CN110869220B

CN110869220B - 带驱动器

Info

Publication number: CN110869220B
Application number: CN201880044237.6A
Authority: CN
Inventors: G.瓦利; M.麦克内斯特里; G.普菲菲尔; P.哈特
Original assignee: Videojet Technologies Inc
Current assignee: Videojet Technologies Inc
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: WO2019002886A1; US11745528B2; EP3645293B1; US20200114671A1; GB201710391D0; EP3645293A1; CN110869220A

Abstract

提供了一种带驱动器。带驱动器包括第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件，带的卷轴可安装在所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件上。带驱动器还包括光学感测系统。该光学感测系统包括辐射发射器和辐射检测器，所述辐射发射器和辐射检测器在使用中相对于所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件具有固定的位置关系。带驱动器还包括控制器。控制器是可操作的，以使辐射发射器通电以发射辐射，以及基于由检测器生成的辐射信号来确定指示安装在第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者上的卷轴的直径的直径数据。

Description

带驱动器

技术领域

本发明涉及带驱动器，并且更具体地但非排他性地，本发明涉及适合在诸如热转印打印机的转印打印机中使用的带驱动器。

背景技术

带驱动器有多种多样的用途。一个这种示例是在热转印打印机中，所述热转印打印机需要用于将色带从供应卷轴经过打印头输送到收取卷轴的机构，在所述热转印打印机中，从墨携带色带（常常被称为色带）来转印墨。带驱动器通常包括两个带卷轴支撑件，带（诸如，墨色带）的卷轴可安装在这两个带卷轴支撑件上，并且带驱动器还可包括用于使所述卷轴支撑件中的一个或两个旋转的一个或多个马达以及用于操作所述马达的控制器。在打印操作中，色带上所携带的墨被转印到待打印的衬底。为了实现墨的转印，使打印头与色带接触，并且使色带与衬底接触。打印头包含打印元件，当被加热时，所述打印元件在与色带接触的同时致使墨从色带转印并转印到衬底上。墨将从色带的与被加热的打印元件相邻的区域被转印。可以通过选择性地加热对应于需要转印墨的图像区域的打印元件并且不加热对应于不需要转印墨的图像区域的打印元件，来将图像打印在衬底上。

一些带驱动器要求确定卷轴中的一个或两个的直径以便允许卷轴以受控的方式旋转，从而引起带在卷轴之间的预定运动。例如，已知使用光学系统来确定卷轴直径。在US7,150,572中描述了这种系统。

发明内容

本发明的一些实施例的目的是提供允许确定带卷轴中的一个或两个的直径的带驱动器。

在本发明的第一方面中，提供了一种带驱动器。带驱动器包括第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件，带的卷轴可安装在所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件上。带驱动器还包括光学感测系统。该光学感测系统包括辐射发射器和辐射检测器，所述辐射发射器和辐射检测器在使用中相对于所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件具有固定的位置关系。带驱动器还包括控制器。控制器是可操作的，以使辐射发射器通电以发射辐射，以及基于由检测器生成的辐射信号来确定指示安装在第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者上的卷轴的直径的直径数据。

辐射信号可指示发射器与检测器之间的直接辐射路径。即，在发射器与检测器之间可存在直接的视线。例如，辐射可从发射器直接行进到检测器，而没有反射辐射的中间表面，诸如，镜子。辐射路径可由卷轴限定。例如，辐射路径可由卷轴的外直径限定。辐射路径可被限定为卷轴的外直径的切线。有利地，即使卷轴不旋转，由卷轴限定的辐射路径也允许确定卷轴的直径。

固定的位置关系使得发射器、检测器和卷轴支撑件的相对位置在使用期间（例如，在打印期间）不改变。辐射发射器、辐射检测器和支撑卷轴可例如永久地固定到带驱动器的主体。

辐射发射器、辐射检测器和卷轴支撑件的固定的位置关系允许基于在检测器处接收到的从辐射发射器发射的辐射来确定卷轴的直径数据（例如，与直径有关的数据）。例如，辐射发射器、辐射检测器、卷轴支撑件的固定的位置关系以及待测量的卷轴的直径可使得当发射器被通电时，来自发射器的辐射要么在检测器处接收到，要么没有被接收到。没有检测到由发射器发射的辐射可指示卷轴的直径大于某个值。例如，卷轴可具有足够大的直径，以便完全阻挡发射器与检测器之间的辐射路径（即，在检测器上完全投射阴影）。检测器检测到由发射器发射的辐射可指示直径小于某个值。例如，卷轴的直径可使得卷轴不阻挡发射器与检测器之间的辐射路径。因此，可基于由辐射检测器生成的辐射信号来确定直径数据。

指示卷轴的直径的直径数据可以是与卷轴的直径有关的任何合适的数据。直径数据可以是卷轴的直径或半径的计算值或近似值。直径数据可以是可以被用于计算或估计卷轴的直径的数据。例如，直径数据可包括一个或多个坐标、长度或角度，其可被用于计算或粗略估计卷轴的直径。直径数据也可以是与直径如何随时间变化有关的数据。例如，随着在打印期间卷轴直径的减小或增加，卷轴根据从发射器发射的辐射在检测器上投射的阴影将相对于检测器移动（由于发射器、检测器和卷轴支撑件之间的固定的位置关系）。因此，阴影的运动可被用于确定直径在减小还是在增大。

辐射发射器可以是诸如LED的光源。辐射检测器可包括像素阵列，该阵列的每个像素被构造成接收辐射并输出信号。

控制器可包括一个或多个处理器，并且可使用在所述一个或多个处理器上运行的软件来实施。

卷轴可以是包括墨承载带（也被称为色带）的带卷轴。

有利地，通过提供在使用中相对于第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件具有固定的位置关系的辐射发射器和辐射检测器，可以在打印期间的任何时候使用带驱动器来确定直径，因为辐射发射器和辐射检测器的使用独立于其他打印/色带运动操作。

可选地，控制器还可以是可操作的，以基于与光学感测系统有关的预定位置数据来确定直径数据。例如，与光学感测系统有关的预定位置数据可以是指示检测器和/或发射器的位置、和/或检测器与发射器之间的距离和/或角度的数据。预定位置数据可存储在控制器可访问的存储器中，或者可由控制器基于任何合适的方法来计算。

可选地，控制器还可以是可操作的，以基于与第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者或两者有关的预定位置数据来确定直径数据。例如，与第一卷轴支撑件或第二卷轴支撑件中的一者有关的预定位置数据可以是指示卷轴支撑件的位置的数据。预定位置数据可存储在控制器可访问的存储器中，或者可由控制器基于任何合适的方法来计算。

可选地，光学感测系统还包括多个辐射发射器。控制器还可以是可操作的，以使所述多个辐射发射器通电来各自发射辐射。控制器还可以是可操作的，以基于由检测器生成的多个辐射信号来确定指示安装在第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者上的卷轴的直径的直径数据。

所述多个辐射信号可指示两个或更多个发射器与所述检测器之间的两个或更多个直接辐射路径。所述辐射路径可由卷轴、诸如如上文所描述的卷轴的外直径限定。

所述多个辐射发射器可布置成线性阵列。阵列的方向可沿着垂直于卷轴中的一个或两个的旋转轴线的方向。阵列的方向可平行于带在第一卷轴与第二卷轴之间的行进方向。每个辐射发射器可在使用中相对于所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件以及辐射检测器具有固定的位置关系。每个发射器可依次被通电，而其他发射器被断电。针对每次通电，可以确定由检测器生成的对应的辐射信号。针对每个发射器在被通电时所生成的辐射信号可取决于卷轴的直径。例如，所述发射器中的一些在被通电时可发射被给定直径的卷轴阻止入射到检测器上的辐射，而其他发射器在被通电时发射未被给定直径的卷轴阻止入射到检测器上的辐射。

