(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙走行中に切断動作を行うロータリカッターユニットを内蔵するプリンタにおいて、ロータリカッターの固定刃の刃先線の刃幅方向の中央を通る用紙走行面垂線上に位置させて、用紙走行面に直交する向きの支点ピンを設け、この支点ピンを回転中心としてカッターユニットを用紙の走行面内で回動可能にし、用紙の走行速度に応じてロータリカッターの固定刃の刃先線を用紙の走行方向と直角の向きから傾けるようにすると共に、上記ロータリカッターユニットにロータリカッターを駆動するモータを搭載し、また上記ロータリカッターを上記ピンを中心に回動させる機構を設けてなり、この機構によって用紙走行速度に連動して前記カッターユニットの両端位置に流れ方向の変位差を与えて斜め切断補正を自動的に行うようにし、かつ用紙走行速度に連動して前記カッターユニットに切断指令信号を入力するタイミングを補正することにより用紙流れ方向の切断位置を制御するようにしたことを特徴とするロータリカッター内蔵プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はロータリーカッターを備えたプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリカッターを用いて走行している帯状紙を切断する場合、従来二つの方法が用いられていた。その一つは帯状紙の切断位置がカッターの所に来たとき、帯状紙の走行を停止させてロータリカッターを一回転させるもので、この方法によるときはロータリカッターの軸が帯状紙の走行方向と直交している限り、帯状紙の切断端は帯の走行方向と直交（紙幅と平行）する。もう一つの方法は帯状紙の切断位置がカッターの所に来ても帯状紙の走行を止めず、走行させたまゝでロータリカッターを一回転させるものである。ロータリカッターは紙幅全体を同時に切断するためには大きな力が要るので、固定刃は真直で回転刃は回転軸の軸方向よりわずか傾いた螺旋状になっている。このため帯状紙は紙幅の一方の端から切断が進行して行くが、上述したようにロータリカッターの回転刃は螺旋状なので、紙幅方向で今切断されている個所以外の左右両側は紙が固定刃と回転刃との隙間を通って前方へ進行することが可能である。このため帯状紙を走行させたまゝでロータリカッターで切断すると、切断端は帯状紙の走行方向に対し直角より若干傾いたものとなり、所定寸法に裁断した紙は正しい矩形より少しひしいだ形になる。
【０００３】
上述した走行紙を一旦停止させて切断する方法は、切断端が帯状紙の紙幅方向と平行になり切断された一枚毎の紙は正しい矩形になるが、走行紙の切断位置がカッターの所に来たとき、紙の走行を停止させ、切断終了後走行を再開させるので、紙の走行制御が複雑となり、プリンタとか印刷機等の装置全体の動作が非連続的となって、装置の動作能率が上がらない。他方、帯状紙を走行させたまゝで切断する方法はプリンタ等の装置全体の動作が連続的となるので、能率的であるが、切断された一枚毎の紙が菱形になると云う問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタでロータリカッターで走行紙を停止させずに切断動作を行い、走行速度が変化しても切断線が紙幅と平行になりさらに流れ方向切断位置も所定の位置になるようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ロータリカッターユニットの全体を、ロータリカッターの固定刃の刃先線の刃幅方向の中央を通り、切断対象の帯状紙の走行面に対して垂直な軸によって回動可能に支持し、帯状紙の走行速度に応じてロータリカッター両端位置に流れ方向変位差を与えて傾斜させると共に、カッター作動指令信号を入力するタイミングを補正するようにした。
【０００６】
【作用】
ロータリカッター有効幅における回転刃のねじれ角度即ちカッターの切り始めから切り終りまでの回転角度をθ（ｄｅｇ）
カッター回転刃の駆動回転数をη（ｒ．ｐ．ｍ）、
用紙送り速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）、
斜め切れ補正変位量をＸ、
カッターが有効幅切断に要する時間Ｔ  ０とすると
Ｔ  ０［θ／３６０η］  （ｍｉｎ）となり斜め切れ補正制御は
Ｘを時間Ｔ  ０の間に用紙が進む距離ＶＴ  ０に等しくすればよい。即ち
Ｘ＝ＶＴ  ０＝θＶ／３６０η（ｍｍ）
