(57)【要約】【課題】用紙を切断する量（フルカットとパーシャルカット）とを任意に可変できる、簡単な構成の用紙切断機構を提供する。【解決手段】長さ方向に延長した固定刃２の上に用紙３を載せ、この固定刃２上を移動する丸刃１によって前記用紙３を挟んで切断する用紙切断機構において、前記丸刃１の移動機構に、ステッピングモーター１１ａを用いることにより、前記用紙３の切断部の全部を切断するフルカットとその切断部の一部を切断するパーシャルカットとを実現する切断機構を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2004223653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に延長した固定刃上に用紙を載せ、この固定刃上を移動する丸刃によって前記用紙を挟んで切断する用紙切断機構において、前記丸刃の移動機構に、ステッピングモーターを用いることにより、前記用紙の切断部の全部を切断するフルカットとその切断部の一部を切断するパーシャルカットとを実現する切断機構を有することを特徴とする用紙切断機構。
【請求項２】
切断機構が、固定刃に並行して設けたレールに案内され、このレールに交差する軸に、前記固定刃に接するよう丸刃を支持した可動刃部を移動する丸刃切断手段からなる請求項１記載の用紙切断機構。
【請求項３】
可動刃部の移動手段が、この可動刃部をワイヤーに固定し、そのワイヤーをステッピングモーターにより駆動する丸刃移動手段からなる請求項１または２記載の用紙切断機構。
【請求項４】
可動刃部の移動手段が、スバイラル状に溝を形成した回転ドラムの溝内に前記可動刃部の一端を入れ、その回転ドラムをステッピングモーターにより駆動する丸刃移動手段からなる請求項１または２記載の用紙切断機構。
【請求項５】
ステッピングモーターの駆動手段が、このステッピングモーターを駆動するパルス数により、用紙の切断寸法を制御しその切断量を可変する手段からなる請求項１乃至４のうちの１項に記載の用紙切断機構。
【請求項６】
可動刃部の待機位置を検出する位置検出器と、この位置検出器の検出位置によりステッピングモーターの駆動位置を判定しその駆動の誤動作を防止する手段とを備える請求項５記載の用紙切断機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙切断機構に関し、特に用紙を切断する量を任意に可変できる用紙切断機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタなどに用いられるロール状に巻かれた長尺の用紙を切断する用紙切断機構としては、用紙を全て切断するフルカットと用紙の一部を残してカットするパーシャルカットとを必要とする場合は、フルカットタイプの切断機構とパーシャルカットタイプの切断機構を別々に準備するか機構内にストッパ位置を変更するための別な部品、機構を設けるが必要であった。
【０００３】
図５〜図７および図８を用いて、従来の用紙切断機構の一例を説明する。図５（ａ）（ｂ）は用紙切断の待機状態の側面図および正面図、図６（ａ）（ｂ）は用紙を全て切断したフルカットの状態の同様の図、図７（ａ）（ｂ）は用紙の一部を切り残すパーシャルカットの状態の同様の図、図８はその制御フローを示すフロー図てある。
【０００４】
可動刃部６は、切断機構の基本構造をなすフレーム７の一部であるレール５に嵌め込められ、レール５の案内により用紙３の幅方向を移動することができる。可動刃部６内部には、用紙３を切断するために周囲が鋭利な刃形状になっている丸刃１が軸２１で設置され、その側面が固定刃２に接する構造になっている。
【０００５】
切断する用紙３は固定刃２の上に位置しており、可動刃部６の移動とともに丸刃１が回転することで、丸刃１と固定刃２で用紙３を挟み込み、用紙３を切断する。その可動刃部６はレール５内を移動するために、両端にはワイヤー１５がつながれている。そのワイヤー１５はフレーム７に取り付けるため、両端のプーリ８を介しドラム９ａに巻き付けられ、ドラム９ａにはギア９ｂと一体化になっており、ドラム９ａとギア９ｂは軸１７を中心に回転するようになっている。
【０００６】
