(57)【要約】【課題】キャリッジ停止時のオーバーランのばらつきを抑制し、小型化が可能な切断装置を提供する。【解決手段】円形の移動刃２および対向刃３を回転可能に搭載したキャリッジ４が所定区間を移動する間の時間をタイマー２４で計測し、その測定結果に応じた遅延時間を設定する。そして、キャリッジ４を停止する際は、スイッチ６がキャリッジ４の到達を検出した時から設定された遅延時間が経過するまでキャリッジ４の駆動を継続し、遅延時間が経過した後にモータ１３を停止する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動刃を保持したキャリッジと、
このキャリッジを往復駆動する駆動手段と、
前記キャリッジが所定位置に到達したことを検出する検出手段と、
前記キャリッジが所定区間を移動する間の時間を計測するタイマーと、
このタイマーによって計測された時間に応じた遅延時間を設定する設定手段と、
前記検出手段の検出の時から前記遅延時間が経過した後に前記駆動手段を停止する駆動制御手段とを備えたことを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記キャリッジが前記所定区間の始点および終点に到達したことを検出することを特徴とする請求項１記載の切断装置。
【請求項３】
移動刃を保持したキャリッジを駆動して用紙を切断する切断装置の制御方法において、
前記キャリッジが所定区間の始点から終点まで移動する移動時間を計測し、
計測された時間に応じた遅延時間を設定し、
前記キャリッジが所定位置に到達したことを検出するとともに検出してから前記遅延時間が経過した後にキャリッジの駆動を停止することを特徴とする切断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの機器に組み込まれて、長尺状の用紙を切断するのに用いられる切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切断装置の切断方式にはギロチン式やロータリー式など複数の方式がある。回転しつつ移動する移動刃を用いた、いわゆるピザ式と呼ばれる切断装置は、ギロチン式やロータリー式の切断装置と比較して、刃の作成が容易であり、さらに移動刃を小さく出来るため装置全体の小型化が可能といったメリットがあり、特にファクシミリやプリンタなどの安価で小型な機器に採用されている。
【０００３】
このピザ式切断装置は、移動刃を搭載したキャリッジを往復移動させて、往方向移動時に移動刃と対向刃によって用紙を切断する構成である。例えば、この切断装置をプリンタに適用した場合、プリンタが印字を行っている間はキャリッジを用紙経路から待避した待機位置に配置し、印字完了後にキャリッジを往方向に駆動して用紙を切断して、切断完了したら復方向に駆動して待機位置で次の印字が完了するまで待機させる。
【０００４】
ピザ式切断装置のキャリッジには、モータによって回転駆動されるリードスクリューの溝に、キャリッジに設けられたピンが螺合することで往復移動する構成が使用されている。また、このリードスクリューには、右螺旋溝と左螺旋溝とが連続して形成されており、リードスクリューが一方向回転を継続すると、キャリッジは往復移動を繰り返す構成となっている。
【０００５】
キャリッジ駆動源には、小型安価で制御が簡単なＤＣモータが使用される。このＤＣモータは、一般的にパルス板などを用いないオープンループで制御される。詳細には、キャリッジ待機位置近傍にキャリッジを検出するためのスイッチを設け、このスイッチがＯＮしたらキャリッジが待機位置に到達したと判断してモータの駆動を停止し、次に切断指令があったらモータの駆動を開始する構成が採用されている。
【０００６】
ところで、ＤＣモータには、モータへの電力供給を遮断してもローター等の慣性により暫く回転が継続されてから停止する所謂オーバーランが必ず発生する。このオーバーランの量は、組立精度のばらつきによる負荷の個体差や、モータ特性の個体差、温度によるキャリッジの移動負荷変動、供給電力のばらつきなどによって変化する。オーバーランが少なすぎる場合、キャリッジが用紙経路から待避する前に停止することが考えられ、逆にオーバーランが多い場合はキャリッジが一旦用紙経路から待避した後に再度用紙経路まで戻って停止することが考えられる。用紙搬送時にキャリッジが用紙経路に存在すると、キャリッジが用紙搬送の妨げとなり、ＪＡＭを引き起こす原因となる。この為、従来のピザ式切断装置においては、このオーバーランの変化量以上の幅を有する待機区間を設け、オーバーランの多少に関わらず待機区間内で停止可能にする構成を採用していた。この構成により、切断時以外にはその区間内でキャリッジを待機させることが可能になり、キャリッジが用紙搬送の妨げとなることを防止出来る。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、オーバーランの量は上述した如く種々の要因によって変化する為、待機区間の幅はその全ての要因の変化に対応可能な様に広く設定しておく必要があった。そして、待機区間の幅が増大するのに伴い切断装置の幅も大きくなり、切断装置全体が大型化するといった問題があった。