有利地，使用多个发射器可以提供更准确的直径数据，并且可以导致比其中发射器或检测器位于打印机的托架上的方法更快地确定直径，在所述方法中，在托架移动的同时确定直径。此外，使用多个发射器减小了发射器中的一者的故障对直径数据的确定可能具有的影响。

多个辐射检测器可与一个辐射发射器或多个辐射发射器一起使用。如针对多个发射器所描述的，可将多个辐射检测器布置成线性阵列。

可选地，控制器还可操作，以确定所述一个或多个辐射信号的特征以及基于所述一个或多个辐射信号的相应特征，针对所述一个或多个辐射信号中的每一个来确定指示卷轴的直径的直径数据。

由检测器生成的辐射信号可包含可以被用于确定直径数据的特征。例如，特征可与卷轴根据由发射器发射的辐射在检测器上投射的阴影有关。因此，多个发射器可生成多个辐射信号，并且每个辐射信号可被用于确定直径数据。

可选地，特征可以是与所述一个或多个辐射信号有关的位置数据。例如，特征可以是由卷轴在检测器上投射的阴影的边缘的位置。

可选地，位置数据可包括与边界有关的数据，该边界将检测器的第一区域与检测器的第二区域分开，其中第一区域对应于从发射器接收第一辐射水平的区域，并且第二区域对应于从发射器接收第二辐射水平的区域。即，边界可以是当给定的发射器被通电以发射辐射时由卷轴在检测器上投射的阴影的边缘。第一辐射水平可以是从发射器直接入射到检测器上的辐射的水平。第二辐射水平可以是没有辐射从发射器直接入射到检测器上，即因为第二区域处于卷轴所投射的阴影中。位置数据可以是边界的位置。该位置可以是相对于检测器的相对位置，和/或可以是边界相对于带驱动器的其他特征的位置。

可选地，控制器还可操作以确定直径数据的平均值，该平均值是基于使用所述一个或多个辐射信号中的每一个所生成的直径数据中的每个直径数据。

例如，如上文所描述的，多个发射器可生成多个相应的辐射信号，并且每个辐射信号可被用于确定直径数据。因此，可存在对对应于所述多个发射器的直径数据的多次确定。例如，如果使用三个发射器，并且生成三个辐射信号，则将存在三组直径数据。例如，这可以是卷轴的直径的三个单独的计算值。可确定直径的这三个单独值的平均值，以便得出对卷轴的直径的更准确的确定。

可选地，控制器还可以是可操作的，以将加权因子应用于使用所述一个或多个辐射信号中的每一个所生成的直径数据中的每个直径数据。例如，使用基于使用三个发射器所计算的直径的三个单独值的以上示例，可通过将加权因子应用于直径的所述单独值中的每一个来确定加权平均值。

可选地，应用于直径数据中的每一个的加权因子可取决于相应的辐射信号的特征。例如，在相应的辐射信号的特征是位置数据（诸如，如上文所描述的边界的位置）的情况下，加权可取决于位置数据，例如，取决于检测器上的边界的位置。例如，在边界位于检测器的中心处或附近的情况下从信号确定的直径数据可给出比在边界位于检测器的边缘处或附近的情况下从信号确定的直径数据更大的权重。

可选地，控制器还可以是可操作的，以使所述多个辐射发射器中的一个或多个通电，使得所述多个辐射发射器中的所述一个或多个中的每一个辐射发射器发射辐射多次，以及使用由检测器针对给定的发射器所生成的多个辐射信号来确定辐射信号的特征。

例如，发射器可被通电和断电许多次，以在检测器处生成多个辐射信号。使用发射器所生成的这些辐射信号中的每一个都可被用于确定辐射信号的特征。例如，如果特征是位置数据（诸如，由卷轴的阴影引起的边界的位置），则每个辐射信号可被用于确定边界的位置。例如，给定的发射器的辐射信号中的每者可进行组合以更好地确定边界的位置。

可选地，控制器还可以是可操作的，以从由检测器针对给定的发射器所生成的所述多个辐射信号中的每一个中减去背景噪声信号，以获得针对给定的发射器的多个滤波信号，并且使用针对给定的发射器的所述多个经滤波的辐射信号来确定辐射信号的特征。例如，当没有发射器被通电时，可由检测器生成背景噪声信号，即，当发射器没有被通电时，背景噪声信号指示在检测器处接收到的背景辐射。然后，可从在所述一个或多个发射器被通电时生成的检测到的辐射信号中减去背景噪声信号。

可选地，控制器还可以是可操作的，以确定多个背景噪声信号，所述背景噪声信号中的每个背景噪声信号是在检测给定的发射器的所述多个辐射信号中的每个辐射信号之前或之后确定的。控制器还可以是可操作的，以从给定的发射器的所述多个辐射信号中的每个相应的辐射信号中减去背景噪声信号中的每个相应的背景噪声信号。

例如，在使给定的发射器通电之前，可确定第一背景信号。然后，该给定的发射器第一次被通电，以在检测器处生成第一辐射信号。然后，可从第一辐射信号中减去第一背景信号。在给定的发射器第二次被通电之前，可确定第二背景信号。一旦给定的发射器第二次被通电以在检测器处生成第二辐射信号，然后就可从第二辐射信号中减去第二背景信号。换句话说，背景是在给定的发射器的每次闪烁之间测量的，且因此可以在发射器的给定通电之前或之后立即被确定。这是有利的，因为得以更定期地监测背景，这意味着如果背景噪声在测量循环期间（即，在发射器的多次闪烁期间）改变，则在去除背景噪声时考虑背景变化。

可选地，控制器被构造成在带卷轴处于多个角位置时确定直径数据，以便针对所述角位置中的每一个获得直径数据。

例如，当卷轴以特定的取向布置时，控制器可确定卷轴的直径。即，取决于卷轴的角取向，所确定的直径将沿着卷轴的特定轴线。当卷轴已旋转通过给定角度时，控制器可重复对直径的确定，以便获得直径的第二值。即，所确定的直径的第二值将是沿着卷轴的第二轴线的直径。假定卷轴是正圆，则所测量的直径将相等。然而，当以不同的角取向测量时，卷轴的偏心可能导致不同的直径值。在每个角位置处确定的直径可进行组合以确定卷轴的直径。例如，可确定在每个角取向下所计算的每个直径的平均值。

可选地，控制器还可被构造成使用针对角位置中的每一个所确定的直径数据来确定带卷轴的偏心率。

在本发明的第二方面中，提供了一种使用根据第一方面和/或第一方面的任何可选特征的带驱动器来确定指示带卷轴的直径的直径数据项的方法。

在本发明的第三方面中，提供了一种热转印打印机，其包括根据第一方面和/或第一方面的任何可选特征的带驱动器，该带驱动器布置成在所述第一卷轴与第二卷轴之间转移墨承载带。热转印打印机还包括打印头，该打印头布置成将墨从所述墨承载带转印到衬底。

