JP3567929B2 - カッター機構及びそれを備えたプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンタ等に使用される記録紙を切断するカッター機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の技術は、図４に示す構成が一般的であり、ロール状の記録紙等を任意の長さに切断するために使用される。カッター刃４はカッターフレーム１７の面上を、電磁石やモーター等の駆動力により図４に示す矢印Ｃ方向に、一定距離の往復運動ができるようにフレーム１７とカッター刃押え板１８の間に摺動可能に保持されている。カッター刃４の往復運動により、記録紙５はカッター刃４によって受け刃端面ａ２０および受け刃端面ｂ２１に押しつけられ、さらにカッター刃４を移動することにより切断される。
【０００３】
切断能力にもっとも影響する要因としてカッター刃４と受け刃端面ａ２０および受け刃端面ｂ２１との相対的な位置関係がある。従来技術では、往復運動をするカッター刃に対する受け刃の位置を高い精度で得る方法として図４および図５に示す構成のようにカッターフレーム１７に記録紙を通す穴を設け、その端面を受け刃として使用する方法が一般的に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにカッター刃４と受け刃端面ｂ２１の相対位置の寸法Ａを正確に設定しておかなければカッター刃４の先端が記録紙５を直角に貫通しないため、十分な切断能力が得られず、きれいな切断面にならない。そのため図４および図５の従来技術の例に示すように記録紙を通過させる穴の端面をカッター受け刃として利用する一体構造が一般的である。また、カッター機構全体を小型化するためには、カッター刃を駆動する動力源であるモーターまたは電磁石を小型化しさらにその動力を伝達する歯車輪列等も小型化する必要がある。そのためにはｔ＝０．１ｍｍ程度の薄いカッター刃を使用して必要な切断力を少なくする必要があるが、薄いカッター刃を使用する場合にはカッター刃の変形等の弊害があるため前述のカッター受け刃を形成するために必要な穴はなるべく小さくしカッター刃の強度を確保しなければならない。しかし、上記の理由により記録紙を通過させる穴を小さくしたカッターフレームとカッター受け刃の一体構造である従来技術には以下に示す欠点がある。
【０００５】
第１は記録紙をプリンタにセットする時、図４および図５に示すようにカッターフレーム１７およびカッター刃押え板１８に設けた細い穴を通過させなければならないため記録紙をセットする操作がしにくい。通常、挿入される記録紙の先端形状は必ずしもきれいな端面ではなく、紙質、カールの状態、使用される場所の湿度等の環境条件によって記録紙の取扱いの容易さは大きく影響をうける。そのため、なるべく紙の通路部分を広くする方がよい。しかし、前述の理由から、カッター受け刃の穴部は小さく設定されているため、図４および図５に示すようにカッターフレーム１７の記録紙の入口側に紙案内ａ１５や紙案内ｂ１６等を設け、記録紙を細い穴に導く工夫しカッター受け刃やカッターフレーム下面に記録紙先端が引っかからないように紙通路を設定しても、非常に挿入しにくくなる欠点がある。
【０００６】
第２に、万一カッター機構付近で紙ジャム等のトラブルが発生した場合に、紙片の除去作業を行わなければならないが、従来技術ではカッターフレームが一体構造であるためもっとも紙片が残りやすいカッター刃やカッター受け刃付近の紙片の除去がやりにくい欠点があった。
【０００７】
第３に、サーマル印字ヘッドを利用するサーマルプリンタでは感熱紙をセットする場合に印字ヘッドを紙送りローラを兼用するプラテンから離脱する開閉機構を設けなければならないが、カッター機構を印字ヘッド近傍に設定しようとすると、前記のサーマル印字ヘッドの開閉操作を行うための余分な空間を設けたり、紙ジャム等のトラブル発生時を考慮した場合には、カッター機構全体の取り外しや回転等の機構が別に必要になる。また、インパクトドット方式の印字機構を有するプリンタにおいても、一般にカッター機構は印字ヘッド部より紙送り方向の下流側でしかも印字機構の直上に設けられる。インパクトドットプリンタではインクリボンを定期的に交換する必要があるが、インクリボン交換時にはカッター機構全体の取り外しや回転等の機構を設け、カッター機構を印字機構から遠ざける操作を行い、印字ヘッド先端部とプラテンの間の狭い隙間にインクリボンを通す操作をしなければならない欠点があった。また、印字ヘッド近傍で紙ジャム等のトラブルが発生した場合に紙片を除去するために、やはりカッター機構全体の可動や取り外し機構を別に設けるか、余分に空間を設けるなどの手段によらなければトラブル発生時の対応ができない欠点があった。従って、プリンタの小型化と操作性の両立が困難である欠点があった。
