JP2008238386A - カッター刃、カッターユニット及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な耐久性を有するカッター刃、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】刃先部５が、先端部５Ａと先端部５Ａに連続して形成された基端部５Ｂとを有し、先端部５Ａにおける刃面６ａの刃面６ｂに対する角度θ１が、基端部５Ｂにおける斜面７ａの斜面に対する角度θ２よりも大きい。また、母材はステンレス鋼または高速度工具鋼からなるとともに、刃先部はダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜で被覆されている。
【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、２参照）。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 特開２００４−２０９５７１号公報

しかしながら、上記従来のカッター刃においても、より十分な耐久性を有することが望まれている。

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、一端に形成された刃先部によりシートを切断するカッター刃であって、前記刃先部が、交差稜線が切刃を形成する一対の先端面と、該一対の先端面のそれぞれに連続して形成された一対の基端面とを有し、前記一対の先端面の一方の他方に対する角度が、前記一対の基端面の一方の他方に対する角度よりも大きいことを特徴とする。

この発明では、刃先部の刃先長さを十分に確保できるので、耐磨耗性が向上する。すなわち、一対の先端面なす角度を一対の基端面よりも鈍角にすると、基端面がシートを切断した際の逃げ面となる。これにより、刃先部の耐磨耗性が向上し、カッター刃の長寿命化が図れる。

また、本発明のカッター刃は、前記一対の先端面の一方の他方に対する角度が、４０°以上５０°以下であることが好ましい。
この発明では、切刃によるシートの十分な切断性を維持すると共に、刃先部が大きくなりすぎることを防止する。

また、本発明のカッター刃は、前記刃先部が、ダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜で被覆されていることが好ましい。
この発明では、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刃先部の表面を被覆することで、刃先部の耐久性をより向上させることができる。ここで、一対の先端面なす角度を一対の基端面よりも鈍角とすることにより、両者を同じ角度とすることと比較して刃先部の長さを大きく変更することなく先端面及び基端面の面積が増大する。これにより、先端面に厚膜の被覆膜を形成することができる。したがって、刃先部の耐磨耗性をさらに向上させることができる。
また、高い耐磨耗性を有する被覆膜を形成することで、安価な軟質の金属材料を母材として用いた場合であっても、刃先部の十分な耐久性が得られる。したがって、カッター刃の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、刃先部に磨耗が生じた際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。なお、被覆膜の膜厚は、３μｍ以上であることがより好ましい。これにより、十分な耐磨耗性がより確実に得られる。

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、上述と同様にカッター刃が長寿命化されたカッターユニットが得られる。

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、上述と同様にカッター刃が長寿命化された記録装置が得られる。

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Ａ−Ａ断面矢視図、（ｃ）が（ａ）の刃先部を示す断面拡大図、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の一端部には、刃先部５が形成されている。この刃先部５は、研磨により形成された斜面によって構成されており、先端部５Ａと基端部５Ｂとを有している。
先端部５Ａは、研磨により形成された４面の刃面（先端面）６を有している。そして、刃面６の交差稜線により切刃が形成されている。また、先端部５Ａのうち一方の刃面（一方の先端面）６ａの他方の刃面（他方の先端面）６ｂに対する角度θ１が、例えば４０°以上５０°以下となっている。
また、基端部５Ｂは、研磨により形成された４面の斜面（基端面）７を有している。そして、基端部５Ｂのうち一方の斜面（一方の基端面）７ａの他方の斜面（他方の基端面）７ｂに対する角度θ２が、角度θ１よりも小さい例えば３０°となっている。

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８とＣ（炭素）からなる微粒子９とが分散配置されている。ここで、微粒子８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９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８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３μｍ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の励磁により刃先部５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で刃先部５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を貫通したときに刃先部５と接触させないためのスリット２５ａが形成されている。

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。
このとき、先端部５Ａの刃面６ａ、６ｂのなす角度が４０°以上５０°以下となっているので、記録紙１１の切断性が維持される。そして、刃先部５の表面を被覆膜４で被覆することで、刃先部５の耐磨耗性が向上する。
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。

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、刃面６ａの刃面６ｂに対する角度θ１を４０°以上５０°以下とすると共に斜面７ａの斜面７ｂに対する角度θ２を３０°とすることで、刃先部５の刃先長さを十分に確保して耐磨耗性が向上する。そして、先端部５Ａにおける記録紙１１の十分な切断性を維持できる。
また、刃面６ａの刃面６ｂに対する角度θ１を４０°以上５０°以下にして刃先部５を大幅に大きくすることなく刃面６及び斜面７の表面積を増大することで、３μｍ以上５μｍ以下の厚膜の被覆膜４を形成できる。これにより、ＳＵＳやＳＫＨを母材２として用いた場合であっても刃先部５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。そして、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。
また、刃面及び斜面は、それぞれ平面とすることで刃面と斜面とが屈曲するように連続して形成されているが、湾曲状に滑らかに連続して形成されてもよい。
そして、カッター刃を構成する母材は、ＳＵＳやＳＫＨに限られない。ここで、母材を超硬合金材料で構成してもよい。これにより、超硬合金材料からなる母材のみで刃先部の十分な耐久性が得られるので、被覆膜を形成する必要がなくなる。
さらに、刃先部の両刃面の角度を４０°以上５０°以下としているが、刃先部５の長さを十分に確保すると共に記録紙の切断性が維持できれば、他の角度であってもよい。同様に、基端部の両斜面の角度を３０°としているが、刃先部の両刃面の角度よりも小さければよい。
また、被覆膜は、少なくとも刃先部を被覆していればよい。そして、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、３μｍ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。

符号の説明

１ カッター刃、２ 母材、４ 被覆膜、５ 刃先部、６ 刃面（先端面）、６ａ 刃面（一方の先端面）、６ｂ 刃面（他方の先端面）、７ 斜面（基端面）、７ａ 斜面（一方の基端面）、７ｂ 斜面（他方の基端面）、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 (7)

1. 一端に形成された刃先部によりシートを切断するカッター刃であって、
   前記刃先部が、交差稜線が切刃を形成する一対の先端面と、該一対の先端面のそれぞれに連続して形成された一対の基端面とを有し、
   前記一対の先端面の一方の他方に対する角度が、前記一対の基端面の一方の他方に対する角度よりも大きいことを特徴とするカッター刃。
2. 前記一対の先端面の一方の他方に対する角度が、４０°以上５０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のカッター刃。
3. 前記刃先部が、ダイヤモンドライクカーボンで構成された被覆膜で被覆されてい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。
4. 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３に記載のカッター刃。
5. 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３または４に記載のカッター刃。
6. 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５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。
7. 請求項６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。

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