そのギア９ｂはモーターギア１０に接続されており、そのモーターギア１０はＤＣモーター１１ｂの軸心に嵌め込まれている。ＤＣモーター１１ｂの回転動作によりワイヤー１５を介し可動刃部６が用紙３の幅方法に移動することができる。この駆動源のＤＣモーター１１ｂは、動作時の負荷により回転数が決まるため、カット位置に至るまで動作し続ける必要があり、カット位置には可動刃部６を停止させるためのストッパ４ｂを設け、駆動刃部６がカット位置にあることを検知するようカット位置にも位置検出器１２を配している。なお、ワイヤー１５は、１つのプーリ８を介して可動出来るレバー１３の一端に支えられ、レバー１３の他端は、ベース７に一端が支持されたスプリング１４の他端に支えられ、可撓性を持たせている。
【０００７】
用紙３を切断させるために、図８のステップＳ１のカット開始により、ＤＣモーター１１ｂを、図５に示す右回り（時計方向）に回転させる（ステップＳ２ａ）。そして、待機位置にある可動刃６をカット位置のストッパ４ｂまで移動さ
せることで用紙３を切断させる。その際位置検出器１２で可動刃部６がカット位置に位置したことを検知することで（ステップＳ３ａ）、ＤＣモーター１１ｂを停止させる（ステップＳ３ｂ）。但し，例えば、用紙詰まりなどで可動刃部６が正常に動作しない場合、途中で動作を停止させる必要があるため、所定の時間Ｔ２まで位置検出器１２で可動刃部６の切断位置への移動を検知できないかどうかを、ステップＳ３ｃで判定し、所定の時間Ｔ２までに検知できない場合は、プリンタなどの装置側の制御でＤＣモーター１１ｂの動作を停止させ（ステップＳ３ｄ）、エラーとして終了させる。
【０００８】
次に、ＤＣモーター１１ｂを逆転させることで（ステップＳ４ａ）、可動刃部６を待機位置まで戻す。待機位置には可動刃部６の待機位置を検知する位置検出器１２を設けてあるので（ステップＳ５）、その位置検出とともにＤＣモーター１１ｂを停止させる（ステップＳ６ａ）。但し，例えば、用紙詰まりなどで可動刃部６が正常に動作しない場合、途中で動作を停止させる必要があるため、用紙切断時には所定の時間Ｔ３まで位置検出器１２で可動刃部６の待機位置への戻りを検知できないかどうかを、ステップＳ７ａで判定し、所定の時間Ｔ２までに検知できない場合は、プリンタなどの装置側の制御でＤＣモーター１１ｂの動作を停止させ（ステップＳ８ａ）、エラーとして終了させる。
【０００９】
特に、パーシャルカットなどカット位置を変更する場合は、図５のようにストッパ４ｂ、位置検出器１２の位置を変更しなければならない。
【００１０】
なお、プリンタなどに用いられる長尺用紙のカッター装置として、図９のプリンタの内部構成を示す断面図の構成が知られている。これは、回転刃の交換作業が不要で、全部切断のフルカットおよび部分切断のパーシャルカットを簡単に変更できるものである（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
図９において、このプリンタは、印字を行なう印字ヘッド３１と、記録シート（用紙）３を挟むように印字ヘッド３１に対向するプラテン３２と、プラテン３２とともに記録シート３を搬送する搬送ローラ３３と、記録シート３を案内するガイド部材３４と、印字ヘッド３１を通過した記録シート３を所望の位置でフルカットまたはパーシャルカットするためのカッター装置３５などで構成され、印字前の記録シート３はハウジング３７の中にロール状で装着され、カッター装置３５によって切断された記録シートは排出口３６から排出される。
【００１２】
図１０（ａ）〜（ｃ）は図９のカッター装置３５の構成を示し、図１０（ａ）はその平面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）は側面図である。円盤状の回転刃（丸刃）１ａは、キャリッジ（可動刃部）６ａに対して回転自在に支持される。無端状のタイミングベルト４３が左右のプーリ４４、４５の間に架け渡され、キャリッジ６ａは上側または下側のタイミングベルト４３と係合して往復移動する。
【００１３】
プーリ４４は、ギヤ４６、４７ａ、４７、４８を介してモーター４９によって回転駆動される。モーター４９としてパルスモーターなどの正逆回転可能なモーターを使用した場合、モーター４９の回転方向の切替えによってキャリッジ６ａの往復移動を実現できる。また、モーター４９としてＤＣブラシモーターなどの一方向回転モーターを使用した場合、キャリッジ６ａの往路と復路とでタイミングベルト４３の上側または下側との係合を切替える機構を搭載することによって、キャリッジ６ａの往復移動を実現できる。