【０００８】
本発明はカッター機構の切断能力を確保しながら、このような欠点を解決しプリンタの小型化と記録紙の挿入性、インクリボン交換時の操作性の向上およびトラブル発生時の紙片の除去の容易さを向上させるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のカッター機構は、
（１）可動刃と固定刃により記録媒体を切断するカッター機構において、
前記可動刃を前記記録媒体の紙経路と直交する方向に移動可能に保持する可動刃ユニットと、
前記固定刃を保持する固定刃ユニットと、を備え、
前記可動刃ユニットと、前記固定刃ユニットのうちの少なくとも一方は、前記記録媒体を交換または紙片除去のための第１の位置と、前記記録媒体を切断する第２の位置との間で相対的に可動であり、
前記両ユニットが前記第２の位置にあるときで、前記記録媒体を切断するよう、前記可動刃が前記紙経路側に移動した状態では、前記可動刃の先端は、前記固定刃ユニットに設けられた隙間に侵入して前記固定刃と交差する構造であることを特徴とする。
この構成を採用したことにより、第２の位置（切断位置）で、可動刃（カッター刃）の先端が飛び出した（露出した）状態では、可動刃が固定刃と交差していて両ユニットを相対的に動かすことができない。従って、可動刃が露出した状態では、両ユニットがユーザが意図しないときに開くことがなく、別体構造という紙交換が簡単な構造を取りつつ、安全なカッター機構を実現した。
（２）さらに、前記第２の位置で、前記固定刃を前記可動刃側に設けられた位置決め部に付勢する弾性部材を有することを特徴とする。
この構成を採用したことにより、前記固定刃を前記可動刃に対して所定のギャップを得ることが可能であり、可動刃が固定刃にぶつかってしまい記録媒体の切断ができなくなるという課題を防止している。
（３）また、前記可動刃ユニットには、前記可動刃の上方に開口部を設けたことを特徴とする。
この構成を採用したことにより、可動刃がロックしたときにも、開口部から目視することにより、可動刃の移動が確実に行われているか否かを、確認できる。
本発明のプリンタは、上記（１）乃至（３）のうちいずれか１に記載のカッター機構と、
前記可動刃ユニットに設けられた印字ヘッドと、
前記固定刃ユニットに設けられ、前記第２の位置で前記印字ヘッドと対向するプラテンと、
を備えてなり、
前記固定刃ユニットは、前記第１の位置と前記第２の位置との間で回動し、前記プラテンは、前記固定刃ユニットの回動軸による回動端部に設けられてなることを特徴とする。
この構成を採用したことにより、回動距離を大きく取ることなくプラテンを移動させることができ、記録紙の挿入が容易になるとともに、プリンタの周囲に回動のための空間を大きく取る必要がない。
【００１４】
【作用】
本発明の上記の構成によれば、従来技術では分離することが困難だったカッターフレームとカッター受け刃を別ユニットに分離することができる。このように、カッター機構をカッター刃駆動ユニットとカッター刃受け刃ユニットに分離できるため記録紙を交換する場合や紙ジャム等のトラブル発生時に紙片を除去する操作を行う場合、レバー操作のみで紙通路部を大きく開くことができる。
【００１５】
また、前述の両ユニットを切断動作が可能状態で相対位置を決定する位置決め部材と、可動側ユニットをの状態に保持する保持機構とを設け、さらに可動側ユニットを弾性部材で保持機構と連結することで保持機構の寸法精度に影響されずに相対位置を決定できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示す。下記のようにカッター機構はカッター刃駆動ユニットとカッター受け刃ユニットに分割された別体構造である。
【００１７】
カッター刃４は別体型カッターフレーム１と別体型カッター刃押え板２の間に摺動可能に保持されている。モータ３の駆動力は数段の減速歯車列を介してカッター刃４と一体になっているラック歯車６に伝達され、モータ３への通電を制御し正逆回転させることでカッター刃４は一定距離の往復運動する。別体型カッターフレーム１の下側でカッター受け刃側の両端には位置決め部材である位置決めアーム１９が設けられている。一方、カッター受け刃ユニットはカッター受け刃ａ７とカッター受け刃ｂ８を重ね合わせた二重構造になっており、カッター刃４が記録紙５を切断するときにカッター刃４の先端部が入る適度な隙間が設けられている。記録紙がセットされ切断動作が行える状態にあるとき別体型カッター受け刃ａ７の下面は位置決めアーム１９の上面に当接し相対位置が定まり、Ａ寸法が決定される。別体型カッター受け刃ａ７の左右両端にある突起部はカッター受け刃支持板９の溝部に係合し、バネ１０で連結され弾性力で保持されている。従って、別体型カッター受け刃ａ７と別体型カッター受け刃ｂ８は前記の溝内で受け刃の板厚方向には可動できる。
