CN100560379C - 旋转转矩调整装置、墨带输送装置及打印机 - Google Patents
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Abstract
一种旋转转矩调整装置,具有旋转轴(41)、固定于旋转轴(41)上并与旋转轴(41)一体旋转的卷取卷轴用卡合部(12A),其能够调整卷取卷轴用卡合部(12A)的旋转转矩,其具有:多个相对所述旋转轴(41)旋转自如地安装的离合器盘(53A及53B);用于驱动离合器盘(53A及53B)的驱动部;按以规定的压力夹住离合器盘(53A及53B)两面的方式安装于旋转轴(41)上并与所述旋转轴(41)一体旋转的夹持部件(51A、51B及51C);以及用于选择应从所述驱动部传递驱动力的规定的离合器盘(53A及53B)的驱动力传递部,其中通过由所述驱动力传递部改变传递所述驱动部的旋转力的离合器盘(53A及53B),使卷取卷轴用卡合部(12A)的旋转转矩变化。
Description
技术领域
本发明涉及传递驱动部的驱动力时能够调整旋转转矩的旋转转矩调整装置、将该旋转转矩调整装置用于墨带输送的墨带输送装置以及使用该墨带输送装置的打印机。
背景技术
在使用墨带的打印机中,在印刷时若墨带松弛则在该墨带上产生褶皱,从而造成印刷不良。因此,通常对由供给卷轴传送出的墨带赋予后张力,以防止墨带的松弛。
此外,在卷取卷轴侧,也考虑所述后张力而调整卷取力。而且,为使供给卷轴和卷取卷轴之间的带张力(リボンテンシヨン)恒定而进行研究。
该带张力的赋予用多种方法来实施,主要有以下方法,在各卷轴上具有使用转矩离合器或转矩限制器等的制动机构的方法、以及使用例如板弹簧这样的弹性部件等的方法。
然而,当由于印刷而使被卷绕在供给卷轴上的墨带的卷径或被卷取在卷取卷轴上的墨带的卷径逐渐改变时,会使作用在卷轴上的转矩发生变化。因此,为了始终将恒定的带张力赋予墨带而提出了各种技术方案。
例如特开2002-234241号公报公开了如下技术,采用由夹持部件的夹持压力来确定驱动卷取卷轴的轴的旋转转矩的结构,通过使拧合在轴上的弹簧压缩齿轮旋转来改变对于夹持部件的弹簧的作用力,从而能够与墨带的卷径对应地调整所述旋转转矩。
此外,如特开平6-316139号公报公开了如下方法,对与卷取卷轴及供给卷轴的旋转对应地产生的脉冲数进行计数,并运算与墨带的卷径对应的实现电机转矩及转速的电机电压,而控制电机。
然而,在所述的特开2002-234241号公报的技术中,在每次调整时必须使弹簧压缩齿轮旋转来进行设定,从而存在其动作需要长时间的问题。
此外,在特开平6-316139号公报的技术中存在如下问题,其控制复杂,并且产生伴随机体差的机构系统的误差,从而有可能损害墨带的走行稳定性。
发明内容
因此,本发明要解决的课题在于,能够以低成本得到稳定的转矩。
为此,本发明通过以下解决手段来解决上述课题。
即,本发明提供一种旋转转矩调整装置,其具有旋转轴、以及固定于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转的旋转部件,其能够调整所述旋转部件的旋转转矩,其特征在于,具有:多个离合器盘,其相对于所述旋转轴旋转自如地安装;驱动部,其用于驱动所述离合器盘;夹持部件,其按照以规定的压力夹住所述离合器盘的两面的方式安装于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转;以及驱动力传递部,其用于选择应从所述驱动部传递驱动力的规定的所述离合器盘,其中,通过由所述驱动力传递部选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘而使所述旋转部件的旋转转矩变化。
在上述发明中,虽然通过从驱动部传递驱动力而使旋转部件旋转,但利用驱动力传递部选择离合器盘来传递驱动力。
因此,通过选择应传递驱动力的离合器盘,能够得到多种旋转转矩。
附图说明
图1是表示本实施例的打印机的外观立体图;
图2是表示将打印机的盖部打开的状态的外观立体图;
图3是表示本实施例的墨带输送装置的立体图;
图4是表示墨带输送装置的正面图;
图5是表示墨带输送装置的平面图;
图6是从正面侧看到的墨带输送装置中的转矩限制器的剖面图;
图7是将由卷取卷轴得到的墨带的卷径与带张力的关系作成图表来表示的图。
具体实施方式
