专利名称：转矩调节装置、墨带传送装置和打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转矩调节装置，用于调节与旋转轴相整合的旋转件的转矩；本发明还涉及一种墨带传送装置，其中使用转矩调节装置来供应墨带；以及一种打印机，其中使用了墨带传送装置。
背景技术：
传统上，在使用墨带的打印机中，比如热升华打印机或者热敏式打印机，如果墨带刚打印就变得松弛，墨带则会出现褶皱，并会引起打印故障。所以，通常从供应辊上送出的墨带会被施加向后张力，以避免墨带的松弛。
而且，同样地在收卷辊一侧，也对向后张力加以考虑来调节收卷的力。这样，在供应辊与收卷辊之间，墨带的张力被控制到一个固定的水平。
有各种方法被应用到墨带张力的施加上，主要采用的方法包括对每个辊具有转矩离合器、转矩限制器或类似元件的制动机构、以及其它使用了譬如片簧或类似元件的弹性元件。
但是，随着打印过程的进行，供应辊上缠绕的墨带卷直径和收卷辊上收卷的墨带卷直径逐渐变化，施加在每个辊上的转矩也在变化。为此，已经提出各种技术手段以将固定水平的墨带张力施加给墨带。
例如，日本专利申请公开No.2002-234241公开了一种装置，其中用于驱动收卷辊的轴的转矩，由一个夹紧元件的夹力来确定，并且与该轴相啮合的一个弹簧压缩齿轮被旋转以改变对所述夹紧元件的弹簧偏压力，由此相应于墨带缠绕直径来调节转矩。
日本专利申请公开No.平6-316139公开了另一种装置，其中，相应于各个收卷辊和供应辊的旋转所生成的脉冲量被计算，并且与墨带缠绕直径相适应的电极转矩和转速得以实现的电机电压被算术操作以控制电机。
但是，对于如上所述的日本专利申请公开No.2002-234241中的装置，每次进行调节时，必须旋转压缩齿轮以执行设置。所以，该装置有一个缺点，需花费很多时间来进行设置。
同时，日本专利申请公开No.平6-316139中的装置也有缺点，即控制是复杂的，并且机械系统承受由于不同装置间的差异所导致的偏差，从而可能降低墨带在传送过程中的稳定性。
发明内容
在本发明中，期望提供一种转矩调节装置，一种墨带传送装置以及一种打印机，通过这些装置可以以低成本获得旋转件的稳定转矩。
为了获得上述的效果，根据本发明，提供了一种用于调节旋转件的转矩的转矩调节装置，该旋转件固定于旋转轴上以与所述旋转轴整体地旋转，该装置包括摩擦件，用于与所述旋转件相接触，以在所述旋转件上施加摩擦负荷；制动件，用于将所述摩擦件保持其上；压力件，用于以预定的压力把保持于所述制动件上的所述摩擦件压向所述旋转件；以及导向部分，用于保持所述制动件在其上运动；所述制动件沿着所述导向部分在所述旋转件的径向方向上移动，以使该旋转件的转矩发生变化。
对于上述转矩调节装置，被所述制动件保持的所述摩擦件，与旋转件相接触以对该旋转件施加摩擦负荷。然后，所述制动件在旋转件的径向方向上移动。
结果，通过调节所述摩擦件与旋转件在径向方向上的接触位置，可以得到许多不同水平的转矩。
本发明的上述和其它目的、特征及优点，会通过后面的描述和附加的权利要求，并结合附图而变得更加清晰，在附图中相同的附图标记表示相同的部分或元件。
图1是一个透视图，显示本发明所应用的打印机的外观；图2是一个示意图，显示图1中的打印机的门部分被打开时的外观；图3是一个透视图，显示本发明所应用的墨带传送装置；图4是一个平面图，显示图3中的墨带传送装置；图5是一个侧面正视图，显示图3中的墨带传送装置；图6是一个侧面正视图，显示图3中的墨带传送装置被除去压板的情况；图7是一个侧面正视图，显示图3中的墨带传送装置被除去了压板、制动板和旋转板的情况；图8是一个侧面正视图，显示图3中的墨带传送装置，并图解在刚开始使用墨带不久的情况下、与该墨带的缠绕直径相对应的制动板的位置；以及图9是一个侧面正视图，显示图3中的墨带传送装置，并图解在墨带即将被用完的另一情况下、与该墨带的缠绕直径相对应的制动板的位置。
具体实施例方式
在下面描述的本发明的一优选实施例中，旋转轴21相当于旋转轴；旋转板22(22A至22B)相当于旋转件；摩擦件23(23A至23D)相当于摩擦件；制动板24(24A至24C)相当于制动件；压板25和偏压件26相当于压力件；以及导向件27和导向偏压件28相当于导向件。
