JP2000179639A - 磁気ネジ駆動装置と同装置を用いた用紙切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ネジ駆動装置において、記録紙カッタの
移動速度制御を、その駆動源であるモータの回転速度を
制御することなく可能とし、しかもモータの振動が記録
紙カッタに伝達されないようにする。 【解決手段】 Ｎ，Ｓ磁極対からなる磁気パターンが螺
旋状に形成された磁気ネジシャフト１１を回転させるこ
とにより、この磁気パターンに対応する磁気パターンが
形成され、磁気ネジシャフト１１に非接触で連結するカ
ッタ部５を往復動作させるようにする。これにより、摺
動性が向上し、しかもモータ２の振動がカッタ部５に伝
達されることがなくなる。また、磁気ネジシャフト１１
の磁気ネジパターンを部分的に粗密に形成したので、モ
ータの回転速度を可変制御することなくカッタ部５の移
動速度を可変制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ネジ駆動装置
と同装置を用いた用紙切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から記録装置に用いられる用紙切断
装置においては、カッタ部と、その駆動源であるモータ
とは、ネジシャフトやタイミングベルト又はワイヤ等を
介して連結されている。まず、従来のネジシャフトで駆
動する用紙切断装置の概略構成を図５に示す。この用紙
切断装置１０１は、矢印方向ａに搬送される記録紙１
を、ネジシャフト４の回転駆動に伴って主走査方向ｂに
移動するカッタ部５で切断するものである。ネジシャフ
ト４の表面に多数の溝部が形成され、駆動源であるモー
タ２は減速機３を介してネジシャフト４と連結されてい
る。カッタ部５の内面にはネジシャフト４の表面の溝部
と嵌合し得る溝部が形成されており、モータ２の回転に
よりネジシャフト４がｃ方向へ回転すると、カッタ部５
が主走査方向ｂに移動するようになっている。

【０００３】従来のタイミングベルトで駆動する用紙切
断装置の概略構成を図６に示す。この用紙切断装置１０
２は、ネジシャフトの場合と同様に、矢印方向ａに搬送
される記録紙１を、タイミングベルト７を駆動すること
で主走査方向ｂに移動するカッタ部５で切断するという
構成になっている。駆動源であるモータ２は、減速機３
を介してベルト駆動ローラ６と連結されており、モータ
２が回転するとタイミングベルト７も駆動され、そのベ
ルトに装着しているカッタ部５が主走査方向ｂに移動す
るようになっている。

【０００４】従来のワイヤで駆動する用紙切断装置の概
略構成を図７に示す。この用紙切断装置１０３は、タイ
ミングベルトの場合と同様に、矢印方向ａに搬送される
記録紙１をワイヤ９を駆動することで主走査方向ｂに移
動するカッタ部５で切断する構成である。駆動源である
モータ２はプーリ８を介してワイヤ９と連結され、モー
タ２が回転するとワイヤ９も駆動され、ワイヤ９と係止
しているカッタ部５が支え軸１０をガイドにして主走査
方向ｂに移動するようになっている。

