JP2003103495A - カッター機構 - Google Patents

カッター機構

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JP2003103495A
JP2003103495A JP2002237706A JP2002237706A JP2003103495A JP 2003103495 A JP2003103495 A JP 2003103495A JP 2002237706 A JP2002237706 A JP 2002237706A JP 2002237706 A JP2002237706 A JP 2002237706A JP 2003103495 A JP2003103495 A JP 2003103495A
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JP
Japan
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blade
base
cutter
rotary
rotary blade
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Application number
JP2002237706A
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English (en)
Inventor
Takahisa Kinoshita
Takeharu Kirikoshi
鷹久 木下
武晴 桐越
Original Assignee
Nec Eng Ltd
日本電気エンジニアリング株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 「固定刃+丸刃」式のカッター機構と、「丸
刃+丸刃」方式のカッター機構の持つ長所を合わせ持
つ、極めて高性能でかつ安価なカッター機構を提供す
る。 【構成】 円形で回転可能にそれぞれ軸支され、刃台に
よって移動によって一定周期で回転を得る一対の回転刃
と対向刃を有し、対向刃の外周縁が被切断用紙の台部の
用紙接地面に略一致するように、かつ回転刃と対向刃の
接点が台部の接地面に略一致するように、かつ対向刃が
回転刃より刃台の前進方向前方に位置するように、回転
刃と対向刃が設けられている。刃台は台部を跨ぐ形状
で、刃物の刃先が露出するように前進方向側が開口され
ている。刃台は移動経路によって往復移動可能である。
フレームと移動経路と台部は一体に構成されている。刃
台は搬送手段で搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【0002】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置や複
写機やプリンタ等のOA機器や家電品に組み込まれ、ロ
ール状に巻かれたシート類を所望の長さに切断するカッ
ター機構に関し、特に切断刃が直線状のレールに沿って
移動する台に取り付けられ、この台が移動することで、
台に配設された刃物がシートを切断するカッター機構に
関する。

【0003】

【0004】

【0005】

【従来の技術】従来、この種のカッター機構としては、
直線状に刃先を有する長尺な板状刃物(以下、固定刃と
呼ぶ)に移動刃の刃先を押接させながら移動させ、固定
刃と移動刃との間に置かれたロール紙等(以下用紙と呼
ぶ)を切断する方式のものが公知である。このようなカ
ッター機構としては、例えば図14に示した、特開平6
−134692号公報記載の発明があげられる。以下こ
の従来例について詳細に説明する。

【0006】

【0007】このカッター機構では、固定刃20が板状
のカッターフレーム21の下面に、カッターフレーム2
1の長手方向に対して平行に、溶接、両面粘着テープ等
の固定手段によって取り付けられている。さらに、カッ
ターフレームの一端を鍵状に曲げることにより走行ガイ
ド部22が設けられている。

【0008】

【0009】走行ガイド部22にはキャリッジ23の凹
型の摺動保持部24が嵌合され、キャリッジ23と丸刃
支持台25が、連結アームによって一体に動作するよう
連結されている。このような構成にすることにより丸刃
支持台25は、走行ガイド部22に沿って、固定刃20
の長手方向に摺動往復することが可能となる。さらにカ
ッターフレーム21には、固定刃20の長手方向の両端
位置に2つのプーリーが配設されている。一方のプーリ
ー(図においては長手方向手前側)はモーターの駆動軸
に設けられたピニオン及び歯車を介して回転力を得るよ
うに取り付けられている。そして両プーリー間には、キ
ャリッジ23の駆動媒体としてコイルバネ等により張力
を与えられたワイヤーが架け渡されている。またワイヤ
ーの所定位置にキャリッジ23が係合されている。モー
ターを駆動させると、ピニオン→歯車→プーリー→ワイ
ヤーと駆動力が伝達され、キャリッジ23が走行ガイド
部22に沿った摺動往復を行う。またキャリッジ23の
外周部には、摺動動作に伴い用紙切断前に固定刃20と
丸刃26との接触点(以下「切断点」と呼ぶ)に用紙を
導く前ラッセル部27と、用紙切断中にジャミング等の
障害を発生させることのないよう切断終了した用紙を随
時退避させる逃がし溝28が構成されている。

【0010】

【0011】キャリッジ23と丸刃支持台25は連結ア
ームによって連結され、一体に動作することができる。
丸刃26は、刃先が固定刃20の刃先にわずかに重なり
合うように配設されており、固定刃20に所定の圧力で
押接されている。またこの図では見ることができない
が、丸刃26の裏面には丸刃26と同軸に一体的に回転
する押接皿(転動車輪)が構成されている。この押接皿
の一部が固定刃20に接触しているので、キャリッジ2
3の摺動移動に伴い丸刃26が固定刃20の刃先に沿っ
て回転しながら移動する。

