopf vorbei befördert, im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, mit der gleichen Geschwindigkeit. Im Allgemeinen soll nur auf verhältnismäßig kleinen Längen des Substrats, das am Druckkopf vorbei befördert wird, gedruckt werden, und daher ist es zum Vermeiden einer großen Bandverschwendung notwendig, die Bewegungsrichtung des Bandes zwischen Druckvorgängen umzukehren. Folglich wird bei einem typischen Druckvorgang, wobei sich das Substrat mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, der Druckkopf nur in Berührung mit dem Band ausgefahren, wenn sich der Druckkopf angrenzend an zu bedruckende Bereiche des Substrats befindet. Unmittelbar vor dem Ausfahren des Druckkopfs muss das Band beschleunigt werden, beispielsweise bis zur Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats. Danach muss die Bandgeschwindigkeit während der Druckphase bei der konstanten Geschwindigkeit des Substrats gehalten werden und, nachdem die Druckphase vollendet worden ist, muss das Band verzögert und danach in der Umkehrrichtung angetrieben werden, so dass sich der benutzte Bereich des Bandes auf der stromaufwärts liegenden Seite des Druckkopfs befindet. Wenn sich der nächste zu bedruckende Bereich des Substrats annähert, muss dann das Band wieder auf die normale Druckgeschwindigkeit beschleunigt werden, und das Band muss so angeordnet werden, dass ein unbenutzter Abschnitt des Bandes nahe dem zuvor benutzten Bereich des Bandes zwischen dem Druckkopf und dem Substrat positioniert ist, wenn der Druckkopf zur Druckposition vorgeschoben wird. Folglich ist eine sehr schnelle Beschleunigung und Verzögerung des Bandes in beiden Richtungen erforderlich, und das Bandlaufwerkssystem muss in der Lage sein, das Band genau zu positionieren, um so zu vermeiden, dass ein Druckvorgang durchgeführt wird, wenn ein zuvor benutzter Abschnitt des Bandes zwischen dem Druckkopf und dem Substrat angeordnet ist.
Beim Intervalldruck wird ein Substrat schrittweise an einem Druckkopf vorbei vorgeschoben derart, dass während der Druckphase jedes Zyklus das Substrat und im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, das Band, feststehend sind. Eine relative Bewegung zwischen dem Substrat, dem Band und dem Druckkopf wird durch Verschieben des Druckkopfs im Verhältnis zu dem Substrat und dem Band erreicht. Zwischen den Druckphasen aufeinanderfolgender Zyklen wird das Substrat vorgeschoben, um so den nächsten zu bedruckenden Bereich unter dem Druckkopf anzuordnen, und das Band wird so vorgeschoben, dass eine unbenutzte Bandsektion zwischen dem Druckkopf und dem Substrat positioniert ist. Wieder ist eine schnelle und genaue Beförderung des Bandes notwendig, um zu sichern, dass zu einem Zeitpunkt, da der Druckkopf vorgeschoben wird, um einen Druckvorgang durchzuführen, immer unbenutztes Band zwischen dem Substrat und dem Druckkopf positioniert ist.
Die Erfordernisse in Bezug auf Bandbeschleunigung, -verzögerung, -geschwindigkeit und -positionsgenauigkeit von Hochgeschwindigkeitstransferdruckern sind derart, dass die bekannten Antriebsmechanismen Schwierigkeiten haben, eine annehmbare Leistung mit einem hohen Grad an Zuverlässigkeit zu liefern. Ähnliche Einschränkungen gelten ebenfalls bei anderen Anwendungen als Hochgeschwindigkeitsdruckern. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bandlaufwerk bereitzustellen, das zum Zuführen von Farbband auf eine Weise verwendet werden kann, die in der Lage ist, den Erfordernissen von Hochgeschwindigkeitsfertigungslinien zu entsprechen, obwohl das Bandlaufwerk der vorliegenden Erfindung selbstverständlich bei anderen Anwendungen, bei denen ähnliche Hochleistungserfordernisse gefordert sind, verwendet werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Bandlaufwerk bereitgestellt, das zwei Schrittmotoren, zwei Bandspulenträger, auf denen Bandspulen angebracht werden können, wobei jede Spule durch einen jeweiligen der Schrittmotoren angetrieben werden kann, und ein Steuergerät zum Steuern der Stromversorgung der Motoren umfasst derart, dass das Band in wenigstens einer Richtung zwischen den auf den Spulenträgern angebrachten Spulen befördert werden kann, wobei das Steuergerät betrieben werden kann, um beide Motoren unter Strom zu setzen, um die Bandspulen in der Richtung der Bandbeförderung anzutreiben, und das Steuergerät konfiguriert ist, um einen Steuerungsalgorithmus zum Berechnen einer Bandlänge umzusetzen, die einem sich zwischen den Spulen erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen ist, um eine Spannung in dem Band zwischen vorbestimmten Grenzen zu halten, und die Motoren zu steuern, um die berechnete Bandlänge dem sich zwischen den Spulen erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen.
Ein Bandlaufwerk nach der vorliegenden Erfindung beruht auf den beiden Motoren, welche die zwei Bandspulen antreiben, um das Band während der Bandbeförderung anzutreiben. Folglich arbeiten die zwei Motoren im Gegentaktbetrieb. Dies macht es möglich, sehr hohe Beschleunigungs- und Verzögerungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Spannung in dem gerade beförderten Band wird durch Steuerung der Antriebsmotoren bestimmt und ist daher nicht abhängig von irgendwelchen Bauteilen, die das Band zwischen der Aufwickel- und der Vorlagespule berühren müssen. Folglich kann eine sehr einfache mechanische Gesamtbaugruppe erreicht werden. Davon ausgehend, dass beide Motoren zur Bandbeförderung beitragen, können verhältnismäßig kleine und daher kostengünstige und kompakte Motoren verwendet werden.
Die tatsächliche Drehrichtung jeder Spule wird von der Richtung abhängen, in der das Band auf jeder Spule gewickelt wird. Falls beide Spulen in der gleichen Richtung gewickelt werden, dann werden sich beide Spulen in der gleichen Drehrichtung drehen, um das Band zu befördern. Falls die Spulen in der zueinander entgegengesetzten Richtung gewickelt werden, dann werden sich die Spulen in entgegengesetzten Drehrichtungen drehen, um das Band zu befördern. Bei jeder Konfiguration drehen sich beide Spulen in der Richtung der Bandbeförderung.
Vorzugsweise ist das Steuergerät angeordnet, um die Motoren zu steuern, um das Band in beiden Richtungen zwischen den Spulen zu befördern. Das Steuergerät kann betrieben werden, um die Spannung in einem Band zu überwachen, das zwischen Spulen befördert wird, die auf den Spulenträgern angebracht sind. Es werden vorzugsweise Mittel bereitgestellt, um die wenigstens einem der Motoren zugeführte Leistung zu überwachen und aus der überwachten Leistung eine Schätzung der Bandspannung zu berechnen. Wenn zum Beispiel zwei Schrittmotoren bereitgestellt werden, kann eine Stromversorgung Leistung einem Schrittmotoransteuerungsmittel zuführen, das den Windungen der Schrittmotoren sequentiell Strom zuführt, wobei die Leistung durch Mittel zum Überwachen der Größe der Spannung und/oder des Stromes, die den Motoren und/oder den Motoransteuerungsmitteln zugeführt werden, überwacht wird. Es wird zu erkennen sein, dass sich in Abhängigkeit von der an die Motoren angelegten Last sowohl der Strom als auch die Spannung, die den Motorwindungen zugeführt werden, ungeachtet der Art und Beschaffenheit der verwendeten Motoransteuerungsmittel, verändern werden. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, dass eine regulierte Stromversorgung bereitgestellt wird, die den Schrittmotoransteuerungsmitteln eine wesentlich gleichbleibende Spannung zuführt, und die Größe des Stromes, der den Schrittmotoransteuerungsmitteln von der Stromversorgung zugeführt wird, überwacht wird.
Vorzugsweise wird jeder Schrittmotor durch eine jeweilige Motoransteuerungsschaltung unter Strom gesetzt, ein jeweiliger niederohmiger Widerstand ist in Reihe mit jeder Motoransteuerungsschaltung verbunden, und Spannungssignale, die über die Reihenwiderstände entwickelt werden, werden überwacht, um den den Motoren zugeführten Strom zu überwachen. Die Spannungssignale können in digitale Signale umgewandelt werden, die einem Mikrokontroller zugeführt werden, der das Erzeugen von Motorsteuerungsimpulsfolgen steuert, die an die Motoransteuerungsschaltungen angelegt werden. Der Strom kann über einen vorbestimmten Zeitraum überwacht werden und wird vorzugsweise nur während der Zeiträume überwacht, in denen die Bandbeförderungsgeschwindigkeit wesentlich gleichbleibend ist. Der vorbestimmte Zeitraum kann einer vorbestimmten Bandbeförderungslänge entsprechen.
Eichdaten können für den oder jeden Schrittmotor aufgezeichnet werden, wobei die Eichdaten die Leistungsaufnahme für den Schrittmotor bei jeder einer Reihe von Schrittgeschwindigkeiten unter Bedingungen ohne Bandbeladung darstellen, und es kann ein Maß der Bandspannung unter Bezugnahme auf ein Maß der Motorschrittgeschwindigkeit, die mit der Schrittgeschwindigkeit verbundenen Eichdaten und die durch den Motor aufgenommene Leistung berechnet werden.
Die Außendurchmesser der Bandspulen können unmittelbar überwacht und die Bandspannung berechnet werden, um die überwachten Durchmesser zu berücksichtigen. Die Außendurchmesser können für jeden von mehreren Durchmessern überwacht werden, die wechselseitig zueinander geneigt sind, um so das Erkennen einer Spulenexzentrizität zu ermöglichen und daher eine genaue Berechnung des Spulenumfangs zu ermöglichen.
Ein Maß der Spannung t kann berechnet werden aus Maßen der den zwei Motoren zugeführten Leistung, Maßen der Spulenradien, Eichfaktoren für die zwei Motoren, verbunden mit der Schrittgeschwindigkeit der Motoren. Ein Eichskalierungsfaktor kann ebenfalls verwendet werden, um die berechnete Spannung in einen besser zu interpretierenden Wert umzuwandeln. Es kann ein Maß der Differenz zwischen dem den zwei Motoren zugeführten Strom abgeleitet werden, und das Fortschalten der Motoren kann in Abhängigkeit von dem Differenzmaß gesteuert werden. Es wird zu erkennen sein, dass das Differenzmaß einfach das Ergebnis des Abziehens des einen Stroms von dem anderen sein oder mit dem Verhältnis der zwei gemessenen Ströme verbunden sein könnte. Die Motorgeschwindigkeit kann während der Zeiträume, in denen das Differenzmaß innerhalb jedes einer Reihe von Toleranzbändern liegt, die zwischen oberen und unteren Grenze definiert sind, gleichbleibend gehalten werden, und die Toleranzbänder können in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Außendurchmesser der Spulen eingestellt werden. Die Steuerungsmittel können einen Steuerungsalgorithmus umsetzen zum Berechnen einer Bandlänge, die einem sich zwischen den Spulen erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen ist, um das Differenzmaß zwischen den oberen und unteren Grenzen zu halten, und die Schrittmotoren zu steuern, um die berechnete Bandlänge dem sich zwischen den Spulen erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen.
Ein Wert, entsprechend der Bandbreite, kann eingegeben und die vorbestimmte Grenze eingestellt werden, um diese Bandbreite zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann der Steuerungsalgorithmus Zunahmekonstanten umfassen, und die Zunahmekonstanten können eingestellt werden, um die Bandbreite zu berücksichtigen. Der Steuerungsalgorithmus kann zyklisch arbeiten derart, dass während eines Zyklus die hinzuzufügende oder abzuziehende Bandlänge berechnet wird und während eines darauffolgenden Zyklus die Motoren gesteuert werden, um die Menge des Bandes zwischen den Spulen einzustellen. Diese Herangehensweise wird gewählt, weil, wie zu erkennen sein wird, obwohl die Bandlänge zwischen den Spulen zu einer ersten Näherung unabhängig von der Spannung ist, ein Dehnen des Bandes bedeuten wird, dass, falls Band zu der sich zwischen den Spulen erstreckenden Bandlänge hinzugefügt wird, dies durch eine Verringerung der Dehnung aufgewickelt wird, bis die Spannung Null wird. Es wird ferner zu erkennen sein, dass sich für eine gegebene Spannung ein schmaleres Band mehr dehnen wird als ein breiteres Band, weshalb eine Veränderung der Spannung, verursacht durch Hinzufügen oder Abziehen von Bandlänge zwischen den Spulen, für ein schmaleres Band geringer sein wird als für ein breiteres Band.
Die Spannungsüberwachung macht es möglich, eine Störungsanzeigeausgabe zu erzeugen, falls das Spannungsmaß unter eine minimal annehmbare Grenze fällt, um zum Beispiel einen Bandriss anzuzeigen.
Die Spulendurchmesser können überwacht werden unter Verwendung eines optischen Sensorsystems, das wenigstens einen Lichtemitter und wenigstens einen Lichtdetektor, derart angeordnet, dass zwischen denselben ein Lichtweg hergestellt wird, einen Beförderungsmechanismus, der wenigstens einen Teil des optischen Sensorsystems trägt und angetrieben werden kann, um so zu bewirken, dass der Lichtweg über einen Raum streicht, innerhalb dessen die zu messenden Spulen angeordnet sein werden, und ein Steuergerät, das betrieben werden kann, um den Beförderungsmechanismus zu steuern, einschließt, um Positionen des Beförderungsmechanismus zu erfassen, in denen die Ausgabe des Detektors wechselt, um einen Übergang zwischen zwei Zuständen anzuzeigen, in deren einem der Lichtweg durch eine Spule versperrt ist und in deren anderem der Lichtweg nicht durch diese Spule versperrt ist, und um die Spulendurchmesser aus den erfassen Positionen des Beförderungsmechanismus, in denen der Detektor Wechsel ausgibt, zu berechnen.
Entweder der Emitter oder der Detektor können an dem Beförderungsmechanismus angebracht sein, wobei die andere Komponente in einer Position im Verhältnis zu den Bandspulen fixiert ist, oder alternativ dazu können sowohl der Emitter als auch der Detektor an dem Beförderungsmechanismus angebracht sein, wobei der Lichtweg zwischen dem Emitter und dem Detektor durch einen Spiegel hergestellt wird, der sich an der vom Beförderungsmechanismus entfernten Seite der Spulen befindet und angeordnet ist, um Licht vom Emitter zurück zum Detektor zu reflektieren. Die Spulendurchmesser können gemessen werden, wobei sich die Spulen in einer ersten Position befinden, wobei die Spulen danach gedreht werden können, so dass sich eine Spule zum Beispiel um 30° dreht, die Durchmesser wieder gemessen werden können, und so weiter. Dies macht es möglich, die Spulenexzentrizität und den -außenumfang genau abzuschätzen.
Die vorliegende Erfindung hat eine besondere Anwendbarkeit, wenn der Beförderungsmechanismus ein Druckkopf-Beförderungsmechanismus eines Transferbanddruckers ist. Das Verhältnis der Spulendurchmesser in einer solchen Maschine kann auf der Grundlage der Ausgabe der Durchmessermessmittel berechnet werden. Die Verhältnisberechnungsmittel können Mittel zum Aktivieren eines ersten Schrittmotors, der eine Aufwickelspule antreibt, und zum Deaktivieren eines zweiten Schrittmotors, der eine Vorlagespule antreibt, derart, dass der zweite Schrittmotor als Generator wirkt, Mittel zum Erzeugen von Impulsen vom zweiten Schrittmotor, wobei die Impulsrate proportional zur Motorgeschwindigkeit ist, Mittel zum Erfassen der erzeugten Impulse, um ein Maß der Drehung des zweiten Schrittmotors zu erzeugen, Mittel zum Überwachen des Fortschaltens des ersten Schrittmotors, um ein Maß für die Drehung des ersten Schrittmotors zu erzeugen, und Mittel zum Vergleichen der Maße der Drehungen der Motoren, um das Verhältnis der Außendurchmesser der Spulen zu berechnen, umfassen.
Nach einer Zahl von Betriebszyklen des Bandlaufwerks, in denen das Band zwischen den Spulen befördert wird, kann ein aktualisierter Durchmesser für wenigstens eine Spule berechnet werden aus einem Verhältnis zwischen dem Spulendurchmessern, wie sie anfangs überwacht wurden, einem aktuellen Verhältnis zwischen den Spulendurchmessern und dem Durchmesser wenigstens einer Spule, wie er anfangs überwacht wurde.