【０００８】
本発明はこの様な点に鑑み改良したものであり、その目的とするところは、小型化が可能な切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の切断装置は、移動刃を保持したキャリッジと、このキャリッジを往復駆動する駆動手段と、前記キャリッジが所定位置に到達したことを検出する検出手段と、前記キャリッジが所定区間を移動する間の時間を計測するタイマーと、このタイマーによって計測された時間に応じた遅延時間を設定する設定手段と、前記検出手段の検出の時から前記遅延時間が経過した後に前記駆動手段を停止する駆動制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の切断装置に従えば、負荷変動や個体差があっても、キャリッジの停止位置を常に一定に出来る。これによって、キャリッジ停止位置のばらつきを考慮した待機区間を設ける必要がなくなり、装置を小型化することが可能になる。
【００１１】
また、本発明の切断装置の前記検出手段は、前記キャリッジが前記所定区間の始点および終点に到達したことを検出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の切断装置に従えば、一つの検出手段で始点及び終点を検出することで安価な構成でキャリッジの移動状態を確実に検出することが可能になる。
【００１３】
また、本発明の切断装置の制御方法は、移動刃を保持したキャリッジを駆動して用紙を切断する切断装置の制御方法において、前記キャリッジが所定区間の始点から終点まで移動する移動時間を計測し、計測された時間に応じた遅延時間を設定し、前記キャリッジが所定位置に到達したことを検出するとともに検出してしてから前記遅延時間が経過した後にキャリッジの駆動を停止することを特徴とする。
【００１４】
本発明の切断装置の制御方法に従えば、負荷変動や個体差があっても、キャリッジの停止位置を常に一定に出来る。これによって、キャリッジ停止位置のばらつきを考慮した広い待機区間を設ける必要がなくなり、装置を小型化することが可能になる。
【発明の実施の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例を示す切断装置のカバーの一部を切り欠いて正面から見た正面図である。切断装置は、カバー１によって外側を覆われている。カバー１の内部には、円形の移動刃２および対向刃３を回転可能に搭載したキャリッジ４と、このキャリッジ４を往復駆動する駆動部５と、キャリッジ検出用のスイッチ６とが設けられている。また、カバー１には、キャリッジ４を案内する案内レール７が一体に成形されている。
【００１６】
キャリッジ駆動部５は、リードスクリュー１１と、リードスクリュー１１に固定された歯車１２と、モータ１３と、モータ１３に固定されたピニオン１４と、ピニオン１４と歯車１２との間に設けられた中間歯車１５とで構成されている。リードスクリュー１１には、右螺旋溝と左螺旋溝とが連続して形成されている。キャリッジ４は、内部に設けられた図示しないピンによってリードスクリュー１１と螺合しており、リードスクリュー１１の一方向回転により案内レール７に沿って切断方向（図１において右方向）と反切断方向とに繰り返し往復移動する。
【００１７】
スイッチ６は、キャリッジ４の一方の移動端付近に設けられて、キャリッジ４が所定位置に位置した時に押下されてＯＮになる。そして、図１に示す如くキャリッジ４がその所定位置より外側（図１において左側）に位置している間はＯＮの状態が維持される。なお、非切断時にキャリッジ４が待機する待機区間は、この所定位置より微少量外側に外れた位置からさらに外側の区間である。また、待機区間以外は用紙経路（切断区間）であり、用紙をこの用紙経路に差し込んだ状態でキャリッジ４が切断区間を移動することで用紙は切断される。
【００１８】
図２は、本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック図である。切断装置の制御部であるＣＰＵ２１には、書換可能な揮発性記憶装置であるＲＡＭ２２、装置の動作が記憶された不揮発性記憶装置であるＲＯＭ２３、計時を行うタイマー２４、モータ１３の駆動回路であるモータドライバ２５、スイッチ６等が接続される。そして、ＣＰＵ２１は、スイッチ６からの入力に応じてモータドライバ２５を介してモータ１３を駆動制御する。
【００１９】
次に、本発明の切断装置の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。切断指示または電源投入による初期化指示があると、まずモータ１３を正転駆動して（Ｓ１）キャリッジ４を移動させる。また駆動と同時にスイッチ６の状態を確認し（Ｓ２）、スイッチ６がＯＦＦであれば、キャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＮになるか監視する（Ｓ３）。この場合、正転駆動開始から１２００ｍｓｅｃ経過してもＯＮにならなければ（Ｓ４でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ５）。なお、この１２００ｍｓｅｃは、タイムアウト時間であり、キャリッジ４がスイッチ６の内側（図１において右側）区間を移動するのに十分な時間が設定されている。以下の動作においてもキャリッジ４がスイッチ６の内側を移動する場合は、タイムアウト時間として１２００ｍｓｅｃを設定している。