【００１４】
キャリッジ６ａのホームポジションには、マイクロスイッチ等の位置センサ３０が設けられ、キャリッジ６ａの戻りの有無を検知する。回転刃１ａの移動方向に沿って平板状の固定刃２ａが配置される。記録シート３が固定刃２ａの上を通過した状態で、回転刃１ａが固定刃２のエッジに摺動することによって、記録シート３を挟み込んで切断する。
【００１５】
さらにキャリッジ６ａの往復移動を案内する偏芯ガイド軸４２がタイミングベルト４３と平行に設けられる。偏芯ガイド軸４２は、右方の操作レバー４２ａの角変位操作によって上下位置が調整可能なように偏芯支持されており、この操作によってキャリッジ６ａの上下位置が切り替わるため、回転刃１ａと固定刃２ａとの間の相対位置が変化して、記録シート３に対する回転刃１ａの切込み深さを調整することができる。図１０（ｃ）では操作レバー４２ａの図示を省略している。なお操作レバー４２ａによる手動操作の代わりに、別のモーターや電磁プランジャなどを用いてＣＰＵ制御によって回転刃１ａや偏芯ガイド軸４２を変位させる構成も可能である。
【００１６】
回転刃１ａの円周には刃が形成され、その一部に切欠部１ｂが形成されているので、記録シート３に対する回転刃１ａの切込み深さが切欠部１ｂの途中となるように操作レバー４２ａを操作した場合、切欠部１ｂの底部は記録シート３と接触しなくなるため、パーシャルカットモードになる。一方、回転刃１ａの切込み深さが切欠部１ｂの深さ以上となるように操作レバー４２ａを操作した場合、切欠部１ｂによる切り残しが無くなるため、フルカットモードになる。
【００１７】
パーシャルカットモードの動作の場合、偏芯ガイド軸４２が上方に変位すると、キャリッジ６ａおよび回転刃１ａも上方に位置決めされ、回転刃１ａの切欠部１ｂの深さより浅い位置に記録シート３の通過位置が設定される。この状態でキャリッジ６ａを右方に移動させると、回転刃１ａが回転しながら右方に移動して、切欠部１ｂが通過する部分に切り残しが生ずる。
【００１８】
フルカットモードの動作の動作の場合、偏芯ガイド軸４２が下方に変位すると、キャリッジ６ａおよび回転刃１ａも下方に位置決めされ、回転刃１ａの切欠部１ｂの深さより深い位置に記録シート３の通過位置が設定される。この状態でキャリッジ６ａを右方に移動させると、回転刃１ａが回転しながら右方に移動して、円周刃だけでなく切欠部１ｂでも記録シート３を切り込むことになる。こうして記録シート３を全部切断するフルカットを実現できる。
【００１９】
【特許文献１】
特開２０００−２９６４９６号
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では、フルカットタイプの切断機構とパーシャルカットタイプの切断機構を別々に準備するか機構内にストッパ位置を変更するための別な部品、機構を設けるが必要であり、その構造が複雑で、高価になるという問題があった。
【００２１】
また、多の従来例では、モーターとしてパルスモーターなどの正逆回転可能なモーターを用いることもできると説明しているが、その機構は同じものを用いているので、その構造の複雑さは変わらない。
【００２２】
本発明の目的は、このような問題を解決し、用紙を切断する量をフルカットタイプとパーシャルカットタイプとで任意に可変できるようにした、簡単な構成の用紙切断機構を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は、長さ方向に延長した固定刃上に用紙を載せ、この固定刃上を移動する丸刃によって前記用紙を挟んで切断する用紙切断機構において、前記丸刃の移動機構に、ステッピングモーターを用いることにより、前記用紙の切断部の全部を切断するフルカットとその切断部の一部を切断するパーシャルカットとを実現する切断機構を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明において、切断機構が、固定刃に並行して設けたレールに案内され、このレールに交差する軸に、前記固定刃に接するよう丸刃を支持した可動刃部を移動する丸刃切断手段からなることができ、また、可動刃部の移動手段が、この可動刃部をワイヤーに固定し、そのワイヤーをステッピングモーターにより駆動する丸刃移動手段からなることができ、また、可動刃部の移動手段が、スバイラル状に溝を形成した回転ドラムの溝内に前記可動刃部の一端を入れ、その回転ドラムをステッピングモーターにより駆動する丸刃移動手段からなることができる。
