JP2008238385A

JP2008238385A - カッター刃、カッターユニット及び記録装置

Info

Publication number: JP2008238385A
Application number: JP2007086611A
Authority: JP
Inventors: Yuji Niihara; 裕司新原; Tetsuya Oda; 鉄也織田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】十分な耐久性を有すると共に製造コストを削減したカッター刃、カッターユニット及び記録装置を提供すること。
【解決手段】カッター刃１は、ステンレス鋼または高速度工具鋼を母材２とし、少なくとも刃先部分の表面にダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜４が形成されている。被覆膜４の膜厚は１μｍ以上５μｍである。シートを切断するカッターユニットは、カッター刃をシートに対して接近離間させる接近離間手段と、カッター刃をシートの面方向で移動させる移動手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、カッター刃、カッターユニット及び記録装置に関するものである。

記録用紙に文字や画像を記録する記録装置としては、ワイヤードット方式や感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式など、さまざまな形態がある。なかでも、記録ヘッドの微細なノズルからインクの液滴を噴射して記録用紙に文字や画像を記録するインクジェット方式の記録装置は、高速、低騒音、多色化が容易であるなどの長所を有しているため、種々の用途において急速に普及している。そして、インクジェット方式の記録装置としては、一般的な卓上タイプのインクジェットプリンタのほか、ポスターやサインなどのディスプレイ用途などに用いられる大判の記録紙の出力がラージフォーマットのインクジェットプリンタ（以下、ＬＦＰと称する）がある。
ＬＦＰでは、記録紙として通常ロール紙が用いられており、ロール紙を所定のサイズに剪断する自動カッターが設けられている（例えば、特許文献１参照）。ここで、自動カッターに用いられるカッター刃は、例えば超硬合金材料で構成されている。
特開平７−２５１９４号公報

しかしながら、上記従来のカッター刃においても、以下の課題が残されている。すなわち、カッター刃が超硬合金材料で構成されていることから、加工が困難であると共に高価になるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、十分な耐久性を有すると共に製造コストを削減したカッター刃、カッターユニット及び記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるカッター刃は、シートを切断するカッター刃であって、少なくとも刃先部分の表面に、ダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜が形成されていることを特徴とする。

この発明では、少なくとも刃先部分の表面をダイヤモンドライクカーボン（以下、ＤＬＣと称する）で構成された被覆膜で被覆して刃先部分の耐久性を向上させることで、安価な軟質の金属材料を母材とすることができる。したがって、カッター刃の製造コストの削減が図れる。すなわち、高い耐磨耗性を有する被覆膜を形成することにより、軟質の金属材料を用いた場合であっても刃先部分の十分な耐久性が得られる。
また、軟質の金属材料を母材とすることで、刃先部分の形状加工が容易となる。これによっても、加工が困難な超硬合金材料を用いる場合と比較して製造コストの削減が図れる。そして、母材と異なる材料で被覆膜が構成されているので、刃先部分の磨耗状態を容易に視認することができる。

また、本発明のカッター刃は、ステンレスまたは高速度工具鋼を母材として形成されていることとしてもよい。
この発明では、超硬合金材料よりも安価な軟質のステンレスまたは高速度工具鋼を用いて母材を形成する。

また、本発明のカッター刃は、前記被覆膜の膜厚が、１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
この発明では、被覆膜の膜厚を１μｍ以上とすることで十分な耐磨耗性が得られると共に、５μｍ以下とすることでシートの切断性を維持できる。

また、本発明のカッターユニットは、シートを切断するカッターユニットであって、上記記載のカッター刃と、該カッター刃を前記シートに対して接近離間させる接近離間手段と、前記カッター刃を前記シートの面方向で移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に十分な耐久性を有すると共に製造コストを削減したカッター刃を用いることにより、カッターユニットの製造コストの削減が図れる。

また、本発明の記録装置は、上記記載のカッターユニットと、記録紙を前記カッターユニットに向けて搬送する搬送手段と、前記記録紙に画像を記録する記録手段とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に十分な耐久性を有すると共に製造コストを削減したカッター刃を用いることにより、記録装置の製造コストの削減が図れる。

