(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転可能なモータと、
記録紙を切断する可動刃と、
ウォーム軸に固定されたウォーム及び該ウオームと噛合するウオームホイールを備え、前記モータの正回転により前記可動刃を切断位置、待機位置へ移動させる伝達手段と、
前記ウォーム軸を回転軸中心方向に挟持すると共に、該ウォーム軸の回転軸中心方向への移動を規制するフレームと、
前記モータの回転方向を切り換えるモータ制御部とを有するオートカッタ装置において、
前記モータ制御部は、前記記録紙の切断動作時に前記可動刃がロックした場合、それによって発生する前記ウオーム軸と前記フレーム間の摩擦負荷より大きい駆動力で前記モータを逆回転することを特徴とするオートカッタ装置。
【請求項２】
前記モータ制御部は、前記モータを逆回転するときは、前記モータへ印加される電流を正回転させるときよりも増加して駆動することを特徴とする請求項１記載のオートカッタ装置。
【請求項３】
前記モータ制御部は、前記モータを逆回転するときは、正回転するときより大きい電圧を印加するように電圧を切り換えることを特徴とする請求項２記載のオートカッタ装置。
【請求項４】
前記モータ制御部は、前記モータを正回転させるとき前記モータへ印加する回路部へ抵抗を直列に配置したことを特徴とする請求項２記載のオートカッタ装置。
【請求項５】
前記モータ制御部は、正回転時に前記モータへ流れる電流値の上限を規制する制限回路を有していることを特徴とする請求項２記載のオートカッタ装置。
【請求項６】
プリンタ本体と、
該プリンタ本体に設けられ、記録紙に対して所望の印刷を行う印刷手段と、
請求項１乃至５のいずれか１項記載のオートカッタ装置とを備えたことを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帳票等を発行するプリンタに関し、更に詳しくはモータの駆動力を可動刃に伝達する動力伝達部にウオームを使用しているオートカッタ装置を搭載したプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のオートカッタ装置は、モータの回転を平歯車同士の組合せにより減速して可動刃に伝達されていた。しかし、近年のオートカッタ装置は小型化や動力伝達機構を簡素化するため、ウオームを使用してモータの回転数を一度に大きく減速を行うものが増えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなウオームとウオームホイールを使用したオートカッタ装置は、次のような課題があった。
【０００４】
すなわち、クリップ等が可動刃の移動経路に落下する場合等のように、可動刃が異物によって移動を停止された場合、ウオームとウオームホイールとはそれぞれ回転軸中心が直交するために、ウオームは、モータ等の動力伝達機構部のイナーシャにより回転軸中心の方向へ移動されるよう押圧され、ウオームホイールは、回転軸の外周と当接するように押圧される。更には、ウオーム及びウオームホイールは、モータの回転駆動力によってイナーシャと同方向へ移動されるように押圧される。
【０００５】
このため、ウオームは、ウオーム軸を回転軸中心方向に挟持するフレームの一方の当接面に大きな力により押圧されて停止され、ロック状態となる。
【０００６】
このように、ロック状態になると、モータは、異物によって一方の回転が規制され、反対方向の回転は、ウオーム軸と当接面との間の大きな力により発生する摩擦力により規制されるので、モータによってロック状態を脱することができなかった。
【０００７】
その為、従来のウオームを使用したオートカッタ装置では、ロック状態が発生すると、ウオーム軸を特開平５−３３７８７７号のように治具で回転させる若しくは付加された指で回転可能な歯車を回転させて可動刃を後退させて異物を除去していた。
【０００８】
