专利名称：自动裁纸装置、控制该装置的方法及采用该装置的打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种打印机，例如在规格切纸上打印的打印机。更具体地说，本发明涉及一种在将电机的驱动力传递给可动刀片的动力传递机构中采用蜗轮的自动裁纸装置。
在这类传统的自动裁纸装置中，在用于向可动刀片传递刀片驱动力的动力传递机构中采用了正齿轮系以减少驱动电机的转数。
近期的技术及市售的裁纸装置都试图缩小装置尺寸并简化动力传递机构。这种趋势促使设计者们在自动裁纸动力传递机构中采用蜗轮以达到显著降低电机速率的目的。
在现有的采用蜗轮即蜗杆一蜗轮组件的自动裁纸装置中存在下述问题。
有时，一些外来物体如一个夹子落到可动刀片的运动路径上并使刀片停住。当刀片停住时，动力传递机构的惯性迫使蜗杆沿其轴向运动且由于蜗杆和蜗轮的旋转轴线相互垂直，所以迫使蜗轮压在其转轴的外周面上。此外，蜗杆和蜗轮同时在一个与惯性同向的方向上受到电机驱动力的驱动。
因此，蜗杆被很大的力量压在支撑蜗杆转轴的机架接触部分上并使其停止旋转。即，蜗杆被锁住。
在蜗杆被锁住的状态下，电机在一个方向上的转动受到外来物体的阻碍，而当蜗杆被压到接触部分上时，其在另一个方向上的旋转受到了产生于蜗杆和机架接触部分间的摩擦力的阻碍。因此，在这种情况下，无法利用电机解除锁死状态。日本专利公开号平-5-337877公开了一种排除外来物的技术。这种技术采用一种专用工具来转动蜗杆轴，或用手指转动一个附加的活动齿轮，从而退回可动刀片。
因此，在这种现有的装置中，用手使可动刀片复位是不可避免的。自动裁纸装置的操作是很不方便的。
本发明的目的在于解决上述问题并提供一种能很方便地使被锁住的可动刀片脱离其锁死状态的自动裁纸装置。
根据本发明的一个方面，提供一种自动裁纸装置，它包括一台双向电机；一个用于裁切打印介质的可动刀片；包含有一个蜗杆和一个与蜗杆啮合的蜗轮的动力传递机构，该传递机构通过双向电机的正转使可动刀片从待机位置移向裁切位置；用于在正转和反转方向之间切换双向电机的旋转方向的电机控制装置，当双向电机反转时，电机控制装置以比电机正转时更大的驱动力驱动电机，或者动力传递机构向可动刀片传递很大的驱动力。
当可动刀片被锁住时，由于驱动力越大，所以在动力传递机构中产生的摩擦力越大。这样构成的自动裁纸装置在正常情况下以较小的力驱动可动刀片，从而在反常情况下减小了摩擦力。在反常情况下，使驱动电机反向转动。由反转电机产生的驱动力比正转电机的驱动力大。大驱动力克服了摩擦力而使可动刀片回到其待机位置。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置具体限定了这样一种自动裁纸装置其传递机构包括一个位于双向电机和蜗杆之间的离合器，离合器传递的驱动力的大小依据双向电机的旋转方向而改变。离合器具有限制转距的功能。因此，如果可动刀片被锁住，电机会继续转动。结果可以清除由旋转机构如驱动电机的惯性带来的摩擦力的影响并防止电机被损坏。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置是特指这样的自动裁纸装置其离合器包括一个由电机驱动并具有第一锯形齿轮的主动传递齿轮和一个具有一个位于与第一锯形齿轮相应的位置上的第二锯形齿轮的从动传递齿轮，其中主动传递齿轮或从动传递齿轮中的一个是可以轴向移动的并沿着使第一锯形齿轮和第二锯形齿轮相互啮合的方向受到推动。
