CN101678688B - 带驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种带驱动装置包括两个电机(12、13)、两个带卷轴支撑装置以及控制器(14)，其中，所述两个电机中的至少第一电机是被配置成提供可控扭矩的开环位置控制电机，带的卷轴(3、4)可以安装在所述带卷轴支撑装置上，每个卷轴可以由对应的所述电机驱动，所述控制器用于控制所述电机的通电，使得所述带(6)可以在安装于所述卷轴支撑装置上的所述卷轴之间沿至少一个方向传输。所述控制器被配置成提供控制信号到所述第一电机，以设置所述带的张力。

Description

带驱动装置

技术领域

本发明涉及一种带驱动装置。这样的带驱动装置可以形成打印设备的一部分。具体而言，这样的带驱动装置可以用于转印打印机，即，使用由载体承载的墨的打印机。

背景技术

在转印打印机中，通常称作打印机带并且在其一侧承载墨的带设置在打印机内，使得打印头可以接触带的另一侧，以使得墨可以从带上转印到例如纸张或柔性膜的目标衬底上。这样的打印机用于许多应用场合。工业打印应用包括热转印标签打印机和热转印编码器，其直接打印在诸如由柔性膜或卡片制成的封装材料之类的衬底上。

墨带通常以缠绕到芯上的辊的形式被传递到终端用户。终端用户将芯推到卷轴上，并且拉动辊的自由端以释放一定长度的带，然后将带的端部与另一个卷轴结合。卷轴可以安装在盒子上，该盒子可以容易地安装在打印机器上。打印机器包括用于驱动卷轴的传输装置，以将带从一个卷轴上松开并将其卷取到另一个卷轴上。打印设备在两个卷轴之间沿经过打印头的预定路径而传输带。

上述类型的公知打印机使用许多不同方法来解决如何驱动卷轴的问题。有些方法使用步进电机，其操作于位置控制模式，以松开或卷取预定量的带。其他公知打印机使用DC电机，其在扭矩模式下操作，以在带中提供张力并且直接或间接驱动卷轴。一些公知装置只对卷取带的带卷轴进行驱动(卷取卷轴)，并依靠带从其上抽出的卷轴(供给卷轴)上的某种形式的“滑动离合器”装置提供抵抗性的拖力，以便确保在打印和带缠绕过程中带保持张紧，且在带将要静止时防止带过度绕卷。应当意识到，保持适当的带张力是打印机正确起作用的必要要求。

已知打印机带驱动装置的可选形式既驱动卷取卷轴也驱动供给卷轴。供给卷轴电机可以配置成通过沿与带传输的方向相反的方向驱动而对带施加预定拖力。在这样的装置中(这里称为“拖拉”)，与连接到供给卷轴的电机相比，连接到卷取卷轴的电机配置成将更大的力施加到带，从而向供给卷轴电机供给更小的功率，并且供给卷轴由此沿带传输的方向旋转。供给卷轴拖力电机在正常操作中保持带的张紧。

在另外的可选装置中，供给卷轴电机可以沿带传输的方向驱动，使得其将带从供给卷轴驱动到卷取卷轴。这样的装置在这里称为“推拉”。卷取电机在带被供给卷轴电机松开时将带拉到卷取卷轴上，从而保持带张力。这样的推拉装置在我们的在先英国专利GB 2369602中描述，该专利公开使用一对步进电机来驱动供给卷轴和卷取卷轴。在GB 2369602中，控制器配置成控制电机的通电，使得带可以在带的卷轴之间沿两个方向传输。监控在卷轴之间传输的带中的张力，并且控制电机以对两个电机进行通电，以沿带传输的方向驱动带的卷轴。

在打印机逐渐使用带辊时，供给卷轴的外径减小，而卷取卷轴的外径增大。在提供基本恒定的抵抗扭矩的滑动离合器装置中，带张力与卷轴直径成正比地变化。假定希望使用较大的供给卷轴以便将必须补充的带辊的次数降低到最小，尤其是在需要快速带传输的高速机器中，这是个严重问题。对于使用卷取电机和供给电机两者的带驱动装置而言，卷轴直径的改变可能使得难以确定供给到每个电机以保持带张力和/或以正确速率松开或再缠绕带的正确驱动信号。

