JP2767437B2

JP2767437B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP2767437B2
Application number: JP63249633A
Authority: JP
Inventors: 雅則金子
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JPH0295876A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プリンタやファクシミリなどの記録装置で
あって、１つのモータ出力をクラッチを用いて切り換え
ることにより複数の動作手段を駆動するよう構成した記
録装置に関する。

〔従来の技術〕

記録装置においては、１つのモータ出力でクラッチを
用いて複数（例えば２つ）の動作手段を切り換え駆動す
る場合、前記モータで駆動されるギヤと移動可能なクラ
ッチ可動体の外周とを常時噛み合わせておき、クラッチ
ソレノイドなどの切り換え動力源で前記クラッチ可動体
をその両側に設けた２つのクラッチ出力部のいずれかに
選択的に動力伝達可能に係合させるような構造が採用さ
れる。

前記クラッチ本体と前記クラッチ出力部との係合は、
通常、着脱自在のセレーション係合またはギヤ噛み合い
によって行われる。

また、前記２つの動作手段としては、例えば、シート
送りロータの回動（副走査）とキャリッジの移動（主走
査）とを挙げることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来のこの種の記録装置のクラッチ機構にあ
っては、クラッチ切り換え時の動力伝達部の係合すなわ
ち前記クラッチ本体と前記クラッチ出力部とのスプライ
ン等の凸凹（歯形）の係合が必ずしも確実に行われず、
１時的に山と山とが乗り上げてすべりが生じるなどして
動力伝達が不正確になり誤動作や早期磨滅の原因になる
などの問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決でき、ク
ラッチのトルク伝達部のセレーション等の噛み合いを確
実に行わせることができ、動力伝達時のすべりを防止し
うる駆動力伝達手段を備えた記録装置を提供することで
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、１つのモータ出
力でクラッチソレノイドを用いて複数の動作手段を切り
換え駆動する駆動機構を備えた記録装置において、クラ
ッチの入力部及びモータの出力部を平歯車結合とし、ク
ラッチの入力歯車をモータの出力歯車に対してスラスト
方向に可動とし、強励磁によるクラッチソレノイドの切
り換え後に該クラッチソレノイドを弱励磁にし、モータ
をわずかに回転させた後一旦停止させ、再度モータを加
速して必要量回転させることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の実施に際しては、クラッチソレノイドの切り
換え自体は強励磁で切り換え動作を行い、切り換えた後
で、クラッチソレノイドを弱励磁にすることにより歯の
山と山とが乗り上げて押し付けられた状態を弱めてトル
ク伝達部（相対向するセレーション）の凹凸位置をずれ
やすく嵌合しやすい状態にするとともに、モータをわず
かに回転させて一旦停止させるので、クラッチのトルク
伝達部の凹凸を適正かつ確実に噛み合い結合させること
ができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明を適用し１つのモータで２つの動作手
段を駆動する機構を備えた記録装置の平面図である。

第１図において、プラテン１に密着された記録シート
（用紙やプラスチック薄板などの記録媒体）２に対して
打撃印字を行うための活字ホイール３、ハンマー４およ
びリボンカセット８はキャリヤ５に搭載されており、該
キャリヤ５はシャフト６およびガイドレール９に沿って
キャリヤモータ10によりベルト７を介してプラテン１に
平行に左右に駆動される。

装置本体左側には、フィードモータ11とこれに歯車で
連結されたクラッチ12が配置され、該クラッチ12はクラ
ッチソレノイド13およびレバー14によって図中２点鎖線
および実線で示す２つの位置にスライド移動し切り換え
られるよう構成されている。

すなわち、フィードモータ11のトルクを２つの部材1
5、16のいずれかに選択的に伝達するよう切り換え操作
できるよう構成されている。部材15にトルクが伝達され
る場合はプラテン１を駆動してシート送り（副走査）が
行われ、部材16にトルクが伝達される場合はフィードベ
ルト17を介して非円形断面の制御棒18にトルクが伝達さ
れる。制御棒18はキャリヤ５を貫通しており、キャリヤ
５は左右に移動（主走査）しながら制御棒18からトルク
を伝達されて不図示のインクリボンや修正テープなどの
制御を行う。

