專利名稱：打印頭定位系統(tǒng)及控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在噴墨打印機(jī)中移動(dòng)打印頭托架的系統(tǒng)。具體而 言，本發(fā)明涉及用于噴墨打印設(shè)備的改進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
噴墨打印
打印是將信息傳達(dá)至公眾成員的一種最普及的方式。使用點(diǎn)矩陣打 印機(jī)的數(shù)字打印允許迅速打印存儲(chǔ)在諸如個(gè)人電腦的計(jì)算裝置上的文 本及圖形。這些打印方法允許以較經(jīng)濟(jì)的價(jià)格將思想及概念迅速轉(zhuǎn)化為 打印制品而不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間并專門(mén)制造諸如平版的中間打印版。數(shù)字打印 方法的發(fā)展已經(jīng)使得即使在家庭環(huán)境下普通人也可較經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)打 印。
常規(guī)點(diǎn)矩陣打印方法通常涉及使用打印頭，例如，具有多個(gè)打印元 件(例如，噴墨嘴)的噴墨打印頭。打印元件從打印頭向諸如紙或塑料 的打印介質(zhì)傳輸諸如墨水或樹(shù)脂的打印材料。打印可以是諸如黑色的單
色、或諸如使用CMY(青色、品紅色、黃色、黑色=由〇、M、 Y的結(jié) 合形成的處理黑色)、CMYK(青色、品紅色、黃色、黑色)、或特殊 彩色方案(例如，CMYK加一個(gè)或更多附加點(diǎn)或特殊彩色)的全彩打印 的多色。為了打印諸如紙或塑料的打印介質(zhì)，以特殊順序使用或"發(fā)射" 打印元件，同時(shí)打印介質(zhì)相對(duì)于打印頭運(yùn)動(dòng)。每次發(fā)射打印元件，諸如
介質(zhì)。通常，在一種形式的打印機(jī)中，將使頭相對(duì)于打印介質(zhì)運(yùn)動(dòng)以產(chǎn) 生例如穿過(guò)頁(yè)面在第一方向上延伸的所謂光柵線(raster line)。第一方 向有時(shí)被稱為"快速掃描"方向。光柵線包括通過(guò)打印頭的打印元件輸 送至打印介質(zhì)上的一系列點(diǎn)。打印介質(zhì)通常在與第一方向垂直的第二方 向上間歇運(yùn)動(dòng)。第二方向通常被稱為慢速掃描方向。
打印光柵線以及相對(duì)于打印頭移動(dòng)打印介質(zhì)的結(jié)合形成通常緊密 布置的一系列平行光柵線。從遠(yuǎn)處觀察，在這些點(diǎn)足夠接近的情況下， 人眼觀察到完整圖像而不會(huì)將圖像分辨為獨(dú)立點(diǎn)。不同顏色緊密布置的
點(diǎn)不會(huì)被獨(dú)立地辨識(shí)而是顯現(xiàn)出由已經(jīng)使用的青色、品紅色以及黃色三 種顏色的量或濃度所決定的顏色。
為了改進(jìn)例如直線的打印精度，優(yōu)選地，如果點(diǎn)矩陣的點(diǎn)之間的間 距較小，則打印具有較高分辨率。盡管高分辨率不總是意味著好的打 印，但最小分辨率是高質(zhì)量打印所必需的。在慢速掃描方向上較小的點(diǎn) 間隔意味著打印頭上打印元件之間較小的間距，而在快速掃描方向上以 較小間距規(guī)則分布的點(diǎn)對(duì)用于在快速掃描方向上相對(duì)于打印介質(zhì)移動(dòng) 打印頭的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量造成限制。
通常，在其發(fā)射前，有用于將打印元件定位在打印介質(zhì)上適當(dāng)位置
的機(jī)構(gòu)。通常，這樣的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由微處理器、諸如PAL、 PLA、 FPGA 或類似裝置的可編程數(shù)字裝置控制，盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解任何由 軟件控制的裝置均可由專用硬件來(lái)控制，而軟件僅是一種實(shí)施策略。
大部分上述打印利用僅能夠在相對(duì)較小區(qū)域上進(jìn)行打印的小型設(shè) 備在家庭及辦公環(huán)境下完成。大部分常用的紙張格式是諸如ISO 216 A4 紙尺寸及ANSI/ASME Y14.1 Letter格式的標(biāo)準(zhǔn)辦公格式。大型打印機(jī)通 常可以在IS0216A3或ANSI/ASMEY14.1 Tabloid格式上進(jìn)行打印。
整體而言，這些打印機(jī)在尺寸及產(chǎn)出量上有限。
近來(lái)，例如噴墨打印機(jī)已經(jīng)涉及到更廣泛的工業(yè)應(yīng)用。大部分這些 打印機(jī)可處理較大紙張格式或使用特殊類型的墨水。
優(yōu)選地，這些工業(yè)打印機(jī)能夠打印大尺寸紙張并獲得高產(chǎn)出量。高 達(dá)200x280cm的尺寸是希望的輸出格式。特殊應(yīng)用例如為海報(bào)打印，廣告等。
為了獲得高產(chǎn)出量，通常同時(shí)使用數(shù)個(gè)打印頭。
為了改進(jìn)打印圖像的清晰度及對(duì)比度，近來(lái)的研究集中于使用墨水 的改進(jìn)。為了以更深的黑色及更生動(dòng)的顏色提供更快更不溶水的打印， 已經(jīng)研發(fā)出顏料墨。這些顏料墨具有比之前的染料墨更高的固體含量。 兩種墨水均能較快的干燥，這允許噴墨打印機(jī)構(gòu)形成高品質(zhì)圖像。
在一些工業(yè)應(yīng)用中，例如使用噴墨處理制造打印板，具有特殊特性
的墨水會(huì)引起特殊問(wèn)題。
例如，存在UV可凝固墨水以允許在打印之后使墨水快速硬化。可 在WO 02/53383中找到示例。然后需要設(shè)置特殊UV源以在打印之后使 墨水凝固。在打印帶的墨水已經(jīng)通過(guò)UV源部分凝固之后，該帶可立即
被套印而不會(huì)存在墨滴將混合導(dǎo)致贗像的問(wèn)題。
使用上述墨水允許以高速使用高品質(zhì)打印方法，從而避免記錄方法 的性質(zhì)固有的數(shù)個(gè)其他問(wèn)題。
點(diǎn)矩陣打印的 一個(gè)常規(guī)問(wèn)題是因圖像表達(dá)法的數(shù)字特性以及均勻 間隔點(diǎn)的使用而導(dǎo)致贗像的形成。因?yàn)榇蛴≡噲D通過(guò)(幾乎)均勻間隔 點(diǎn)矩陣或圖案描繪連續(xù)圖像，故可能會(huì)產(chǎn)生諸如莫爾圖案的特定贗像。 贗像的另 一個(gè)來(lái)源可能是因諸如在頭中打印元件的位置的各種不同制 造誤差以及打印頭相對(duì)于打印介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)誤差所導(dǎo)致的對(duì)點(diǎn)的錯(cuò) 誤布置。具體而言，如果一個(gè)打印元件被誤置或其發(fā)射方向從希望方向 偏離，打印結(jié)果將顯現(xiàn)會(huì)在整個(gè)打印過(guò)程中存在的缺陷。
因?yàn)殡S著速度的改變墨滴的飛行時(shí)間也將改變，故當(dāng)打印頭正在運(yùn) 動(dòng)時(shí)，墨滴速度的改變也將導(dǎo)致贗像。類似的，用于移動(dòng)打印介質(zhì)的驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差會(huì)導(dǎo)致可辨識(shí)的缺陷。例如，用于打印介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)器 與打印介質(zhì)之間的滑動(dòng)本身將導(dǎo)致誤差。
事實(shí)上，打印系統(tǒng)的任何幾何結(jié)構(gòu)限制均可以是誤差源，例如，打 印頭的長(zhǎng)度、打印元件之間的空間、打印介質(zhì)相對(duì)于頭在慢掃描方向上
的標(biāo)定距離。上述誤差會(huì)導(dǎo)致"條狀化(banding)",其是以一系列帶 進(jìn)行打印的清楚印象。涉及的誤差可以非常小，人眼的顏色辨別力、分 辨率及圖像識(shí)別力發(fā)展的很好，極小的誤差可會(huì)被看到。
為了消除這些誤差，公知要改變或變更對(duì)打印元件的使用以在打印 過(guò)程中分散誤差，由此會(huì)掩蓋至少一些系統(tǒng)誤差。例如，從US 4,967,203 可知通常被稱為"疊瓦打印(shingling)"的一種方法描述了噴墨打印 機(jī)及方法。可通過(guò)四種點(diǎn)(青色、品紅、黃色及黑色)來(lái)打印各個(gè)打印 位置或"像素"。在光柵線上相鄰的像素不會(huì)由打印頭中相同的噴嘴打 印。替代地，使用相同的噴嘴打印間隔像素。在^^知的系統(tǒng)中，以方格 圖案打印像素，即，當(dāng)頭在快速掃描方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，噴嘴能夠僅在 間隔像素位置進(jìn)行打印。因此，任何始終錯(cuò)誤打印的噴嘴會(huì)不會(huì)導(dǎo)致慢 掃描方向上的均具有相同誤差的像素線。但是，結(jié)果是僅頭中50%的噴 嘴可在任意時(shí)間同時(shí)打印。事實(shí)上，實(shí)踐中，每個(gè)噴嘴均在從用于該噴 嘴的正確位置偏離一定量的位置打印。對(duì)疊瓦打印的使用可將這些誤差 在整個(gè)打印過(guò)程中分布。通常的認(rèn)識(shí)是疊瓦打印是不充分的打印方法， 因?yàn)椴⒎沁B續(xù)使用全部噴嘴，且需要通過(guò)數(shù)次。
公知的打印的另一種方法是例如在文獻(xiàn)US 4,198,642中公開(kāi)的"隔 行打印(interlacing)"。這種類型打印的目的在于增大打印裝置的分辨 率。即，盡管打印頭上沿慢掃描方向上噴嘴之間的間距是特定間距X， 但在慢掃描方向上的打印點(diǎn)之間的間距小于該間距。打印介質(zhì)與打印頭 之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由間距X除以整數(shù)得出的間距所索引(index)。