在以下的实施例中,作为旋转轴设有旋转轴41,作为旋转部件设有卷取卷轴用卡合部12A,作为驱动部设有电机21,作为离合器盘设有离合器盘53(53A及53B),作为夹持部件设有夹持部件51(51A~51C),作为驱动力传递部设有蜗杆22、蜗轮24、齿轮25、太阳齿轮27、摆(振り子)29、行星齿轮30A及30B、行星齿轮32、惰轮34、齿轮52A及52B。
下面,参照附图等说明本发明的实施例。
另外,本发明的旋转转矩调整装置适于墨带输送装置,该墨带输送装置安装于打印机上。
图1是表示本实施例的打印机1的外观立体图。打印机1具有箱体部2、和安装于箱体部2前面的盖部(ドア部)3。此外,在箱体部2的前面侧设有电源开关4。此外,在盖部3上安装有盖面板5,在其前面设有具有各种开关的操作面板6、以及用于显示各种消息的液晶面板7。此外,在盖部3的下端部安装有具有排纸口8的排纸盘9。
图2是表示将打印机1的盖部3打开的状态的外观立体图,是将墨带14以及设于其两侧的卷取卷轴15及供给卷轴16取出而图示的图。
在盖部3的背面侧安装有热敏头10。此外,在箱体部2内,当关闭盖部3时在与热敏头10相对的位置上配置有压纸滚筒11。另外,图中未图示,但在压纸滚筒11的附近设有用于输送滚筒纸的夹紧辊和压紧辊。
此外,在箱体部2的内部,在压纸滚筒11的上方设有用于与卷取卷轴15卡合的卷取卷轴用卡合部12(12A、12B)。此外,在压纸滚筒11的下方设有用于与供给卷轴16卡合的供给卷轴用卡合部13(13A、13B)。而且,当卷取卷轴15与卷取卷轴用卡合部12卡合并且供给卷轴16与供给卷轴用卡合部13卡合时,卷取卷轴15和供给卷轴16与压纸滚筒11平行且自如旋转地安装。而且,墨带14被配置成在压纸滚筒11上通过。在关闭盖部3时,墨带14被配置在压纸滚筒11和热敏头10之间。
图3是表示本实施例的墨带输送装置20的立体图。图4是表示墨带输送装置20的正面图,图5是表示墨带输送装置20的平面图。此外,图6是从正面侧看到的墨带输送装置20中的转矩限制器50的剖面图。
在图3~图5中,电机21是作为墨带输送装置20的驱动部的装置,在其旋转轴21a上固定有蜗杆(齿轮)22。此外,在蜗杆22的附近设有旋转自如地被支承的支承轴23,在该支承轴23的上方侧固定有与蜗杆22啮合的蜗轮(斜齿轮)24。此外,在支承轴23的下方侧与蜗轮24同轴固定有齿轮25。
此外,在支承轴23的附近设有旋转自如地被支承的支承轴26。而且,在该支承轴26上安装有与齿轮25啮合的太阳齿轮27。此外,在支承轴26上可旋转地安装有摆29。
此外,在摆29的端部分别设有支承轴28及31。在支承轴28上,在上下方向两段旋转自如地安装有行星齿轮30A及30B。此外,行星齿轮30A及30B与太阳齿轮27啮合。
此外,在支承轴31上旋转自如地安装有行星齿轮32。此外,该行星齿轮32与太阳齿轮27啮合。
此外,在上述的摆29的更右侧设有转矩限制器50。在转矩限制器50上分上下两段设有两个齿轮52A及52B。
而且,设有与上侧齿轮52A旋转自如地啮合(未与齿轮52B啮合)的惰轮34。该惰轮34由支承轴33旋转自如地支承。
另外,惰轮34与电机21的正倒转无关,是为了使齿轮52A及52B的旋转方向为一个方向而设置的。
而且,当摆29以支承轴26为支点绕图5中顺时针旋转时,行星齿轮32与惰轮34啮合。此外,当摆29以支承轴26为支点绕图5中逆时针旋转时,两段行星齿轮30A及30B分别与齿轮52A及52B啮合。
其次,说明扭矩限制器50的结构。
图6中,在旋转轴41的下端部固定有上述的卷取卷轴用卡合部12A。因此,旋转轴41与卷取卷轴用卡合部12A一体地旋转。此外,在该旋转轴41上从图6中上侧开始依次安装有夹持部件51A、离合器盘53A、夹持部件51B、离合器盘53B及夹持部件51C,使它们依次重叠。
另外,旋转轴41的横剖面构成D截面形状。而且,夹持部件51A~51C的各轴孔构成与D截面形状嵌合的D截面形状。由此,当夹持部件51A~51C插入旋转轴41时,与旋转轴41一体地旋转,并且仅在旋转轴41的轴向移动自如地安装。
此外,离合器盘53A及53B的旋转孔为圆形,以旋转轴41为支点旋转自如并且在旋转轴41的轴向移动自如地安装。
此外,在离合器盘53A的外周面形成有上述的齿轮52A。同样,在离合器盘53B的外周面形成有上述的齿轮52B。