假设有这些限制，已知的打印机设计通过限定带传输系统的加速度、减速度和最大速度能力的方法获得折中的性能。结果，打印机的整体性能在某些情况下折中。

已知的带驱动系统一般在两个模式(即，连续打印或者间歇打印)中的一个模式下操作。在这两种操作模式中，所述设备进行一系列有规律重复的打印循环，每个循环包括：打印阶段，在此阶段墨转印到衬底上；以及非打印阶段，在此阶段设备为下一个循环的打印阶段做准备。

在连续打印中，在打印阶段期间，固定的打印头与打印机带进行接触，并且带的另一侧与图像打印在其上的衬底相接触。术语“固定”在连续打印领域中用于表示：虽然打印头会移动到与带接触和移开不与带接触，但是打印头不会相对于带路径沿带在所述带路径上前进的方向上移动。在打印期间中，衬底和带一般而言以相同速度(但不是必需的)被传输经过打印头。

一般而言，衬底中传输经过打印头的长度中仅一小部分被打印，因此，为了避免带的浪费，必需在打印操作之间反转带的行进方向。因此，在衬底以恒定速度行进的一般打印处理中，打印头仅在打印头邻近于衬底中待打印的区域时伸展成与带接触。恰好在打印头伸展之前，带例如必须加速到衬底行进的速度。在打印期间，带速度然后必须保持在衬底的恒定速度上，在完成打印阶段之后，带必须减速并然后沿反转方向驱动使得带中已使用区域位于打印头的上游侧。

随着衬底中待打印的下一个区域逼近，带然后必须向后加速到正常打印速度，并且当打印头前进到打印位置时，带必须定位成使得接近于带先前使用区域的带未使用部分位于打印头和衬底之间。因此，带在两个方向需要非常快的加速度和减速度，并且带驱动系统必须能够精确地定位带以避免在带先前使用部分插入到打印头和衬底之间时进行打印操作。

在间歇打印中，衬底以逐步的方式前进经过打印头，使得在每个循环的打印阶段中，衬底和带一般而言(但不是必需的)是固定的。衬底、带和打印头之间的相对移动通过相对于衬底和带移动打印头而获得。在连续循环的打印阶段之间，衬底前进以将待打印的下一个区域呈现在打印头的下方，并且带前进以使得带的未使用部分位于打印头和衬底之间。带的再次快速和精确传输对于确保未使用带在使打印头前进以进行打印操作时始终位于衬底和打印头之间是必需的。

高速转印打印机对于带的减速度、加速度、速度以及定位的精确度的要求使得许多已知的驱动机构在高可靠度的情况下难以获得可接受的性能。在高速打印机之外的应用(例如，适于使用从标签页分离的标签的标签打印机中使用的驱动装置)中也施加相似的限制。根据本发明实施例的带驱动装置适于在标签打印机中使用，在标签打印机中，标签与在供给卷轴和卷取卷轴之间传输的连续标签页分离。

发明内容

本发明实施例的目的在于避免或减少与现有技术中相关的一个或多个问题(这里或其他地方提及的)。本发明实施例的另一目标在于提供一种带驱动装置，其可以用于以这样的方式传递打印机带，该方式能够满足高速生产线的要求，但是本发明的带驱动装置也可以用于其他需要类似高性能要求的应用中。

根据本发明，提供一种带驱动装置，其包括：第一电机和第二电机，至少所述第一电机是被配置成提供可控扭矩的开环位置控制电机；两个带卷轴支撑装置，带的卷轴可以安装在所述带卷轴支撑装置上，每个卷轴可以由对应的所述电机驱动；以及控制器，所述控制器用于控制所述电机的通电，使得所述带可以在安装于所述卷轴支撑装置上的所述卷轴之间沿至少一个方向传输；其中，所述控制器被配置成提供控制信号到所述第一电机，以设置所述带的张力。

所述开环位置控制电机可以采取任何合适形式。例如，所述开环位置控制电机可以是步进电机。因为步进电机通常比诸如DC电机之类的其他扭矩控制电机便宜，所以这样使用步进电机可以有利的。

优选地，每个卷轴支撑装置由提供至少一个固定传输比的驱动耦合装置耦合到对应的电机。优选地，每个电机和其对应的卷轴支撑装置的角速度比是固定的。这样的配置需要：在考虑卷轴的周长的情况下，控制电机从而从对应的卷轴或对相应的卷轴产生期望的线性带移动。