例如可在文獻(xiàn)European application EP 01000586以及US 6,679,583 中找到更具體的打印技術(shù)方案。
另一個(gè)問(wèn)題在于，當(dāng)托架開(kāi)始打印時(shí)，需要較高的加速度值。加速 度可高達(dá)10m/s2。以較低的加速度值達(dá)到較高的打印速度將產(chǎn)生較少的 振動(dòng)問(wèn)題，但較長(zhǎng)的加速時(shí)間將導(dǎo)致時(shí)間損失，且不可避免的較長(zhǎng)加速 距離將導(dǎo)致甚至更大的設(shè)備整體尺寸，引起更大的穩(wěn)定性問(wèn)題。
因此這些工業(yè)打印機(jī)通常包括
大尺寸記錄單元
使用多頭
更大重量
在較長(zhǎng)距離上高速運(yùn)動(dòng) 較高加速度
復(fù)雜記錄方案(疊瓦打印，隔行打印等)
在打印頭托架上具有在線墨罐補(bǔ)給的大墨水存儲(chǔ)器，
并還可包括
UV預(yù)凝固裝置
冷卻裝置 布線及輸墨管。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)打印，在這些工業(yè)設(shè)備中需要對(duì)打印單元的精 確且可重復(fù)定位及控制。為了高品質(zhì)打印，將點(diǎn)布置精度設(shè)定約為 而打印的點(diǎn)具有約30p內(nèi)的尺寸。但是，取決于對(duì)打印機(jī)的應(yīng)用，可以 改變精度及點(diǎn)尺寸。
不能將用于現(xiàn)有技術(shù)家用及辦公用打印機(jī)的定位系統(tǒng)簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大 來(lái)用于工業(yè)打印設(shè)備。
在文獻(xiàn)JP20012701870中，提供了用于驅(qū)動(dòng)噴墨打印機(jī)的托架的方 法，其中帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有兩個(gè)電機(jī)， 一個(gè)為步進(jìn)電機(jī)，而另一個(gè)為在托 架加速期間使用的DC電機(jī)。在文獻(xiàn)US5,365,839中，使用托架及由線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)的平衡托架。 存在數(shù)個(gè)問(wèn)題
因打印頭以及應(yīng)用部件(UV源等)的較大重量導(dǎo)致的慣性問(wèn)題。 因電機(jī)系統(tǒng)的重力或驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)致的框架折彎。 大尺寸心軸的扭曲。
因托架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部件上的張緊導(dǎo)致的應(yīng)變。
因應(yīng)力引起設(shè)備框架的剛性不足導(dǎo)致形變以及對(duì)點(diǎn)的錯(cuò)誤布置以 及打印頭在接收件上的錯(cuò)誤記錄距離。
高精度托架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本，例如，長(zhǎng)行程線性電機(jī)極其昂貴。
當(dāng)打印頭定位系統(tǒng)以及接收件定位的基準(zhǔn)點(diǎn)并非彼此剛性固定 時(shí)，需要驅(qū)動(dòng)打印托架的較大的力導(dǎo)致振動(dòng)，由此引起打印缺陷?？梢?視為打印頭驅(qū)動(dòng)器的協(xié)調(diào)系統(tǒng)的軸線x與接收件彼此并未互鎖。
特定工業(yè)打印機(jī)使用較少數(shù)量的打印頭，由此將打印托架的重量保 持得較低，由此導(dǎo)致負(fù)面效果，即產(chǎn)出量較低。
其他類型使用更多的打印頭，但需要非常昂貴的紙張驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以確 保精度。
一些工業(yè)打印機(jī)僅能為低品質(zhì)成品，例如那些用于大尺寸廣告板的 工業(yè)打印才幾。清楚的是，現(xiàn)有技術(shù)辦公打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不能夠以所需速度及精 度來(lái)驅(qū)動(dòng)工業(yè)打印機(jī)的較大打印托架。
清楚的是，為了獲得高產(chǎn)出量，需要發(fā)展具有改進(jìn)打印托架的高品 質(zhì)工業(yè)噴墨打印設(shè)備以在較大區(qū)域上具有高精度并能夠?qū)崿F(xiàn)高速及加
速度值。

發(fā)明內(nèi)容
可通過(guò)具有權(quán)利要求1的具體特征的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述有利效果。在 從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具體特征。
可通過(guò)以下描述及附圖理解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及實(shí)施例。


圖1是示出工業(yè)打印設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的整體視圖。 圖2示出了優(yōu)選實(shí)施例中電機(jī)概念中的電機(jī)。 圖3示出了使用可能記錄方案在托架組件的后續(xù)掃描運(yùn)動(dòng)期間打印 頭的纟黃向運(yùn)動(dòng)4立置。
動(dòng)的部件。
圖5A及圖5B示出了主從伺服控制系統(tǒng)的元件的位置。 圖6A給出了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中電機(jī)的伺服控制的示意性視圖。 圖6B給出了在基礎(chǔ)框架的任意一側(cè)為電機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)電機(jī)使用 單一從致動(dòng)器的伺服控制系統(tǒng)的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種更精確的托架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其通過(guò)使用電機(jī)概念的 電機(jī)的改進(jìn)但相對(duì)廉價(jià)的高精度傳輸系統(tǒng)以合理成本減小可能的打印 誤差。通過(guò)以下設(shè)置獲得其他優(yōu)點(diǎn)
減小攜帶打印頭的打印頭托架的重量，打印頭需要相對(duì)于接收件被 灃青確定位。
通過(guò)使用用于打印模塊獨(dú)立框架以及接收件使因打印頭托架的加 速產(chǎn)生的反作用力從圖像模塊偏離。
通過(guò)在頭傳輸系統(tǒng)中具有數(shù)字過(guò)濾器的合適的控制環(huán)來(lái)主動(dòng)避免 打印期間的振動(dòng)。
優(yōu)選實(shí)施例
以下將結(jié)合其優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，并不意在將本 發(fā)明限制為那些實(shí)施例。在圖1中，給出了非詳細(xì)視圖，示出了工業(yè)打 印設(shè)備的主要構(gòu)成
基礎(chǔ)框架1
計(jì)量框架2
4毛架組件3
接收件平臺(tái)4
載線器5。
基礎(chǔ)框架
設(shè)備的基礎(chǔ)框架1具有數(shù)個(gè)功能
其形成用于打印機(jī)的打印機(jī)構(gòu)以及所有其他部件的安裝基礎(chǔ)， 基礎(chǔ)框架1還支撐進(jìn)紙機(jī)構(gòu)及承載例如用于托架組件3的掃描運(yùn)動(dòng)
的電機(jī)。
基礎(chǔ)框架1還有助于處理打印期間產(chǎn)生的力， 其包含諸如電源、供墨器、真空泵、電子部件等必需模塊。 基礎(chǔ)框架1被直接布置在底板上，并必需非常堅(jiān)硬并具有較大重量 以避免因作用在各個(gè)設(shè)備部件的基礎(chǔ)框架1或環(huán)境的力導(dǎo)致的形變及振動(dòng)。
基礎(chǔ)框架l由通過(guò)橫梁7彼此連接的兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)梁6構(gòu)成。通過(guò)使用 斜穩(wěn)定件(未示出)來(lái)使整體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
優(yōu)選實(shí)施例中的基礎(chǔ)框架1的整體尺寸約為250cmx600cm。
計(jì)量框架
根據(jù)本發(fā)明計(jì)量框架2意在支撐在打印期間在成像處理中涉及的全
部部件。
目標(biāo)在于將計(jì)量框架2從引起振動(dòng)力隔離開(kāi)，并產(chǎn)生用于成像處理 的無(wú)振動(dòng)基礎(chǔ)。
優(yōu)選地計(jì)量框架2本身通過(guò)隔振器8被基礎(chǔ)框架1間接支撐。 計(jì)量框架2還被水平地從基礎(chǔ)框架1隔離開(kāi)以避免振動(dòng)的傳遞。 其還具有較高剛性以避免打印期間計(jì)量框架2的形變。 計(jì)量框架2提供
在計(jì)量框架2各個(gè)側(cè)邊用于導(dǎo)引托架組件3的導(dǎo)軌9, 至少一個(gè)編碼器IO，其能夠?qū)ν屑芫_定位。
計(jì)量框架2對(duì)至少直接涉及成像系統(tǒng)的全部部件(即，打印頭及接
收件)起基準(zhǔn)框架的作用。
計(jì)量框架2的尺寸處于接收件平臺(tái)4與基礎(chǔ)框架1的尺寸之間，約 為200cm x 500cm。
接收件平臺(tái)
接收件平臺(tái)4在打印處理期間保持接收件(未示出)。 接收件平臺(tái)4優(yōu)選地剛性較高以抵抗形變。 托架組件
托架組件3是在接收件平臺(tái)4上運(yùn)動(dòng)并提供打印動(dòng)作的設(shè)備部件的 總的組件。