このように、従来の技術では、可動刃を手動によってホームポジションに戻すという作業が必要なものであり、操作性の悪いものであった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、オートカッタ装置への異物進入による可動刃のロックの解除を容易に行うことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、正逆回転可能なモータと、記録紙を切断する可動刃と、ウォーム軸に固定されたウォーム及び該ウオームと噛合するウオームホイールを備え、前記モータの正回転により前記可動刃を切断位置、待機位置へ移動させる伝達手段と、前記ウォーム軸を回転軸中心方向に挟持すると共に、該ウォーム軸の回転軸中心方向への移動を規制するフレームと、前記モータの回転方向を切り換えるモータ制御部とを有するオートカッタ装置において、前記モータ制御部は、前記記録紙の切断動作時に前記可動刃がロックした場合、それによって発生する前記ウオーム軸と前記フレーム間の摩擦負荷より大きい駆動力で前記モータを逆回転することを特徴とする。
【００１１】
可動刃が移動しない異常が発生した場合に、伝達手段で生じる摩擦負荷は駆動力が大きいと大きく発生するが、上記構成により、正常時は小さな力で可動刃を移動させて、異常時の摩擦負荷を低減させ、異常時にはモータを逆回転させると、正常時より駆動力が大きいので、摩擦負荷があっても可動刃を待機位置へ移動させることができる。
【００１２】
また、本願請求項２記載の発明は、前記モータ制御部は、前記モータを逆回転するときは、前記モータへ印加される電流を正回転させるときよりも増加して駆動することを特徴とする。
【００１３】
上記構成にすることにより、モータを逆転すれば伝達した以上のトルクでウオームを回転させることができるので、可動刃等が急停止されて歪みエネルギーによる摩擦負荷があったとしても逆転するトルクが大きいので元へ戻す確率は大きくなる。よって、モータを逆回転させた時には、ウオームホイールは逆回転し可動刃はホームポジションに戻ることが可能となる。
【００１４】
また更に、本願請求項３記載の発明は、前記モータ制御部は、前記モータを逆回転するときは、正回転するときより大きい電圧を印加するように電圧を切り換えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成にすれば、モータへ印加する電流を簡単に変えることできる。
【００１６】
また更に、本願請求項４記載の発明のように、前記モータ制御部は、前記モータを正回転させるとき前記モータへ印加する回路部へ抵抗を直列に配置すれば、その抵抗で消費されることから、モータに印加される電流は小さくなるので正回転する時のモータの駆動トルクを、少ない部品構成で達成することが可能となる。
【００１７】
また更に、請求項５記載のように、前記モータ制御部は、正回転時に前記モータへ流れる電流値の上限を規制する制限回路を設けることにより、簡略にモータへ印加する電流を簡単に変えることできる。
【００１８】
また更には、本願請求項６記載の発明は、プリンタ本体と、プリンタ本体に設けられ、記録紙に対して所望の印刷を行う印刷手段と、請求項１乃至５のいずれか１項記載のオートカッタ装置とを備えたことを特徴とするプリンタである。
【００１９】
上記構成の発明によれば、可動刃がロック状態になった場合、モータを逆回転させるだけでそのロック状態を解除できるので、可動刃を手動によってホームポジションに戻すという作業のない操作性の向上したプリンタを容易に得ることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の１例を図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態のプリンタの外観を示す斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態のプリンタ１は、ＰＯＳシステムに用いられる電子キャッシュレジスタ等に適用される活字輪選択式プリンタで、インクロール３５が着脱可能なプリンタ本体３２と、このプリンタ本体３２の後方に設けられる記録紙の供給部とから構成される。
【００２３】
プリンタ本体３２には、記録紙に対して所望の印字を行うための活字輪を有する印字手段（図示せず）と、印字位置に記録紙を送るための図示しない紙送り機構と、印字された記録紙を切断するためのカッタ装置３４とが設けられている。
【００２４】
図１に示すように、カッタ装置３４は、プリンタ本体３２の上部に設けられ、以下に説明するような構成を有している。
【００２５】