Wenn das Bandlaufwerk nach der Erfindung eingebaut ist in einen Transferdrucker zum Übertragen von Farbe von einem Farbband auf ein Substrat, das längs eines vorbestimmten Weges angrenzend an den Drucker befördert wird, wobei das Bandlaufwerk als ein Farbband-Antriebsmechanismus zum Befördern des Bandes zwischen einer ersten und einer zweiten Bandspule wirkt, kann der Drucker ferner einen Druckkopf angeordnet zum Berühren einer Seite des Bandes, um eine gegenüberliegende Seite des Bandes in Berührung mit einem Substrat auf dem vorbestimmten Weg zu drücken, einen Druckkopf-Antriebsmechanismus zum Befördern des Druckkopfes längs einer Bahn, die sich im Allgemeinen parallel zum vorbestimmten Substratbeförderungsweg erstreckt, und zum Verschieben des Druckkopfes in und außer Berührung mit dem Band und ein Steuergerät umfassen, das den Farbband- und den Druckkopf-Antriebsmechanismus steuert, wobei das Steuergerät selektiv programmiert werden kann, entweder um zu bewirken, dass das Band im Verhältnis zu dem vorbestimmten Substratbeförderungsweg befördert wird, wobei der Druckkopf unbeweglich ist und während des Druckens in Berührung mit dem Band verschoben wird, oder um zu bewirken, dass der Druckkopf im Verhältnis zu dem Band und dem vorbestimmten Substratbeförderungsweg befördert wird und während des Druckens in Berührung mit dem Band verschoben wird.
Der Antriebsmechanismus kann bidirektional sein derart, dass das Band von der ersten Spule zur zweiten Spule und von der zweiten Spule zur ersten befördert werden kann.
Wenn der Druckkopf an einem Druckkopfwagen angebracht ist, der längs der Bahn verschoben werden kann, können ein erster und ein zweiter Wagen bereitgestellt werden, die wechselseitig austauschbar und derart geformt sind, dass der Druckkopf mit dem einen Wagen in Position auf der Bahn so angeordnet ist, dass das Drucken auf einem Substrat ermöglicht wird, das sich in der einen Richtung längs des Substratbeförderungsweges bewegt, und der Druckkopf mit dem anderen Wagen in Position auf der Bahn so angeordnet ist, dass das Drucken auf einem Substrat ermöglicht wird, das sich in der anderen Richtung längs des Substratbeförderungsweges bewegt.
Das Bandlaufwerk kann in eine Druckvorrichtung eingebaut sein, die ein Gehäuse, einen Druckkopf angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse, eine Walze, die bei Anwendung ein zu bedruckendes Substrat tragt, auf der vom Druckkopf entfernten Seite des Bandweges, einen zweiten Antriebsmechanismus zum Verschieben des Druckkopfes im Verhältnis zur Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer Druckposition, in der ein Abschnitt des Druckkopfes an der Walze oder jeglichem Substrat oder Band anliegt, das zwischen dem Druckkopf und der Walze angeordnet ist, und ein Steuergerät zum Einstellen des ersten Antriebsmechanismus, um die Winkelposition des Druckkopfes im Verhältnis zur Drehachse der Walze einzustellen, umfasst.
Vorzugsweise ist der Druckkopf angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse, eine Abziehwalze, angebracht an der Druckkopf-Stützbaugruppe und mit dem Druckkopf verschiebbar in der parallelen Richtung, und einen zweiten Antriebsmechanismus zum Verschieben des Druckkopfes im Verhältnis zu der Druckkopf-Stützbaugruppe und der Abziehwalze zu einer Druckbereitschaftsposition angrenzend an den Farbbandweg und einer Druckposition, in welcher der Druckkopf ein Farbband auf dem Weg berühren würde, wobei ein Nockenmechanismus bereitgestellt wird, der im Ergebnis einer Verschiebung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer vorbestimmten Position in Eingriff gebracht wird und, wenn er in Eingriff ist, ein Zurückziehen des Druckkopfes weg von der Druckbereitschaftsposition zu einer Position mit Abstand von der Abziehwalze und dem Farbbandweg bewirkt.
Der Nockenmechanismus kann eine Platte, die am Gehäuse angebracht ist und einen Schlitz definiert, und einen Stift umfassen, der sich von einem an der Druckkopf-Stützbaugruppe angebrachten Schwenkelement aus erstreckt, wobei ein Eingriff des Stiftes in dem Schlitz im Ergebnis einer Verschiebung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu der vorbestimmten Position bewirkt, dass sich das Schwenkelement dreht, von einer ersten Position, in der es den Druckkopf stützt, zu einer zweiten Position, in der sich der Druckkopf frei zu der Position mit Abstand von der Abziehwalze und dem Farbbandweg bewegt.
Das Schwenkelement kann an einem verschiebbaren Element angebracht sein, das an der Druckkopf-Stützbaugruppe angebracht ist, wobei eine Verschiebung des verschiebbaren Elements von einer zurückgezogenen zu einer ausgefahrenen Position, wenn sich das Schwenkelement in der ersten Position befindet, bewirkt, dass sich der Druckkopf von der Druckbereitschaftsposition zur Druckposition bewegt.
Die Druckvorrichtung kann ferner Mittel zum Aufbringen des Druckkopfes auf ein in dem Antriebsmechanismus gestütztes Band, wobei der Druckkopf eine Anordnung von Druckelementen umfasst, deren jedes selektiv unter Strom gesetzt werden kann, um Farbe aus eine durch diese Element berührten Abschnitt des Bandes freizusetzen, und ein Steuergerät zum Steuern der Stromversorgung der Druckelemente und des Vorschieben des Bandes umfassen, um so eine Reihe von Druckzyklen durchzuführen, deren jeder eine Druckphase, während derer eine relative Bewegung zwischen dem Druckkopf und dem Band dazu führt, dass der Druckkopf eine vorbestimmte Länge an Band überquert, und einer Nichtdruckphase, während derer das Band eine vorbestimmte Strecke im Verhältnis zum Druckkopf vorgeschoben wird, einschließt, wobei das Steuergerät dafür angeordnet ist, während aufeinanderfolgender Druckzyklen selektiv unterschiedliche Gruppen von Druckelementen unter Strom zu setzen, wobei die Gruppen von Elementen auf dem Druckkopf derart verteilt sind, dass unterschiedliche Gruppen unterschiedliche Abschnitte des Bandes berühren, und das Steuergerät dafür angeordnet ist, das Band derart vorzuschieben, dass die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs geringer ist als die vorbestimmte Länge an Band, wobei die Gruppen von Druckelementen derart unter Strom gesetzt werden, dass das Band in dem Intervall zwischen jeweils zwei Druckphasen, in denen die gleiche Gruppe von Druckelementen unter Strom gesetzt wird, wenigstens um die vorbestimmte Länge an Band vorgeschoben wird. Es können zwei Gruppen von Druckelementen bereitgestellt werden derart, dass die Strecke des Bandvorschubs wenigstens halb so groß sein kann wie die vorbestimmte Länge an Band.
Ausgehend von den grundlegenden Unterschieden zwischen Endlos- und Intervalldrucksystemen, wie oben beschrieben, ist es Praxis in der Industrie gewesen, eine Druckvorrichtung bereitzustellen, die entweder zur Verwendung in einer Endlosdruckanwendung oder zur Verwendung in einer Intervalldruckanwendung in der Lage ist, aber nicht, einen Drucker mit der Vielseitigkeit, beide Funktionen auszuüben, bereitzustellen. Der grundlegende Unterschied zwischen den zwei Arten von Druckvorrichtungen, die für diese zwei Anwendungen erforderlich sind, ist, dass bei der einen (Endlosdruck) der Druckkopf feststehend ist (wobei dieser Begriff auf die oben erörterte Weise verwendet wird), während bei der anderen (Intervall) der Druckkopf verschiebbar sein muss. Im Ergebnis dessen ist es, wenn eine bestimmte Fertigungslinie zum Beispiel von einer Intervalldruckanwendung zu einer Endlosdruckanwendung umgestellt wird, notwendig, die gesamte Druckanlage zu ersetzen. Dies stellt für Benutzer einer solchen Anlage beträchtliche Kosten dar.
Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Bandlaufwerk eingebaut in einen Transferdrucker zum Übertragen von Farbe von einem Farbband auf ein Substrat, das längs eines vorbestimmten Weges angrenzend an den Drucker befördert wird, wobei das Bandlaufwerk als ein Farbband-Antriebsmechanismus zum Befördern des Bandes zwischen einer ersten und einer zweiten Bandspule wirkt. Der Drucker umfasst einen Druckkopf angeordnet zum Berühren einer Seite des Bandes, um eine gegenüberliegende Seite des Bandes in Berührung mit einem Substrat auf dem vorbestimmten Weg zu drücken, einen Druckkopf-Antriebsmechanismus zum Befördern des Druckkopfes längs einer Bahn, die sich im Allgemeinen parallel zum vorbestimmten Substratbeförderungsweg erstreckt, und zum Verschieben des Druckkopfes in und außer Berührung mit dem Band und ein Steuergerät, das den Farbband- und den Druckkopf-Antriebsmechanismus steuert, wobei das Steuergerät selektiv programmiert werden kann, entweder um zu bewirken, dass das Band im Verhältnis zu dem vorbestimmten Substratbeförderungsweg befördert wird, wobei der Druckkopf unbeweglich ist und während des Druckens in Berührung mit dem Band verschoben wird, oder um zu bewirken, dass der Druckkopf im Verhältnis zu dem Band und dem vorbestimmten Substratbeförderungsweg befördert wird und während des Druckens in Berührung mit dem Band verschoben wird.
Folglich stellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Druckvorrichtung mit einer ausreichenden Vielseitigkeit bereit, um in der Lage zu sein, sowohl bei Endlos- als auch bei Intervallanwendungen verwendet zu werden.
Der oben beschriebene Transferdrucker kann in Verbindung mit einem beliebigen oder allen Merkmalen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, wie oben erörtert, verwendet werden. Im Einzelnen kann der Antriebsmechanismus bidirektional sein, die Bandspannung kann überwacht und die Schrittmotoren gesteuert werden, um die überwachte Spannung innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten, der Druckkopf-Antriebsmechanismus kann einen weiteren Schrittmotor umfassen, der an den Druckkopf gekoppelt ist, und der Druckkopf kann auf einem Wagen angebracht sein, der längs einer Bahn verschoben werden kann. Zusätzlich können ein erster und ein zweiter Wagen, die ausgetauscht werden können, bereitgestellt werden, um ein Drucken auf einem Substrat zu ermöglichen, das sich in beiden Richtungen längs des Substrat-Beförderungsweges bewegt, und eine angrenzend an den Druckkopf angebrachte Abziehwalze kann in ihrer Position im Verhältnis zum Druckkopf umkehrbar sein.
Wie oben umrissen, verändern sich bei Bandlaufwerken, die verwendet werden, um ein Band, wie beispielsweise ein Farbband, zwischen zwei Spulen zu transportieren, die Durchmesser der Spulen während des Verlaufs des Bandtransports von der einen Spule zur anderen. Dies beeinflusst die relativen Drehzahlen der zwei Spulen dramatisch, die aufrechterhalten werden müssen, falls das Band in Spannung bleiben soll. Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, um diese Wirkung zu berücksichtigen, und besonders die in US 4479081 gewählte Herangehensweise. Keine der bekannten Herangehensweisen jedoch ist zufriedenstellend beim Liefern einer zuverlässigen genauen Messung von Spulendurchmessern, um dadurch eine genaue und angemessene Steuerung der Antriebsmotor-Drehzahlen bei einer Anordnung zu ermöglichen, bei der die zwei Motoren im Gegentaktbetrieb arbeiten. Während einige der bekannten Systeme Bandlaufwerke bewältigen können, bei denen die Anfangsbedingungen immer die gleichen sind (zum Beispiel wird eine frische Vorlagespule mit bekanntem Außendurchmesser mit einer leeren Aufwickelspule verbunden), ist es bei vielen Anwendungen ziemlich häufig der Fall, dass ein Bediener ein Band an der Maschine anbringen wird, das teilweise benutzt worden ist derart, dass die Vorlagespule, die anfänglich einen bekannten Außendurchmesser hatte, teilweise zur Aufwickelspule transportiert worden ist.
Das Bandlaufwerk kann eine Vorrichtung zum Messen der Durchmesser von zwei auf den Spulenträgern angebrachten Bandspulen umfassen, wobei die Vorrichtung ein optisches Sensorsystem umfasst, das wenigstens einen Lichtemitter und wenigstens einen Lichtdetektor, derart angeordnet, dass zwischen denselben ein Lichtweg hergestellt wird, einen Beförderungsmechanismus, der wenigstens einen Teil des optischen Sensorsystems trägt und angetrieben werden kann, um so zu bewirken, dass der Lichtweg über einen Raum streicht, innerhalb dessen die zu messenden Spulen angeordnet sein werden, und ein Steuergerät, das betrieben werden kann, um den Beförderungsmechanismus zu steuern, einschließt, um Positionen des Beförderungsmechanismus zu erfassen, in denen die Ausgabe des Detektors wechselt, um einen Übergang zwischen zwei Zuständen anzuzeigen, in deren einem der Lichtweg durch eine Spule versperrt ist und in deren anderem der Lichtweg nicht durch diese Spule versperrt ist, und um die Spulendurchmesser aus den erfassen Positionen des Beförderungsmechanismus, in denen der Detektor Wechsel ausgibt, zu berechnen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen es daher möglich, Spulengrößen genau zu bestimmen. Bei einer Vorrichtung, wie beispielsweise einem Transferdrucker mit einem verschiebbaren Druckkopf, kann das verschiebbare Bauteil leicht am verschiebbaren Druckkopf angebracht werden, um so keine zusätzlichen elektromechanischen Bauteile zu über diejenigen hinaus zu erfordern, die für das normale Funktionieren der Vorrichtung hinaus notwendig sind.
Druckköpfe, die zum Beispiel in Transferdruckern verwendet werden, müssen im Verhältnis zu einer Platte, die ein zu bedruckendes Substrat trägt, genau positioniert werden, falls ein Druck mit guter Qualität erzeugt werden soll, insbesondere bei hohen Druckgeschwindigkeiten. Eine Winkelverschiebung von nur einigen Grad kann die Druckqualität radikal beeinträchtigen. Die herkömmliche Herangehensweise, um mit diesem Problem umzugehen, ist, einen Druckkopf auf einer passenden Stützbaugruppe in einer nominell richtigen Position anzuordnen, danach einen Probedruck durchzuführen, um zu sehen, welche Qualität sich ergibt, und danach die Position des Druckkopfs mechanisch nachzustellen, um so die Druckqualität zu optimieren. Dies schließt ein, dass ein Monteur sehr kleine mechanische Einstellungen, beispielsweise unter Verwendung von Abstandsstücken, vornimmt. Dies kann ein zeitaufwendiger Vorgang sein.
Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das oben beschriebene Bandlaufwerk eingebaut in eine Druckvorrichtung, die ein Gehäuse, einen Druckkopf, angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse, eine Walze, die bei Anwendung ein zu bedruckendes Substrat trägt, auf der vom Druckkopf entfernten Seite des Bandweges, einen zweiten Antriebsmechanismus zum Verschieben des Druckkopfes im Verhältnis zur Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer Druckposition, in der ein Abschnitt des Druckkopfes an der Walze oder jeglichem Substrat oder Band anliegt, das zwischen dem Druckkopf und der Walze angeordnet ist, und ein Steuergerät zum Einstellen des ersten Antriebsmechanismus, um die Winkelposition des Druckkopfes im Verhältnis zur Drehachse der Walze einzustellen, umfasst.
Vorzugsweise ist der Abschnitt des Druckkopfs, der an der Walze oder einem beliebigen Substrat oder Band, das zwischen dem Druckkopf und der Walze angeordnet ist, der Abschnitt des Druckkopfs, der selektiv unter Strom zu setzende Druckelemente enthält. Die Elemente können linear längs des Abschnitts des Druckkopfs angeordnet sein, zum Beispiel kann die lineare Gruppierung von Elementen längs einer Kante oder parallel in enger Nachbarschaft zu einer Kante des Druckkopfs angeordnet sein.
Im Betrieb konnte ein Monteur anfangs einen Druckkopf so anordnen, dass er eine nominelle Position einnehmen würde, von der zu erwarten wäre, dass sie einen Druck mit guter Qualität erzeugt. Danach würde ein Probedrucklauf verwendet, um die Druckqualität einzuschätzen, danach würde die Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse verschoben, und ein neuer Drucklauf würde durchgeführt, wobei der Vorgang wiederholt würde, bis die sich ergebende Druckqualität optimiert wäre. Es gibt folglich kein Erfordernis, dass der Monteur kleine mechanische Einstellungen an der Position des Druckkopfs auf seiner Stütze vornimmt.
Bei vielen Bandlaufwerksmechanismen und insbesondere bei Banddruckmaschinen kann das Laden eines neuen Farbbandes ein schwieriger Vorgang sein, da das Farbband richtig längs einer nicht linearen Bahn angeordnet werden muss. Häufig sind Ersatzfarbbänder in einer Kassette angebracht, die dafür gestaltet ist, leicht in einer vorbestimmten Ausrichtung auf einer zugeordneten Druckvorrichtung angebracht zu werden. Bei einer solchen Anordnung ist es im Allgemeinen notwendig, eine Länge an Band, die sich zwischen Stützen an der Kassette erstreckt, zwischen einem Druckkopf und einer Abziehwalze anzuordnen. Dies ist schwierig zu erreichen, wenn der Druckkopf und die Abziehwalze nicht auseinanderbewegt werden können, um eine ausreichend breite Bahn bereitzustellen, in die das Band eingesetzt werden kann.
