(57)【要約】【課題】可動刃をスライドさせることなく可動刃の回動角度を広狭に切り替えて、全幅切断および部分切断を行うことのできる廉価で寿命の長いシート切断装置を提案すること。【解決手段】シート切断装置１では、可動刃３を支軸５を中心として回動させるピン１２が、可動刃３に形成した長穴１１に差し込まれていると共に、ロータ１４の円形端面に形成したピンカム溝２２に差し込まれている。ピン１２は回転中心軸１３に回転可能および当該回転中心軸に接近および離れる方向にスライド可能である。ピン１２は、ロータ１４が第１回転方向Ａ１に回転すると、回転中心軸１３に接近して第１回転半径Ｒ１の回転軌跡Ｃ１を描き、ロータ１４が第２回転方向Ａ２に回転すると、回転中心軸１３から離れて第２回転半径Ｒ２の回転軌跡Ｃ２を描く。ロータ１４の回転方向を切り替えるのみで、可動刃３の回動範囲が広狭に切り替わり、全幅切断と部分切断に切り替え可能である。【選択図】図１
2008238387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動刃を固定刃から離れた待機位置から当該固定刃に重なる切断位置に向けて移動させる移動量を切り替えて、シートの全幅切断および一部を切り残した部分切断を行うシート切断装置において、
前記可動刃を移動させるために、支軸を中心として所定角度範囲を回動する回動部材と、
この回動部材に形成された長穴と、
この長穴にスライド可能な状態で差し通されているピンと、
このピンを前記支軸および前記長穴から離れた回転中心軸を中心として回転させるロータと、
このロータの回転方向に応じて、前記回転中心軸を中心とする前記ピンの回転半径を切り替える切り替え機構とを備えたことを特徴とするシート切断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシート切断装置において、
前記切り替え機構は、前記ピンが固定されているピン台座と、前記ピンがスライド可能な状態で差し込まれているピンカム溝とを備えており、ピン台座は、前記回転中心軸を中心として回転可能であると共に当該回転中心軸に直交する方向にスライド可能であり、前記ピンカム溝は前記ロータに形成されており、第１溝端と、当該第１溝端よりも前記回転中心軸から離れた位置にある第２溝端とを備えており、
前記ロータが第１回転方向に回転すると、前記ピンが前記第１溝端によって規定される第１回転半径の回転軌跡を描き、前記回動部材が部分切断用の第１角度範囲を回動し、
前記ロータが逆の第２回転方向に回転すると、前記ピンが前記第２溝端によって規定される第１回転半径よりも長い第２回転半径の回転軌跡を描き、前記回動部材が全幅切断用の第２角度範囲を回動することを特徴とするシート切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシート切断装置において、
前記回動部材に前記可動刃が形成されていることを特徴とするシート切断装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のシート切断装置において、
前記回動部材の回動を、前記可動刃を前記固定刃に対して接近および離れる方向の直線往復運動に変換する変換機構を有していることを特徴とするシート切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動刃を固定刃から離れた待機位置から当該固定刃に重なった切断位置に移動させることにより、これらの間に通されているシートを切断する鋏式などのシート切断装置に関する。さらに詳しくは、可動刃の移動量を切り替えることにより、シートを完全に切断する全幅切断と、その一部を切り残した部分切断を行うことのできるシート切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロール紙プリンタ等においては、印字後のロール紙を切断するためのシート切断装置が搭載されている。シート切断装置としては、固定刃に対して可動刃を回動させることにより双方の刃先を根元側から先端側に向けて交差させながらシートを切断する鋏式のものと、固定刃に対して可動刃を直線方向に移動させてシートを切断する方式のものが知られている。いずれの形式のシート切断装置においても、シートを完全に切断する全幅切断（フルカット）と、シートの一部を切り残した状態で切断する部分切断（パーシャルカット）の双方を行うことが可能なものが知られている。
【０００３】
