JP4943489B2 - シート材切断装置及びこのシート材切断装置を用いたプリンター - Google Patents

Description

本発明は、回転刃を有し固定刃との噛合いによりシート材を切断するシート材切断装置及びこのシート材切断装置を用いたプリンターに関する。

シート材の切断装置として、プリンターなどに設けられ、印字後の用紙を、移送状態のまま、その移送方向と直角の横断方向に切断するものがある。このようなシート材切断装置では、回転刃を用い、対向配置された固定刃との噛合いにより、シート材を移送方向と直角の横断方向に切断している。回転刃としては、回転軸の外周に、回転軸の一端から他端に向けて、軸方向と所定の角度を成す刃部を設けたものが用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような回転刃では、この刃部の回転方向前方の回転軸外周（以下、前方軸表面と呼ぶ）は、回転軸の回転に伴ってシート材を固定刃に向けて送る案内部を兼ねるため、回転方向に沿った円弧状に形成されている。

特開２００９−１４８８７５号公報

このような回転刃の前方軸表面は、その回転に伴い、切断されたシート材の後端部を下方に押し下げるように機能する。これまでのプリンターでは、シート材切断装置の下流側にもシート材を狭持して搬送する搬送機構が設けられていたので、切断されたシート材は、この下流側の搬送機構により引き出され、外部に排出されていた。

しかし、切断装置の下流側に搬送機構を設けることは装置を複雑化し、特に排出部分が、外方に突出して、外形形状を大型化してしまう。このため、切断装置の下流側には、切断後のシート材を引き出すための搬送機能を設けないで、装置の小型化を図ったものが増えている。

このような装置では、切断されたシート材の後端部が、回転刃の上述した前方軸表面によって押し下げられると、この後端部分が下方に湾曲変形し外部にスムースに排出されないことが生じる。すなわち、切断されたシート材の後端部が装置内部に残存することとなり、詰りやジャム発生の要因となる。そして、この残存部分が装置内部の構造材などに引っかかった場合、これを無理に引き出そうとすると、シート材が破損してしまうことがある。

本発明の目的は、切断されたシート材の後端部が装置内部に残存することを有効に防止できるシート材切断装置及びこのシート材切断装置を用いたプリンターを提供することにある。

本発明のシート材切断装置は、支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の前方部分に、その刃部の切断終了部側における刃部の回転方向前部から切断開始部側に向って削除量が徐々に縮小するように形成された削除部からなることを特徴とする。

また、本発明では、前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の後方部分に、回転軸の軸方向に沿って形成され、前記回転軸の回転により、切断されたシート材の後端部と係合する段差部からなる。

さらに、本発明では、前記残存防止装置は、前記回転軸の回転速度が、前記刃部と固定刃とによる用紙に対する切断開始時よりも、切断された用紙の後端部が、前記段差部に係合する時点の方が高速となるように制御される構成でもよい。

また、本発明によるプリンターは、シート材供給部と、供給されたシート材に所定の文字や図形を印字する印字部と、この印字部により印字されたシート材を所定の長さに切断するシート材切断装置とを備え、前記シート材切断装置は、支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、さらに、前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対す回転方向の前方部分に、その刃部の切断終了部側における刃部の回転方向前部から切断開始部側に向って削除量が徐々に縮小するように形成された削除部からなる。

さらに、本発明のプリンターに用いる残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の後方部分に、回転軸の軸方向に沿って形成され、前記回転軸の回転により、切断されたシート材の後端部と係合する段差部からなる構成でもよく、この場合、前記回転軸の回転速度が、前記刃部と固定刃とによる用紙に対する切断開始時よりも、切断された用紙の後端部が、前記段差部に係合する時点の方が高速となるように制御される構成でもよい。

本発明によれば回転刃と固定刃との噛合いにより切断されたシート材の後端部が残存しないので、つまりが生じたり、ジャムとなったりすることなく、切断されたシート材を容易に外部に排出することができる。

本発明によるプリンターの一実施の形態を示す斜視図である。 図１の側面図である。 本発明によるシート材切断装置の一実施の形態を示す構成図である。 図３の実施の形態で用いる回転刃の斜視図である。 本発明によるシート材切断装置の他の実施の形態を示す構成図である。 図５で示した実施の形態における切断動作状態を説明する構成図である。 図５の実施の形態で用いる回転刃の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明によるプリンターの一例を示している。図１及び図２において、プリンター本体１の後部（図２の右側）には、ロール状に巻回された長尺のシート材（以下、プリントされる用紙として説明する）２が回転可能に取り付けられている。この用紙２は、その一端が、供給部３からプリンター本体１内に挿入され、図示しない搬送機構によりプリンター本体１内の印字部（サーマルヘッド）４に送られ、ここで所定の文字や図形などが印字される。印字された用紙２は長尺方向に送られ、その先端部は、印字部４に隣接するシート材切断装置５を通り、さらにプリンター本体１の前面（図２の左面）上部に形成された排出部６から外部に送り出される。