Es ist bekannt, dass eine Anordnung bereitgestellt wird, wobei entweder der Druckkopf oder die Abziehwalze durch einen Hebelmechanismus verschoben werden kann, der betätigt wird, wenn eine Kassette auf einer Druckvorrichtung angebracht wird. Falls die Kassette zum Beispiel durch eine mechanische Klinke in Position gehalten wird, wird ein Lösen der Klinke den Druckkopf und die Abziehwalze auseinanderbewegen, wogegen ein Eingriff der Klinke sie zu einer Druckbereitschaftsposition zusammenbewegt.
Solche Anordnungen sind zufriedenstellend in Bezug auf die Leistung, aber nachteilig, da wertvoller Platz durch den Hebelmechanismus besetzt wird, wodurch der zum Aufnehmen von Bandspulen mit großem Durchmesser verfügbare Platz verringert wird.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist das oben beschriebene Bandlaufwerk eingebaut in eine Druckvorrichtung, die ein Gehäuse, einen Druckkopf angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse, eine Abziehwalze, angebracht an der Druckkopf-Stützbaugruppe und mit dem Druckkopf verschiebbar in der parallelen Richtung, und einen zweiten Antriebsmechanismus umfasst, zum Verschieben des Druckkopfes im Verhältnis zu der Druckkopf-Stützbaugruppe und der Abziehwalze zwischen einer Druckbereitschaftsposition angrenzend an den Farbbandweg und einer Druckposition, in welcher der Druckkopf ein Farbband auf dem Weg berühren würde, wobei ein Nockenmechanismus bereitgestellt wird, der im Ergebnis einer Verschiebung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer vorbestimmten Position in Eingriff gebracht wird und, wenn er in Eingriff ist, ein Zurückziehen des Druckkopfes weg von der Druckbereitschaftsposition zu einer Position mit Abstand von der Abziehwalze und dem Farbbandweg bewirkt.
Bei einer Anordnung wie oben beschrieben kann, wenn eine Kassette, die ein Farbband trägt, ersetzt werden soll, ein elektronisches Signal erzeugt werden, um die Beförderung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer vorbestimmten Position (einer „angedockten" Position) zu bewirken. Dies zieht selbsttätig den Druckkopf weg von der Abziehwalze, was das leichte Einsetzen eines Bandes zwischen dem Druckkopf und der Abziehrolle ermöglicht.
Ein anderes bei Druckmaschinen anzutreffendes Problem ist das des Erreichens ausreichender Bandbeförderungsgeschwindigkeiten in dem Intervall zwischen den Druckphasen aufeinanderfolgender Druckzyklen. In einigen Fällen ist die Zeit, die gebraucht wird, um ein Farbband um eine Entfernung zu befördern, die der Länge an Band entspricht, die der Druckkopf während eines Druckzyklus überquert, ein begrenzender Faktor bei der Maschinengesamtgeschwindigkeit. Es wäre vorteilhaft, in der Lage zu sein, die Entfernung zu verringern, die ein Band zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Druckzyklen vorgeschoben wird.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung ist das oben beschriebene Bandlaufwerk eingebaut in eine Druckvorrichtung, als ein Farbband-Antriebsmechanismus zum Vorschieben eines Farbbandes zwischen dem Druckkopf und einem Weg, längs dessen bei Anwendung ein zu bedruckendes Substrat vorgeschoben wird, wobei die Druckvorrichtung Mittel zum Aufbringen des Druckkopfes auf ein in dem Antriebsmechanismus gestütztes Band, wobei der Druckkopf eine Anordnung von Druckelementen umfasst, deren jedes selektiv unter Strom gesetzt werden kann, um Farbe aus eine durch diese Element berührten Abschnitt des Bandes freizusetzen, und ein Steuergerät zum Steuern der Stromversorgung der Druckelemente und des Vorschieben des Bandes umfasst, um so eine Reihe von Druckzyklen durchzuführen, deren jeder eine Druckphase, während derer eine relative Bewegung zwischen dem Druckkopf und dem Band dazu führt, dass der Druckkopf eine vorbestimmte Länge an Band überquert, und einer Nichtdruckphase, während derer das Band eine vorbestimmte Strecke im Verhältnis zum Druckkopf vorgeschoben wird, einschließt, wobei das Steuergerät dafür angeordnet ist, während aufeinanderfolgender Druckzyklen selektiv unterschiedliche Gruppen von Druckelementen unter Strom zu setzen, wobei die Gruppen von Elementen auf dem Druckkopf derart verteilt sind, dass unterschiedliche Gruppen unterschiedliche Abschnitte des Bandes berühren, und das Steuergerät dafür angeordnet ist, das Band derart vorzuschieben, dass die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs geringer ist als die vorbestimmte Länge an Band, wobei die Gruppen von Druckelementen derart unter Strom gesetzt werden, dass das Band in dem Intervall zwischen jeweils zwei Druckphasen, in denen die gleiche Gruppe von Druckelementen unter Strom gesetzt wird, wenigstens um die vorbestimmte Länge an Band vorgeschoben wird.
Falls die Druckelemente in zwei Gruppen angeordnet sind, zum Beispiel abwechselnde Bildpunkte, die aber einen linearen Druckkopf verteilt sind, kann in einem Druckzyklus unter Verwendung der einen Gruppe ein Bild gedruckt werden, das Band kann um die halbe durch den Drucker während des ersten Zyklus überquerte Länge an Band vorgeschoben werden, unter Verwendung der anderen Gruppe kann während eines zweiten Zyklus ein zweites Bild gedruckt werden, das Band kann wieder um die halbe Überquerungsstrecke des Druckkopfes vorgeschoben werden, und danach kann während eines dritten Druckzyklus die erste Gruppe unter Strom gesetzt werden und so weiter. Folglich kann der maximale Bandweg zwischen aufeinanderfolgenden Druckzyklen halb so groß sein wie der, welcher bei herkömmlichen Drucksystemen aufgenommen werden muss.
Es wird selbstverständlich zu erkennen sein, dass, falls die Druckelemente in drei Gruppen eingeteilt waren, der Bandvorschub zwischen aufeinanderfolgenden Zyklen auf ein Drittel der durch den Druckkopf in einem Zyklus überquerten Länge an Band begrenzt werden könnte.
Es wird nun, als Beispiel, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Illustration eines Farbband-Antriebssystems nach der vorliegenden Erfindung ist,
1A eine Illustration einer Modifikation des Antriebssystems von 1 ist,
2 eine perspektivische Ansicht einer Drucker-Antriebsbaugruppe eines Bandantriebssystems, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, ist,
3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Farbbandkassette, die auf der Baugruppe von 2 angebracht werden kann, ist,
4 bis 9 weitere Illustrationen der Antriebsbaugruppe von 2 sind,
10 eine perspektivische Ansicht eines in die Antriebsbaugruppe von 2 eingebauten Druckkopf-Stützwagens ist,
11 eine perspektivische Ansicht eines alternativen Druckkopf-Stützwagens zu dem in 10 gezeigten, der verwendet werden kann, um die Positionen von Bauteilen der Antriebsbaugruppe von 2 umzukehren, ist,
12 eine Ansicht der Antriebsbaugruppe nach der Umwandlung unter Verwendung der alternativen Druckkopfstütze von 11 ist,
13 bis 16 die Verwendung des verschachtelten Druckens unter Verwendung der Antriebsbaugruppe von 2 illustriert,
17 schematisch die Funktionsweise eines optischen Farbbandspulen-Durchmessermesssystems illustriert,
18 eine schematische Illustration einer Schaltung zum Überwachen der Leistung, die durch die in die Antriebsbaugruppe von 2 eingebauten Schrittmotoren aufgenommen wird, ist,
19 eine schematische Illustration einer Schaltung zum Überwachen des sich verändernden Verhältnisses zwischen den Durchmessern der auf der Antriebsbaugruppe von 2 angebrachten Bandspulen ist,
20 eine alternative Herangehensweise an das Überwachen der Bandspulendurchmesser illustriert,
21 die Einstellung des Druckkopfwinkels nach der Erfindung illustriert und
22 die Verwendung einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen von Bildern, während sie auf einem nur begrenzten Farbbandvorschub beruht, ist.
Unter Bezugnahme auf 1 hat der schematisch illustrierte Drucker nach der vorliegenden Erfindung ein durch die durchbrochene Linie 1 dargestelltes Gehäuse, das eine erste Welle 2 und eine zweite Welle 3 trägt. Ein verschiebbarer Druckkopf 4 ist ebenfalls an dem Gehäuse angebracht, wobei der Druckkopf wie durch Pfeile 5 angezeigt, längs einer linearen Bahn verschoben werden kann. Ein Farbband 6 erstreckt sich von einer Spule 7, die auf einem Dom 8 aufgenommen wird, der durch die Welle 2 angetrieben wird, um Walzen 9 und 10 zu einer zweiten Spule 11, die auf einem Dom 12 getragen wird, der durch die Welle 3 angetrieben wird. Der Weg, dem das Band 6 zwischen den Walzen 9 und 10 folgt, geht vor dem Druckkopf 4 vorbei. Ein Substrat 13, auf dem der Druck abzusetzen ist, folgt einem Weg, parallel zu dem Band 6 zwischen den Walzen 9 und 10, wobei das Band 6 zwischen dem Druckkopf 4 und dem Substrat 13 angeordnet ist.
Die Welle 2 wird durch einen Schrittmotor 14 angetrieben, und die Welle 3 wird durch einen Schrittmotor 15 angetrieben. Bin weiterer Schrittmotor 16 steuert die Position des Druckkopfs 4 auf seiner linearen Bahn. Bin Steuergerät 17 steuert jeden der drei Schrittmotoren 14, 15 und 16, wie weiter unten ausführlicher erläutert, wobei die Schrittmotoren dazu in der Lage sind, das Farbband 6, wie durch den Pfeil 18 angezeigt, in beiden Richtungen anzutreiben.
In der in 1 illustrierten Konfiguration werden die Spulen 7 und 11 in der gleichen Richtung zueinander gewickelt und drehen sich folglich in der gleichen Drehrichtung, um das Band zu befördern. 1A illustriert eine Modifikation des Antriebssystems von 1, wobei die Spulen in der entgegengesetzten Richtung gewickelt werden und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen müssen, um das Band zu befördern. Folglich dreht sich die erste Spule 7 im Uhrzeigersinn, während sich die zweite Spule 11 gegen den Uhrzeigersinn dreht, um das Farbband 6 von der ersten Spule 7 zur zweiten Spule 11 zu befördern.
Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, kann der in 1 schematisch illustrierte Drucker sowohl für Endlos- als auch für Intervalldruckanwendungen verwendet werden. Bei Endlosanwendungen wird sich das Substrat 13 fortlaufend bewegen. Während eines Druckzyklus wird der Druckkopf feststehend sein, aber das Band wird sich bewegen, um so dem Druckkopf frisches Band vorzulegen, wenn der Zyklus fortschreitet. Im Gegensatz dazu ist bei Intervallanwendungen das Substrat während jedes Druckzyklus feststehend, wobei die notwendige relative Bewegung zwischen dem Substrat und dem Druckkopf durch Bewegen des Druckkopfes während des Druckzyklus erreicht wird. Das Band wird im Allgemeinen während des Druckzyklus feststehend sein. Bei beiden Anwendungen ist es notwendig, dazu in der Lage zu sein, das Band 6 zwischen den Druckzyklen schnell vorzuschieben und zurückzuführen, um so dem Druckkopf frisches Band vorzulegen und die Bandverschwendung auf ein Minimum zu verringern. Ausgehend von der Geschwindigkeit, mit der Druckmaschinen arbeiten, und davon, dass während jedes Druckzyklus frisches Band zwischen dem Druckkopf und dem Substrat vorhanden sein sollte, ist es notwendig, dazu in der Lage zu sein, das Band 6 in beiden Richtungen mit einer hohen Geschwindigkeit zu beschleunigen und das Band im Verhältnis zum Druckkopf genau zu positionieren. Bei der in 1 gezeigten Anordnung wird angenommen, dass sich das Substrat 13 nur nach rechts bewegt, wie durch den Pfeil 19 angezeigt, aber wie weiter unten beschrieben, kann die Vorrichtung leicht dafür angepasst werden, auf einem Substrat zu drucken, dass sich in 1 nach links bewegt.
Unter Bezugnahme auf 2, 3 und 4 werden nun die elektromechanischen Bauteile beschrieben, die den unter Bezugnahme auf die schematische Illustration von 1 in Umrissen beschriebenen Drucker ausmachen. Das Druckergehäuse 1 umfasst einen Kasten 20, in dem verschiedene weiter unten zu beschreibende elektronische Bauteile hinter einer Abdeckplatte 21 untergebracht sind Die Wellen 2 und 3 stehen durch Öffnungen in der Abdeckplatte 21 vor, Führungsstifte 9a und 10a stehen von der Abdeckplatte 21 vor, und der Druckkopf 4 ist über der Abdeckplatte 21 angebracht. Der Druckkopf 4 ist ein Teil einer Baugruppe, die längs einer linearen Bahn 22 verschoben werden kann, die im Verhältnis zur Abdeckplatte 21 in der Position feststehend ist. Der Schrittmotor 16, der die Position der Druckkopfbaugruppe steuert, ist hinter der Abdeckplatte 21 angeordnet, treibt aber die Riemenscheibe 23 an, die wiederum einen Riemen 24 antreibt, der sich um eine weitere Riemenscheibe 25 erstreckt, wobei der Riemen an der Druckkopfbaugruppe befestigt ist. Folglich treibt eine Drehung der Riemenscheibe 23 im Uhrzeigersinn in 4 die Druckkopfbaugruppe nach links in 4, während eine Drehung der Riemenscheibe 23 gegen den Uhrzeigersinn in 4 die Druckkopfbaugruppe nach rechts in 4 treibt. Die Riemenscheiben 23 und 25 und die lineare Bahn 22 sind auf einem starren Träger 26 angebracht, der sich von der Abdeckplatte 21 nach oben erstreckt. 2 zeigt an den Wellen 2 und 3 angebrachte Antriebsscheiben, wobei die Antriebsscheiben diametral mit Zwischenraum angeordnete Fassungen definieren, vorgesehen, um die Bandspulenträger 8 und 12 in Eingriff zu nehmen, während in 4 die Antriebsscheiben abgenommen worden sind, um die oberen Flächen der Schrittmotoren 14 und 15 zu zeigen.
Unter Bezugnahme auf 3 illustriert diese ein Farbband, das auf einer Kassette angebracht ist, die auf dem Drucker von 2 angebracht werden kann. Hohle Walzenstützen 9b und 10b sind dafür vorgesehen, die in 2 gezeigten Stifte 9a bzw. 10a aufzunehmen derart, dass die Kombination des Stifts 9a und der hohlen Walze 9b zusammen die Walze 9 von 1 darstellen und derart, dass die Kombination des Stifts 10a und der hohlen Walze 10b zusammen die Walze 10 von 1 darstellen. Die Spulen 7 und 11 werden auf den Dornen 8 und 12 getragen, die auf drehbare Wellen aufgeschoben sind, die auf einer gemeinsamen Abdeckplatte mit den hohlen Walzen 9b und 10b angebracht sind. Die drehbaren Wellen definieren Stifte, die mit den Fassungen ineinandergreifen, die auf den durch die Wellen 2, 3 angetriebenen Antriebsscheiben definiert werden. Folglich kann, wenn die Kassette an ihrem Platz ist, das Band zwischen den Spulen 7 und 11 befördert werden.
Die Gehäuseabdeckplatte 21 (2) trägt ebenfalls einen hochstehenden hinteren Träger 27, auf dem ein Paar von Emittern 28, 29 getragen wird. Diese zwei Emitter arbeiten in Zusammenwirken mit einem Empfänger, der, wie weiter unten ausführlicher beschrieben, mit der Druckkopfbaugruppe verschoben werden kann.
Die Druckkopfbaugruppe 4 wird in 2 und 4 in einer „angedockten" Position und in 5 in einer Position gezeigt, in der sie bereit ist, auf eine Walzenplatte 30 zu drucken (angenommen ein Betrieb in einem Endlosmodus mit einem sich fortlaufend bewegenden Substrat), und in 6 in einer Druckbereitschaftsposition, in welcher der Druckkopf bereit ist, auf ein Substrat zu drucken, das feststehend und vor einer feststehenden flachen Platte 31 angeordnet ist. In der in 2 und 4 gezeigten Position ist eine Kante 32 des Druckkopfes 4 hinter den Bandweg zwischen den Walzen 9 und 10 zurückgezogen, während eine Abziehwalze 33 auf der dem Druckkopf 4 gegenüberliegenden Seite des Bandweges angeordnet ist. Dies macht es zu einer leichten Sache, eine frische Bandkassette einzubauen. Im Gegensatz dazu ist der Druckkopf 4 in den in 5 und 6 gezeigten Druckbereitschaftspositionen vorgeschoben worden, so dass die Kante 32 gerade über das äußere Ende der Walze 33 hinaus vorsteht. Folglich passiert das Farbband in der Druckbereitschaftsposition um die Kante 32 und wird durch die Walze 33 vom darunterliegenden Substrat weg abgelenkt.