采用本发明中的自动裁纸装置的结构，即使从动齿轮在其旋转方向上受阻，从动件的轮齿斜面角度也允许从动齿轮轴向离开主动齿轮移开并因此相对后者旋转。这一技术特征意味着相关机构的简化及生产成本的降低。转矩由推力弹簧的力、齿轮齿形的斜面角度和相关的摩擦系数决定。因此，如果适当改变斜面角的角度和齿轮材质，则转矩控制是非常容易的。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置进一步限定为在各锯齿形齿轮的环形锯齿列中省去一些齿轮制齿。
利用这种技术特征，当可动刀片被锁住后而使电机反转时，主动传递齿轮稍稍转动并且形成啮合。在啮合状态下，电机和主动传递齿轮的惯性作用在从动传递齿轮上，从而使从动传递齿轮转动。在驱动电机反转时其必然产生的转矩被相应地减小。这一特征使得电机尺寸缩小且能量消耗也降低。
根据本发明的另一方面，一种自动裁纸装置具体限定为离合器为一个弹簧离合器，该弹簧离合器包括一个由双向电机驱动的主动件、一个与蜗杆配合的从动件、一个具有盘圈部分并与主动件啮合的臂，该臂压靠在从动件的外周面上，当双向电机正转时，松开了盘圈部分。上述结构利用了盘圈部分的滑动。所带来的优点是使装置操作顺利、安静并节省了所需空间。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置特指这样一种自动裁纸装置，与双向电机正转时相比，电机控制装置在双向电机反转时增加了一个供给双向电机的电流。
这一技术特征使得蜗杆被一个比传动力矩大的力矩驱动。因此，即使因可动刀片突然停止而造成了由于变形能产生的摩擦力，但由于反转力矩大，所以刀片多半将返回其初始位置。结果，当电机反转时，蜗轮被反向带动且使可动刀片返回其原位。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置特指权利要求6所述的自动裁纸装置与双向电机正转时相比，电机控制装置在双向电机反转时增加了一个供给双向电机的电压。上述这一特征造成可以简单地改变输入电机的电流。
根据本发明的另一方面，一种自动裁纸装置特指这样的装置当双向电机正转时，电机控制装置在电机驱动电路中串联一个电阻。
由于采用了可减少供给电机的电流的电阻，从而通过采用数目减小的必需部件而在电机反转时产生了一个电机驱动转矩。
根据本发明的另一方面，一种自动裁纸装置进一步是指其电机控制装置包括一个当双向电机正转时限制加给双向电机的电流的限流电路。
限流电路的设置使得对供给电机的电流变得易于控制。
根据本发明的另一方面，自动裁纸装置进一步指这样一种自动裁纸装置它构成了一种打印机，该打印机包括打印机机身、设置在机身内的且在打印介质上以所需形式进行打印的打印装置；和如上所述的自动裁纸装置。
当驱动电机被锁住后，仅通过转动电机就可使其脱离锁死状态。因此，与用手操作以使可动刀片返回原位来消除锁死状态的传统装置相比，消除可动刀片锁死状态的工作在本发明中是非常容易的。
图1是表示根据本发明的打印机的外形的透视图。
图2是表示根据本发明构成的自动裁纸装置的裁切机构的侧视图。
图3是表示装入本发明自动裁纸装置的离合器的侧视图，该离合器处于连接状态。
图4是适用于自动裁纸装置另一种离合器的侧视图，该离合器处于连接状态，它构成了本发明的第二个实施例。
图5是适用于自动裁纸装置另一种离合器的透视图，该离合器构成了本发明的第三个实施例。
图6是图5中离合器的细节的视图。
图7是图5中离合器的细节的另一个视图。
图8是表示锁死检测和锁死后的控制流程图。
图9表示用于第四至第六种离合器中的蜗杆的侧视图，第四至第六种离合器可用于构成本发明第四至第六实施例的自动裁纸装置；图10是构成本发明第四实施例的电机驱动电路的电路图11是构成本发明第五实施例的电机驱动电路的电路图；图12是构成本发明第六实施例的电机驱动电路的电路图。
下面将参照附图对本发明的第一个实施例的打印机进行描述。
