JP2005111830A - カッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力及び静音化を実現できるカッタ装置を提供する。
【解決手段】 記録済みの記録紙１１を切断する際、システムコントローラ１０は、ＩＤコードリーダ１５によってＩＤコード１４を読み取り、記録紙１１の種類を判別する。ＬＵＴ６１には、記録紙１１の種類を表すＩＤコード１４と、各記録紙１１に対応した最適な電圧値、すなわち、各記録紙１１を切断するために必要な最低限の駆動電力を発生させる各電圧値とが関係付けて記憶されている。システムコントローラ１０は、ＬＵＴ６１を参照して記録紙１１の種類に応じた駆動電圧値を抽出し、カッタモータ４９を抽出した駆動電圧値で駆動する。カッタ機構９は、記録紙１１の種類に応じた駆動電力で駆動されるので、無駄な電力が消費されることもなく、駆動ノイズも最低限に抑えられる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、モータにより可動刃を駆動して、記録紙を切断するカッタ装置に関するものである。

記録紙を切断するカッタ装置を備えたプリンタが知られている。このカッタ装置としては、例えば、記録紙の幅方向に配置される固定刃と、この固定刃に沿って回転しながら幅方向に移動する円板形状の可動刃とを備えたロータリー式のカッタ装置（例えば、下記特許文献１参照）が使用される。このロータリー式のカッタ装置は比較的コストが安いため、パーソナルユースのプリンタの多くの機種で採用されている。

近年パーソナルユースのプリンタも多機能化が進んでおり、例えば、記録可能なシールを台紙上に剥離可能に貼り付けたシール用記録紙など特殊な記録紙を使用できるようになってきている。シール用記録紙に好みの画像をプリントすれば、手軽にオリジナルなシールを作成することができるため、こうした機種はユーザーに好評を得ている。

しかし、シール用記録紙は標準的な記録紙に比べて厚みが厚く、標準的な記録紙と比較して大きな切断力が必要となる。このため、シール用記録紙を使用可能にするためにはカッタ装置の切断能力を上げる必要がある。カッタ装置の切断能力は、例えば、カッタモータの駆動電圧を上げたり、カッタの刃を大型にしたり（例えば、下記特許文献２参照）することにより向上させることができる。

特開平８−２６７３８９号公報 特開２００１−３０５５８号公報

しかしながら、一般的に、シール用記録紙と標準的な記録紙の使用頻度を比較すると、標準的な記録紙の方が高い。このため、切断能力を、常時、使用頻度の少ないシール用記録紙に合わせるために、カッタモータの駆動電圧を引き上げると、無駄な電力消費が多くなる上、標準的な記録紙を使用した場合の駆動ノイズが必要以上に大きくなってしまうという問題が生じる。また、カッタの刃を大きくして切断能力を向上させる方法は、駆動ノイズの低減に寄与するものの、装置サイズが大型化してしまい、パーソナルユースのプリンタには向かない。

複数種類の記録紙に対応するとともに、標準的な使用条件下において省電力及び静音化を実現できるカッタ装置を提供することを目的とする。

本発明のカッタ装置は、記録紙の種類を判別する記録紙判別手段と、記録紙判別手段により判別された記録紙の種類に応じて、モータへの供給電力の大きさを調節するモータ制御手段とを備えたことを特徴としている。記録紙判別手段は、記録紙又は記録紙ロールの巻芯に記録されたコード情報を読み取り、それに基づいて記録紙の種類を判別するようにしてもよい。

記録紙を切断する際の切断時間を測定するタイマを設け、モータ制御手段は、記録紙の種類に加え、タイマによって測定された切断時間に応じて、供給電力の大きさを調節するようにしてもよい。また、可動刃が切断した記録紙の切断枚数を計数するカウンタを設け、モータ制御手段は、記録紙の種類に加え、カウンタによって計数された切断枚数に応じて、供給電力の大きさを調節するようにしてもよい。