Die Kante 32 des Druckkopfes 4 (der eine herkömmliche Form hat) trägt eine Gruppierung von Heizelementen, deren jedes selektiv unter Strom gesetzt werden kann. Wenn das Band 6 zwischen dem Kopf 4 und einem Substrat 13 eingeklemmt wird, wird die jeglichem unter Strom gesetzten Heizelement benachbarte Farbe geschmolzen und auf das Substrat übertragen. Folglich können durch geeignete Steuerung der Heizelemente kleine Anteile der durch das Band 6 getragenen Farbe auf das Substrat 13 übertragen werden. Jeder dieser Farbanteile kann als einen Bildpunkt des zu druckenden Bildes definierend betrachtet werden.
Unter Bezugnahme auf alle 2 bis 9 wird nun die ausführliche Struktur der Druckkopfbaugruppe und des Läufers, auf dem sie angebracht ist, beschrieben. 9 zeigt die Druckkopfbaugruppe, vorwärts gezogen zu einer Einstellposition, wobei zugeordnete Bauteile der Baugruppe enthüllt werden. 9 ist die beste Ansicht eines Schlitzes 34, der in dem hochstehenden Träger 26 geformt ist, auf dem die lineare Bahn 22 angebracht ist. Ein Läufer 35, der einen Druckkopfwagen 36 trägt, ist auf der linearen Bahn 22 angebracht. Der Läufer 35 und die Bahn 22 sind Präzisionserzeugnisse, um eine glatte, reibungsarme, parallele Bewegung des Druckkopfwagens 36 im Verhältnis zum Träger 26 zu gewährleisten. Bin optischer Detektor 37 ist so auf dem Druckkopfwagen 36 angebracht, dass er in Ausrichtung mit dem im Träger 26 geformten Schlitz 34 ist. Der Detektor 37 wird, wie weiter unten beschrieben, verwendet, um das von den Emittern 28 und 29 emittierte Licht zu erfassen, wobei gesichert wird, dass das einzige Hindernis zwischen dem Detektor 27 und den Emittern 28 und 29 jegliche Bandspulen sein werden, die auf dem Drucker in einer Kassette, wie beispielsweise der in 3 illustrierten, angebracht sind. Die Kassette wird durch einen Dauermagneten (nicht gezeigt), der in den Kassettenkörper eingebaut ist und mit einer oben auf dem Träger 26 angebrachten kreisförmigen Stahlhalterung 38 zusammenwirkt, gegen eine Verschiebung im Verhältnis zu den in 3 illustrierten Bauteilen gesichert. Alternative Anordnungen zum Befestigen der Kassette in ihrer Position, zum Beispiel mechanische Klinkenbaugruppen, sind selbstverständlich möglich.
Der Druckkopfwagen 36 trägt die Druckkopfbaugruppe, die den Druckkopf 4 umfasst, der mit einer schwenkbaren Platte 39 verbolzt ist, die zum Schwenken und einen Gelenkzapfen 40 angebracht ist, der wiederum auf einer Platte 41 angebracht ist, die mit dem Druckkopfwagen 36 verbolzt ist. Eine Feder 42 spannt die Platte 39 zur Platte 41 hin vor, so dass der Druckkopf 4 in Abwesenheit jeglichen Hindernisses die Position im Verhältnis zum Druckkopfwagen 36 einnehmen wird, wie sie in 4 gezeigt wird. Die Abziehwalze 33 wird an einem Arm 43 in ihrer Position fixiert, der mit dem Druckkopfwagen 36 verbolzt ist.
Eine pneumatische Antriebseinheit 44 ist in Gleitpassung innerhalb eines Schlitzes, der im Druckkopfwagen 36 bereitgestellt wird, und treibt einen Kolben 45 an, der in 8 in der ausgefahrenen Position und in 7 in der eingezogenen Position gezeigt wird. Der pneumatische Antrieb 44 ist mit einer flexiblen pneumatischen Versorgungsleitung (nicht gezeigt) verbunden, die mit einem Lufteinlass 46 (2) verbunden ist. Der Einlass 46 ist mit einer Röhre 47 verbunden, die sich durch eine Öffnung im Druckkopfwagen 36 erstreckt, um mit der pneumatischen Antriebseinheit 44 verbunden zu sein. Der Kolben 45 der pneumatischen Antriebseinheit liegt an einem U-förmigen Element 48 an, das durch einen Gelenkzapfen 49 an einen U-förmigen Träger 50 gekoppelt ist. Der Träger 50 trägt einen Stift 51 (9), der dafür vorgesehen ist, in einen Schlitz 52 in einer Nockenplatte 53 einzugreifen. Der Träger 50 definiert eine gekrümmte Ecke 54, die dafür vorgesehen ist, an einer gekrümmten Fläche 55 einzugreifen, die, wie in 7 und 8 gezeigt, in der Platte 39 definiert wird. Falls jedoch der Stift 51 im Schlitz 52 aufgenommen und bis zum blinden Ende desselben geschoben wird, wird der Träger 50 vom Druckkopf 4 weg geschoben, was ermöglicht, dass die Platte 39 zur Platte 41 hin schwenkt, so dass der Druckkopf 4 die in 2 und 4 gezeigte angedockte Position einnimmt.
Der Träger 50 wird durch eine Feder (nicht gezeigt) vorgespannt, die an einen Hebel 50a (siehe 7) gekoppelt ist, so dass er normalerweise die in 7 gezeigte Position einnimmt. Falls dann dem pneumatischen Antrieb 44 Druckluft zugeführt wird, nimmt die Baugruppe die in 8 gezeigte Position ein, in der zu sehen ist, dass die Druckkante 32 des Druckkopfes 4 gut über die Abziehwalze 33 hinaus geschoben worden ist. Falls der Wagen bewegt wird, wenn die pneumatische Antriebseinheit 44 ausgeschaltet und das U-förmige Element 48 daher in der in 7 gezeigten Position ist, so dass der Stift 51 in den Schlitz 52 eintritt, wird eine weitere Bewegung des Wagens in der gleichen Richtung bewirken, dass sich der Stift 51 in das blinde Ende des Schlitzes bewegt, wodurch bewirkt wird, dass sich der Träger 50 um den Gelenkzapfen 49 dreht, um so nicht mehr die Bewegung des Druckkopfes 4 zur angedockten Position zu behindern. Falls die Bewegung des Wagens danach umgekehrt wird, bewirkt der Stift 51, dass der Träger 50 wieder nach außen schwenkt, was den Druckkopf 4 zu der in 7 gezeigten Position bewegt. Die in 7 gezeigte Position entspricht der „Druckbereitschaft", und die in 8 gezeigte Position 8 entspricht dem „Drucken".
10 Ansicht des Druckkopfwagens 36, welche die Fassung zeigt, die bei der zusammengebauten Baugruppe die pneumatische Antriebseinheit 44 aufnimmt. Eine Öffnung 56 wird bereitgestellt, um die Lufteinlassröhre 47 (siehe 7) aufzunehmen. Eine Zunge 57 springt von der unterkante des Druckkopfwagens 36 vor und wird auf eine nicht gezeigte Weise verwendet, um den Druckkopfwagen am Riemen 24 zu befestigen.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 1 bis 10 illustriert wird, ist beabsichtigt, dass sich ein zu bedruckendes Substrat am Druckkopf vorbei in der Richtung von links nach rechts in Bezug auf 5 bewegt oder sich der Druckkopf beim Drucken in der Richtung von rechts nach links in Bezug auf die Platte 31 in 5 bewegt. Die Abziehwalze 33 ist in allen Fällen auf der stromabwärts liegenden Seite der Druckkante 32 angeordnet. Es kann jedoch viele Umstände geben, unter denen eine solche Anordnung nicht zweckmäßig ist und es wünschenswert wäre, die Anordnung umzukehren, so dass die relativen Positionen der Kante 32 und der Abziehwalze 33 umgekehrt sind und die Anordnung des Druckkopfes 4 ebenfalls umgekehrt ist. Dies kann bei der illustrierten Vorrichtung leicht erreicht werden durch Ersetzen des in 10 gezeigten Druckkopfwagens 36 durch den in 11 gezeigten Druckkopfwagen 58. 12 illustriert die sich ergebende Baugruppe. Es wird zu bemerken sein, dass der Druckkopfwagen 58 von 11 ebenfalls eine Fassung 59 zum Aufnehmen der pneumatischen Antriebseinheit 44 und eine Öffnung 60 zum Aufnehmen der Lufteinlassröhre 47 definiert. Es wird ebenfalls zu bemerken sein, dass der Druckkopfwagen 58 von 11 ein Spiegelbild des Druckkopfwagens 36 von 10 um eine vertikale Ebene ist.
Unter Bezugnahme auf 12 wird zu sehen sein, dass zusätzlich zum Umkehren der Position des Druckkopfes 4 und der Abziehwalze 33 ebenfalls die Nockenplatte 53 um 180° gedreht und auf der zu ihrer Position bei der Ausführungsform von 1 bis 10 gegenüberliegenden Seite des Magneten angebracht worden ist. Der Arm 43, auf dem die Abziehwalze 33 angebracht ist, ist ebenfalls bewegt worden, so dass er weiter angrenzend an die Abdeckplatte 21 angeordnet ist.
Die beschriebene Druckeranordnung stellt eine Zahl sehr bedeutsamer Vorteile bereit. Erstens ist es möglich, die gleiche Vorrichtung sowohl zum Endlos- als auch zum Intervalldrucken zu verwenden. Die Umstellung einer Fertigungslinie von einer Form des Druckens zu einer anderen bedeutet daher nicht, dass neue Drucker gekauft werden müssen. Zweitens kann durch Vornehmen verhältnismäßig kleiner Modifikationen, die nur ein zusätzliches Bauteil (die alternativen Druckkopfwagen von 10 und 11) mit sich bringen, kann die gleiche Vorrichtung sowohl für linksgängige als auch für rechtsgängige Anwendungen verwendet werden, wobei diese Begriffe im Sinn von 2 (linksgängig) und 12 (rechtsgängig) verwendet werden. Drittens ist das Bandaustausch eine einfache Sache angesichts dessen, dass der Druckkopf 4, wenn er in der angedockten Position ist, selbsttätig wieder weg von der Abziehwalze 33 gezogen wird, um so eine breite Bahn bereitzustellen, in die ein auf einer Kassette getragenes Ersatzfarbband eingesetzt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 13, 14, 15 und 16 werden unterschiedliche Verfahren zum effizienten Verwenden des Farbbandes unter Verwendung der in 1 bis 12 beschriebenen Vorrichtung beschrieben. Alle diese Verfahren beruhen auf der hohen Genauigkeit, innerhalb derer das Band dem Druckkopf zugeführt werden kann, um so die Bandverschwendung auf ein Minimum zu verringern.
Unter Bezugnahme auf 13 ist dies eine Ansicht eines Bandes, dessen Länge durch einen Pfeil 61 angezeigt wird und mit dem unter Verwendung überlappender Bereiche des Bandes sechs einzelne Druckvorgänge ausgeführt worden sind. Diese sechs Bereiche werden als Bereiche 62 bis 67 angezeigt, wobei die zweite Hälfte des Bereichs 62 mit der ersten Hälfte des Bereichs 63 überlappt, die zweite Hälfte des Bereichs 63 mit der ersten Hälfte des Bereichs 64 überlappt und so weiter. Angenommen, es wird auf einem Substrat gedruckt, so wird der Bereich 62 bedruckt, danach wird das Band um die halbe Länge der Bereiche vorgeschoben, der Bereich 63 wird bedruckt, danach wird das Band wieder um die halbe Länge der Bereiche vorgeschoben, danach wird der Bereich 64 bedruckt und so weiter.
Solche überlappenden Druckbereiche könnten sowohl bei Endlos- als auch bei Intervalldruckvorgängen verwendet werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform überlappen benachbarte Bereiche einander um die halbe Breite jedes Bereichs, es könnten aber andere Überlappungsproportionen vorstellbar sein. Davon ausgehend, dass benachbarte Druckbereiche einander überlappen, ist es wichtig, dass ein Bereich des Bandes, der durch zwei benachbarte Druckbereiche überlappt wird, auf eine Weise benutzt wird, die sicherstellt, dass das Drucken nur fortschreitet auf der Grundlage der Benutzung von Abschnitten des Bandes, die nur in einem der zwei überlappenden Bereiche benutzt wird. Dies kann zum Beispiel durch Auswählen nur abwechselnder Abschnitte des Bandes innerhalb eines beliebigen Druckbereichs erreicht werden. Zum Beispiel würden, wie in 14 illustriert, falls benachbarte Heiz-(Bildpunkt-)Elemente auf dem Druckkopf durch Bandflächen 68 und 69 dargestellt werden, die Bandflächen 68 beim Drucken eines Bereichs (zum Beispiel des Bereichs 62) benutzt, und die Bandflächen 69 würden beim Drucken des benachbarten Bereichs (des Bereichs 63) benutzt. Auf diese Weise kann, vorausgesetzt, der Zwischenraum zwischen benachbarten Bildpunkten auf dem Druckkopf ist klein genug, um zu ermöglichen, dass unter Benutzung nur abwechselnder Bildpunkte ein Bild mit angemessener Qualität gedruckt wird, kann die doppelte Zahl von Bildern von einem Band erzeugt werden, als es der Fall wäre, falls alle Bildpunktelemente zu Druckzwecken bei einem einzelnen Bild verwendet würden und es keine Überlappung zwischen den Druckbereichen gäbe. Zusätzlich wird jedoch die Strecke, um die das Band zwischen den Druckphasen in aufeinanderfolgenden Druckzyklen vorgeschoben werden muss, um die Hälfte verringert. Dies ist vorteilhaft, weil dies bei einigen Anwendungen einen schnelleren Maschinenbetrieb ermöglicht.
Um diesen Vorteil zu illustrieren, zeigt 15 das herkömmliche Drucken auf ein Substrat ohne Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Zyklen, während 16 den gleichen Vorgang, beruhend auf einer solchen Überlappung, zeigt.
Unter Bezugnahme auf 15 wird ein Substrat 70 gezeigt, auf das aufeinanderfolgende Bilder 71 und 72 gedruckt worden sind. Unterhalb des Substrats wird ein Farbband 73 gezeigt, auf dem Flachen 74 und 75 benutzt worden sind, um die Bilder 71 und 72 zu erzeugen. Die Bandbeförderungslänge wird durch den Pfeil 76 angezeigt und ist gleich der doppelten Länge eines einzelnen Bildes.
Unter Bezugnahme auf 16 zeigt diese, wie das überlappende Drucken sowohl die Bandbenutzung verringern als auch die Strecke der Bandbeförderung zwischen aufeinanderfolgenden Druckphasen verringern kann. Es wird zu sehen sein, dass jede der Flächen 74 und 75 in 16 nur halb so lang ist wie die entsprechenden Flächen in 15 und die Bandbeförderungsstrecke daher halbiert ist. Bei einigen Anwendungen, bei denen eine schnelle Bandbeförderung erforderlich ist, kann ein Halbieren der Strecke, um die das Band zwischen aufeinanderfolgenden Druckphasen befördert werden muss, die Fähigkeit der Vorrichtung bedeutsam verbessern, bei hoher Geschwindigkeit zu arbeiten. Es wird ebenfalls zu erkennen sein, dass mehr als zwei Gruppen von Druckelementen verwendet werden können, so dass im Fall zum Beispiel von drei Gruppen die Länge der erforderlichen Bandbeförderung nur ein Drittel der Bildlänge betragen würde. Folglich gäbe es einen Kompromiss zwischen der Farbband-Beförderungslänge und der Bildqualität, aber dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt dem Bediener einer solchen Anlage eine gesteigerte Flexibilität, was bei einigen Anwendungen eine tatsächliche wirtschaftliche Bedeutung haben wird.