图1是第一个实施例的打印机的外形的透视图。
如图1所示，标号30所标的打印机为字模环带选择型打印机，它应用于POS系统的电子现金出纳机中。打印机30由打印机机身32和位于机身32后侧的供纸部分组成。墨辊35可安装到机身32上或从其上卸下。
打印机机身包括具有在打印介质上打印的字模环带的打印装置(未示出)、用于将打印介质如纸送到打印位置的进纸机构和一个用于裁切打印纸的自动裁纸装置34。
裁纸装置34位于机身的上方并具有下述结构。
在图2中示意地示出了自动裁纸装置34。在图中，数字1是作为动力源的电机；2是作为正齿轮的电机齿轮；3是传动齿轮；3a是齿轮；3b是第一锯齿形齿轮；4是蜗杆轴；4a是第二锯齿形齿轮；4b是蜗杆；4c是接触部分；5是螺旋齿轮；5a是凸轮部分；5b是轴；6是刀片驱动销；7是可动刀片；7a是轴；7b是长孔；7c是刀刃；8是固定刀片，8a是刀刃；9是压簧；10是检测器；11是机架。电机齿轮2固定连接在电机轴上，从而使其不能转动。由电机驱动的传动齿轮3包括齿轮3a和第一锯齿形齿轮3b。齿轮3a和第一锯齿形齿轮3b铸成一体。这样构成的轮和齿轮组合，或传动齿轮3在被装配好后可绕其旋转中心转动。齿轮3a与电机齿轮2啮合。蜗杆轴4包括第二锯齿形齿轮4a和蜗杆4b。第二锯齿形齿轮4a和蜗杆4b铸成一体。第二锯齿形齿轮4a和第一锯齿形齿轮3b啮合。蜗杆4的旋转中心与传动齿轮3同轴。蜗杆4的一端(接触部分4c)与机架11接触并由其固定。螺旋齿轮5由轴5a可旋转地支撑并与蜗杆轴4的蜗杆4b啮合。刀片驱动销6固定在螺旋齿轮5上并与可动刀片滑动配合。可动刀片7可绕轴7a转动并具有一个长孔7b和刀刃7c，刀片驱动销6插入可动刀片7的长孔7b中。可动刀片的刀刃7c可沿固定刀片8的刀刃8a倾斜运动。卷压簧9推动传动齿轮3，从而使传动齿轮3的第一锯齿形齿轮3b与蜗杆轴4的第二锯齿形齿轮4a啮合。螺旋齿轮5的凸轮部分推动检测器10并用于检测刀片驱动销6的旋转位置。图3是一张用于说明当传动齿轮3与蜗杆轴4连接时自动裁纸装置中的受力关系的示意图。
下面将参照图2和3对这种结构的自动裁纸装置的操作进行说明。
当电机1被驱动时，电机沿箭头a方向旋转；电机齿轮2沿同一方向旋转；与电机齿轮2啮合的传动齿轮3沿箭头b方向旋转；螺旋齿轮5沿箭头c方向旋转。在驱动力的传递过程中，电机转数被蜗杆4b大大降低了。
随着螺旋齿轮5的转动，插入可动刀片7的长孔7b中的螺旋齿轮5的可动刀片驱动销6也一起转动。通过转动刀片驱动销6使可动刀片7也沿箭头d方向绕轴7a转动。与此同时，可动刀片7的刀刃7c在固定刀片8的刀刃8a上并沿刀刃8a倾斜滑动。通过刀刃7c相对于刀刃8a倾斜运动，可对位于可动刀片7和固定刀片8之间的打印纸(未示出)进行裁切。
打印纸是由供纸机构(未示出)提供的，它被传送到打印位置并接受打印，随后对其进行裁切。
裁完纸后，进一步使螺旋齿轮5沿相同方向转动。当其通过位于图中下部的预定位置时，可动刀片7沿箭头e方向转动。然后检测器10产生一个表明可动刀片7到达其原位的信号。
用于控制电机1的驱动和转动方向的控制装置(未示出)从检测器10中接收该信号并停止电机1和结束自动裁纸装置的操作。
当外物掉落在可动刀片7的运动路径上并使可动刀片停顿时，裁纸装置34按下述方法操作。参见图3，卷压簧9产生的载荷F使传动齿轮3的第一锯齿形齿轮3b与蜗杆4的第二锯齿形齿轮4a啮合。电机1使传动齿轮3沿方向b转动，并且由于第一锯齿形齿轮的向上倾斜一较小角度的齿轮表面与第二锯齿形齿轮4a的相应表面接触，因而使蜗杆轴4也一起旋转。