下面将参考附图来描述本发明的实施例。
值得注意的是，根据本发明的转矩调节装置被应用于墨带传送装置上，该墨带传送装置反过来被安装在打印机上。
首先参照图1，所示为应用本发明的打印机1。打印机1包括壳体部分2和门部分3，该门部分3连接于壳体部分2的前表面。供电开关4被布置在壳体部分2的前面一侧。此外，门面板5连在门部分3上，具有各种开关的操作面板6和用于在其上显示各种信息的液晶显示面板7被布置在门面板5的前表面。此外，具有纸张出口8的出纸托盘9被连接在门部分3的下端部分。
现在参照图2，所示为其门部分3被打开时的打印机1的外观。图2特意示出了墨带14，以及分别位于墨带14相反侧的收卷辊15和供应辊16。
热打印头10被安装在门部分3的背面一侧。同时，压纸卷筒11被设置在壳体部分2中，其位置是当门部分3关上时，压纸卷筒11与热打印头10相对。值得注意的是，虽然图中没有示出，在压纸卷筒11附近，还提供有夹持辊和压辊，来传送卷筒纸。
在壳体部分2的内部，在压纸卷筒11的上方提供用于啮合收卷辊15的收卷辊啮合部分12(12A和12B)。在压纸卷筒11的下方，提供用于啮合供应辊16的供应辊啮合部分13(13A和13B)。当收卷辊15与收卷辊啮合部分12相啮合且供应辊16与供应辊啮合部分13相啮合时，收卷辊15和供应辊16与压纸卷筒11相平行地被连接旋转。墨带14被设置为从压纸卷筒11上面经过。当门部分3关上时，墨带14被设置在压纸卷筒11和热打印头10之间。
图3所示为本发明所应用的墨带传送装置20(图1中所示实施例中打印机1的墨带传送装置20)。同时，图4所示为墨带传送装置20的平面图。值得注意的是，压板25被部分剖开，以便可以观察到旋转板22A和22B、摩擦件23A至23D以及制动板24A至24C。
参照图3，墨带传送装置20包括一对旋转板22A和22B，这一对旋转板被装配成与供应辊16的旋转轴21成一整体地进行旋转。具体来说，旋转板22A和22B与墨带14的供应辊16的旋转轴21同轴地安装，并与安装在打印机1上的墨带14整体地旋转(参照图1)。旋转板22A和22B由硬的树脂材料做成，这样容易进行处理并适于大量生产，并且每个旋转板都是在其整体范围内具有基本统一厚度的盘形。旋转板22A和22B被规定为相互平行且在轴向方向上彼此间距开，以确保在下文中描述的对墨带14施加向后拉力。
现在参照图4，三个制动板24A至24C被设置在旋转板22A和22B的相对左右侧。而且，一种毡布作为摩擦件23A至23D，被粘附在每个与旋转板22A至22B相接触的制动板24A至24C的表面上。摩擦件23A至23D可滑动地与旋转板22A和22B相接触，而不会损坏旋转板22A和22B，这样通过摩擦件23A至23D的摩擦力，制动力就可以施加在供应辊16的旋转轴21上。所以，负荷扭矩被施加给旋转板22A和22B，由此，向后的张力就施加给墨带14。
这里，由制动板24A至24C所产生的摩擦力，取决于与旋转板22A和22B滑动接触的摩擦件23A至23D的压力和摩擦件23A至23D的摩擦系数。在墨带传送装置20中，如图4所示，压板25被呈拉伸弹簧形式的偏压部件26所偏压，并向制动板24A至24C施加压力。值得注意的是，压板25可沿着导向件27摆动，所以，偏压件26的拉伸力起着对制动板24A至24C施加压力的作用。
具体来说，参照图4，其中左侧的旋转板是旋转板22A，右侧的旋转板是旋转板22B；从左侧至右侧，依次排列着摩擦件23A至23D和制动板24A至24C；压板25通过壳体部分2的动作，向左按压制动板24C的表面(右侧表面)。这样，粘附在制动板24C上的摩擦件23D，按压旋转板22B的右侧表面，其结果是，旋转板22B的左侧表面和摩擦件23C相互接触。从而，旋转板22B从其相对两侧被摩擦件23D和摩擦件23C夹住。
同时，当旋转板22B与摩擦件23C相互接触时，此时摩擦件23B通过与摩擦件23C相粘附的制动板24B而按压旋转板22A的右表面。这样，旋转板22A的左侧表面与粘附于制动板24A的摩擦件23A相互接触。因此，旋转板22A从其相对两侧被摩擦件23B和摩擦件23A夹住。