【0012】

【0013】次に、このような従来のカッター機構のロ
ール紙切断動作について説明する。キャリッジ23は、
図においてカッターフレーム21長手方向手前側の摺動
限界点に待機している。モータの駆動によりワイヤーに
牽引力が与えられると、キャリッジ23が走行ガイド部
22上を摺動移動し、キャリッジ23と一体に設けられ
た丸刃支持台25に回転可能に軸支された丸刃26が、
固定刃20の刃先に押接された状態で固定刃20の上を
移動する。この際、丸刃26は所定の圧力で固定刃20
に押接され、押接皿と一体回転しながら移動する。キャ
リッジ23がロール紙の初端に到達すると、キャリッジ
23の先端に設けられた前ラッセル部27がロール紙端
を切断点に導く方向に取り込んでいく。切断点に導かれ
たロール紙は回転する丸刃26と固定刃20とによって
切断され、切断し終わると随時逃がし溝28によって継
続中の切断動作の妨げとならない方向に退避される。ロ
ール紙が切断された後、キャリッジ23が摺動限界点に
到達したらモータを逆転させ、ワイヤーで逆方向にキャ
リッジ23を牽引して待機位置に復帰させることで切断
動作が終了する。

【0014】

【0015】また、「固定刃+丸刃」カッター機構の改
良例として、図15に示す特開平7−124892号公
報記載の発明をあげることができる。このカッター機構
は、丸刃26の刃先を固定刃20に対して微小角度傾斜
させ軸支し、点接触を保つ構成をとっている。これによ
り、キャリッジ23の移動に伴い刃先に発生するモーメ
ントで丸刃26を自転させることで転動車輪を不要とし
ている。またこのカッター機構には、固定刃20への熱
処理や刃付けなどの特殊な処理を不要とする手段につい
ても記載されている。

【0016】

【0017】一方、固定刃を用いずに構成するカッター
機構についても何例か提案されている。これは特開平7
−100791号公報や特開平7−24782号公報に
記載された発明を例としてあげることができる。このよ
うな従来のカッター機構は、直線状の走行レール部を摺
動する移動体上に、相互の刃先がわずかに重ね合うよう
に配置する2枚の刃を有し、少なくともどちらかの刃を
移動体の摺動移動に合わせて回転させることを特徴とし
ている。

【0018】

【0019】図16に示す特開平7−100791号公
報記載の発明では、「回転する円盤状の丸刃30を小型
の固定された補助刃31に押接し、移動体32の摺動移
動によって用紙を切断するカッター機構」について記述
されている。

【0020】

【0021】次に、図17に示した特開平7−2478
2号公報記載の発明の特徴について説明する。

【0022】

【0023】このカッター機構では、ホルダ40に2枚
の回転する円形刃物41および42を、それぞれが被切
断用紙の表裏側に配置されるよう軸支している。また刃
先周縁部が交差して生じる2交点のうち切断に関与する
方のみが一点で圧接されるように、一方の円形刃物41
を他方の円形刃物42に対して微小角度を持たせて接触
させている。2枚の円形刃物の少なくとも一方は、ホル
ダ40の摺動移動に合わせて回転機構によって強制的に
回転させられる。また、摺動移動用の案内軌道43を1
つにし、かつ2枚の円形刃物を被切断用紙の表裏に配置
するため、ホルダ40は切断される用紙を横切る連結部
44をもっている。このホルダ40の連結部44は必ず
円形刃物の進行方向後側に配置される。また連結部44
には切断された被切断用紙の端部を上方向に誘導するた
めの案内部45が設けられている。

【0024】

【0025】

【発明が解決しようとする課題】これらのカッターは移
動刃が高速に移動するので、その切断性能は用紙の切り
出し易さと密接な関わりを持つ。例えば鋏で用紙を高速
に切断したい場合、最初に用紙にわずかに切り込みを入
れ、それから鋏の刃をわずかに開いた状態で鋏を切断し
たい方向に押せば、容易に用紙が切断できることは、生
活上の常識として一般に知られるところである。この
際、切断対象が感熱記録紙のような、比較的薄く、かつ
吸湿状態で安定する性質を持っている用紙の場合、鋏の
ように押し切るには困難な場合があり、鋏の刃を揺動さ
せて切断するがごとき切れ味を必要とする。

【0026】

【0027】従来のカッターは、所定の切れ味を確保す
る手段は達成されているが、切り出しをスムーズに行う
手段については全く未達成といえる。これは図12
(a)、(b)(c)に見るように、切り出し時に用紙
が切断反力で押されるためである。毎切断毎に必ず用紙
は押される。例えば切り出し位置近辺で用紙を台部に押
し付ける手段を設けるとか、丸刃を極大化するとかの手
段の実施が可能ならば解決するが、このような機構を設
けると、切断用紙のセット性が損なわれるとか部品点数
の増加に繋がるとか大きすぎて役に立たないとかの問題
を生じる。したがってある程度の押されは覚悟せねばな
らず、切り初めの10mm程度で切断面が斜めになった
りギザギザになったりする。湿度が高い場合はジャミン
グが発生することも多々ある。特に特開平7−1007
91号公報に記載の「丸刃+補助刃」方式のカッター
や、特開平7−24782号公報に記載の「丸刃+丸
刃」方式のカッターは、用紙を設置する台部の端部と、
用紙を切断する切断面が離れているため、押されの影響
を強く受ける。これらのカッターは丸刃の切れ味の改良
や丸刃の配置の工夫で、カッターとしての切れ味を相対
的に改善することで切り込みやすくし、押されの影響を
受けにくくしている。