本発明のカッタ装置は、記録紙の種類に応じて、モータに供給する供給電力を調節するので、標準的な使用条件下において、省電力及び静音化を実現できる。また、記録紙の切断時間、切断回数に応じて、駆動電力を調節することによって、より省電力及び静音化を実現できる。

図１は本発明のカッタ装置が搭載されたカラー感熱プリンタを示す概略図である。カラー感熱プリンタ１には、カッタ機構９に加え、給紙ローラ２、搬送ローラ対３、サーマルヘッド５、光定着器７が設けられいる。そして、これらはシステムコントローラ１０に接続され、統括的に制御される。

このカラー感熱プリンタ１では、記録媒体として長尺のカラー感熱記録紙（以下、単に記録紙という）１１が用いられる。記録紙１１は、周知のように支持体上にシアン感熱発色層、マゼンタ感熱発色層、イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。

また、イエロー感熱発色層は、波長が約４２０ｎｍの青紫色の光であるイエロー定着光が照射されたときに発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、波長が約３６５ｎｍの近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。この記録紙１１は、ロール状に巻かれた記録紙ロール１２の形態でカラー感熱プリンタ１にセットされる。

記録紙１１としては、標準的な記録紙の他に、シール用記録紙が使用される。記録紙ロール１２のロール芯１３の端面には、記録紙１１の種類を表すＩＤコード１４が記録されている。ロール芯１３の端面と対面する位置には、ＩＤコード１４を読み取るＩＤコードリーダ１５が配置されている。ＩＤコードリーダ１５は、読み取ったＩＤコード１４をシステムコントローラ１０に送る。システムコントローラ１０は、受信したＩＤコード１４に基づいてカッタ機構９の駆動制御を行う。

記録紙１１は、記録紙ロール１２の外周面に当接した給紙ローラ２によって搬送路上に引き出される。搬送ローラ対３は、給紙された記録紙１１をニップしてＡ方向及びＢ方向へ往復搬送する。給紙ローラ２及び搬送ローラ対３は、搬送モータ４によって駆動される。システムコントローラ１０は、先端検出センサ（図示せず）によって記録紙１１の先端が検出されたときに搬送モータ４の回転量のカウントを開始して、記録紙１１の搬送量を制御する。

記録紙１１は、この搬送中にサーマルヘッド５による熱記録と光定着器７による光定着が行われる。サーマルヘッド５は、記録紙１１と圧接して各感熱発色層を加熱することによりイエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を熱記録する。サーマルヘッド５と対向する位置には、サーマルヘッド５からの押圧を受ける記録紙１１を裏面から支持するプラテンローラ６が設けられている。記録紙１１は、これらサーマルヘッド５とプラテンローラ６とで挟み込まれた状態で熱記録される。

光定着器７は、イエロー定着光を発光するイエロー用定着ランプ７ａと、マゼンタ用定着光を発光するマゼンタ用定着ランプ７ｂと、リフレクタ７ｃとからなる。イエロー定着ランプ７ａは、イエロー画像を熱記録済みのイエロー感熱発色層に対してイエロー定着光を照射して光定着する。マゼンタ用定着ランプ７ｂは、マゼンタ画像を記録済みのマゼンタ感熱発色層に対してマゼンタ定着光を照射して光定着する。リフレクタ７ｃは、イエロー用及びマゼンタ用の各定着ランプ７ａ、７ｂが放射した光を記録紙１１に向けて反射する。カッタ機構９は、熱記録及び光定着が終了した記録済み部分を切断して記録紙１１から切り離す。切断されたシート１６は、図示しない排紙口より排紙される。

図２に示すように、カッタ機構９は、記録紙１１の幅方向に延びた固定刃４１と、円板刃４２とからなるロータリー式のカッタを備えている。円板刃４２は、キャリッジ４３によって保持されている。円板刃４２は、キャリッジ４３の移動に伴って、回転しながら固定刃４１に沿って第１の位置（ホームポジション）と第２の位置とを往復動する可動刃である。