所述驱动耦合装置可包括驱动带。可选地，由于每个卷轴支撑装置具有对应的第一旋转轴线且每个电机包括具有对应的第二旋转轴线的轴，对应的第一旋转轴线和第二旋转轴线可以共轴。对应的驱动耦合装置可以将对应的卷轴的轴与对应的电机轴互连。

所述控制器可以被配置成控制所述电机，以在所述卷轴之间沿两个方向传输带。

所述第二电机可以采取任何合适形式。例如，所述第二电机可以是位置控制电机。

当所述带沿第一方向传输时，所述第一电机可以配置成对供给带的带卷轴进行驱动，而所述第二电机可以配置成对卷取带的带卷轴进行驱动。所述第一电机可以沿与所述第一方向相反的方向被驱动。当所述带沿与所述第一方向相反的第二方向传输时，所述第二电机被配置成对供给带的带卷轴进行驱动，而所述第一电机被配置成对卷取带的带卷轴进行驱动，所述第一电机沿所述第一方向被驱动。

所述第二电机可以是扭矩控制电机。实际上，两个电机都可以是被配置成提供可控扭矩的任何合适形式的开环位置控制电机。

配置成提供可控扭矩的所述开环位置控制电机可包括开环位置控制电机和编码器。所述编码器可以提供表示所述开环位置控制电机的旋转位置的反馈信号。所述反馈信号可以形成开环位置控制电机驱动信号。

所述控制器被操作为：监控供给卷轴和卷取卷轴之间传输的带的张力，并控制至少一个所述电机以将所监控的张力保持在预定极限之间。

根据本发明某个实施例的带驱动装置取决于驱动两个带卷轴以在带传输期间传输所述带的两个电机。因此，两个电机在推拉模式下操作。这使得可以实现非常大的加速度和减速度。正在传输的带中的张力可以通过对电机的驱动进行控制来确定，并且由此不需要依赖于必须接触卷取卷轴和供给卷轴之间的带的任何部分。因此，可以获得非常简单的整体机械组件。因为两个电机都是用于带传输的，所以可以使用相当小以及因此便宜和紧凑的电机。

根据本发明某些其他实施例的带驱动装置操作于拖拉模式下，在拖拉模式下，附装到当前卷取带的卷轴的电机沿带传输方向驱动卷轴，而耦合到另一个卷轴的电机沿相反方向驱动，以张紧所述带。在根据本发明的又一实施例中，带驱动电机可以配置成在打印循环中的至少一部分中操作于推拉模式，而在打印循环的至少另一部分中操作于拖拉模式。

每个卷轴的实际旋转方向取决于带在每个卷轴上的缠绕方向。如果两个卷轴以相同方式缠绕，则两个卷轴沿相同的方向旋转，以传输带。如果卷轴彼此沿相反方向缠绕，则卷轴沿相反旋转方向旋转，以传输带。在任何构造中，两个卷轴沿带传输的方向旋转。但是，根据供给卷轴电机的操作模式，其驱动的方向也可以沿与供给卷轴相同方向延伸(当电机通过将带推离卷轴而辅助驱动带时)或供给卷轴电机可以沿与供给卷轴相反方向驱动(当电机为带提供拖力以张紧带时)。

带驱动装置可以包括在热转印打印机中，所述打印机用于将墨从打印机带上转印到衬底上，所述衬底沿邻近于所述打印机的预定路径传输。所述带驱动装置可以用作在第一和第二带卷轴之间传输墨带的打印机带驱动机构，并且所述打印机还包括打印头，所述打印头配置成接触所述带一侧以将所述带的另一侧压迫接触所述预定路径上的衬底。还可以设置打印头驱动机构，所述打印头驱动机构用于沿基本平行于所述预定衬底传输路径延伸的轨迹传输所述打印头(当打印机操作于间歇打印操作模式时)，并且用于移动所述打印头使其接触所述带和不接触所述带。控制器可以控制所述打印机墨带和所述打印头驱动机构，所述控制器可以选择性编程，以使得在打印期间所述带在所述打印头静止的情况下相对于所述预定衬底传输路径传输并且移动接触所述打印头，或者使得在打印期间所述打印头相对于所述带和所述预定衬底传输路径传输并且移动接触所述带。