シート材切断装置５は、長尺状の用紙２の先端部からの長さが予め設定された長さになると、この用紙２を、移送方向と直交する横断方向に切断する。所定形状に切断された用紙２は、既にその先端部が排出部６から送り出されているので、その自重により外部に落下し、排出される。

前記シート材切断装置５は、図３で示すように構成されている。図３において、シート材切断装置５は、回転刃１１と固定刃１２とを有する。回転刃１１は、その両端部分において支持フレーム１０に回転可能に設けられた回転軸１４を有する。この回転軸１４は、その回転中心の外側部分において、その外周の約半分が、外角１９０度程度の平面部として形成されている。この平面部１３は、図３の右方から送られてくる用紙２の先端部分の、回転刃１１と固定刃１２との間への挿入を可能とするために形成されている。すなわち、この平面部１３が無いと、用紙２の先端は回転軸１４の外周面に衝突し、回転刃１１と固定刃１２との間への挿入が阻止されてしまう。この平面部１３を設けたことにより、用紙２の先端はこの平面部１３の外面に沿って移動し、用紙２を回転刃１１と固定刃１２との間へ挿入させることができる。

また、この回転刃１１には、図４で示すように、回転軸１４の一端１４ａから他端１４ｂにわたって刃部１５を設けられている。この刃部１５は、回転軸１４の軸方向に対し所定の角度を成している。

固定刃１２は、支持フレーム１０の内部に、回転刃１１と対向して配置されている。この固定刃１２は、回転刃１１の図示Ｘ方向の回転に伴い、この回転刃１１の軸方向と直交する方向に移送される用紙２を、その移送方向と直交する横断方向に切断する。

本発明では、これら回転刃１１及び固定刃１２により切断された用紙２の、移送方向後端部が、支持フレーム１０内に残存するのを防止する残存防止装置を設けている。この残存防止装置は、回転刃１１の回転軸１４部分に形成され、固定刃１２と協動して切断された用紙２の、支持フレーム１０内への残存を防止するものである。この実施の形態では、回転刃１１を構成する回転軸１４の外面の、刃部１５に対する回転方向Ｘの前方部分に、刃部１５の切断終了部（回転軸１４の他端１４ｂ側）から切断開始部（回転軸１４の一端１４ａ側）に向って、削除量が徐々に縮小するように形成された削除部１６を設けており、この削除部１６が残存防止装置として機能する。

上記構成において、ロール状に巻回された用紙２は、その一端が供給部３からプリンター本体１内に挿入され、プリンター本体１内の印字部４で、紙面上に所定の文字や図形などが印字される。印字された用紙２は隣接するシート材切断装置５へ送られる。このとき回転刃１１は、その回転軸１４に形成した平面部１３が下面を向いた状態であり、用紙２の先端はこの平面部１３に沿って図３の左方に移動し、プリンター本体１の前面上部に形成された排出部６から外部に送られ、先端は下方に垂れ下がる。

シート材切断装置５は、図示しないセンサーにより長尺状の用紙２の先端部からの長さが予め設定された長さになることが検出されると、用紙２を移送方向と直交する横断方向に切断する。所定形状に切断された用紙２は、その自重により、先端部が送り出された排出部６から外部に落下し、排出される。

上記切断動作は、回転刃１１を図３の矢印Ｘ方向に回転させることで行われる。すなわち、回転刃１１の矢印Ｘ方向に回転により、固定刃１２との間に位置する用紙２は、刃部１５が、図４で示した回転軸１４の一端部１４ａ側から固定刃１２と噛み合い始めるため、この一端部１４a側から切断され始める。刃部１５は、回転刃１１の回転に伴い固定刃１２との噛み合い部が連続的に他端１４ｂ側に移行するので用紙２の切断部も同方向に移動し、刃部１５と固定刃１２との噛み合いが他端部１４ｂに達することにより、用紙２の切断が終了する。この切断動作により、用紙２は、その移送方向と直角な横断方向に切断される。

図３は切断終了直前の回転刃１１と固定刃１２との関係を示している。回転刃１１及び固定刃１２により切断された用紙２の、移送方向後端部は、従来であれば、回転軸１４の、刃部１５より回転方向前方の円弧状をなす前方軸表面により、図３の実線Ｚで示すように下方に押し下げられ、用紙２の後端部は下方に湾曲変形する。このため、切断された用紙は湾曲した後端部が内部に残存し、自重による全体の排出動作が阻害され、この排出部付近での紙詰まりやジャムを生じる原因となる。