第１の位置には、マイクロスイッチ５１が、他方、第２の位置には、マイクロスイッチ５２がそれぞれ設けられている。これら各マイクロスイッチ５１，５２は、キャリッジ４３の位置を検出するための位置検出手段である。マイクロスイッチ５１，５２は、一対の金属接片を有しており、キャリッジ４３の上部に形成された突出部５３との当接により、両接片が接触してオンする。各マイクロスイッチ５１，５２は、システムコントローラ１０に接続されており、それらがオンしたときに検出信号をシステムコントローラ１０に送る。

キャリッジ４３は、断面が略コの字形のガイドレール４４に沿って移動する。このガイドレール４４は、刃物台としても機能し、その下面に固定刃４１が取り付けられる。キャリッジ４３はベルト４６に取り付けられる。このベルト４６は、一対のプーリ４７，４８に取り付けられる。

カッタモータ４９は、プーリ４８を回転させてベルト４６を駆動することにより、キャリッジ４３を移動させる。カッタモータ４９が正転すると、プーリ４７側の第１の位置からプーリ４８側の第２の位置に向けて円板刃４２が往動（Ｘ方向）する。この往動の際に記録紙１１が切断される。反対に、カッタモータ４９が逆転すると、円板刃４２が第２の位置から第１の位置に向けて復動（Ｙ方向）する。カッタモータ４９としては、供給される電力に応じて駆動力が変化するＤＣモータが使用される。カッタモータ４９にはモータドライバ５０が接続されている。モータドライバ５０は、システムコントローラ１０により駆動され、カッタモータ４９に電圧を印可する。

このカッタ機構９は、カッタモータ４９の駆動電力、すなわち印加電圧値が大きいほど、消費電力が大きくなる上、モータの駆動音が大きくなるので駆動ノイズが大きくなる。カッタ機構９の最大駆動電力は、プリンタ１にセット可能な記録紙１１のうち、最も切断力が必要とされるシール用記録紙に合わせて決定される。しかし、それよりも小さい切断力で切断可能な標準的な記録紙がセットされた場合には、前記最大駆動電力を供給する必要はない。そこで、システムコントローラ１０は、記録紙１１の種類に応じて、カッタモータ４９に供給する印加電圧値を変化させている。

システムコントローラ１０は、ＣＰＵ５５，ＲＯＭ５７，ＲＡＭ５９，ＬＵＴ６１からなる。ＲＯＭ５７には、プリンタを制御するための制御プログラムや各種の制御用データが格納されている。ＲＡＭ５９は、ＣＰＵ５５が制御プログラムを実行する際の作業用のメモリである。

図３に示すように、ＬＵＴ６１には、標準の記録紙（タイプＡ）と、シール用記録紙（タイプＢ）の２種類の記録紙１１を表す２種類のＩＤコード１４と、各記録紙１１に対応した最適な電圧値、すなわち、各記録紙１１を切断するために必要な最低限の駆動電力を発生させる各電圧値Ｖａ，Ｖｂとが関係付けて記憶されている。標準的な記録紙１１の電圧値Ｖａが２２Ｖに設定されるのに対して、シール用の記録紙１１の電圧値Ｖｂは２４Ｖに設定されている。実験によれば、この電圧値の違いによって、タイプＡの記録紙１１の切断時の駆動ノイズは、タイプＢの記録紙１１のそれと比較して、２ｄｂ程度低下することが検証されている。

ＣＰＵ５５は、ＬＵＴ６１を参照して前記ＩＤコード１４に対応する電圧値を抽出することにより駆動電圧値を決定し、この駆動電圧値でカッタモータ４９が駆動されるようにモータドライバへ駆動指令を与える。なお、カッタモータ４９は、往復動ともに同じ電圧値で駆動されるが、円板刃４２が復帰する際には切断が行われないので、復動の際には、往動時よりも低い電圧値で駆動してもよい。