以这种方式，在图3和图4中所示的墨带传送装置20中，三个制动板24A至24C通过摩擦件23A至23D以固定的压力夹住两个旋转板22A和22B，并且在旋转板22A和22B旋转时，它们始终与摩擦件23A至23D保持接触。这样，与偏压件26的拉伸力相对应的摩擦力起作用于旋转板22A和22B上，而这作为向后张力起作用于墨带14。
图5所示为此实施例的墨带传送装置20。图6所示为图5中的墨带传送装置20拆除了压力板25的状态。图7所示为图5中的墨带传送装置20拆除了压板25、制动板24和旋转板22后的状态。值得注意的是，在图6中，制动板24被部分地剖开，以便可以观察到摩擦件23。
从图5和图6中可以看出，墨带传送装置20中的制动板24被装配为可以相对于旋转板22径向地运动。具体来说，制动板24被装配为可以沿着导向件27的轴运动，该导向件27在径向方向上被连接于旋转板22。此外，制动板24被呈拉伸弹簧形式的导向偏压件28向旋转板22的旋转中心方向施加偏压。这样，粘附于制动板24上的摩擦件23，随着制动板24的运动，在从旋转板22的外圆周到其内圆周的范围内，可以在旋转板22上滑动，由此旋转板22的转矩可以发生变化。
墨带传送装置20包括一个缠绕直径检测部分(winding diameter detectionsection)，用于检测墨带14的缠绕直径。参照图3，该缠绕直径检测部分包括滚轮31，用于与卷绕在供应辊16上的墨带14的外部圆周面相接触；以及传感器支架32，用于在其上保持滚轮31。然后，制动板24与传感器支架32互连。这样，当墨带14的缠绕直径随着使用逐渐地变小，制动板24会从旋转板22的外圆周侧向其内圆周侧移动，由此保持向后张力以对墨带14不变地起作用。
具体来说，传感器支架32是刚性的支架，它的位置随着墨带14的使用量的变化而移动，并在其自由端部分提供有滚轮31。滚轮31与墨带14的外部圆周面相接触，并且如图7中所示，随着外部直径尺寸的变化，绕支点33摆动传感器支架32。
此外，传感器支架32被直接相连于其的导向偏压件28所偏压，这样，滚轮31一般情况下接触和按压墨带14的外部圆周面。由此，传感器支架32可以根据墨带14的外部直径尺寸的变化，准确地反应。此外，制动板24通过如图6中所示的传感器支架32的定位销34与传感器支架32连接，由此相应于传感器支架32的移动，来确定其移动的位置。
然后，随着墨带14被使用和消耗，当传感器支架32逐渐摆向墨带14的内部圆周侧时，在导向偏压件28通过定位销34的间接作用下，制动板24向旋转板22的旋转中心移动，由此摩擦件23与直径逐渐减小的旋转板22的一部分滑动地相接触。这样，不论制动板24处于旋转板22上的任何位置(不管制动板24位于外周侧还是位于内周侧)，在旋转板22上都可施加固定的制动力。
这点将更具体地描述。假定墨带14的直径用D来表示；制动板24与旋转板22中心的距离(摩擦件23提供的摩擦力的作用点与旋转板22转动中心之间的距离)用L来表示；制动板24所粘附的摩擦件23施加在旋转板22上的摩擦力，以及施加在收卷辊15所收卷的墨带14上的墨带张力，用T来表示；制动板24施加在旋转板22(供应辊10与旋转板22一体地进行旋转)上的转矩，用F·L来表示；而由墨带张力T所产生并施加在供应辊16上的转矩为T·D/2。因此，F·L＝T·D/2是成立的。
所以可推导出T＝(F·L)/(D/2)……(1)此外，墨带14的直径D与制动板24距离旋转板22中心的距离L，两者之间的关系可用一个常量k来表示L＝k·D……(2)因为制动板24的位置取决于与传感器支架32的机械连接关系，如图6中所示。
所以，将表达式(2)代入到表达式(1)中，可以得到T＝(F·k·D)/(D/2)＝2·F·k……(3)在上述的表达式(3)中，k是常量，且摩擦力F是固定的力，它取决于摩擦件23的压力，该压力与上文所述的偏压件26的拉力(固定)和摩擦件23的摩擦系数相对应。