附图说明

现在将参考附图通过举例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明的打印机的示意性图示；

图2是更详细地示出图1的打印机的图示；

图3是更详细地示出图1的打印机的透视性图示；

图4是更详细地示出图1的打印机的另外的透视性图示；

图5是控制器的示意性图示，该控制器布置成控制图1的打印机的部件；

图6a是当第一发射器被通电时图1的打印机的带驱动器的示意性图示；

图6b是当第二发射器被通电时图6a的带驱动器的示意性图示；

图6c是当第三发射器被通电时图6a的带驱动器的示意性图示；

图6d是当第四发射器被通电时图6a的带驱动器的示意性图示；

图7是示例性加权函数的示意图；

图8a是由图6a的带驱动器生成的信号输出的示意图；

图8b是由图6b的带驱动器生成的信号输出的示意图；

图8c是由图6c的带驱动器生成的信号输出的示意图；以及

图9是图1的打印机的剖视侧视图，其示出了相关的角度和长度。

具体实施方式

参考图1，图示了热转印打印机1，在该热转印打印机中，载墨色带2被提供在色带供应卷轴3上、经过打印头组件4并且被色带收取卷轴5收取。色带供应卷轴3被示为具有直径D_S，并且色带收取卷轴5被示为具有直径D_T。打印机1包括带驱动器，该带驱动器包括：色带供应卷轴支撑件3a（见图6a至图6d），其用于支撑色带供应卷轴3；以及色带收取卷轴支撑件5a（见图6a至图6d），其用于支撑色带收取卷轴。带驱动器还包括步进马达6和步进马达7。色带供应卷轴3由步进马达6驱动，而色带收取卷轴由步进马达7驱动。色带供应卷轴3经由色带供应卷轴支撑件3a而安装在步进马达6的输出轴6a上，而色带收取卷轴5经由色带收取卷轴支撑件5a而安装在步进马达7的输出轴7a上。步进马达6、7可布置成以便在推挽模式（push-pull mode）下操作，由此步进马达6使色带供应卷轴3旋转以放出色带，而步进马达7使色带收取卷轴5旋转以便收取色带。在这种布置结构中，色带中的张力可通过控制这些马达来确定。在我们的早期美国专利No.US7,150,572中描述了用于在热转印打印机的卷轴之间转移带的这种布置结构，所述专利的内容以引用的方式并入本文。

在色带运动期间，由色带供应卷轴3放出的色带经过导辊8，之后经过打印头组件4和另外的导辊9，之后被色带收取卷轴5收取。马达6、7由控制器10控制。可提供编码器，以生成指示马达6、7中的一者或两者的输出轴的位置的信号。在实施例中，提供编码器41以监测收取卷轴马达7的旋转。

打印头组件4包括按压色带2的打印头11以及抵靠打印表面13以实现打印的衬底12。色带2通过打印头组件4被压靠在打印表面13上的位置限定了打印位置L_P。打印头是包括多个打印元件的热转印打印头，每个打印元件布置成从色带2移除墨的像素并且将所移除的墨的像素沉积在衬底12上。

打印头组件4可沿大致平行于色带2和衬底12行进经过打印头组件4的方向的方向移动，如由箭头A所示。因此，打印位置L_P根据打印头组件4沿方向A的运动而变化。进一步地，打印头组件4的至少一部分可朝向和远离衬底12移动，以便致使色带2（当经过打印头11时）移动成与衬底12接触和移动成脱离与衬底12的接触，如由箭头B所示。

可提供编码器14，其生成指示衬底12在打印位置L_P处的运动速度的数据。打印机1还包括布置在色带路径的相对侧上的相机15和光源16。

现在参考图2、图3和图4，更详细地描述了打印机1。打印头组件4还包括导辊20，色带2围绕该导辊在辊9与打印头11之间通过。打印头组件4枢转地安装到打印头托架21以用于绕枢轴22旋转，由此允许打印头11朝向或远离打印表面13移动。打印头托架21可沿着线性轨道23移位，该线性轨道相对于打印机1的基板24固定在适当位置中。

打印头托架21沿色带运动的方向的位置（以及因此打印头组件4的位置）由托架马达25控制。托架马达25位于基板24后面，并且驱动安装在托架马达25的输出轴25a上的滑轮26。滑轮26继而驱动围绕另外的滑轮28延伸的打印头驱动带27。打印头托架21固定到打印头驱动带27。因此，滑轮26沿顺时针方向的旋转驱动打印头托架21，并且因此驱动打印头组件4到图2的左侧，而滑轮26沿图2中的逆时针方向的旋转驱动打印头组件4到图2的右侧。

打印头11朝向和远离打印表面13的运动（以及因此打印头抵靠色带2、衬底12和打印表面13的压力）由马达29控制。马达29也位于基板24后面（见图3），并且驱动安装在马达29的输出轴29a上的滑轮30。通过由控制器10适当地控制马达25、29，来控制打印头组件4的运动。

马达29可以是步进马达，并且可凭借与马达轴29a相关联的编码器42以闭环方式被控制。编码器42可提供指示马达29的输出轴29a的角位置的输出。这种输出可被用于例如通过控制马达的定子磁场以具有相对于马达轴29a的预定的角度关系来实现对马达29的精确控制。

滑轮30继而驱动围绕另外的滑轮32延伸的打印头旋转带31。打印头组件4包括第一臂33和第二臂34，所述第一臂和第二臂布置成绕枢轴22枢转。第一臂33连接到打印头旋转带31，使得当打印头旋转带31移动时也致使第一臂33移动。打印头组件4附接到第二臂34。假定枢轴22保持固定（即，打印头托架21不移动），将了解的是，打印头旋转带31的运动引起第一臂33的运动，并且引起第二臂34绕枢轴22的对应运动，并且因此引起打印头组件4（及打印头11）的运动。因此，滑轮30沿顺时针方向的旋转驱动第一臂33到图2的左侧，从而致使第二臂34沿大致向下的方向移动，并且致使打印头组件4朝向打印表面13移动。另一方面，滑轮30沿图2中的逆时针方向的旋转致使打印头组件4远离打印表面13移动。

带27、31可被视为柔性联动装置的一种形式。然而，术语柔性联动装置并不旨在暗示带表现为弹性的。即，带27、31沿大致平行于色带2和衬底12行进经过打印头组件4的方向的方向（即，在滑轮30与另外的滑轮32之间延伸的方向）是相对无弹性的。当然，将了解的是，带27、31将沿垂直于色带2和衬底12行进经过打印头组件4的方向的方向挠曲，以便允许带27、31围绕滑轮26、28、30、32移动。进一步地，打印头旋转带31将沿垂直于色带2和衬底12行进经过打印头组件4的方向的方向挠曲，以便允许第一臂33绕枢轴22的运动弧度。

然而，通常，将理解的是，相对无弹性确保由马达29引起的滑轮30的任何旋转基本上被传递到第一臂33并且引起第一臂33的运动，并且因此引起打印头11的运动。带27、31可以例如是具有钢增强件的聚氨酯同步带。例如，带27、31可以是由美国新泽西州的BRECOflex有限责任公司制造的AT3 GEN III Synchroflex同步带。

打印头11相对于枢轴22的运动弧度由打印头11相对于枢轴22的位置确定。打印头11的运动范围由第一臂33和第二臂34的相对长度以及由打印头旋转带31移动的距离确定。因此，通过控制马达29致使马达轴29a（以及因此滑轮30）移动通过预定角距离，可以使打印头11朝向或远离打印表面13移动对应的预定距离。