此外,在离合器盘53A的两面粘贴有作为摩擦部件的毡垫54A。毡垫54A是用于在夹持部件51A和离合器盘53A之间、及离合器盘53A和夹持部件51B之间产生规定的摩擦力的部件,特别是在本实施例中,其形成环状(圈饼状)。此外,毡垫54A形成为与夹持部件51A和离合器盘53A、及离合器盘53A和夹持部件51B的外周侧分别接触的大小。
此外,在离合器盘53B的两面粘贴有与上述毡垫54A同材质(摩擦系数相同)的毡垫54B。该毡垫54B与上述毡垫54A同样地形成环状,但与毡垫54A不同,形成为与夹持部件51B和离合器盘53B、离合器盘53B和夹持部件51C的内周侧分别接触的大小。
此外,在图6中的旋转轴41的上方设有插入旋转轴41的作为加力部件的(压缩圈)弹簧42。弹簧42在图6中,其下端部与夹持部件51A接触,上端部与固定于旋转轴41上的固定部件43接触。另一方面,由于夹持部件51C利用旋转轴41的台阶部41A而滞留在该位置,因此弹簧42将夹持部件51A~51C、以及离合器盘53A及53B向图6中下方向(旋转轴41的轴向)按压。
因此,当使离合器盘53A及53B旋转时,在作用于旋转轴41上的负载为低负载时,由于毡垫54A而不会在夹持部件51A和离合器盘53A之间、及离合器盘53A和夹持部件51B之间产生滑移,使离合器盘53A与夹持部件51A及51B一体地旋转。同样,由于毡垫54B而不会在夹持部件51B和离合器盘53B之间、及离合器盘53B和夹持部件51C之间产生滑移,使离合器盘53B与夹持部件51B及51C一体地旋转。伴随此,由于使旋转轴41一体旋转,因此,使卷取卷轴用卡合部12A(进而卷取卷轴15)旋转。
此外,当作用在旋转轴41上的负载增大时,在夹持部件51A及51B与离合器盘53A之间、及夹持部件51B及51C与离合器盘53B之间产生滑移(相对移动),从而只有离合器盘53A及53B旋转。
在上述结构中,当从例如电气接点侧看使电机21正转(CW)时,蜗轮24及齿轮25绕图5中逆时针旋转。其结果,太阳齿轮27绕图5中顺时针旋转,并且,摆29绕顺时针旋转而移动到行星齿轮32和惰轮34啮合的位置(第一位置)。而且,行星齿轮32绕逆时针旋转,惰轮34绕顺时针旋转,齿轮52A(离合器盘53A)绕逆时针旋转。由此,旋转轴41即卷取卷轴用卡合部12A绕逆时针(CCW)旋转。
另一方面,当从电气接点看使电机21倒转(CCW)时,蜗轮24及齿轮25绕图5中顺时针旋转。其结果,太阳齿轮27绕图5中逆时针旋转,并且,摆29绕逆时针旋转而移动到行星齿轮30A及30B分别与齿轮52A及52B啮合的位置(第二位置)。
而且,行星齿轮30A及30B绕顺时针旋转,齿轮52A(离合器盘53A)及齿轮52B(离合器盘53B)绕逆时针旋转。由此,旋转轴41即卷取卷轴用卡合部12A绕逆时针(CCV)旋转。
此外,在上述情况中,当从电气接点侧看电机21正转时,由于惰轮34和齿轮52A(离合器盘53A)啮合,因此,通过设于离合器盘53A两面的毡垫54A的摩擦力而使夹持部件51A及51B跟随,其结果,离合器盘53B、夹持部件51C、旋转轴41及卷取卷轴用卡合部12A成为一体而进行旋转。
与此相对,当从电气接点侧看电机21倒转时,由于行星齿轮30A及30B与齿轮52A及52B啮合,因此,通过离合器盘53A及53B、以及设于其间的毡垫54A及54B的摩擦力而使夹持部件51A~51C跟随,其结果,旋转轴41及卷取卷轴用卡合部12A成为一体而进行旋转。
因此,作用在转矩限制器50上的摩擦力在使电机21倒转时与使电机21正转时相比,仅增加由离合器盘53B和夹持部件51B及51C之间的毡垫54B得到的摩擦力的量。即,卷取卷轴15的旋转转矩也相应地增加。
而且,上述那样的电机21的旋转方向的切换与墨带14的卷径对应地进行。
图7是将由卷取卷轴15得到的墨带14的卷径和带张力的关系作成图表来表示的图。图中,横轴表示从初始值S到最大卷径E时的状态,纵轴表示带张力(g)。
图7中,直线61表示齿轮52A与惰轮34啮合而仅向离合器盘53A传递驱动力的情况,直线62表示齿轮52A及52B与行星齿轮30A及30B啮合,而向离合器盘53A及53B双方传递驱动力的情况。
如图7所示,在仅向离合器盘53A传递驱动力的情况下,初始值S(开始卷绕)的带张力为600g,随墨带14的卷径增大而带张力减小。另外,在本实施例中具有如下特性,设定为随着使用卷径成为约2倍,且在卷绕结束时刻E减小到300g的带张力。