对传动齿轮3的轮齿倾斜表面的高度的选择应使传动齿轮能水平移动。当主动传动齿轮3和蜗杆轴4一起沿方向b旋转并进行裁纸时，可能会有外物掉落在可动刀片7的运动路径上并使可动刀片在运动中被锁住。这时，蜗杆轴4受到从传动齿轮3传递来的与电机1转子惯量相反的反作用力Fi。
此外，它受到从蜗杆轴4传递来的、与电机1驱动转矩相反的反作用力Fk。当传递齿轮3和蜗杆轴4处于平衡状态时，反作用力Fk由下式表达Fk＝F/tan(θ+Atanμ)(Atan反正切)其中θ倾斜面的角度μ摩擦系数。
当左边的Fk大于右式时，传递齿轮3向右运动并经过齿轮的倾斜面。由于电机驱动力大于反作用力Fk，所以当蜗杆轴4停止时，传递齿轮3继续旋转。
在可动刀片7的锁死状态下，当电机1反转时，裁纸装置34按下面方式操作。在机架11和蜗杆轴4的接触部分4c之间的摩擦力F1由下式给出F1＝(Fi+F)×μ1它们之间的摩擦转矩T1为T1＝F1×r1其中r1蜗杆轴4的接触部分4c的半径。
在本实施例中，对于弹簧载荷F和轮齿陡峭的倾斜面的角度θ1选择，应满足Tm＞T1(Tm电机1的起动转矩；T1摩擦力转矩)第一和第二锯齿形齿轮3b、4a的各轮齿具有两个斜面；其中一个斜度很陡(陡峭的倾斜)，而另一个较平缓(平缓的倾斜)。较陡的倾斜角和较平缓的倾斜角分别称为θ1和θ(θ1＞θ)。为了裁切打印纸，第一锯齿形齿轮3b和第二锯齿形齿轮4a的轮齿的平缓倾斜面相互配合，以便将电机1转动力矩传递给可动刀片7。当可动刀片7被锁住和返回其原位时，这些轮齿的较陡峭的倾斜面相互配合，并且再使电机1反向。在这种情况下，蜗杆轴4沿箭头f方向转动并又使可动刀片7(图2)返回原位。
下面将参考图4对根据本发明设计的另一种自动裁纸装置进行描述。如图所示，当传递齿轮3和蜗杆轴4相互配合时，第一锯齿形齿轮3b和第二锯齿形齿轮4a在它们的旋转方向上松配合。图4的裁纸装置的其余部分的结构与图2和图3的裁切装置基本相同。
在可动刀片7裁切打印纸时，传动齿轮3和蜗杆轴4按照与图2和图3中裁纸装置相同的方式配合。当可动刀片7被锁住和电机1反转时，传动齿轮3的第一锯齿形齿轮3d沿箭头j方向运动，从而与蜗杆轴4的第二锯齿形齿轮4e啮合。
当第一锯齿形齿轮3d与第二锯齿形齿轮4e啮合时，电机1驱动力与旋转机构如电机转子惯性之和作用在蜗杆轴4的第二锯齿形齿轮4e上。这使得蜗杆轴4易于沿方向f转动。
换而言之，电机所须产生的转矩可以被减少等于惯量的数量。这一事实有助于缩小电机尺寸和降低电机能耗。
下面将参考图5至图7对根据本发明设计的另一种自动裁纸装置(本发明的第三实施例)进行描述。
在第三种自动裁纸装置的动力传递机构中采用了一个弹簧离合器，而在上述两种自动裁纸装置中采用的是锯齿形齿轮离合器。
图5以透视图的形式示出了第三种自动裁纸装置的外形，图6和图7表示沿图5中g-g线的截面。如图5所示，一个弯曲卷簧19绕在蜗杆轴14的轴杆14a上。弯曲卷簧19的内径小于蜗杆轴14轴杆14a的直径。弯曲卷簧19的螺旋数目和弯曲卷簧19与轴杆14a的配合结构间距确定了离合器中的传递转矩和释放转矩。
弯曲卷簧19的一端设有一个钩部19b。它插入传动齿轮13的开口13c中。当传动齿轮13被电机齿轮沿方向b带动旋转时，弯曲卷簧19和蜗杆14也沿相同方向旋转。当可动刀片被某些阻碍刀片旋转的东西卡住时，蜗杆14的旋转被中断了。
这时，传动齿轮13继续旋转并将电机1的转矩传递给动力传递机构的后续步骤。开口13c沿图6中箭头m的方向推动弯曲卷簧19的钩部19b。弯曲卷簧19的内径扩大而被松开。弯曲卷簧继续转动并在蜗杆轴14轴杆14a的外周面上滑动。
令此时的转矩为放松转矩Tr，则在轴向上产生的载荷Fr为Fr＝(Tr/r0)×cot(α+ρ)tan(ρ)＝μ0/cos(20)其中r0蜗杆14b节圆半径α蜗杆14b的转角