还将了解的是，由打印头旋转带31施加到第一臂33的力将被传递到第二臂34和打印头11。因此，如果打印头11的运动由于它与表面（诸如例如，打印表面13）进行接触而受到阻碍，则由打印头11施加在打印表面13上的力将由通过打印头旋转带31施加在第一臂33上的力确定，尽管有必要调整第一臂33和第二臂34的几何形状。进一步地，由打印头旋转带31施加在第一臂33上的力继而由通过马达29（经由滑轮30）施加到打印头旋转带31的扭矩确定。

因此，通过控制马达29输出预定扭矩，可以在打印头11与打印表面13之间建立对应的预定力（和对应的压力）。即，可以控制马达29使打印头11朝向和远离打印表面13移动，并因此确定打印头施加到打印表面13的压力。控制所施加的压力是重要的，因为其是影响打印质量的因素。当然，在一些实施例中，也可以以常规的方式（即，开环的位置受控方式）来控制马达29。

还应注意的是，打印头11相对于打印表面13的位置也受到马达25的影响。即，考虑到马达25与打印头组件4之间的关系（即，马达25经由带27联接到打印头托架21），马达25的运动也对打印头相对于打印表面13的位置具有影响。

马达25也可以是步进马达，并且可以以常规（即，开环）方式进行控制。当然，马达25、29可以是其他形式的马达（例如，DC伺服马达），其可以以合适的方式进行控制以控制打印头11和打印头组件4的位置。

在打印操作中，色带2上所承载的墨被转印到待打印的衬底12。为了实现墨的转印，使打印头11与色带2接触。还使色带2与衬底12接触。在控制器10的控制下，通过打印头组件4的运动来致使打印头11朝向色带2移动。打印头11包括布置成一维线性阵列的打印元件，所述打印元件在被加热同时与色带2接触时致使墨从色带2转印并转印到衬底12上。墨将从色带2的对应于被加热的打印元件（即，与被加热的打印元件对准）的区域被转印。打印元件的阵列可以被用于通过选择性地加热对应于需要转印墨的图像区域的打印元件并且不加热不需要转印墨的打印元件来实现将图像打印到衬底12上。

通常存在可以使用打印机1的两种模式，这两种模式有时被称为“连续”模式和“间歇”模式。在两种操作模式下，设备执行定期地重复的一系列的打印循环，每个循环包括：打印阶段，在此期间，墨被转印到衬底12；以及另外的非打印阶段，在此期间，打印机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，使打印头11与色带2接触，该色带的另一侧与将在其上打印图像的衬底12接触。在该过程期间，保持打印头11固定，在连续打印的背景下使用术语“固定”以指示：尽管打印头将移动成与色带接触和移动成脱离与色带的接触，但其相对于色带路径沿色带沿着该路径前进的方向将不移动。衬底12和色带2两者都被输送经过打印头，通常但非必要地以相同的速度输送经过打印头。

通常，将只打印被输送经过打印头11的衬底12的相对小的长度，且因此，为了避免色带的严重浪费，有必要在打印循环之间使色带的行进方向反向。因此，在衬底以恒定速率行进的典型打印过程中，只有当打印头11与待打印的衬底12的区域相邻时，打印头才延伸成与色带接触。紧接在打印头11延伸之前，必须将色带2加速到例如衬底12的行进速度。然后，在打印阶段期间，通常将色带速度维持在基于衬底速度的速度（例如，等于衬底12的速度或与其成比例），并且在打印阶段已完成之后，必须将色带2减速，并且然后沿反向方向驱动色带，使得色带的已使用区域在打印头11的上游侧上。

随着衬底的待打印的下一个区域接近，然后将色带2加速回到正常的打印速度，并对色带2进行定位，使得当打印头11前进到打印位置L_P时，色带2的接近色带的先前所使用区域的未使用部分位于打印头11与衬底12之间。因此，期望可以控制供应卷轴马达6和收取卷轴马达7以准确地定位色带，以便当色带的先前所使用部分插置于打印头11与衬底12之间时避免进行打印操作。

在间歇打印中，以逐步的方式使衬底前进经过打印头11，使得在每个循环的打印阶段期间，衬底12和通常但非必要地色带2是固定的。衬底12、色带2和打印头11之间的相对运动是通过使打印头11相对于衬底和色带移位来实现的。在连续循环的打印阶段之间，使衬底12前进以便在打印头下方呈现待打印的下一个区域，并且使色带2前进使得使色带的未使用区段位于打印头11与衬底12之间。再次，有必要准确地输送色带2，以确保在使打印头11前进以进行打印操作的时候，未使用的色带始终位于衬底12与打印头11之间。将了解的是，在使用间歇模式的情况下，致使打印头组件4沿着线性轨道23移动，以便允许其沿着色带路径移位。

在上述模式中的每一种中，在带从供应卷轴3转移到收取卷轴5期间，供应卷轴马达6和收取卷轴马达7两者都沿相同的旋转方向被通电。即，供应卷轴马达6被通电以使供应卷轴3转动来放出一定量的带，而收取卷轴马达7被通电以使收取卷轴5转动来收取一定量的带。因此，马达6、7可以被据称为以“推挽”模式操作，其中两个马达都以位置（或速度）受控的方式操作。在要维持带中张力的情况下，重要的是，由供应卷轴放出的带的线性数量基本上等于由收取卷轴收取的带的线性数量。附加地，如上所述，期望在卷轴之间输送带的预定线性距离。假定将驱动器施加到卷轴，并且通过卷轴的给定旋转运动所转移的带的线性长度将根据卷轴直径而变化，则这需要知道卷轴的直径。

打印机1的带驱动器包括二十八个辐射发射器36以及一辐射检测器35（为了清楚起见，在图4中并未引用所有的发射器）的线性阵列。将了解的是，可使用任何数量的发射器36，包括一个。辐射发射器36和检测器35可以被用于确定与供应卷轴3和/或收取卷轴5有关的直径数据。下文将更详细地描述辐射发射器36和检测器35的操作。辐射发射器36沿着带驱动器的第一表面37布置成一条线，该第一表面37从背板24的平面中延伸出来，并且辐射检测器35布置在第二表面38上，该第二表面从背板24的平面中延伸出来并与第一表面37相对。卷轴3、5布置成以便安装在辐射发射器36与检测器35之间。在以下描述期间，将了解的是，卷轴3、5仅需要位于形成于发射器36与检测器35之间的辐射路径之间，也可以通过使用一个或多个镜子来实现效果（例如，发射器36和检测器35可以位于第一表面37上，并且镜子位于第二表面38上，以便将辐射从发射器36反射回检测器35）。然而，不使用镜子而是在发射器36与检测器35之间形成直接辐射路径是有利的。在辐射路径内放置诸如镜子的中间表面增加了光学感测系统的复杂性，并且增加了由检测器35检测到降级的辐射信号的机会。例如，诸如灰尘的材料可沉降在镜子的表面上，并且这种材料可吸收一部分辐射或在极端情况下吸收全部辐射。

在图4中所示的实施例中，辐射发射器36中的每一个之间的间隔沿着阵列的长度是不均匀的。朝向阵列的中间定位的发射器36比朝向阵列的边缘定位的发射器36被更远地间隔开。如稍后将变得显而易见的，在阵列的中间部分中比在阵列的边缘处需要更少的发射器36，以便确定直径数据。当然，可以在每个发射器36之间使用相等的间隔。

