打印设备的制作方法

发明背景

本发明涉及一种打印设备，尤其是用于打印通过电机驱动的刀片与纸带分离的单据的打印设备。

具体地但并非唯一地，本发明可以用于在纸带上打印然后与纸带分离的大量打印单据(例如票据、付款单、收据、优惠券、购物券等等)的分发。

现有技术中的各种打印设备设置有电机驱动的切割装置，该切割装置将打印单据从连续纸带分离。

已知的打印设备的问题之一是由于电机驱动的刀片卡塞而导致的设备的意外锁住。这种卡塞可能是由于例如切割装置发生故障、使用不合适的纸张、纸张的前进不正确等引起的。

这种卡塞可能非常持久，而不能通过用于驱动刀片的驱动电机的简单逆向驱动来解决。在这些情况下，操作人员有必要用手指移动从打印设备的壳体突出的备用轮，并向后驱动切割装置来进行手动干预以解决卡塞。

特别是对于具有承载切割装置的固定刀片的盖子的打印设备而言，卡塞的问题可能非常麻烦。事实上，如果可移动刀片在与固定刀片局部重叠的前进位置发生卡塞，那么抬起盖子可能会受到锁住的可移动刀片的阻碍和/或对切割装置造成损坏。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种打印设备，该打印设备能够克服现有技术的上述限制和缺点中的一个或多个。

一个优点是设计一种打印设备，该打印设备具有用于对电机驱动的切割装置的意外制动情况进行解锁的系统，切割装置将打印后的单据从纸带上分离。

一个优点是有效地解决了在打印设备中使用的切割装置的刀片的卡塞情况。

一个优点是提供一种不需要操作人员的手动干预的自动解锁系统。

一个优点是提供一种制造简单且便宜的用于解决刀片卡塞的系统。

上述以及其他的目的和优点将通过根据下列权利要求中的一个或多个所述的打印设备得到实现。

在一实施例中，打印设备包括布置成将打印后的单据从纸带上分离的刀片和使用运动传送机构来驱动刀片的可逆电机；该电机具有转子，转子具有用于在正常的情况下驱动正在被切割的单据的正向转动方向，以及用于在刀片锁住的情况下进行驱动的反向转动方向；反向转动具有初始自由阶段，其中为了让转子转动一小部分，机构的一部分自由移动，而没有将力传送给刀片，通过对连接至刀片的机构的另一部分的后续冲击的作用获得足够解锁刀片的动能。

附图说明

通过参考示出了其非限制性实施例的附图，本发明可以得到更好的理解和实现。

图1是在前进的纸带上打印单据期间的打印设备的示意图。

图2是图1中的单据通过切割装置刚刚与纸带分离的示意图。

图3示出了适用于图1中的打印设备的切割装置的一个实施例，其中切割装置处于息止位置。

图4示出了适用于图1中的打印设备的切割装置的另一个实施例，其中切割装置处于息止位置。

图5示出了图4中处于切割位置的切割装置。

图6是根据本发明制造的卡塞解锁系统的第一实施例的示意图，用于在单据切割的正常操作配置中，解锁用于打印设备的沿转子方向转动的切割装置。

图7是图6中卡塞解锁系统在解锁配置下的示意图，其中转子的转动沿相反的方向。

图8是图6中的解锁系统的剖面图。

图9是根据本发明制造的卡塞解锁系统的第二实施例的示意图，用于在单据切割的正常操作配置中，解锁用于打印设备的沿转子方向转动的切割装置。

图10是图9中卡塞解锁系统在解锁配置下的示意图，其中转子的转动沿相反的方向。

图11是图9中的解锁系统的爆炸图。

图12是根据本发明制造的卡塞解锁系统的第三实施例的示意图，用于为打印设备解锁切割装置。

图13是图12中的解锁系统的爆炸图。

图14示出了图12中的解锁系统的第一部15和第二部16。

具体实施方式

在上述附图中，为了简单起见，用相同的标记指代各实施例中相同的元件。

参考上述附图，总体上用1指代打印设备，该打印设备尤其用于实时地打印票据、付款单、收据、购物券、优惠券或其他类型的打印单据。

特别地，打印设备1可以包括用于容纳打印纸或各种类型的打印载体的盒(magazine)。打印设备1可用的上述打印载体尤其可以是纸，例如热敏纸。在本专利文本中，“纸”被定义为适于打印(尤其是通过热打印头或喷墨打印机)的任何打印载体，例如纸带状的可打印材料，尤其是缠绕在卷轴上的，例如(热敏)纸卷。在本专利文本中，“纸带”不仅被定义为从卷轴展开的纸带，而且还可以定义为其他类型的(已知类型的)打印载体，例如一组连续扇状褶皱的纸张或在带状载体上成行布置的纸张(例如标签)等等。