所述驱动机构可以是双向的，使得带可以从第一卷轴传输到第二卷轴或者从第二卷轴传输到第一卷轴。通常，未使用的带设置在安装于所述供给卷轴上的带辊。使用的带卷取在安装于卷取卷轴上的辊。但是，如上所述，为了防止总的带浪费，在打印操作后，带可以反转，使得带的未使用部分可以在缠绕到卷取卷轴之前使用。

附图说明

现在通过示例参照附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明实施例的打印机带驱动系统的示意性视图；

图2A和2B是步进电机的示意图；

图3是始于驱动图2A和2B中的步进电机的驱动电路的示意性视图；

图4A和4B是装配有编码器的步进电机的示意图；以及

图5是用于控制图4A和4B中的步进电机的系统的示意性视图。

具体实施方式

参照图1，其示意性图示根据本发明的适于在热转印打印机中使用的带驱动装置。第一轴1和第二轴2分别支撑供给卷轴3和卷取卷轴4。供给卷轴3最初缠绕有一辊未使用的带，而卷取卷轴4最初没有承载任何带。随着带的使用，带的使用部分从供给卷轴3传输到卷取卷轴4。提供一个可移动打印头5，其可以至少沿由箭头7所示的第一方向相对于带6移动。带6从供给卷轴3绕辊8、9延伸到卷取卷轴4。带6在辊8和9之间所遵循的路径经过打印头5的前方。在其上沉积打印图案的衬底10开始与辊8和9之间的带6进行接触，并且带6插在打印头5和衬底10之间。在压板辊11的压靠下，衬底10可以与带6进行接触。

供给轴1由供给电机12驱动，卷取轴2由卷取电机13驱动。供给电机12和卷取电机13由表示它们定位于供给卷轴3和卷取卷轴4后面的虚线所图示。但是应当意识到，在本发明的可选实施例中，卷轴不是由电机直接驱动的。相反，电机轴可以由带驱动装置或其他相似驱动机构可操作地连接到对应的卷轴。在另外情况下，可以看出，在电机和其对应的卷轴支撑装置之间存在固定传输比。

控制器14控制电机12、13的操作，如下面的更详细描述。供给电机12和卷取电机13能够沿两个方向驱动带6。如果带从供给卷轴3移动到卷取卷轴4，如箭头15所示，带的移动可以被定义在打印方向。当带从卷取卷轴4移动到供给卷轴3时，带可以被认为沿带反转方向移动，如箭头16所示。

当打印机操作于连续模式中时，当带6沿打印方向15移动时，打印头5将移动成与带6接触。墨由于打印头5的动作而从带6转印到衬底10。带移动可以反转，使得带6的未使用部分在开始后继打印操作之前定位成邻近打印头5。

在图1所示的构造中，卷轴3、4彼此以相同方式缠绕，并且由此沿相同的旋转方向旋转以传输带。可选地，卷轴3、4可以彼此以相反方式缠绕，并且由此必须沿相反方向旋转以传输带。

如上所述，图1中所示意性图示的打印机可以用于连续打印和间歇打印应用中。控制器14可以选择性地编程，以选择连续操作或间歇操作。在连续应用中，衬底10连续移动。在打印循环期间，打印头5静止，而带移动，以随着循环的进行而将新的带呈现给打印头5。相反，在间歇应用中，衬底10在每个打印循环中是静止的，在打印循环期间衬底10和打印头5之间的所必需的相对移动通过沿箭头17的方向平行于带6和衬底10移动打印头5而获得。在此情况下，辊11由扁平打印压板(未示出)替代，打印头5将带6和衬底10压靠在扁平打印压板上。在两种应用中，必须能够在打印循环之间前进和后退带6，以将新的带呈现给打印头并且最小化带的浪费。假设打印机器操作的速度并且在每个打印循环期间带6将呈现在打印头5和衬底10之间，必须能够使带6沿两个方向以较大加速度加速并且相对于打印头精确地定位。在图1所示的装置中，假设衬底10仅仅如箭头18所示向右侧移动。但是，该设备可以容易地适用于在向图1中的左侧行进(即，相反方向)的衬底上打印。

