熱轉印打印機及貼標機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱轉印打印機以及涉及貼標機。更具體地但非排他地，本發明涉及用于監測襯底和/或色帶經過打印輥的運動的技術。本發明還涉及打印機以及用于控制由打印頭施加到要執行打印所在的打印表面上的壓力的方法。
【背景技術】
[0002]熱轉印打印機使用載墨色帶。在打印操作中，被載在色帶上的墨被轉印到要被打印的襯底上。為了實現墨的轉印，打印頭被使得接觸色帶，并且色帶被使得接觸襯底。打印頭包含打印元件，所述打印元件在被加熱時在接觸色帶時使得墨從色帶被轉印且轉印到襯底上。墨將從色帶的鄰近于被加熱的打印元件的區域被轉印。通過選擇性地加熱對應于需要進行墨轉印的圖像區域的打印元件而不是加熱對應于不需要進行墨轉印的圖像區域的打印元件，可將圖像打印到襯底上。
[0003]已知各種因素影響打印質量。例如，重要的是打印頭相對于打印表面正確地定位，并且還重要的是，打印頭施加合適壓力到打印表面以及被夾設在打印頭和打印表面之間的色帶和襯底上。
[0004]在一些現有技術的熱轉印打印機中，打印頭相對于打印表面的運動由氣缸來氣動地實現，所述氣缸將打印頭按壓成接觸打印表面以及位于打印頭和打印表面之間的任何襯底和色帶。這種布置是有效的但是具有相關缺點。具體來說，通常不可能立即改變由打印頭施加的壓力，并且使用打印機需要壓縮空氣的可行供應。
[0005]通常期望精確地監測正在進行打印所在的襯底經過打印頭的運動。雖然已經描述了用于這種監測的各種機構，但是這些機構全都具有其隨附的缺點。
【發明內容】
[0006]本發明的一些實施例的目的在于提供一種新穎的熱轉印打印機，其減輕或消除上述缺點中的至少一些。
[0007]根據本發明的第一方面，提供一種轉印打印機，所述熱轉印打印機包括:第一和第二卷筒支架，所述第一和第二卷筒支架均被構造成支撐色帶的卷筒；色帶驅動器，所述色帶驅動器被構造成實現色帶從所述第一卷筒支架到所述第二卷筒支架的運動；打印頭，所述打印頭被構造成將墨從所述色帶選擇性地轉印到襯底上，所述打印頭將所述打印色帶和襯底一起壓靠到打印輥上；襯底驅動器，所述襯底驅動器被構造成使得所述襯底運動經過所述打印頭；傳感器，所述傳感器被構造成監測所述打印輥的旋轉并且產生表明所述旋轉的信號；以及控制器，所述控制器被構造成基于由所述傳感器輸出的信號來確定所述襯底和/或色帶經過所述打印輥的運動的量度。
[0008]因此，本發明的第一方面提供了一種監測打印輥的運動并且使用所監測的運動來確定襯底和/或色帶的運動的機制。使用打印輥以用于這種監測是有利的，因為打印頭將色帶和襯底壓靠在打印輥上由此意味著，打印輥的運動應當是襯底和打印色帶的運動的良好指示器。也就是說，襯底和/或打印色帶與打印輥之間應當存在相對少的(或沒有可察覺的)滑移。
[0009]控制器可被構造成基于由傳感器輸出的信號以及表明所述打印輥的直徑的數量來確定所述襯底和/或色帶經過所述打印輥的運動的量度。
[0010]由傳感器輸出的信號可包括多個脈沖。對于打印輥的單次旋轉，已知數量的脈沖可由傳感器產生。監測已知直徑的打印輥的旋轉數量(不必是整數)提供了確定線性距離的徑直方法。
[0011]表明打印輥的直徑的數量可以是表明所述打印輥的有效直徑的數量，所述有效直徑由所述控制器基于表明由所述打印頭抵靠所述打印輥施加到色帶和襯底上的壓力的數量來確定。