【００２５】
さらに、本発明において、ステッピングモーターの駆動手段が、このステッピングモーターを駆動するパルス数により、用紙の切断寸法を制御しその切断量を可変する手段からなることができ、また、可動刃部の待機位置を検出する位置検出器と、この位置検出器の検出位置によりステッピングモーターの駆動位置を判定しその駆動の誤動作を防止する手段とを備えることができる。
【００２６】
本発明の構成によれば、可動刃の駆動源にステッピングモーターを使用することで、プリンタなどの装置本体からの切断信号より用紙の切断量を任意に可変できるという特徴がある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態を説明する三面図の正面図と側面図を示す。用紙３を切断するために、可動刃部６がステッピングモーター１１ａの動作により用紙３の幅方向に移動する。それにより可動刃部６の移動とともに丸刃１が回転し用紙３を切断する。駆動源にステッピングモータ１１ａを使用することにより、プリンタなどの装置本体（図示しない）からの切断信号より用紙の切断量を任意に可変できる。
【００２８】
可動刃部６は、機構の基本構造をなすフレーム７の一部であるレール５に嵌め込められ、レール５の案内により用紙３の幅方向を移動することができる。可動刃部６内部には、用紙３を切断するために周囲が鋭利な形状になっている丸刃１が軸２１で設置されており、その側面が固定刃２に接する構造になっている。
【００２９】
切断する用紙３は、固定刃２の上に位置されており、可動刃部６の移動とともに丸刃１が回転することで、丸刃１と固定刃２で用紙３を挟み込み、用紙３を切断する。その可動刃部６はレール５内を移動するために、両端にはワイヤー１５がつながれている。
【００３０】
そのワイヤー１５はフレーム７に取り付けるため、両端のプーリ８を介しドラム９ａに巻き付けられている。ドラム９ａにはギア９ｂと一体化になっており、ドラム９ａとギア９ｂは軸１７を中心に回転するようになっている。
【００３１】
そのギア９ｂはモータギア１０に接続されており、そのモータギア１０はステッピングモーター１１ａの軸心に嵌め込まれている。ステッピングモーター１１ａの回転動作によりワイヤー１５を介し可動刃部６が用紙３の幅方法に移動することができる。
【００３２】
次に、図１、図２および図３を用いて、本実施形態の動作を説明する。図１は用紙３の切断する前の待機位置状態、図２は用紙３をカットした状態を示し、図３はその動作フローを示す。可動刃部６は用紙３の端部に位置している。まず、図１の状態からカット動作を開始し（ステップＳ１）、ステッピングモーター１１ａを図示の右回り（時計回り）に回転させる（ステップＳ２）。ここではド
ラム９ａに巻き付けられているワイヤー１５を、図１の左方向へ引っ張ることで、
可動刃部６が左側に移動し始める。可動刃部６の移動とともに丸刃１が用紙３に接触し、丸刃１と固定刃２で用紙を挟み込むことで用紙３を切断する。
【００３３】
図２は用紙３をカットした状態を示す。この場合、ステッピングモーター１１ａの動作量を、用紙３の切断に必要な寸法Ｌに相当するパルス数Ｐ１で制御することで、必要な切断量を設定でき、用紙３の切り残し量Ｓを設定できる。
【００３４】
切断位置に可動刃部６が位置したら、ステッピングモーター１１ａを一旦停止させ（ステップＳ３）、ステッピングモーター１１ａを逆転させることで（ステップＳ４）、可動刃部６を待機位置まで戻す。待機位置には可動刃部６の待機位置を検知する位置検出器１２を設けてある。可動刃部６が待機位置まで戻るまでステッピングモーター１１ａを動作させ、停止させる（ステップＳ６）。但し、例えば用紙詰まりなどで可動刃部６が正常に動作しない場合、所定の時間Ｔ１まで位置検出器１２で可動刃部６の待機位置への戻りを検知できるかどうか判定し（ステップＳ７）、検知できない場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）は、プリンタなどの装置側の制御でステッピングモーター１１ａの動作を停止させ（ステップＳ８）、エラーとして終了させる。