以下、本発明におけるカッター刃、カッターユニット及び記録装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１はカッター刃を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）の刃先部分を示す断面拡大図、図２はプリンタを示す概略構成図、図３はカッターユニットを示す概略構成図である。

〔カッター刃〕
本実施形態におけるカッター刃１は、図１に示すように、母材２と、母材２を被覆する中間層３及び被覆膜４とを有している。
母材２は、例えばＳＵＳ（ステンレス）やＳＫＨ（高速度工具鋼）で構成されている。そして、母材２の刃先部分には、研磨により形成された斜面である４面の刃面５が設けられている。
中間層３は、母材２と被覆膜４との密着性を向上させるために形成されており、Ｃｒ（クロム）からなる微粒子６とＣ（炭素）からなる微粒子７とが分散配置されている。ここで、微粒子６は、母材２から被覆膜４に向かうにしたがってその密度が漸次減少するように分散配置されている。一方、微粒子７は、母材２から被覆膜４に向かうにしたがってその密度が漸次増大するように分散配置されている。なお、微粒子６の構成材料は、母材２の構成材料に応じて適宜選択される。
被覆膜４は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で構成されており、母材２の表面にＣＶＤ（化学気相）法などを用いて形成されている。そして、被覆膜４の膜厚は、例えば１μｍ以上５μｍ以下となっている。また、被覆膜４は、その硬度が中間層３から離間するにしたがって高くなるように形成されている。これにより、母材２と被覆膜４との間の硬度差が軽減される。

〔プリンタ〕
このような構成のカッター刃１は、図２に示すようなプリンタ（記録装置）１０に用いられる。このプリンタ１０は、ＬＦＰであって、ロール状に巻回された記録紙（シート）１１と、搬送ローラ（搬送手段）１２と、記録ヘッド（記録手段）１３と、カッターユニット１４と、バスケット１５とを備えている。

記録紙１１は、その厚さが例えば１．３ｍｍの長尺の光沢紙であって送出ローラ１６に対してロール状に巻回されている。
搬送ローラ１２は、プリンタ１０内に適宜配置されており、モータ（図示略）などの駆動により巻回された記録紙１１を巻き出して記録ヘッド１３及びカッターユニット１４に向けて搬送する。
記録ヘッド１３は、記録紙１１の記録面に向けて液滴状のインクを噴射する液滴噴射装置を備えており、搬送された記録紙１１の記録面にインクを噴射して画像を形成する構成となっている。そして、記録ヘッド１３は、ガイドレール（図示略）により搬送された記録紙１１の幅方向で移動可能となっている。

カッターユニット１４は、図３に示すように、ガイドレール２１と、キャリッジ２２と、キャリッジモータ２３と、ホルダ２４と、排紙ガイド２５とを備えている。なお、記録紙１１は、図２に示す搬送ローラ１２により、図３に示す矢印Ａ１方向に搬送される。
キャリッジ２２は、キャリッジモータ２３によりガイドレール２１に沿って記録紙１１の幅方向（図３に示す矢印Ａ２方向）に移動可能となっている。これらキャリッジ２２、ガイドレール２１及びキャリッジモータ２３により、移動手段２６が構成される。また、キャリッジ２２には、ソレノイド３１が設けられている。

ホルダ２４は、カッター刃１を保持しており、キャリッジ２２に保持されている。また、ホルダ２４は、ソレノイド３１の励磁により記録紙１１に対する接近離間方向（図３に示す矢印Ａ３方向）で移動可能な可動鉄心３２を備えている。そして、ホルダ２４とキャリッジ２２との間には、ソレノイド３１の励磁によるホルダ２４の記録紙１１への接近運動により弾性収縮するバネ３３が設けられている。
これらソレノイド３１、可動鉄心３２及びバネ３３により、接近離間手段３５が構成される。したがって、カッター刃１は、記録紙１１に対して接近離間方向（図３に示す矢印Ａ４方向）で移動可能であり、ソレノイド３１の励磁によりその刃先部分が記録紙１１と接触すると共に、ソレノイド３１の消磁により弾性収縮していたバネ３３が弾性復帰することによりその刃先部分が記録紙１１から離間する。
排紙ガイド２５は、板状部材であって搬送される記録紙１１を案内しており、カッター刃１と対向する部分においてカッター刃１が記録紙１１を貫通したときにカッター刃１の刃先部分と接触させないためのスリット２５ａが形成されている。また、排紙ガイド２５は、別途設けられた吸引手段（図示略）を用いて搬送される記録紙１１を負圧により吸引することで記録紙１１を排紙ガイド２５に沿って案内している。