流れ方向切断位置制御は、カッター作動指令信号が入力されてから切断開始までの遅れ時間Ｔ  １とＴ  ０／２の和［Ｔ  １＋（Ｔ  ０／２）］の間に用紙が進む距離Ｖ［Ｔ  １＋Ｔ  ０／２）に相当するパルス数だけ信号入力のタイミングを早くすればよい。
【０００７】
【実施例】
図１に本発明の一実施例を示す。この実施例はＺ折用紙を使用するプリンタにおけるロータリカッターに本発明を適用したものである。図で１はプリンタの外筐で、２が使用されるＺ折用紙である。この用紙は外筐１の右側からプリンタ内に引き込まれ、外筐１の左側から所定寸法に切断されて出て来る。この切断長さは、Ｚ折用紙の二つの折目の間を等分する長さで、かつ切断位置はＺ折用紙の折目を含むようにする必要がある。このための制御機構については後述する。３は用紙送りローラ、４はプラテンローラで、この両者は共通の駆動用モータ５によりタイミングベルト６を介して同じ周速で駆動される。駆動用モータとしてはステッピングモータを用いる。プラテンローラの上に印字ヘッド７が配置されている。印字ヘッド７の後方（用紙進行の下流側、図では左側）に、ロータリカッターユニット８が配置されている。ロータリカッターユニットは、固定刃８１と回転刃８２と回転刃を駆動するモータ８３とこれらを結合しているブラケット８４よりなっていて、ブラケット８４の底面はピン９によって筐体１の底面に枢着され、ロータリカッターユニット全体がピン９を軸として回動できるようになっている。１０はロータリカッターユニットを回動させるリニヤモータで、このリニヤモータの制御によって、ロータリカッターの軸の用紙幅方向の傾きを、用紙の送り速度に応じて設定する。１１はマークセンサで用紙２に印刷物一葉毎に付されているマークを検出する。マークセンサ１１からマーク検出信号が出力されてから所定時間後にロータリカッターが作動する。この所定時間は云うまでもなくそのマークが属する印刷物の後縁が切断位置に来るまでの時間である。
【０００８】
この所定時間についてさらに詳細説明する。
用紙の送り速度が変化してもマークが属する印刷物の所定の後縁を精度良く切断するためには、用紙送り速度に応じてカッター作動指令信号の入力タイミングを制御しなければならない。
カッター作動指令信号を受けてから固定刃先と回転刃先の交差点がカッター幅の中央のＯ点に達するまでの所要時間をＴｃとすると、Ｔｃはカッター作動指令信号が入力されてから固定刃先と回転刃先が交差し始めるまでの遅れ時間Ｔ  １とカッター有効幅切断に要する時間の半分（Ｔ  ０／２）の和であり
Ｔｃ＝Ｔ  １＋（Ｔ  ０／２）である。
図３においてマークセンサが用紙上のマーク▲３▼を検出してからマーク▲３▼の属する印刷物の後縁即ちミシン目Ｂの中点とが固定刃の中点Ｏを通過するまでの間のクロックパルスのパルス数をＮ  １とする。
又時間Ｔｃの間に入力されるパルス数をＮ  ２とするとマークセンサがマーク▲３▼を検知してから（Ｎ  １−Ｎ  ２）パルス数カウントアップ後にカッター作動指令信号が出るように制御することにより用紙をミシン目の所で切断することができる。即ち精度良く用紙流れ方向の切断位置を制御することができる。
次に用紙走行中に切断する時のもう一つの重要な制御である斜め切れ補正制御について図３を用いて説明する。
ロータリカッターが切断動作を行うときは固定刃先と回転刃先の交差点は切断開始点Ｐから切断終了点Ｑまで移動する。
ロータリカッター有効幅における回転刃のねじれ角度即ちカッターの切り始めから切り終りまでの回転角度をθ（ｄｅｇ）カッター回転刃の駆動回転数をη（ｒｐｍ）、用紙送り速度をＶ（ｍｍ／ｍｉｎ）斜め切れ補正変位量をＸ、カッターが有効幅切断に要する時間Ｔ  ０とすると
Ｔ  ０＝θ／３６０η（ｍｉｎ）になる。
又斜め切れ補正変位量Ｘは時間Ｔ  ０の間に用紙が進む距離ＶＴ  ０にすればよい。
即ちＸ＝ＶＴ  ０＝θＶ／３６０η  （ｍｍ）
用紙速度Ｖで走行中に切断する時はリニアモータ１０によりカッター両端の変位量Ｘを与えることにより切断線は幅方向と平行になる。
従って用紙速度Ｖに対応してカッター切断指令信号入力のタイミングと斜め切れ補正変位量を制御することにより所定の寸法に切断できる。
【０００９】
図２はロータリカッターユニットの正面図である。リニヤモータ１０のプランジャはブラケット８４の側面に連結してあり、ブラケットはロータリカッターの幅の中央でピン９により回転可能になっているので、リニヤモータのプランジャの進退によってロータリカッターの水平面内の向きが調整される。ロータリカッターは動作指令によって一回転して止まる。図２はその停止中の状態を示す。回転刃８２は軸に螺旋状に取付けられている。