电机12和电机13的其中一个是装配有监控其位置的编码器的步进电机。这样的步进电机和编码器能够提供扭矩控制。编码器直接由步进电机驱动并提供表示步进电机的输出旋转位置的反馈信号。可以使用任何形式的编码器。例如，编码器可以包括附装到电机轴的光盘，使得光盘围绕电机轴旋转，并且光学检测装置检测光盘的旋转。

术语“编码器”用于指任何形式的角位置检测装置，诸如光编码器、磁编码器、解析器、电容编码器或任何其他形式的位置检测装置。

当正常操作时，步进电机由步进电机驱动电路驱动，使得电机轴位置由包括脉冲串的驱动信号驱动。步进电机被设计成每次接收脉冲时将其旋转位置前进预定量(称为步)。驱动信号可以包括连续脉冲串。对于这样的驱动信号，步进电机被配置成每脉冲旋转一步，使得如果脉冲重复频率足够高并且角步大小足够小，则电机输出轴基本连续旋转。驱动信号的脉冲重复频率确定步进电机输出轴的角速度。

图2A和2B示意性图示步进电机19的构造。可以看出，定子20设置有多个齿21。电机轴22连接到转子23。转子23通过两个线圈24、25的适当通电而被引起运动。线圈24、25的通电引起定子20的具体齿21通电，引起转子23和电机轴22转动。可以看出，每个线圈具有三个连接点。线圈24具有三个连接点24a、24b、24c。线圈25具有三个连接点25a、25b、25c。传统地，步进电机19由图3中所示的适当的驱动电路所驱动。可以看出，驱动电路将表示步进率的脉冲链26以及表示电机运动的方向的信号27作为输入。驱动电路提供四个输出28a、28b、28c、28d，这四个输出连接到线圈24、25所提供的连接点24b、24c、25b、25c。

四个不同命令信号通过线圈的适当通电而提供给步进电机，如表格1所示。表格1

其中，当表格1的单元是空时，没有电压施加到对应线圈的适当连接点。当表格1的单元为“+”时，提供正电压，而表格1的单元为“-”时，提供负电压。可以看出，正电压始终提供给连接点24a、24b，而负电压对于任何具体控制信号而言提供给每个线圈的一个其他连接点。

往回参照图2A，可以看出，转子23当前与S1表示的位置对准。为了将电机保持在此位置，可以从表格1中看出，电机施加到线圈24的连接点24a、24b以及线圈25的连接点25a、25c。为了使转子23运动到S2表示的位置，电压施加到线圈24的连接点24a、24c以及线圈25的连接点25a、25c。类似地控制电机，以使得转子23运动到图2A中的S3和S4所示的位置。还可以看出，位置S4(沿顺时针方向)后的位置由S1’表示，其表示提供与表格1中的步骤S1相关联的驱动信号，以使得转子运动到S1’所示的位置。对于步进电机的后续位置，重复控制信号序列。

从上面描述中，应当意识到，图3中的驱动电路可以将适当信号提供给线圈24、25，以使得线圈23旋转。

如上所述，供给电机12和卷取电机13的其中一个是图2A和2B中所示类型的步进电机。但是，如所示，步进电机19设置有构造成监控电机旋转位置的编码器。在图4A和4B中示出合适的配置，其中，图4A是该配置的立体剖面图，而图4B是剖面侧视图。参照图4A，可以看出，编码盘29附装到电机轴22。传感器30通过在编码盘29旋转时检测编码盘29内的孔而光学检测编码盘29的运动。接着检测电机轴22的运动。

参考传感器30所提供的信号，控制电机的旋转。参照图5，可以看出，来自传感器30的信号输入到电机控制器31。电机控制器31控制步进电机19并取代图3中所示的驱动电路。电机控制器31所接收的信号被处理，以产生提供到如图所示的步进电机19的控制信号。可以看出，控制信号被提供给与图3的驱动电路的输出28a、28b、28c、28d对应的四个输出线32a、32b、32c、32d。电机控制器31被构造成处理从传感器31所接收的信号并确定电机轴22的当前位置。从此确定的位置，产生与电机的下一步位置所对应的控制信号。也就是说，如果电机轴22位于和S1所示的步相关联的位置，则产生与S2所示的步相关联的控制信号，以此类推。这样，电机控制器31为步进电机提供闭环控制，其中，始终控制电机以运动到下一个旋转位置。