μ0蜗杆14b和螺旋齿轮的摩擦系数。
由旋转机构如电机转子的惯量产生的载荷Fr和载荷Fi在机架11和蜗杆轴14之间产生了一个摩擦力F2，该摩擦力F2由下式给出F2＝(Fi+Fr)×μ1，此时，转矩T2由下式给出T2＝F2×r1在上述两个等式中，μ1是蜗杆轴14和机架11间的摩擦系数，r1是在蜗杆轴与机架接触的位置上的蜗杆轴14接触部分14c的半径。在这个实施例中，电机转矩选择得比载荷转矩T2大。
为了使可动刀片返回其原位，使电机反向旋转。当其这样旋转时，传动齿轮13沿方向C转动，传动齿轮13的开口13c沿箭头n的方向推动弯曲卷簧19。弯曲卷簧19的内径减小，从而夹住蜗杆轴14的轴杆14a；沿方向f驱动蜗杆轴14；可动刀片借助与蜗杆14b啮合的螺旋齿轮返回其原位。
下面将参考图8和图2对在装有自动裁纸装置的打印机中的锁死状态检测和锁死后控制进行描述。
首先将说明如何检测可动刀片7被障碍物锁住的状态。对装在打印机中的控制系统(未示出)和电机1(图8中步骤S2)通电。
所装的控制系统检测检测器10的输出信号状态是“通”或“断”(步骤S3)(检测器10用于检测可动刀片7的原始位置)。如果输出信号处于“通”的状态，则刀片处于原位。因此，控制系统切断对电机1的供电；它使计时器复位；它等待一个自动裁切信号(步骤S4)。
如果输出信号处于“断”的状态，则控制系统将从向电机供电开始的时间读数与时间T0(一个周期加上一个边界时间的时间)进行比较(步骤S5)。如果T＞T0，则打印机自动裁纸装置异常，从而控制系统停止对电机供电并显示错误信息(步骤S6)。如果T＜T0，则控制系统再次检测检测器10输出信号的状态并重复这一操作。
当控制系统在步骤S5中接受一个自动裁纸信号时，控制系统再次向电机1供电(步骤S7)并计数向电机供电的时间T(步骤S8)。控制系统检查检测器10输出信号的状态是“通”或“断”(步骤S9)。如果为“通”，则可动刀片处于原位。因此，控制系统使计时器复位并终止自动裁纸操作并且等待下一个待输入的自动裁纸信号。
如果输出信号处于“断”的状态，则控制系统检测是否T＞T0(步骤S10)。如果T＜T0，则控制系统再次检查检测器10输出信号的状态并重复此过程。如果T＞T0，则可动刀片7可能被某些障碍物锁住。因而，控制系统停止向电机供电并使计数器复位(步骤S12)。这样一来，可检测出可动刀片7的锁死状态。
下面将参考图8和图9说明在可动刀片被锁住后的自动裁纸装置控制。在对电机1的供电停止后，使电机1反向旋转(步骤S13)。随着电机反转，动力传递机构中的传递齿轮3、蜗杆轴4和螺旋齿轮5都被反向带动并且可动刀片7也沿相同方向转动。
控制系统命令计数器计数因电机反转而对电机通电的时间(步骤S14)并且检查检测器10输出信号状态(步骤S15)。如果其状态为“通”，则可动刀片处于原位，控制系统因此停止向电机供电(步骤S16)并使计数器复位。这里，可动刀片7处于待机状态。
如果信号状态为“断”，控制系统再次检测T和T0(步骤S17)。如果T＜T0，则控制系统返回检查检测器10输出信号状态的程序。如果T＞T0，则说明打印机的自动裁纸装置有故障。于是控制系统显示错误信号(步骤S18)。
如上所述，自动裁纸装置如此操作在发现错误后，控制系统向电机供电以使其反转；使可动刀片7沿着与进行切割的转动方向相反的方向转动；使可动刀片7返回原位。自动裁纸装置的这些功能具有以下优点消除外物的工作非常容易。如果必要，在外物被清除后，可立即启动自动裁纸装置。这意味着，无需为装置设置初始化时间且由此缩短了自动裁纸装置的停机时间。
应当看到本发明不局限于上述实施例，在本发明的范围和精神内可以有各种变型、替代和选择。