【0028】

【0029】さらに、上記以外にも課題がある。

【0030】

【0031】まず「固定刃+丸刃」方式のカッター機構
だが、これに用いられる固定刃は極めて高価なものであ
った。これは固定刃には、良好な切断性能を提供するた
めに所定の精度の直線度と平面度を有していなければな
らないことと、固定刃には刃金を用いる必要があったた
めである。この対策の一手に特開平7−124892号
公報記載の発明がある。この発明では、型抜きした特殊
用途鋼(ここではハードネス処理を施したステンレス鋼
板)をそのまま固定刃として使用可能とする技術に関す
る記載があるが、素材自体が高価であるためそれ以上の
原価低減は困難である。

【0032】

【0033】これに対し、特開平7−100791号公
報や特開平7−24782号公報に記載のカッター機構
は、固定刃を用いずに構成できるのでコスト上は有利で
ある。しかし特開平7−100791号公報の実施例と
してあげられたカッター機構のように、キャリッジと共
に移動する丸刃と補助刃の接触点が常に固定されている
と、用紙を切断するしないに関わらず(単にキャリッジ
が移動するだけの場合でも)常に補助刃の一部分が丸刃
に削られて磨耗し続け、切断性能が極端に早く劣化する
という欠点が生じる。実施例の詳細な説明中に「補助刃
を回転刃と同様な円形刃とし、これを回転自在に取り付
けてもよい」という但し書きはあるが、特に構成などに
ついて明示されてはおらず、特開平7−24782号公
報記載のカッター機構の内容を超えるものではない。

【0034】

【0035】特開平7−24782号公報記載の実施例
としてあげられたカッター機構では、2枚の薄い円盤状
の丸刃を一対に配置し、一点で接触させている。この場
合図13(c)に示すように、2枚の刃の開き角(接触
点における、両刃の円周接線同士がなす角)は必然的に
大きくなる。この状態は、ハサミならば「刃をかなり開
いた状態」に例えることができ、切れ味は悪い。鋏の開
き角を固定したまま押すように切断していく場合には、
開き角が小さい方が切れ味が良いというのは生活上の常
識としても一般にも知られている所である。切れ味を改
善するには、丸刃同士の押接力を強くし、かつ切れ味の
鋭い丸刃同士を点接触させる必要がある。しかし、この
場合刃先が鋭利すぎるため、刃先の損傷が起きやすいと
いう問題を生じる。また、この実施例では少なくとも一
方の丸刃を回転させればもう一方も連動して回転し、切
断が可能となるとされているが、これでは他方の丸刃の
回転が不安定となるため良好な切断性能を得ることはで
きない。さらに、この従来のカッター機構は丸刃に丸刃
を重ね合うように接触させる必要上、双方の丸刃が用紙
にオーバーラップすることになる。すると一方の刃が残
る側の用紙に切断動作中に当たってしまい、用紙にキズ
をつけるなどの悪影響を及ぼす。加えて、この刃が用紙
をバタつかせるのでジャミングに結びつく場合もある。

【0036】

【0037】このように従来の「丸刃+丸刃(または補
助刃)」型のカッター機構は、感熱紙を切断しなければ
ならない装置(ファクシミリ、プリンタ等)への適用は
困難で、このような装置では「固定刃+丸刃」型のカッ
ターか、もしくは特公昭50−24466号公報に代表
される、ギロチン式と広く呼ばれる切断装置を用いてい
た。ギロチン式の持つ課題については数々の先願で知ら
れるところなので、本件にはあえて記載しない。

【0038】

【0039】本発明は、上述した課題のすべてを解決可
能な、「固定刃+丸刃」式のカッター機構の持つ長所
と、「丸刃+丸刃」方式のカッター機構の持つ長所を合
わせ持つ、極めて高性能でかつ安価なカッター機構の提
供を目的とする。

【0040】

【0041】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段を種々検討した結果、用紙を横断する長尺なフレー
ムと、用紙を横断する移動経路と、用紙を設置する台部
と、移動経路で往復移動自在で台部を跨ぐ形状で台部の
表側と裏側それぞれに刃物を格納可能で、刃物の刃先が
露出するように前進方向側が開口されている刃台と、台
部の表側に位置し刃台に回転可能に軸支されている円形
の回転刃と、台部の裏側に位置し回転刃と所定量以上交
差するように、刃台に回転可能に軸支されている円形の
対向刃と、回転刃の刃先を対向刃の刃先に押し付ける付
勢手段と、回転刃を刃台の移動に合わせて転動させる手
段と、対向刃を刃台の移動に合わせて転動させる手段
と、刃台を往復移動させる搬送手段とを有するカッター
機構を構成し、さらに対向刃の刃先が台部の用紙設置面
に略一致するように、かつ回転刃と対向刃の接点が台部
の用紙設置面に略一致するように、かつ対向刃が回転刃
より刃台の前進方向前方に位置するように、回転刃と対
向刃を配置し、対向刃を、回転刃と台部の縁で挟み込ま
れるように配設し、回転刃を介して付勢手段で台部の縁
に押し付けることで対向刃の転動を得、対向刃を転動さ
せるための車輪を不要とすることで課題の解決が可能で
あることを知見し、本発明を完成した。