【００２０】
Ｓ２でスイッチ６がＯＮであったか、またはＳ３でスイッチ６がＯＮの状態に変化したら、今度はキャリッジ４がスイッチ６の外側（図１において左側）区間を往復移動して所定位置に到達することでスイッチ６がＯＦＦになるか監視する（Ｓ６）。Ｓ２またはＳ３においてスイッチ６がＯＮになったことを検出してから５００ｍｓｅｃ経過してもスイッチ６がＯＦＦにならなければ（Ｓ７でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ８）。なお、この５００ｍｓｅｃは、キャリッジ４がスイッチ６の外側区間を移動する場合のタイムアウト時間であり、同区間を移動するのに十分な時間が設定されている。
【００２１】
一方、５００ｍｓｅｃ以内にキャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＦＦになったら、その時点からタイマー２４による計時を開始し（Ｓ９）、キャリッジ４がスイッチ６の内側区間を往復移動して所定位置に到達することでスイッチ６がＯＮになるか監視する（Ｓ１０）。この時、前回スイッチ６がＯＦＦしてからタイムアウト時間である１２００ｍｓｅｃ経過してもＯＮにならなければ（Ｓ１１でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ１２）。
【００２２】
１２００ｍｓｅｃ以内にキャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＮになったら、タイマー２４の計時を停止し（Ｓ１３）、タイマー２４の値と対応する遅延時間を設定する（Ｓ１４）。遅延時間は、ＲＯＭ２３に記憶された図４に示す対応表によって決定される。例えば、タイマー２４による計時結果が８００ｍｓｅｃだった場合、遅延時間は３ｍｓｅｃに設定される。そして、前回スイッチがＯＮしてからＳ１１で設定された遅延時間が経過するまでモータの正転駆動を継続し（Ｓ１５）、遅延時間が経過したら、モータ１３を停止して（Ｓ１６）キャリッジ４を待機させて一連の処理を終了する。
【００２３】
本実施例の構成によれば、キャリッジ４が所定の区間を移動する時間を測定し、その測定結果に応じた遅延時間を設定しているので、キャリッジ４の停止位置のばらつきを抑えることが可能になるといった作用がある。
【００２４】
次に、本発明の他の実施例を説明する。他の実施例では、初期化時の動作のみが先の実施例と異なり、切断指示があった場合の動作および切断装置の構成は、先の実施例と同一であるのでこれらの説明は省略する。図５のフローチャートに他の実施例の初期化時の動作を示す。初期化指示があると、まずスイッチ６の状態を確認し（Ｓ２１）、ＯＮであればモータ１３を正転駆動して（Ｓ２２）キャリッジ４を移動させる。モータ１３駆動中は、キャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＦＦになるか監視し（Ｓ２３）、正転駆動開始から５００ｍｓｅｃ経過してもＯＮにならなければ（Ｓ２４でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ２５）。なお、この５００ｍｓｅｃは、タイムアウト時間であり、キャリッジ４がスイッチ６の外側（図１において左側）区間を移動するのに十分な時間が設定されている。以下の動作においてもキャリッジ４がスイッチ６の外側を移動する場合は、タイムアウト時間として５００ｍｓｅｃを設定している。
【００２５】
５００ｍｓｅｃ以内にスイッチ６がＯＦＦになれば、ＯＦＦになった時点から２５ｍｓｅｃ駆動を継続した後にモータ１３の駆動を停止（Ｓ２６）してモータ１３が安定するまで１００ｍｓｅｃ程度待機する。なお、上記２５ｍｓｅｃは、キャリッジ４の加速が完了するのに十分な空走時間であり、後述するモータ６逆転駆動により、キャリッジ４が移動してスイッチ６に到達するまでにキャリッジ４の加速を完了させるべく設けられた時間である。以下の動作においてもキャリッジ４が次に逆転して所定位置に移動する場合は、２５ｍｓｅｃの空走時間を設定している。
【００２６】
スイッチ６がＯＦＦの状態（Ｓ２１でＹＥＳ、またはＳ２６でモータ停止待機後）になったらモータ１３を逆転駆動し（Ｓ２７）、キャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＮになるか監視（Ｓ２８）する。逆転駆動開始から１２００ｍｓｅｃ経過してもＯＮにならなければ（Ｓ２９でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了し（Ｓ３０）、１２００ｍｓｅｃ以内にキャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＮになったら、その時点からタイマー２４による計時を開始する（Ｓ３１）。なお、この１２００ｍｓｅｃは、キャリッジ４がスイッチ６の内側（図１において右側）区間を移動する場合のタイムアウト時間であり、同区間を移動するのに十分な時間が設定されている。