図２はオートカッタ装置３４の概略説明図であり、１は動力源となるモータ、２はモータシャフトに挿入され回転方向に固定された平歯車のモータ歯車、２４は、モータ歯車２と噛合する平歯車の大歯車２４ａとハスバ歯車５と噛合するウオーム２４ｂを備え、フレーム回転軸中心方向にその移動をフレーム１１により規制されたウオーム軸、ウオーム歯車のハスバ歯車５は、支軸５ｂに回転自在に支持され、ウオーム軸２４のウオーム２４ｂと噛合して回転される。６はハスバ歯車５上に固定され後述する可動刃７と係合するカッタ刃駆動ピン、７は一端を支軸７ａに回動自在に支持され、長孔のトラック溝７ｂとカッタ刃駆動ピン６とが係合して配置され、且つ、受け刃８と摺動する可動刃、１０は、ハスバ歯車６に設けられたカム部５ａに押されるものであってハスバ歯車６の回転位置を検出する検出器である。
【００２６】
図３はウオーム軸２４に作用する力の関係を示す説明図である。
【００２７】
図２、図３を用いて動作の説明を行う。
【００２８】
図２においてモータ１に電圧を印加するとモータ１は矢印ａ方向へ回転し、モータ歯車２も同方向へ回転する。一方、モータ歯車２と噛み合うウオーム軸２４も矢印ｂ方向へ回転する。ハスバ歯車５は、ウオーム２４ｂにより回転数を大きく減らされて矢印ｃ方向へ回転される。
【００２９】
回転されるハスバ歯車５に設けられたカッタ刃駆動ピン６と可動刃７のトラック溝７ｂとが係合していることにより、可動刃７は支軸７ａを回動中心とし、受け刃８の上を摺動しながら矢印ｄ方向に揺動し、可動刃７と受け刃８の間に存する不図示の用紙を切断する。
【００３０】
この用紙は、プリンタ等で印字され不図示の紙送り機構より搬送されるものであり、所望の切断位置まで搬送されて停止された後に切断されるものである。
【００３１】
用紙を切断した後、更にハスバ歯車５は同方向に回転され、図中下方向の頂点を過ぎると、可動刃７は矢印ｅ方向へ移動される。やがてハスバ歯車５に設けられたカム部５ａが検出器１０の接点部を押し、検出器１０は、可動刃７がホームポジションに位置したことを検出する。モータ１の駆動及びその回転方向を制御する不図示の制御部は検出器１０からの信号を利用してモータ１への通電を止め、オートカッタ装置による用紙のカット動作を終了する。
【００３２】
図３を用いて可動カッタ刃７がロックした場合を説明する。ウォーム軸２４が矢印ｂ方向に回転し紙を切断しているとき、可動カッタ刃７が異物によりその移動を妨げられロックすると、ウオーム軸２４は、モータの回転子等のイナーシャ反力Ｆｉを受ける。
【００３３】
また、ウオーム軸２４は、モータ１の駆動トルクＴｍを受け、Ｆｉと同方向の荷重Ｆｔが発生する。この時のハスバ歯車５とウォーム２４ｂの摩擦係数μ０、ウォーム２４ｂのねじれ角をα、ハスバ歯車のねじれ角をρ、ハスバ歯車の基準圧力角を２０°、ウォーム２４ｂのピッチ円直径をｒ０とするとＦｔは
Ｆｔ＝（Ｔｍ／ｒ０）×ｃｏｔ（α＋ρ）
ｔａｎ（ρ）＝μ０／ＣＯＳ（２０°）
で表される。
【００３４】
この軸方向の力Ｆｉ、Ｆｔによりフレーム１１とウォーム軸２４との当接面には
Ｆ０＝（Ｆｉ＋Ｆｔ)×μ１
の摩擦力Ｆ０が発生する。μ１はフレーム１１とウォーム２４の端面の摩擦係数である。また負荷摩擦トルクＴ０は、当接面におけるウォーム軸２４の半径ｒ１とすると
Ｔ０＝Ｆ０×ｒ１
となる。
【００３５】
モータを逆転させたときの起動トルクをＴｍｂとすると、
Ｔｍｂ＜Ｔ０
となった時、モータの逆転起動トルクＴｍｂでは起動できなくなる。
【００３６】
次に図４を用いて本発明の実施の形態を説明する。図４は、モータ駆動回路図であり、図中１はモータ、１２はモータ駆動用トランジスタ、１７は例えばトランジスタ等で構成されるスイッチで電圧をＥ、Ｅ’と切り替えることができる。この時電圧は
Ｅ＞Ｅ’
となっている。
【００３７】
モータ正回転時にはトランジスタ１２のａ、ｄをオン、ｂ、ｃをオフにすることで、電流は矢印ｊ方向に流れる。この時スイッチ１７はＥ’につながれており、モータ１にはＥ’の電圧がかかる。一方逆転時にはトランジスタ１２のｃ、ｂをオン、ａ、ｄをオフすることで電流は矢印ｉ方向に流れる。この時スイッチ１７はＥにつながれており、モータ１にはＥの電圧がかかる。すなわち、スイッチ１７、トランジスタ１２は上記のように連動して動作する。電圧Ｅの時のモータトルクをＴｅ、電圧Ｅ’の時のモータトルクをＴｅ’とすると、前述のＴ０との関係が
Ｔｅ＞Ｔｅ’
となり、電圧Ｅ、Ｅ’を設定することで、記録紙を切断するときは小さなトルクで回転することから、ロック状態にあるときはフレーム１１とウオーム軸２４との当接面には小さな摩擦負荷であり、モータ１を逆転させると大きな駆動トルクでウオーム軸２４は回転されるので、図９のウオーム軸２４は矢印ｂ’方向へ回転され、ハスバ歯車５を矢印ｃ’方向に回転させ、可動カッタ刃７をホームポジションへと復帰させる。