【0042】

【0043】また、回転刃と対向刃が交差して生じる2
交点のうち、刃台進行方向のみが接するように、回転刃
を切断面に対して0.5゜から5゜、好ましくは約3゜
の角度に設け、回転刃と対向刃の接触を一点のみに保つ
ことで、安定した切断性能を得られる。これが第2の発
明である。

【0044】

【0045】さらに、対向刃の刃先には鋭いエッジは不
要であることが確認され、対向刃はその周縁の丸みが所
定の丸み以内であれば、単なる円盤でも切断能力には変
化が見られない。これが第3の発明である。また、これ
にはプレス抜きした円盤をそのまま使用可能で、これが
第4の発明である。さらに円盤の材質はSECCのよう
なJISで言うところの一般用途鋼の使用が可能である
ことが確認され、これが第5の発明である。

【0046】

【0047】これらによって対向刃は大幅のコストダウ
ンが期待できる。

【0048】

【0049】また、回転刃の転動を得る手段を、回転刃
と一体回転する車輪とし、この車輪と刃台で台部を台部
の表裏から挟み込むことで、切断動作時のジャミングに
よる回転刃の対向刃への乗り上げを防止できる。これが
第6の発明である。

【0050】

【0051】また、刃台が、回転刃を格納する回転刃刃
台部と、対向刃を格納する対向刃刃台部と、台部を跨い
で回転刃刃台部と対向刃刃台部を連結するアームから成
り、回転刃刃台部の前進方向先端に導入ガイド部と、導
入ガイド部から続く案内ガイド部と、アームを削り取る
ように案内ガイド部から続く誘導ガイド部と、を刃台に
設けることで、台部に平行で台部に対向に位置し、台部
と狭い隙間を作る用紙搬送ガイドが無くとも用紙の切断
が可能となる。これが第7の発明である。

【0052】

【0053】これらの解決手段や改善手段によって、優
秀な切断性能を持ちつつ極めて安価なカッター機構の提
供が可能となる。

【0054】

【0055】

【実施例】以下に本発明におけるカッター機構の実施例
を、図面を参照して詳細に説明する。

【0056】

【0057】図1および図2に見るように本発明のカッ
ター機構は、用紙を横切る方向に長尺で走行レール部1
bと台部1aが一体なカッターフレーム1と、カッター
フレーム1によって移動可能に支持されている刃台2
と、刃台2に回転可能に支持される回転刃(丸刃)3
と、回転刃3に対して用紙をまたいで刃台2の反対側に
回転可能に支持される対向刃(円盤)4と、刃台2を搬
送する搬送手段とで構成されている。尚、本実施例の搬
送手段には、ワイヤー6を使った駆動機構を用いている
が、その他の一般的に知られる駆動機構に代替しても特
に支障は無い。例えば、搬送手段は人力でもよい。

【0058】

【0059】カッターフレーム1と、用紙を設置する台
部1aと、刃台2の移動を案内する走行レール部1bは
一枚の板金で一体化されている。カッターフレーム1は
これら一体化することで部品点数の低減を図っている。
ファクシミリ装置などの用紙を搬送する装置に用いる場
合は、この台部1aは用紙の搬送台である。

【0060】

【0061】刃台2は、走行レール部1bで往復移動自
在で、かつ台部1aを跨ぐ形状で、台部1aの表側と裏
側それぞれに刃物を格納可能で、刃物の刃先が露出する
ように前進方向側が開口されている。台部1aを境に、
台部1aの表側が回転刃刃台部2aで、台部1aの裏側
が対向刃刃台部2dである。対向刃刃台部2dは摺動支
持部2oと一体である。さらに回転刃刃台部2aと対向
刃刃台部2dは台部1aを跨いだ連結アーム2kで連結
されている。回転刃刃台部2aは便宜上取り外し可能な
方が有利である。本実施例では回転刃刃台部2aを回転
刃台支持部2bと回転刃台2cから構成している。回転
刃台2cは回転刃台支持部2bにロック爪2nで固定さ
れている。回転刃台2cは取り外し可能で、取り外しに
はなんらの工具も必要としない。

