JP5396884B2 - シート切断装置およびプリンター - Google Patents

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Description

本発明は、ロール紙プリンターなどに搭載される鋏式のシート切断装置に関し、さらに詳しくは、固定刃と左右一対の可動刃とを備え、シートを幅方向の両側から中央に向かって完全に切断するフルカットあるいは中央部分に切り残しを発生させるパーシャルカットを行うシート切断装置に関する。
ロール紙プリンターなどのプリンターでは小型・コンパクト化、コスト低減化の要請があり、そこに搭載されるシート切断装置についても、小型・コンパクト化およびコスト低減化が要請されている。固定刃と左右一対の可動刃を備えた鋏式のシート切断装置では、二枚の可動刃を所定の同期をとって開閉(回動)する機構を組み込む必要があり、小型・コンパクト化およびコスト低減化のためには、駆動源として単一のカッターモーターを搭載し、モーター回転力をリンク機構などを介して各可動刃に伝達することが望ましい。
特許文献1には単一のカッターモーターによって左右一対の可動刃を開閉するためのリンク機構が組み込まれたシート切断装置が提案されている。ここに開示のシート切断装置では、単一のカッターモーターによって回転駆動するクランク円板に取り付けたクランクピンにより、一方の可動刃を開閉駆動している。この駆動側の可動刃の後側には連結アームが配置されており、当該連結アームが、係合ピンを介して、可動刃の開閉運動に連動して回動し、当該連結アームの回動が、別の係合ピンを介して、他方の従動側の可動刃に伝達され、当該従動側の可動刃が開閉するようになっている。
特開2007−136582号公報
近年においてはロール紙プリンターなどにおいては、その小型・コンパクト化およびコスト低減化のために、シート切断装置の一層の小型・コンパクト化などが要求されることが多い。単一のカッターモーターによって左右一対の可動刃を開閉する鋏式のシート切断装置の小型・コンパクト化およびコスト低減化を図るためには、左右の可動刃を開閉駆動するためのリンク機構の構成部品点数の削減、および、構成部品のレイアウトの最適化を図ることが必要である。
本発明の課題は、小型・コンパクト化およびコスト低減化のために、左右一対の可動刃を開閉するためのリンク機構を少ない部品点数でコンパクトに構成できるようにしたシート切断装置、および、当該シート切断装置が搭載されたプリンターを提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明のシート切断装置は、
固定刃と、
前記固定刃の一方の側に対向するもので、第1支軸を回動中心として回動する第1可動刃と、
前記固定刃の他方の側に対向するもので、第2支軸を回動中心として回動する第2可動刃と、
円軌跡に沿って回転する駆動ピンと、
前記駆動ピンの回転に伴って前記第1可動刃を回動させるために、当該第1可動刃に形成されていると共に前記駆動ピンがスライド可能な状態で係合している第1ピンスライド部と、
第3支軸を回動中心として前記固定刃に接近および離れる方向に回動可能なリンクレバーと、
前記駆動ピンの回転に伴って前記リンクレバーを回動させるために、当該リンクレバーに形成されていると共に前記駆動ピンがスライド可能な状態で係合している第2ピンスライド部と、
前記リンクレバーの回動に伴って前記第2可動刃を回動させるために、前記第可動刃および前記リンクレバーのいずれか一方の側に配置したリンクピン、および、前記リンクピンがスライド可能な状態で係合している、他方の側に配置した第3ピンスライド部とを有していることを特徴としている。
本発明のシート切断装置では、円軌跡を描く駆動ピンが、第1ピンスライド部および第2ピンスライド部を介して、それぞれ、第1可動刃およびリンクレバーに係合しており、駆動ピンの回転に伴って第1可動刃が第1支軸を中心に回動(開閉)すると共にリンクレバーも第3支軸を中心に回動する。リンクレバーは、リンクピンおよび第3ピンスライド部を介して、第2可動刃に連結されているので、リンクレバーの回動に伴って第2可動刃が第2支軸を中心に回動(開閉)する。駆動ピンと第1ピンスライド部、第2ピンスライド部の位置関係、リンクピンと第3ピンスライド部の位置関係、および、第1〜第3ピンスライド部の形状などを適切に設定しておくことにより、第1、第2可動部材を所定の同期をとって固定刃に対して開閉させることができる。
ここで、前記駆動ピンを回転させるためのカッターモーターを、前記第1可動刃を挟み、前記固定刃とは反対側に配置し、前記リンクレバーを、前記第2可動刃を挟み、前記固定刃とは反対側に配置することが望ましい。このようにすると、デッドスペースを発生させることなくこれらの部品を配置できるので、装置の小型・コンパクト化に有利である。
また、本発明のシート切断装置は、
前記第1可動刃における前記第1支軸とは反対側(先端部)に前記第1ピンスライド部を形成し、
前記リンクレバーにおける前記第3支軸とは反対側(先端部)に前記第2ピンスライド部を形成し、前記第1ピンスライド部と前記第2ピンスライド部が、重なる部位に前記駆動ピンが係合し、