[0012]也就是說，當由所述打印頭抵靠所述打印輥施加到打印色帶和襯底上的壓力使得打印輥的旋轉是打印色帶和襯底的線性運動的精確指示時，所施加的壓力可影響打印輥的直徑。例如，當打印輥具有由彈性材料(例如，諸如硅橡膠的彈性體材料)限定的外表面時，所施加的壓力可在打印輥的被打印頭壓靠的區域中壓縮該彈性材料。彈性材料可在打印輥的其他區域中膨脹。可能尤其重要的是，襯底和/或色帶經過打印輥的被使得膨脹的這種部分。這可具有減少或增加打印輥的有效直徑的影響，直徑的變化程度由針對給定彈性材料被施加的壓力來確定。期望在這種情況下確定給定施加壓力下打印$昆的有效直徑，尤其在打印棍的直徑被用于確定襯底和/或打印色帶的線性位移時。
[0013]表明壓力的數量可以至少部分地基于由所述打印頭抵靠所述打印輥施加到色帶和襯底上的力。表明壓力的數量可以至少部分地基于表明打印輥的尺寸的參數。例如，當打印機可利用不同寬度的打印輥來操作時，期望將打印輥寬度考慮到用于確定所施加的壓力且因此用于確定打印輥的有效直徑。
[0014]熱轉印打印機還可包括馬達，所述馬達構造成實現所述打印頭朝向以及遠離所述打印輥的運動。所述控制器可被構造成提供控制信號至所述馬達以使得所述馬達將所述打印頭壓靠在所述打印輥上。控制信號可被產生或選擇成使得具體期望壓力被施加到在打印輥上的打印色帶和襯底上。
[0015]控制器可被構造成通過如下操作來產生控制信號:獲得要被施加到所述打印輥上的壓力；以及產生要被施加到所述馬達上的控制信號以使得所述打印頭利用所獲得的壓力來壓靠所述打印表面。
[0016]可以是位置控制馬達(例如，步進馬達)的馬達可以通過非彈性聯接(例如，正時傳送帶)被聯接到所述打印頭。
[0017]由所述馬達的內部部件提供的這種彈性可以大于在所述打印頭與所述馬達軸之間的聯接的彈性。由所述馬達的內部部件提供的所述彈性可以通過所述馬達的轉子相對于在所述馬達的定子中的磁場與所述轉子被命令運動所處的位置的偏離來提供。
[0018]表明所述打印輥的有效直徑的數量可以基于所述控制信號被確定。
[0019]所述襯底驅動器可包括被設置成實現所述襯底經過所述打印頭和打印輥的運動的襯底馬達。所述控制器可以至少部分地基于由所述傳感器輸出的信號來控制所述襯底驅動器。所述襯底驅動器可包括步進馬達，所述控制器可控制所述步進馬達。
[0020]還提供一種貼標機，所述貼標機包括如上所述的熱轉印打印機。在這種情況下，襯底是包括被附接到背襯紙上的多個標簽的標簽卷帶。所述襯底驅動器包括第一和第二襯底卷筒支架，所述第一襯底卷筒支架被設置成支撐標簽承載卷帶的卷筒，所述第二襯底卷筒支架被設置成支撐從其已經移除至少一些標簽的卷帶的卷筒。襯底驅動器的馬達可驅動第二襯底卷筒支架。
[0021]貼標機還可包括被設置成從所述標簽承載卷帶移除標簽的貼標站，所述貼標站被定位在所述第一和第二襯底卷筒支架之間的標簽路徑上。
[0022]還提供一種貼標機，所述貼標機包括:第一和第二色帶卷筒支架，其均被構造成支撐色帶的卷筒；色帶驅動器，其被構造成實現所述色帶從所述第一卷筒支架至所述第二卷筒支架的運動；第一和第二標簽卷筒支架，所述第一標簽卷筒支架被構造成支撐所述標簽承載卷帶的卷筒，所述第二標簽卷筒支架被構造成支撐從其已經移除至少一些標簽的卷帶的卷筒；打印頭，其被構造成將墨從所述色帶選擇性地轉印到所述標簽卷帶的標簽上，所述打印頭將所述打印色帶和標簽卷帶一起壓靠在打印輥上；標簽卷帶驅動器，其被構造成實現所述標簽卷帶經過所述打印頭的運動；傳感器，其被構造成監測所述打印輥的旋轉并且產生表明所述旋轉的信號；以及控制器，其被構造成基于由所述傳感器輸出的信號來確定所述標簽卷帶和/或色帶經過所述打印輥的運動的量度。