应当意识到，可以使用任何合适控制方案。例如，当电机23定位在S1所示的位置的稍微顺时针方位或稍微逆时针方位时，可以对电机进行通电，以使得电机轴22运动到S2所示的位置。

因此，通过与DC扭矩电机完全相同的方式控制施加到电机的电流，可以获得有效的扭矩控制。有利地，通过使用步进电机取代DC电机来提供扭矩控制，带驱动装置的整体成本可以降低，因为对于可比扭矩范围而言，步进电机的成本一般低于DC电机。此外，这样使用的步进电机可以有效地使用步进电机的整个扭矩范围，而开环扭矩控制电机一般必须被限制到仅一部分的潜在扭矩范围，以防止停止(stall)。

如上所述，电机12、13的其中一个设置成设置有编码器的步进电机的形式，以允许对扭矩进行控制。另一个电机是位置控制电机。

位置控制电机包括由需要输出旋转位置所控制的电机。位置控制电机的示例是参照图2A和2B所述的步进电机19，其作为开环位置控制电机操作。图2A和2B中的步进电机中的转子22的输出位置可以根据需要而变化，或者输出旋转速度可以通过对需要输出旋转位置所变化的速度进行控制而改变闭环位置。

控制电机的示例是设置有编码器的DC电机。来自编码器的输出提供反馈信号，当反馈信号与需要输出旋转位置比较时，可以从反馈信号产生误差信号，误差信号用于驱动电机，以最小化误差。

扭矩控制电机是由需要输出扭矩所控制的电机。扭矩控制电机的示例已经在上面提供了。扭矩控制电机的可选示例是没有编码器反馈的DC电机(或具有编码器的DC电机，但是编码器信号暂时或永久不使用)。

在本发明的上下文中，术语“DC电机”广义解释为包括可以驱动以提供输出扭矩的任何形式电机，诸如无刷DC电机、有刷DC电机、感应电机或AC电机。无刷DC电机包括具有换向传感器的任何形式的电子换向电机。类似地，术语步进电机广义解释为包括可以由脉冲驱动信号驱动的任何形式的电机，其中每个脉冲表示表示旋转位置的进一步需要变化。

对于供给和卷取电机两者而言，供给到电机的驱动信号随着供给卷轴和卷取卷轴的直径的改变而改变。确定适当的电机驱动信号需要确定卷轴直径，使得可以相应地调节打印操作的需要电机扭矩或需要电机位置。这是因为，对于扭矩控制电机而言，施加的扭矩确定带内的张力。扭矩控制电机对带张力的贡献等于电机扭矩在卷轴的外边缘处施加到带的切向力。因此，张力与带半径成正比。类似地，对于位置控制电机，卷轴半径越大，则对于卷轴的给定角旋转而言，带的任何线性运动越大。

监控带卷轴的直径的一个公知方法基于包括至少一个光发射器和一个光检测器的光学检测。光发射器和检测器被配置为使得，随着卷轴之间的变化，卷轴阻挡从发射器到检测器的可被检测到的信号。这样的光学卷轴直径监控技术在GB 2369602中公开。

在GB 2298821中公开一种用于确定带卷轴直径的可选方法。这里，带经过已知直径的惰性辊。惰性辊设置有防滑涂层，以防止在带移动时带和惰性辊之间发生的滑动。惰性辊的外径是已知的。监控惰性辊的旋转。这通过提供具有磁性盘的惰性辊来实现，磁性盘具有南极和北极。然后通过适当的磁性传感器检测惰性辊的旋转。通过检测已知直径的惰性辊的旋转以及知道步进电机已经转动的步幅数，可以确定与步进电机相关的带卷轴的直径。应当意识到，还可以合适地使用其他检测系统，诸如光学检测系统。

根据本发明的某些实施例，监控带张力，以提供允许提供到一个或两个电机的驱动信号改变以控制带中的实际张力的反馈信号。这与根据需要带张力而仅改变驱动信号不同并且比其更精确，需要带张力可能由于电机的外部因素(例如，带随着时间而拉长)而与实际带张力不同。