因此，可确认墨带张力T具有通常是固定的值，而不考虑墨带的直径D。换句话说，使用此实施例打印机1中的墨带传送装置20，即使从刚开始使用墨带14直至墨带14被用完，其缠绕直径发生变化，相应于墨带14缠绕直径的变化墨带张力T可以在任何时候保持一致。换句话说，从刚开始使用墨带14的初始阶段直到使用结束(当墨带14被用完后)，从制动板24施加于旋转板22的制动力保持固定，且施加于墨带14的向后张力不会变化。
图8和图9显示了墨带传送装置20的操作状态，并特别示出了相应于墨带14的缠绕直径的制动板24的位置。具体来说，图8显示了开始使用墨带14不长时间后，制动板24位于旋转板22的最外侧圆周上的状态。与之相反，图9显示了墨带14即将用完时，制动板24位于旋转板22的最内侧圆周上的状态。值得注意的是，在图8和图9中，压板25和制动板24都以相互交错的长短虚线来表示，以便观察传感器支架32的摆动。
对于图8中所示的开始使用墨带14不长时间后的状态(该状态下墨带14的直径相对较大)，由于被导向偏压件28压向墨带14最外侧圆周表面的滚轮31离旋转板22的中心较远，通过传感器支架32的定位销34所连接的制动板24也距离旋转板22的中心较远。所以，制动板24和旋转板22中心之间的距离(摩擦件23施加的摩擦力的作用中心与旋转板22的旋转中心之间的距离)较大。相应地，虽然墨带14的墨带张力的转矩较大，对应于该较大的转矩，从制动板24施加于旋转板22的转矩也会较大。
另一方面，当进入到墨带14将要用完时的另一状态时(该状态下墨带14的直径相对较小)，滚轮31由于导向偏压件28移向旋转板22的中心，且制动板24通过传感器支架32沿着导向件27的轴移向旋转板22的旋转中心，由此可以减小制动板24与旋转板22的中心之间的距离。相应地，墨带14的墨带张力的转矩减小。但是，由于制动板24施加于旋转板22的转距相应于墨带张力转矩的减小也发生减小，施加在墨带14上的向后张力与图8中所示一样不会改变。
由于此实施例的打印机1中的墨带传送装置20被设置成这样随着墨带14的缠绕直径移动的传感器支架32与向供应辊16上施加制动力的制动板24被相互机械连接在一起，从墨带14刚开始使用直到墨带14被用完时，即使墨带14的缠绕直径发生变化，相应于该缠绕直径的变化，墨带张力任何时候都可以保持为一致且固定。所以，可以得到打印机1的稳定的打印质量。
而且，现有技术设备中，相应于墨带的缠绕直径来改变施加于夹紧元件的弹簧偏压力以调节摩擦力等，虽然这些设备具有大的规模，也需要复杂的控制，另外效率还不高。相反地，此实施例的打印机1中的墨带传送设备20被设置为，不论可沿着旋转板22的径向方向移动的制动板24处于任何位置，施加于旋转板22的制动力是固定的，墨带传送装置20可以几何学的方法来控制墨带张力。因此，只要与墨带14的缠绕直径相对应的制动板24的位置被控制，就可以预期准确的运动，由此，可以简单并确定地调节转矩。此外，由于墨带传送装置20不包括为每一个墨带盒提供一个机构，因而从生产到报废可以将注意力放在节省成本和减小对环境的影响上。
虽然本发明根据其上述优选实施例进行描述，但本发明并不局限于上述的实施例，而是允许各种变化，比如如下描述的这些变化。
1、在上述实施例中，使用了两个旋转板22A和22B，并且旋转板22A和22B的相对左右两侧被摩擦件23A至23D使用三个制动板24A至24C夹住。但是，旋转板等部件的数量并不限于此，而是可以在适当考虑即将施加于墨带14的向后张力等因素后来确定。
2、同时，在上述实施例中，一种毡被用作摩擦件23A至23D，也可以使用其它的材料来替代。而且，所述毡的粘附位置或面积可以彼此相等或不同，并且彼此之间可以具有不同的摩擦系数。此外，在上述实施例中，拉伸弹簧被用为偏压件26和导向偏压件28，但也可以使用其它具有弹力的件来替代。
3、在上述实施例中，导向偏压件28被连接于传感器支架32，且制动板24通过传感器支架32的定位销34间接地施加偏压于旋转板22的旋转中心，但导向偏压件28也可以直接地连接在制动板24上。值得注意的是，在此情况下，滚轮31可以在由额外提供的偏压件所产生的偏压力作用下、或者利用与制动板24相连接的导向偏压件28来与墨带14的外圆周表面接触。
4、在上述实施例中，墨带14的墨带张力(向后张力)被控制到一个固定的水平，该墨带张力也可以是变化的。在此情况下，可以通过调节偏压件26的拉伸力来改变摩擦件23的摩擦力。