Die unter Bezugnahme auf 13 bis 16 beschriebenen Vorteile können nur erreicht werden, falls das Farbband mit großer Genauigkeit im Verhältnis zu dem Substrat und dem Druckkopf positioniert werden kann. Die herkömmliche Herangehensweise zum Erreichen einer genauen Steuerung der Bandbeschleunigung, -verzögerung, -geschwindigkeit und -position beruhte auf einer Treibrolle, die zwischen der Zufuhr- und der Vorlagespule angeordnet ist, aber die vorliegende Erfindung beruht auf einer vollständig anderen Herangehensweise, das heißt, der genauen Steuerung der an die Schrittmotoren 14 und 15 (1), welche die Bandspulen antreiben, angelegten Ansteuerung. Die Schrittmotoren arbeiten im bidirektionalen Gegentaktbetrieb, das heißt, falls sich das Band in der einen Richtung zwischen den Spulen bewegt, werden die beiden Schrittmotoren in dieser Richtung angesteuert, und wenn das Band umgekehrt in der entgegengesetzten Richtung angetrieben wird, werden die beiden Schrittmotoren in dieser entgegengesetzten Richtung angetrieben. Die Koordination der Ansteuerung der zwei Schrittmotoren erfordert eine Kenntnis der Durchmesser der Spulen, und diese wird, wie zum Beispiel in 2 gezeigt, unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtungen 28 und 29 und der Licht erfassenden Vorrichtung 37 erreicht.
17 illustriert, wie die Licht emittierenden Vorrichtungen 28 und 29 und der Detektor 37 verwendet werden, um die Spulendurchmesser zu bestimmen. Der Detektor 37 ist auf dem Druckkopfwagen 36 angebracht und kann zwischen der durch die Linie 76 angezeigten Position und der durch die Linie 77 angezeigten Position verschoben werden. Wenn der Detektor 37 von der durch die Linie 76 angezeigten Position nach rechts in 17 bewegt wird, wird anfangs der Emitter 28 unter Strom gesetzt. Anfangs befindet sich der Detektor 37 in dem durch die Spule 7 geworfenen Schatten, aber sobald der Detektor 37 die durch die Linie 78a angezeigte Ebene überquert, wird eine Ausgabe erzeugt. Diese Ausgabe wird verschwinden, wenn der Detektor 37 die durch die Linie 78b angezeigte Ebene überquert. Danach wird der Detektor 37 zu der durch die Linie 77 angezeigten Position vorgeschoben und danach zurückgeführt, nachdem der Emitter 28 abgeschaltet worden ist und der Emitter 29 unter Strom gesetzt worden ist. Anfangs wird sich der Detektor 37 im Schatten der Spule 11 befinden, wird aber eine Ausgabe erzeugen, sobald er die durch die Linie 79a angezeigte Ebene erreicht. Diese Ausgabe wird verschwinden, wenn der Detektor 37 die durch die Linie 79b angezeigte Ebene überquert. Folglich können die Positionen im Verhältnis zur Detektorverschiebung, an denen der Detektor 37 die Ebenen 78a, 78b, 79a und 79b schneidet, bestimmt werden. Die Abmessung A, das heißt, die Entfernung zwischen den Drehachsen der zwei Spulen, ist bekannt. Die senkrechte Entfernung B zwischen der durch den Detektor 37 verfolgten Bahn und der Ebene, in der sich die Emitter 28 und 29 befinden, ist bekannt, ebenso wie die senkrechte Entfernung C von den Achse der Wellen 2 und 3 zu der durch den Detektor 37 verfolgten Bahn. Aus diesen Abmessungen können unter Anwendung einfacher Trigonometrie die Durchmesser D1 und D2 der Spulen 7 und 11 abgeleitet werden.
Es werden zwei Emitter 28, 29 verwendet, um zu sichern, dass der Detektor 37 für eine beliebige Spule den durch wenigstens einen der Emitter geworfenen Schatten „sehen" kann, ungeachtet der Spulendurchmessergröße. Es wird jedoch zu erkennen sein, dass andere Anordnungen von einem oder mehreren Emittern oder einem oder mehreren Detektoren vorstellbar sind.
Es wird zu erkennen sein, dass die Berechnung der Spulendurchmesser etwas einfacher wäre, falls die Ebenen 78a, 78b, 79a und 79b senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Detektors 37 wären. Dies kann zum Beispiel durch Ersetzen der Emitter 28 und 29 durch einen Spiegel, der sich parallel zur Verschiebungsrichtung des Druckkopfwagens 36 erstreckt, und anordnen sowohl eines Senders als auch eines Detektors auf dem Druckkopfwagen 36 erreicht werden, wobei der Detektor nur dann Licht erfasst, wenn sich sowohl er als auch der Emitter auf einer Ebene, senkrecht zum Spiegel, befinden. Obwohl eine solche Anordnung in Bezug auf die erforderliche Trigonometrie einfach ist, hat sie Nachteile insofern, als ein Ausfall entweder des Senders oder des Detektors so interpretiert werden könnte, als befände sich der Detektor im Schatten einer der Spulen.
Ausgehend von der Kenntnis der Spulendurchmesser können die Spulen im Gegentaktbetrieb angetrieben werden, um so durch passende Steuerung der Drehgeschwindigkeiten der zwei Schrittmotoren hohe Beschleunigungs- und Verzögerungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Spannung im Band zwischen den zwei Spulen muss jedoch genau gesteuert werden, um zu vermeiden, dass die Spannung zu hoch wird (was zu einem Überspannen des Bandes auf den Spulen oder sogar zu einem Bandriss führen kann) oder die Spannung zu niedrig wird (was im Ergebnis dessen, dass das Band lose wird, zu einem Verlust der Positionssteuerung führt). Um zu vermeiden, dass dies aufritt, werden die Veränderungen bei den Spulendurchmessern in der Zeit unter Bezugnahme auf die Schrittmotoren überwacht, und die Spannung im Band wird unmittelbar unter Bezugnahme auf den durch die Schrittmotoren gezogenen Strom überwacht.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird, wenn eine frische Kassette auf einer Vorrichtung, wie beispielsweise der unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschriebenen, angebracht wird, die eine der Kassettenwellen eine nahezu leere Spule (die Aufwickelspule) tragen, und die andere wird eine nahezu volle Spule (die Vorlagespule) tragen. Der der Aufwickelspule zugeordnete Schrittmotor wird weiter unten als der Aufwickelmotor bezeichnet, und der andere Schrittmotor wird als der Vorlagemotor bezeichnet.
Anfangs wird der Aufwickelmotor unter Strom gesetzt, um jegliche Lose aus der Bandlänge zu entfernen, die sich zwischen den zwei Spulen erstreckt. Danach wird eine Druckkopfabtastung mit dem unter Bezugnahme auf 17 beschriebenen optischen System durchgeführt, um eine anfängliche Schätzung des Durchmessers der Spulen zu gewinnen. Danach wird der Vorlagemotor unter Strom gesetzt, um das Band zu spannen, das sich um die Vorlagespule erstreckt. Danach wird der Aufwickelmotor angetrieben, so dass er Band von der Vorlagespule abzieht, wobei die Vorlagespule abgeschaltet ist. Die Zahl der durch den Motor, der die Aufwickelspule antreibt, gemachten Schritte wird überwacht. Der andere Motor wird nicht angehalten, sondern erzeugt eine Gegen-EMK, was zum Erzeugen von Impulsen führt, die gezählt werden. Nach einigen Umdrehungen der Spulen werden die Zahl der durch den Aufwickelmotor gemachten Schritte und die Zahl der durch den Vorlagespulenmotor erzeugten Impulse gezählt, und die gezählten Zahlen werden verwendet, um das Verhältnis zwischen den zwei Durchmessern zu ermitteln. Danach wird das Band zu einem gesteuerten Halt gebracht. Beide Motoren werden auf eine gesteuerte Weise verzögert, um ein Auflaufen zu vermeiden. So wird der Vorlagespulenmotor durch Impulse angesteuert, um die Verzögerung zu bewirken. Das Anlegen von Verzögerungsimpulsen an den Vorlagespulenmotor in Gleichlauf mit der Motordrehung wird erreicht durch Überwachen der in einer Windung dieses Motors erzeugten Gegen-EMK und danach Unterstromsetzen dieser Windung zu einem passenden Zeitpunkt, um ein Verzögerungsdrehmoment auszuüben. Es ist eine Zahl von Drehungen der Aufwickelspule erforderlich, um die Möglichkeit auf ein Minimum zu verringern, dass ein Nachlauf des Bandes, das sich von den Spulen erstreckt, die Lichtwege der Abtastanordnung versperrt, wie in 17 illustriert. Danach wird eine weitere optische Abtastung in beiden Richtungen durchgeführt, um den Radius der Aufwickelspule zu bestimmen, während diese Spule unbeweglich ist. Danach wird eine optische Abtastung wiederholt, wenn die Spule in 30°-Schritten um die Schrittmotorwelle gedreht wird, durch Weiterschalten des Motors um die passende Zahl von Schritten, wobei die Zahl ehre Konstante ist. Dies baut eine Karte der Abmessungen der Spule (die nicht vollkommen kreisförmig sein mag) auf, und diese Karte wird verwendet, um den mittleren Radius für jede Spule für den Bogen zu berechnen, den sich jede bei jeder Bandzufuhr drehen wird, und ferner diese Radien zu verwenden, um Variationen im Durchmesser um die Spulenachse zu berechnen. Dies macht es möglich, den Umfang jeder Spule und die Wirkung einer vorbestimmten Zahl von Vorschubschritten des diese Spule antreibenden Motors genau zu bestimmen. Zum Beispiel können die unterschiedlichen berechneten Radien verwendet werden, um die Schrittgeschwindigkeit und die Zahl von Schritten zu berechnen, die durch jeden Motor erforderlich sind, um die Spulen auf eine passende Weise anzutreiben, um so das Band um eine vorbestimmte Strecke zuzuführen. Diese Radien und Schrittgeschwindigkeiten können bei Spannungsüberwachungsberechnungen, wie beispielsweise den weiter unten beschriebenen, verwendet werden.
Der gleiche optische Abtastvorgang wird danach in beiden Richtungen durchgeführt, um den Radius der Vorlagespule zu messen. Diese Informationen werden danach mit dem zuvor berechneten Verhältnis der Spulendurchmesser kombiniert, um einen genauen Satz von mit den Spulendurchmessern und -formen verbundenen Daten zu ergeben. Danach wird das von der Vorlagespule zur Aufwickelspule zugeführte Band zurück auf die Vorlagespule aufgewickelt, um so eine Bandverschwendung zu vermeiden.
Schrittmotoren umfassen im Allgemeinen zwei quadraturgewickelte Spulen, und der Strom wird in einer Folge von Impulsen einer oder beiden der Spulen und in beiden Richtungen (positiv und negativ) zugeführt, um so einen Schrittvorschub der Motorwellen zu erreichen. Es ist gut bekannt, dass, um trotz der inhärenten elektrischen Zeitkonstante dieser Spulen eine annehmbare Leistung zu erreichen, Schrittmotoren übersteuert werden, durch Anlegen einer Spannung, die viel höher ist als die Nennleistung des Motors, und Impulsbreitenmodulieren dieser Spannung, wenn die gewünschte Motorspannung erreicht ist. Zum Beispiel kann bei einem 3,6-Volt-Motor, der in der Lage ist, etwa 2 Ampere aufzunehmen, eine Spannung von 36 Volt angelegt werden. Dies führt zu einem sehr schnellen Anstieg des Stroms durch den Motor, typischerweise in wenigen Zehnteln von Mikrosekunden. Ausgehend von einer solchen Übersteuerung der Speisespannung werden verhältnismäßig kurze Zeiträume eines Anlegens der Speisespannung getrennt durch verhältnismäßig lange Zeiträume, während derer keine Speisespannung angelegt wird. Im Ergebnis dessen ist der Strom von der Einspeisung zu den Motoren alles andere als glatt. Zusätzlich wird, selbst wenn ein Motor mit Nullbelastung bezüglich der Funktion, die er ausübt (entsprechend Nullspannung im Farbband), arbeitet, der Speisestrom zum Motor von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Drehgeschwindigkeit des Motors, den besonderen Charakteristika dieses Motors (Wirkungsgrad usw.) und den besonderen Charakteristika der Motortreiberschaltungen (Verstärkungs- und Verschiebungsvarianz) abhängen. Es ist daher notwendig, die Motoren zu eichen, um die Stromvariation zu berücksichtigen, die mit diesen Faktoren, statt mit der Motorbelastung, verbunden ist.
Die Motoren werden dadurch geeicht, dass jeder von ihnen unter Nullbelastungsbedingungen bei jeder einer Reihe von unterschiedlichen Drehzahlen angesteuert wird, zum Beispiel bei Drehzahlen, die 125 Schritten pro Sekunde, 250 Schritten pro Sekunde, 375 Schritten pro Sekunde und so weiter entsprechen, in Abständen von 125 Schritten pro Sekunde bis hin zu 5000 Schritten pro Sekunde. Dies wird im Allgemeinen den Bereich der Bandgeschwindigkeiten abdecken, die für den Bandvorschub erforderlich sind, wobei dieser Bereich im Allgemeinen eine Bandbeförderungsgeschwindigkeit von 100 mm pro Sekunde bis 600 mm pro Sekunde umfasst. Dieser Vorgang wird einige Male, zum Beispiel zwanzigmal, wiederholt, und das Ergebnis wird verwendet, um einen Motoreichfaktor x für jede Schrittgeschwindigkeit und für jeden Motor zu berechnen. Es wird die folgende Beziehung verwendet: x = N/V,wobei
x der Eichfaktor für den Motor bei der gegebenen Schrittgeschwindigkeit ist,
V der mittlere gemessene Motorbetriebswert bei der gegebenen Schrittgeschwindigkeit ist,
N ein konstanter Normalisierungs- oder Skalierungsfaktor ist.
Aus dem Obigen wird für jeden Motor eine Reihe von Werten x für jede der vorbestimmten Schrittgeschwindigkeiten berechnet. Wenn die Vorrichtung in Benutzung ist, wird für eine gegebene Schrittgeschwindigkeit einer der Werte x zur Verwendung beim Berechnen der Bandspannung ausgewählt, oder ein Wert für x für die gegebene Schrittgeschwindigkeit wird durch Interpolieren aus den zwei Werten von x für die der gegebenen Geschwindigkeit nächsten Geschwindigkeiten berechnet.
18 illustriert die Berechnung der Werte V sowohl während der Motoreichung als auch während der anschließenden Bandspannungssteuerung. Unter Bezugnahme auf 18 setzt eine regulierte Stromversorgung 80 eine erste Motoransteuerungsschaltung 81 und eine zweite Motoransteuerungsschaltung 82 unter Strom. Der Strom von der Versorgung 80 zur Motoransteuerungsschaltung 81 wird durch einen niederohmigen Widerstand 83 zugeführt, wobei das über den Widerstand 83 entwickelte Potential an einen Spannungsausgleicher 84 angelegt wird. Ähnlich wird der Strom zur Motoransteuerungsschaltung 82 durch einen niederohmigen Widerstand 85 zugeführt, und das über diesen Widerstand entwickelte Potential wird an einen Spannungsausgleicher 86 angelegt. Die Ausgänge der Spannungsausgleicher 84 und 86 werden an Analog-Digital-Wandler 87 und 88 angelegt, deren Ausgänge an einen Mikrokontroller 89 angelegt werden. Der Mikrokontroller liefert eine Impulsausgabe 90 an die erste Motoransteuerung 81 und eine Impulsausgabe 91 an die zweite Motoransteuerung 82. Die Motoransteuerungen setzen die schematisch durch Zylinder 92 und 93 dargestellten Schrittmotoren unter Strom, die jeweils Spulen 94 und 95 antreiben.
Während der Motoreichung sind keine Spulen an den Ausgängen der Schrittmotoren 92 und 93 angebracht. Für eine gegebene Schrittgeschwindigkeit für jeden Motor werden die Ausgaben der A/D-Wandler 87 und 88 aufgezeichnet derart, dass x und V für jeden Motor bei jeder der vorgewählten Schrittgeschwindigkeiten bekannt sind. Diese Werte werden danach, wie weiter unten beschrieben, verwendet, um eine unmittelbare Überwachung der Bandspannung in dem Band zwischen den Spulen 94 und 95 zu ermöglichen, wobei diese Spulen auf den Abtriebswellen der Schrittmotoren 92 und 93 angebracht worden sind.
Die für die Spannungsberechnung verwendeten Formeln sind wie folgt, angenommen, dass der Motor 92 zieht und der Motor 93 schiebt: V1x1 = (N + r1tx1)f(T) (1) V2x2 = (N – r2tx2)f(T) (2),wobei:
V₁ die Ausgabe des A/D-Wandlers 88 bei einer Bandzufuhr mit einer ausgewählten konstanten Schrittgeschwindigkeit ist,
V₂ die Ausgabe des A/D-Wandlers 87 während der Bandzufuhr ist,
r₁ der Radius der Spule 94 ist,
r₂ der Radius der Spule 95 ist,
x₁ der Eichfaktor für den Motor 92, für die ausgewählte konstante Schrittgeschwindigkeit ist,
x₂ der Eichfaktor für den Motor 93 für die Schrittgeschwindigkeit des Motors 93 ist,
N der während der Motoreichung verwendete Skalierungsfaktor ist,
t die Bandspannung ist,
f(T) eine mit der Temperatur verbundene Funktion ist.