數(shù)個(gè)部件在托架中組合
打印頭，例如用于將墨滴噴在接收件上，
"頭"墨水罐，在往返運(yùn)動(dòng)的頭上形成局部供應(yīng)， 凝固燈，用于使在掃描運(yùn)動(dòng)之間使沉積墨水預(yù)凝固或干燥，由此防 止墨滴遷移，
冷卻或加熱裝置，用于調(diào)節(jié)墨水以及/或凝固燈。
托架組件3停留在安裝在計(jì)量框架2上的導(dǎo)軌9上。在每側(cè)上，托 架組件3可具有一個(gè)或更多在計(jì)量框架2的導(dǎo)軌9上運(yùn)動(dòng)的架體11, 13。
可以將全部部件布置在單一托架上，但優(yōu)選地將托架劃分為可獨(dú)立 定位的兩個(gè)獨(dú)立4乇架。
打印頭托架12包含打印頭，以在打印頭托架12在接收件上掃描期 間打印形成圖像的圖像像素條。打印頭通常被安裝在作為打印頭托架12 的部件的打印頭保持器15中。打印頭托架12具有至少兩個(gè)架體11，其 在安裝在計(jì)量框架2上的導(dǎo)軌9上運(yùn)動(dòng)。
打印頭的位置及速度必需被精確控制以確保墨滴在接收件上的精 確定位以避免圖像干擾。上述打印頭托架12優(yōu)選地在打印期間被大致 保持為不振動(dòng)。
打印頭托架12可被設(shè)置有機(jī)構(gòu)16,其可使位于打印頭保持器l5中 的打印頭側(cè)向運(yùn)動(dòng)，由此使得能夠打印數(shù)個(gè)鄰近并(部分)重疊的圖像 條。這取決于在圖像打印期間可能使用的記錄方案。 一些可行的記錄方 案已經(jīng)在以上現(xiàn)有技術(shù)中給出，并對(duì)后續(xù)效果做了描述。還需要冷卻/ 加熱裝置以將打印頭保持在希望的溫度。
應(yīng)用托架14承載打印圖像相關(guān)的全部應(yīng)用設(shè)備。這例如可包括 凝固燈，用于在打印其他條之前使墨水沉積條不運(yùn)動(dòng)。 對(duì)打印圖像進(jìn)行操作或品質(zhì)控制所需的必要傳感器。 在優(yōu)選實(shí)施例中，應(yīng)用托架14在于導(dǎo)軌9上運(yùn)動(dòng)的四個(gè)架體l3上 運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)用托架14不需要處于完全不振動(dòng)狀態(tài)。
凝固燈的位置及其他應(yīng)用裝置不需要向打印頭那樣精確定位，且這 些部件可以維持一 些振動(dòng)而不會(huì)引起其操作故障。
托架組件3在多個(gè)托架上的數(shù)個(gè)功能的分開(kāi)允許減小打印頭托架 12的重量，并使得能夠?qū)Υ蛴☆^的位置進(jìn)行更精確的控制。
對(duì)于大尺寸打印設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例，使用約64個(gè)打印頭，每個(gè)都
具有70x35mm的尺寸。將頭形成在作為打印頭托架12的部件的打印頭 保持器15中，其額外冷卻，且每個(gè)打印頭需要設(shè)置有用于墨水供應(yīng)的 必要管路，相關(guān)頭罐及用于驅(qū)動(dòng)打印頭的布線，以及例如用于墨水供應(yīng) 操作的可行真空件。因?yàn)樗褂玫挠涗浄桨?，打印頭托架12還設(shè)置有 能夠進(jìn)行側(cè)向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)16，以允許完全覆蓋整個(gè)打印區(qū)域。
全部部件以及托架12本身的重量的總和可得出打印頭托架12的總 重量，例如約250Kg。
應(yīng)用托架14在優(yōu)選實(shí)施例中包含凝固燈、線纜以及管鏈路5,以允 許托架組件3的掃描及冷卻等。因?yàn)樵趦蓚€(gè)掃描方向上進(jìn)行記錄，故在 打印頭托架12的兩側(cè)復(fù)制凝固單元。在描述的實(shí)施例中，應(yīng)用托架14 去除了打印頭托架12,但是作為替代實(shí)施例，可以設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用 托架14。用于應(yīng)用托架14的總重量可以約為200Kg，但可依需求應(yīng)用 而改變。
使用的系統(tǒng)具有重要的優(yōu)點(diǎn)
通過(guò)使用用于在接收件上定位數(shù)字打印機(jī)的托架組件3的系統(tǒng)(其 中可以獨(dú)立地來(lái)定位具有至少一個(gè)打印頭的打印頭托架12以及具有至 少一個(gè)應(yīng)用裝置的應(yīng)用托架14),需要以高精度定位的打印頭托架12 的質(zhì)量被大大降低，由此相較于需要以高精度來(lái)定位打印頭托架12及 應(yīng)用托架14的全部重量的情況，允許實(shí)現(xiàn)廉價(jià)及性質(zhì)更佳的定位系統(tǒng)。
托架12及14兩者可具有其自身的定位系統(tǒng)以在托架上定位接收 件。例如可以使用磁編碼器10來(lái)跟蹤托架12及14的位置。磁編碼器 10中的數(shù)字化方法與在光學(xué)及接觸裝置中使用的類似。數(shù)字編碼標(biāo)記的 載體是具有磁性及非磁性區(qū)域的圖案的鐵磁條10。響應(yīng)于磁化的磁頭19 緊鄰條IO，并在磁性或非磁性區(qū)域通過(guò)頭時(shí)產(chǎn)生"0"或'T，脈沖。現(xiàn) 在的技術(shù)允許極為精確地界定磁性圖案，由此提供用于轉(zhuǎn)換器的較高的 分辨率。
優(yōu)選地，在計(jì)量框架2的兩側(cè)設(shè)置位置感應(yīng)系統(tǒng)。 在優(yōu)選實(shí)施例中，應(yīng)用托架14的定位系統(tǒng)連接至打印模塊。 每個(gè)托架12， 14還可具有其自身單獨(dú)的導(dǎo)引系統(tǒng)，例如獨(dú)立的導(dǎo)
軌9的組，甚至可以提供用于承載導(dǎo)引系統(tǒng)的獨(dú)立框架。
更優(yōu)選地，在相同框架上(在此情況下為計(jì)量框架2)布置托架12，
14兩者。
優(yōu)選地，托架12， 14兩使用相同的導(dǎo)軌系統(tǒng)9。 將在以下給出對(duì)打印頭托架12及其功能以及定位系統(tǒng)的更詳細(xì)描述。
電機(jī)系統(tǒng)
為了操作打印機(jī)，必需由電機(jī)系統(tǒng)來(lái)移動(dòng)托架12, 14。
在很多打印機(jī)中，使用帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中在兩個(gè)滑輪上安裝張緊 帶，同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)滑輪且托架被安裝至帶。
如上所述，因?yàn)樵O(shè)備的較大整體尺寸以及托架的較大重量，帶驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)不能提供所需的精度。
在一些打印機(jī)中高精度替代示例使用線性電機(jī)。但是，因?yàn)檩^大尺 寸，上述解決方案成本過(guò)高。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，給出在能夠在較大距離上運(yùn)動(dòng)但實(shí)現(xiàn)高 分辨率定位的電機(jī)系統(tǒng)中使用電機(jī)的解決方案。在圖2中給出根據(jù)優(yōu)選 實(shí)施例的解決方案。
大致上，可由以下系統(tǒng)設(shè)置根據(jù)本發(fā)明的解決方案，該系統(tǒng)使用用 于在打印期間在第一方向引起打印頭托架12的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的第一電機(jī)系 統(tǒng)來(lái)相對(duì)于接收件在數(shù)字打印機(jī)中移動(dòng)打印頭托架12,并使用第二電機(jī) 系統(tǒng)，其中第二電機(jī)系統(tǒng)在第二方向上引起第一電機(jī)系統(tǒng)及打印頭托架 12的第二相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一電機(jī) 系統(tǒng)是小行程線性電機(jī)20,其在線性電機(jī)的轉(zhuǎn)子22安裝至打印頭托架 12時(shí)沿導(dǎo)軌9提供打印頭托架12的運(yùn)動(dòng)，而第二電機(jī)系統(tǒng)通過(guò)使用帶 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)23, 24， 25 (其中線性電機(jī)的定子21被安裝在帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 帶24上)來(lái)提供長(zhǎng)行程運(yùn)動(dòng)。上述運(yùn)動(dòng)還沿著導(dǎo)軌9的方向。打印頭 托架12的整體運(yùn)動(dòng)是第一及第二電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)之和的平移運(yùn)動(dòng)。
可以理解的是，在20提供打印處理所需的精度的同時(shí)，帶驅(qū)動(dòng)提 供線性電機(jī)20的定子21在待由打印頭托架12覆蓋的長(zhǎng)距離上不夠精 確的S動(dòng)。
本發(fā)明最重要的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)使用電機(jī)概念中的電機(jī)，能夠以合理 成本提供打印頭托架12在長(zhǎng)距離上的精確布置。
盡管可以使用電機(jī)概念中的該電機(jī)來(lái)對(duì)承載包括打印頭及應(yīng)用設(shè) 備的全部托架部件的單一托架進(jìn)行定位，但如上所述優(yōu)選地將托架分 為需要被極精確地定位并由線性電機(jī)20的轉(zhuǎn)子22驅(qū)動(dòng)的打印頭托架
12,以及可以不精確地運(yùn)動(dòng)并直接連接至帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的帶24的應(yīng)用托 架14。