例如动力传递机构可以位于从电机到蜗杆的动力传递路径中，而在上述实施例中，动力传递机构位于传递齿轮和蜗杆轴之间。
如权利要求3所述的结构是允许的。在所要求的结构中，蜗杆与从动传动齿轮的蜗杆轴是分开的。而在上述实施例中，它们被设计成一体。在这种情况下，如此将蜗杆安装在蜗杆轴上，即蜗杆可沿蜗杆轴的轴向移动但可与蜗杆轴一起转动，蜗杆轴的横截面与蜗杆的横截面不同。还是在这种情况下，蜗杆轴是可移动的，而在已经描述过的实施例中传动齿轮作为传动/主动齿轮是活动的。
本发明可象图9至图12所表示的那样实施(本发明的第四至第六实施例)。
至此为止所描述的实施例都把一个设置在电机和蜗杆之间的机械离合器用于解决刀片锁死问题的机械装置。一些电学机构如控制电机电流的装置也可用于相同的目的。
在图9所示的自动裁纸装置的结构中，蜗杆轴24、传动齿轮24a和蜗杆24b被铸为一体。一个螺旋齿轮5与蜗杆轴24的蜗杆24b啮合。自动裁纸装置的其余结构与图2装置中的相应部分基本相同。
蜗杆轴24的传动齿轮24a为正齿轮，它与电机齿轮2啮合并且其蜗杆24b与螺旋齿轮5啮合。在这种状态下，蜗杆轴24轴向不可移动。与图2所示情况一样，蜗杆轴24是由电机1转动。
图10所示是根据本发明设计的电机驱动电路。在图中，参考数字1为电机，12是电机驱动用晶体管；17是开关电路，该电路例如是由晶体管构成的。开关电路17选择性地向电机1输入E或E″电压。E＞E′。
在电机1正转时，向电机驱动晶体管12的基极a和d加一个“通”信号，向晶体管的基极加一个“断”信号。在这个电路中，电流沿箭头j的方向流过，并选择电压E′并向电机1施加电压E′。在电机反转时，向晶体管基极c和b加一个“通”信号，向同样的晶体管基极a和d加“断”信号。电流沿箭头i的方向流过，并且选择向电机1施加电压E。因此，开关电路17和电机驱动晶体管12以内部连接的方式操作。关于时间T0，Te＜Te′，其中Te是当向电机加电压E时的转矩，Te′是当向电机加电压E′时的转矩。通过适当选择电压E或E′，电机将在裁切打印纸时以较小的转矩旋转。当其被锁住时，向位于机架11和蜗杆轴24之间的接触部分施加小摩擦系数载荷。当电机1反转时，由大驱动转矩驱动转矩转动蜗杆轴24。图24所示的蜗杆轴24沿箭头b′方向转动，螺旋齿轮5沿箭头c′的方向转动，并且使可动刀片7返回原位。
下面将参考图11对根据本发明设计的另一种电机驱动电路进行描述。数字18为电阻，在电机正转时，向晶体管12基极b、c加一个“通”信号，向该晶体管的基极b、c加“断”信号。电流沿方向j流过。在电机反转时，向电机驱动用晶体管12的基极c和b加“通”信号，向晶体管基极a和d加“断”信号。电流沿方向i流过。在电机正转和反转时，向其加载相同的电压E，但电阻18限制电流在方向j(正转)上的流通。因此，用于电机正转的电流比用于电机反转的电流小。
Ti＞Tj(Ti反转转矩，Tj正转转矩)因此在刀片被锁住后，可借助Ti使脱离锁死状态。
下面将参考图12对根据本发明设计的另一种电机驱动电路进行描述。在图12中，参考标号15是一个限流电路。该电路使流过的电流值低于预定的电流值。标号16是一个开关。在电机正转时，电机驱动用晶体管12中的基极a和d被接通而基极b和c断路。电流沿方向j流动。这时，开关16被断开。电流通过限流电路15流入电机。在反转时，电机驱动用晶体管12中的基极c和b被接通而基极a和d被断开。电流沿箭头i的方向流过。这时，开关16被接通。电流绕过限流电路流入电机。用于正转和反转的电压相同。在正转时，限流电路15起作用，并且Ts＞Tc(Ts反转的转矩。Tc正转的转矩)在可动刀片锁住后，象前面所述的电机驱动电路那样，用于反转的转矩将刀片从锁死状态下释放出来。