第１図中の17aはフィードベルト17のドリブン側のプ
ーリを示す。

第２図は第１図中のクラッチ12を有する伝達機構の分
解斜視図であり、第３図はクラッチ12の縦断面図であ
る。

第２図および第３図において、クラッチ12は、クラッ
チ本体12a、クラッチプーリ16、クラッチギヤ20および
クラッチばね21から成り、これらはクラッチ軸19に嵌合
されている。

クラッチ本体12aはクラッチばね21により常に矢印22a
方向に付勢されている。

前記フィードモータ11の出力軸には平歯車のピニオン
ギヤ11aが固定されており、一方、前記クラッチ本体12a
の外周には該ピニオンギヤ11aと常に噛み合う入力ギヤ
部12bが形成されている。

そこで、クラッチソレノイド13がオフの時は、前記ク
ラッチ本体12aがクラッチばね21で矢印22a方向に付勢さ
れて左側位置にあり、該クラッチ本体12aとクラッチプ
ーリ16とが円錐状のセレーション12c,16a（第３図）の
噛み合いによってトルク伝達可能に係合される。

一方、クラッチソレノイド13に通電すると、電磁力で
レバー14を介してクラッチ本体12aをクラッチばね21に
抗して矢印22b方向へ移動させ、クラッチプーリ16との
係合が解除され、クラッチ本体12aは円錐状のセレーシ
ョン12d、20a（第３図）の噛み合いによりクラッチギヤ
20に対してトルク伝達可能に係合される。

クラッチソレノイド13の通電を切ってオフにすると、
クラッチ本体12aはクラッチばね21のばね力により再び
矢印22a方向に移動し、クラッチギヤ20とは分離状態に
なり、クラッチプーリ16とトルク伝達可能に係合される
（第３図の実線）。

このように、クラッチ12は、平歯車形状のピニオン11
aとクラッチ本体12aの入力ギヤ部12bとが噛み合ったま
ま、入力ギヤ部12bをスライド移動させて１つのモータ1
1からのトルクを２方向に切り換えるよう動作する。

以上説明したようなクラッチを使用する場合、従来の
記録装置では、切り換え動作後、フィードモータ11を単
に継続して回転させるだけであったので、切り換え時相
対向するセレーション12c、16aまたは12d、20aが完全に
嵌合されず、第７図に示すように山12eと山20bが乗り上
げて押し付けられた状態になることがあり、そのままフ
ィードモータ11を回転させると、確実なトルク伝達が得
られないまま、滑ってしまい、正確な回転量が得られず
誤動作したり、セレーションの山が摩耗してしまうなど
の欠点があった。

本発明はこのような欠点をなくし、クラッチのトルク
伝達部を確実に噛み合い結合させることができ、滑りを
なくして誤動作や早期摩耗を防止しうるクラッチ駆動手
段を備えた記録装置を提供するものである。

以下本発明の記録装置におけるクラッチ駆動手段を、
前記の第１図〜第３図の他に第４図および第５図を加え
て具体的に説明する。

第４図は第１図〜第３図の駆動機構を制御する制御系
の構成を示すブロック図である。

第４図において、制御系は、入力制御回路23、制御論
理回路29および印字制御回路36で構成され、印字すべき
記録データを入力する入力制御回路23は電子タイプライ
タの場合はキーボードで、ワードプロセッサやコンピュ
ータの場合はインターフェース回路などで構成される。

制御論理回路29は、MPU24とメモリやタイマなどをバ
スで接続した構成を有し、装置全体を制御する。

メモリとしてはROM25およびRAM26が設けられ、ROM25
内には装置の制御プログラムなどが格納され、RAM26内
には制御用の変数を格納するためのレジスタなどが設け
られる。また、タイマー27は各種の記録制御で必要な時
間信号を形成するために用いられる。

印字制御回路36は、上記制御論理回路29に対し、入出
力拡張回路28を介して接続されている。

印字接続回路36は前記フィードモータ11、クラッチソ
レノイド13およびその他のセンサーモータ35などから成
る駆動手段と、これらの駆動手段のそれぞれを制御する
ためスイッチングトランジスタなどから成る駆動回路で
構成されるフィードモータドライバー30、クラッチソレ
ノイドドライバー31およびその他のドライバー32とで構
成されている。