由此將在本發(fā)明上述實(shí)施例中使用的電機(jī)系統(tǒng)的特性的優(yōu)點(diǎn)與托 架組件3在打印頭托架12及應(yīng)用托架14上劃分重量相結(jié)合。
打印頭托架12需要被極精確定位的重量被保持的盡可能的低，因 此可以將進(jìn)行定位所需的線性電機(jī)20保持得盡可能的小。
在優(yōu)選實(shí)施例中，使用帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)23, 24, 25作為第二電機(jī)系統(tǒng)， 而使用線性電機(jī)20作為第 一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為第一及第二電機(jī)系統(tǒng)，但 是，這些驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性會(huì)對(duì)上述設(shè)備的特性產(chǎn)生重大的影響
電機(jī)概念中的電機(jī)可獲得的精度，
定位系統(tǒng)可以操作的速度，
整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本。
以下實(shí)施例是可行的，其中電機(jī)系統(tǒng)操作的方向可以相差很大，但 優(yōu)選地在本發(fā)明中電機(jī)系統(tǒng)的操作方向非常接近。更優(yōu)選地是，在優(yōu)選 實(shí)施例中電機(jī)系統(tǒng)的操作方向平行，其中打印頭托架12與應(yīng)用托架14 沿相同的導(dǎo)引系統(tǒng)9運(yùn)動(dòng)。
如圖1所示，具有相關(guān)線性電機(jī)20的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置在托架組件3 任一側(cè)上。由此為快速加速提供了足夠的速度及動(dòng)力，并使加速力在打 印頭托架12的兩側(cè)均等分布，從而避免了歪斜。
應(yīng)當(dāng)理解，托架的快速加速在打印機(jī)中產(chǎn)生很多力。這些力通過(guò)驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的帶24、驅(qū)動(dòng)電機(jī)23、滑輪25以及其他部件作用在打印設(shè)備上， 并會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)打印系統(tǒng)具有以下設(shè)置可以減小用 于加速托架組件3的總重量所產(chǎn)生的力作用在打印機(jī)構(gòu)上的效果
托架組件3,包括用于在接收件上打印圖像的打印頭，
計(jì)量框架2，用于支撐并沿打印路徑導(dǎo)引所述托架組件3，
基礎(chǔ)框架l，用于支撐上述計(jì)量框架2，
電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于沿上述打印路徑移動(dòng)上述托架組件3,其中當(dāng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)托架組件3時(shí)，電機(jī)系統(tǒng)23上的驅(qū)動(dòng)及反作用力作 用在基礎(chǔ)框架1上。
如圖1所示的優(yōu)選實(shí)施例的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)23及 滑輪25被布置在基礎(chǔ)框架1上。這意味著作用在電機(jī)23上以及驅(qū)動(dòng)帶24的力以及滑輪25上因帶24的張力而產(chǎn)生的力不會(huì)影響打印系統(tǒng)本身 的部件。
由線性電機(jī)20產(chǎn)生的力作用在帶24上，線性電機(jī)20的定子21連 接在帶24上，上述力還以此方式偏離至基礎(chǔ)框架1。
具有較大重量及較高剛性的基礎(chǔ)框架1承載加速力。托架12， 14 僅停留在計(jì)量框架2上，除了重力，不會(huì)有力作用在計(jì)量框架2上。根 據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)避免在計(jì)量框架2中產(chǎn)生振動(dòng)，因?yàn)橛?jì)量框架2用 作包括接收件平臺(tái)4及打印頭托架12的打印引擎的基準(zhǔn)，故避免了對(duì) 記錄圖像的干擾。
優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)帶24的取向優(yōu)選地平行于導(dǎo)軌9,其確定打印路徑， 使得作用在托架組件3上用于移動(dòng)其的作用力的取向平行于打印路徑。
為了避免振動(dòng)從基礎(chǔ)框架1傳輸至計(jì)量框架2，優(yōu)選地通過(guò)振動(dòng)隔 離裝置將計(jì)量框架2進(jìn)一步從基礎(chǔ)框架1隔離。
如圖l所示，振動(dòng)隔離裝置可以是具有低本征頻率的橡膠震動(dòng)隔離 器(阻尼器)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地，本征頻率低于8Hz。
以下將進(jìn)一步描述在打印設(shè)備中使用的可行記錄方法以及方法的 機(jī)械結(jié)果。
如上所述，在本發(fā)明的背景技術(shù)中，可以使用隔行打印及疊瓦打印 來(lái)改進(jìn)圖像品質(zhì)。當(dāng)使用隔行打印時(shí)，打印頭的噴嘴必需能夠在后續(xù)記 錄行程期間到達(dá)中間位置。對(duì)于疊瓦打印方法而言，需要能夠在僅部分 記錄的路線上定位其他噴嘴，且其需要在打印頭托架12于接收件上的 后續(xù)掃描期間通過(guò)其他噴嘴來(lái)完成。
還使用其中使用次圖像的其他記錄方法，需要打印頭的橫向位移以 對(duì)準(zhǔn)接收件上的不同位置。
在圖3中，給出了打印頭在用于記錄特定區(qū)域的每次掃描運(yùn)動(dòng)(來(lái) 回)期間在數(shù)個(gè)記錄步驟1至4的可能位置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在記錄頭每次通過(guò)之后，通過(guò)使用于打印頭托架 12兩側(cè)在應(yīng)用托架14上的UV燈來(lái)使沉積墨滴不會(huì)遷移，而使墨滴的 表面硬化以避免墨滴流出并與臨近墨滴混合導(dǎo)致打印缺陷提高。
在上述記錄方法中，如圖3所示，使用簡(jiǎn)單疊瓦打印方法，需要不 同噴嘴在覆蓋區(qū)域上通過(guò)四次以打印整個(gè)圖像。
為了使打印頭的橫向運(yùn)動(dòng)成為可能，提供了具有電機(jī)17的額外側(cè)
向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)16用于使承載打印頭的打印頭托架12的一部分(以下稱為 打印頭保持器15)橫向位移。
根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)總體上包括至少 一 個(gè)額外電機(jī)系統(tǒng)用于至少在第 三方向上引入打印頭托架的一部分的運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選地，上述第三方向垂直與第一及第二電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向。
如圖4所示，打印頭托架12的架體11在打印頭托架架體11的頂 部設(shè)置有滑動(dòng)導(dǎo)軌18。
優(yōu)選地，打印頭保持器15被支撐在三個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18上以給予足夠 的支撐基礎(chǔ)，但僅使用兩個(gè)或超過(guò)三個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18的結(jié)構(gòu)也是可行的， 但這些方案需要更嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)及制造。
三個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18的基礎(chǔ)提供了充足的區(qū)域，并避免了因摩擦(例 如在被支撐在四個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18上且四個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18并未被很好地對(duì)準(zhǔn) 的情況下會(huì)發(fā)生)導(dǎo)致的搖擺及張緊。
優(yōu)選地，三個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌18設(shè)置有下方或上方柔性安裝裝置(未示 出)。在圖中未示出的一種實(shí)際實(shí)施例是滑動(dòng)導(dǎo)軌被定位在三個(gè)特殊設(shè) 計(jì)的鉸鏈(例如由允許沿Z軸旋轉(zhuǎn)的萬(wàn)向節(jié)形成)上，用于在非常嚴(yán)苛 地限制在其他方向上的運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的同時(shí)提供對(duì)左右側(cè)良好的位置可 控性。
可以利用額外電機(jī)系統(tǒng)(例如可以是心軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))、精確帶驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)僅需在有限距離上進(jìn)行的打印頭保持器l5自身的運(yùn)動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，利用布置在打印頭托架12的架體 11與位于滑動(dòng)導(dǎo)軌18上的打印頭保持器U之間的額外線性電機(jī)17來(lái)