【0062】

【0063】切断は長手方向奥側から長手方向手前側へ
刃台2を前進させることで行われる。切断が終わったら
長手方向手前側から長手方向奥側の待機位置まで刃台2
を後退させ、次回の切断に備える。回転刃刃台部2aの
進行方向先端には、導入ガイド部2gと、導入ガイド部
2gから連続した案内ガイド部2hがある。導入ガイド
部2gは、刃台2の進行と共に台部から浮き上がった用
紙をかき寄せる方向に傾斜した斜面である。案内ガイド
部2hは、台部1aならびに対向刃4に対向して位置す
る台部1aに平行な平面で、台部1aならびに対向刃4
とで狭い隙間を形成する。用紙はこの狭い隙間によっ
て、回転刃3と対向刃4の接点である切断点に案内され
る。さらに案内ガイド部2hは、用紙の切断された側の
後端部を所定の方向に誘導する誘導ガイド部2iに連続
している。誘導ガイド部2iは用紙をまたぐように、案
内ガイド部2hから対向刃刃台部2d側に、連結アーム
2kを削り取るように緩やかに傾斜した面である。傾斜
をきつくすると連結アーム2kが用紙に影響を及ぼすの
で、傾斜は緩やかにする必要が有る。これらによって本
実施例のカッター機構は、用紙のばたつきを吸収しなが
ら用紙を切断し、かつ切断片を所定の方向に逃がして切
断を終える。よって台部1aと狭い隙間を作る用紙搬送
ガイドが無くとも用紙の切断が可能となる。また、切断
片が連結アーム2k引っかかってジャミングとなる恐れ
も無い。切断片は、対向刃刃台部2d側に落下する。こ
のとき真下に切断片が落下すると、刃台の復帰動作や次
回の切断動作時に、対向刃4が切断片を引っかけるなど
の障害を起こす恐れがある。このため対向刃刃台部2d
には、対向刃4から切断片を遠ざけるように、対向刃4
と回転刃3近傍から広がる傾斜面である押し出しガイド
部2jを設けている。また、切断片は刃台2の移動中に
刃台2に接触することがある。接触によって刃台2が切
断片を蹴飛ばすとジャミングとなる。刃台2にはこの蹴
飛ばしの防止手段を設けねばならない。刃台2の前進方
向先端には、前回切断した切断片を押し退ける方向に傾
斜した斜面である前ラッセル部2pが、後進方向先端に
は切断した切断片を押し退ける方向に傾斜した斜面であ
る後ラッセル部2mが設けられている。また、搬送手段
の全ては対向刃刃台部2d側に配置されている。このよ
うに台部1aの上部には用紙の設置を妨げる物が全く無
いので、用紙は簡単に設置できる。

【0064】

【0065】搬送手段は、ワイヤー6を使った駆動機構
である。ワイヤー6の両端には止め具6bがカシメられ
ている。その一端にはコイルバネ6aが通されている。
コイルバネ6aはワイヤー6に張力を与える。ワイヤー
6のそれぞれの端部は刃台の対向刃刃台部2d側に引っ
かけられている。カッターフレーム1の長手方向奥側に
は駆動プーリ回転軸7a、手前側には中間プーリ回転軸
12aがカシメられている。駆動プーリ回転軸7aには
駆動プーリ7が、中間プーリ回転軸12aには中間プー
リ12が取り付けられている。駆動プーリ7は駆動ギア
7bと一体に作られている。駆動プーリ7側にはモータ
8が取り付けられている。モータ8の回転軸にはピニオ
ンギア8aが設けられ、モータ8の回転を駆動プーリ7
に伝達する。モータ8はカッターフレーム1にネジ9で
固定されている。駆動プーリ回転軸7aと中間プーリ回
転軸12aにはそれぞれ止め輪B13が設けられ、プー
リの抜けを防止している。

【0066】

【0067】図3および図4に見るように、回転刃3
と、軸受け3aと、車輪3bと、フランジ3cは一体に
構成されている。回転刃3は回転刃軸10に回転可能に
支持されている。また、回転刃3は対向刃4の刃先に板
バネ11で押し付けられている。回転刃3は周縁に鋭利
な刃先を持っている。回転刃軸10は車輪3bを台部1
aに押し付けるように配置されている。車輪3bには台
部1aに押し付けられることで所定量の変形が生じる。
これによって刃台2が移動すると回転刃3が回転する。
車輪3bと、刃台2の対向刃刃台部2dは、車輪の変形
による応力を利用して台部1aを挟み込んでいる。回転
刃軸10は、回転刃台2cと蓋5で両端支持されてい
る。蓋5は回転刃台2cに固定されている。

【0068】

【0069】対向刃4は、対向刃(円盤)4と、対向刃
軸4aとで一体に構成されている。対向刃軸4aは対向
刃4にカシメされている。対向刃4は刃台2の対向刃軸
受け部2fで回転可能に支持されている。対向刃4は止
め輪A12bで、対向刃刃台部2dから抜けないように
なっている。さらに、対向刃4は板バネ11の押圧力で
台部1aの縁に押しつけるられている。これによって対
向刃4は台部1aと回転刃3によって挟み込まれてい
る。対向刃4は、板バネ11の押圧力で台部1aの縁か
ら回転力を得ると共に回転刃3からも回転を得ることが
できため、安定した回転を得ることができる。このこと
から対向刃専用の車輪は不要となる。

