JP5277075B2

JP5277075B2 - 用紙カッター駆動装置

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Publication number: JP5277075B2
Application number: JP2009130113A
Authority: JP
Inventors: 禎志野中; 正人伊藤
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-05-29
Also published as: WO2010137252A1; JP2010274379A

Description

本発明は、ＤＣ（直流）モータによって移動するカッターを備えた用紙カッター駆動装置に関する。

帯状の用紙をロール状に巻き取った状態で収納し、収納した用紙を送り出しながらその用紙に印字を行うプリンタが知られている。このようなプリンタの中には、用紙の印字された部分を上流側の部分から切り離すために、用紙の切断を自動的に行う用紙カッター駆動装置を搭載したものが知られている。用紙カッター駆動装置は、用紙の送り出しが停止した後に、ホームポジションに退避していたカッターを切断位置まで移動させ、用紙を切断する。このホームポジションは、用紙の送り出しを阻害しない位置であり、用紙の切断が終われば、カッターはそのホームポジションに戻される。カッターの、ホームポジションと切断位置の往復移動は、ＤＣモータを回転させることによって行われ、カッターをホームポジションに戻す際には、ホームポジションでカッターを確実に停止させることを目的としてＤＣモータのブレーキ制御が行われる（例えば、特許文献１等参照）。

この特許文献１に記載されたブレーキ制御では、用紙の切断開始から切断終了までの切断時間と、カッターにブレーキをかけ始めてからカッターが完全停止するまでのブレーキ時間との関係を表すテーブルを用意しておき、切断時間を実測し、そのテーブルから、実測した切断時間に基づいてブレーキ時間を求めることが行われる。

特許第３１１４９５２号公報

ところが、実際に用紙を切断する際の切断時間は、用紙の厚さや幅、材質等の影響を受けるため、ブレーキ動作直前のカッター移動速度、すなわち無負荷状態でのカッター移動速度と切断時間の関係は一律には決まらない。したがって、切断時間が同じであっても必ずしも適切なブレーキ時間が同じであるとは限らないので、切断時間に基づくブレーキ時間設定において、あらゆる環境下で常に適切なブレーキ動作結果を得るためには、切断時間以外の様々な変動要因を考慮する必要がある。

なお、ブレーキ時間は長めに設定することによって、ホームポジションへのカッター停止の確実性を高めることができる一方、必要以上にブレーキ時間を長くすれば、ブレーキ時間中は印字することができないため、特に、印字と切断を繰り返す連続印字では、プリンタのスループットの低下が顕著になってしまう。逆に、ブレーキ時間を安易に短めに設定してしまうと、ホームポジションと切断位置の間を往復移動するカッターが、ブレーキ時間の不足によってホームポジションを通り過ぎてから停止してしまうオーバーランが生じる恐れがある。このオーバーランが繰り返し生じると、やがては、カッターの停止位置が用紙の送り出しを阻害する位置までずれてしまい、プリンタ全体を一旦止めて、カッターをホームポジションに戻す作業が必要になり、これもまた結局のところプリンタのスループットを大幅に低下させる要因となる。

以上の説明では、用紙カッター駆動装置をプリンタに搭載した例を用いたが、用紙カッター駆動装置は、プリンタに限らず、用紙を収容した機器や用紙を搬送する機器等、様々な機器に搭載されることがあり、搭載された機器のスループットに大きな影響を及ぼすことがある。

本発明は上記事情に鑑み、ブレーキ動作結果に影響を及ぼす様々な要因を考慮することなく、あらゆる環境下に応じた適切なブレーキ時間を自動的に設定し、搭載された機器のスループットを向上することができる用紙カッター駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明の用紙カッター駆動装置は、ＤＣモータと、
上記ＤＣモータを所定方向に回転させることによって切断位置とホームポジションを含む非切断位置の間を移動し、用紙を切断するカッターと、
上記カッターが上記ホームポジションにあることを検出するホームポジション検出センサと、
駆動している上記ＤＣモータにブレーキ動作を行うブレーキ時間として予め設定された所定時間を記憶したブレーキ時間記憶部と、
ブレーキ動作を上記ブレーキ時間記憶部が記憶しているブレーキ時間実行することで、上記ＤＣモータの駆動を停止させるモータ駆動制御部とを備えた用紙カッター駆動装置において、
上記ブレーキ時間記憶部が記憶しているブレーキ時間を変更するブレーキ時間変更手段を備え、
上記ブレーキ時間変更手段は、上記モータ駆動制御部により上記ブレーキ動作が実行された結果における上記ホームポジション検出センサの検出結果に基づいて、上記ブレーキ時間を変更することを特徴とする用紙カッター駆動装置。

本発明の用紙カッター駆動装置によれば、上記カッターが上記非切断位置の中で実際に停止した位置を監視することで、上記ブレーキ時間を変更する。このため、上記カッターを上記ホームポジションで正確に止めようとすることを繰り返し実行していく中で、その時々で変化する状況に応じた最短のブレーキ時間が自動的に設定され、搭載された機器のスループットを向上することができる。