【００１０】
図３は用紙２と印字ヘッド７とロータリカッターとセンサ１１との関係を説明する平面図である。印字ヘッド７はサーマルラインヘッドであるので図では一つの直線で示してある。マークセンサ１１は発光素子と受光素子とからなり発光素子の光が用紙面を照射し、受光素子がその反射光を受光している。マークが検出されている間は反射光が減少しているから、受光素子の出力レベルが基準値より低下したことによってマーク前端縁が検出される。この受光素子の出力の立下りがパルス化されてマーク検出信号となる。
用紙の送り速度はサーマルプリンタの場合、温度によって印字速度を変える必要があり、低温では印字速度が低く、高温では速くなる。つまり用紙の走行速度は温度に応じて切換えられるので、制御回路は印字ヘッド７の温度を検知して用紙の送り速度を設定すると共にリニヤモータ１０を駆動してロータリカッターの傾き量を設定する。
【００１１】
上述実施例ではロータリカッターユニットの傾きを変えるのにリニヤモータを用いているが、これもリニヤモータに限られず、パルスモータで送りねじを回転させ、このねじに螺合させたナットとロータリカッターとを連結した構造でもよい。
【００１３】
更に本発明は次のような変形実施形態も可能である。その一つは用紙走行速度を数段階に段階的に切換え可能とし、ロータリカッターユニットの傾斜を上記複数段の用紙走行速度毎に決めておき、この数段階の用紙走行速度の一つを選択したとき、ロータリカッターユニットの方もその用紙走行速度に対応する傾斜角に設定される。この構成によるときは任意設定した用紙走行速度に対応するロータリカッターの傾斜角を一々算出する演算手段が不要となる。他の一つはロータリカッターユニットの傾斜角とその回転速度の両方を用紙走行速度に応じて調整されるようにするものである。この形態では用紙走行速度を複数の範囲に区分し、その区分毎にロータリカッターユニットの傾斜角を一つ設定し、その区分内の用紙走行速度の任意の速度に対してはロータリカッターの回転速度を調整することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば紙の走行を止めないで正確な切断ができるので紙の裁断が能率的にできる。ロータリカッターを備えた装置がプリンタである場合、一枚の印字パターンの長さによっては或る頁の印字の最中に先行した頁の切断を行うことがある。本発明の場合用紙の走行を止めないで切断ができるので、切断中も印字を続けることができ、印字能率が向上し、印字むらが生じない。本発明はロータリカッターの傾斜角を用紙走行速度に応じて変えるもので、用紙走行速度が０即ち用紙を停止させて切断する場合も、本発明プリンタの動作範囲に含まれ、このときはロータリカッターの傾斜角は０となる。つまり本発明はロータリカッターの傾斜角を固定していないので、用紙を停止させて切断する場合、例えば一枚だけプリントするような場合にも、切断縁を紙幅に対し直角にすることができるのである。
またロータリカッターユニットの回動中心をカッター刃の幅の中央に位置させたから、ロータリカッター駆動用モータをロータリカッターユニットに搭載しても、ロータリカッターを回動させるときの上記モータの移動量は小さく、結線に支障がなく、ロータリカッターユニットを回動させるリニヤモータ等の機構の動的負荷も小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の側面図。
【図２】上記実施例のロータリカッターユニットの正面図。
【図３】上記実施例のマークセンサ、印字ヘッド、ロータリカッター等の関係を示す平面図
【符号の説明】
１          筐体
２          Ｚ折用紙
３          送りローラ
４          プラテンローラ
５          駆動用モータ
６          タイミングベルト
７          印字ヘッド
８          ロータリカッターユニット
９          ピン
１０          リニヤモータ
８１          固定刃
８２          回転刃
８３          カッター駆動用モータ
８４          ブラケット
【図１】
0003550719.tif 000002
【図２】
0003550719.tif 000003
【図３】
0003550719.tif 000004