實(shí)現(xiàn)上述目的。 載線器
在各個(gè)打印機(jī)中，需要規(guī)定打印頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)的策略以對(duì)打印元件 (例如，噴墨打印頭的噴嘴)的發(fā)射(firing)進(jìn)行控制。在小型的桌上
的輕質(zhì)帶狀線纜，打印頭托架12來(lái)回拉動(dòng)帶狀線纜并在紙面上、移動(dòng)。
小型打印機(jī)通常具有在需要時(shí)可以被替換的包含在打印頭托架12 中的小型墨罐。但是，工業(yè)打印機(jī)可具有多個(gè)打印頭(在優(yōu)選實(shí)施例中 高達(dá)64個(gè))并會(huì)消耗大量墨水，由此在打印期間需要對(duì)在打印頭托架 12上設(shè)置的"頭"罐進(jìn)行補(bǔ)充。
由此產(chǎn)生以下結(jié)果，需要大量布線及管路以以合適的數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)打 印頭并供應(yīng)所需的墨水。
還需要一些管路用于打印頭的最終冷卻系統(tǒng)，如優(yōu)選實(shí)施例所需，
使用對(duì)UV燈系統(tǒng)的冷卻以在打印頭托架12通過(guò)之后固定墨滴。
還需要供應(yīng)能量以操作凝固燈，并需要一些布線以驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)， 其用于打印頭保持器15的橫向運(yùn)動(dòng)、對(duì)與驅(qū)動(dòng)帶、傳感器等一同運(yùn)動(dòng) 的線性電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)打印設(shè)備的尺寸非常大時(shí)，這意味著需要大量布 線及管路，并意味著很大的重量。通常使用載線器5來(lái)分組并安排上述 部件以允許運(yùn)動(dòng)，該載線器由一同形成柔性鏈5的各段構(gòu)成。這在打印 期間與托架的快速加速及高速結(jié)合，還在打印設(shè)備中產(chǎn)生拖曳及振動(dòng)。 優(yōu)選地，進(jìn)行從基礎(chǔ)框架1到應(yīng)用托架14的連接，這會(huì)承受一些 振動(dòng)由此計(jì)量框架2及打印頭托架12均不會(huì)面對(duì)由相當(dāng)大的載線器5 產(chǎn)生的力?？稍趹?yīng)用托架14與打印頭托架12之間設(shè)置較小、較短距離 的載線器，其不會(huì)在打印系統(tǒng)中帶來(lái)很大的振動(dòng)及拖曳。為了平衡載線 器5在打印系統(tǒng)上的效果，優(yōu)選地設(shè)置兩個(gè)載線器，在基礎(chǔ)框架l兩側(cè) 各一個(gè)。這些載線器均具有在驅(qū)動(dòng)托架組件3時(shí)需要考慮的效果。 打印動(dòng)作
以下描述如何實(shí)現(xiàn)打印循環(huán)。 首先，使設(shè)備就緒以進(jìn)行運(yùn)行
準(zhǔn)備所有數(shù)據(jù)，并方便地以正確順序從數(shù)據(jù)處理器到打印頭托架12 提供數(shù)據(jù)，且如果需要，為打印設(shè)備的具體偏差進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。
使墨供應(yīng)就緒，這意味著將全部墨水水平設(shè)至為最佳且需要的真空 及壓力值為正確的。
打印頭的溫度處于操作范圍內(nèi)。
如果需要，對(duì)打印頭的噴嘴板進(jìn)行清潔。
將托架組件3置于開(kāi)始位置，且打印頭載體處于第一打印行程的正 確橫向位置。
在接收件平臺(tái)4上設(shè)置接收件片。 打印
當(dāng)開(kāi)始實(shí)際打印時(shí)，通過(guò)位于打印頭托架12任一側(cè)的線性電機(jī)20 來(lái)使打印頭托架12加速。
當(dāng)線性電機(jī)20的定子21連接至帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的帶24時(shí)，反作用力
從定子21被傳遞至帶24并通過(guò)帶24到達(dá)基礎(chǔ)框架1上的電機(jī)23及帶 滑輪25，由此使得計(jì)量框架2相對(duì)而言不受加速的影響。
使用處于計(jì)量框架2兩側(cè)的磁編碼器系統(tǒng)10， 19來(lái)測(cè)量打印頭托 架12的位置。
取決于對(duì)磁編碼器系統(tǒng)10, 19的讀取，調(diào)整線性電機(jī)20的運(yùn)動(dòng)。 上述編碼器測(cè)量以及線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制形成整體電機(jī)系統(tǒng)的第一 伺服控制環(huán)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，例如可將線性電機(jī)20的行程距離限制為-4mm與 +4mm,由此限制線性電機(jī)的成本。為了避免線性電4幾到達(dá)行程的末端， 需要對(duì)定子21的位置進(jìn)行修正。
利用帶驅(qū)動(dòng)器23, 24， 25來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，由距離傳感器28來(lái)測(cè)量打印頭托架架體11與應(yīng) 用托架架體13之間的距離。
一旦測(cè)量值超過(guò)特定值，就將帶驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)23設(shè)定為運(yùn)動(dòng)，并 將應(yīng)用托架14設(shè)定為遵循打印頭托架12。
雖然進(jìn)行以上設(shè)置，但可以改變線性電機(jī)20的定子21的位置，且 線性電機(jī)20不會(huì)到達(dá)行程位置的端部。
盡管在優(yōu)選實(shí)施例中測(cè)量托架12與托架14之間的距離，但可以檢 測(cè)線性電機(jī)20的轉(zhuǎn)子22及定子21的相對(duì)位置以驅(qū)動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23。 例如可以利用磁編碼器IO來(lái)完成對(duì)定子21或應(yīng)用托架14的精確測(cè)量。
使用測(cè)量值來(lái)對(duì)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)23進(jìn)行控制。由此形成本驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)中的第二控制環(huán)。
由應(yīng)用托架14的加速產(chǎn)生的力也會(huì)類似地通過(guò)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的帶24 及驅(qū)動(dòng)滑輪25傳遞至基礎(chǔ)框架1。
當(dāng)托架組件3加速時(shí)，其將達(dá)到希望的打印速度。通過(guò)對(duì)線性電機(jī) 20的位置進(jìn)行快速調(diào)節(jié)來(lái)將打印頭托架12的速度保持恒定，該位置調(diào) 節(jié)抵消因驅(qū)動(dòng)帶24上的振動(dòng)(其還作用在線性電機(jī)20的定子21上) 而導(dǎo)致的位置改變?？稍谇胺交蚝蠓竭M(jìn)行上述調(diào)節(jié)。利用伺服控制環(huán) 26, 27來(lái)對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的整體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。
當(dāng)托架12處于打印速度時(shí)，其也將在接收件平臺(tái)4上達(dá)到希望打 印位置。
利用位于計(jì)量框架2任一側(cè)上的磁編碼器10來(lái)進(jìn)行上述感應(yīng)。
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的打印頭托架12的位置，數(shù)據(jù)被傳輸至打印頭及在第一 次掃描期間打印圖像的第 一細(xì)條。
在優(yōu)選實(shí)施例中，使用可利用uv燈硬化的墨水。為了使記錄墨滴
不會(huì)遷移，噴出的墨滴的外表面由安裝在應(yīng)用托架14上并跟隨打印頭 托架12的UV燈硬化。在第一次掃描結(jié)束時(shí)，托架組件3在最后的墨滴 沉積之后減速。
當(dāng)待打印的圖像的格式小于整個(gè)接收件平臺(tái)4或使用較小的接收件 時(shí)，托架組件3就不需要使用打印設(shè)備的總長(zhǎng)度。
在掃描結(jié)束時(shí)，取決于所選擇的利用疊瓦打印及/或隔行打印的記錄 方案，通常將打印頭保持器15布置在另一橫向位置。此時(shí)類似地在相 反方向上使托架組件3加速，且在正確的速度及時(shí)間點(diǎn)，利用下述UV 燈以使打印點(diǎn)不遷移后，通過(guò)打印頭來(lái)打印圖像的第二條。
如圖所示，優(yōu)選地在打印頭兩側(cè)設(shè)置UV燈以允許在掃描及反向掃 描期間進(jìn)行打印。如上所述，應(yīng)用托架14優(yōu)選地橋接打印頭托架。
如果僅需要單方向打印，則可以使用不對(duì)稱設(shè)置，但這種記錄方法 自然存在時(shí)間損失的問(wèn)題，因?yàn)榉聪驋呙钑?huì)花費(fèi)大量時(shí)間但不會(huì)進(jìn)行打 印。這會(huì)嚴(yán)重地影響產(chǎn)出量。
在第二次掃描之后，再次將打印頭保持器l5移動(dòng)至新的橫向位置 并進(jìn)行第三次掃描(第二次在向前方向)。
在可能的記錄方案中，完成總共八次掃描，由此記錄形成總圖像的 八個(gè)部分圖像，且通過(guò)凝固燈使其臨時(shí)不會(huì)遷移以對(duì)抗圖像贗像。