上記カッターは、搬送されてきて停止した用紙を切断するものであってもよい。この場合には、上記ホームポジションは、用紙の搬送を阻害しない位置になるが、ここにいうホームポジションは、この位置に限らず、安全性等を考慮してユーザがカッターに触れることができない位置や、制御の基準となる位置等の所定位置であればよい。

また、本発明の用紙カッター駆動装置において、上記ブレーキ時間変更手段は、上記モータ駆動制御部により上記ブレーキ動作が実行された結果、上記ホームポジション検出センサにより上記カッターがホームポジション位置から外れたことを検出したときは、上記ブレーキ時間をより長い時間に変更する態様であってもよい。

この態様では、予め設定された上記ブレーキ時間が結果的に短すぎ、オーバーランが発生した場合、上記ブレーキ時間を延長する。こうすることで、特別な制御を必要とすることなく、確実に適切なブレーキ時間を設定することができる。

また、本発明の用紙カッター駆動装置において、上記モータ駆動制御部は、上記ブレーキ動作を実行した結果、上記ホームポジション検出センサにより上記カッターがホームポジションから外れたことを検出したときは、そのホームポジション検出センサがそのホームポジションにそのカッターがあることを検出するまで上記ＤＣモータを駆動させるものであってもよい。

こうすることで、カッターの停止位置がホームポジションから大きくずれてしまい、搭載された機器全体を一旦止めて、カッターをホームポジションに戻す作業が必要となる事態を避けることができ、搭載された機器のスループットの大幅な低下を抑えることができる。

さらに、本発明の用紙カッター駆動装置において、上記ブレーキ時間記憶部に上記ブレーキ時間として上記所定時間を設定する初期化手段を備えた態様であってもよい。

メンテナンスや修理によって、例えば、カッターを新品のものに交換したとき等には、上記初期化手段を設けておくことにより、簡単な操作でブレーキ動作の確実性を高めることができる。

本発明の用紙カッター駆動装置によれば、用紙の切断時間やブレーキ時間等に影響を及ぼす様々な要因を考慮することなく、あらゆる環境下に応じた適切なブレーキ時間を自動的に設定し、搭載された機器のスループットを向上することができる。

本実施形態の用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットを示す斜視図である。切断位置側から図１に示す用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットを見た図である。図２に示す用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットの平面図である。図２に示す用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットの右側面図である。カッターがホームポジションに位置している状態の用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットのケースを分解し、同図（ａ）に下ベース板の平面図を示すとともに、同図（ｂ）に上カバー部材の平面図を示したものである。カッターが切断位置に位置している状態の用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニットのケースを分解し、同図（ａ）に下ベース板の平面図を示すとともに、同図（ｂ）に上カバー部材の平面図を示したものである。用紙カッター駆動装置の制御部を中心に示した機能ブロック図である。（ａ）は、ＤＣモータの駆動シーケンスとモータドライバＩＣにより構成されるモータ駆動回路への制御信号を示す表であり、（ｂ）は、用紙を切断したときの動作が正常動作のときのタイミングチャートであり、（ｃ）は、用紙を切断したときの動作が異常動作（オーバーラン）のときのタイミングチャートである。図７に示すＣＰＵが実行する用紙切断処理の流れを示すフローチャートである。図９に示す用紙切断処理の変形例の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

まず、本発明の一実施形態である用紙カッター駆動装置は、帯状の感熱式等の用紙をロール状に巻き取った状態で収納し、収納した用紙を送り出しながらその用紙に印字を行うサーマルプリンタ等の用紙を収容した機器や用紙を搬送する機器に搭載することができる。本実施形態の用紙カッター駆動装置は、カバーで覆われた用紙収納部に、ロール状に巻き取った用紙をそのカバーをあけて収納し、そのカバーを閉めれば用紙のセットが完了するプリンタに搭載される。カバーはプリンタ本体部に対して上方向に開かれ後方に向けて回動される。プリンタには、印字した用紙を排出する用紙排出口が設けられており、用紙カッター駆動装置は、この用紙排出口近傍に搭載される。

図１は、本実施形態の用紙カッター駆動装置における用紙カッターユニット１０を示す斜視図である。この図１では、紙面左斜め奥側から右斜め手前側に向かう方向が、不図示の帯状の用紙の幅方向になる。

図１に示す用紙カッターユニット１０は、ケース１１の内部にＤＣ（直流）モータやＨＰ検出センサを備えており、図１には、ＤＣモータへの電力供給線や、ＨＰ検出センサからの信号線等、複数のコード１２が示されている。これらのコードの一端には、プリンタ本体部に接続するためのコネクタ１２１が設けられている。

