JP4924242B2 - 鋏式シート切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、可動刃の回動に伴って、固定刃および可動刃の交差摺動位置が、これらの刃筋方向における根元側の部位から先端側の部位に向けて移動して、これらの間に配置したシートが切断される鋏式シート切断装置に関する。

ロール紙プリンタ等においては、印刷後のロール紙部分を一定長さのレシート等として発行するために、ロール紙切断用のシート切断装置が搭載されている。シート切断装置としては、固定刃に対して可動刃を回動させて両刃の交差位置を根元側から先端側に向けて移動させながらシートを切断する鋏式のものが知られている。

このような鋏式シート切断装置は特許文献１に開示されている。ここに開示のオートカッタ装置では、回転支軸部を中心として回動可能に可動刃を支持すると共に、この可動刃に形成した長穴と、この長穴にスライド可能に差し込まれたピンと、ピンを回転させるロータとによって、可動刃を回動させるためのクランク機構が構成されている。また、可動刃は回転支軸部に対してスライド可能に取り付けられており、ロータによってピンが一方向に回転する場合には、シートの幅方向の端を残した状態でシートを部分切断し、ピンを逆方向に回転する場合には、ピンによって可動刃をスライドさせてその有効切断長を長くしてシートの全幅切断を行うようになっている。

鋏式シート切断装置では、シートを切断するために、可動刃を固定刃に対して確実に交差摺動させる必要がある。そのために、可動刃を大きな力で固定刃の側に加圧しておく必要がある。特許文献１にも開示されているように、可動刃の回動中心軸の部分に圧縮コイルばねが装着され、この圧縮コイルばねによって可動刃を固定刃に押し付けた状態が形成されている。
特開平９−１９８９０号公報

しかしながら、可動刃を回動中心軸の位置、換言すると可動刃の根元側の位置において固定刃に押し付けている付勢機構は、可動刃の先端側の部位における固定刃への押し付け力を十分に確保できない。

図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明すると、固定刃１０２と可動刃１０３がそれらの根元側の部位において交差摺動している状態では十分な押し付け力を確保できる。しかし、図５（ｃ）のグラフにおいて実線曲線Ａで示すように、それらの交差摺動位置Ｃが先端側に移動して付勢機構１１０の付勢位置から離れるに従って押し付け力が減少し、先端側の部位において最も小さくなる。

ここで、両刃１０２、１０３の交差摺動位置Ｃが先端側に移動した場合においても十分な押し付け力を確保するためには、可動刃１０３を回動中心の位置で付勢しているばね部材の付勢力Ｆ（図５（ｂ）参照）を強くする必要がある。

しかしながら、付勢力Ｆを強くすると、図５（ｃ）のグラフにおいて破線曲線Ｂで示すように、両刃の間の押し付け力が刃筋方向の全体に亘って高くなり、斜線領域Ｄで示すように、両刃が根元側で交差摺動する場合の押し付け力が大幅に増加してしまう。両刃の押し付け力が過剰になると、交差摺動する両刃の摩耗が激しくなり、耐久性が劣化してしまう。また、根元側における押し付け力が過剰になると、可動刃の回動負荷が過剰になり、可動刃が回動できずにロック状態に陥ってしまうおそれもある。

本発明の課題は、固定刃および可動刃の間の押し付け力を、それらの交差摺動位置が刃筋方向の根元側から先端側までの間のいずれの位置においても適切な範囲に維持することのできる鋏式シート切断装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、可動刃の回動に伴って、可動刃の固定刃に対する交差摺動位置が、これらの刃筋方向における根元側の部位から先端側の部位に向けて移動して、これらの間に位置しているシートが切断される鋏式シート切断装置において、可動刃の根元側部分の位置において、可動刃を固定刃の側に付勢している根元側付勢手段と、可動刃の先端側部分の位置において、可動刃を固定刃の側に付勢する先端側付勢手段とを有していることを特徴としている。

本発明の鋏式シート切断装置では、可動刃が回動して固定刃に対する交差摺動位置が先端側に向けて移動する際、根元側付勢手段の付勢力で可動刃が固定刃に押し付けられる。この押し付け力は、交差摺動位置が回動中心から離れると徐々に低下する。しかるに、先端側付勢手段による押し付け力を可動刃に追加すると、双方の付勢手段による付勢力によって可動刃が固定刃に押し付けられるので、両刃の押し付け力が所定値以上に維持される。よって、両刃の刃筋方向の全体に亘って、両刃の押し付け力が所定値以上に維持され、シートを確実に切断することができる。

また、本発明の前記先端側付勢手段は、可動刃および固定刃の交差摺動位置が、根元側の部位から先端側の部位に向けて所定量だけ移動した後の時点から、可動刃の先端側部分の位置において、可動刃を固定刃の側に付勢することを特徴としている。