しかし、この実施の形態では、残存防止装置として、図４で示すように、回転刃１１を構成する回転軸１４の外面の、刃部１５に対する回転方向Ｘの前方部分に、刃部１５の切断終了部（回転軸１４の他端１４ｂ側）から切断開始部（回転軸１４の一端１４ａ側）に向って、削除量が徐々に縮小するように形成された削除部１６を設けたので、切断された用紙２の後端部が前述した実線Ｚのように下方に押し下げられることはない。すなわち、回転軸１４からの押し下げ力により下方に湾曲変形することなく、図３において破線で示すように、そのまま図示左方に移動する。したがって、切断された用紙は、その先端部が既に図１で示した排出部６から外部に送り出されているので、その後端が切断されたことにより、自重で全体が落下し、装置外部に確実に排出される。

図４では、削除部１６は、回転軸１４の他端１４ｂ側から一端１４ａ側に向う比較的狭い範囲に形成されているが、これは、従来、切断時における切断終了端側（回転軸１４の他端１４ｂ側）の用紙角部での変形が大きく、この変形が、用紙後端部を残存させる大きな要因であったためである。すなわち、少なくともこの後端角部での変形を防止するため、最低限の範囲を示したものである。したがって、この削除部１６は、回転軸１４の全長に渡って、その一端１４ａ側に向う削除量が徐々に縮小するように形成してもよい。このように形成すれば、用紙後端部全体の下方への湾曲変形を防止できるので、残存防止装置としての機能はより確実なものとなる。

次に、シート材切断装置５の他の実施の形態を、図５以降を参照して説明する。

このシート材切断装置５も、図５及び図６で示すように、回転刃１１と固定刃１２とを有しており、回転刃１１は、その両端部分において支持フレーム１０に回転可能に設けられている。すなわち、基本構成は図３で示したものと同じであるが、回転刃１１の構造が図７で示すように、前述した図４で示したものと異なる。

図７で示す回転刃１１も回転軸２４を有する。この回転軸２４も、図５及び図６で示すように、その回転中心の外側部分において、その外周の約半面が、外角１９０度程度の角度の平面部２３として形成されている。この平面部２３は、図５の右方から送られてくる印字済み用紙２の先端部分の、回転刃１１と固定刃１２との間への挿入を可能とするために形成されている。

また、この回転刃１１には、図７で示すように、回転軸２４の一端２４ａから他端２４ｂにわたって刃部２５が設けられている。この刃部２５は、回転軸２４の軸方向に対し所定の角度を成している。

固定刃１２は、支持フレーム１０の内部に、回転刃１１と対向して配置されている。この固定刃１２は、回転刃１１の図示Ｘ１方向の回転に伴い、この回転刃１１の軸方向と直交する方向に移送される用紙２を、その移送方向と直交する横断方向に切断する。

これら回転刃１１及び固定刃１２により切断された用紙２の、移送方向後端部が、支持フレーム１０内に残存するのを防止する残存防止装置として、この実施の形態では、回転刃１１を構成する回転軸２４の外面の、刃部２５に対する回転方向Ｘ１の後方部分に、回転軸２４の軸方向に沿う段差部２６を設けている。この段差部２６は、回転刃１１のＸ１方向の回転により、切断された用紙２の後端部と係合するものである。

上記構成において、ロール状に巻回された用紙２が、印字部４で、紙面上に所定の文字や図形などが印字された後、隣接するシート材切断装置５へ送られることは前述した実施の形態と同じである。このときシート材切断装置５は、図５で示すように、回転刃１１の回転軸２４に形成した平面部２３が下面を向いた状態であり、用紙２の先端はこの平面部２３に沿って図５の右方から挿入される。そして、プリンター本体１の前面上部に形成された用紙排出部６から外部に送られ、先端は下方に垂れ下がる。

シート材切断装置５は、図示しないセンサーにより、用紙２の先端部からの長さが予め設定された長さになることが検出されると、用紙２を移送方向と直交する横断方向に切断する。所定形状に切断された用紙２は、その自重により、先端部が送り出された用紙排出部６から外部に落下し、排出される。

上記切断動作は、回転刃１１を、図６で示すように、矢印Ｘ１方向に回転させることで行われる。すなわち、回転刃１１の矢印Ｘ１方向の回転により、固定刃１２との間に位置する用紙２は、刃部２５と固定刃１２との噛み合いにより、その移送方向と直角な横断方向に切断される。