また、この用紙カッターユニット１０は、用紙幅方向に延在したカッター１３を備えている。カッター１３は、ＤＣモータが所定方向に回転することによって進退するスライド式の可動刃である。さらに、この図１では図示されていないが、プリンタには、カッター１３と対向する位置に固定刃が固定されている。この固定刃はプリンタの、上方向に開くカバーに設けられており、用紙カッターユニット１０は、プリンタ本体部に設けられている。カッター１３は、この固定刃に向けてケース１１内から進出し、固定刃と用紙を挟み込んでその用紙を切断する。すなわち、カッター１３は、閉じた状態のカバーに設けられた固定刃の上に重なるように進出する。以下、カッター１３が固定刃と用紙を挟み込んでその用紙を切断する位置を切断位置と称する。この切断位置には、カッター１３が用紙を切断し始める位置、すなわち固定刃にカッター１３が重なり始める位置からカッター１３が最も進出した位置までが含まれ、切断位置以外の位置を非切断位置と称する。図１に示すカッター１３は、切断位置から後退して、用紙幅方向両端の先端の一部を除いてケース１１に収納された状態となっている。図１に示すカッター１３の位置は、ホームポジション（以下、ＨＰと略する場合がある）であり、非切断位置の一つである。ホームポジションは、用紙の搬送を阻害しない位置であり、かつ安全性を考慮してユーザがカッター１３の刃の部分に触れることがない位置でもあり、後述する制御の基準となる位置（初期位置）でもある。また、本実施形態では、用紙カッターユニット１０はカバーで覆われた用紙収納部を有するプリンタに搭載されているため、ホームポジションは、そのカバーの開閉を阻害しない位置ということにもなる。カッター１３は、切断位置と非切断位置との間を往復動する。

図２は、切断位置側から図１に示す用紙カッターユニット１０を見た図であり、この図２は、用紙カッターユニット１０の正面図に相当する。この図２では、左右方向が用紙幅方向になる。図３は、図２に示す用紙カッターユニット１０の平面図であり、図４は、図２に示す用紙カッターユニット１０の右側面図である。

ケース１１は、上カバー部材１１１と下ベース板１１２から構成されており、両者はボルト１１３で一体化されている。このケース１１には、カッター１３が進退する開口部１１４が設けられている。この開口部１１４は、用紙幅方向に開口したものである。図２に示す開口部１１４は、紙面手前に向かって開口したものであり、その開口部１１４からホームホジションにあるカッター１３が見えている。また、図３および図４には、カッター１３の、開口部１１４から突出した用紙幅方向両端の先端部１３１が示されている。図４に示すように、カッター１３の、用紙幅方向両端の先端部１３１は、上方に折れ曲がっている。すなわち、用紙の搬送方向は図４では下から上に向かう方向になり、カッター１３の、用紙幅方向両端の先端部１３１は、用紙搬送方向下流側に折れ曲がっている。カッター１３は、用紙搬送方向に略直交する角度で進出し、その際、この先端部１３１により固定刃上に乗り上げて用紙を切断する。

図５は、カッター１３がホームポジションに位置している状態の用紙カッターユニット１０のケースを分解し、同図（ａ）に下ベース板の平面図を示すとともに、同図（ｂ）に上カバー部材の平面図を示したものである。なお、同図（ａ）と同図（ｂ）では左右方向が逆になる。

図５（ａ）に示す下ベース板１１２には、カッター１３およびリンク機構１４が設けられている。また、この図５（ａ）には、板状の固定刃２１が、同じく板状のカッター１３よりも上方に示されている。図５（ａ）では、カッター１３は、固定刃２１に向かって上方向に進出する。図５に示すように、カッター１３の用紙幅方向中央部分には、進出方向上流側に向かけて窪んだ凹部１３２が設けられている。また、カッター１３には、用紙幅方向両端の先端部１３１から、その凹部１３２に向かって、進出方向上流側に傾斜した傾斜部１３３も設けられている。傾斜部１３３は、カッター１３の刃の部分になる。さらに、カッター１３には、コ字状のガイド孔１３４が設けられている。このコ字状のガイド孔１３４は、左部分１３４１、右部分１３４２、および連結部分１３４３からなるものである。左部分１３４１および右部分１３４２それぞれは、カッター１３の進出方向に延在した部分であり、連結部分１３４３は、左部分１３４１および右部分１３４２それぞれの進出方向下流端を用紙幅方向に結ぶ部分である。この連結部分１３４３の用紙幅方向中央部分には、ピン１３５が固定配置されている。

図５（ａ）に示すリンク機構１４は、用紙幅方向左半分が用紙幅方向に平行であり、その右半分は傾斜している。リンク機構１４は、カッター１３の上に重ねられて配置されており、用紙幅方向と平行の左半分の一端には、ガイド孔１３４の左部分１３４１に入り込んだガイドピン１４１が設けられている。また、リンク機構１４の用紙幅方向中央部分には、用紙幅方向に延在したガイド孔１４２が設けられているとともに、傾斜した右半分にも長孔１４３が設けられている。ガイド孔１４２には、カッター１３に固定配置されたピン１３５が挿入されている。また、長孔１４３には、後述する案内ピン１７２（図５（ａ）では点線で表示）が挿入される。