本発明の鋏式シート切断装置では、可動刃が回動して固定刃に対する交差摺動位置が先端側に向けて所定量だけ移動する間は、根元側付勢手段の付勢力のみで可動刃が固定刃に押し付けられる。この押し付け力は、交差摺動位置が回動中心から離れると徐々に低下する。しかるに、両刃の交差摺動位置が先端側に所定量だけ移動した後は、先端側付勢手段による押し付け力が可動刃に追加される。この後は、双方の付勢手段による付勢力によって可動刃が固定刃に押し付けられるので、両刃の押し付け力が所定値以上に維持される。よって、両刃の刃筋方向の全体に亘って、両刃の押し付け力が所定値以上に維持され、シートを確実に切断することができる。

また、先端側付勢手段を用いて、両刃の交差摺動作位置が先端側に移動した場合の両刃の押し付け力を確保しているので、根元側付勢手段の付勢力を大きくしておく必要がない。よって、両刃の根元部分が過剰な押し付け力で交差摺動して両刃の摩耗量が増加して耐久性が劣化してしまうという弊害を防止できる。また、過剰な押し付け力により大きな交差摺動抵抗が発生して、可動刃が回動できずにロック状態に陥ってしまうという弊害も防止できる。

ここで、先端側付勢手段としては各種の構造のものを採用することができるが、例えば、前記先端側付勢手段を、押えレバーと、この押えレバーを付勢しているばね部材から構成とし、可動刃を、前記交差位置が前記根元側部位から所定量だけ移動した後は、その先端部が押えレバーに係合し、当該押えレバーによって固定刃の側に押し付けられながら回動するようにすればよい。

なお、前記根元側付勢手段としては、一般的に採用されているように、可動刃の回動中心位置において可動刃を付勢するコイルばねなどを用いた手段を用いればよい。

本発明の鋏式シート切断装置では、可動刃を、その根元側の位置において根元側付勢手段によって固定刃に対して付勢すると共に、その先端側の位置において先端側付勢手段によって当該可動刃を固定刃に付勢するようにしている。

したがって、固定刃および可動刃の間の押し付け力を、それらの刃筋方向の全体に亘って適切な範囲に維持できる。また、両刃の根元側の押し付け力が過剰になって、両刃の摺動摩耗量が増加して耐久性が低下してしまうという弊害、可動刃が固定刃の根元側の部位から先端側に向けて摺動を開始する際などにロック状態に陥ってしまうという弊害も解消できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した鋏式シート切断装置の実施の形態を説明する。

図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る鋏式シート切断装置を示す概略構成図、および、Ａ−Ａ線で切断した部分の部分断面図である。鋏式シート切断装置１は、固定刃２および可動刃３を備えており、固定刃２は装置ハウジング４又は当該鋏式シート切断装置１が搭載される側の部材、例えばロール紙プリンタのフレーム（図示せず）に固定される。可動刃３は装置ハウジング４に回動可能な状態で取り付けられており、装置ハウジング４も当該鋏式シート切断装置１が搭載される側の部材（図示せず）に固定される。

可動刃３はその根元側の端部３１が、装置ハウジング４に固定した支軸５に回動可能な状態に支持されている。可動刃３は、装置ハウジング４に搭載されている可動刃駆動機構１０によって、図に示す固定刃２から離れた待機位置３Ａから固定刃２に接近する方向に所定の角度範囲を回動可能である。

可動刃駆動機構１０は、可動刃３の長さ方向のほぼ中央部分において当該可動刃３の長さ方向に沿って延びる状態に形成したピンスライド用の長円形の長穴１１と、この長穴１１に沿ってスライド可能な状態で当該長穴１１に差し通されている円柱状のピン１２と、このピン１２を、支軸５および長穴１１から離れた回転中心軸１３を中心として回転させるロータ１４とを備えている。ロータ１４はウォームホイールであり、このロータ１４にはウォームギヤ１５が噛み合っている。ウォームギヤ１５は装置ハウジング４に搭載された駆動モータ１６の出力軸１６ａに固着されている。

可動刃駆動機構１０によって可動刃３が固定刃２に接近する方向に回動すると、固定刃２の刃先２０の根元側の部位２０ａに乗り上げている可動刃３の刃先３０の根元側の部位３０ａから先端側に向けて、両刃２、３の交差摺動位置Ｃが移動する。この結果、両刃２、３の間に挟まれているシート（図示せず）が、両刃２、３の根元側の端から先端側の端に向けて切断される。

図２は、可動刃３を固定刃２に向けて付勢するための付勢機構を示す概略斜視図である。図１および図２を参照して説明すると、可動刃３の根元側の端部３１には、可動刃３を固定刃２に対して常に押し付けている根元側付勢手段が配置されている。本例の根元側付勢手段は、支軸５の先端に固定した円盤状のばね受け４１と、可動刃３の端部３１の間に装着された圧縮コイルばね４２とを備えている。圧縮コイルばね４２のばね力によって、可動刃３は常に固定刃２に向けて所定の力で押し付けられている。