应当理解，上述电机驱动电路是作为例子来说明的，而本发明可以各种不同的方式实施。尽管开关被用于选择电压和建立与限流电路相通的电路，可用三极管及其电路替代开关。
在上述实施例中作为驱动源的电机为DC(直流)电机，也可改用步进电机。
在第一个实施例中，作为传动结构和电机控制装置的离合器可以在本发明的范围内结合采用。在这种情况下锁死功能被增强。
虽然本发明的实施例用于字模环带选择型打印机，但它也可用于任何其它适用的打印机，例如点击式打印机、热敏打印机、喷墨打印机等等。此外，上述这些实施例揭示了这样一种机构，它在待机状态下借助电机正转而使可动刀片顺次经过待机位置和裁切位置。本发明不局限于上述实施例。当然，可如此采用这样一种机构，当电机正转时，可动刀片从裁切位置向待机位置运动，由此也感受到本发明的有益效果和优点。
如前面所述，当可动刀锁死异常出现时，根据大的驱动力，由传动机构产生的摩擦力很大。然而，由权利要求1确定的结构在正常状态下借助一个较小的力倾斜移动可动刀片，而在异常状态下减小摩擦力。当电机在异常状态下反转时，由于驱动力比正常状态下的驱动力大，因而即使存在摩擦力，也可使可动刀片返回原位。
在本发明的结构中，离合器用作一个转矩限制机构。因此，如果刀片被锁住，电机继续转动；电机转动惯量不会影响摩擦力；电机也不会受损伤。
如果电机反转，则本发明的结构使蜗杆被一个比所传递的转矩大的转矩驱动；如果可动刀片突然停止并且存在由变形能产生的摩擦力，则由于反转的转矩大，所以刀片完全可以返回原位。因此，当电机反转时，使蜗轮反向转动并使可动刀片返回原位。
权利要求
1.一种自动裁纸装置，包括一台双向电机；一个用于裁切打印介质的可动刀片；包括一个蜗杆和一个与蜗杆啮合的蜗轮的动力传递机构，该传递机构通过使双向电机正转而使可动刀片从待机位置移向裁纸位置；用于在正转方向和反转方向之间切换双向电机旋转方向的电机控制装置，当双向电机反转时，电机控制装置以比电机正转时更大的驱动力驱动电机，或者动力传递机构向可动刀片传递很大的驱动力。
2.如权利要求1所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述传递机构包括一个位于双向电机和蜗杆之间的离合器，离合器传递的驱动力的大小随双向电机的旋转方向而变。
3.如权利要求2所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述离合器包括由电机驱动的且具有第一锯齿形齿轮的主动传递齿轮、具有位于与第一锯齿形齿轮相应的位置上的第二锯齿形齿轮的从动传递齿轮，其中主动传递齿轮或从动传递齿轮中的一个是可以轴向移动的并沿着使第一锯齿形齿轮和第二锯形齿轮相互啮合的方向受到推动。
4.如权利要求3所述的自动裁纸装置，其特征在于，在各锯齿形齿轮的环形锯齿列中可以省去一些齿轮制齿。
5.如权利要求2所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述离合器为一个弹簧离合器，该弹簧离合器包括一个由双向电机驱动的主动件、一个与蜗杆配合的从动件、一个具有盘圈部分并与主动件啮合的臂，该臂压靠在从动件的外周面上，当双向电机正转时，盘圈部分被松开。
6.如权利要求1所述的自动裁纸装置，其特征在于，与双向电机正转时相比，当双向电机反转时，所述电机的电机控制装置增加了一个供给双向电机的电流。
7.如权利要求6所述的自动裁纸装置，其特征在于，与双向电机正转时相比，当双向电机反转时，其电机控制装置增加了加给双向电机的电压。
8.如权利要求6所述的自动裁纸装置，其特征在于，当双向电机正转时，所述电机控制装置在电机驱动电路中串联一个电阻。