在打印期間，計(jì)量框架2及應(yīng)用托架14保持相對(duì)無(wú)振動(dòng)。
但是，托架組件3的加速及運(yùn)動(dòng)(可能約lm/sec的速度重約450Kg )
沒(méi)有振動(dòng)是不可能的。
如果有振動(dòng)可以識(shí)別振動(dòng)的數(shù)個(gè)成因。
因?yàn)橥屑芙M件3的相對(duì)快速加速，因?yàn)榧铀倭H作用在支撐端上， 托架12自身將略微折彎并將托架12設(shè)定為輕微振蕩。為了避免這些振 動(dòng)的影響，托架12需要具有較高的剛性，且其結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)包括(可通 過(guò)專用阻尼器實(shí)現(xiàn)的)阻尼效果，以確保在打印頭托架12到達(dá)打印位 置之前快速地減弱這些振動(dòng)。托架12的本征頻率應(yīng)當(dāng)至少在60Hz之 上，優(yōu)選為80Hz之上。
因?yàn)榭梢栽谧笥覂蓚?cè)移動(dòng)打印頭保持器l5,由于在左右兩側(cè)之間打印頭托架12的重量的不相同、變化及分布的原因，可能在計(jì)量框架2
的兩側(cè)產(chǎn)生力的不平衡。這將表現(xiàn)為帶24的不同的張力，要由線性電
機(jī)20產(chǎn)生更大的力等。
這會(huì)產(chǎn)生打印系統(tǒng)的歪斜形變，并將影響系統(tǒng)的特性。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在以lm/sec的速度進(jìn)行打印時(shí)，載線器5會(huì)引起具有約
60Hz頻率的一些振動(dòng)。
因?yàn)橹匦目赡芪挥谧饔迷谕屑苌霞铀倭Φ氖┘游恢弥禄蛑?，?br> 會(huì)產(chǎn)生作用在托架12, 14上的轉(zhuǎn)矩，由此導(dǎo)致振動(dòng)。
在打印期間，帶24在托架12, 14與帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23之間的長(zhǎng)度連
續(xù)改變，其中振動(dòng)特性可能會(huì)連續(xù)改變，由此導(dǎo)致振動(dòng)。
盡管計(jì)量框架2的剛性極高，會(huì)因托架組件3的較大重量導(dǎo)致產(chǎn)生
一些微小的折彎。上述折彎的量當(dāng)然取決于托架位置。
所有這些因素均會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的伺服系統(tǒng)26 ， 27的工作產(chǎn)生影響。 通常而言，可將伺服系統(tǒng)的功能或任務(wù)描述如下。 命令信號(hào)發(fā)送至伺服系統(tǒng)的"定位控制器"。定位控制器是存儲(chǔ)關(guān)
于各種工作(或任務(wù))的信息的裝置。對(duì)其進(jìn)行編程以激勵(lì)電機(jī)/負(fù)載，
即，改變速度/位置。信號(hào)然后通過(guò)進(jìn)入伺服控制或"放大"部分。伺服
控制獲取該低能量水平信號(hào)，并將能量增大(或放大)至合適水平以實(shí)
際引起伺服電機(jī)/負(fù)載的運(yùn)動(dòng)。必需將這些低能量水平信號(hào)進(jìn)行放大。需
要更高電壓水平以以合適的高速度使伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并需要高電流水平
提供轉(zhuǎn)矩以使更大的負(fù)載運(yùn)動(dòng)。
將上述能量從"能量供應(yīng)"供應(yīng)至伺服控制(放大器)。其還供應(yīng)
任何集成電路運(yùn)行所需的任意低水平電壓。
當(dāng)能量被供應(yīng)至伺服電機(jī)時(shí)，負(fù)載開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，速度及位置改變。 當(dāng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速計(jì)、解析器或編碼器檢測(cè)上述運(yùn)動(dòng)并提供"反
饋，，至控制器的信號(hào)。該"反饋，，信號(hào)告知定位控制器電機(jī)是否正在進(jìn)
行正確的任務(wù)。
定位控制器分析該反饋信號(hào)并判定負(fù)載是否由伺服電機(jī)正確地移 動(dòng)；如果判定為否，則控制器進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚＠?，假設(shè)命令信號(hào)是 以1000rpm來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因?yàn)槟承┰?，其?shí)際以900rpm旋轉(zhuǎn)。反饋 信號(hào)將告知控制器速度為900rpm?？刂破魅缓髮?000rpm的命令信號(hào) (希望速度)與900rpm的反饋信號(hào)(實(shí)際速度)進(jìn)行比較，并注意到
誤差?？刂破魅缓筝敵鲂盘?hào)以在伺服電機(jī)上施加更大電壓以增大速度直 至反饋信號(hào)等于命令信號(hào)，即，不存在誤差。因此，伺服系統(tǒng)涉及數(shù)個(gè) 裝置。其是用于控制一些物件(負(fù)載)的裝置的系統(tǒng)。可以任何方式(即， 位置、方向、速度)來(lái)控制受控(受調(diào)節(jié))的物件(負(fù)載)。只要使用 合適的反饋裝置(誤差檢測(cè)裝置)，就可以相關(guān)于基準(zhǔn)(命令信號(hào))來(lái) 控制速度或位置。比較反饋與命令信號(hào)，然后進(jìn)行修正。因此，對(duì)伺服 系統(tǒng)的定義是其由對(duì)負(fù)載的速度/位置進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的數(shù)個(gè)裝置構(gòu) 成。
但是，必需補(bǔ)償伺服系統(tǒng)以確保正確操作。其可以以至少兩個(gè)不同
才莫式進(jìn)行運(yùn)行
第一運(yùn)行模式，當(dāng)輸入命令改變時(shí)產(chǎn)生瞬態(tài)(也可被稱為動(dòng)態(tài)響應(yīng) 狀態(tài))。這使得電機(jī)/負(fù)載進(jìn)行加速/減速，即，改變速度。在該時(shí)段期 間，存在相關(guān)的
1) 電機(jī)/負(fù)載達(dá)到最終速度/位置所需時(shí)間(升高時(shí)間)，
2) 電機(jī)/負(fù)載停止所需時(shí)間，和
3) 可接受的特定量過(guò)沖。
當(dāng)電機(jī)/負(fù)載已經(jīng)到達(dá)最終速度時(shí)(即，連續(xù)運(yùn)行)產(chǎn)生運(yùn)行的第二 模式(穩(wěn)定狀態(tài))。在此時(shí)間期間，存在關(guān)聯(lián)以下精度(設(shè)備運(yùn)行的精 度如何)。這通常被稱為穩(wěn)態(tài)誤差。設(shè)備能夠以兩種不同模式運(yùn)行以應(yīng) 對(duì)設(shè)備性能所需的各種運(yùn)行。為了使設(shè)備運(yùn)行而不會(huì)過(guò)度過(guò)沖，在適當(dāng) 時(shí)段內(nèi)停止并具有最小穩(wěn)態(tài)誤差，可以調(diào)節(jié)或補(bǔ)償伺服系統(tǒng)。
補(bǔ)償涉及對(duì)伺服系統(tǒng)的增益及帶寬進(jìn)行調(diào)節(jié)(或調(diào)諧)。首先，順 序描述對(duì)這些術(shù)語(yǔ)的定義，然后描述其如何影響性能。增益是輸出與輸 入的比率。因此增益是對(duì)輸入信號(hào)的放大的測(cè)量。在伺服控制器中，增 益影響精度(即，電機(jī)實(shí)際的速度或位置與希望速度或位置的接近程 度)。高增益允許小的精確運(yùn)動(dòng)及設(shè)備將能夠制造精密部件。
帶寬以頻率表達(dá)或測(cè)量。在伺服系統(tǒng)中，帶寬是控制器/電機(jī)/設(shè)備 可進(jìn)行何種快速程度的響應(yīng)的測(cè)量。帶寬越寬，設(shè)備可越快地進(jìn)行響 應(yīng)。快速響應(yīng)將使得設(shè)備能夠快速反應(yīng)。但是，因?yàn)橐韵略蛐枰拗?帶寬
1)僅可處理如此大的能量的部件的限制。此外，增大的增益增加 了部件、成本及復(fù)雜性。
2)共振條件確定需要避免一些頻率。設(shè)備絕不能在共振點(diǎn)運(yùn)行， 否則將產(chǎn)生不穩(wěn)定及損壞。在如上述優(yōu)選實(shí)施例的打印設(shè)備中，這將迅 速引起圖像的可見(jiàn)干擾。
總而言之，通常通過(guò)對(duì)增益以及響應(yīng)的調(diào)整來(lái)對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償 (或"調(diào)諧")使得設(shè)備可滿意地運(yùn)行。
通過(guò)設(shè)定簡(jiǎn)單的低通濾波器可實(shí)現(xiàn)上述目的，但也存在更復(fù)雜的濾 波器。
一個(gè)示例例如是可以設(shè)定更多參數(shù)的四次方濾波器。
但是，因?yàn)樵O(shè)備的復(fù)雜性(在運(yùn)行期間特性連續(xù)改變)及對(duì)獲得高 產(chǎn)出量的需求，能夠?qū)⒃鲆婕皫捳迷O(shè)定為希望的值而不會(huì)過(guò)分損失 伺服控制的動(dòng)態(tài)特性，由此導(dǎo)致較低的性能及產(chǎn)出量。
在其中智能及數(shù)字濾波會(huì)使伺服控制參數(shù)適應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)特性的反 饋環(huán)中，利用具有特定補(bǔ)償智能的伺服控制以及自適應(yīng)數(shù)字濾波，可以 獲得好得多的控制。
對(duì)于優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)具有至少一個(gè)托架12并包括至少一個(gè)伺服