以下、上記構成による本発明の作用について、図４に示すフローチャートをもとに説明する。プリント指示が与えられると、給紙が開始される。この給紙時にＩＤコードリーダ１５によってＩＤコード１４が読み取られ、システムコントローラ１０へ送られる。給紙された記録紙１１に対しては、熱記録及び光定着が行われて画像がプリントされる。プリントが終了すると、記録紙１１の記録済み部分がカッタ機構９に送られて、カットされる。システムコントローラ１０は、ＬＵＴ６１を参照して記録紙１１の種類に応じた最適な駆動電圧値を決定する。カッタモータ４９は、この駆動電圧値で駆動される。

カッタ機構９は、記録紙１１の種類に応じた駆動電力で駆動されるので、標準的な記録紙の切断時に無駄な電力が消費されることもなく、駆動ノイズも最低限に抑えられる。また、このような駆動力の制御は、データプロセッサのプログラムの組み替えなどにより実現できるため、コストが抑えられるとともに、大型の刃を使用する場合のように装置が大型化することも無い。

上記実施形態では、記録紙の種類に応じてカッタモータへの供給電力を変化させる例で説明したが、さらにこれに加えて、切断時間を実測し、その実測値に基づいて供給電力を調節するようにしてもよい。カッタは、消耗品であるため、初期段階では切れ味が鋭く、使用量や経年劣化によって次第に切れ味が鈍化していく。このため、記録紙の種類に応じて予め設定した一定の駆動電圧で駆動し続けた場合、次第に切断時間が長時間化してしまう。そこで、切断時間を実測し、その実測値に応じて供給電力を調節すれば、切断時間が長時間化することを防止できる。

この場合には、図５に示すように、システムコントローラ１０にタイマ１０３とフラッシュメモリ１０４とを設けるとともに、ＲＯＭ５７に、各タイプの記録紙１１に応じた基準切断時間を製造時に記憶させておく。タイマ１０３は、１回の切断時間、すなわち、円板刃４２が往動する時間を計測する。図６のフローチャートに示すように、システムコントローラ１０は、切断時に毎回、切断時間を計測し、測定した切断時間が基準切断時間を上回った場合には、次回の切断時から駆動電圧を上げる。この調節電圧値は、フラッシュメモリ１０４に記憶されて、次回から使用される。そして、この調節電圧値で切断を行って、さらに切断時間が基準切断時間を上回った場合には、さらに調節電圧値を上げる。フラッシュメモリ１０４内の調節電圧値は、調節の度に随時更新される。フラッシュメモリ１０４は、周知のようにデータの書き換えが可能な不揮発性メモリであるから、電源がいったんオフされた場合でも、調節電圧値が消失することはない。なお、フラッシュメモリ１０４の代わりに、ＥＥＲＯＭなどの不揮発性メモリを使用してもよい。

電圧値の調節は、基準切断時間と実測切断時間との差分に応じて、連続的に行ってもよいし、段階的に調節してもよい。連続的に調節する場合には、例えば、前記差分を変数とする電圧値算出式をプログラムしておき、それに基づいて調節電圧値を求める。段階的に調節する場合には、例えば、前記差分値とそれに応じた調節電圧値とを関係付けて記憶したルックアップテーブルを用いて、調節電圧値を求める。

なお、本例では、カッタの切れ味の鈍化に伴って駆動電圧を上昇させる例で説明しているが、初期段階ではカッタの切れ味が鋭いため、基準切断時間を下回ることもあり得る。このように、実測の切断時間が基準切断時間を下回るような場合には、電圧値を下げる方向で調節を行ってもよい。こうした調節は、より省電力化を図ったり、駆動ノイズを低減させる必要がある場合には有効である。