当适当时，可以使用测量带张力的任何合适方法，包括通过使用与带接触的部件的直接张力监控以及间接张力监控。例如，直接张力监控包括与带接触的弹性偏压辊或舞臂(dancing arm)，其配置成使得带张力的变化促使辊或舞臂移动位置，位置的变化例如可以使用线性位移传感器来检测。可选地，带可以经过承载负载单元的辊。带张力影响施加到负载单元的力，使得负载单元的输出为带张力提供指示。

间接张力监控包括其中监控施加到扭矩控制电机的电流的方法。如果带张力变化，则电机必须自动调节其输出扭矩，以抵消张力变化(以防止电机轴由于带张力的变化而引起的电机轴的旋转)。由电机施加的扭矩的变化可以通过测量施加到电机的电流的顺向变化而检测。可选地，在我们的在先UK专利GB 2369602中描述了适于使用两个步进电机监控带驱动装置的方法。

再次参照图1，现在描述带驱动装置，扭矩控制步进电机是供给电机12，而位置控制电机是卷取电机13。

当带沿打印方向行进时，带驱动装置操作于拖拉模式。也就是说，扭矩控制步进供给电机提供作用在带上的拉力，以将带保持为张紧。但是，扭矩控制电机沿与带传输方向相反的方向驱动，选择施加到带的力使得位置控制电机能够压倒(overpower)扭矩控制步进电机，使得供给卷轴沿带传输方向旋转。通过控制供给到步进供给电机的电流，可以控制带张力。卷取位置控制电机被以适当角速度驱动，以将带以正确速度驱动经过打印头。

当带沿带反转方向行进时，带驱动装置操作于推拉模式。扭矩控步进供给电机12施加拉力到带，并且通过对供给到步进供给电机的电流的适当控制而负责设置带内的张力。位置控制卷取电机被驱动，以通过沿带传输方向驱动而辅助传输带，但是，位置控制卷取电机被配置成旋转得比供给电机慢，使得净效应(net effect)是带在卷轴之间保持张紧。

对于两个电机而言，供给到电机的驱动信号随着供给卷轴和卷取卷轴的直径的改变而改变。确定适当的电机驱动信号需要如上所述测量卷轴直径，使得可以相应地调节打印操作的需要电机扭矩或需要电机位置。

虽然上述的本发明实施例使得供给电机是扭矩控制步进电机并且卷取电机是位置控制电机，但是应该意识到，卷取电机类似地可以是扭矩控制步进电机。类似地，扭矩控制步进电机可以用于驱动一个卷轴，同时，可以提供任何合适的驱动装置以驱动另一个卷轴。

应当意识到，根据本发明，控制以将控制扭矩提供到带驱动装置内的带的步进电机可以在传统形式的扭矩电机(诸如开环DC电机)用于已知带驱动装置的所有情况下取代这样的扭矩电机。这包括供给和卷取电机包括DC电机(DC电机中的任一个或两个都可以取代)的带驱动装置。

如上所述，根据本发明实施例的带驱动装置可以用于上述的热转印打印机中。根据本发明实施例的带驱动装置可以有利地用于热转印打印机，诸如可以用于封装工业内，例如用于在预打印封装(诸如食品袋)的顶部打印进一步的信息(诸如日期和条形码)。

另外，根据本发明实施例的带驱动装置可以用于其他应用中，并且提供与热转印打印机中的那些类似的优点，例如，提供快速和精确的带加速度、减速度、速度和定位精确度。

这样的带驱动装置可以应用的可选应用是标签机器，其适于施加从连续带(可选地称为标签页)分离的标签。根据本发明实施例的带驱动装置适合于用在标签机器中，其中，标签承载页安装在供给卷轴上。标签从页上移除，并且页被驱动到卷取卷轴。

一般而言，根据本发明实施例的带驱动装置可以用于需要将任何形式的带、页或其他连续材料从第一卷轴传输到第二卷轴的任何应用中。

对于本领域的一般技术人员而言，基于这里的教导，在不偏离权利要求的范围内，本发明的进一步修改和申请明显的。

Claims (20)

1.一种带驱动装置包括：第一电机和第二电机，至少所述第一电机是被配置成提供可控扭矩的开环位置控制电机；两个带卷轴支撑装置，带的卷轴可以安装在所述带卷轴支撑装置上，每个卷轴可以由对应的所述电机驱动；以及控制器，所述控制器用于控制所述电机的通电，使得所述带可以在安装于所述卷轴支撑装置上的所述卷轴之间沿至少一个方向传输；其中，所述控制器被配置成提供控制信号到所述第一电机，以设置所述带的张力。