Die Temperaturveränderungen, welche die gemessenen Werte V₁ und V₂ beeinflussen werden, werden im Allgemeinen beide Motoren in gleichem Ausmaß beeinflussen. Daher werden durch Dividieren der Gleichung (1) durch die Gleichung (2) die Funktionen f(T) weggekürzt. Daher kann die Gleichung aufgelöst werden, um ein Maß der Spannung t abzuleiten wie folgt: t = N((V1/x2) – (V2/x1)/(V2r1 + V1r2) (3).
Folglich können für eine beliebige gegebene Schrittgeschwindigkeit für die Motoren die passenden Eichfaktoren x₁, x₂ aufgesucht und verwendet werden, um ein Maß der Bandspannung t abzuleiten. Falls der abgeleitete Wert von t zu hoch (über einer vorbestimmten Grenze) ist, dann kann eine kleine Schritteinstellung an einem oder beiden der Motoren vorgenommen werden, um der Länge an Band zwischen den Spulen eine kurze Bandsektion hinzuzufügen. Falls der abgeleitete Wert von t zu niedrig (unter einer anderen vorbestimmten Grenze) ist, dann kann von der Länge an Band zwischen den Spulen eine kurze Bandsektion weggenommen werden. Die zum Bestimmen der Korrekturmengen an Band, die der Länge an Band zwischen den Spulen hinzuzufügen oder von derselben abzuziehen sind, verwendeten Algorithmen können von herkömmlicher Form sein, zum Beispiel die als Proportional-Integral-Differential-Regelungs-(PID-Regelungs-)Algorithmen bekannten Algorithmen. Die Algorithmen machen es möglich, die gemessene Spannung t mit vorbestimmten oberen und unteren Grenzen (dem sogenannten Unempfindlichkeitsbereich) zu vergleichen und, falls die gemessene Spannung außerhalb dieser Grenzen liegt, kann die Differenz zwischen der gemessenen Spannung t und einer „Nennbedarfs"-Spannung, die auf ein Niveau zwischen der oberen und der unteren Grenze festgelegt wird, berechnet werden, wobei das Ergebnis dieser Berechnung als ein Fehler-„Signal” betrachtet wird. Diese Fehler-„Signal” wird danach durch die PID-Algorithmen mathematisch verarbeitet, die eine proportionale Verstärkungskonstante sowie Integral- und Differentialfaktoren einschließen. Die mathematische Verarbeitung führt zu einer „Korrektur"-Menge an Band, die dem Bandweg zwischen den Spulen während der nächsten Bandzufuhr hinzugefügt oder von derselben abgezogen werden muss. Dieses Hinzufügen oder Abziehen von Band erhält die Bandspannung innerhalb annehmbarer Grenzen.
Im Einzelnen kann der Korrekturwert berechnet werden durch Berechnen des Fehlers (der Differenz zwischen der Nennspannung und der gemessenen Spannung) und Dividieren des Fehlers durch einen Verstärkungsfaktor, der von der Bandbreite abhängt. Je größer der Verstärkungsfaktor, desto straffer wird das System sein, wenn die Nennspannung gesteigert wird. Der Verstärkungsfaktor ist ebenfalls abhängig von der Bandbreite, wenn die Verstärkungskonstanten verändert werden, um unterschiedliche Bandbreiten zu berücksichtigen. Dies liegt daran, dass eine Spannung, die in einem schmalen Band eine beträchtliche Dehnung verursachen würde, in einem breiten Band eine minimale Dehnung verursachen würde, und daher werden die Auswirkungen des Hinzufügens oder Abziehens von Band von der Länge an Band zwischen den Spulen radikal durch die Bandsteifigkeit beeinflusst. Aufeinanderfolgende Zyklen können den Verstärkungsfaktor von einem Nennwert von 100 (straff) bis zu einem Nennwert von 80 (lose) einstellen. Für jede nachfolgende straffe oder lose Ablesung nach einer ersten Ablesung kann eine zusätzliche Korrektur von 0,1 mm hinzugefügt werden. Ein Fehlerakkumulator wird ebenfalls aufrechterhalten, und falls die akkumulierten Korrekturen (die für straff negativ und für lose positiv sind) plus oder minus 2 mm überschreiten, dann werden zusätzliche 0,1 mm zu der Korrektur hinzugefügt. Dies sind die zwei integralen Bestandteile, die das System in die Lage versetzen, auf eine stabile Weise zu funktionieren und die Bandspannung an oder nahe der Nennspannung zu halten.
Das Motorspeisesystem teilt die Korrektur gleichmäßig zwischen beiden Motoren auf, um große Lücken zwischen Drucken oder Überdrucken auf dem Band zu vermeiden. Dies tut das System durch Berechnen der Zahl von Schritten, welche die Hälfte der Korrektur für den Schrittmotor mit dem größten Spulendurchmesser ausmacht. Diese Schritte werden dann neu berechnet als Entfernung (beruhend auf den bekannten Spulendurchmessern) und von dem ursprünglichen Korrekturmaß abgezogen. Der sich ergebende Wert wird danach verwendet, um die Korrektur für den Motor zu berechnen, der die Spule mit dem kleineren Durchmesser antreibt. Da der Motor, der die Spule mit dem kleineren Durchmesser antreibt, die kleinste Schrittgröße hat (wenn jeder Schritt in Bandlänge umgewandelt wird), kann er die verbleibende Strecke am genauesten zuführen. Folglich stellt der Mechanismus die Spannung um einen Wert nach, der so nahe wie möglich bei dem durch die ursprüngliche Korrektur geforderten liegt.
Es wird zu erkennen sein, dass, falls eine besonders niedrige Spannungsablesung durch das obige Verfahren berechnet wird, dies durch das Steuerungssystem als Anzeige für einen Störungszustand genommen werden kann, wie beispielsweise einen Bandriss oder dass das Band so lose wird, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass das System in der Lage sein wird, eine angemessene Steuerung zu bewirken. Unter solchen Umständen kann das Steuerungssystem eine vorbestimmte untere Grenze „gerissenes Band" ausgeben derart, dass das Steuerungssystem, wenn die gemessene Spannung t unter diese Grenze fällt, den Druckvorgang anhalten und passende Störungsausgaben und Warnmeldungen aktivieren kann. Folglich kann das System eine wertvolle „Bandriss"-Erkennung bieten, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Sensoranordnungen.
19 illustriert eine Schaltung zum Berechnen des Verhältnisses der Durchmesser der Spulen 94, 95 in der Schaltung von 18. Die positive Speiseschiene 96 der Stromversorgung 80 (18) ist angeordnet, um vier Wicklungen 97, 98, 99 und 100 Strom zuzuführen. Der Strom wird durch Transistoren 101, die durch Motorsteuerungs- und Folgesteuerungslogikschaltungen 102 gesteuert werden, durch die Wicklungen 97 bis 100 gezogen. Die Schrittgeschwindigkeit wird durch eine Eingabe auf einer Leitung 103 gesteuert, und der Antrieb wird durch eine Eingabe auf einer Leitung 104 aktiviert oder deaktiviert (ein hoher Wert auf der Leitung 104 aktiviert, ein niedriger Wert deaktiviert). Wie zuvor wird, falls der Motor 92 zieht, die Ansteuerungsschaltung 108 für diesen Motor aktiviert, und daher ist der Drehwinkel für die angetriebene Spule (94) bekannt. Die Ansteuerungsschaltung für den gezogenen Motor (93) wird deaktiviert (Leitung 104 niedrig). Folglich wirkt der Motor 93 als Generator, und über jede der Motorwicklungen 97 bis 100 wird eine Gegen-EMK erzeugt. Die in dem Kasten 108 von 19 eingeschlossenen Bauelemente entsprechen einer der Motoransteuerungsschaltungen 81, 82 von 18. Die über die Wicklung 100 entwickelte Spannung wird an eine Spannungsausgleicherschaltung 105 angelegt, deren Ausgang an einen Nulldurchgangsdetektor 106 angelegt wird, der an seinem positiven Eingang mit einer Spannungsreferenz gespeist wird. Die Ausgabe des Nulldurchgangsdetektors 106 ist eine Reihe von Impulsen auf der Leitung 107. Diese Impulse werden an den Mikroprozessor 89 von 18 geliefert. Durch Zählen dieser Impulse vom Motor 93 über einen bekannten Drehwinkel des Antriebsmotors 92 kann das Spulendurchmesserverhältnis berechnet werden.
Das Verfahren zum Überwachen der Bandspannung, wie unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, beruht auf dem Abfragen des den Motoransteuerungen 81 und 82 zugeführten Stroms durch Abfragen von Spannungen, die über die Reihenwiderstände 83 und 85 entwickelt werden. Vorzugsweise wird der Strom nur während der Zeiträume erfasst, in denen das Band mit einer konstanten Geschwindigkeit vorgeschoben worden ist. Bei Intervalldrucksystemen wird der Strom während des Rücklaufs des Druckkopfes nach jedem Druckvorgang überwacht. Während der Druckkopfrückführung wird das Band ebenfalls verschoben. Folglich muss das Band bis zu einer konstanten Geschwindigkeit beschleunigt, mit dieser konstanten Geschwindigkeit über einen Zeitraum, während dessen der Strom überwacht wird, vorgeschoben, verzögert und danach so positioniert werden, dass die Bandverschwendung auf ein Minimum verringert wird. Das Antreiben eines Bandes auf diese Weise bei Intervalldruckvorgängen ist eine verhältnismäßig einfache Sache, da es nur notwendig ist, sicherzustellen, dass die notwendige Bewegung des Bandes einen Zeitraum der Verschiebung mit konstanter Geschwindigkeit einschließt, während dessen der Strom überwacht werden kann. Bei Endlosdruckvorrichtungen ist das Problem anders, weil sich das Band mit einer mit der Substratgeschwindigkeit verbundenen Geschwindigkeit bewegt. Bandgeschwindigkeiten von weniger als 50 mm pro Sekunde sind schwer zu benutzen, da es eine Neigung der Farbe gibt, abzukühlen, bevor sie sicher am Substrat haften kann, und es muss eine breiter Bereich von Substratgeschwindigkeiten von mehr als 50 mm pro Sekunde versorgt werden. Dennoch wird, um Band zu sparen, zwischen aufeinanderfolgenden Druckvorgängen immer ein Maß an Band zur Vorlagespule zurückgeführt. Es ist notwendig, sicherzustellen, dass das Band auf eine solche Weise zurückgeführt wird, dass sich das Band für einen ausreichenden Zeitraum mit einer konstanten Geschwindigkeit in der Rückführungsrichtung bewegt, um eine genaue Messung der Motorströme zu ermöglichen. Es kann sein, dass es, um dies zu erreichen, notwendig ist, dass das Band „übermäßig zurückgeführt" wird, so dass das Band vor dem nächsten Druckvorgang vorgeschoben werden muss, um diese übermäßige Rückführung auszugleichen. Sowohl für das Endlos- als auch für das Intervalldrucken kann eine übermäßige Rückführung verwendet werden, um sicherzustellen, dass ausreichend Band befördert wird, um eine genaue Messung während des Spannungsmessteils jedes Druckzyklus zu gewährleisten.
Vorzugsweise werden die Motorströme über einen Zeitraum abgefragt, der zum Beispiel dem Weg des Bandes durch eine Strecke von wenigstens 10 mm mit einer konstanten Geschwindigkeit entspricht. Zum Beispiel könnte der Strom in regelmäßigen Abständen abgefragt werden, wobei der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Abfragen zum Beispiel einem Viertel eines Schrittes des Motors entspricht. Die abfragen werden zueinander addiert, und die Summe wird durch die Zahl vorgenommener Abfragen dividiert. Dies ergibt einen mittleren Strom, der ziemlich repräsentativ für die durch den zugeordneten Schrittmotor gezogene Leistung ist.
Eine Analyse der Wellenformen des den Schrittmotoren zugeführten Stroms bei der beschriebenen Ausführungsform zeigt, dass es, zusätzlich zu den Stromschwankungen, die sich aus der impulsbreitenmodulierten Beschaffenheit der Motorsteuerung ergeben, ein beträchtliches Maß an Variation in den Wellenformen gibt, was bedeuten wird, dass einzelne Abfragen nicht repräsentativ für die durch die Motoren gezogene Leistung sein mögen. Eine genauere Darstellung dieser Leistung kann gewonnen werden, falls die überwachten Signale durch einen Tiefpassfilter (nicht gezeigt) geführt werden, bevor sie gemittelt werden.
19 illustriert eine Herangehensweise an das Überwachen der sich verändernden Spulendurchmesser während der Bandbenutzung. Alternative Herangehensweisen sind jedoch möglich, und eine solche alternative Herangehensweise wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 20 sind A, und A, die Flächen der Spulen 7 bzw. 11 (siehe 1), d ist der Innendurchmesser der Spulen, und D_r und D_s sind die Außendurchmesser der Spulen zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt. Daher gilt: Ar + As = konstant (4) Ar = (Dr/2)2 – (d/2)2 (5) As = (Ds/2)2 – (d/2)2 (6).
Das Ersetzen von (5) und (6) in (4) ergibt: Dr 2 + Ds 2 = konstant = Drc 2 + Dsc 2 (7),wobei D_rc und D_sc der Aufwickel- bzw. der Vorlagespulendurchmesser zum anfänglichen Eichzeitpunkt sind.
Aktuelles Durchmesserverhältnis R = D_r/D_s,
daher in dessen Umstellung D_s = D_r/R
und ebenfalls D_r = RD_s.
Das Ersetzen in (7) ergibt: Dr 2 + Dr 2/R2 = Drc 2 + Dsc 2 = Rc 2Dsc 2 + Dsc 2 = Dsc 2(Rc 2 + 1),wobei R_c das Verhältnis des Aufwickel- zum Vorlagespulendurchmesser bei der anfänglichen Eichung ist.
Daher gilt: Dr 2(R2 + 1)/R2 = Dsc 2(Rc 2 + 1) und Dr 2 = [R2/(R2 + 1)][Dsc 2(Rc 2 + 1)]
So können in Kenntnis des Spulendurchmesserverhältnisses bei der anfänglichen Eichung (R_c), des Vorlagenspulen-Durchmesserverhältnisses (R_c), des Vorlagenspulendurchmessers bei der Eichung (D_sc) und des aktuellen Spulendurchmesserverhältnisses (R) der aktuelle Durchmesser einer oder beider Spulen D_r oder D_s abgeleitet werden.
Bei einigen Anwendungen kann es möglich sein, nur eine Kassette vorzulegen, die eine im Wesentlichen leere Aufwickelspule und eine im Wesentlichen volle Vorlagespule mit bekanntem Außendurchmesser trägt. Unter solchen Umständen wäre es nicht notwendig, die anfänglichen Spulendurchmesser zu bestimmen. Im Allgemeinen ist es jedoch sehr vorzuziehen, die Spulendurchmesser unmittelbar zu messen, weil es wahrscheinlich ist, dass Maschinenbediener wenigstens gelegentlich nicht standardmäßige Spulenkonfigurationen (zum Beispiel ein Band, das bei einer früheren Gelegenheit teilweise benutzt worden ist) verwenden werden.
Als eine Alternative zu der weiter oben unter Bezugnahme auf 18 und die Gleichungen 1 bis 3 beschriebenen Herangehensweise ist es möglich, beruhend auf der Differenz zwischen den durch die zwei Motoren gezogenen Strömen, eine Näherung der Bandspannung abzuleiten. Dieser Differenzstrom ist eine Funktion der Größe der Spannung in dem Band zwischen den zwei Motoren und kann als ein Steuerungsparameter verwendet werden derart, dass, wenn zum Beispiel die Größe der Differenz beim Strom außerhalb eines annehmbaren Toleranzbandes fällt, das zuvor angenommene Verhältnis der Spulenaußendurchmesser nachgestellt wird, was zu einer kleinen Veränderung bei der Drehzahl führt, mit der die zwei Motoren angesteuert werden. Diese Drehzahlnachstellung gleicht den aktualisierten Wert des Spulendurchmesserverhältnisses aus. Der „optimale" Wert des Differenzstroms und sein Toleranzband werden sich verändern, wenn sich die Spulendurchmesser verändern. Der passende Wert für einen bestimmten Satz von Umständen kann durch Experimentieren gefunden und in einer Profiltabelle des optimalem Differenzstroms gespeichert werden, die nach Bedarf nachgeschlagen werden kann.
In der obigen Beschreibung ist nicht Bezug genommen worden auf die Bandbreite, das heißt, die Abmessung, senkrecht zur Richtung des Bandvorschubs. Es kann angebracht sein, einen Benutzer mit der Wahlmöglichkeit zu versehen, einen Bandbreitenwert von Hand einzugeben, um so zu ermöglichen, dass das System die weiter oben erwähnten vorbestimmten Toleranzgrenzen und PID-Regelung-Verstärkungskonstanten einstellt, um die bandbreitenabhängigen Charakteristika der Vorrichtung zu berücksichtigen, z.B. unterschiedliche Zielgrenzwerte für die gemessene Spannung t (Gleichung 3) auszuwählen.