このような構成のプリンタ１０では、記録ヘッド１３が搬送ローラ１２及び巻回ローラ１６により巻き出された記録紙１１にインクを吐出して記録紙１１の記録面に画像を形成する。そして、画像が形成された記録紙１１を搬送ローラ１２により送り出した後、ソレノイド３１を励磁してカッター刃１の刃先を記録紙１１に接触させ、カッター刃１により記録紙１１を切断する。
ここでは、カッター刃１を搬送された記録紙１１の幅方向の中央部よりも一方の端辺の近傍で貫通させ、カッター刃１をその一方の端辺に向けて記録紙１１の幅方向に移動させる。これにより、記録紙１１に切込みが形成される。そして、形成された切込みに沿ってこの切込みをガイドとして、記録紙１１の幅方向の一方から中央に向けてカッター刃１を移動させる。これにより、記録紙１１の幅方向のほぼ半分を切断する。
続いて、上述と同様にカッター刃１を記録紙１１の幅方向の他方の端辺の近傍で貫通させ、その他方の端辺に向けて移動させて記録紙１１に切込みを形成した後、中央に向けて移動させて記録紙１１の残りの半分を切断する。このようにして、カッター刃１により記録紙１１を幅方向で切断する。次に、ソレノイド３１を消磁させてバネ３３の弾性復帰によりカッター刃１を記録紙１１から離間させる。
その後、切断された記録紙１１は、搬送ローラ１２によってさらに送り出されてバスケット１５内に収容される。以上のようにして、プリンタ１０により記録紙１１に画像を形成する。なお、記録紙１１の切断は、他の方法により行ってもよい。

次に、ＳＵＳまたはＳＫＨを母材としたカッター刃及び本発明におけるカッター刃１により記録紙１１を切断した際のカッター刃１の刃先形状及び記録紙１１の断面形状を図４から図１１に示す。ここで、図４は母材をＳＵＳとしたカッター刃の刃先部分を示す拡大図であって、（ａ）が切断前、（ｂ）が記録紙を１００回切断した後をそれぞれ示している。また、図５はこのカッター刃を用いた記録紙の断面形状を示す拡大図であって、（ａ）が１回目の切断時、（ｂ）が１００回目の切断時における記録紙をそれぞれ示している。そして、図６は母材をＳＵＳとしてその刃先部分を被覆膜で被覆したカッター刃の刃先部分を示す拡大図であって、（ａ）が切断前、（ｂ）が記録紙を１００回切断した後をそれぞれ示している。また、図７はこのカッター刃を用いた記録紙の断面形状を示す拡大図であって、（ａ）が１回目の切断時、（ｂ）が１００回目の切断時における記録紙をそれぞれ示している。同様に、図８は母材をＳＫＨとしたカッター刃の刃先部分を示す拡大図であって、（ａ）が切断前、（ｂ）が記録紙を１００回切断した後をそれぞれ示している。また、図９はこのカッター刃を用いた記録紙の断面形状を示す拡大図であって、（ａ）が１回目の切断時、（ｂ）が１００回目の切断時における記録紙をそれぞれ示している。そして、図１０は母材をＳＫＨとしてその刃先部分を被覆膜で被覆したカッター刃の刃先部分を示す拡大図であって、（ａ）が切断前、（ｂ）が記録紙を１００回切断した後をそれぞれ示している。また、図１１はこのカッター刃を用いた記録紙の断面形状を示す拡大図であって、（ａ）が１回目の切断時、（ｂ）が１００回目の切断時における記録紙をそれぞれ示している。
図４から図１１に示すように、刃先部分を被覆膜４で被覆することにより、カッター刃１の耐磨耗性が向上すると共に、記録紙１１を毛羽立たせることなく良好に切断することができることがわかる。