また、タイマを用いて切断時間を実測する代わりに、切断枚数をカウントしてその累積枚数に基づいて、カッタの劣化を予測して電圧値を調節してもよい。この場合には、図７に示すように、電圧値の調節が必要となる限界切断枚数を、例えば、ＲＯＭ５７等のメモリに予め記憶させておく。この例では、タイプＡの記録紙の限界切断枚数が１０００枚、タイプＢの限界切断枚数が５００枚に設定されている。そして、図８のフローチャートに示すように、ＣＰＵ５５によって、記録紙の種類毎に累積切断枚数をカウントして、その累積切断枚数と限界切断枚数とを比較して、累積切断枚数が限界切断枚数を上回った場合には、電圧値を調節（上げる）する。本例では、電圧値の限界切断枚数を１つだけ設定し、電圧値を２段階で調節するようにしているが、複数の限界切断枚数を設定して３段階以上で調節してもよい。

なお、本例では、各記録紙毎に累積切断枚数をカウントして、いずれかの記録紙の累積切断枚数が限界切断枚数を上回った場合に電圧値を調節するようにしているが、両方の記録紙の累積枚数の合算値に応じて電圧値を調節してもよい。その場合には、記録紙の種類に応じた劣化度合いを係数化した上で両者の累積枚数の合算値を求めるとよい。

上記実施形態では、記録紙の種類として、厚みが異なる２種類の記録紙を例に説明したが、記録紙の種類には、厚みが異なる他、幅が異なるもの、材質が異なるものなど各種のものがあり、これらの種類に応じてカッタモータの駆動電力を調節するようにしてもよい。また、２種類に限らず３種類以上の記録紙を使用可能なカッタ装置に適用してもよい。

また、上記実施形態では、長尺の記録紙を用いるプリンタに本発明を適用する例で説明したが、本発明はこれに限定されない。予め所定の大きさにカットされたシートタイプの記録紙を用いるプリンタにも、記録後に余白部分をカットするものがある。このようなプリンタにおいても本発明は適用可能である。さらに、本発明のカッタ装置を、サーマルヘッドを使用するサーマルプリンタに搭載した例で説明したが、サーマルプリンタの他に、インクジェットプリンタやレーザープリンタに適用してもよい。

カラー感熱プリンタの構成を表す説明図である。 カッタ機構の斜視図である。 記録紙の種類と印加電圧値との関係を表す説明図である。 切断手順を表すフローチャートである。 カッタ機構の制御機構の電気的構成図である。 切断時間に基づく電圧調節手順のフローチャートである。 記録紙の種類と限界切断枚数との関係を表す説明図である。 切断枚数に基づく電圧調節手順のフローチャートである。

符号の説明

１ カラー感熱プリンタ
９ カッタ機構
１０ システムコントローラ
１１ 記録紙
１２ 記録紙ロール
１３ ロール芯
１４ ＩＤコード
１５ ＩＤコードリーダ
４１ 固定刃
４２ 円板刃
４９ カッタモータ
５１、５２ マイクロスイッチ
５５ ＣＰＵ
５７ ＲＯＭ
５９ ＲＡＭ
６１ ＬＵＴ
１０３ タイマ
１０４ フラッシュメモリ

Claims (4)

1. モータにより可動刃を駆動して、記録紙を切断するカッタ装置において、
   前記記録紙の種類を判別する記録紙判別手段と、
   前記記録紙判別手段により判別された記録紙の種類に応じて、前記モータへの供給電力の大きさを調節するモータ制御手段とを備えたことを特徴とするカッタ装置。
2. 前記記録紙判別手段は、記録紙又は記録紙ロールの巻芯に記録されたコード情報を読み取り、それに基づいて記録紙の種類を判別することを特徴とする請求項１記載のカッタ装置。
3. 前記記録紙を切断する際の切断時間を測定するタイマを設け、
   前記モータ制御手段は、前記記録紙の種類に加え、前記タイマによって測定された切断時間に応じて、前記供給電力の大きさを調節することを特徴とする請求項１又は２記載のカッタ装置。
4. 前記可動刃が切断した記録紙の切断枚数を計数するカウンタを設け、
   前記モータ制御手段は、前記記録紙の種類に加え、前記カウンタによって計数された切断枚数に応じて、前記供給電力の大きさを調節することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のカッタ装置。

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