图5是打印机1的控制中所涉及的部件的示意性图示。控制器10包括处理器10a和存储器10b。处理器10a从存储器10b读取指令。处理器10a还将数据存储在存储器10b中以及从存储器10b中检索数据。马达6、7、25、29由控制信号控制，所述控制信号由控制器10生成。控制器10从编码器41接收信号，所述信号指示马达7的旋转运动。控制器还从编码器14接收信号，所述信号指示衬底12经过打印机1的线性运动。控制器10还接收从检测器35输出的信号并控制辐射发射器36。控制器10可使用由检测器输出的信号以确定卷轴3、5中的一者或两者的直径数据，并且基于直径数据来驱动马达6、7、25、29中的一者或多者。

参考图6a至图6d，描述了一种操作带驱动器以便确定卷轴的直径的方法。将了解的是，图6a至图6d未按比例绘制。

图6a示出了打印机1的带驱动器的示意性图示。尽管仅示出了十个辐射发射器36a至36j，但是将了解的是，可使用任何数量的发射器36，诸如如图4中所示的28个。在实施例中，辐射发射器36是LED。由LED发射的光的颜色可以是任何合适的颜色。例如，颜色可取决于检测器35的特性，诸如检测器35对特定波长的灵敏度。

在实施例中，检测器35是电荷耦合装置（CCD）。检测器35包括能够检测辐射的检测表面35a。在实施例中，检测表面35a包括分立像素的阵列，每个像素包括光电二极管。例如，检测表面35a可包括128×1像素阵列（例如，检测器可包括由奥地利乌特普伦斯塔滕的amsAG制造的TSL1401CL）。来自128个像素的模拟输出被传递到ADC芯片（例如，由马萨诸塞州诺伍德市的Anaog Devices Inc.制造的AD 7278）。ADC芯片可经由SPI接口来提供128位串行数据输出，每个串行数据输出具有传感器的每个像素8位的强度数据。在实施例中，检测器35的128个像素被对准成平行于发射器36的线性阵列。

控制器10（图6a至图6d中未示出）布置成依次使每个发射器36通电并从检测器35处所输出的一个或多个辐射信号确定直径数据。

参考图6a，控制器10使第一发射器36a通电以发射辐射。从第一发射器36a发射的辐射的一部分在第一区域39中入射到检测器35的检测表面35a上。检测器35的检测表面35a的第二区域40不从第一发射器36a直接接收辐射，因为供应卷轴3部分地使检测器35与第一发射器36a遮蔽开。换句话说，供应卷轴3在检测器35上投射了阴影。路径L1图示了来自第一发射器36a的辐射的直接入射到检测器35上的部分与该辐射的未直接入射到检测器35上的部分的分开。路径L1是供应卷轴3的点P1处的切线。换句话说，路径L1是发射器36a与检测器35之间的直接辐射路径，其中路径L1由卷轴3限定。路径L1与检测器35的检测表面35a相交的位置限定了检测器35上的边界B1，该边界B1将第一区域39与第二区域40分开。

检测器35基于入射到检测表面35a上的辐射来生成辐射信号。即，辐射信号指示路径L1。图8a示出了当第一发射器36a被通电时来自检测器35的辐射信号S1的示意性图示，其中y轴对应于入射到检测表面35a上的辐射的强度，并且x轴对应于沿着检测表面35a的长度的位置（其中该位置可以是像素位置）。如可以看到的，边界B1将第一区域39（其中存在入射到检测器35上的相对高的辐射强度）与第二区域40（其中存在入射到检测器35上的相对低的辐射强度）分开。将了解的是，在实践中，取决于检测器35的分辨率，边界可横跨多个像素。例如，辐射的强度可在检测器35的约3至5个像素处下降。

控制器10被构造成基于从检测器35输出的辐射信号S1来确定边界B1的位置。例如，检测表面35a可包括多个像素（诸如128个），并且控制器10可被构造成确定哪些像素从由第一发射器36a输出的辐射直接接收辐射以及哪些像素不从由第一发射器36a输出的辐射直接接收辐射。基于确定哪些像素直接接收辐射以及哪些像素不直接接收辐射，控制器10可以确定边界B1的位置。

如果边界B1延伸遍及多个像素（诸如5个），则可以以任何合适的方式来限定边界B1的位置。例如，边界B1的位置可被限定为这样的像素，即该像素最接近于在边界B1之间的最小强度值和最大强度值的平均值。替代地，可基于阈值来确定边界B1的位置，诸如辐射的强度等于或小于（或大于）预定值。可对辐射信号S1使用插值法，以确定辐射信号S1在检测器10的分立像素值之间如何变化。

一旦已确定边界B1相对于检测器35的位置，控制器10就可确定边界B1相对于带驱动器1的位置。控制器10可基于预定的知识来进行该确定，所述知识诸如是检测器35的尺寸和/或规格以及检测器35在带驱动器内的位置。

基于边界B1的所确定的位置，控制器10可以确定指示供应卷轴3的直径的数据。例如，可以基于第一发射器36a、边界B1和供应卷轴3的中心C的已知的相对位置使用三角法来确定供应卷轴3的半径r1。图9与以下描述一起更详细地描述了确定供应卷轴3的半径r1的示例性方法。

在控制器10已使附加的辐射发射器36通电之后，该控制器10可确定边界B1的位置和/或半径r1。例如，在所有辐射发射器36均已依次被通电之后，控制器10可进行等待以确定边界B1和半径r1。替代地，在使任何另外的发射器36通电之前，控制器10可确定边界B1的位置和/或半径r1。

可使用该阵列的附加的发射器36来进一步确定指示供应卷轴3的直径的数据。对如针对特定发射器36所确定的直径进行的每一次确定可与就任何其他发射器36对直径进行的任何其他确定进行组合。以这种方式组合对直径的多次确定可以改进对供应卷轴3的直径确定的鲁棒性。

参考图6b，控制器10使第一发射器36a断电，并且使第二发射器36b通电以发射辐射。由于第二发射器36b从第一发射器36a轴向地移位的事实，由供应卷轴3通过第二发射器36b的辐射在检测器35上投射的阴影相对于由供应卷轴3通过第一发射器36a的辐射在检测器35上投射的阴影（如图6a中所示）轴向地移位。这导致与在使用第一发射器36a时相比而存在更大的第一区域39（即，更多的辐射直接入射到检测器35上）和更小的第二区域40。在图6b中所示的示例中，作为供应卷轴3的点P2处的切线的路径L2与检测器35相交，以限定朝向检测器35的中心的边界B2。换句话说，路径L2是第二发射器36b与检测器35之间的直接辐射路径，其中路径L2由卷轴3限定。由检测器35生成辐射信号S2，图8b中示出了该辐射信号的示意图。即，辐射信号S2指示路径L2。

控制器10确定边界B2的位置，并且基于对边界B2的位置的确定，控制器10确定指示供应卷轴3的直径的数据，诸如供应卷轴3的半径r2。如上所述，在控制器10已依次使所有辐射发射器36通电之后，该控制器10可确定边界B2和半径r2。注意，半径r1和半径r2的计算值可略有不同。例如，这可能是由于测量误差所引起的。

参考图6c，控制器10使第二发射器36b断电，并且使第三发射器36c使通电以发射辐射。在图6c中所示的示例中，作为供应卷轴3的点P3处的切线的路径L3与检测器35相交，以限定朝向检测器35的左边缘（如图6c中所观察）的边界B3。换句话说，路径L3是第三发射器36c与检测器35之间的直接辐射路径，其中路径L3由卷轴3限定。由检测器35生成辐射信号S3，图8c中示出了该辐射信号的示意图。即，辐射信号S3指示路径L3。