【００２７】
その後、キャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＦＦになるか監視し（Ｓ３２）、前回スイッチ６がＯＮしてからタイムアウト時間である５００ｍｓｅｃ経過してもＯＦＦにならなければ（Ｓ３３でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ３４）。５００ｍｓｅｃ以内にキャリッジ４がスイッチ６の外側区間を往復移動してスイッチ６がＯＦＦになったら、タイマーによる計時を停止し（Ｓ３５）、その時のタイマー２４の値と対応する遅延時間を設定する（Ｓ３６）。遅延時間は、ＲＯＭ２３に記憶された図６に示す対応表によって決定される。例えば、タイマー２４による計時結果が５０ｍｓｅｃだった場合、遅延時間は４ｍｓｅｃに設定される。そして、前回スイッチ６がＯＦＦしてから、空走時間である２５ｍｓｅｃが経過するまでモータの逆転駆動を継続した後にモータ１３を停止して（Ｓ３７）モータ１３が安定するまで１００ｍｓｅｃ程度待機する。
【００２８】
その後、モータ１３を正転駆動して（Ｓ３８）キャリッジ６を所定位置方向に移動し、スイッチ６がＯＮになるか監視する（Ｓ３９）。正転駆動開始からタイムアウト時間である５００ｍｓｅｃ経過してもＯＮにならなければ（Ｓ４０でＹＥＳ）エラーと判断し、動作を停止して処理を終了する（Ｓ４１）。５００ｍｓｅｃ以内にキャリッジ４が所定位置に到達してスイッチ６がＯＮになったら、その時点からＳ３６で設定された遅延時間が経過するまでモータ６の正転駆動を継続し（Ｓ４２）、遅延時間が経過したらモータ１３を停止（Ｓ４３）してキャリッジ４を待機させて一連の処理を終了する。
【００２９】
本実施例の構成によれば、先の実施例の作用に加えて、電源投入時にはスイッチ６がＯＮする区間のキャリッジ移動時間を測定し、その測定結果に応じた遅延時間を設定する。この区間はキャリッジ移動範囲の端部の短い距離であるため、短時間で遅延時間を設定することが可能になる。また、この時に例え切断装置に幅の広い用紙が差し込まれていても、不必要にフルカットされることが無いといった作用がある。さらに、切断時には、切断区間の一部においてキャリッジ移動時間を測定し、その測定結果に応じた遅延時間を設定するので、切断に必要な動作において遅延時間を設定することが可能となり、動作や時間の無駄を省くことが可能になるといった作用もある。
【００３０】
本発明による用紙排出装置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施例では、キャリッジ４に円形の移動刃２および対向刃３を設ける構成としたが、対向刃３は長尺状の固定刃としてカバー１などに固定する構造としても良い。また、本実施例に示した遅延時間などの時間設定は一例であり、切断装置の構造に合わせて適宜設定すればよい。さらに、本実施例ではＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、タイマー２４、モータドライバ２５等を切断装置に設ける構成としたが、プリンタやＦＡＸなどで切断装置を用いる場合は、これらをプリンタやＦＡＸなどの上位装置に設けても良い。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明によれば、キャリッジの停止位置のばらつきを抑える事で、待機区間を狭くして切断装置の小型化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す切断装置のカバーの一部を切り欠いて正面から見た正面図である。
【図２】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例を示す切断装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例を示す切断装置で設定される遅延時間と移動時間との対応を表す対応表である。
【図５】本発明の他の実施例を示す切断装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施例を示す切断装置で設定される遅延時間と移動時間との対応を表す対応表である。
【符号の説明】
２  移動刃
４  キャリッジ
６  スイッチ
１１  リードスクリュー
１２  歯車
１３  モータ
１４  ピニオン
１５  中間歯車
２１  ＣＰＵ
２３  ＲＯＭ
２４  タイマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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