【０００５】上記の各用紙切断装置では、記録紙切断の
開始時及び終了時に、切断開始及び終了間際のＡ点及び
Ａ’点でカッタ部が記録紙に接触又は非接触状態になる
ため、負荷変動が生じる。このときモータが脱調しない
よう、モータの出力容量に余裕を持たせるために、図３
に破線で示すようなモータの回転制御が行われる。ま
ず、モータを低速で立ち上げ、それから徐々に高速領域
まで加速する。そして、記録紙切断中は高速で回転させ
ておき、カッタ部が切断動作終了間際になると、カッタ
部がオーバーランしないように高速領域から徐々に減速
していき、所定位置でカッタ部が停止するようにする。
また、同種の駆動機構を用いて、インクジェット方式の
記録ヘッドを駆動する場合も同様であり、非記録領域で
は記録ヘッドがオーバーランしないようにモータは低速
で駆動され、記録領域では記録ヘッドを主走査方向に高
速移動させるため、モータは高速で駆動される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の用紙切断装置や記録装置においては、駆動源と
カッタ部（記録ヘッド）とを、ネジシャフトやタイミン
グベルト又はワイヤ等で直結して駆動させるという手法
を用いているために、モータの振動がカッタ部（記録ヘ
ッド）に伝わり、高精度な切断ができなかったり、記録
にムラが生じることにより高精度な印字ができず、解像
度が悪くなるといった問題がある。さらに、画像形成ス
ピードの高速化に伴い、ネジシャフトの場合は、カッタ
部とネジシャフトは摩擦しており、プリントスピードを
高速にするとその摩擦部分が摩耗し耐久性がなくなるた
め、耐摩耗性の観点から高速化に限界が生じるという問
題がある。また、タイミングベルトやワイヤの場合は弾
性による位置決め量のバラツキが生じるといった問題が
ある。また、用紙切断装置やインクジェット方式の記録
ヘッドを速度可変させるにはモータの回転数を可変させ
なければならず、そのために煩雑な制御が必要となり、
その分コストが高くなるといった問題も生じていた。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、駆動源の振動がカッタ部に伝達
されることをなくすと共に、摩擦に対する耐久性を向上
させ、しかも、画像形成スピードの高速化に対応して、
カッタ部の高速かつ高精度な位置決め制御を可能とし、
切断性能を損なわないようにした磁気ネジ駆動装置と同
装置を用いた用紙切断装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、Ｎ，Ｓ磁極対からなる螺旋
状の磁気パターンが形成されたロットと、該ロットに対
応する磁気パターンが形成され、該ロットに非接触で連
結するスライダとを有し、該ロットを回転運動させるこ
とによって前記スライダを直線的に往復動させる磁気ネ
ジ駆動装置において、ロット側の磁気パターンを部分的
に粗密に形成することで、スライダの速度を可変可能と
したものである。

【０００９】上記構成においては、Ｎ，Ｓ磁極対からな
り、螺旋状に形成された磁気ネジシャフトを回転運動さ
せ、それに非接触で連結する運動物体を往復動させるた
め、駆動源の振動が運動物体に伝達されず、また、タイ
ミングベルトやワイヤでもって駆動源の駆動力を負荷に
伝達する場合のような弾性特性がないので、位置決め精
度が向上する。また、磁気ネジパターンを部分的に粗密
に形成することで、ロットの回転に伴うスライダの移動
速度（移動量）を、ロットの磁気ネジパターンの粗密部
分に応じて変化させることができるため、モータの回転
速度を変化させることなく一定速度に保ったままでスラ
イダの速度を制御することが可能となる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の磁気ネジ駆動装置であって、スライダ側の磁気
パターンを、ロット側の磁気パターンに追随させるため
に、ロット側と同様の粗密状態にしたものである。

【００１１】上記構成においては、スライダ側の磁気パ
ターンをロット側の磁気パターンと同様の粗密状態とし
たので、ロットの回転に伴うスライダの移動動作をより
正確に制御することができる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載された磁気ネジ駆動装置を用い用紙
切断装置であって、スライダに記録用紙を切断する切断
手段が設けられているものである。

【００１３】上記構成においては、用紙切断装置の切断
手段をスライダに設けたので、切断手段を、駆動源が発
する振動の影響を与えることなく移動動作させることが
でき、モータの回転速度を変化させることなく一定速度
に保ったままで切断手段の移動速度を制御することが可
能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
磁気ネジ駆動装置について図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施形態に係る磁気ネジ駆動装置が適用
された用紙切断装置の概略構成を示す平面図である。用
紙切断装置１００は、プリンタ、複写機、ファクシミリ
等において、記録用紙を切断するために用いられる。こ
の用紙切断装置１００は、Ｎ，Ｓ両磁極が交互に螺旋状
に着磁された磁気ネジシャフト１１と、磁気ネジシャフ
ト１１の着磁パターンに対応したＮ，Ｓ両磁極帯が着磁
されており、磁気ネジシャフト１１の回転に伴う吸引力
で移動するスライダ（カッタ部５と一体的に設けられて
いる。以下、カッタ部５とする）とからなる磁気ネジ駆
動装置を有する。このカッタ部５と磁気ネジシャフト１
１は実質的に非接触で連結されている。

【００１５】磁気ネジシャフト１１には、減速機３を介
してモータ２が連結されている。モータ２が駆動され、
磁気ネジシャフト１１が矢印ｄ方向に回転し、磁気ネジ
シャフト１１の表面に形成されているＮ，Ｓ両磁極帯
は、見かけ上、回転に伴って軸方向（矢印ｂ方向）へ順
次移動する。カッタ部５側のＮ，Ｓ両磁極帯は、この磁
気ネジシャフト１１側のＮ，Ｓ両磁極帯の移動を追って
連続的に移動する。これにより、カッタ部５が主走査方
向ｂに動作し、記録紙の切断が可能になる。