[0023]根據本發明的第二方面，提供一種熱轉印打印機，包括:第一和第二卷筒支架，其均被構造成支撐色帶的卷筒；色帶驅動器，其被構造成實現所述色帶從所述第一卷筒支架至所述第二卷筒支架的運動；打印頭，其被構造成將墨從所述色帶選擇性地轉印到襯底；馬達，其被構造成實現所述打印頭朝向以及遠離執行打印所在的打印表面的運動，馬達通過非彈性聯接被聯接到所述打印頭；以及控制器，所述控制器被構造成提供預定控制信號至所述馬達，以使得所述馬達將所述打印頭壓靠在所述打印表面上。
[0024]所述打印頭和馬達之間的聯接可以是所述馬達的輸出軸與打印頭之間的聯接。假定馬達與打印頭之間的聯接是非彈性的，則由打印頭施加到打印表面上的力由提供至馬達的控制信號來確定。當打印頭從打印表面間隔開時，可開始馬達的運動。然后，馬達的運動可導致打印頭朝向打印表面運動。一旦實現了打印頭和打印表面之間的初始接觸，則命令馬達沿同一方向進一步運動將會導致由打印頭施加到打印表面上的壓力增加。
[0025]在該運動期間，馬達可被提供有位置控制信號。當馬達是步進馬達時，隨著打印頭和打印表面之間的壓力增加，馬達的轉子將不能夠響應于朝向打印表面進一步運動的指令而運動。與被命令的運動相比，馬達的轉子在未失速的情況下可以展現馬達原生分辨率的大約兩步的運動差異。被施加到步進馬達的繞組的電流將確定寬松度(ease)，馬達的轉子可沿與步進馬達被命令運動所沿的方向相反的方向被推動該寬松度，而更高的電流對于步進馬達的相同運動來說需要更大壓力。
[0026]在其他實施例中，馬達可以是DC馬達。在這種情況下，給出在DC馬達中固有的已知扭矩-電流關系，由打印頭施加到打印表面上的壓力是被施加到DC馬達的電流的函數。
[0027]在一些實施例中，打印表面可以是彈性的，并且在這種情況下打印頭和打印表面之間的壓力由馬達的特征以及打印表面的彈性來確定。
[0028]非彈性聯接可提供馬達軸與打印頭之間的同步驅動。這允許由打印頭施加到打印表面上的壓力基于被施加到馬達上的信號而快速且有效地改變。聯接的非彈性性質可以使得由馬達的內部部件提供該系統中的最大彈性。也就是說，由馬達的內部部件提供的彈性大于打印頭與馬達軸之間的聯接的彈性。該非彈性聯接可包括正時傳送帶。
[0029]由所述馬達的內部部件提供的所述彈性可通過所述馬達的轉子相對于由所述馬達的定子產生的磁場來說與所述轉子被命令運動所處的位置的偏離來提供。也就是說，當馬達是步進馬達時，可由步進位置誤差來提供彈性，所述轉子相對于其已經被命令運動的步進位置存在該步進位置誤差。已知的是對于步進馬達，在馬達軸處提供的扭矩根據扭矩角度特征而改變，所述扭矩角度特征確定在馬達軸處提供的扭矩如何取決于步進位置誤差而改變。扭矩角度特征的示例在圖11中被示出，并且其可被視為近似于正弦波。可以看出，當步進位置誤差是零時，在馬達軸處提供的扭矩是零。該扭矩增加直到步進位置誤差是全馬達步，在該點處，扭矩具有最大值。當步進位置誤差增加成超過全馬達步時，扭矩減少直至其在兩個全馬達步的步進位置誤差處到達零。
[0030]在上述構造中，當馬達被命令運動到由于打印頭和打印表面之間的相互作用而未被采用的位置時，由此產生步進位置誤差，并且步進位置誤差導致馬達具有這樣的扭矩，所述扭矩表現為由打印頭施加到打印表面上的壓力。已知的是，所展現的扭矩根據扭矩角度特征而變化，并且還已知的是，扭矩角度曲線由供應到馬達的電流以及馬達的轉子和定子的幾何尺寸來確定。將理解的是，當在此處描述“步(數)”時，該描述適用于在步進馬達控制系統中通常使用的全步或微步。
[0031]用于將馬達軸聯接到打印頭的正時傳送帶可以由兩種材料