特許文献１には全幅切断および部分切断を行うことのできる鋏式のオートカッタ装置が開示されている。ここに開示のオートカッタ装置では、回転支軸部を中心として回動可能に可動刃を支持すると共に、この可動刃に形成した長穴と、この長穴にスライド可能に差し込まれたピンと、ピンを回転させるロータとによって、可動刃を回動させるためのクランク機構が構成されている。また、可動刃は回転支軸部に対してスライド可能に取り付けられており、ロータによってピンが一方向に回転する場合には、シートの幅方向の端を残した状態でシートを部分切断し、ピンを逆方向に回転する場合には、ピンによって可動刃をスライドさせてその有効切断長を長くしてシートの全幅切断を行うようになっている。
【０００４】
特許文献２には可動刃を直線方向に移動させてシートを全幅切断および部分切断することのできるシート切断装置が開示されている。ここに開示のシート切断装置では、可動刃を移動させるためのクランク機構のクランクアームとして機能するリンクが長穴によって回転支軸に対してスライド可能に取り付けられている。このリンクに形成したピン穴に沿ってスライド可能なピンをロータによって回転させることによりリンクが回転支軸を中心として回動する。リンクにはＬ字形状長穴が形成され、可動刃には、この長穴にスライド可能に差し通された駆動ピンが取り付けられている。ロータによってピンが一方向に回転すると、リンクは一方にスライドして駆動ピンがＬ字形状長穴の狭い幅の部位に嵌り、この状態でリンクが回転する。これにより可動刃はシートを全幅切断する。ピンが逆方向に回転すると、リンクが他方にスライドして駆動ピンが遊びのある状態でＬ字形状長穴の広幅部分に位置し、この状態でリンクが回転する。この結果、可動刃の移動範囲が狭くなり、シートは一部が切り残されて部分切断される。
【特許文献１】特開平９−１９８９０号公報
【特許文献２】特開平６−４７６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のように、回動する可動刃、あるいは可動刃を直線移動させるための回動リンクをスライドさせることにより、全幅切断および部分切断を行うシート切断装置には次のような問題点がある。
【０００６】
シートを切断するためには、可動刃を固定刃に対して確実に交差摺動させる必要があり、そのためには、可動刃を大きな力で固定刃の側に加圧しておく必要がある。加圧は、可動刃の回動中心軸の部分に圧縮コイルばねなどを装着することにより行われる。したがって、全幅切断と部分切断の切り替えのために、回動中心軸に回動可能に支持されている可動刃あるいはリンクをスライドさせるためには、これらに作用している加圧力によって生ずる大きな摩擦力を上回る駆動力を発生させる必要があり、大きなロータ回転力が必要である。
【０００７】
スライド用の大きな駆動力を発生させるための機構は大型で高価な部品が必要になる。また、大きな摩擦力の下でスライドさせるために、スライド部分を構成している部品に摩耗が激しく、シート切断装置の寿命が短くなってしまう。寿命を長くするためには耐磨耗性に優れた高価な部品が必要になる。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、可動刃、あるいは、可動刃を移動させるための部材をスライドさせることなく、全幅切断および部分切断を行うことのできるシート切断装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、可動刃を固定刃から離れた待機位置から当該固定刃に重なる切断位置に向けて移動させる移動量を切り替えて、シートの全幅切断および一部を切り残した部分切断を行うシート切断装置において、
前記可動刃を移動させるために、支軸を中心として所定角度範囲を回動する回動部材と、
この回動部材に形成された長穴と、
この長穴にスライド可能な状態で差し通されているピンと、
このピンを前記支軸および前記長穴から離れた回転中心軸を中心として回転させるロータと、
このロータの回転方向に応じて、前記回転中心軸を中心とする前記ピンの回転半径を切り替える切り替え機構とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、前記切り替え機構は、前記ピンが固定されているピン台座と、前記ピンがスライド可能な状態で差し込まれているピンカム溝とを備えており、ピン台座は、前記回転中心軸を中心として回転可能であると共に当該回転中心軸に直交する方向にスライド可能であり、前記ピンカム溝は前記ロータに形成されており、第１溝端と、当該第１溝端よりも前記回転中心軸から離れた位置にある第２溝端とを備えており、