【００１８】
図２は本実施例において記録紙がセットされ切断動作が可能な状態を示す図である。カッター受け刃支持板９、ロックレバー１１およびロック軸１２等は保持機構としてカッター受け刃ユニットを固定するが、前述のように弾性部材であるバネ１０を介してカッター受け刃ユニットと連結されている。図３は記録紙の交換等を行うためにカッター受け刃ユニットを開いた状態を示す。カッター受け刃支持板９に固着されたロックレバー回転軸１４にはロックレバー１１がロックレバー回転軸１４を中心に回転可能に取り付けられている。さらに、カッター受け刃支持板９はカッター受け刃回転軸１３を中心に回転可能に支持されている。
【００１９】
記録紙５を交換する場合には図２に示す状態よりロックレバー１１を矢印Ｄ方向に回転させることによりロックレバー１１のＵ字形溝とロック軸１２との係合がはずれ、カッター受け刃支持板９は別体型カッター受け刃ａ７と別体型カッター受け刃ｂ８およびロックレバー１１等と共にカッター受け刃回転軸１３を中心に矢印Ｂ方向に回転することができる。このため、カッター受け刃側ユニットとカッター刃駆動ユニットの間を大きく開くことができ、記録紙５を容易に通過させることができる。記録紙５をセットした後は前記と逆の手順でカッター受け刃側ユニットを矢印Ｅ方向に回転させ、ロックレバー１１を矢印Ｆ方向に回転しロック軸１２にロックレバー１１のＵ字形溝を係合させる。この操作を行うとき、カッター受け刃ユニットをＥ方向に回転すると最初に別体型カッター受け刃ａ７の下面と位置決めアーム１９の上端面が密着する寸法関係に設定されている。ロックレバー１１を操作してカッター受け刃支持板を固定してもバネ１０の弾性力により常に位置決めアーム１９と別体型カッター受け刃ａ７の接触面は押圧された状態に保持される。従って、保持機構を構成するカッター受け刃支持板９、ロックレバー１１、ロック軸１２等の寸法精度にまったく影響されない。そのためカッター受け刃ユニットの開閉動作を行なっても、カッター刃駆動ユニットとカッター受け刃ユニットの相対位置は安定的に決定できる。従って、カッター機構として重要なカッター刃とカッター受け刃の相対位置を確保しながら、記録紙の交換時に紙通路を広くすることができるためカッター機構部への紙挿入が容易にできる。また、紙通路を広くできるため、紙ジャム等のトラブル発生時の紙片の除去が非常に容易に行える。
【００２０】
また、図６に示す実施例では記録紙を案内する紙案内部分が開閉できる開閉構造と本発明のカッター機構を組合せ場合の実施例である。可動側であるカッター受け刃ユニットを支持するカッター受け刃支持板９に記録紙５を案内する紙案内ｄ２６を固定している。さらに、紙案内ｄ２６にはプラテン２３、紙押えローラ２９が取り付けられている。従って、前述の図２および図３に示す実施例と同様な方法でカッター受け刃ユニットを開くことにより紙案内ｄ２６、プラテン２３、および紙押えローラ２９も連動して開くことができる。従って、インクリボン交換時や、印字機構部付近での紙ジャム等のトラブル発生時にもカッター機構と紙案内部分を同時に広く開くことができる。従って、印字ヘッドとカッター機構をできる限り近くに設定し、カッター機構全体を可動するための別機構を設けなくても操作性を失うことなくプリンタを小型化できる。
【００２１】
図７は感熱紙を使用するサーマルプリンタに本発明のカッター機構を利用した例である。カッター受け刃ユニットはカッター受け刃支持板ｂ２８溝部に係合しバネ１０の弾力性により保持されている。カッター受け刃支持板ｂ２８にはサーマル印字ヘッド３１がサーマル印字ヘッドの保持部材であるヘッド支持板３３を介して微小角度回転可能に取り付けられ、ヘッド押えバネ２７によりプラテンａ３２に対して一定荷重の押え力で押圧できる構造である。感熱紙をセットする場合、カッター受け刃ユニットの開閉動作を行うと、連動してサーマル印字ヘッド３１はプラテンａ３２から離脱させた状態になるため、印字機構部とカッター機構部に感圧紙を挿入する操作を一度の操作でできる。従って、カッター機構とサーマル印字ヘッドを近傍に設定でき、カッター機構全体の可動機構を設けなくても操作性を失うことなくプリンタを小型化できる。
【００２２】
図１から図３、図６、図７に示す実施例では受け刃側が可動する構造であるが、同様にカッター刃駆動ユニット側が可動できる構造や両方のユニットが可動できる構造でも可能である。両ユニットが可動できれば、紙ジャム等のトラブル発生時の紙片の除去操作がさらに容易に行える。