以上のように、本実施形態におけるカッター刃１、カッターユニット１４及びプリンタ１０によれば、膜厚が１μｍ以上５μｍ以下の被覆膜４でカッター刃１の刃先部分を被覆することにより、ＳＵＳやＳＫＨを母材２として用いた場合であっても刃先部分の十分な耐久性が得られる。したがって、カッター刃１の製造コストの削減が図れる。また、母材２と異なる材料である被覆膜４を形成することで、カッター刃１の磨耗状態を視認により容易に判断できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、カッター刃は、記録紙に対して相対的に移動させることで記録紙を切断する構成となっているが、記録紙を固定刃と協働して剪断する回転刃であってもよい。そして、カッター刃は、４面の刃面を有しているが、他の刃面構造を有していてもよい。
また、カッター刃を構成する母材は、ＳＵＳやＳＫＨに限られない。
そして、被覆膜は、少なくとも刃先部分を被覆していればよい。また、被覆膜と母材との間の密着性を十分に確保できれば、中間層を形成しなくてもよい。さらに、被覆膜の膜厚は、カッター刃の耐磨耗性や切断性（剪断性）が十分得られれば、１μｍ未満であっても５μｍより大きくてもよい。

また、ソレノイドの励磁によってカッター刃を記録紙に対して接近離間させているが、他の構成によりカッター刃を接近離間させてもよい。
そして、プリンタとしてＬＦＰを挙げているが、記録ヘッドにより画像が形成された記録紙を切断して排紙するプリンタであれば、他の構成であってもよい。
さらに、記録ヘッドは、記録紙に画像を形成できれば液滴噴射装置に限らず、他の記録ヘッドであってもよい。そして、記録ヘッドは、カッターユニットのキャリッジと一体的な構成とするで、カッター刃と同一のガイドレールに沿って同一のキャリッジモータにより記録紙の幅方向で往復移動させる構成としてもよい。

本発明のカッター刃を示す平面図及び断面図である。本発明のプリンタを示す構成図である。図１のカッターユニットを示す構成図である。記録紙の切断前後のカッター刃の刃先部分を示す拡大図である。図４において切断された記録紙の断面形状を示す拡大図である。同じく、記録紙の切断前後のカッター刃の刃先部分を示す拡大図である。図６において切断された記録紙の断面形状を示す拡大図である。同じく、記録紙の切断前後のカッター刃の刃先部分を示す拡大図である。図８において切断された記録紙の断面形状を示す拡大図である。同じく、記録紙の切断前後のカッター刃の刃先部分を示す拡大図である。図１０において切断された記録紙の断面形状を示す拡大図である。

符号の説明

１カッター刃、２母材、４被覆膜、１０プリンタ（記録装置）、１１記録紙（シート）、１２搬送ローラ（搬送手段）、１３記録ヘッド（記録手段）、１４カッターユニット、２６移動手段、３５接近離間手段

Claims

シートを切断するカッター刃であって、
少なくとも刃先部分の表面に、ダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜が形成されていることを特徴とするカッター刃。
ステンレスまたは高速度工具鋼を母材として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカッター刃。
前記被覆膜の膜厚が、１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカッター刃。
シートを切断するカッターユニットであって、
請求項１から３のいずれか１項に記載のカッター刃と、該カッター刃を前記シートに対して接近離間させる接近離間手段と、前記カッター刃を前記シートの面方向で移動させる移動手段とを備えることを特徴とするカッターユニット。
請求項４に記載のカッターユニットと、記録紙を前記カッターユニットに向けて搬送する搬送手段と、前記記録紙に画像を記録する記録手段とを備えることを特徴とする記録装置。