【００１６】次に、磁気ネジシャフト１１の磁気パター
ンについて同じく図１を参照して説明する。上述したよ
うに、磁気ネジシャフト１１には、Ｎ極の永久磁石とＳ
極の永久磁石とが交互に着磁され、軸方向に螺旋状とな
るように設けられている。この磁気パターンは、磁気ネ
ジシャフト１１の各部において粗密状態を異ならせて設
けられている。具体的には、図１に示す記録紙１の両端
付近に相当するＢ領域では磁気ネジシャフト１１のＮ，
Ｓ両磁極帯のピッチを小さくし、記録紙１の中間付近に
相当するＣ領域ではＮ，Ｓ両磁極帯のピッチを大きく設
定している。

【００１７】上記のように磁気ネジシャフト１１の各部
において粗密状態を異ならせたのは、以下の理由によ
る。記録紙切断の開始時及び終了時に、切断開始及び終
了間際のＡ点でカッタ部が記録紙１に接触又は非接触状
態になり負荷変動が生じる。そのため、Ａ点においてモ
ータが脱調しないようにするため、記録紙１がない領域
及びＡ点近傍（図１に示すＢ領域）ではカッタ部５が低
速で移動するように制御する必要がある。また、記録紙
上（図１に示すＣ領域）では、高速で切断作業を行うた
めにカッタ部５を高速で移動するように制御する必要が
ある。ここで、磁気ネジシャフト１１の両磁極のピッチ
を小さくすれば、磁気ネジシャフト１１の回転に伴う
Ｎ，Ｓ両磁極の移動量は小さくなり、両磁極のピッチを
大きくすれば、磁気ネジシャフト１１の回転に伴うＮ，
Ｓ両磁極の移動量が大きくなるので、両磁極のピッチの
設定によって、磁気ネジシャフト１１の回転に伴うカッ
タ部５の移動量を制御することができる。従って、Ｂ領
域では磁気ネジシャフト１１のＮ，Ｓ両磁極帯のピッチ
を小さくし、Ｃ領域ではＮ，Ｓ両磁極帯のピッチを大き
く設定すれば、上記の速度制御でもってカッタ部５を移
動させることができるからである。

【００１８】また、カッタ部５であるスライダ側の磁気
パターンは図２に示すように設けられている。スライダ
の内部には、上記Ｃ領域における磁気ネジシャフト１１
の両磁極帯ピッチに対応し得る磁気粗パターン１４と、
Ｂ領域における磁気ネジシャフト１１の両磁極帯ピッチ
に対応し得る磁気密パターン１５が積層されている。こ
れら磁気粗パターン１４，磁気密パターン１５により、
磁気ネジシャフト１１の磁気粗密パターン双方に追随可
能となる。さらに、カッタ部５の内部には、カッタ部５
を主走査方向ｂに移動させるために軸受け１３が設けら
れており、この軸受け１３によってカッタ部５と磁気ネ
ジシャフト１１との摺動性が向上する。磁気ネジ粗パタ
ーン１４，１５と磁気ネジシャフト１１とは、軸受け１
３によって形成されるクリアランスのために非接触とな
り、モータ２の振動が図２の矢印ｅ方向に存在してもダ
ンパー効果により主走査方向ｂへの振動にはならない。
よって、カッタ部５は振動することなく記録紙をカット
することが可能となる。カッタ部５の記録紙に対向する
部分には、記録紙を切断するための刃部１２が設けられ
ている。

【００１９】カッタ部５内部の磁気パターンは、磁気ネ
ジシャフト１１の磁気粗密パターンの双方に追随するた
め、磁気ネジシャフト１１が回転することにより、カッ
タ部５は、磁気ネジシャフト１１のＢ，Ｃ領域において
移動速度が変化する。すなわち、図３に示すように、モ
ータ２の回転数をＤ（ｒｐｍ）の一定速度に制御してい
るにも関わらず、図４に示すように、カッタ部５の速度
は記録紙上の各領域（図１に示すＢ領域，Ｃ領域）にお
いて、カッタ部５の速度を速度ｖ１又は速度ｖ２に切り
換えることが可能となる。よって、モータ２の回転数を
可変制御することによってカッタ部５の速度を可変させ
る必要がなくなる。