前記ロータが第１回転方向に回転すると、前記ピンが前記第１溝端によって規定される第１回転半径の回転軌跡を描き、前記回動部材が部分切断用の第１角度範囲を回動し、
前記ロータが逆の第２回転方向に回転すると、前記ピンが前記第２溝端によって規定される第１回転半径よりも長い第２回転半径の回転軌跡を描き、前記回動部材が全幅切断用の第２角度範囲を回動することを特徴としている。
【００１１】
ここで、鋏式のシート切断装置の場合には、前記回動部材に前記可動刃を形成しておけばよい。換言すると、可動刃を回動部材とすればよい。
【００１２】
また、可動刃を固定刃に対して直線移動させてシートを切断する方式のシート切断装置の場合には、前記回動部材の回動を、前記可動刃を前記固定刃に対して接近および離れる方向の直線往復運動に変換する変換機構を配置しておけばよい。
【００１３】
本発明のシート切断装置では、回動部材、長穴、ピン、およびロータによってクランク機構が構成され、ロータの回転によって回動部材が支軸を中心として所定の角度範囲を回動する。
【００１４】
また、ピン台座に取り付けられたピンは、ロータ回転中心軸に接近および離れる方向にスライド可能な状態でピンカム溝に差し通されている。ロータが第１回転方向に回転すると、ロータと一体となってピンカム溝も同一方向に回転する。ピンカム溝に差し通されているピンは、ピンカム溝の回転に伴って当該ピンカム溝内を第１溝端側にスライドし、第１溝端に当接した後はピンカム溝と一体となってロータと共に回転する。すなわち、ピンは回転中心軸に接近する側に移動した位置を当該回転中心軸回りに回転し、第１回転半径の回転軌跡を描く。この結果、可動刃の移動量が少ないので、シートの一部が切り残された部分切断を行うことができる。
【００１５】
ロータが逆の第２回転方向に回転すると、ピンカム溝に差し通されているピンは、ピンカム溝の回転に伴って当該ピンカム溝内を第２溝端側にスライドし、第２溝端に当った後はピンカム溝と一体となってロータと共に回転する。すなわち、ピンは回転中心軸から遠ざかる側に移動した位置を当該回転中心軸回りに回転し、第１回転半径よりも長い第２回転半径の回転転軌跡を描く。この結果、可動刃の移動量が多くなるので、シートが全幅切断される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のシート切断装置では、可動刃を固定刃に加圧するための加圧力が作用している部品をスライドさせて可動刃の有効切断長あるいは可動刃の移動範囲を切り替える必要がない。よって、大きな加圧力が作用している部品をスライドさせるための大きなロータ回転力が不要となるので、小型で廉価な構成部品を用いて寿命の長い全幅切断と部分切断の切り替えが可能なシート切断装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したシート切断装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る鋏式のシート切断装置を示す概略構成図、およびａ−ａ線で切断した部分の部分断面図である。本実施の形態に係るシート切断装置１は、固定刃２および可動刃３を備えており、固定刃２は装置ハウジング４又はシート切断装置１が搭載される側の部材（図示せず）に固定され、可動刃３は装置ハウジング４に回動可能な状態で取り付けられており、装置ハウジングもシート切断装置１が搭載される側の部材（図示せず）に固定される。
【００１９】
可動刃３はその根元側の端部３１が、装置ハウジング４に固定した支軸５に回動可能な状態に支持されている。可動刃３は、装置ハウジング４に搭載されている可動刃駆動機構１０によって、図に示す固定刃２から離れた待機位置３Ａから固定刃２に交差する所定の角度範囲を回動可能である。可動刃３が固定刃２に接近する方向に回動すると、固定刃２の刃先部分２ａの根元側の部位に乗り上げている可動刃３の刃先部分３ａの根元側の部分から先端側に向けて、これらの交差位置が移動し、両刃２、３の間に挟まれているシート（図示せず）が切断される。支軸５には圧縮コイルばね（図示せず）が装着され、可動刃３を固定刃２に向けて大きな力で加圧している。
【００２０】
可動刃駆動機構１０は、可動刃３の長さ方向のほぼ中央部分において当該可動刃３の長さ方向に沿って延びる状態に形成したピンスライド用の長円形の長穴１１と、この長穴１１に沿ってスライド可能な状態で当該長穴１１に差し通されている円柱状のピン１２と、このピン１２を、支軸５および長穴１１から離れた回転中心軸１３を中心として回転させるロータ１４とを備えている。ロータ１４はウォームホイールであり、このロータ１４にはウォームギヤ１５が噛み合っている。ウォームギヤ１５は装置ハウジング４に搭載された駆動モータ１６の出力軸１６ａに固着されている。