控制器10确定边界B3的位置，并且基于对边界B3的位置的确定，控制器10确定指示供应卷轴3的直径的数据，诸如供应卷轴3的半径r3。如上所述，在控制器10已依次使所有辐射发射器36通电之后，该控制器10可确定边界B3和半径r3。

参考图6d，控制器使第三发射器36c断电，并且使第四发射器36d通电以发射辐射。如在图6d中可以看到的，路径L4与检测器35不相交。即，当第四发射器36d被通电时，检测器35的检测表面35a并未处于供应卷轴3的阴影中。由于在检测器35的检测表面35a上没有限定边界，因此由第四发射器36d提供的信息在确定供应卷轴3的直径的准确值时用途有限。然而，没有在检测器35上投射阴影的事实指示供应卷轴3的直径小于特定值。即，在检测表面35a上不存在边界的事实提供了关于供应卷轴3的直径的信息。

控制器10可继续依次使其余的辐射发射器36e至36j中的每一个通电。一旦所有辐射发射器36均已被通电并且控制器已如上文所描述的那样确定半径值r1、r2和r3，然后控制器就可确定r1、r2和r3的平均值以得出对供应卷轴3的半径的更准确的确定。

控制器10可在确定第四发射器36d在检测器35处不形成边界时停止使其余的发射器36e至36j通电，而不是依次使其余的辐射发射器36e至36j中的每一个通电。

有利地，通过使用多个发射器36，并且基于使用所述多个发射器36进行的测量来确定直径数据，如果单个发射器发生故障，则仍然可以确定直径数据。例如，如果第二发射器36b发生故障，则来自第一发射器36a和第三发射器36c的数据可被用于确定供应卷轴3的直径。

当计算半径的平均值时，可使用加权因子。例如，本发明的发明人已发现，边界B1、B2、B3在检测器35的检测表面35a上的位置对所确定的半径r1、r2、r3有影响。特别地，已发现，在边界朝向检测器35的检测表面35a的中心定位的情况下对直径数据的确定通常比在边界朝向检测器35的检测表面35a的边缘定位的情况下对直径数据的确定更准确。因此，在实施方式中，可应用加权函数，该加权函数将较大的权重提供给从形成朝向检测器35的检测表面35a的中心的边界的发射器36确定的直径数据，并且将较小的权重提供给来自形成朝向检测器35的检测表面35a的边缘的边界的发射器36的直径数据。

加权函数可采用任何合适的形式。例如，加权函数可采用倒V形状的形式，如图6的示意图中所示，其中x轴对应于边界在检测器35（假定检测器具有长度为128个像素的检测表面）上的像素位置，且y轴对应于所应用的权重，在示例中，权重在0或1之间。如可以看到的，最大权重被应用于具有在检测器35中间的位置的边界。替代地，加权函数可以是钟形或圆顶形。使用加权平均值还有助于避免当在发射器之间移动时因阶跃变化而引起的任何不利影响（即，当阴影由于卷轴的直径的增加/减小而移动到检测器上或离开检测器时），该加权平均值减小了使用在检测器边缘处的边界所确定的直径数据的权重。

控制器10可布置成确定在供应卷轴3的不同的角取向下供应卷轴3的直径（或半径）。即，控制器10可在供应卷轴3处于第一取向的同时依次使每个发射器36通电以便确定直径数据，诸如供应卷轴3的直径。然后，控制器10可致使供应卷轴36旋转一定度数到第二取向，并且然后重复在供应卷轴处于第二取向的同时依次使每个发射器36通电以便确定附加的直径数据的步骤。控制器可针对供应卷轴3的多个角取向来重复此过程。例如，当供应卷轴处于相隔45度的八个不同的角取向时，控制器10可确定供应卷轴3的直径数据。控制器10可使用在所述八个角取向中的每一个下确定的直径数据来确定供应卷轴3的直径，诸如通过基于在供应卷轴3处于所述角取向中的每一个时所确定的直径数据来确定直径的平均值。

控制器10可布置成在打印之前确定在供应卷轴3的不同角取向下供应卷轴3的直径（或半径）。即，控制器10可在打印之前执行校准例程，以确定供应卷轴的直径。一旦已确定供应卷轴3的初始直径，打印机1就可实施打印操作，并且控制器10可在打印期间周期性地监测供应卷轴3（或收取卷轴5）的直径。在实施方式中，在校准之后，控制器10识别在检测表面5a上产生边界的发射器36的子集。在图6a至图6d中所示的示例中，该子集将是发射器36a、36b和36c。然后，控制器10可在打印期间使该子集通电，而不是使每个发射器36通电。

随着供应卷轴3的直径改变，在检测器35的检测表面35a上产生边界B的发射器36的子集将随着由卷轴3投射的阴影的移位而改变。控制器10可被构造成随着卷轴3的直径改变而将子集中的发射器更新为发射器。

例如，当供应卷轴3第一次被装载到打印机1中时，朝向发射器阵列的中间定位的发射器36（诸如，发射器36g、36f、36e和36d）可在检测表面35a上产生边界，而其余的发射器36a至36c和36h至36j可不产生边界。因此，控制器10可将发射器36d至36g识别为子集，并且在打印期间最初使这些发射器通电以在打印期间确定打印期间卷轴3的直径。当供应卷轴3的直径的大小随着从供应卷轴3上放出带而减小时，发射器36c将开始在检测表面35a上形成边界，而发射器36g将停止在检测表面35a上产生边界。因此，控制器10可更新子集以移除发射器36g并添加发射器36c。以这种方式，在进行中的直径测量期间所使用的发射器36在打印期间随时间而沿着发射器阵列移位。

在实施例中，在校准之后，控制器10可选择发射器36的子集以使其在打印期间最初通电。随着子集沿着发射器36的阵列移动，子集中的发射器36的数目可保持恒定。例如，可针对子集选择五个发射器36，其中这五个发射器中的一些或全部在校准期间最初在检测表面35a上产生边界。

在打印期间的进行中的测量期间如何限定子集可基于产生边界的发射器的平均位置。例如，可基于计算产生边界的所有发射器的平均位置来确定子集的中心发射器。可使用以下方程式找到平均位置：（产生边界的发射器位置之和+（产生边界的发射器的数量/2））/产生边界的发射器的数量。

为了说明，控制器10可最初在子集中限定五个发射器，诸如在校准期间。这五个发射器可在发射器的阵列内具有位置1、2、3、4、5，其中位置3中的发射器处于子集的中心。控制器10可在打印期间确定只有位置2、3、4和5中的发射器才在检测表面35a上产生边界。即，位置1中的发射器在检测表面35a上未产生边界。控制器10可使用以上方程式来确定子集的新的中心。在该说明中，这将是((2 + 3 + 4 + 5) + (4 / 2)) / 4 = 4。因此，控制器10将更新子集，使得位置4中的发射器现在处于子集的中心处。重新更新的子集现在还将包括位于位置2、3、4、5和6中的发射器（即，在中心发射器的两侧上的两个发射器被包含在子集中）。以这种方式，子集将随着卷轴的直径改变而移动跨越发射器的阵列。尽管子集中的发射器的数量可固定为五个，但是当发射器的子集到达发射器36的阵列的边缘时，该数量可减少。例如，当被确定为处于子集的中心处的发射器对应于在阵列的边缘处的发射器（诸如，发射器36a）时，将只有三个发射器在该子集中（36a、36b和36c）。