【0070】

【0071】次に回転刃3と対向刃4の配置について説
明する。図5に見るように、回転刃3に対して対向刃4
は、刃台2の前進方向前方に位置している。回転刃3と
対向刃4の接点は、台部1aの用紙設置面に略一致して
いる。対向刃4の刃先は、台部1aの用紙設置面に略一
致している。回転刃3と対向刃4は所定量以上交差して
いる。回転刃3は板バネ11で対向刃4によって押し付
けられ、対向刃4は回転刃3によって台部1aの縁に押
し付けられている。刃台2の移動で回転刃3が回転を始
めると、対向刃4は台部1aの縁と回転刃3の刃先の両
方から回転を得て、回転刃3とは反対の方向に回転す
る。回転刃3と対向刃4は、刃台2の進行方向とは逆向
きに一定周期で回転する。図13(a)に見るように、
回転刃3と対向刃4の刃物開き角度は、図13(b)に
見る「固定刃+丸刃」式のカッター機構のそれとほぼ同
一である。したがって図12に見るような「丸刃+丸
刃」式のカッター機構のような切断負荷の分散は無く、
さらに、対向刃4を回転させることで切断負荷が切断点
に用紙を食い込む力に転化される。したがって従来のカ
ッターで発生していた用紙の押されは発生せず、切断も
容易となる。この時対向刃4は確実な回転力を得なけれ
ばならない。対向刃4は上述の手段で回転力を得ている
ため車輪が無くとも回転する。回転刃3と対向刃4の刃
先が交差して生じる2交点のうち切断に関与する方、す
なわち刃台前進方向側のみが接するように、回転刃3は
切断面に対して0.5゜から5゜の範囲で、望ましくは
約3゜に配置されている。回転刃3と対向刃4のかみ合
い量は0.3mm以上、望ましくは0.7mm以上とし
ている。また、実施例においては回転刃3の直径は1
4.5mm、対向刃4の直径は13mmとした。かみ合
い量は、ジャミング時の負荷で回転刃3が対向刃4に乗
り上げない程度とするのが望ましい。切断性能上は対向
刃4が大きい方が有利であるが、本例の寸法で十分満足
な切断性能を得られた。また、このような配置とするこ
とで、対向刃4の刃先は鋭利とする必要が無く、所定の
丸み以内の丸みであれば切断は可能であることが実験上
明らかとなった。実験結果によると対向刃4の刃先はR
0.2以内であれば所定の切断性能を得られる。実験の
結果本発明のカッター機構は、家庭用ティッシュのオー
トカットが可能であることが確認された。但し、このR
は前周均一な必要があるが、これは対向刃4にプレス抜
きした円盤を用いることで容易に可能である。また対向
刃4にはJISで言うところの一般用途鋼を用いても実
用上問題は無い。

【0072】

【0073】次に本発明のカッター機構の切断動作につ
いて説明する。図6に見るように刃台2の待機位置はカ
ッターフレーム1の長手方向奥側となっている。待機位
置側では刃台2は駆動プーリ7に衝突して停止する。モ
ータ8が時計回りに回転すると、モータ8の回転はピニ
オンギア8aから駆動プーリ7に伝達され、駆動プーリ
7の回転でワイヤー6は刃台2をカッターフレーム1長
手方向手前側へ牽引する。回転刃3と対向刃4は刃台2
の移動に合わせ、それぞれ一定周期で回転する。このと
き回転刃3と対向刃4はそれぞれ刃台2の進行方向とは
逆向きに回転する。刃台2が移動すると、対向刃4は用
紙の裏側に潜り込む。この時、対向刃4は刃台2の進行
方向と逆向きに回転しているので、図7に見るように用
紙が丸まっていても用紙をすくい上げ、かつ切断点に用
紙を案内する。このため切断点では用紙は部分的に平ら
な状態となる。このように用紙が裏側に丸まっている場
合は対向刃4が、用紙が表側に丸まっている場合は導入
ガイド部2gが用紙をかき寄せるので、用紙がどっちに
丸まっていようと問題は無い。切断が始まると、図8に
見るように用紙の切断片は、誘導ガイド部2iによって
台部1aをまたぐように下側方向に誘導される。誘導ガ
イド部2iは緩やかな傾斜面なので切断片はスムーズに
誘導される。この時切断片は、押し出しガイド部2jに
よって対向刃から遠ざかる方向に押し出される。切断さ
れた切断片は押し出しガイド部2jに押し出されている
ので、図9に見るようにカッター機構から少し離れた所
に落下する。切断が完了すると、刃台2は中間プーリ1
2に衝突し停止する。モータ8の回転はタイマー制御さ
れている。モータ8は所定時間時計回りに回転し、停止
したら反時計回りに所定時間回転する。本実施例では、
257mm幅の用紙の切断を行うのに1secモータを
時計回りに回転させている。反時計回りも同様に1se
cとしている。刃台2が待機位置に復帰し、モータ8の
回転が停止すると切断動作が完了する。このようなモー
タ8の動作方法は実公平7−39580号に記載があ
る。制御方法には特に制約は無く、既に知られている手
段を用途に合わせて用いることが可能である。

【0074】

【0075】次に、安全性であるが、本発明のカッター
機構では、回転刃3は刃台2に格納されており、刃先の
露出は必要最低限である。したがって、意図しないかぎ
り回転刃3の刃先には触れられないので問題は無い。ま
た対向刃4は完全には格納されていないが、上記のよう
に刃先は丸みを持っているので触れても手が切れること
は無い。

【0076】

【0077】本発明の主たる実施例では、刃台2の回転
刃刃台部2aは回転刃台2cを設けることで分離可能と
したが、図10に見るように分離不可能としても問題は
無い。また、カッターフレーム1は箱形となっている
が、図11に見るようにL型であってもよい。また図示
はしないが、カッターフレーム1を樹脂製にすることも
可能である。以上説明したように回転刃3と対向刃4を
適切に配置し、かつ回転刃3と対向刃4に、刃台2の移
動に連動した一定周期の回転を与えれば、刃台2の形状
や走行レール1bの形状、刃台2の搬送手段には何等の
制約も受けるものではなく、既に知られている技術を適
宜に応用したカッター機構の実施が可能である。