図５（ｂ）に示す上カバー部材１１１には、ＤＣモータ１５、ウォームギア１６、ウォームホイール１７、およびＨＰ検出センサ１８が設けられている。ＤＣモータ１５は、正逆回転自在なものである。このＤＣモータ１５の回転力は、ウォームギア１６を介してウォームホイール１７に伝わる。ウォームホイール１７の回転軸１７０には、ウォームホイール１７とともに回転する回転体１７１が設けられている。回転体１７１は切欠部分１７１１を有し、その切欠部分１７１１を除いた外周形状は円弧状である。一方、切欠部分１７１１は直線状である。ＨＰ検出センサ１８には、スイッチ片１８１が設けられており、このスイッチ片１８１は、回転体１７１の外周部分に向けて常時付勢された状態にある。したがって、スイッチ片１８１は、回転体１７１の外周部分に常に当接しており、図５（ｂ）に示すスイッチ片１８１は、切欠部分１７１１に当接している。スイッチ片１８１が切欠部分１７１１に当接している状態では、カッター１３はホームポジションに位置していることになり、ＨＰ検出センサ１８からはＬレベルの検出信号が出力され、以下、この状態をＩＮ状態と称する。本実施形態では、ＨＰ検出センサ１８がＩＮ状態の検出信号を出力している間は、カッター１３はホームポジションに位置している。すなわち、本実施形態では、カッター１３のホームポジションを、ＨＰ検出センサ１８がＩＮ状態の検出信号を出力する位置と定義する。したがって、本実施形態では、カッター１３のホームポジションは、ある程度の範囲を持った領域であり、上述のごとく、用紙の搬送を阻害せず、かつユーザがカッター１３の刃の部分（傾斜部１３３）に触れることがなく、かつプリンタのカバーの開閉を阻害しない領域ということになる。なお、本実施形態では、カッター１３のホームポジションの検出は、ウォームホイール１７の回転体１７１によるスイッチ片１８１の位置変化に基づいているが、ホームポジションを検出するための構成は特に限定されず、例えばカッター１３の位置自体を検出することによるものであっても構わない。

また、ウォームホイール１７には、下方（図５（ｂ）では紙面手前）に向けて突出した案内ピン１７２も設けられている。この案内ピン１７２も、ウォームホイール１７とともに回転し、同図（ａ）に示すリンク機構１４の長孔１４３に挿入される。

図６は、カッターが切断位置に位置している状態の用紙カッターユニット１０のケースを分解し、同図（ａ）に下ベース板の平面図を示すとともに、同図（ｂ）に上カバー部材の平面図を示したものである。なお、同図（ａ）と同図（ｂ）では左右方向が逆になる。

図６（ａ）に示すカッター１３は、固定刃２１の上に傾斜部１３３が完全に重なっており、最も進出した位置にある。不図示の用紙は、凹部１３２が設けられた幅方向中央部分が、カッター１３と固定刃２１に挟み込まれず部分的につながっているが、カッター１３の傾斜部１３３においては、用紙搬送方向上流側部分と下流側部分とで切断されており、あとは、用紙の下流側部分を軽く引っ張るだけで容易に、下流側部分は上流側部分と分離する。

図６（ａ）に示すリンク機構１４は、ピン１３５を中心に時計とは反対方向に回転しており、用紙幅方向左半分が傾斜し、その右半分が用紙幅方向に平行である。これは、ウォームホイール１７に設けられた案内ピン１７２がウォームホイール１７とともに回転することによって、その案内ピン１７２がリンク機構１４の長孔１４３内をスライドしながら、リンク機構１４の右半分が持ち上げられたことによる。同図（ｂ）に示すウォームホイール１７は、時計回りの方向に回転しており、案内ピン１７２の位置は、カッター１３の進出方向に最も進出している。また、ＨＰ検出センサ１８に設けられたスイッチ片１８１は、回転体１７１の円弧状の部分１７１２に当接しており、図５（ｂ）に示すスイッチ片１８１に比べて、ＨＰ検出センサ１８側に押されている。スイッチ片１８１が円弧状の部分１７１２に当接している状態では、カッター１３はホームポジションに位置していないことになり、ＨＰ検出センサ１８からはＨレベルの検出信号が出力され、以下、この状態をＯＵＴ状態と称する。ＨＰ検出センサ１８がＯＵＴ状態の検出信号を出力している間は、カッター１３はホームポジションから外れた位置にあることになる。

図７は、用紙カッターユニット１０とその制御部から構成される用紙カッター駆動装置を中心に示した機能ブロック図である。

図７には、プリンタ本体の制御回路３１が示されている。この制御回路３１には、プリンタ全体の制御を司るＣＰＵ３１１、一時的にデータを記憶するためのＲＡＭ３１２、および制御プログラムや各種データを記憶するためのＲＯＭ３１３が設けられている。制御回路３１及びモータ駆動回路１９は、用紙カッターユニット１０の駆動を制御している。このモータ駆動回路１９は、ＤＣモータ１５に駆動信号を供給するモータドライバＩＣにより構成されている。ＣＰＵ３１１からは、ＤＣモータ１３を正転させることを指示する正転指示や、ＤＣモータ１３を逆転させることを指示する逆転指示が、モータ駆動回路１９に出力される。モータ駆動回路１９は、これらの指示に従って、ＤＣモータ１３を回転させる。