9.如权利要求6所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述电机控制装置包括一个当双向电机正转时限制加给双向电机的电流的限流电路。
10.一种打印机，包括一个打印机机身；设置在所述打印机机身内的且以所需形式在打印介质上进行打印的打印头；一个用于裁切所述打印介质的自动裁纸装置，它包括一台双向电机；一个用于裁切打印介质的可动刀片；包括一个蜗杆和一个与蜗杆啮合的蜗轮的动力传递机构，该传递机构通过使双向电机正转而使可动刀片从待机位置移向裁切位置；用于在正转方向和反转方向之间切换双向电机的旋转方向的电机控制装置，当可动电机反转时，电机控制装置以比电机正转时更大的驱动力驱动电机，或者动力传递机构向可动刀片传递很大的驱动力。
11.如权利要求10所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述传动机构包括一个离合器，该离合器位于所述双向电机和所述蜗杆之间，由所述离合器传递的驱动力的大小根据所述双向电机的转动方向而改变。
12.如权利要求11所述的自动裁纸装置，其特征在于，所述离合器包括一个由所述电机驱动的并具有第一锯齿形齿轮的主动传动齿轮、一个用于向所述蜗杆传递驱动力的从动传动齿轮，所述从动传动齿轮具有一个第二锯齿形齿轮，它位于与所述第一锯齿形传动齿轮相应的位置上，其中所述主动传动齿轮或所述从动传动齿轮中的一个是可以轴向移动的并在一个方向受到推动，从而使所述第一锯齿形齿轮和所述第二锯齿形齿轮相互啮合。
13.如权利要求12所述自动裁纸装置，其特征在于，在所述的各锯齿形齿轮的圆周锯齿列中省去了一些轮齿。
14.如权利要求11所述的自动裁纸装置，其中所述离合器为一个弹簧离合器，该弹簧离合器包括一个由所述双向电机驱动的主动件、一个与所述蜗杆配合的从动件、一个具有盘圈部分并与所述主动件啮合的臂，该臂压靠在所述从动件的外圆周面上，当所述双向电机正转时，所述臂的盘圈部分被放松。
15.如权利要求10所述的自动裁纸装置，其特征在于，与双向电机正转时相比，所述电机控制装置在双向电机反转时增加了一个供给所述双向电机的电流。
16.如权利要求15所述的自动裁纸装置，其特征在于，与双向电机正转时相比，所述电机控制装置在双向电机反转时增加了一个供给所述双向电机的电压。
17.如权利要求15所述的自动裁纸装置，其特征在于，当双向电机正转时，所述电机控制装置给电机驱动电路中串联了一个电阻。
18.如权利要求15所述的自动裁纸装置，其中所述电机控制装置包括一个用于当所述双向电机正转时限制供给所述双向电机的电流的限流电路。
19.一种控制自动裁纸装置的方法，所述自动裁纸装置包括一台双向电机；一个用于裁切打印介质的可动刀片；包括一个蜗杆和一个与蜗杆啮合的蜗轮的动力传递机构，该传递机构通过使双向电机正转而使可动刀片从待机位置移向裁切位置，该方法包括以下步骤如此控制所述的双向电机，当所述双向电机反转时，所述电机控制装置以比电机正转时大的驱动力驱动所述双向电机。
全文摘要
本发明申请的一种自动裁纸装置是这样的:在电机1和蜗杆4b之间设置一个离合器。该离合器包括一个具有第一锯齿形齿轮3b的且轴向可移动的传动齿轮3、一个具有与第一锯齿形齿轮3b啮合的第二锯齿形齿轮4a及一个蜗杆的蜗杆轴4、一个用于推动传动齿轮3以使它的第一锯齿形齿轮3b与蜗杆轴4的第二锯齿形齿轮4a啮合的卷压簧9。
文档编号B41J11/70GK1198987SQ9810878
公开日1998年11月18日 申请日期1998年4月9日 优先权日1997年4月9日
发明者大月升 申请人:精工爱普生株式会社