控制系統(tǒng)26的系統(tǒng)對(duì)打印頭保持器15的定位給予更佳的控制，其中伺 服控制系統(tǒng)26具備補(bǔ)償智能，其具體適應(yīng)于對(duì)定位系統(tǒng)的共振特性的 改變。
上述定位系統(tǒng)包括電機(jī)系統(tǒng)、導(dǎo)軌9、框架以及測(cè)量系統(tǒng)。 適應(yīng)性避免了諧振的產(chǎn)生，諧振將導(dǎo)致圖像贗像甚至導(dǎo)致打印設(shè)備 不能工作。
具有補(bǔ)償智能的系統(tǒng)優(yōu)選地包括具有至少 一個(gè)增益計(jì)劃特征的伺 服控制系統(tǒng)26 。伺服環(huán)26的增益需要控制并可以利用特定計(jì)劃管理。
因?yàn)轵?qū)動(dòng)線性電機(jī)系統(tǒng)用于自動(dòng)打印的方法包括驅(qū)動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)器 23, 24， 25，故優(yōu)選地控制系統(tǒng)包括前饋引導(dǎo)。這意味著在將第一電機(jī) 系統(tǒng)20設(shè)定為運(yùn)動(dòng)時(shí)第二電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)一皮啟動(dòng)以預(yù)見(jiàn)托架距離落在所 需值外時(shí)不可避免的啟動(dòng)。這意味著從控制系統(tǒng)27也接收主控制系統(tǒng) 26的目標(biāo)位置/速度，由此可以在主控制系統(tǒng)26的位置/速度產(chǎn)生之前已 經(jīng)致動(dòng)從驅(qū)動(dòng)器，即，從控制系統(tǒng)可預(yù)見(jiàn)主控制系統(tǒng)中的位移/速度誤 差。前饋控制可避免主控制環(huán)26中較大的位移/速度誤差，并可加寬整 個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的帶寬。
控制系統(tǒng)利用將打印頭托架12的位置考慮在內(nèi)的補(bǔ)償智能。這意 味著取決于打印頭托架12沿導(dǎo)軌9的位置并取決于打印頭保持器l5的
位置(在左右極限橫向位置之間)，對(duì)濾波進(jìn)行適應(yīng)。
優(yōu)選地，補(bǔ)償智能還將打印頭托架12的加速考慮在內(nèi)以獲得最佳
前饋引導(dǎo)。可以通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)來(lái)估計(jì)上述加速，但也可使用計(jì)
量框架2上的位置檢測(cè)系統(tǒng)10, 19來(lái)測(cè)量上述加速。
通常，控制系統(tǒng)中的托架是承載打印頭的打印頭托架。 根據(jù)本發(fā)明使用兩個(gè)電機(jī)系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)26的優(yōu)選實(shí)施例包括用
于控制兩個(gè)電機(jī)系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu)，其中第二伺服系統(tǒng)27分級(jí)從屬于第
一伺服系統(tǒng)26。
在優(yōu)選實(shí)施例中，上述系統(tǒng)包括第二伺服系統(tǒng)27，其中第一伺服系 統(tǒng)26包括線性電機(jī)20而第二伺服系統(tǒng)27包括帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一伺服系統(tǒng)26的電機(jī)的定子21被布置在第二 伺服系統(tǒng)27的帶驅(qū)動(dòng)器的帶24上。在上述實(shí)施例中，基礎(chǔ)為其上安裝 有應(yīng)用托架架體13的基礎(chǔ)。
為了具有希望的特性，第一伺服系統(tǒng)26是高精度定位系統(tǒng)而第二 伺服系統(tǒng)27是低精度定位系統(tǒng)。
取決于打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)，補(bǔ)償智能優(yōu)選地將載線器5的影響考慮在內(nèi)。
上述伺服控制環(huán)26， 27的主-從結(jié)構(gòu)僅是使用分級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)控制兩個(gè) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)26, 27的一個(gè)可行實(shí)施例，其中第 二伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分級(jí)從屬于第一伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在實(shí)施例中，上述系統(tǒng) 包括具有線性電機(jī)20的第一伺服系統(tǒng)以及具有帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的第二伺服 系統(tǒng)27。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一伺服系統(tǒng)的線性電機(jī)的靜止部分被安裝 在第二伺服系統(tǒng)的帶驅(qū)動(dòng)器的帶上。
圖5A及圖5B示出了可在上述實(shí)施例中使用的影響伺服系統(tǒng)工作的 部件
設(shè)備定位到其上的底板， 基礎(chǔ)框架1,
由減振器隔離位于基礎(chǔ)框架1上的計(jì)量框架2， 基礎(chǔ)框架1上的帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23， 用于驅(qū)動(dòng)應(yīng)用托架14的帶24， 應(yīng)用托架14及線性電機(jī)20的定子21, 具有線性電機(jī)20的連接轉(zhuǎn)子的打印頭托架12，
檢測(cè)打印頭托架12的位置的位置傳感器10， 19， 指示打印頭托架12 (+線性轉(zhuǎn)子)與應(yīng)用托架14 (+線性定子)的 相對(duì)位置的距離傳感器28。
圖6A給出了相同系統(tǒng)的等同動(dòng)態(tài)模型。
該才莫型4義示出了打印驅(qū)動(dòng)一側(cè)，因此可以加倍。每個(gè)部件均凈皮表示 為質(zhì)量，而質(zhì)量之間的相互作用被表示為在質(zhì)量之間起彈簧作用的分量 以及起阻尼器作用的平行分量。
使用小腳部將基礎(chǔ)框架l放置在底板上，甚至這些腳部也具有決定 底板與基礎(chǔ)框架1之間相互作用的參數(shù)。作為本發(fā)明的結(jié)果基礎(chǔ)框架1 與計(jì)量框架2之間的振動(dòng)隔離器賦予兩者之間的相互作用參數(shù)。
另一方面，從電機(jī)23的力在基礎(chǔ)框架1與帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23的被設(shè)定 為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量之間起作用。帶24自身利用線性電機(jī)20的定子21 來(lái)決定電機(jī)23的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與應(yīng)用托架14的質(zhì)量之間的相互作用。
線性電機(jī)20的力作用在應(yīng)用托架14的質(zhì)量與打印頭托架12的質(zhì) 量之間。測(cè)量裝置28對(duì)應(yīng)用托架14的質(zhì)量相對(duì)于打印頭托架12的質(zhì) 量的位置(距離傳感器)以及打印頭托架12的質(zhì)量相對(duì)于計(jì)量框架2 的質(zhì)量的位置(磁編碼器系統(tǒng)IO, 19)進(jìn)行測(cè)量。
因?yàn)橹亓糠植家约皫?4在電機(jī)23與托架14之間長(zhǎng)度的變化，可 以改變?nèi)康膮?shù)。
因?yàn)榇蛴☆^保持器15的橫向運(yùn)動(dòng)，作用在一側(cè)的打印頭托架12的 質(zhì)量也可改變。
載線器5的影響并未被上述模型包含內(nèi)，但如果需要也可包含。 如上所述，上述模型僅給出打印設(shè)備一側(cè)的部件，而在設(shè)備的兩側(cè) 設(shè)置自適應(yīng)數(shù)字濾波裝置。
可為另一側(cè)增加第二模型，其中框架的質(zhì)量可以共用。 在圖6B中示出集成伺服控制系統(tǒng)，其可被設(shè)置使得其中全部測(cè)量 均作為輸入而自適應(yīng)數(shù)字濾波器基于在打印設(shè)備兩側(cè)的測(cè)量進(jìn)行濾 波。提供單個(gè)帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23,且在計(jì)量框架2的兩側(cè)的滑輪25由萬(wàn)向
軸連接。
因其特性的原因，該系統(tǒng)具有共振及抗共振點(diǎn)，但其因特性的改變 而在頻率及幅值方面改變。雖然濾波技術(shù)使用可以是移動(dòng)陷波濾波器模 式，但需要復(fù)雜的多的數(shù)字濾波技術(shù)。
數(shù)字濾波裝置的目的在于在希望的頻率范圍上調(diào)節(jié)增益并從測(cè)量
信號(hào)及反饋環(huán)中過(guò)濾掉特定的頻率。在運(yùn)行期間濾波還可適于框架1, 2
期望的反作用或動(dòng)態(tài)性能。
甚至可以研發(fā)出其中數(shù)字濾波系統(tǒng)具有"自調(diào)諧功能"(其中濾波 自我調(diào)節(jié)以為具體設(shè)置甚至為打印設(shè)備影響動(dòng)態(tài)性能的小的設(shè)計(jì)變更 獲得理想的參數(shù))的系統(tǒng)。
優(yōu)選地，通過(guò)適應(yīng)有利的機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)避免干擾共振現(xiàn)象的產(chǎn) 生，由此能夠避免對(duì)復(fù)雜濾波技術(shù)的需求。