然して、本発明による記録装置は、１つのモータ出力
でクラッチソレノイドを用いて複数の動作手段を切り換
え駆動する駆動機構を備えた記録装置において、クラッ
チ12の入力部及びモータ11の出力部を平歯車結合11a、1
2bとし、クラッチ12の入力歯車12bをモータ11の出力歯
車11aに対してスラスト方向（矢印22a、22b）に可動と
し、強励磁によるクラッチソレノイド13の切り換え後に
該クラッチソレノイド13を弱励磁にし、モータ11をわず
かに回転させた後一旦停止させ、再度モータ11を加速し
て必要量回転させるように構成される。

第５図は本発明の記録装置におけるフィードモータ11
およびクラッチソレノイド13の駆動電圧波形を示すタイ
ミングチャートである。

第５図において、符号Ｐはクラッチギヤ20を介してプ
ラテン１に回転力を伝達する期間を示し、符号Ｃはクラ
ッチプーリ16を介してフィードモータ11の回転を制御棒
18に伝達する期間を示す。

図示のように、プラテン１を回転させて記録シート２
を送る副走査の期間Ｐではクラッチソレノイド13はオン
にされ、制御棒18を回転させる主走査の期間Ｃではクラ
ッチソレノイド13はオフにされる。

第５図の実施例では、時刻T1でクラッチソレノイド13
がオンになり、レバー14が動作した後、フィードモータ
11を時刻T3より回転させる。

なお、従来のこの種の駆動機構では、フィードモータ
11を回転させると（時刻T3）、そこから一定速度になる
まで一息に加速を行っていた。

しかし、本実施例では、フィードモータ11を時刻T3か
らT4まで回転させた後、時刻T4からT5までの期間フィー
ドモータ11を休止し保持励磁する。

この保持励磁はモータ11がパルスモータの場合、１ス
テップないし数ステップの期間実行する。

保持励磁の後、時刻T5から本来のモータ11の加速を行
い、副走査に必要な量だけフィードモータ11を回転させ
る。

時刻T6〜T8の期間では、モータ11の保持励磁を行いな
がら、その間の時刻T7においてクラッチソレノイド13を
オフにしてクラッチを切り換える。

時刻T8から再びフィードモータ11を回転させ、クラッ
チ本体12aがクラッチプーリ16側にクラッチばね21の力
で結合され、主走査に必要な量だけフィードモータ11を
回転させる。

フィードモータ11を必要量回転させた後、時刻T9より
フィードモータ11で保持励磁が行われる。

以上のモータ制御においては、時刻T4からT5の期間で
フィードモータ11を休止させるので、時刻T1でクラッチ
ソレノイド13をオンにしクラッチ本体12aがクラッチギ
ヤ20側にスライドした時、各セレーション12d、20aの噛
み合いが不完全で第７図のように山12eと谷20cが一致せ
ず、山と山が乗り上げた状態になった場合でも、時刻T3
からT4でフィードモータ11を回転させてセレーション12
d、20aの相対位置をずらすことにより、第９図に示すよ
うに相対向するセレーション12dと20aでそれらの山12e
と谷20cが合致する位置関係となり、そこで休止させる
ことができる。

すなわち、この休止期間T4〜T5で、クラッチ本体12a
のセレーション12dの山12eとこれと対抗するクラッチギ
ヤ20のセレーション20aの谷20cが合致する位置関係とな
る。

ここで、クラッチソレノイド13からの第９図中12fで
示す方向の力により、レバー14を介し、セレーション12
d、20aが第８図に示すように完全に噛み合う。これによ
って、滑り等のない確実なクラッチ動作を達成すること
ができる。

このようなクラッチ動作は、MPU24（第４図）によっ
てフィードモータ11およびクラッチソレノイド13の動作
を連動させて制御することにより実行することができ
る。