在具体情况下，盒可以特别地包括布置为接纳至少一卷2(热敏)纸的至少一个底座。然而，盒也可以包括(也是已知类型的)纸盒的其他实施例。

打印设备1可以包括例如容纳主体或容纳壳体，该(例如盒状的)容纳主体或容纳壳体适于容纳打印设备的各部件或其至少一部分。

特别地，打印设备1可以包括用于将来自盒的连续纸带s(在这种情况下是从卷轴2展开的纸带s)供给到打印单据d的切割区域的路径。

特别地，打印设备1可以包括用于在前进的(从卷轴2展开的)纸带上打印单据的打印装置。该打印装置可以包括例如(热敏的、喷墨的或其他类型的)打印头3，该打印头沿着纸带s的路径布置以在纸的至少第一面(例如热敏面)上打印。在具体情况下，布置的是热敏打印头3，但是使用喷墨打印机或其他类型的打印装置也是可以的。

与打印头3相对的打印辊4(拖纸辊)可以与打印头3操作性地相关联。打印辊4可以与纸的第二面(与第一可打印面相反)接触操作。特别地，纸带s的路径在打印头3与打印辊4之间通过。可以(通过可编程电子控制器，未示出)控制打印辊4使其与打印头3协作，以在单据d打印步骤期间以协同方式使纸带s前进。

特别地，打印设备1可以包括切割装置，该切割装置用于在单据d(静止)在切割区域(图2)内时将打印单据d与纸带s的剩余部分分离。切割装置可以包括例如与固定刀片6配合的电机驱动的可移动刀片5。

切割装置可以布置为具有至少一个第一配置(息止配置，图1、图3、图4)和至少一个第二配置(切割或工作配置，图2、图5)。在第一配置中，可移动刀片5缩回并且远离固定刀片6，留出空余的(在刀片5与刀片6之间)空间以供打印单据d通过并到达切割区域，在切割区域中，打印单据d停下以待与纸带s的剩余部分分离。在第二配置中，可移动刀片5前进并且部分地叠置在固定刀片6上，以挡住上述(在刀片5与刀片6之间的)空间。

特别地，打印设备1可以包括传感器装置7，该传感器装置布置为当切割装置处于第一(息止)配置时发出信号和/或当切割装置处于第二(切割)配置时发出信号。如图4和图5的实施例中所示的，传感器装置7可以包括当切割装置处于第二配置时打开或闭合的第一开关。如图4和图5的实施例中所示的，传感器装置7可以包括当切割装置处于第二配置时打开或闭合的第二开关。

特别地，第二开关可以布置为：在切割装置将单据d与纸带s的剩余部分分离之后、且在切割装置回到适于允许纸带s前进以通过刀片5和6之间的空间打印新的单据d的配置(例如第一息止配置)之前，发出信号(例如闭合的或打开的开关电气信号)。

特别地，第一开关可以布置为：在切割装置将单据d与纸带s的剩余部分分离之后、且在切割装置已经回到适于使纸带s前进以打印新的单据d的配置(例如第一息止配置)的时刻，发出信号(例如闭合的或打开的开关电气信号)。

正如本文中的实施例所公开的，切割装置可以包括具有旋转运动的第一元件8和具有往复运动的第二元件9，该往复运动接收源自第一元件8的运动。第二元件9载有可移动刀片5。第一元件8可以通过将旋转运动转变为往复运动的机构连接到第二元件9，该机构例如是(如本实施例中的)具有摇臂10的曲柄和摇杆类型、连杆和曲柄类型或其他类型的机构。

如图3-9的实施例所示的，切割装置可以包括(电动)马达11，该马达具有(同轴地)连接到蜗杆12的转子，该蜗杆机械地连接到第一转动元件8。

传感器装置7可以与第一元件8(如在本实施例中)和/或与第二元件9和/或直接与可移动刀片5操作性地相关联。

特别地，传感器装置7(第一开关和/或第二开关)可以包括弹性元件13(例如臂状的)，该弹性元件与布置在第一元件8上的凸轮型材(profile)14啮合。如在本例中的，弹性元件13可以作用在电触点的按钮上。

在具体实施例中，传感器装置7包括至少一个存在传感器或接近传感器(开关)。在具体实施例中，传感器装置7包括至少一个机械类型的传感器(开关)。尽管如此，也可以使用其他类型的能够检测切割装置何时处于第一配置和/或处于第二配置的传感器，例如至少一个光学式传感器、磁式传感器、超声波式传感器等。