図６は切断終了直前の回転刃１１の状態を示している。回転刃１１及び固定刃１２により切断された用紙２の、移送方向後端部は、回転軸２４の、刃部２５より回転方向前方の円弧状をなす前方軸表面により、図６の実線Ｚで示すように下方に押し下げられ、用紙２の後端部は下方に湾曲変形する。図６の状態よりさらに回転刃１１がＸ１方向に回転すると、切断された用紙は、前述のように下方に押し付けられるが、内部底面に設けられた出口（図示左方）に向って上方に傾斜する案内台３１上にて、用紙２の持つ弾性により反発し、切断された用紙後端部は僅かに上昇する。回転刃１１には、その回転軸２４の刃部２５に対する回転方向Ｘ１の後方外面に段差部２６が形成されているため、回転刃１１の回転に伴い、この段差部２６が切断された用紙後端部に係合する。この係合状態で、さらに回転刃１１が回転するので、段差部２６は、係合した用紙後端部を図示左方に押し出す。したがって、切断された用紙は、その先端部が既に図１で示した排出部６から外部に送り出されているので、その後端が段差部２６によって押し出されることにより、全体が自重により落下し、装置外部に確実に排出される。したがって装置内部への残存を確実に防止することができる。

ここで、回転刃１１の回転速度は、一定速度で回転するものに限らず可変であってもよい。すなわち、回転刃１１の、用紙２に対する切断開始時の回転速度より、切断された用紙２の後端部が段差部２６に係合する時点の回転速度の方が速くなるように、回転刃１１の図示しない回転駆動部を制御する。

このように制御すると、切断された用紙２は、その後端部が係合した段差部２６の回転速度が上昇することにより、この段差部２６によって強い押し出し力を受けることとなり、切断された用紙２全体が排出部６から、より一層確実に排出されることとなる。

１…プリンター本体
２…シート材
３・・・シート材供給部
４・・・印字部
５・・・シート材切断装置
１０・・・支持フレーム
１１・・・回転刃
１２・・・固定刃
１４，２４・・・回転軸
１５，２５・・・刃部
１６・・・削除部
２６・・・段差部

Claims (6)

1. 支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、
   前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、
   これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、
   前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の前方部分に、その刃部の切断終了部側における刃部の回転方向前部から切断開始部側に向って削除量が徐々に縮小するように形成された削除部からなる
   ことを特徴とするシート材切断装置。
2. 支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、
   前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、
   これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、
   前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の後方部分に、回転軸の軸方向に沿って形成され、前記回転軸の回転により、切断されたシート材の後端部と係合する段差部からなる
   ことを特徴とするシート材切断装置。
3. 前記残存防止装置は、前記回転軸の回転速度が、前記刃部と固定刃とによる用紙に対する切断開始時よりも、切断された用紙の後端部が、前記段差部に係合する時点の方が高速となるように制御されることを特徴とする請求項２に記載のシート材切断装置。
4. シート材供給部と、
   供給されたシート材に所定の文字や図形を印字する印字部と、
   この印字部により印字されたシート材を所定の長さに切断するシート材切断装置とを備え、
   前記シート材切断装置は、
   支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、
   前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、
   これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、
   さらに、前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対す回転方向の前方部分に、その刃部の切断終了部側における刃部の回転方向前部から切断開始部側に向って削除量が徐々に縮小するように形成された削除部からなる
   ことを特徴とするプリンター。
5. シート材供給部と、
   供給されたシート材に所定の文字や図形を印字する印字部と、
   この印字部により印字されたシート材を所定の長さに切断するシート材切断装置とを備え、
   前記シート材切断装置は、
   支持フレームにより回転可能に支持された回転軸の外周に、この回転軸の一端から他端にわたってその軸方向に対し所定の角度をなす刃部を設けた回転刃と、
   前記支持フレームに前記回転刃と対向して設けられ、前記回転刃の回転に伴い、前記回転軸の軸方向と直交する方向に移送されるシート材を、その横断方向に切断する固定刃と、
   これら回転刃及び固定刃により切断されたシート材の前記移送方向後端部の、前記支持フレーム内への残存を防止する残存防止装置とを備え、
   さらに、前記残存防止装置は、前記回転軸外面の、前記刃部に対する回転方向の後方部分に、回転軸の軸方向に沿って形成され、前記回転軸の回転により、切断されたシート材の後端部と係合する段差部からなる
   ことを特徴とするプリンター。
6. 前記残存防止装置は、前記回転軸の回転速度が、前記刃部と固定刃とによる用紙に対する切断開始時よりも、切断された用紙の後端部が、前記段差部に係合する時点の方が高速となるように制御される請求項５に記載のプリンター。