【0078】

【0079】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカッター機
構は、用紙を横断する長尺なフレームと、用紙を横断す
る移動経路と、用紙を設置する台部と、移動経路で往復
移動自在で台部を跨ぐ形状で台部の表側と裏側それぞれ
に刃物を格納可能で、刃物の刃先が露出するように前進
方向側が開口されている刃台と、台部の表側に位置し刃
台に回転可能に軸支されている円形の回転刃と、台部の
裏側に位置し回転刃と所定量以上交差するように、刃台
に回転可能に軸支されている円形の対向刃と、回転刃の
刃先を対向刃の刃先に押し付ける付勢手段と、回転刃を
刃台の移動に合わせて転動させる手段と、対向刃を刃台
の移動に合わせて転動させる手段と、刃台を往復移動さ
せる搬送手段から構成されている。さらに対向刃の刃先
が台部の用紙設置面に略一致するように、かつ回転刃と
対向刃の接点が台部の用紙設置面に略一致するように、
かつ対向刃が回転刃より刃台の前進方向前方に位置する
ように回転刃と対向刃を配置している。これによって、
切断負荷が用紙を刃先に食い込ませる力に転化されるた
め、用紙が切り始めに押されることは無く、スムーズに
切り出せる。また切断性能も大幅に改善できる。

【0080】

【0081】さらに対向刃を、付勢手段によって台部の
縁に押しつけるられるように配設し、これによって生じ
る台部と回転刃による挟み込みによって、対向刃の転動
動作を達成することで、対向刃を転動させるための車輪
が無くとも対向刃を確実に転動させることができる。

【0082】

【0083】また回転刃は、回転刃と対向刃の刃先が交
差して生じる2交点のうち刃台前進方向のみが接するよ
うに、切断面に対して0.5゜から5゜、望ましくは約
3゜の角度に設けられている。このように回転刃と対向
刃の接触を一点のみに保つことで、安定した切断性能を
得られる。さらに対向刃の刃先には鋭いエッジを設けて
いない。これにより安全性を確保でき、またプレス抜き
した円盤がそのまま使用可能となる。この円盤にはSE
CCのようなJISで言うところの一般用途鋼を素材に
用い、大幅なコストダウンを実現している。

【0084】

【0085】また、回転刃の転動を得る手段を、回転刃
と一体回転する車輪とし、この車輪と刃台で台部を台部
の表裏から挟み込むことで、切断動作中のジャミングに
よる回転刃の対向刃への乗り上げを防いでいる。

【0086】

【0087】また、刃台は、回転刃を格納する回転刃刃
台部と、対向刃を格納する対向刃刃台部と、台部を跨い
で回転刃刃台部と対向刃刃台部を連結するアームから成
り、回転刃刃台部の前進方向先端に導入ガイド部と、導
入ガイド部から続く案内ガイド部と、アームを削り取る
ように案内ガイド部から続く誘導ガイド部と、を刃台に
設けることで、台部に平行で台部に対向に位置する、台
部と狭い隙間を作る用紙搬送ガイドが無くとも用紙の切
断が可能となる。

【0088】

【0089】これにさらに、刃台の対向刃刃台部に、回
転刃と対向刃の近傍から広がる傾斜面を設けることで、
切断片を対向刃に接触させずに落下させることができ
る。また、刃台の対向刃刃台部の前進方向前方と、刃台
の後進方向前方に、ラッセル部を設けることで、既に切
断されて落下している分離片を刃台に引っかける恐れが
無い。

【0090】

【0091】また、回転刃刃台部を分離可能とすること
で、回転刃を容易に交換できる。

【0092】

【0093】このように本発明によると、優秀な切断性
能を持つつ極めて安価なカッター機構の提供が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明のカッター機構の斜視図である。

【図2】本発明のカッター機構の三面図である。

【図3】本発明のカッター機構の分解斜視図である。

【図4】本発明のカッター機構のa−a断面図である。

【図5】本発明のカッター機構の丸刃と対向刃の配置図
である。

【図6】本発明のカッター機構が用紙を切断する前の状
態を示す図である。

【図7】本発明のカッター機構が用紙を切り始めるとき
の状態を示す図である。

【図8】本発明のカッター機構の、用紙を切断中の状態
を示す図である。

【図9】本発明のカッター機構の、用紙を切断終了した
直後の状態を示す図である。

【図10】本発明のカッター機構の別の一例の部分斜視
図である。

【図11】本発明のカッター機構のさらに別の一例の部
分断面斜視図である。

【図12】従来のカッター機構の切断負荷を表す図で、
(a)は「固定刃+丸刃」式カッター、(b)は「固定
刃+補助刃」式カッター、(c)は「丸刃+丸刃」式カ
ッターを示す。