第６図は第５図について説明したクラッチ切り換え動
作を行わせるためのMPU24の制御手順を示すフローチャ
ートである。

第６図において、ステップSOでクラッチ切り換え命令
がくると、ステップSIでクラッチ（ディテント）ソレノ
イド13を強励磁し、ある一定期間強励磁を保持した後、
ステップS2でディテントソレノイド13は電磁力動作後弱
励磁の保持状態に移される。

この状態で、ステップS3において、フィードモータ11
は１ステップから数ステップ（T3〜T4）回転し、次い
で、ステップS4でこのフィードモータ11を一定期間（T4
〜T5）保持励磁の状態に保つ。

この保持励磁期間において、前記セレーション12d、2
0aは前述の動作により確実に噛合う。

一定期間保持励磁した後、フィードモータ11はステッ
プS5で再度回転され、決められた速度で加速テーブルに
従って加速を行い必要量だけ回転させる。

こうして、一連のクラッチ制御が完了する。

以上の実施例（第１実施例）によれば、クラッチ切り
換えの動作を与えるアクチュエータ（クラッチソレノイ
ド）13が動作した後、モータ11を回転させてクラッチ12
内のトルク伝達部の相対向する制御の相対位置をずら
し、その後モータ11の回転を停止させる期間（T4〜T5）
を設けたので、クラッチ12のトルク伝達部のセレーショ
ンを確実に噛み合い結合させることが可能となり、モー
タ11からのトルクを所定の回転量にわたって伝達する時
にクラッチ12内での滑りをなくすことができ、誤動作の
ない正確な駆動力伝達を行なうことが可能になった。

〔その他の実施例〕

第２実施例：前述の第１実施例ではモータ11としてパルスモータを
使用したが、これはパルスモータに限定されるものでは
なく、DCモータなどを使用することもできる。

DCモータを使用する場合は、クラッチソレノイド13の
動作後、パルスモータのように微小なパルス数で回転さ
せる代わりに、励磁時間および励磁電流を小さく管理
し、微小な回転の後停止させるよう制御することができ
る。

このような制御により、セレーションなどのトルク伝
達部を確実に噛み合わせることができ、第１実施例の場
合と同様確実なクラッチ切り換えを実現することができ
る。

第３実施例：第１実施例ではクラッチソレノイド13がオンする時の
動作のみを説明したが、これは必要に応じてクラッチソ
レノイド13がオフする時にも同様の制御を実施すること
もできる。

一般にはクラッチソレノイド13をオフする時には第１
実施例のような制御は不必要であるが、クラッチばね21
が強くオフする時のクラッチ本体12aのスライド速度が
高い場合にはセレーションが噛み合わないことがあり、
その場合はクラッチソレノイド13がオフする時にも前述
のクラッチ動作の制御を行うことにより同様の作用、効
果を達成することができる。

その際、クラッチソレノイド13がオフする時にも、オ
ンする時と同様、クラッチソレノイド13をオフにした後
モータ11を微小量回転させ、次いで、保持励磁に移るこ
とにより、セレーションの正確な噛み合いを行うことが
できる。

すなわち、クラッチばね21が強い時などでは、クラッ
チソレノイド13をオフにする時にも本発明を適用して前
述と同様の制御を行うことにより、誤動作のない正確な
クラッチの切り換えを行うことができる。

第４実施例：モータ11からクラッチ12までのトルク伝達系のバック
ラッシュが少ない場合は、モータ11を回転させなくと
も、モータ11に振動を与えるだけでクラッチ12内のセレ
ーション等のトルク伝達部を動かすことができ、したが
って、モータ11に振動を与えるだけでもモータ11を回転
させるのと同様の効果が得られる。

すなわち、本発明においてモータ11をわずかに動かし
一時停止するのは、モータ11を始めに動かすことにより
クラッチの噛み合い部（セレーション）をずらしてやる
のが目的である。

したがって、トルク伝達系のバックラッシュが少ない
時にはモータ11の振動も本発明におけるモータの回転ま
たは動きに含ませることができる。

モータ11への振動の与え方としては、パルスモータの
場合は必要な振巾の合致した相を交互に励磁し、DCモー
タの場合は短時間のサイクルで交互に加速のための電流
を流す方法を採用することができる。