由于带驱动器1的布局的几何形状，可以在发射器的阵列的中心部分中使用比在阵列的边缘处更少的发射器36，以便确定直径数据。即，针对卷轴3、5的直径的给定变化，从中心发射器36（诸如，发射器36f）投射在检测器35的检测表面35a上的阴影位置的变化小于从位于阵列的边缘处的发射器（诸如，发射器36a）投射在检测表面35a上的阴影位置的变化。因而，朝向阵列的中心定位的发射器可比朝向阵列的边缘定位的发射器间隔被更大程度地间隔开。

到目前为止已描述的是，控制器10使给定的发射器36通电并且使用由检测器输出的所得辐射信号来确定直径数据。在一些实施方式中，控制器10布置成使用由相同发射器36生成的多个辐射信号来确定直径数据。在实施方式中，控制器10重复地使给定的发射器36通电和断电（即，使发射器36闪烁多次）以在检测器35处生成多个辐射信号，之后继续移动到阵列中的下一个发射器。针对给定的发射器36生成的辐射信号中的每一个可进行组合，以例如减少噪声的影响并有助于确定辐射信号中是否存在边界和/或边界的位置。即，可针对给定的发射器36来记录多个辐射信号，并且与在仅使用一个辐射信号的情况下相比，这些辐射信号中的每一个可被用于确定边界的更准确的位置。例如，组合针对给定的发射器的每个辐射信号可以有助于减少辐射信号中随机噪声的影响并增加由边界引起的影响。例如，图像叠加技术可被用于组合给定的发射器36的辐射信号。图像叠加技术对于本领域技术人员是众所周知的，且因此在此不进行详细描述。

发射器36被通电和断电的时间长度可以是任何合适的时间。在实施方式中，发射器36被通电达约10 μs，并且然后被断电达约10 μs，之后再次被通电。控制器10可布置成使每个发射器36闪烁预定次数抑或直到满足某个条件为止，之后继续移到下一个发射器36。

可从每个辐射信号中去除背景噪声。这在检测器35处于可存在撞击检测表面35的环境光的风险的位置中的情况下是有利的。去除背景噪声有助于控制器10确定给定的发射器36的辐射信号的边界的位置。

可多次确定背景噪声。例如，可就在使发射器36通电之前或使发射器36通电之后立即确定背景噪声。即，在使发射器36通电之前或之后，可确定指示背景噪声（例如，由入射到检测表面35a上的环境光引起的）的辐射信号。这允许针对给定的发射器36的每次通电来确定指示背景噪声的单独的辐射信号，并且因此该单独的辐射信号可以被用于针对在发射器36的给定通电期间所生成的每个辐射信号来去除背景噪声，以便针对发射器36的每次通电生成经滤波的辐射信号。给定的发射器36的经滤波的辐射信号中的每一个可如上文所描述的那样进行组合（诸如，通过使用图像叠加）以生成经组合的经滤波的辐射信号。

当使给定的发射器36通电时，可由控制器10使用该组合的经滤波的辐射信号来确定边界在检测器35上的位置，并且因此确定指示供应卷轴3的直径的直径数据。

例如，当第一发射器36没有被通电时，可由检测器生成第一背景辐射信号，以便确定第一环境光分布。然后，第一发射器36被通电以便发射辐射并在检测器35处生成第一辐射信号。然后，可从第一辐射信号中减去第一背景辐射信号以生成第一经滤波的辐射信号。然后，第一发射器36被断电，并且生成了第二背景辐射信号以确定第二背景环境光分布。然后，第一发射器36被通电，以在检测器35处生成第二辐射信号。然后，可从第二辐射信号中减去第二背景辐射信号，以生成第二经滤波的辐射信号。可使用例如图像叠加方法对第一经滤波的辐射信号和第二经滤波的辐射信号求和，以针对第一发射器36生成组合的经滤波的辐射信号。

生成经滤波的辐射信号并对其求和以针对给定的发射器生成组合的经滤波的辐射信号的方法可继续，直到满足预定条件为止。该预定条件可以是：该方法继续，直到组合的经滤波的辐射信号满足以下三个条件中的一者：

1. 代表组合的经滤波的辐射信号中的辐射强度的最大值与最小值之间的差小于阈值。在实施例中，阈值可以是总的可能的信号大小的约6％。例如，在像素的最大值为255（假定8位被指分配给一个像素）的情况下，则阈值可为约15。最小值还可必须满足以下条件：最小值小于在来自发射器的辐射被色带遮蔽的情况下将预期的阈值。在实施例中，该阈值可以是总的可能的信号的约4％，或者为约10（假定最大值为255）。因此，如果来自发射器36的辐射被卷轴遮蔽，则第一条件停止给定的发射器36的通电断电循环。

2. 像素将要溢出，即，在另外的数据与组合的经滤波的辐射信号的组合将引起像素的溢出的情况下。这有助于防止信息损失。例如，假定满足第一条件，则将经滤波的辐射信号中的每一个连续地组合以生成组合的经滤波的辐射信号。每个附加生成的经滤波的辐射信号与组合的经滤波的辐射信号进行组合，直到如果添加新的经滤波的辐射信号将引起组合的经滤波的辐射信号的像素溢出（即，当每像素使用8位时，如果像素具有大于255的值）的点为止。

3. 已生成了总共诸如三十个经滤波的辐射信号，即，已捕获了三十个背景辐射信号和指示来自给定的发射器36的辐射的三十个辐射信号（总共60次曝光）。用于针对给定的发射器捕获数据并生成辐射信号的时间范围可为约20 µs至600 µs。

现在将参考图9来描述用于确定卷轴的半径r的方程式的推导。图9示出了贯穿打印机1的横截面。推导中所使用的以下参数被定义为：

B—边界点，其指示由卷轴3投射的阴影的边缘。

α_D—竖直线与从通电的发射器36到检测器35的切向辐射射线之间的角度，该切向辐射射线在边界B处与检测器35相交。

x_D—从打印机1的中点到B的水平距离。

x_L—从打印机的中点到通电的发射器36的水平距离。

Δx= x_L - x_D—从B到通电的发射器36的水平距离。

h_RL—通电的发射器36与卷轴支撑件3a的中心之间的竖直距离。

y_LD—通电的发射器36与检测器35之间的竖直距离。

α_RL—竖直线与h_RL之间的角度。

α_T = α_{RL +} α_D，它是来自通电的发射器36的切向辐射射线与h_RL之间的角度。

r—卷轴的半径。

相对于图9的取向使用术语“竖直”和“水平”。

因为在切向辐射射线与半径r之间形成了直角。

(1)

α_D是未知的，因为这取决于边界点B。然而：

(2)

(3)

其在重新排列时，给出了：

(4)

将方程式（3）代入方程式（4）中，给出了：

(5)

代入Δx给出了：

(6)

h_RL、y_LD、α_RL、x_L的值全部都是已知的，因为这些与带驱动器的固定功能有关。因此，一旦确定了B，就可以确定x _D，并且然后确定r。将了解的是，任何合适的方程均可被用于确定指示卷轴的直径的直径数据。

以上的描述已描述了当供应卷轴3处于第一角位置处时确定供应卷轴3的直径。在实施方式中，在卷轴3的多个角位置处实施如上文所描述的确定直径的方法。例如，一旦已在第一角位置处计算了卷轴的直径，就可在供应卷轴3已行进通过预定的角度旋转到第二角位置时使用以上方法来重新计算直径。例如，预定的角度旋转可以是45度。通过确定在不同的角度旋转下（诸如，在0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度和315度）的直径，可以确定指示卷轴3的偏心率的数据。偏心率的确定可以例如用于有助于控制在打印期间色带的前进。