【図13】各種カッターの刃物開き角を表す図で、
(a)は本発明のカッター、(b)は「固定刃+丸刃」
式のカッター、(c)は「丸刃+丸刃」式のカッターを
示す。

【図14】従来の「固定刃+丸刃」型カッター機構の一
例を示す斜視図である。

【図15】従来の「固定刃+丸刃」型カッター機構の改
良例を示す斜視図である。

【図16】従来の「丸刃+補助刃」型カッター機構の一
例を示す斜視図である。

【図17】従来の「丸刃+丸刃」型カッター機構の一例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

1 カッターフレーム 1a 台部 1b 走行レール部 2 刃台 2a 回転刃刃台部 2b 回転刃台支持部 2c 回転刃台 2d 対向刃刃台部 2f 対向刃軸受け部 2g 導入ガイド部 2h 案内ガイド部 2i 誘導ガイド部 2j 押し出しガイド部 2k 連結アーム 2m 後ラッセル部 2n ロック爪 2o 摺動支持部 2p 前ラッセル部 3 回転刃(丸刃) 3a 軸受け 3b 車輪 3c フランジ 4 対向刃(円盤) 4a 対向刃軸 5 蓋 6 ワイヤー 6a コイルバネ 6b 止め具 7 駆動プーリ 7a 駆動プーリ回転軸 7b 駆動ギア 8 モータ 8a ピニオンギア 9 ネジ 10 回転刃軸 11 板バネ 12 中間プーリ 12a 中間プーリ回転軸 12b 止め輪A 13 止め輪B 20 固定刃 21 カッターフレーム 22 走行ガイド部 23 キャリッジ 24 摺動保持部 25 丸刃支持台 26 丸刃 27 前ラッセル部 28 逃がし溝 30 丸刃 31 補助刃 32 移動体 40 ホルダ 41 丸刃(微小角度支持) 42 丸刃 43 案内軌道 44 連結部 45 案内部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C058 AB03 AC06 AD01 AD03 AE04 AF51 LB10 LB31 3C021 JA03 3C027 RR01 VV01 VV04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被切断シートを横断するフレームと、 被切断物を横断する移動経路と、 被切断物を設置する台部と、 前記移動経路で往復移動自在で、前記台部を跨ぐ形状
    で、前記台部の表側と裏側それぞれに刃物を格納可能
    で、該刃物の刃先が露出するように前進方向側が開口さ
    れている刃台と、 前記台部の表側に位置し、前記刃台に回転可能に軸支さ
    れている円形の回転刃と、 前記台部の裏側に位置し、前記回転刃と所定量以上交差
    するように、前記刃台に回転可能に軸支されている円形
    の対向刃と、 前記回転刃の刃先を前記対向刃の刃先に押し付ける付勢
    手段と、 前記回転刃を刃台の移動に合わせて転動させる手段と、 前記対向刃を刃台の移動に合わせて転動させる手段と、 前記刃台を往復移動させる搬送手段とを有し、 前記対向刃の刃先が前記台部のシート設置面に略一致す
    るように、 かつ前記回転刃と前記対向刃の接点が前記台部のシート
    設置面に略一致するように、 かつ前記対向刃が前記回転刃より刃台の前進方向前方に
    位置するように前記回転刃と前記対向刃が設けられ、 前記対向刃が、前記回転刃と前記台部の縁で挟み込まれ
    るように配設され、前記回転刃を介して前記付勢手段で
    前記台部の縁に押し付けられていることを特徴とするカ
    ッター機構。
  2. 【請求項2】 切断点が前記台部の用紙設置面と同じ
    か、ほぼ同じとなるように前記回転刃と前記対向刃が配
    設され、 かつ、 前記対向刃が前記台部の用紙設置面から飛び出
    さないように配設され、前記対向刃が円に見える視点で
    の回転軸中心と切断点を結ぶ線が、前記台部の用紙設置
    面に対して直角もしくはほぼ直角であることを特徴とす
    る請求項1記載のカッター。
  3. 【請求項3】 前記回転刃と前記対向刃の刃先が交差し
    て生じる2交点のうち、刃台進行方向のみが接するよう
    に前記回転刃を切断面に対して0.5゜から5゜、好ま
    しくは約3゜の角度に設けていることを特徴とする請求
    項1記載のカッター機構。
  4. 【請求項4】 前記対向刃が、刃先に鋭いエッジを持た
    ない円盤であることを特徴とする請求項2記載のカッタ
    ー機構。
  5. 【請求項5】 前記対向刃にプレス抜きされた円盤をそ
    のまま用いていることを特徴とする請求項3記載のカッ
    ター機構。
  6. 【請求項6】 前記回転刃の転動を得る前記回転刃と一
    体回転する車輪を有し、前記車輪と前記刃台で前記台部
    を前記台部の表裏から挟み込んでいることを特徴とする
    請求項1記載のカッター機構。
  7. 【請求項7】 前記刃台が、前記回転刃を格納する回転
    刃刃台部と、前記対向刃を格納する対向刃刃台部と、前
    記台部を跨いで前記回転刃刃台部と前記対向刃刃台部を
    連結するアームから成り、 前記回転刃刃台部の前進方向先端に導入ガイド部と、 導入ガイド部から続く案内ガイド部と、 前記案内ガイド部から続く誘導ガイド部とを有すること
    を特徴とする請求項1記載のカッター機構。
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