第５実施例：第１実施例ではモータ11の回転（T3〜T4）と一時停止
（T4〜T5）が強励磁と保持励磁により明確に分かれてい
た。

しかし、クラッチソレノイド13によるセレーションの
押し付け力が強い場合には、ある一定速度に達するまで
長い加速時間で、すなわち積極的にゆっくりした強励磁
による加速を行う方が好ましい場合がある。

その理由は、加速が速い時には、トルク伝達側のセレ
ーションの山が被伝達側のセレーションの山から山へ飛
び越えることがあるが、ゆっくりした加速の時には、飛
び越えることなく、被伝達側のセレーションの山から斜
面または谷に落ちて確実なセレーションの噛み合い状態
となるからである。

実際のパルスモータの加速テーブルで例示すると、各
相の強励磁時間がmSecで４・３・３・2.5・２・1.5・一
定という制御で十分に起動しうる駆動系において、mSec
で４・４・７・15・４・３・３・2.5・２・1.5・一定と
いう強励磁のままの励磁テーブルで積極的に遅い加速テ
ーブルに修正する方法で実施することができる。

これにより、マクロ的にはゆっくりした加速テーブル
ともみなせるが、ミクロ的には15mSecの励磁の時にはす
でに停止している。この時に確実に噛み合っていないセ
レーションは、山から谷にセレーションが落ち込み、確
実に噛み合った状態になる。

以上の各実施例で説明した構成は、活字インパクトプ
リンタに限定されることなく、種々の記録装置に適用で
きるものであり、さらに、記録装置におけるプラテンの
駆動とインクリボン、修正リボンの駆動の切り換え動作
に限定されるものではなく、クラッチ12により振り分け
られる２つまたはそれ以上の各種の動作手段（駆動系
統）に対しても同様に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、１
つのモータ出力でクラッチソレノイドを用いて複数の動
作手段を切り換え駆動する駆動機構を備えた記録装置に
おいて、クラッチの入力部及びモータの出力部を平歯車
結合とし、クラッチの入力歯車をモータの出力歯車に対
してスラスト方向に可動とし、強励磁によるクラッチソ
レノイドの切り換え後に該クラッチソレノイドを弱励磁
にし、モータをわずかに回転させた後一旦停止させ、再
度モータを加速して必要量回転させる構成としたので、
クラッチのトルク伝達部の歯の山と山が乗り上げて押し
付けられた状態になっても、その押し付け力を弱めて歯
の凹凸位置をずらせてトルク伝達部を適正にかつ確実に
噛み合い結合させることができ、クラッチの滑りによる
誤動作や早期磨耗などの問題を防止することができる記
録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による記録装置の平面図、
第２図は第１図のクラッチ部の分解斜視図、第３図は第
２図のクラッチの縦断面図、第４図は第１図の記録装置
の制御系のブロック図、第５図は第１図中のフィードモ
ータとクラッチソレノイドの制御動作のタイミングチャ
ート、第６図は第５図のフィードモータおよびクラッチ
ソレノイドの制御動作のフローチャート、第７図〜第９
図はそれぞれ第３図中のクラッチのトルク伝達部のセレ
ーションの噛み合い状態を示す模式的部分拡大断面図で
ある。１……プラテン、５……キャリヤ、11……フィードモー
タ、11a……モータの出力部、12……クラッチ、12a……
クラッチ本体、12b……クラッチの入力部、12c、12d…
…セレーション（トルク伝達部）、13……クラッチソレ
ノイド、16……クラッチプーリ、20……クラッチギヤ、
21……クラッチばね、24……MPU、25……ROM、26……RA
M。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 23/02 H04N 1/23

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１つのモータ出力でクラッチソレノイドを
用いて複数の動作手段を切り換え駆動する駆動機構を備
えた記録装置において、クラッチの入力部及びモータの出力部を平歯車結合と
し、クラッチの入力歯車をモータの出力歯車に対してス
ラスト方向に可動とし、強励磁によるクラッチソレノイ
ドの切り換え後に該クラッチソレノイドを弱励磁にし、
モータをわずかに回転させた後一旦停止させ、再度モー
タを加速して必要量回転させることを特徴とする記録装
置。