【００２１】
ここで、ロータ１４の回転方向に応じて、回転中心軸１３を中心とするピン１２の回転軌跡の回転半径を長短に切り替える切り替え機構が備わっている。切り替え機構は、ピン１２が支持されているピン台座２１と、ピン１２がスライド可能な状態で差し込まれているピンカム溝２２とを備えている。
【００２２】
ピン台座２１は長方形の平板状のものであり、ロータ１４と可動刃３の間に配置されている。ピン台座２１の一端部に長穴からなる軸穴２１ａが形成されており、この軸穴２１ａには、回転中心軸１３が回転自在およびスライド自在の状態で貫通している。ピン台座２１の他方の端部には、ピン台座２１に直交する方向、すなわち、回転中心軸１３に平行な方向に向く状態で円柱状のピン１２が固定されている。
【００２３】
ピンカム溝２２は、本例では、ロータ１４における可動刃３の側の円形端面１４ａに形成した長円形の溝である。このピンカム溝２２は、回転中心軸１３から延びる半径線に対して９０度未満の傾斜角度で傾斜した方向に延びており、その一方の半円形の第１溝端２２ａの中心と回転中心軸１３との距離（第１回転半径Ｒ１）が、他方の半円形の第２の溝端２２ｂの中心と回転中心軸１３との距離（第２回転半径Ｒ２）よりも短い。ピン台座２１に固定されているピン１２は、その一方の端部がピンカム溝２２にスライド可能な状態で差し込まれており、その他方の端部が可動刃３に形成されている長穴１１にスライド可能な状態で差し通されている。
【００２４】
この構成のシート切断装置１の動作を説明する。可動刃３が図１に示す待機位置３Ａにあるものとする。この状態において、ロータ１４を矢印Ａ１で示す第１回転方向に回転すると、ロータ１４の円形端面１４ａに形成されているピンカム溝２２も一体となって回転中心軸１３を中心として同一方向に回転する。この結果、ピンカム溝２２に差し込まれているピン１２はロータ１４の回転に伴ってピンカム溝２２の外側の内端面２２ｃによって回転中心軸１３に接近する方向に押される。ピン１２は回転中心軸１３を中心に回転可能、且つ、スライド可能に取り付けられているピン台座２１に固定されているので、ピン１２およびピン台座２１が回転中心軸１３の側にスライドする。
【００２５】
このようにして、ロータ１４の回転に伴ってピン１２はピンカム溝２２に沿って第１溝端２２ａの側に相対的に移動して、当該第１溝端２２ａに当接する。
【００２６】
図２はピン１２がピンカム溝２２における第１溝端２２ａに当接した状態を示す説明図である。当該図２に示す状態に到った後は、ピン１２がスライドしないので、ピン１２は、第１溝端２２ａに当接したまま、ロータ１４と一緒に矢印Ａ１の方向に回転する。したがって、ピン１２は、第１溝端２２ａによって規定される第１回転半径Ｒ１の回転軌跡Ｃ１に沿って回転する。ピン１２が小さな回転軌跡Ｃ１に沿って回転するので、ピン１２による可動刃３の回動角度は狭い。
【００２７】
なお、ピン１２がピンカム溝２２の第１溝端２２ａに当接した位置からロータ１４を矢印Ａ１で示す第１回転方向に回転すると、上述の説明において、最初からピン１２が第１溝端２２ａに当接しながら回転軌跡Ｃ１に沿って回転することになる。
【００２８】
図３はロータ１４が矢印Ａ１の方向に回転して可動刃３が最大回動位置、すなわち、シート切断終了位置３Ｂに到った状態を示す説明図である。この図に示すように、可動刃３がシート切断終了位置３Ｂに到った状態では、可動刃３の刃先部分３ａの先端部３ｂのみが固定刃２の刃先部分２ａの先端部２ｂに交差していない。したがって、これらの先端部２ｂ、３ｂの間に位置しているシート（図示せず）の端が切り残された部分切断が行われる。図３に示す状態からロータ１４を矢印Ａ１の方向に更に回転すると、可動刃３は図１に示す待機位置に戻る。なお、この場合には、ピン１２はピンカム溝２２の第１溝端２２ａに当接した位置となる。
【００２９】
一方、図２に示すように、ピン１２がピンカム溝２２の第１溝端２２ａに当接している状態から、ロータ１４を矢印Ａ２で示す第２回転方向に回転すると、ロータ１４の円形端面に形成されているピンカム溝２２も一体となって回転中心軸１３を中心として同一方向に回転する。この結果、ピンカム溝２２に差し込まれているピン１２はロータ１４の回転に伴ってピンカム溝２２の内側の内端面２２ｄによって回転中心軸１３から遠ざかる方向に押される。ピン１２は回転中心軸１３を中心に回転可能、且つ、スライド可能に取り付けられているピン台座２１に固定されているので、ピン１２が回転中心軸１３から離れる方向にスライドする。