また、可動刃３の先端部３２の側にも、可動刃３を固定刃２の側に押し付けるための先端側付勢手段が配置されている。本例の先端側付勢手段は、装置ハウジング４に取り付けた揺動中心軸４３を中心として揺動可能に支持されている押えレバー４４と、この押えレバー４４を揺動中心軸４３を中心として一方の側に付勢しているねじりコイルばね４５とを備えている。可動刃３が図１に示す待機位置３Ａから固定刃２の側に所定量だけ回動すると、可動刃３の先端部３２は押えレバー４４に係合し、それ以後は、押えレバー４４によって固定刃２の側に押し付けられた状態で回動する。

すなわち、押えレバー４４は、揺動中心軸４３を中心として、その先端部４４ａが可動刃３に接近する方向および離れる方向に揺動可能である。先端部４４ａの可動刃３の側の部位には、可動刃押し付け用の一定幅および長さの先端面４４ｂが形成されている。この先端面４４ｂの揺動中心軸４３の側の端には可動刃３の側から遠ざかる方向に傾斜した傾斜ガイド面４４ｃが連続している。

押えレバー４４の先端面４４ｂおよび傾斜ガイド面４４ｃは、図１（ａ）から分かるように、可動刃３の先端部３２の回動範囲内に位置している。可動刃３が待機位置３Ａから所定量だけ回動した後は、その先端部３２が傾斜ガイド面４４ｃおよび先端面４４ｂの配置位置を通過するようになっている。

また、図１（ｂ）から分かるように、傾斜ガイド面４４ｃは回動する可動刃３の先端部３２の移動経路に交差しており、傾斜ガイド面４４ｃに連続している先端面４４ｂは、ほぼ可動刃３の裏面３ｂの位置まで突出した状態に保持されている。したがって、可動刃３は所定量だけ回転すると、傾斜ガイド面４４ｃに当たる。この後は、ねじりコイルばね４５のばね力に逆らって、押えレバー４４を可動刃３から離れる方向に押し出しながら回動する。傾斜ガイド面４４ｃを通り過ぎた後は、押えレバー４４の先端面４４ｂに押し付けられながら可動刃３が更に回動することになる。

図３（ａ）および（ｂ）は、可動刃３が押えレバー４４に接触し始めた時の状態を示す平面図および断面図であり、図４（ａ）および（ｂ）は、可動刃３が切断終了位置まで回動し終わった状態を示す平面図および断面図である。また、図５（ｄ）および（ｅ）は本発明の一実施形態における両刃２、３の押し付け力の変化を示す説明図である。これらの図も参照して、鋏式シート切断装置１の切断動作を説明する。

まず、待機状態においては、図１に示すように、可動刃３は固定刃２から離れた待機位置３Ａに位置している。待機状態では、可動刃３の刃先３０は、その刃筋方向の根元側の部位３０ａのみが固定刃２の刃先２０の根元側の部位２０ａに乗り上げた状態となっている。この状態では、支軸５に装着されている圧縮コイルばね４２のばね力によって可動刃３は固定刃２に押し付けられている。この状態で切断対象のシート（図示せず）が両刃２、３の間に配置される。

可動刃駆動機構１０によって可動刃３を固定刃２に向けて回動させると、可動刃３の刃先３０の固定刃２の刃先２０に対する交差摺動位置Ｃが可動刃３の回動につれて両刃２、３の刃筋方向の先端側に向けて移動する。圧縮コイルばね１２のばね力によって押し付けられた状態で両刃の刃先が交差摺動することにより、シート（図示せず）は両刃２、３の根元側の端から切断されていく（図５（ｅ）の時点Ｔ１〜Ｔ２）。

図３に示すように、可動刃３の回動量が所定量を超えて、可動刃３と固定刃２の刃先の交差摺動位置Ｃが、これらの刃先２０、３０の刃筋方向の中央位置よりも先端側の近い部分にまで移動した時点で、可動刃３が押えレバー４４の傾斜ガイド面４４ｃに接触する（図５（ｅ）の時点Ｔ２）。この後は、可動刃３は、ねじりコイルばね４５のばね力に抗して、押えレバー４４を押し上げながら回動する（図５（ｅ）の時点Ｔ２〜Ｔ３）。可動刃３の先端部３２は、傾斜ガイド面４４ｃを通過した後、これに連続している先端面４４ｂによって押し付けられながら回動する（図５（ｅ）の時点Ｔ３〜Ｔ４）。