同样,具有如下特性,在向离合器盘53A及53B双方传递驱动力的情况下,初始值S的带张力为900g,随墨带14的卷径增大而带张力减小,在卷绕结束时刻E减小到450g的张力。
此外,在本实施例中,如上所述,对于粘贴于离合器盘53A上的毡垫54A与粘贴于离合器盘53B上的毡垫54B,使其内径及外径不同。而且,形成为图7中为直线62表示直线61的1.5倍的张力的特性。另外,决定离合器盘53A、53B的摩擦力的要素为毡垫54A、54B的形状、材质及粘贴位置等,只要根据设计条件适当选择即可。
另一方面,在本实施例的打印机1中,用于维持良好的印刷质量的带张力的容许范围如图7所示为400~600g。因此,只要如下地控制即可,即从初始值S时刻到成为容许范围下限的400g的行进比例为2/3的时刻为止仅由离合器盘53A进行驱动,之后,直到卷绕结束的时刻E为止切换为由离合器盘53A及54B双方进行驱动,即,直到行进比例为2/3时为止使电机21正转,而从行进比例为2/3开始使电机21倒转。由此,可将带张力维持在容许范围内。
此外,检测墨带14的卷径的方法(卷径检测装置)未图示,但可以列举出各种方法。例如可以列举出在卷绕于卷取卷轴15上的墨带14的最外周直接滑接部件来进行机械检测的方法、或基于分别从设于供给卷轴16侧和卷取卷轴15侧的旋转检测传感器输出的FG脉冲进行计算来推测卷径的方法等。
这样,由于只要基于卷径检测结果改变电机21的旋转方向就能够使由于墨带14的卷径而变动的带张力始终维持在容许范围内,因此,可始终得到稳定的印刷质量。
此外,所需要的带张力可通过离合器盘53A及53B的规格、毡垫54A及54B的大小及摩擦力、弹簧42的作用力等任意进行调整。
此外,在上述结构中,由于仅使作为驱动源的电机21反向旋转,就可瞬时地改变旋转转矩的设定,并且,电机21与离合器盘53A及53B的切换和卷取卷轴15的驱动相关构成其共同的驱动源,因此结构简单,从而能够谋求制造成本的消减、可靠性的提高及装置的小型化等。
此外,上述结构由于不是按每套墨带盒来设置机构,故可顾及到从制造到废弃的成本及环境问题。
以上对本发明的实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,例如可进行以下这样的各种变形等。
(1)在本实施例中,基于墨带14卷径的检测结果使摆29位移,改变传递驱动力的离合器盘53的数量而得到所希望的旋转转矩。但不限于此,也可以在多个离合器盘53中区分53A和53B来改变旋转转矩。
(2)虽然在本实施例中对于离合器盘53及其外部的旋转驱动系统的驱动力传递机构使用了齿轮,但不限于此,只要是橡胶辊等可利用规定的摩擦力传递驱动力的机构,任意机构都可。
(3)此外,离合器盘53的片数可任意设定。例如在本实施例中,在卷取过程中改变了一次带张力,但例如也可以使离合器盘53的片数更多,2次、3次..更细地改变带张力。
(4)在本实施例中,使毡垫54A和54B的粘贴位置(面积)不同。但不限于此,例如也可以使粘贴位置(面积)相同。此外,也可以使毡垫54A和54B的摩擦系数不同。
根据上述发明,通过选择应传递驱动力的离合器盘而能够使旋转部件的旋转转矩变化。因此,即使旋转部件的负载变化,也能够将旋转转矩控制在规定的范围内。
Claims (10)
1、一种旋转转矩调整装置,其具有旋转轴、以及固定于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转的旋转部件,所述旋转转矩调整装置能够调整所述旋转部件的旋转转矩,
所述旋转转矩调整装置具有:
多个离合器盘,其相对于所述旋转轴旋转自如地安装;
驱动部,其用于驱动所述离合器盘;
夹持部件,其按照以规定的压力夹住所述离合器盘的两面的方式安装于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转;以及
驱动力传递部,其用于选择应从所述驱动部传递驱动力的任何的所述离合器盘,
其中,通过由所述驱动力传递部选择传递所述驱动部的旋转力的所述离合器盘而使所述旋转部件的旋转转矩变化,其特征在于,
所述驱动力传递部,通过采取向多个所述离合器盘中的至少一个所述离合器盘传递驱动力的方式,来选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘。
2、如权利要求1所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,