2.根据权利要求1所述的带驱动装置，其中，所述控制器被设置成控制所述电机，以在所述卷轴之间沿两个方向传输所述带。

3.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，所述第二电机是位置控制电机。

4.根据权利要求3所述的带驱动装置，其中，当所述带沿第一方向传输时，所述第一电机被配置成对供给带的带卷轴进行驱动，而所述第二电机被配置成对卷取带的带卷轴进行驱动，所述第一电机沿与所述第一方向相反的方向被驱动。

5.根据权利要求4所述的带驱动装置，其中，当所述带沿与所述第一方向相反的第二方向传输时，所述第二电机被配置成对供给带的带卷轴进行驱动，而所述第一电机被配置成对卷取带的带卷轴进行驱动，所述第一电机沿所述第一方向被驱动。

6.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，所述第二电机是扭矩控制电机。

7.根据权利要求6所述的带驱动装置，其中，所述第一电机和第二电机都是配置成提供可控扭矩的开环位置控制电机。

8.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，所述开环位置控制电机是步进电机。

9.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，被配置成提供可控扭矩的所述开环位置控制电机包括开环控制电机和编码器，所述编码器提供表示所述开环位置控制电机的旋转位置的反馈信号，所述反馈信号形成开环位置控制电机驱动信号。

10.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中所述控制器被操作为：监控供给卷轴和卷取卷轴之间传输的带的张力，并控制至少一个所述电机以将所监控的张力保持在预定极限之间。

11.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，每个所述带卷轴支撑装置由提供至少一个固定传输比的驱动耦合装置而被耦合到对应的电机。

12.根据权利要求11所述的带驱动装置，其中，所述驱动耦合装置包括驱动带。

13.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，其中，每个带卷轴支撑装置具有对应的第一旋转轴线，每个电机包括具有对应的第二旋转轴线的轴，并且对应的第一旋转轴线和第二旋转轴线共轴。

14.根据权利要求11或12所述的带驱动装置，其中，每个带卷轴支撑装置具有对应的卷轴的轴，每个电机具有对应的电机轴以及将对应的卷轴的轴与对应的电机轴互连的对应的驱动耦合装置。

15.根据权利要求1或2所述的带驱动装置，包括在热转印打印机中。

16.根据权利要求15所述的带驱动装置，其中，所述打印机被构造成将墨从打印机带上转印到衬底上，所述衬底沿邻近于所述打印机的预定路径传输，所述带驱动装置用作在第一带卷轴和所述第二带卷轴之间传输带的打印机带驱动机构，并且所述打印机还包括打印头，所述打印头配置成接触所述带一侧以将所述带的另一侧压迫接触所述预定路径上的衬底。

17.根据权利要求16所述的带驱动装置，其中，所述打印机还包括打印头驱动机构以及打印机控制器，所述打印头驱动机构用于沿基本平行于所述预定衬底传输路径延伸的轨迹传输所述打印头，并用于移动所述打印头使其接触所述带和不接触所述带，并且所述打印机控制器控制所述打印机带和所述打印头驱动机构。

18.根据权利要求17所述的带驱动装置，其中，所述打印机控制器可以选择性编程，以使得在打印期间所述带在所述打印头静止的情况下相对于所述预定衬底传输路径传输并且移动接触所述打印头，或者使得在打印期间所述打印头相对于所述带和所述预定衬底传输路径传输并且移动接触所述带。

19.根据权利要求15所述的带驱动装置，其中，所述打印机是热转印打印机。

20.一种用于控制带驱动装置的方法，所述带驱动装置包括：第一电机和第二电机，至少所述第一电机是被配置成提供可控扭矩的开环位置控制电机；两个带卷轴支撑装置，带的卷轴可以安装在所述带卷轴支撑装置上，每个卷轴可以由对应的所述电机驱动；以及控制器，所述控制器用于控制所述电机的通电，使得所述带可以在安装于所述卷轴支撑装置上的所述卷轴之间沿至少一个方向传输；其中所述控制器提供控制信号到所述开环位置控制电机，以设置所述带的张力。

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