Wie oben erwähnt, ist es bei Transferdruckern notwendig, den Druckkopf im Verhältnis zu der Platte, die das zu bedruckende Substrat tragt, genau zu positionieren, falls ein Druck mit guter Qualität erzeugt werden soll, besonders bei hohen Druckgeschwindigkeiten. Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung vermeidet die Notwendigkeit, diese mechanischen Einstellungen vorzunehmen, um den Druckkopfwinkel zu optimieren, durch ausnutzen der Tatsache, dass der Druckkopf auf einem verschiebbaren Wagen abgebracht ist.
21 zeigt die Walze 30, die Druckkopfkante 32 und die Anziehwalze 33, wie in 5 gezeigt. Die Linie 109 stellt die benachbarte Kante der Abdeckplatte 21 dar. Die unterbrochene Linie 110 stellt die Position einer Tangente der Walze 30 am Punkt der engsten Annäherung der Druckkopfkante 32 dar (es wird zu erkennen sein, dass während des Druckens ein Substrat und ein Farbband zwischen der Kante 32 und der Walze 30 angeordnet sein wird). Die Linie 111 stellt einen Radius dar, der sich von der Drehachse 112 der Walze 30 aus erstreckt. Die Linie 113 stellt eine imaginäre Linie durch die Achse 112, parallel zur Kante 109, dar. Die Linie 113 stellt nicht mehr als eine Bezugsrichtung durch die Achse 112 dar, von der aus die Winkelposition des Radius 111, entsprechend dem Winkel 114, gemessen werden kann.
Der Winkel 115 ist der Neigungswinkel des Druckkopfs im Verhältnis zur Tangente 110. Dieser Winkel ist entscheidend für die erzeugte Druckqualität und wird typischerweise durch den Hersteller so spezifiziert, dass er innerhalb von 1 oder 2 Grad von einem Nennwert, wie beispielsweise 30 Grad, liegen muss. Unterschiedliche Druckköpfe zeigen jedoch unterschiedliche Charakteristika, und es ist wünschenswert, in der Lage zu sein, feine Einstellungen, von etwa ein Grad oder zwei, des Winkels 115 vorzunehmen.
Es wird zu erkennen sein, dass der Winkel 115 erstens vom Positionieren des Druckkopfes auf seiner Trägerstruktur und zweitens von der Position der Tangente 110 abhängig ist. Falls der Druckkopf nach rechts in 21 zu bewegen wäre, wird sich die Winkelposition des Druckkopfes im Verhältnis zur Drehachse der Walze verändern. Diese Winkelposition wird durch die Größe des Winkels 114 dargestellt. Wenn der Winkel 114 zunimmt, nimmt der Winkel 115 ab. Ähnlich würde, falls der in 21 gezeigte Druckkopf nach links zu bewegen wäre, der Winkel 114, der die Winkelposition des Druckkopfes im Verhältnis zur Drehachse der Walze darstellt, abnehmen, und der Winkel 115 würde zunehmen. Diese Beziehung macht es möglich, dass ein Monteur Einstellungen am Druckkopfwinkel vornimmt, einfach durch Einstellen der Position, die während des Druckens durch den Wagen 36 auf der Bahn 22 (siehe 2) eingenommen wird. Folglich würde ein Monteur anfangs den Druckkopf so anordnen, dass er eine nominelle Position einnehmen würde, in welcher der Winkel 114 ungefähr 90 Grad betragen würde. Danach würde ein Probedrucklauf verwendet, um die Druckqualität einzuschätzen, der Druckkopf würde im Verhältnis zur Bahn verschoben, ein frischer Drucklauf würde durchgeführt und so weiter, bis die sich ergebende Druckqualität optimiert wäre. Es gibt kein Erfordernis, dass der Monteur mechanische Einstellungen an der Position des Druckkopfes auf seinem Träger vornimmt.
Die unter Bezugnahme auf 13 und 16 beschriebenen Druckverfahren machen es möglich, die Druckgeschwindigkeit zu steigern, durch Verringern der Strecke, um die das Farbband zwischen aufeinanderfolgenden Druckphasen bei aufeinanderfolgenden Druckzyklen vorgeschoben wird. 22 illustriert das Erscheinungsbild eines bedruckten Substrats auf der linken Seite und das Erscheinungsbild eines zugeordneten Farbbandes nach einem ersten, einem zweiten, einem dritten bzw. einem vierten Druckvorgang. Es wird zu sehen sein, dass die Bilder aus geringfügig versetzten gedruckten Linien bestehen, wobei es diese Versetzung möglich macht, dass der Druckkopf das Farbband, wie unter Bezugnahme auf 13 und 16 beschrieben, derart überquert, dass aufeinanderfolgende Bilder zum Teil aus einander überlappenden Abschnitten des Farbbandes erzeugt werden. Die Vorschubgeschwindigkeit des Farbbandes kann für eine gegebene Substratgeschwindigkeit und Bildwiedergabegeschwindigkeit verdoppelt werden. In diesem Zusammenhang wird der Begriff „Druckzyklus" so verwendet, dass er einen vollständigen Aktivitätszyklus bezeichnet, der in dem Intervall ausgeführt wird von dem ersten Drucken eines Druckkopfes in Berührung mit einem Farbband, um so Farbe von diesem Band zu übertragen, um das Formen eines ersten Bildes zu beginnen, bis der Druckkopf erneut in Berührung mit dem Farbband gebracht wird, um so das Übertragen von Tinte einzuleiten, das ein zweites Bild formen wird. Falls sich der Druckzyklus auf eine Endlosdruckmaschine bezieht, schließt ein vollständiger Druckzyklus eine anfängliche Druckphase, in welcher der Druckkopf feststehend ist und das Farbband mit dem zu bedruckenden Substrat am Druckkopf vorbei befördert wird, und eine anschließende Nichtdruckphase, während derer das Substrat weiter am Druckkopf vorbei befördert wird, der Druckkopf aus der Berührung mit dem Farbband eingezogen wird, die Beförderungsrichtung des Farbbandes umgekehrt wird und danach das Farbband erneut vorwärts zugeführt wird, bis es sich in der Richtung des Substrats bewegt, wonach die Druckphase des nächsten Druckzyklus eingeleitet wird. Bei einem Intervalldrucker wird der Druckzyklus damit eingeleitet, dass das Substrat und das Band feststehend sind (wenn das System nicht auf dem Fahnendrucken beruht), der Druckkopf wird während einer Druckphase des Zyklus über das Band und das Substrat vorgeschoben, danach wird der Druckkopf vom Farbband eingezogen und zu seiner anfänglichen Position zurückgeführt, und das Substrat und das Farbband werden in Bereitschaft für die Einleitung des nächsten Druckzyklus vorgeschoben.
Folglich überquert der Druckkopf während der Druckphase jedes Druckzyklus eine vorbestimmte Bandlänge, entweder im Ergebnis einer Verschiebung des Druckkopfes im Verhältnis zu einem feststehenden oder sich langsamer bewegenden Farbband oder im Ergebnis der Verschiebung des Farbbandes im Verhältnis zum Druckkopf. Die Größe dieser vorbestimmten Strecke des Bandvorschubs ist bei vielen Anwendungen ein begrenzender Faktor für die maximale Geschwindigkeit der Gesamtvorrichtung. Bei bekannten Druckern ist die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs im Allgemeinen wenigstens so lang wie die vorbestimmte Bandlänge, die durch den Druckkopf überquert wird. Die beschriebene Vorrichtung macht es möglich, auf eine Weise zu arbeiten, bei der die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs geringer ist als die vorbestimmte Bandlänge, die durch den Druckkopf überquert wird.
Unter Bezugnahme auf 22 zeigt die linke Seite der Figur vier aufeinanderfolgende auf einem Substrat abgesetzte Bilder, wobei jedes Bild das gleiche ist. Die rechte Sektion von 22 zeigt das ursprüngliche bild, das auf dem Substrat wiedergegeben werden soll. Die vier dazwischenliegenden Sektionen illustrieren das Erscheinungsbild des Farbbandes nach dem Drucken der vier auf der linken Seite von 22 gezeigten Bilder. Unter der Annahme eines Betriebs im Intervalldruckmodus wird das Substrat zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Druckzyklen um eine gleiche Strecke vorgeschoben. Während jedes Druckzyklus ist das Substrat, wie das Band, unbeweglich. Jeder Druckzyklus schließt eine anfängliche Druckphase ein, während welcher der Druckkopf über das Farbband geschwenkt wird, um so eine Länge des Bandes zu überqueren, die der Länge des auf dem Substrat geformten Bildes entspricht, gefolgt von einer weiteren Phase, in welcher der Druckkopf zu seiner ursprünglichen Position zurückgeführt wird und das Band um eine Strecke vorgeschoben wird, die der halben Länge des Bandes entspricht, die während der Druckphase durch den Druckkopf überstrichen wird. Während dieser ersten Druckphase wird nur die Hälfte der durch den Druckkopf getragenen Druckelemente unter Strom gesetzt, und folglich hat das auf dem Substrat abgesetzte Bild die Form einer reihe paralleler Linien. Während der nächsten Druckphase wird der Druckkopf wieder über eine Strecke, die der Länge des Bildes entspricht, über das Band geschwenkt, aber während dieser Bewegung werden Druckelemente des Druckkopfes unter Strom gesetzt, die andere Teile des Bandes berühren als diejenigen, die während des ersten Druckzyklus durch unter Strom gesetzte Druckelemente berührt wurden. Am Ende des zweiten Druckzyklus wird der Druckkopf wieder zu seiner anfänglichen Position zurückgeführt, und das Band wird um die halbe Länge des auf dem Substrat geformten Bildes vorgeschoben. Gezählt von links in 22, zeigen die zweite, die dritte, die vierte und die fünfte Sektion dieser Figur das Erscheinungsbild des Farbbandes, nachdem jeweils der erste, der zweite, der dritte und der vierte Druckzyklus abgeschlossen worden sind. Es wird zu bemerken sein, dass alle auf dem Substrat geformten Bilder im Wesentlichen gleich sind, wobei der einzige Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Bildern auf dem Substrat der ist, dass eines aus Linien besteht, die im Verhältnis zu den Linien versetzt sind, die das benachbarte Bild formen.
Die in 22 dargestellte Ausgabe wird erzeugt unter Verwendung eines Druckkopfes, bei dem die Druckelemente in einer linearen Gruppierung angeordnet sind, wobei die ungeradzahligen Druckelemente in der Gruppierung der einen Gruppe zugeordnet sind und die geradzahligen Druckelemente in der Gruppierung der anderen Gruppe zugeordnet sind. Dies macht es möglich, zwischen den Gruppen abzuwechseln, so dass die Strecke, um die das Band während jedes Druckzyklus vorgeschoben wird, nur die halbe Länge an Band beträgt, wovon während jedes Zyklus Farbe freigegeben wird. Es wird zu erkennen sein, dass die Druckelemente in drei, vier oder mehr Gruppen angeordnet sein könnten, wobei die Gruppen in einem vorbestimmten Zyklus unter Strom gesetzt werden derart, dass im Fall von beispielsweise drei Gruppen die Strecke, um die das Band bei jedem Druckzyklus vorgeschoben wird, nur ein Drittel der Länge an Farbband, die bei einem Zyklus durch den Druckkopf überstrichen wird, betragen könnte.
Obwohl dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung ausführlich im Zusammenhang des Intervalldruckens beschrieben worden ist, wird es zu erkennen sein, dass die gleiche Technik auf eine Endlosdruckvorrichtung angewendet werden könnte, bei der die relative Bewegung zwischen dem Farbband und dem Druckkopf das Ergebnis einer Beförderung des Bandes vorbei an einem feststehenden Druckkopf statt der Beförderung eines Druckkopfes im Verhältnis zu einem feststehenden Band ist.

Claims

Bandlaufwerk, das zwei Schrittmotoren (14, 15), zwei Bandspulenträger (8, 12), auf denen Bandspulen (7, 11) angebracht werden können, wobei jede Spule durch einen jeweiligen der Schrittmotoren (14, 15) angetrieben werden kann, und ein Steuergerät (17) zum Steuern der Stromversorgung der Motoren umfasst derart, dass das Band in wenigstens einer Richtung zwischen den auf den Spulenträgern (8, 12) angebrachten Spulen befördert werden kann, wobei das Steuergerät (17) betrieben werden kann, um beide Motoren (14, 15) unter Strom zu setzen, um die Bandspulen in der Richtung der Bandbeförderung anzutreiben, und das Steuergerät (17) konfiguriert ist, um einen Steuerungsalgorithmus zum Berechnen einer Bandlänge umzusetzen, die einem sich zwischen den Spulen (7, 11) erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen ist, um eine Spannung in dem Band zwischen vorbestimmten Grenzen zu halten, und die Motoren (14, 15) zu steuern, um die berechnete Bandlänge dem sich zwischen den Spulen (7, 11) erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät (17) angeordnet ist, um die Motoren zu steuern, um das Band in beiden Richtungen zwischen den Spulen (7, 11) zu befördern.
Bandlaufwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät (17) betrieben werden kann, um die Spannung in einem Band zu überwachen, das zwischen den Spulen (7, 11) befördert wird, die auf den Spulenträgern (8, 12) angebracht sind.
Bandlaufwerk nach Anspruch 3, wobei Mittel bereitgestellt werden, um die wenigstens einem der Motoren (14, 15) zugeführte Leistung zu überwachen und aus der beobachteten Leistung eine Schätzung der Bandspannung zu berechnen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 4, das eine Stromversorgung (80) und ein Schrittmotoransteuerungsmittel (81, 82) umfasst, um den Windungen der Schrittmotoren (14, 15) sequentiell Strom von der Stromversorgung (80) zuzuführen, wobei die Leistung durch Mittel (84, 86) zum Überwachen der Größe der Spannung und/oder des Stromes, die den Motoren (14, 15) und/oder den Motoransteuerungsmitteln (81, 82) zugeführt werden, überwacht wird.
Bandlaufwerk nach Anspruch 5, das eine regulierte Stromversorgung (80) umfasst, die den Motoransteuerungsmitteln (81, 82) eine wesentlich gleichbleibende Spannung zuführt, wobei die Überwachungsmittel die Größe des Stromes, der den Motoransteuerungsmitteln zugeführt wird, überwachen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 6, wobei jeder Schrittmotor (14, 15) durch eine jeweilige Motoransteuerungsschaltung (81, 82) unter Strom gesetzt wird, ein jeweiliger niederohmiger Widerstand (83, 85) in Reihe mit jeder Motoransteuerungsschaltung (81, 82) verbunden ist und Spannungssignale, die über die Reihenwiderstände (83, 85) entwickelt werden, überwacht werden, um den den Motoren (14, 15) zugeführten Strom zu überwachen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 7, wobei die Spannungssignale in digitale Signale umgewandelt werden, die einem Mikrokontroller (89) zugeführt werden, der das Erzeugen von Motorsteuerungsimpulsfolgen steuert, die an die Motoransteuerungsschaltungen (81, 82) angelegt werden.
Bandlaufwerk nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Mittel zum Überwachen des Stroms betrieben werden können, um den Strom über einen vorbestimmten Zeitraum zu überwachen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 9, wobei die Überwachungsmittel nur während der Zeiträume betrieben werden können, in denen die Bandbeförderungsgeschwindigkeit wesentlich gleichbleibend ist.
Bandlaufwerk nach Anspruch 9 oder 10, wobei der vorbestimmte Zeitraum einer vorbestimmten Bandbeförderungslänge entspricht.
Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei Eichdaten für den oder jeden Schrittmotor (14, 15) aufgezeichnet werden, wobei die Eichdaten die Leistungsaufnahme für den Schrittmotor bei jeder einer Reihe von Schrittgeschwindigkeiten unter Bedingungen ohne Bandbeladung darstellen, und ein Maß der Bandspannung unter Bezugnahme auf ein Maß der Motorschrittgeschwindigkeit, die mit der Schrittgeschwindigkeit verbundenen Eichdaten und die durch den Motor aufgenommene Leistung berechnet wird.
Bandlaufwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Mittel zum Überwachen der Außendurchmesser der Bandspulen (7, 11) und Mittel zum Berechnen der Bandspannung unter Bezugnahme auf die beobachteten Durchmesser umfasst.
Bandlaufwerk nach Anspruch 13, wobei die Außendurchmesser-Überwachungsmittel betrieben werden können, um den Außendurchmesser der Spulen (7, 11) für jeden von mehreren Durchmessern zu überwachen, die wechselseitig zueinander geneigt sind.