特别地，打印设备1可以包括上述控制装置(可编程电子控制器)，该控制装置包括例如连接到打印设备的致动器和传感器的至少一个电子卡。

参考图3，示出了传感器装置7检测切割装置的两个配置(纸张路径开放和纸张路径被占用)的一个实施例，其中传感器装置包括单个传感器(存在传感器或接近传感器，特别是开关)。传感器可以包括弹性元件13(例如臂状的)，弹性元件与第一元件8的成形部位(例如布置在第一元件8上的凸轮型材14)啮合。如图3的实施例所示的，凸轮型材14可以成形为：引起传感器中当切割装置到达第一息止配置(纸张路径开放)时的转变(transition)，以及当切割装置到达第二切割配置(纸张路径被占用)时的转变。特别地，每个转变可以包括开关从开到关、或者反之从关到开的转变。特别地，图3的实施例中的凸轮型材14可以具有用于角大小约为半转的型材区域的第一(较大)直径和角大小为剩余半转的第二直径(小于第一直径)。

在使用中，当切割装置到达切割配置(刀片5前进，占用了纸张通道)时，单个传感器具有用作(用于控制装置的)信号的转变，指示已经到达切割配置。当切割装置回到息止配置(刀片5缩回，未占用纸张通道)时，单个传感器具有另一转变，该转变用作指示已经到达息止配置的信号。

下文公开了用于解锁切割装置、特别地解锁刀片5卡塞的解锁装置的一些实施例。

马达11的转子可以是可逆的，以在正常操作的情况下驱动刀片5在一个方向上的转动(“正向”旋转，图6和图9)和在相反的方向上的转动(“反向”旋转，图7和图10)，并在刀片5例如由于卡塞导致锁住的情况下解锁刀片。

如这些实施例中的，解锁装置可以包括将马达11的转子连接至刀片5的(可逆)机构。特别地，该机构可以包括(直接)连接到转子的至少一个第一部15和(间接)连接到刀片5的至少一个第二部16。

在正向转动(用于切割单据的正常操作方向)期间，第一部15可以(通过障碍物(obstacle)、直接接触、或通过运动学上的链条)与第二部16结合，由此运动能够被传递至刀片5。在刀片5锁住的情况下，马达11的转子可以通过可编程电子控制器沿相反的方向转动(反向转动)。

在反向转动的初始阶段，机构的第一部15可以脱离第二部16，使得转子不会驱动第二部16，从而使得运动不会被传递至刀片5。在该初始阶段中，通过第一部16和第二部16之间的脱离，转子可以在不受第二部16的阻碍的情况下自由转动，基本上不会将力传递给刀片5，从而获得动能，该动能将被用来解决刀片5的卡塞。

继续上述转子的反向转动，在自由转动(基本上没有与障碍物或止动件相互作用)过了上述初始阶段之后，第一部15与第二部16结合(通过障碍物，以震动的关系)，以使得转子同样能够转动第二部16，从而使得(倒向的)运动被传递给刀片5。

上述自由的初始阶段(第二部16不构成障碍物或支承台)，期间转子能够获得动能，可以成角度地转过、特别是转过至少5°(六十进制度)的角度，或者无论如何转过这样的角度大小，使得能够获得足够多的动能来生成第一部15对第二部16的冲击(impact)，该冲击能够解锁刀片5。上述初始阶段可以转过例如至少10°、或20°、或30°、或45°、或90°、或180°的角度。

布置为用于检测切割装置的操作配置的传感器装置7也可以适于检测刀片的锁住情况，例如刀片5在前进位置保持静止而不能移回息止位置的情况。

连接马达11和刀片5的机构(特别地，包括用于将转子的连续旋转运动转变为刀片的往复运动的机构)可以包括如所述的至少一个齿轮，例如蜗杆12(图6-图8中的实施例)、圆柱直齿轮17(图9-图14中的实施例)、斜齿轮等等，该齿轮安装在转动轴杆上，例如安装在马达11的转子上，其中上述轴杆上插入安装(通过摩擦)有轴承18(例如滑动轴承)。

如这些实施例中所示的，第一部15和第二部16可以分别与轴承18以及与齿轮(12或17)成一体。

轴承18可以由具有低摩擦系数的材料制成，例如由塑料(ptfe)、金属(锡基合金)等等制成。齿轮12或17可以由塑料、金属或其他材料制成。第一部15和/或第二部16可以由塑料、金属或其他材料制成。

如这些实施例中所示的，第一部15可以包括至少一个第一齿，该第一齿的两个相对侧中的一侧与第二部16啮合。特别地，第一齿的一侧在正向转动(图6和图9)期间(作为支承台或障碍物)与第二部16啮合，而第一齿的另一侧在反向转动(图7和图10)期间(作为支承台或障碍物)与第二部16啮合。

如这些实施例中所示的，第二部16可以包括至少一个第二齿，该第二齿的两个相对侧中的一侧与第一部15啮合。特别地，第二齿的一侧在正向转动(图6和图9)期间(以支承台或障碍物的关系)与第一部15啮合，而第二齿的另一侧在反向转动(图7和图10)期间(以支承台或障碍物的关系)与第一部15啮合。