【００２３】
【発明の効果】
従来、上記のように切断能力を確保するため、カッター刃を摺動可能に保持するカッターフレームとカッター受け刃は一体でなければならなかった。しかし、本発明では簡単なレバー操作によりカッター機構を分離し少なくとも一方のユニットを可動することができ、可動側ユニットを切断動作を行う状態に保持する機構の寸法精度に影響されないで設定できる効果がある。
【００２４】
従って、従来技術の欠点の第一に示した記録紙交換時のカッター部の記録紙のセット性が非常に改善される効果が得られる。
【００２５】
また、第２の欠点である紙ジャム等のトラブル発生時の紙片除去操作も、同様に紙通路部を広く開くことができるため非常に行いやすい効果がある。
【００２６】
さらに従来技術の第３の欠点に示したように実際にプリンタに使用される場合には、操作性を確保するためにカッター機構全体の可動機構を設けたり、余分な空間が必要になるなどプリンタの小型化と両立が困難であったが、本発明によるとカッター機構の両ユニットの相対位置は可動側ユニットの保持機構の寸法精度の影響を受けないため、印字機構や紙送り機構と組み合わせてカッター機構を利用でき、図６および図７に示した実施例のように他機構と部品の共通化や一体化が可能になる。従って、カッター機構の切断能力を確保しながらプリンタの小型化と記録紙のセット、インクリボンの交換および紙通路内の紙片除去操作性等の両立ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例において記録紙を切断できる状態を示す図。
【図３】本発明の実施例において記録紙をセットする時の状態を示す図。
【図４】従来技術の例を示す図。
【図５】従来技術の例を示す断面図。
【図６】本発明を紙案内部の開閉機構と組み合わせた実施例を示す図。
【図７】本発明をサーマルプリンタの印字ヘッドの開閉機構と組み合わせた実施例を示す図。
【符号の説明】
１ 別体型カッターフレーム
２ 別体型カッター刃押え板
３ モータ
４ カッター刃
５ 記録紙
６ ラック歯車
７ 別体型カッター受け刃ａ
８ 別体型カッター受け刃ｂ
９ カッター受け刃支持板
１０ バネ
１１ ロックレバー
１２ ロック軸
１３ カッター受け刃回転軸
１４ ロックレバー回転軸
１５ 紙案内ａ
１６ 紙案内ｂ
１７ カッターフレーム
１８ カッター刃押え板
１９ 位置決めアーム
２０ 受け刃端面ａ
２１ 受け刃端面ｂ
２２ インパクト印字ヘッド
２３ プラテン
２４ 紙送りローラ
２５ 紙案内ｃ
２６ 紙案内ｄ
２７ ヘッド押えバネ
２８ カッター受け刃支持板ｂ
２９ 紙押えローラ
３０ 感熱紙
３１ サーマル印字ヘッド
３２ プラテンａ
３３ ヘッド支持板

Claims (4)

1. 可動刃と固定刃により記録媒体を切断するカッター機構において、
   前記可動刃を前記記録媒体の紙経路と直交する方向に移動可能に保持する可動刃ユニットと、
   前記固定刃を保持する固定刃ユニットと、を備え、
   前記可動刃ユニットと、前記固定刃ユニットのうちの少なくとも一方は、前記記録媒体を交換または紙片除去のための第１の位置と、前記記録媒体を切断する第２の位置との間で相対的に可動であり、
   前記両ユニットが前記第２の位置にあるときで、前記記録媒体を切断するよう、前記可動刃が前記紙経路側に移動した状態では、前記可動刃の先端は、前記固定刃ユニットに設けられた隙間に侵入して前記固定刃と交差する構造であることを特徴とするカッター機構。
2. 前記第２の位置で、前記固定刃を前記可動刃側に設けられた位置決め部に付勢する弾性部材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。
3. 前記可動刃ユニットには、前記可動刃の上方に開口部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のカッター機構。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１に記載のカッター機構と、
   前記可動刃ユニットに設けられた印字ヘッドと、
   前記固定刃ユニットに設けられ、前記第２の位置で前記印字ヘッドと対向するプラテンと、
   を備えてなり、
   前記固定刃ユニットは、前記第１の位置と前記第２の位置との間で回動し、前記プラテンは、前記固定刃ユニットの回動軸による回動端部に設けられてなることを特徴とするプリンタ。

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