所述夹持部件在所述旋转轴方向上移动自如地安装,
其具有用于在所述旋转轴方向上按压所述夹持部件,而使所述夹持部件以所述规定的压力夹住所述离合器盘的加力部件。
3、如权利要求1所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,
在所述离合器盘的外周形成有齿轮,
所述驱动力传递部与所述离合器盘的齿轮啮合,并且,能够与所述驱动部的旋转方向对应地位于第一位置和与所述第一位置不同的第二位置,
通过与所述第一位置或所述第二位置对应地使啮合的所述离合器盘的齿轮不同,来选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘。
4、如权利要求1所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,在所述夹持部件和所述离合器盘之间设有摩擦部件,利用所述摩擦部件的摩擦力将所述离合器盘的驱动力传递给所述夹持部件。
5、如权利要求4所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,设于任意一个所述夹持部件和任意一个所述离合器盘之间的第一摩擦部件、与设于另一个所述夹持部件和另一个所述离合器盘之间的第二摩擦部件,其接触面积不同。
6、如权利要求4所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,设于任意一个所述夹持部件和任意一个所述离合器盘之间的第一摩擦部件、与设于另一个所述夹持部件和另一个所述离合器盘之间的第二摩擦部件,其距离旋转中心的半径方向的安装位置不同。
7、如权利要求4所述的旋转转矩调整装置,其特征在于,设于任意一个所述夹持部件和任意一个所述离合器盘之间的第一摩擦部件、与设于另一个所述夹持部件和另一个所述离合器盘之间的第二摩擦部件,其摩擦系数不同。
8、一种墨带输送装置,具有供给墨带的供给卷轴、以及与旋转轴连结并与所述旋转轴一体地旋转而卷取墨带的卷取卷轴,所述墨带输送装置能够调整所述卷取卷轴的旋转转矩,
所述墨带输送装置具有:
多个离合器盘,其相对于所述旋转轴旋转自如地安装;
夹持部件,其按照以规定的压力夹住所述离合器盘的两面的方式安装于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转;
驱动部,其用于驱动所述离合器盘;以及
驱动力传递部,其用于选择应从所述驱动部传递驱动力的任何的所述离合器盘,
其中,通过由所述驱动力传递部选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘从而使所述卷取卷轴的旋转转矩变化,其特征在于,
所述驱动力传递部,通过采取向多个所述离合器盘中的至少一个所述离合器盘传递驱动力的方式,来选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘。
9、如权利要求8所述的墨带输送装置,其特征在于,
具有检测卷取在所述卷取卷轴上的墨带的卷径是否达到规定值的卷径检测装置,
所述驱动力传递部在由所述卷径检测装置判断为墨带的卷径达到规定值时,所述驱动力传递部选择传递驱动力的所述离合器盘。
10、一种打印机,具有墨带输送装置,该墨带输送装置具备将用于印刷的墨带供给头侧的供给卷轴、以及与旋转轴连结并与所述旋转轴一体地旋转而卷取墨带的卷取卷轴,所述墨带输送装置能够调整所述卷取卷轴的旋转转矩,
所述墨带输送装置,具有:多个离合器盘,其相对于所述旋转轴旋转自如地安装;
夹持部件,其按照以规定的压力夹住所述离合器盘的两面的方式安装于所述旋转轴上并与所述旋转轴一体地旋转;
驱动部,其用于驱动所述离合器盘;以及
驱动力传递部,其用于选择应从所述驱动部传递驱动力的任何的所述离合器盘,
其中,通过由所述驱动力传递部选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘而使所述卷取卷轴的旋转转矩变化,其特征在于,
所述驱动力传递部,通过采取向多个所述离合器盘中的至少一个所述离合器盘传递驱动力的方式,来选择传递所述驱动部的驱动力的所述离合器盘。
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