また、図７には、図５や図６に示すＤＣモータ１５や、ＨＰ検出センサ１８も図示されている。ＤＣモータ１５は、制御回路３１及びモータ駆動回路１９による制御のもと駆動する。したがって、制御回路３１とモータ駆動回路１９を併せたものが本発明にいうモータ駆動制御部の一例に相当する。ＨＰ検出センサ１８は、カッター１３がホームポジションにあることを検出するものであり、カッター１３がホームポジションに位置すれば、図５（ｂ）に示すようにスイッチ片１８１の位置変化が小さくなり、上述のごとく、ＨＰ検出センサ１８からはＩＮ状態（Ｌレベル）の検出信号が出力される。

図８（ａ）は、ＤＣモータ１５の駆動シーケンスとモータドライバＩＣからなるモータ駆動回路１９への制御信号を示す表である。

表中の「Ｘ」はモータ駆動回路１９のＸ端子に入力する制御信号のレベル（ＬかＨ）を表し、「Ｙ」はモータ駆動回路１９のＹ端子に入力する制御信号のレベル（ＬかＨ）を表す。

また、「正転」とは、ＤＣモータ１５が通常時に回転する方向であり、本発明にいう所定方向の一例に相当する。この「正転」は、Ｘ端子にＨレベルの信号を入力するとともにＹ端子にＬレベルの信号を入力する。すなわち、端子間に電圧を加える。

「逆転」とは、ＤＣモータ１５が通常時に回転する方向とは逆の方向に回転することである。この「正転」は、Ｘ端子にＬレベルの信号を入力するとともにＹ端子にＨレベルの信号を入力する。

「ブレーキ」とは、モータ駆動回路１９のＸ端子とＹ端子を回路的にショートさせ、電気抵抗を増大させてＤＣモータ１５の回転を素早く止めることである。すなわち、逆起電力を強制的に生じさせてＤＣモータ１５の回転を素早く止める。この「ブレーキ」は、Ｘ端子とＹ端子の双方にＨレベルの信号を入力する。なお、正転しているＤＣモータ１５を逆転させることでもブレーキをかけることができる。

「停止」とは、ＤＣモータ１５の回転の停止のことである。この「停止」は、Ｘ端子とＹ端子の双方にＬレベルの信号を入力する。すなわち、端子間はオープン状態になり、ＤＣモータ１５はフリーな状態になる。

図８（ｂ）は、用紙を切断したときの動作が正常動作のときのタイミングチャートである。同図（ｂ）では、右方向に行くほど時間が経過する。

同図（ｂ）には、ＤＣモータ１５の動作として、ＯＮ（回転）、ＯＦＦ（停止）、ブレーキが示されている。また、モータ駆動回路１９のＸ端子とＹ端子それぞれに入力する制御信号のレベル（ＬかＨ）も示されている。さらに、ＨＰ検出センサ１８から出力される検出信号（ＯＵＴ状態かＩＮ状態）も示されている。

ＨＰ検出センサ１８からの検出信号が当初ＩＮ状態であるのは、回転体１７１の切欠部分１７１１が、スイッチ片１８１を抜けきっていないからであり、抜けきると、回転体１７１の外周部分がスイッチ片１８１に当接し、検出信号はＯＵＴ状態になる。やがて、検出信号はＩＮ状態に戻り、こうなると、それまでＬレベルの信号が入力されていたＹ端子に、Ｈレベルの信号が入力されるようになり、ＤＣモータ１５の回転にブレーキがかけられる。ブレーキがかけられているブレーキ時間ＴＢが経過すると、Ｘ端子とＹ端子いずれにもＬレベルの信号が入力され、ＤＣモータ１５は停止する。この時、スイッチ片１８１は回転体１７１の切欠部分１７１１に当接しており、カッター１３はホームポジションに位置している。

図８（ｃ）は、用紙を切断したときの動作が異常動作（オーバーラン）のときのタイミングチャートである。同図（ｃ）でも、右方向に行くほど時間が経過する。

この同図（ｃ）にも、同図（ｂ）と同じように、ＤＣモータ１５の動作、Ｘ端子とＹ端子それぞれに入力する制御信号のレベル、ＨＰ検出センサ１８から出力される検出信号（ＯＵＴ状態かＩＮ状態）が示されている。

同図（ｃ）では、ＤＣモータ１５が停止した時点で、ＨＰ検出センサ１８から出力される検出信号はＯＵＴ状態を示している。すなわち、スイッチ片１８１が回転体１７１の円弧状の部分１７１２に当接し、カッター１３はホームポジションを通り越して停止したこと（オーバーランしたこと）になる。

図９は、図７に示すＣＰＵが実行する用紙切断処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すＣＰＵ３１１は、印字処理が正常に終了し、用紙送りの搬送モータが停止すると、図９に示す用紙切断処理を開始する。