【００３８】
次に図５を用いて本発明の実施の形態の第２例を説明する。図５は、本発明の実施の形態の第２例を示すモータ駆動回路図であり、１８は抵抗である。モータ正回転時にはトランジスタ１２のａ、ｄをオン、ｂ、ｃをオフにすることで、電流は図１１の矢印ｊ方向に流れる。一方逆転時にはトランジスタ１２のｃ、ｂをオン、ａ、ｄをオフすることで電流は矢印ｉ方向に流れる。モータ正回転時、逆回転時とも電圧は同一電圧Ｅであるが、正回転時矢印ｊ方向に電流が流れる時には抵抗１８を介しているため、モータへ流れる電流は逆回転時矢印ｉ方向へ流れる時よりも小さくなる。正回転時のトルクをＴｊ、逆回転時のトルクをＴｉとすると、
Ｔｉ＞Ｔｊ
となり、可動刃がロックした後、第４例と同様にロック状態をモータ１の逆回転側の駆動トルクにて解除できる。
【００３９】
次に図１２を用いて本発明の実施の形態の第３例を説明する。図６は、本発明の実施の形態の第３例を示すモータ駆動回路図であり、図６において、１５は電流制限回路であり、電流値を所定の値以上流れないように規制しているものであり、１６はスイッチである。モータ正回転時にはトランジスタ１２のａ、ｄをオン、ｂ、ｃをオフにすることで、電流は矢印ｊ方向に流れる。この時スイッチ１６はオフされており、電流は電流制限回路１５を通り、モータへ流れる。一方逆転時にはトランジスタ１２のｃ、ｂをオン、ａ、ｄをオフすることで電流は矢印ｉ方向に流れる。この時スイッチ１６はオンされており、電流は電流制限回路１５を通らずにモータへと流れる。モータ正回転時、逆回転時とも電圧は同一電圧Ｅであるが、正回転時は電流制限回路１５により規制されているので、正回転時のトルクをＴｃ、逆回転時のトルクをＴｓとすると、
Ｔｓ＞Ｔｃ
となり、可動刃がロックした後、第４、５例と同様にロック状態をモータ１の逆回転側の駆動トルクにて解除できる。
【００４０】
なお本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。たとえば、電圧の切り替え、電流制限回路へのスイッチにて行っているが、トランジスタ等を用いても、同様の効果が得られる。
【００４１】
また本実施の形態では駆動源にＤＣモータを例にあげ説明をしてきたが、ステップモータを駆動源としても同様の効果が得られるものである。
【００４２】
更には、プリンタは活字輪選択式プリンタを用いて説明したが、ドットインパクトプリンタ、サーマルプリンタ、インクジェットプリンタ等であっても構わないものである。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１記載の発明によれば、可動刃が移動しない異常が発生した場合に、伝達手段で生じる摩擦負荷は駆動力が大きいと大きく発生するが、上記構成により、正常時は小さな力で可動刃を移動させて、異常時の摩擦負荷を低減させし、異常時にはモータを逆回転させると、正常時より駆動力が大きいので、摩擦負荷があっても可動刃を待機位置へ移動させることができる。
【００４４】
また、請求項２乃至４の構成にすれば、簡単な構成で安価、かつ確実に効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るプリンタの実施の形態の外観を示す斜視図。
【図２】  本発明のオートカッタ装置の概略説明図。
【図３】  オートカッタ装置ロック時の力関係を示す平面図。
【図４】  本発明の実施例を示すモータ駆動回路図。
【図５】  本発明の第２の実施例を示すモータ駆動回路図。
【図６】  本発明の第３の実施例を示すモータ駆動回路図。
【符号の説明】
１     モータ
２     モータ歯車
３     伝達歯車
２４   ウォーム軸
５     ハスバ歯車
６     カッタ刃駆動軸
７     可動カッタ刃
８     受け刃
１０   検出器
１１   フレーム
１２   モータ駆動用トランジスタ
１７   スイッチ
１８   抵抗
１５   電流制限回路
１６   スイッチ
【図１】
0003804724.tif 000002
【図２】
0003804724.tif 000003
【図３】
0003804724.tif 000004
【図４】
0003804724.tif 000005
【図５】
0003804724.tif 000006
【図６】
0003804724.tif 000007