【００３０】
このようにして、ロータ１４の回転に伴ってピン１２はピンカム溝２２に沿って第２溝端２２ｂの側に相対的に移動して、当該第２溝端２２ｂに当接する。この後は、ピン１２がスライドしないので、ピン１２はピン台座２１と共に、第２溝端２２ｂに当接したまま、ロータ１４と一緒に矢印Ａ２の方向に回転する。したがって、ピン１２は、第２溝端２２ｂによって規定される第２回転半径Ｒ２の回転軌跡Ｃ２に沿って回転する。ピン１２が大きな回転軌跡Ｃ２に沿って回転するので、ピン１２による可動刃３の回動角度は広い。
【００３１】
なお、図１に示す待機位置に可動刃３がある状態、すなわちピン１２がピンカム溝２２の第２溝端２２ｂに当接した位置からロータ１４を矢印Ａ２で示す第２回転方向に回転すると、上述の説明において、最初からピン１２が第２溝端２２ｂに当接しながら回転軌跡Ｃ２に沿って回転することになる。
【００３２】
図４はロータ１４が矢印Ａ２で示す方向に回転して可動刃３が最大回動位置、すなわち、シート切断終了位置３Ｃに到った状態を示す説明図である。この図に示すように、可動刃３がシート切断終了位置３Ｃに到った状態では、可動刃３の刃先部分３ａはその先端部３ｂを含め全体的に固定刃２の刃先部分２ａに交差した状態になる。したがって、これらの間に位置しているシート（図示せず）が全幅切断される。図４に示す状態からロータ１４を矢印Ａ２の方向に更に回転すると、可動刃３は図１に示す待機位置に戻る。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態に係るシート切断装置１では、ロータ１４の回転方向を切り替えると、それに応じて、ロータ１４と一緒に回転するピン１２の回転半径が長短に切り替わる。したがって、ピン１２によって回動する可動刃３の回動角度が広狭に切り代わり、シートを全幅切断および部分切断することができる。
【００３４】
したがって、従来のように、可動刃３を支軸５にスライド可能に取り付け、当該可動刃３を大きな加圧力に抗してスライドさせる場合に比べて、大きな摺動摩擦抵抗を伴うことなく、小型で廉価な構成部品を用いて、可動刃３の回動角度範囲を切り替えることができる。したがって、全幅切断と部分切断の切り替えが可能な寿命の長い廉価なシート切断装置を実現できる。
【００３５】
（その他の実施の形態）
上記の例は鋏式のシート切断装置に本発明を適用したものである。本発明は、可動刃を固定刃に対して直線状に移動させて、これら両刃の間に位置しているシートを切断する形式のシート切断装置にも同様に適用可能である。この場合には、例えば、先に述べた特許文献２に記載されているように、可動刃３に駆動ピンを取り付け、ロータ回転方向に応じて回転半径が長短に切り替わるピン１２によって回動する回動部材に、駆動ピンがスライド可能な状態で差し込まれている長円形の長穴を形成しておき、回動部材の回動を可動刃の直線運動に変換すればよい。なお、駆動ピンがスライドする長穴は、特許文献２の場合とは異なり一定幅の長穴とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用したシート切断装置の概略構成図および部分断面図である。
【図２】シート切断装置の動作を示すための説明図である。
【図３】部分切断時のシート切断装置を示す説明図である。
【図４】全幅切断時のシート切断装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  シート切断装置、２  固定刃、２ａ  刃先部分、２ｂ  先端部、３  可動刃、３ａ  刃先部分、３ｂ  先端部、３Ａ  待機位置、３Ｂ  シート切断終了位置、３Ｃ  シート切断終了位置、４  装置ハウジング、５  支軸、１０  可動刃駆動機構、１１  長穴、１２  ピン、１３  回転中心軸、１４  ロータ、  １４ａ  円形端面、１５  ウォームギヤ、１６  駆動モータ、１６ａ  出力軸、２１  ピン台座、２１ａ  軸穴、２２  ピンカム溝、２２ａ  第１溝端面、２２ｂ  第２溝端面、２２ｃ，２２ｄ  内端面、３１  端部、Ａ１  第１回転方向、Ａ２  第２回転方向、Ｃ１  回転軌跡、Ｃ２  回転軌跡、Ｒ１  第１回転半径、Ｒ２  第２回転半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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