まず、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態（Ｌレベル）であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。上述のごとく、検出信号がＩＮ状態である間は、カッター１３はＨＰに位置していることになる。検出信号がＩＮ状態であればステップＳ１０３に進み、検出信号がＩＮ状態でなければ（ＯＵＴ状態であれば）、図７に示すモータ駆動回路１９に対して、ＤＣモータ１３を駆動させ、検出信号がＩＮ状態になるようにカッター１３を移動させることを指示する（ステップＳ１０２）。

続いて、モータ駆動回路１９へ正転指示を出力し（ステップＳ１０３）、ＤＣモータ１３が正転を開始する。この結果、カッター１３は、ＨＰから切断位置へ向けて進出し、切断位置に到達すると後退する。

ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、上述のステップＳ１０１と同じく、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であるか否かを判定し、検出信号がＯＵＴ状態になるまでこの判定を繰り返す。図８（ｂ）を用いて説明したように、回転体１７１の切欠部分１７１１がスイッチ片１８１を抜けきるまでには、ある程度の時間を要する。この、ある程度の時間が経過すると、カッター１３はＨＰから離れ、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＯＵＴ状態に切り替わる。検出信号がＯＵＴ状態に切り替わると、再び、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１０５）、今度は、検出信号がＩＮ状態になるまでこの判定を繰り返す。やがて、切断位置に到達して用紙を切断したカッター１３は後退し、検出信号がＯＵＴ状態からＩＮ状態に切り替わる。

図７に示すＲＯＭ３１３にはブレーキ時間ＴＢの初期値（例えば、３００ｍｓｅｃ）が記憶されており、このＲＯＭ３１３が本発明にいうブレーキ時間記憶部の一例に相当する。また、図７に示すＲＡＭ３１２にはブレーキ時間ＴＢを格納するエリアが用意されている。ＲＯＭ３１３に記憶されている初期値は、安全を見てやや長めの時間になっている。プリンタの電源が投入されると、ＲＯＭ３１３に記憶されていた上記初期値がＲＡＭ３１２の上記エリアに格納される。したがって、電源が投入されてから最初の用紙切断処理では、ＲＡＭ３１２に格納された上記初期値が表す時間にわたってブレーキ動作が行われる。また、後述するように、ＲＡＭ３１２に用意された上記エリアは書き換えられることがある。ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、ＲＡＭ３１２に用意された上記エリアに格納されている時間にわたってブレーキ動作を行うことをモータ駆動回路１９へ指示する。モータ駆動回路１９は、この指示に従ってブレーキ動作を行い、後退してきたカッター１３は停止する。

続いて、ＲＡＭ３１２の上記エリアに格納されている時間経過後に、上述のステップＳ１０１と同じく、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１０７）、ＩＮ状態であれば、後退してきたカッター１３はＨＰに停止したことになり、この用紙切断処理は終了する。

一方、ＩＮ状態でなければ（ＯＵＴ状態であれば）、後退してきたカッター１３はＨＰから外れた位置に停止したことになり、ステップＳ１０８において、モータ駆動回路１９へ逆転指示を出力し、ＤＣモータ１３が逆転を開始する。一般的に、ＤＣモータでは、雰囲気温度が高温になればなるほど、電気抵抗の値が低下し、回転を停止しにくくなる傾向がある。また、ＤＣモータの劣化も無視することができない。すなわち、長期間にわたってＤＣモータを使用すると、ブラシが荒れて逆起電力の電流が流れにくくなって、回転を停止しにくくなる傾向もある。さらに、電源電圧の変化もブレーキ時間ＴＢの長さに影響してくることが考えられる。また、用紙カッターユニット１０を長期間にわたって使用していくと機械的になじんできて、機械的負荷が軽減され、カッターが止まりにくくなる。上述のごとく、初期値を、安全を見てやや長めの時間にしているとはいっても、プリンタのスループットを向上させるためには長くするにも限界があり、やがては、カッター１３がＨＰを通り過ぎてから停止するオーバーランが発生することも考えられる。その場合、ステップＳ１０８ではＤＣモータ１３を所定時間逆転させて、カッター１３をＨＰへ向けて移動させる。こうすることで、カッター１３の停止位置がＨＰから大きくずれてしまい、プリンタ全体を一旦止めて、カッター１３をＨＰに戻す作業が必要となる事態を避けることができ、プリンタのスループットの大幅な低下を抑えることができる。

続いて、上述のステップＳ１０１と同じく、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１０９）、ＩＮ状態でなければ（ＯＵＴ状態であれば）、検出信号がＩＮ状態になるまでこの判定を繰り返す。すなわち、ステップＳ１０６においてブレーキ動作を指示した結果、ＨＰ検出センサ１８によりカッター１３がＨＰから外れたことを検出したときは、ＨＰ検出センサ１８がＨＰにカッター１３があることを検出するまでＤＣモータ１３を逆転駆動させることになる。

ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態となったら、ステップＳ１０６と同様にブレーキ動作を指示し、ＤＣモータ１３の逆転駆動を停止させる。すなわち、カッター１３がＨＰに戻ってきたら、ブレーキ動作を実行させる。次いで、上述のステップＳ１０９と同じく、ＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１１１）、ＩＮ状態でなければ（ＯＵＴ状態であれば）、ＤＣモータ１３を再び所定時間逆転（この場合には正転になる）させて、カッター１３をＨＰへ向けて移動させる。ステップＳ１０８からステップＳ１１１までの処理は、検出信号がＩＮ状態になるまで、すなわちカッター１３がＨＰに停止するまで繰り返される。

ステップＳ１１１における判定で検出信号がＩＮ状態であると判定されると、ＲＡＭ３１２に用意された上記エリアに格納されているブレーキ時間ＴＢを更新して、ブレーキ時間を長くする（ステップＳ１１２）。すなわち、上記エリアに格納されるブレーキ時間ＴＢを、これまで上記エリアに格納されていたブレーキ時間ＴＢに、例えば、初期値の数分の１〜数十分の１の時間を加算した時間に更新する。このように、初期値としては、ブレーキ時間を短めに設定しておき、その時々で変化する状況に応じてブレーキ時間ＴＢを延ばしていくことで、用紙の切断時間やブレーキ時間等に影響を及ぼす様々な要因を考慮することなく、あらゆる環境下に応じた適切なブレーキ時間を自動的に設定し、プリンタのスループットを最大限引き上げることができる。また、本実施形態ではブレーキ時間ＴＢを延長する処理を行うだけなので、特別な制御を必要とすることなく、確実に適切なブレーキ時間ＴＢを設定することができる。なお、ステップＳ１１０を実行するＣＰＵ３１１が、本発明にいうブレーキ時間変更手段の一例に相当する。

ステップＳ１１０の実行が完了すると、この用紙切断処理は終了する。

以上説明した用紙切断処理では、ＲＡＭ３１２に用意された上記エリアに格納されているブレーキ時間ＴＢを更新していくが、プリンタの電源が切られると、そのエリアに格納されていた更新後のブレーキ時間ＴＢは消去されるので、プリンタの電源再投入後は、上述のごとく、上記初期値に基づきブレーキ動作が行われることとなる。そこで、図７に示す制御回路３１に、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを設けておき、この不揮発性メモリに、更新後のブレーキ時間ＴＢを記憶する形態とすれば、電源再投入後に、更新後のブレーキ時間ＴＢに基づきブレーキ動作を行うことができる。更新後のブレーキ時間ＴＢを記録しておくものが、ＲＡＭ３１２であっても不揮発性メモリであっても、更新後のブレーキ時間ＴＢを初期値に戻す契機としては、プリンタの電源を再投入した場合の他、プリンタ本体に設けられたリセットボタンの押下やプリンタが接続されたホストコンピュータからのコマンド送信等により初期化信号が制御回路３１に入力された場合や、用紙の補充、交換等のためのカバー開閉時、さらにカッター１３を交換する際のメンテナンスモードが起動された場合や、印字を所定時間行わなかった場合等があげられる。ＣＰＵ３１１は、これらの各種タイミングを判断し、ＲＯＭ３１３に格納されているブレーキ時間ＴＢの初期値をＲＡＭ３１２、あるいは不揮発性メモリ上に展開し、その初期値に基づいてブレーキ動作を実行する。したがって、ＣＰＵ３１１が、本発明にいう初期化手段の一例に相当する。更新後のブレーキ時間ＴＢは、用紙カッターユニットによる個体差やプリンタを含めた使用環境等に基づき最適な値に設定されたものであり、必ずしも他の用紙カッターユニットを用いた場合や使用環境が異なる場合において適切な値であるとは限らないので、例えば用紙カッタ−ユニットを新品のものに交換したときには、まずは予め設定された初期値に基づきブレーキ動作を実行することが好ましい。したがって、本実施形態のように、容易に初期値を設定できる手段を設けることにより、簡単な操作でブレーキ動作の確実性を高めることができる。

次に、図９に示す用紙切断処理の変形例について説明する。

図１０は、図９に示す用紙切断処理の変形例の流れを示すフローチャートである。

図１０に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２１０は、図９に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１１２と同じであるため、説明は省略する。この変形例におけるＲＡＭ３１２には、ＨＰ停止カウンタが用意されている。ステップＳ２０７でＨＰ検出センサ１８からの検出信号がＩＮ状態であると判定された場合、ステップＳ２１４でこのＨＰ停止カウンタのカウント値を１つインクリメントする。続いて、そのＨＰ停止カウンタのカウント値が“ｎ”以上であるか否かを判定し（ステップＳ２１５）、“ｎ”未満であれば、この変形例の用紙切断処理は終了する。一方、そのカウント値が“ｎ”に達していれば、ステップＳ２１２とは反対に、ブレーキ時間を短くする（ステップＳ２１６）。このステップＳ２１６では、ＲＡＭ３１２に用意された上記エリアに格納されるブレーキ時間ＴＢを、これまで上記エリアに格納されていたブレーキ時間ＴＢから所定時間を減算した時間に更新する。なお、ここで減算する所定時間は、ステップＳ２１０で加算する時間Ｔよりも短い時間（例えば１／２Ｔ）であることが好ましい。ブレーキ時間を長くする場合と比較して、ブレーキ時間を短くする際にはより細かな単位で時間を調整することにより、ブレーキ時間短縮によるブレーキ時間不足が発生するリスクを低減することができる。ステップＳ２１２およびステップＳ２１６の実行が完了すると、それぞれ、ＨＰ停止カウンタのカウント値をクリアして（ステップＳ２１３，Ｓ２１７）、この変形例の用紙切断処理は終了する。