【００３５】
図４（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態を説明する正面図と側面図である。本実施形態は、可動刃部６の移動手段が、前記実施形態と異なり、ワイヤー１５ではなく、回転ドラム１８にスパイラルの溝を入れ、このスパイラルの溝に可動刃部６が固定されたガイドレバー１９を案内する方式である。その駆動源には、ステッピングモーター１１ａを使用し、このステッピングモーター１１ａのギアを介して回転ギア２０を駆動し、回転ドラム１８を回転させるため、原理的には第１の実施形態と同じである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、カット位置をステッピングモーターのステップ管理で変更することができるため、用紙を全て切断するフルカットと用紙の一部を残すパーシャルカットを簡単なひとつの切断機構で実現できるという第１の効果がある。
【００３７】
また、ステッピングモーターの制御でカット位置を規定できるため、カット位置の位置検出器が不要となり、部品点数の削除およびコストダウンを実現できるという第２の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態の待機位置を示す正面図と側面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は図１の実施形態の用紙切断時を示す正面図と側面図である。
【図３】図１の動作フローを説明するフロー図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態の待機位置を示す正面図と側面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は従来例の用紙切断機構の待機位置を示す正面図と側面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は図５のフルカット時の待機位置を示す正面図と側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は図５のパーシャルカット時の待機位置を示す正面図と側面図である。
【図８】図５の従来例の動作フローを説明するフロー図である。
【図９】他の従来例の用紙切断機構の概要を説明する断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は図９の用紙切断機構の具体的構成を示す上面図、正面図および側面図である。
【符号の説明】
１，１ａ    丸刃（回転刃）
２，２ａ    固定刃
３    用紙
４ａ    ストッパ（待機位置側）
４ｂ    ストッパ（用紙切断位置側）
５    レール
６，６ａ    可動刃部（キャリッジ）
７    ベース
８、４４，４５    プーリ
９ａ    ドラム
９ｂ，４６〜４８    ギア
１０    モーターギア
１１ａ    ステッピングモーター
１１ｂ    ＤＣモーター
１２    位置検出器
１３    レバー
１４    スプリング
１５    ワイヤー
１６    スプリング
１７，２１    軸
１８    回転ドラム
１９    ガイドレバー
２０    回転ギア
３１    印字ヘッド
３２    プラテン
３３    搬送ローラ
３４    ガイド部材
３５    カッター装置
３６    排出口
３７    ハウジング
４２    偏芯ガイド軸
４３    タイミングベルト
４９    モーター
【図１】
2004223653.tif 000003
【図２】
2004223653.tif 000004
【図３】
2004223653.tif 000005
【図４】
2004223653.tif 000006
【図５】
2004223653.tif 000007
【図６】
2004223653.tif 000008
【図７】
2004223653.tif 000009
【図８】
2004223653.tif 000010
【図９】
2004223653.tif 000011
【図１０】
2004223653.tif 000012