在图6-图11的实施例中，第一部15包括一个齿，第二部16包括一个齿。

在图12-图14的实施例中，第一部15包括一对齿，第二部16包括一对齿，其中一者的一对齿插入至另一者的一对齿之间包含的空间内。

本文公开的实施例中，在转子反向转动期间，由于第一部15和第二部16没有(以支承台或障碍物的关系)相互啮合，存在初始的转动阶段，在该阶段期间第一部15自由转动，而不受第二部16的阻碍。第一部15和第二部16可以彼此同轴并布置以一定的互反角距离。第一部15和第二部16之间的该角距离可以使得能够在转子反向转动的开始获得第一部15未与第二部16啮合的转动部分，因此运动传递机构被瞬间中断(因为转子转动了至少5°)，故而刀片5基本没有从转子上接收到力。

特别地，第一部16可以包括第一啮合装置，特别地，第二部可以包括第二啮合装置。第一啮合装置可以(以支承台或障碍物的关系)对第二啮合装置的第一侧啮合以传递前述正向转动。第一啮合装置可以(以支承台或障碍物的关系)对第二啮合装置的第二侧(与上述第一侧相反)啮合以传递前述反向转动。

如这些实施例中所示的，第一部15可以包括轴部分。如这些实施例中所示的，第二部16可以包括与上述轴部分同轴的毂部分。如这些实施例中所示的，第一部15可以包括绕转动轴线可转动的部分，该转动轴线与马达11的转子的轴线重合。如在这些实施例中所示的，第一部15可以包括与第二部16的可转动部分重叠的可转动部分。

本文公开的具体实施例中，第一部15和第二部16通过障碍物工作并基本受到切割力的作用，其中一个部的侧面附接到另一个部的侧面，侧面根据马达11的转子的转动方向交替地改变。

如这些实施例所示的，刀片5的解锁装置可以包括在轴部分和毂部分之间的结合装置。特别地，该结合装置可以通过障碍物工作，允许在轴部分的逆向转动中将结合装置解除连接，以使得轴部分能够积累动能。

本文公开的实施例中，上述结合装置包括以突出齿的形式彼此啮合的两个部分15和16。可以提供其他的结合装置来使用，例如薄片(tab)装置、带槽型材装置等形式。

在图6-图8的实施例中，刀片5解锁装置应用在带有运动传递机构的切割装置，该运动传递机构包括蜗杆12。在图9-图14的实施例中，刀片5解锁装置应用在带有运动传递机构的切割装置，该运动传递机构包括一组带有直齿的圆柱齿轮。还可以将用于解锁刀片的解锁装置布置为适于在用于付款单、收据、票据等的打印设备中将打印后的单据从连续纸带上分离的其他类型的切割装置。

控制装置以执行以下作业的方式进行操作。打印设备1在纸带上打印单据d。打印后的单据到达切割区域。切割装置将(位于切割区域中的)单据d与纸带s的剩余部分分离。

在刀片5卡塞的情况下，传感器装置7向控制装置发出刀片5没有回到息止配置的信号。控制装置被编程为响应于从传感器装置接收的信号来倒转马达11的转动方向。通过该倒转的作用，马达11的转子无障碍地反向转动一较大的自由转动阶段(不少于至少5°、或10°、或20°、或30°、或45°、或90°、或180°)，直到第一部15遇到第二部16(在相对侧上)，重新建立马达11和卡塞的刀片5之间的机械连接。由于第一部15对第二部16的冲击，通过运动传递机构，较大的力作用在刀片5上。由上述冲击导致的该力能够解决刀片5的卡塞，使得刀片5能够再次移动。

特别地，打印设备1可以包括编程指令，该编程指令在该可编程控制器上实现以运行打印方法的以下步骤：在前进的纸带上打印单据；通过切割装置将单据从纸带上分离；检测切割装置何时处于锁住配置(刀片的卡塞)；驱动切割装置以倒转的方式解决切割装置的锁住。

一些实施例已经公开了将马达连接到由马达驱动的刀片的运动学机械装置，一些实施例已经公开了用于解除刀片的卡塞的解锁装置。然而，可以提供其他未示出的用于将马达的动能传递给刀片的运动学机械装置，例如其他类型的齿轮传动(除前文公开的那些)或带有除齿轮以外的机械构件(诸如皮带、滑轮、链条、杠杆、连杆等)的传动。还可以提供其他类型的刀片解锁装置，布置为暂时去除在马达倒退运动的初始阶段中的马达和刀片之间的连接来获得足够的动能，以当倒退运动的初始阶段之后恢复连接时，生成能够消除卡塞的冲击：特别地，这些刀片解锁装置的其他实施例可以包括与运动学机械装置的除已公开的那些之外的两个构件(例如两个非转动构件、或者滑轮和同步皮带、或者小齿轮和传动链条等等)相关联的干扰啮合装置。