以上説明したように、この変形例では、初期値のブレーキ時間を、長くしたり（ステップＳ２１０）、短くしたり（ステップＳ２１５）することができる。このため、カッター１３をＨＰで正確に止めようとすることを繰り返し実行していく中で、その時々で変化する状況に応じた最短のブレーキ時間ＴＢが自動的に設定され、プリンタのスループットを向上することができる。具体的には、ブレーキ時間ＴＢでのブレーキ動作を実行した結果、ｎ回（所定回数、例えば５回）連続してオーバーランが発生することなく、無事ＨＰ位置でカッタ−１３を停止させることができた場合、ブレーキ時間ＴＢを短縮化することによって、その環境下における適切な最短ブレーキ時間ＴＢを自動的に設定することができる。したがってプリンタのスループットをより高める効果を得られる。
なお、上記変形例では、ブレーキ動作の結果、カッター１３がＨＰで停止した場合の回数をカウントしたが、その他の形態として、カッター１３がＨＰに停止できなかった場合の回数をカウントすることも考えられる。この場合、ブレーキ時間ＴＢでカッター１３がＨＰに停止できなかった場合は、無条件でブレーキ時間ＴＢの設定値を延長するのではなく、カッター１３がＨＰに停止できなかった回数が一定回数に達するまではブレーキ時間ＴＢは変更せず、一定回数に到達後、ブレーキ時間ＴＢの設定値を延長する。こうすることで、プリンタや用紙カッター駆動装置の使用環境の変化等による一時的なオーバーラン発生に対して、不必要にブレーキ時間が延長されるような事態を避けることができるので、プリンタのスループットを向上させることができる。

また、ここで説明した用紙カッターユニット１０は、カッター１３が固定刃２１に対してスライドする所謂ギロチン式カッターであるが、本発明は、はさみ式、スイング式、回転式など、あらゆるカット方式やカッター形状に適用できることは言うまでもない。さらに、ここで説明した用紙カッターユニット１０は、プリンタに搭載されるものであったが、本発明の用紙カッター駆動装置は、プリンタに限らず、用紙を収容した機器や用紙を搬送する機器等、様々な機器に搭載される。

１０用紙カッターユニット
１３カッター
１４リンク機構
１５ＤＣモータ
１７ウォームホイール
１７１回転体
１７１１切欠部分
１８ＨＰ検出センサ
１８１スイッチ片
１９モータ駆動回路
３１制御回路
３１１ＣＰＵ
３１２ＲＡＭ
３１３ＲＯＭ
２１固定刃

Claims

ＤＣモータと、
前記ＤＣモータを所定方向に回転させることによって切断位置とホームポジションを含む非切断位置の間を移動し、用紙を切断するカッターと、
前記カッターが前記ホームポジションにあることを検出するホームポジション検出センサと、
駆動している前記ＤＣモータにブレーキ動作を行うブレーキ時間として予め設定された所定時間を記憶したブレーキ時間記憶部と、
ブレーキ動作を前記ブレーキ時間記憶部が記憶しているブレーキ時間実行することで、前記ＤＣモータの駆動を停止させるモータ駆動制御部とを備えた用紙カッター駆動装置において、
前記ブレーキ時間記憶部が記憶しているブレーキ時間を変更するブレーキ時間変更手段を備え、
前記ブレーキ時間変更手段は、前記モータ駆動制御部により前記ブレーキ動作が実行された結果における前記ホームポジション検出センサの検出結果に基づいて、前記ブレーキ時間を変更することを特徴とする用紙カッター駆動装置。
前記ブレーキ時間変更手段は、前記モータ駆動制御部により前記ブレーキ動作が実行された結果、前記ホームポジション検出センサにより前記カッターがホームポジション位置から外れたことを検出したときは、前記ブレーキ時間をより長い時間に変更することを特徴とする請求項１記載の用紙カッター駆動装置。
前記モータ駆動制御部は、前記ブレーキ動作を実行した結果、前記ホームポジション検出センサにより前記カッターがホームポジションから外れたことを検出したときは、該ホームポジション検出センサが該ホームポジションに該カッターがあることを検出するまで前記ＤＣモータを駆動させることを特徴とする請求項１又は２記載の用紙カッター駆動装置。
前記ブレーキ時間記憶部に前記ブレーキ時間として前記所定時間を設定する初期化手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の用紙カッター駆動装置。