尽管以上方法描述了确定供应卷轴3的直径，但是将了解的是，相同的方法可被用于确定收取卷轴4的直径。确定收取卷轴5的直径和偏心率数据可以有助于改进色带跟踪，因为在用户拿起折断的色带并用手将折断的色带绕回到收取卷轴的情况下，收取卷轴的偏心率会更加明显。色带的这种重新捆扎会引起收取卷轴5上的皱褶和不均匀的表面特征，从而导致色带以偏心方式解绕。

发射器36可被用于检测检测器35上的污垢或任何其他障碍物。例如，所有发射器36均可依次被通电，并且可如上文所描述的那样来确定对发射器36中的每一个的边界的确定。如果被通电的所有发射器36在检测器35的检测表面35a上的大约相同位置处形成边界，则可以确定在检测表面35a上存在污垢。这是因为，由卷轴投射的阴影所形成的边界将根据通电的发射器36的位置而处于检测器35上的不同位置中。可使用上文所描述的方法来确定对污垢的检测，其中发射器36被通电多次，背景被去除，并且每个经滤波的辐射信号进行组合。对污垢的检测可在任何时候进行，即在打印之前、期间或之后。如果检测到污垢，则可生成警报信号以便警告用户存在污垢。

将了解的是，在实施例中，带驱动器可包括多个检测器。例如，多个检测器可与单个发射器（或多个发射器）一起使用。多个检测器可以以与图4中所示的发射器类似的方式布置成阵列。随着卷轴3直径改变，由发射器36投射的阴影将阻挡辐射到达所述阵列的一些检测器，但是将不阻止辐射撞击所述阵列的其他检测器。

尽管上文已描述了本发明的各种实施例，但是将了解的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所描述的实施例进行各种修改。

所描述和所图示的实施例要被认为性质上是说明性的而非限制性的，要理解的是，仅已示出和描述了优选实施例，并且落入如权利要求中所限定的本发明的范围内的所有改变和修改都期望获得保护。关于权利要求，旨在的是，当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”和“至少一部分”的词语作为特征的序言时，并非旨在将权利要求限制在仅一个这种特征，除非在权利要求中具体地陈述相反的情况。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，项可以包括一部分和/或整个项，除非具体地陈述相反的情况。

Claims

1.一种带驱动器，其包括：

第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件，带的卷轴能够安装在所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件上，

光学感测系统，其包括辐射发射器和辐射检测器，所述辐射发射器和辐射检测器在使用中相对于所述第一卷轴支撑件和所述第二卷轴支撑件具有固定的位置关系；

控制器，其是可操作的，以用于：

使所述辐射发射器通电以发射辐射；以及

基于由所述辐射检测器生成的辐射信号来确定指示安装在所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者上的卷轴的直径的直径数据，所述辐射信号指示所述辐射发射器与所述辐射检测器之间的直接辐射路径，所述辐射路径由相应卷轴限定，其中所述控制器是进一步可操作的，以在带卷轴处于多个角位置时确定所述直径数据，以便针对所述角位置中的每个角位置获得直径数据以及针对所述角位置中的每个角位置确定所述直径数据的平均值。

2.根据权利要求1所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以基于与所述光学感测系统有关的预定位置数据来确定所述直径数据。

3.根据权利要求1或2所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以基于与所述第一卷轴支撑件或第二卷轴支撑件中的一者有关的预定位置数据来确定所述直径数据。

4.根据权利要求1或2所述的带驱动器，其中，所述光学感测系统还包括多个辐射发射器，并且其中，所述控制器还可操作，以用于：

使所述多个辐射发射器通电以各自发射辐射；

基于由所述辐射检测器生成的多个辐射信号来确定指示安装在所述第一卷轴支撑件和第二卷轴支撑件中的一者上的卷轴的直径的直径数据，所述多个辐射信号指示所述辐射发射器与所述辐射检测器之间的两个或更多个直接辐射路径，所述辐射路径由所述相应卷轴限定。

5.根据权利要求4所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以用于：

确定一个或多个辐射信号的特征；以及

基于所述一个或多个辐射信号的相应特征，针对所述一个或多个辐射信号中的每一个来确定指示所述相应卷轴的直径的直径数据。

6.根据权利要求5所述的带驱动器，其中，所述特征是与所述一个或多个辐射信号有关的位置数据。

7.根据权利要求6所述的带驱动器，其中，所述位置数据包括与边界有关的数据，所述边界将所述辐射检测器的第一区域与所述辐射检测器的第二区域分开，其中所述第一区域对应于从所述辐射发射器接收第一辐射水平的区域，并且所述第二区域对应于从所述辐射发射器接收第二辐射水平的区域。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以确定所述直径数据的平均值，所述平均值是基于使用所述一个或多个辐射信号中的每一个所生成的所述直径数据中的每个直径数据。

9.根据权利要求8所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以将加权因子应用于使用所述一个或多个辐射信号中的每一个所生成的所述直径数据中的每个直径数据。

10.根据权利要求9所述的带驱动器，其中，应用于所述直径数据中的每个直径数据的所述加权因子取决于相应的辐射信号的所述特征。

11.根据权利要求5至7中任一项所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以用于：

使所述多个辐射发射器中的一个或多个通电，使得所述多个辐射发射器中的所述一个或多个中的每个辐射发射器发射辐射多次；以及

使用由所述辐射检测器针对给定的辐射发射器所生成的多个辐射信号来确定所述辐射信号的所述特征。

12.根据权利要求11所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以用于：

从由所述辐射检测器针对给定的辐射发射器所生成的所述多个辐射信号中的每个辐射信号中减去背景噪声信号，以获得所述给定的辐射发射器的多个经滤波的信号，并且使用所述给定的辐射发射器的多个经滤波的辐射信号来确定所述辐射信号的所述特征。

13.根据权利要求12所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以用于：

确定多个背景噪声信号，所述背景噪声信号中的每个背景噪声信号是在检测所述给定的辐射发射器的所述多个辐射信号中的每个辐射信号之前或之后确定的；以及

从所述给定的辐射发射器的所述多个辐射信号中的每个相应的辐射信号中减去所述背景噪声信号中的每个相应的背景噪声信号。

14.根据权利要求1所述的带驱动器，所述控制器进一步可操作成：

使所述辐射发射器中的两个或更多个依次通电以发射第一辐射和第二辐射；

确定由所述辐射检测器生成的第一辐射信号的第一特征，所述第一辐射信号与所述第一辐射相关联；

确定由所述辐射检测器生成的第二辐射信号的第二特征，所述第二辐射信号与所述第二辐射相关联；

比较所述第一特征和所述第二特征；

基于所述比较确定所述辐射检测器上污垢的存在。

15.根据权利要求14所述的带驱动器，其中，所述控制器还可操作，以使用针对所述角位置中的每个角位置的所述直径数据来确定所述带卷轴的偏心率。

16.一种使用根据权利要求1至15中任一项所述的带驱动器来确定指示带卷轴的直径的直径数据项的方法。

17.一种热转印打印机，其包括：

根据权利要求1至15中任一项所述的带驱动器，其布置成在第一卷轴与第二卷轴之间转移墨承载带；以及

打印头，其布置成将墨从所述墨承载带转印到衬底。