系統(tǒng)中的前饋補(bǔ)償了帶的彈性。當(dāng)啟動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)器23，因?yàn)槭┘拥牧?的原因，帶24延長(zhǎng)約1.5mm，且具有線性定子21的應(yīng)用托架14將在 帶驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)23啟動(dòng)之后開(kāi)始略微運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)平順運(yùn)行，應(yīng)當(dāng) 預(yù)先啟動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)器23， 24, 25,由此線性電機(jī)20以正確的速度在正確 的時(shí)間運(yùn)動(dòng)?？梢岳斫猓?yàn)橥屑?4與電機(jī)23之間的帶長(zhǎng)也不相同， 故前饋對(duì)于掃描及反向掃描運(yùn)動(dòng)不同。
與前饋類似，當(dāng)使托架14停止時(shí)，需要考慮帶24張緊的解除以及 帶部分的相應(yīng)縮短?？梢暂^早的停止帶驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)動(dòng)。
如上所述，在帶驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)之后，通過(guò)線性電機(jī)20對(duì)打印頭托架 12進(jìn)行加速。這意味著線性電機(jī)20需要能夠相當(dāng)快地對(duì)打印頭托架12 的全部重量進(jìn)行加速，而帶驅(qū)動(dòng)器僅對(duì)應(yīng)用托架14進(jìn)行加速。
這意味著高精度線性電機(jī)2 0將極大，由此更加昂貴笨重。
如果使用其中應(yīng)用托架14將打印頭托架12推動(dòng)至運(yùn)行速度的結(jié) 構(gòu)，則可以設(shè)置替代結(jié)構(gòu)。
在掃描開(kāi)始時(shí)，首先啟動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)器23， 24， 25，并允許后側(cè)應(yīng)用托 架14以受控方式與打印頭托架12發(fā)生接觸。然后，通過(guò)帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)23 可以對(duì)托架12, 14兩者的質(zhì)量的組合進(jìn)4亍加速。 一旦處于運(yùn)4亍速度， 則線性電機(jī)20僅需提供很小的加速以將打印頭托架12從應(yīng)用托架14 分離以實(shí)現(xiàn)上述正常打印運(yùn)行。
在加速期間，在打印之后，可以將打印頭托架12引至應(yīng)用托架14 的前側(cè)，且?guī)?qū)動(dòng)電機(jī)23可提供托架12, 14兩者的減速且不會(huì)涉及線 性電機(jī)直至托架組件3停止。然后，通過(guò)帶驅(qū)動(dòng)器23， 24， 25使托架 組件3再次在相反方向上加速，由此也將打印頭托架12推動(dòng)至運(yùn)4亍速 度。線性電機(jī)20然后可再次使打印頭托架12從應(yīng)用托架14脫離并可
開(kāi)始打印。這將允許小功率、更輕、更廉價(jià)的線性電機(jī)20進(jìn)一步減小 托架組件3的重量。
上述操作優(yōu)選地包括使用伺服控制，其具有不同的運(yùn)行模式，其中 參數(shù)被設(shè)定至加速/平穩(wěn)狀態(tài)/減速情況。
已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，現(xiàn)在對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員清 楚的是不脫離所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明的范圍，可以對(duì)其進(jìn)行各種改 變。
標(biāo)號(hào)
1基礎(chǔ)框架 2計(jì)量框架 3托架組件 4接收件平臺(tái) 5載線器
6基礎(chǔ)框架的側(cè)梁
7基礎(chǔ)框架的橫梁
8振動(dòng)隔離器
9導(dǎo)軌或?qū)б龣C(jī)構(gòu)
10磁編碼器
11打印頭托架的架體
12打印頭托架
13應(yīng)用托架的架體
14應(yīng)用托架
15打印頭保持器
16側(cè)向運(yùn)動(dòng)才幾構(gòu)
17側(cè)向運(yùn)動(dòng)才幾構(gòu)的電枳』
18滑動(dòng)導(dǎo)軌
19磁頭傳感器
20線性電機(jī)(第一電機(jī)系統(tǒng))
21線性電機(jī)的定子
22線性電機(jī)的轉(zhuǎn)子
23帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)
24帶
25滑輪
26第一飼服環(huán)
27第二飼服環(huán)
28距離傳感器系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，用于相對(duì)于接收件移動(dòng)數(shù)字打印機(jī)中的打印頭托架(12)，所述系統(tǒng)包括第一電機(jī)系統(tǒng)，用于在打印期間引起所述打印頭托架(12)在第一方向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以及第二電機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電機(jī)系統(tǒng)用于引起所述第一電機(jī)系統(tǒng)以及所述打印頭托架(12)在第二方向上的第二相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一及第二運(yùn)動(dòng)的和為所述打印頭托架(12)在所述接收件上的平 移運(yùn)動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述第二運(yùn)動(dòng)為所述 打印頭托架(12)在所述接收件上的平移運(yùn)動(dòng)。
4. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述第一與所述第 二方向相同。
5. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，由在分級(jí)控制中連 接的伺服系統(tǒng)(26, 27)來(lái)控制所述電機(jī)系統(tǒng)的所述運(yùn)動(dòng)。
6. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述第二電機(jī)系統(tǒng) 為帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。
7. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電機(jī)系統(tǒng) 為線性電機(jī)系統(tǒng)(20)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第二電機(jī)為用于使所 述線性電機(jī)系統(tǒng)(20)的所述定子運(yùn)動(dòng)的帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)(23, 24, 25 )。
9. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電機(jī)系統(tǒng) 具有在+4mm與-4 mm之間的行程位移。
10. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電機(jī)系統(tǒng) 的定位精度高于所述第二電機(jī)系統(tǒng)的精度。
11. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)額外電機(jī) 系統(tǒng)，用于至少在第三方向上引起所述打印頭托架(12)的一部分的運(yùn)動(dòng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第三方向至少與所 述第一方向或所述第二方向垂直。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中，所述額外電機(jī)系統(tǒng) 其中至少一者是電動(dòng)線性電機(jī)系統(tǒng)。
全文摘要
提供了一種打印頭定位系統(tǒng)，其中使用安裝在低分辨率長(zhǎng)行程電機(jī)系統(tǒng)上的具有高分辨率短行程電機(jī)系統(tǒng)的混合動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)托架的定位。通過(guò)使用具有高分辨率線性電機(jī)的組合的實(shí)施例，定子安裝在低分辨率長(zhǎng)行程帶驅(qū)動(dòng)器上?？梢詫?shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離上的高精度。由此允許實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、大型、高精度定位系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B41J29/38GK101171140SQ200680015901
公開(kāi)日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者A·-J·貝爾特曼, A·布拉爾斯, B·弗林登, B·弗霍斯特, M·范卡爾姆索特, W·范德溫克爾 申請(qǐng)人:愛(ài)克發(fā)印藝公司