5、在上述实施例中，本发明的转矩调节装置被应用于墨带传送装置20中，该转矩调节装置的应用并不局限于此。例如，本发明的转矩调节装置可以广泛地用于那些需要调节转矩的设备，也可以应用到，例如，印刷机中使用的卷筒纸传送装置中等等。
本发明包括与日本专利申请P2005-115362相关的主题，该日本专利申请于2005年4月13日向日本专利局提交，其整体内容在此引入作为参考。
权利要求
1.一种用于调节旋转件的转矩的转矩调节装置，该旋转件固定于旋转轴上以与所述旋转轴整体地旋转，所述转矩调节装置包括摩擦件，用于与所述旋转件相接触，以在所述旋转件上施加摩擦负载；制动件，用于将所述摩擦件保持其上；压力件，用于以预定的压力把保持在所述制动件上的所述摩擦件压向所述旋转件；以及导向部分，用于保持所述制动件在其上运动；所述制动件沿着所述导向部分在所述旋转件的径向上移动，以使该旋转件的转矩发生变化。
2.如权利要求1所述的转矩调节装置，其中，所述压力件以固定的压力把所述摩擦件压向所述旋转件。
3.如权利要求1所述的转矩调节装置，其中，所述压力件包括压力板，用于将所述制动件向所述旋转件移动；以及偏压件，用于偏压所述压力件而对所述制动件旋压。
4.如权利要求1所述的转矩调节装置，其中，所述导向部分包括导向件，用于在所述旋转件的直径方向上引导所述制动件；以及导向偏压件，用于把所述制动件朝着所述旋转件的旋转中心偏压。
5.一种墨带传送装置，包括供应辊，该辊连接于旋转轴而与所述旋转轴整体地旋转，以供应墨带；收卷辊，用于收卷墨带；摩擦件，用于与所述供应辊相接触，以在所述供应辊上施加摩擦负载；制动件，用于将所述摩擦件保持其上；压力件，用于以预定的压力把保持在所述制动件上的所述摩擦件压向所述供应辊；以及导向件，用于保持所述制动件在其上运动；所述制动件通过所述导向件在所述供应辊的径向方向上移动，以使所述供应辊的转矩发生变化。
6.如权利要求5所述的墨带传送装置，其中，所述压力件通过所述摩擦件而对所述墨带施加预定的向后张力。
7.如权利要求5所述的墨带传送装置，其中，进一步包括一缠绕直径检测部分，用于检测缠绕在所述供应辊上的墨带的缠绕直径，所述导向部分相应于由所述缠绕直径检测部分检测到的墨带缠绕直径、在所述供应辊的径向方向上移动所述制动件。
8.如权利要求7所述的墨带传送装置，其中，当由所述缠绕直径检测部分检测到的墨带缠绕直径减小时，所述制动件向所述供应辊的旋转中心移动，由此对所述墨带施加固定的向后张力。
9.如权利要求7所述的墨带传送装置，其中所述缠绕直径检测部分包括滚轮，用于与卷绕在所述供应辊上的墨带的外周相接触；以及传感器支架，用于保持其上的所述滚轮，并且所述制动件以与所述传感器支架互连的关系进行运动。
10.一种打印机，包括墨带传送装置，所述墨带传送装置包括供应辊，该辊连接于旋转轴而与所述旋转辊整体地旋转，以供应墨带对着打印头进行打印；以及收卷辊，用于收卷墨带；所述墨带传送装置还包括摩擦件，用于与所述供应辊相接触，以在所述供应辊上施加摩擦负载；制动件，用于将所述摩擦件保持其上；压力件，用于以预定的压力把保持于所述制动件上的所述摩擦件压向所述旋转件；以及导向件，用于保持所述制动件在其上运动；所述制动件通过所述导向件在所述供应辊的径向方向上移动，以使所述供应辊的转矩发生变化。
全文摘要
一种用于调节旋转件的转矩的转矩调节装置，该旋转件固定于旋转轴上以与所述旋转轴整体地旋转。该转矩调节装置包括摩擦件，用于与所述旋转件相接触，以在所述旋转件上施加摩擦负荷；制动件，用于将所述摩擦件保持其上；压力件，用于以预定的压力把保持于所述制动件上的所述摩擦件压向所述旋转件；以及导向部分，用于保持所述制动件在其上运动。所述制动件沿着所述导向部分在所述旋转件的径向上移动，以使该旋转件的转矩发生变化。
文档编号B41J35/04GK1847016SQ2006100794
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月13日 优先权日2005年4月13日
发明者小野胜久 申请人:索尼株式会社