【００２０】このように、本実施形態の用紙切断装置１
００は、カッタ部５の駆動原理はネジシャフトを用いて
駆動する場合と類似しているが、磁気ネジシャフト１１
とカッタ部５が磁気により実質的に非接触で連結されて
いるため、モータ２の振動がカッタ部５に伝わらないと
いうメリットがある。また、上記実施の形態では、本発
明に係る磁気ネジ駆動装置を用紙切断装置に適用してい
るが、インクジェット記録装置に適用してもよい。イン
クジェット方式の記録ヘッドと上記スライダとを一体的
に設けるようにすれば、記録ヘッドと磁気ネジシャフト
とが実質的に非接触になるため、モータの振動が記録ヘ
ッドに伝達されず、記録ヘッドのぶれが解消され、記録
むらがなくなって高解像度の画像が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明によ
れば、Ｎ，Ｓ磁極対からなり、螺旋状に形成された磁気
ネジシャフトを回転運動させ、それに非接触で嵌合する
スライダを往復動させるので、駆動源の振動がスライダ
に伝達されなくなり、また、スライダ移動時における摺
動性に優れ、摩耗に対する耐久性が向上する。さらに、
タイミングベルトやワイヤのように弾性特性が無いた
め、スライダの位置決め精度を向上させることができ
る。また、磁気ネジパターンを部分的に粗密に形成する
ことでスライダの速度を可変可能としたので、モータ等
の駆動源の回転速度を可変することなく、一定速度でス
ライダの移動速度の制御が可能となる。これにより、ス
ライダの移動速度制御のために煩雑な制御を要しないた
め、コスト削減が図られる。

【００２２】また、請求項２に記載の発明によれば、ス
ライダ側の磁気パターンをロット側の磁気パターンと同
様の粗密状態としたので、ロットの回転に伴ってスライ
ダをより正確に移動させることができる。

【００２３】また、請求項３に記載の発明によれば、駆
動源が発する振動の影響を与えることなく切断手段を移
動させることができるので、切断手段がぶれることなく
移動され、高精度な切断を行うことができる。また、駆
動源の回転速度を変化させることなく一定速度に保った
ままで、切断手段の移動速度を可変制御することが可能
となり、切断手段の移動速度制御のために煩雑な制御を
要さず、コスト削減の一助となる。さらに、画像記録ス
ピードの高速化に対応して、切断手段の高精度な位置決
め制御が可能となり、切断性能を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る用紙切断装置の概略
構成を示す正面図である。

【図２】上記用紙切断装置におけるカッタ部の平面断面
図である。

【図３】上記用紙切断装置におけるモータ駆動回転数と
時間経過との関係図である。

【図４】上記用紙切断装置におけるカッタ部の移動量と
移動速度との関係図である。

【図５】従来のネジシャフトによる駆動機構を適用した
用紙切断装置の概略構成を示す正面図である。

【図６】従来のタイミングベルトによる駆動機構を適用
した用紙切断装置の概略構成を示す正面図である。

【図７】従来のワイヤによる駆動機構を適用した用紙切
断装置の概略構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 記録紙 ２ モータ（駆動源） ５ カッタ部（スライダ） １１ 磁気ネジシャフト（ロット） １４ 磁気ネジ粗パターン １５ 磁気ネジ密パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ，Ｓ磁極対からなる螺旋状の磁気パタ
   ーンが形成されたロットと、該ロットに対応する磁気パ
   ターンが形成され、該ロットに非接触で連結するスライ
   ダとを有し、該ロットを回転運動させることによって前
   記スライダを直線的に往復動させる磁気ネジ駆動装置に
   おいて、 前記ロット側の磁気パターンを部分的に粗密に形成する
   ことで、前記スライダの速度を可変可能としたことを特
   徴とする磁気ネジ駆動装置。
2. 【請求項２】 前記スライダ側の磁気パターンを、前記
   ロット側の磁気パターンに追随させるために、前記ロッ
   ト側と同様の粗密状態にしたことを特徴とする請求項１
   に記載の磁気ネジ駆動装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された磁気
   ネジ駆動装置を用い、前記スライダに記録用紙を切断す
   る切断手段が設けられていることを特徴とする用紙切断
   装置。