Bandlaufwerk nach Anspruch 13, soweit abhängig von Anspruch 12, das Mittel zum Berechnen eines Maßes der Spannung t umfasst, wobei das Steuergerät (17) betrieben werden kann, um t zwischen vorbestimmten oberen und unteren Grenzen zu halten, wobei: t = N((V1/x2) – (V2/x1)/(V2r1 + V1r2)und V₁ ein Maß der einem ersten Motor, der als Aufwickelspulen-Antriebsmotor wirkt, zugeführten Leistung ist, V₂ ein Maß der einem zweiten Motor, der als Vorlagespulen-Antriebsmotor wirkt, zugeführten Leistung ist, r₁ der Radius einer durch den ersten Motor angetriebenen Bandspule ist, r₂ der Radius einer durch den zweiten Motor angetriebenen Bandspule ist, x₁ ein Eichfaktor für den ersten Motor, verbunden mit der Schrittgeschwindigkeit des Motors, ist, x₂ ein Eichfaktor für den zweiten Motor, verbunden mit der Schrittgeschwindigkeit des Motors, ist und N ein Eichskalierungsfaktor ist.
Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 14, das Mittel zum Ableiten eines Maßes der Differenz oder des Verhältnisses zwischen den den zwei Motoren (14, 15) zugeführten Strömen und Mittel zum Steuern des Fortschaltens der Motoren in Abhängigkeit von dem Differenz- oder Verhältnismaß umfasst.
Bandlaufwerk nach Anspruch 16, wobei die Steuerungsmittel konfiguriert sind, um die Motorgeschwindigkeit während der Zeiträume, in denen das Differenz- oder Verhältnismaß innerhalb einer Reihe von Toleranzbändern liegt, die zwischen oberen und unteren Grenze definiert sind, gleichbleibend zu halten, und Mittel bereitgestellt werden, um die Toleranzbänder in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Außendurchmesser der Spulen (7, 11) einzustellen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Steuerungsmittel einen Steuerungsalgorithmus umsetzen zum Berechnen einer Bandlänge, die einem sich zwischen den Spulen (7, 11) erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen ist, um das Differenz- oder Verhältnismaß zwischen den oberen und unteren Grenzen zu halten, und die Schrittmotoren (14, 15) zu steuern, um die berechnete Bandlänge dem sich zwischen den Spulen (7, 11) erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen.
Bandlaufwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Mittel zum Eingeben eines Wertes entsprechend der Bandbreite und Mittel zum Einstellen der vorbestimmten Grenzen um die Bandbreite zu berücksichtigen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 19, wobei der Steuerungsalgorithmus Zunahmekonstanten umfasst und die Zunahmekonstanten eingestellt werden, um die Bandbreite zu berücksichtigen.
Bandlaufwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerungsalgorithmus zyklisch arbeitet derart, dass während eines Zyklus das Steuergerät (17) angepasst ist, um die hinzuzufügende oder abzuziehende Bandlänge zu berechnen, und während eines darauffolgenden Zyklus das Steuergerät (17) angepasst ist, um die Motoren (14, 15) zu steuern, um die Menge des Bandes zwischen den Spulen (7, 11) einzustellen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 15 oder einem davon abhängigen Anspruch, das Mittel zum Erzeugen einer Störungsanzeigeausgabe, falls das Maß unter eine minimal annehmbare Grenze unterhalb der unteren Grenze fällt, umfasst.
Bandlaufwerk nach Anspruch 13 oder einem von Anspruch 13 abhängigen Anspruch, wobei die Durchmesserüberwachungsmittel ein optisches Sensorsystem, das wenigstens einen Lichtemitter (28, 29) und wenigstens einen Lichtdetektor (37), derart angeordnet, dass zwischen denselben ein Lichtweg hergestellt wird, einschließt, einen Beförderungsmechanismus (36), der wenigstens einen Teil des optischen Sensorsystems trägt und angetrieben werden kann, um so zu bewirken, dass der Lichtweg über einen Raum streicht, innerhalb dessen die zu messenden Spulen (7, 11) angeordnet sind, und ein Steuergerät, das betrieben werden kann, um den Beförderungsmechanismus zu steuern, umfassen, um Positionen des Beförderungsmechanismus zu erfassen, in denen die Ausgabe des Detektors (37) wechselt, um einen Übergang zwischen zwei Zuständen anzuzeigen, in deren einem der Lichtweg durch eine Spule versperrt ist und in deren anderem der Lichtweg nicht durch diese Spule versperrt ist, und um die Spulendurchmesser aus den erfassen Positionen des Beförderungsmechanismus (36), in denen die Ausgabe des Detektors (37) wechselt, zu berechnen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 23, wobei entweder der Emitter (28, 29) oder der Detektor (37) an dem Beförderungsmechanismus (36) angebracht ist, wobei die andere Komponente in einer Position im Verhältnis zu den Bandspulen fixiert ist.
Bandlaufwerk nach Anspruch 23, wobei sowohl der Emitter (28, 29) als auch der Detektor (37) an dem Beförderungsmechanismus (36) angebracht sind, wobei der Lichtweg zwischen dem Emitter und dem Detektor durch einen Spiegel hergestellt wird, der sich an der vom Beförderungsmechanismus entfernten Seite der Spulen (7, 11) befindet und angepasst ist, um Licht vom Emitter (28, 29) zurück zum Detektor (37) zu reflektieren.
Bandlaufwerk nach Anspruch 23, 24 oder 25, soweit abhängig von Anspruch 14, wobei die Durchmesserüberwachungsmittel betrieben werden können, um die Außendurchmesser (D1, D2) zu überwachen, wobei sich die Spulen in einer ersten Position befinden, um die Spulen (7, 11) zu wenigstens einer weiteren Position zu drehen, und die Spulendurchmesser in der oder jeder weiteren Position zu überwachen, wobei die berechneten Spulendurchmesser eine genaue Abschätzung von Spulenexzentrizität und -außenumfang ermöglichen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 23, 24, 25 oder 26, wobei der Beförderungsmechanismus einen Druckkopf-Beförderungsmechanismus (36) eines Transferbanddruckers umfasst.
Bandlaufwerk nach Anspruch 13 oder einem von Anspruch 13 abhängigen Anspruch, wobei die Durchmessermessmittel Mittel zum Berechnen des Verhältnisses der Durchmesser der Spulen (7, 11) umfassen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 28, wobei die Verhältnisberechnungsmittel Mittel zum Aktivieren eines ersten Schrittmotors (15), der eine Aufwickelspule (11) antreibt, und zum Deaktivieren eines zweiten Schrittmotors (14), der eine Vorlagespule (7) antreibt, derart, dass der zweite Schrittmotor (14) als Generator wirkt, Mittel zum Erzeugen von Impulsen vom zweiten Schrittmotor (14), wobei die Impulsrate proportional zur Motorgeschwindigkeit ist, Mittel zum Erfassen der erzeugten Impulse, um ein Maß der Drehung des zweiten Schrittmotors (14) zu erzeugen, Mittel zum Überwachen des Fortschaltens des ersten Schrittmotors (15), um ein Maß für die Drehung des ersten Schrittmotors zu erzeugen, und Mittel zum Vergleichen der Maße der Drehungen der Motoren (14, 15), um das Verhältnis der Außendurchmesser der Spulen (7, 11) zu berechnen, umfassen.
Bandlaufwerk nach Anspruch 29, das Mittel zum Berechnen eines aktualisierten Durchmessers für wenigstens eine Spule (7, 11) aus einem Verhältnis zwischen dem Spulendurchmessern, wie sie anfangs beobachtet wurden, einem aktuellen Verhältnis zwischen den Spulendurchmessern und dem Durchmesser wenigstens einer Spule, wie er anfangs beobachtet wurde, umfasst.
Transferdrucker, der ein Bandlaufwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließt, wobei der Drucker konfiguriert ist, um Farbe von einem Farbband (6) auf ein Substrat (13) zu übertragen, das längs eines vorbestimmten Weges angrenzend an den Drucker befördert wird, wobei das Bandlaufwerk als ein Farbband-Antriebsmechanismus zum Befördern des Bandes zwischen einer ersten und einer zweiten Bandspule (7, 11) wirkt, und der Drucker ferner einen Druckkopf (4), angeordnet zum Berühren einer Seite des Bandes (6), um eine gegenüberliegende Seite des Bandes in Berührung mit einem Substrat (13) auf dem vorbestimmten Weg zu drücken, einen Druckkopf-Antriebsmechanismus zum Befördern des Druckkopfes (4) längs einer Bahn (22), die sich im Allgemeinen parallel zum vorbestimmten Substratbeförderungsweg erstreckt, und zum Verschieben des Druckkopfes (4) in und außer Berührung mit dem Band (6) und ein Steuergerät (17) umfasst, das den Farbband- und den Druckkopf-Antriebsmechanismus steuert derart, dass während des Druckens der Druckkopf (4) in Berührung mit dem Band (6) verschoben wird und entweder der Druckkopf (4) im Verhältnis zu dem vorbestimmten Substratbeförderungsweg unbeweglich ist und das Band (6) mit dem zu bedruckenden Substrat im Verhältnis zum Druckkopf befördert wird oder das Band (6) und das zu bedruckende Substrat (13) im Verhältnis zum vorbestimmten Substratbeförderungsweg unbeweglich sind und der Druckkopf (4) im Verhältnis zum Band (6) befördert wird.
Transferdrucker nach Anspruch 31, wobei der Antriebsmechanismus bidirektional ist derart, dass das Band (6) von der ersten Spule (7) zur zweiten Spule (11) und von der zweiten Spule (11) zu ersten (7) befördert werden kann.
Transferdrucker nach Anspruch 32, wobei der Druckkopf (4) an einem Druckkopfwagen angebracht ist, der längs der Bahn (22) verschoben werden kann, wobei ein erster und ein zweiter Wagen (36, 58) bereitgestellt werden, die wechselseitig austauschbar sind und derart geformt sind, dass der Druckkopf (4) mit dem einen Wagen in Position auf der Bahn so angeordnet ist, dass das Drucken auf einem Substrat ermöglicht wird, das sich in der einen Richtung längs des Substratbeförderungsweges bewegt und der Druckkopf (4) mit dem anderen Wagen in Position auf der Bahn so angeordnet ist, dass das Drucken auf einem Substrat ermöglicht wird, das sich in der anderen Richtung längs des Substratbeförderungsweges bewegt.
Druckvorrichtung, die ein Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 30 einschließt, wobei die Druckvorrichtung ein Gehäuse (1), einen Druckkopf (4), angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band (6) durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse (1), eine Walze (30), die bei Anwendung ein zu bedruckendes Substrat (13) trägt, auf der vom Druckkopf (4) entfernten Seite des Bandweges, einen zweiten Antriebsmechanismus zum Verschieben des Druckkopfes (4) im Verhältnis zur Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer Druckposition, in der ein Abschnitt des Druckkopfes an der Walze (30) oder jeglichem Substrat oder Band anliegt, das zwischen dem Druckkopf und der Walze angeordnet ist, und ein Steuergerät zum Einstellen des ersten Antriebsmechanismus, um die Winkelposition des Druckkopfes (4) im Verhältnis zur Drehachse der Walze (30) einzustellen, umfasst.
Druckvorrichtung, die ein Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 30 einschließt, wobei die Druckvorrichtung ein Gehäuse (1), einen Druckkopf (4), angebracht an einer Druckkopf-Stützbaugruppe, die im Verhältnis zum Gehäuse (1) verschoben werden kann in einer Richtung parallel zu einem Farbbandweg, längs dessen ein Band (6) durch das Bandlaufwerk angetrieben wird, einen ersten Antriebsmechanismus zum Verschieben der Druckkopfstütze im Verhältnis zum Gehäuse (1), eine Abziehwalze (33), angebracht an der Druckkopf-Stützbaugruppe und mit dem Druckkopf (4) verschiebbar in der parallelen Richtung, und einen zweiten Antriebsmechanismus zum Verschieben des Druckkopfes im Verhältnis zu der Druckkopf-Stützbaugruppe und der Abziehwalze (33) zu einer Druckbereitschaftsposition angrenzend an den Farbbandweg und einer Druckposition, in welcher der Druckkopf (4) ein Farbband (6) auf dem Weg berührt, umfasst, wobei ein Nockenmechanismus bereitgestellt wird, der im Ergebnis einer Verschiebung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu einer vorbestimmten Position in Eingriff gebracht wird und, wenn er in Eingriff ist, ein Zurückziehen des Druckkopfes (4) weg von der Druckbereitschaftsposition zu einer Position mit Abstand von der Abziehwalze (33) und dem Farbbandweg bewirkt.
Transferdrucker nach Anspruch 35, wobei der Nockenmechanismus eine Platte (53), die am Gehäuse angebracht ist und einen Schlitz (52) definiert, und einen Stift (51) umfasst, der sich von einem an der Druckkopf-Stützbaugruppe angebrachten Schwenkelement (50) aus erstreckt, wobei ein Eingriff des Stiftes (51) in dem Schlitz im Ergebnis einer Verschiebung der Druckkopf-Stützbaugruppe zu der vorbestimmten Position bewirkt, dass sich das Schwenkelement (50) dreht, von einer ersten Position, in der es den Druckkopf (4) stützt, zu einer zweiten Position, in der sich der Druckkopf (4) frei zu der Position mit Abstand von der Abziehwalze (33) und dem Farbbandweg bewegt.
Transferdrucker nach Anspruch 36, wobei das Schwenkelement (50) an einem verschiebbaren Element angebracht ist, das an der Druckkopf-Stützbaugruppe angebracht ist, wobei eine Verschiebung des verschiebbaren Elements von einer zurückgezogenen zu einer ausgefahrenen Position, wenn sich das Schwenkelement (50) in der ersten Position befindet, bewirkt, dass sich der Druckkopf (4) von der Druckbereitschaftsposition zur Druckposition bewegt.
Druckvorrichtung, die ein Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 30 einschließt, wobei die Druckvorrichtung einen Druckkopf (4) umfasst, wobei das Bandlaufwerk als Farbband-Antriebsmechanismus zum Vorschieben eines Farbbandes (6) zwischen dem Druckkopf (4) und einem Wege dient, längs dessen bei Anwendung ein zu bedruckendes Substrat (13) bewegt wird, wobei die Druckvorrichtung ferner Mittel zum Aufbringen des Druckkopfes (4) auf ein in dem Antriebsmechanismus gestütztes Band, wobei der Druckkopf eine Anordnung von Druckelementen umfasst, deren jedes selektiv unter Strom gesetzt werden kann, um Farbe aus einem durch dieses Element berührten Abschnitt des Bandes (6) freizusetzen, und ein Steuergerät zum Steuern der Stromversorgung der Druckelemente und des Vorschiebens des Bandes (6) umfasst, um so eine Reihe von Druckzyklen durchzuführen, deren jeder eine Druckphase, während derer eine relative Bewegung zwischen dem Druckkopf (4) und dem Band (6) dazu führt, dass der Druckkopf eine vorbestimmte Länge an Band überquert, und einer Nichtdruckphase, während derer das Band eine vorbestimmte Strecke im Verhältnis zum Druckkopf vorgeschoben wird, einschließt, wobei das Steuergerät dafür angeordnet ist, während aufeinanderfolgender Druckzyklen selektiv unterschiedliche Gruppen von Druckelementen unter Strom zu setzen, wobei die Gruppen von Elementen auf dem Druckkopf derart verteilt sind, dass unterschiedliche Gruppen unterschiedliche Abschnitte des Bandes berühren, und das Steuergerät dafür angeordnet ist, das Band (6) derart vorzuschieben, dass die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs geringer ist als die vorbestimmte Länge an Band (6), wobei die Gruppen von Druckelementen derart unter Strom gesetzt werden, dass das Band in dem Intervall zwischen jeweils zwei Druckphasen, in denen die gleiche Gruppe von Druckelementen unter Strom gesetzt wird, wenigstens um die vorbestimmte Länge an Band vorgeschoben wird.
Transferdrucker, der ein Bandlaufwerk nach Anspruch 38 einschließt, der zwei Gruppen von Druckelementen umfasst, wobei die vorbestimmte Strecke des Bandvorschubs wenigstens halb so groß ist wie die vorbestimmte Länge an Band.
Transferdrucker, der ein Bandlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 30 einschließt, eingebaut in einen Wärmetransferdrucker.
Verfahren zum Steuern eines Bandlaufwerks, das zwei Schrittmotoren (14, 15), zwei Bandspulenträger (8, 12), auf denen Bandspulen (7, 11) angebracht werden können, wobei jede Spule durch einen jeweiligen der Schrittmotoren (14, 15) angetrieben werden kann, und ein Steuergerät (17) zum Steuern der Stromversorgung der Motoren umfasst derart, dass das Band in wenigstens einer Richtung zwischen den auf den Spulenträgern angebrachten Spulen (7, 11) befördert werden kann, wobei das Steuergerät (17) beide Motoren (14, 15) unter Strom setzt, um die Bandspulen in der Richtung der Bandbeförderung anzutreiben, und das Steuergerät (17) einen Steuerungsalgorithmus zum Berechnen einer Bandlänge umsetzt, die einem sich zwischen den Spulen (7, 11) erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen ist, um eine Spannung in dem Band zwischen vorbestimmten Grenzen zu halten, und die Motoren (14, 15) steuert, um die berechnete Bandlänge dem sich zwischen den Spulen erstreckenden Band hinzuzufügen oder davon abzuziehen.