この結果、可動刃３が押えレバー４４に接触した図３に示す時点から、図４に示す切り終わり位置３Ｂまで回動する間は、可動刃３は、根元側においては圧縮コイルばね４２によって固定刃２に押し付けられ、先端側においては押えレバー４４を介してねじりコイルばね４５によって固定刃２に押し付けられた状態で回動する。換言すると、両刃２、３の交差摺動位置Ｃが図３に示す位置から図４に示す切終わり位置に至る間の時点では、双方のばねによって可動刃３が固定刃２に押し付けられた状態で移動する。

なお、切り終わり位置から可動刃３を待機位置に戻すと、その途中において、可動刃３は押えレバー４４から外れる。

このように、鋏式シート切断装置１では、根元側付勢手段によって可動刃３を常に固定刃２に押し付け、可動刃３が待機位置から所定量回動した後の時点から切り終わり位置までの間においては、根元側付勢手段に加えて先端側付勢手段によって可動刃３を固定刃２に押し付けるようにしている。

よって、両刃２、３の刃筋方向の全体に亘って、両刃２、３の押し付け力が所定値以上に維持され、シートを確実に切断することができる。また、先端側付勢手段を用いて、両刃２、３の交差摺動位置Ｃが先端側に移動した場合の両刃の押し付け力を確保しているので、根元側付勢手段の付勢力を大きくしておく必要がない。よって、両刃２、３の根元部分が過剰な押し付け力で交差摺動して両刃の摩耗量が増加して耐久性が劣化してしまうという弊害を防止できる。また、過剰な押し付け力により大きな交差摺動抵抗が発生して、可動刃が回動できずにロック状態に陥ってしまうという弊害も防止できる。この結果、耐久性があり、切断応力に優れた鋏式シート切断装置を得ることができる。

なお、本例では先端側付勢手段として、押えレバーおよび、ねじりコイルばねを用いているが、これ以外の付勢手段を用いることも可能である。例えば、押えレバーに代えて押えローラを用いることも可能である。また、根元側付勢手段として、先端側付勢手段と同様な手段を用いることも可能である。また、紙幅が広い場合など、可動刃３の先端の付勢が切断当初から弱いとき、常に先端側付勢手段によって可動刃３を固定刃２に押し付けるようにすることも可能である。

本発明を適用した鋏式シート切断装置の概略構成図および部分断面図である。 可動刃を付勢する機構を示す概略斜視図である。 可動刃が押えレバーに接触した状態を示す概略平面図および概略断面図である。 切り終わり状態を示す概略平面図および概略断面図である。 可動刃の回動に伴う両刃の押し付け力の変化を示すための説明図である。

符号の説明

１ 鋏式シート切断装置、２ 固定刃、３ 可動刃、３Ａ 待機位置、３Ｂ 切り終わり位置、４ 装置ハウジング、５ 支軸、１０ 可動刃駆動機構、１１ 長穴、１２ ピン、１３ 回転中心軸、１４ ロータ、１５ ウォームギヤ、１６ 駆動モータ、１６ａ 出力軸、２０ 刃先、２０ａ 根元側の部位、２０ｂ 先端側の部位、３０ 刃先、３０ａ 根元側の部位、３０ｂ 先端側の部位、３１ 根元側の端部、３２ 先端部、４１ ばね受け、４２ 圧縮コイルばね、４３ 揺動中心軸、４４ 押えレバー、４４ａ 先端部、４４ｂ 先端面、４４ｃ 傾斜ガイド面、４５ ねじりコイルばね、Ｃ 交差摺動位置

Claims (2)

1. 可動刃の回動に伴って、前記可動刃の固定刃に対する交差摺動位置が、これらの刃筋方向における根元側の部位から先端側の部位に向けて移動して、これらの間に位置しているシートが切断される鋏式シート切断装置において、
   前記可動刃の根元側部分の位置において、前記可動刃を前記固定刃の側に付勢している根元側付勢手段と、
   前記可動刃の先端側部分の位置において、前記可動刃を前記固定刃の側に付勢する先端側付勢手段と、を有し、
   前記先端側付勢手段は、押えレバーと、当該押えレバーを付勢しているばね部材とを備え、
   前記押えレバーは、揺動中心軸を中心として前記可動刃に近接する方向および離れる方向に揺動可能であり、前記可動刃が係合する部位には揺動先端部から揺動中心軸に向けて前記可動刃の側から遠ざかる方向に傾斜した傾斜ガイド面を備え、
   前記可動刃は、前記交差摺動位置が前記根元側の部位から前記先端側の部位に向けて所定量だけ移動した後の時点から、前記先端側部分が前記押えレバーの傾斜ガイド面に係合し、当該押えレバーによって前記先端側部分の位置において前記固定刃の側に押し付けられながら回動すること
   を特徴とする鋏式シート切断装置。
2. 請求項１に記載の鋏式シート切断装置において、
   前記根元側付勢手段は、可動刃の回動中心位置において可動刃を付勢していること
   を特徴とする鋏式シート切断装置。

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