前記リンクレバーと前記第2可動刃が重なる部位に前記リンクピンあるいは前記第3ピンスライド部を形成することを特徴とする。
また、前記第2ピンスライド部を、前記リンクレバーを厚さ方向に貫通する状態に形成したスライド穴とし、前記駆動ピンを当該スライド穴を通って前記第1ピンスライド部に係合させた構成とすることができる。
このレイアウトを採用することにより、各部品を狭いスペースにコンパクトに組み込むことができるので、装置の小型・コンパクト化に有利である。
ここで、カッターモーターの回転を駆動ピンの回転運動として伝達する伝達機構としては、一般に、前記カッターモーターによって回転するウォームギヤと、前記ウォームギヤに噛み合っているウォームホィールとが用いられる。この場合には、前記ウォームホィールを、その一方の側面が前記リンクレバーの前記ピンスライド部に対峙する状態に配置してもよい。また、ウォームホィールの回転中心から外れた位置に前記駆動ピンを取り付けておけばよい。
次に、本発明のプリンターは、
記録紙が搬送される記録紙搬送路と、
前記記録紙搬送路に沿って搬送される前記記録紙に印刷を行う印刷ヘッドと、
前記記録紙搬送路における前記印刷ヘッドによる印刷位置よりも下流側の部位において前記記録紙を幅方向に沿ってその両端縁から中央に向けて切断するシート切断装置とを有し、
前記シート切断装置が上記構成のシート切断装置であることを特徴としている。
本発明のシート切断装置では、単一の駆動ピンを用いて、第1可動刃および第2駆動刃にリンクしているリンクレバーを直接に回動するようにしている。したがって、従来の固定刃および左右一対の可動刃を備えた鋏式のシート切断装置における左右の可動刃を開閉するためのリンク機構に比べて、リンク機構を少ない部品点数で構成でき、装置の小型・コンパクト化を達成できる。
一方、小型・コンパクトな本発明のシート切断装置をプリンターに搭載する場合には、その設置スペースが少なくて済むので、プリンターの小型・コンパクト化に有利である。
本発明の実施の形態に係るロール紙プリンターを示す外観斜視図である。 ロール紙プリンターにおける開閉蓋を開けた状態を示す外観斜視図である。 ロール紙プリンターの内部構成を示す概略断面図である。 ロール紙プリンターにおける開閉蓋を開けた状態の概略断面図である。 ロール紙プリンターに搭載されているシート切断装置の概略構成図である。 シート切断装置の記録紙切断開始状態を示す説明図である。 シート切断装置の記録紙切断終了状態を示す説明図である。
以下に、図面を参照して本発明を適用したシート切断装置が搭載されたロール紙プリンターの実施の形態を説明する。
(ロール紙プリンター)
図1は本実施の形態に係るロール紙プリンターを示す外観斜視図であり、図2はその開閉蓋を開けた状態の外観斜視図である。図3はロール紙プリンターの内部構成を示す概略断面図であり、図4は開閉蓋を開けた状態の概略断面図である。
ロール紙プリンター1は、全体として直方体形状をしているプリンターケース2を備え、この上面部分は、後端部の支軸3を中心として上下に開閉可能な開閉蓋4によって規定されている。開閉蓋4を開けるとロール紙収納部5が露出し、ここに上側からロール紙6を装填可能である。閉じ状態における開閉蓋4の前端部分に沿って一定幅の記録紙排出口7が形成されている。
ロール紙プリンター1の内部には、ロール紙収納部5に収納されたロール紙6から繰り出される長尺状の記録紙6aを記録紙排出口7に導く記録紙搬送路8が形成されている。記録紙搬送路8の途中位置には、印刷ヘッド、たとえばサーマルヘッド9が配置されており、当該サーマルヘッド9の発熱面にはプラテンローラ10が所定の力で押し付けられた状態になっている。サーマルヘッド9およびプラテンローラ10と記録紙排出口7との間の記録紙搬送路部分には、鋏式のシート切断装置11が搭載されている。シート切断装置11は、一枚の固定刃12と左右一対の可動刃13、14とを備え、記録紙6aをその幅方向の両端縁から中央に向けて切断し、中央部分に切り残しを発生させるパーシャルカット式の切断装置である。
図2、4に示すように、本例では、開閉蓋4の側に、プラテンローラ10とシート切断装置11の固定刃12が搭載されている。開閉蓋4を開けると、ロール紙収納部5および記録紙搬送路8が開放状態になる。ロール紙6を装填して記録紙6aを引き出した後に、開閉蓋4を閉じると、図3に示すように、記録紙6aがプラテンローラ10によってサーマルヘッド9に押しつけられた状態が形成され、これらの間を通ってシート切断装置11の固定刃12と可動刃13、14との間から記録紙排出口7に引き出された状態が形成される。
印刷動作においては、不図示の紙送りモーターによってプラテンローラ10が回転し、記録紙6aはプラテンローラ10によってサーマルヘッド9に押し付けられながら搬送される。記録紙6aの搬送に同期させてサーマルヘッド9が駆動され、不図示の上位機器から供給される印刷情報が記録紙6aに印刷される。印刷後においては、記録紙6aの搬送が止み、シート切断装置11が駆動され、その切断位置にある記録紙6aにおける印刷部分の後端部分が幅方向の両端縁から中央に向かって切断され、中央部分に僅かな切り残しができるパーシャルカットが行われる。この後は、操作者によってパーシャルカット後の印刷済みの記録紙部分が切り取られる。
(シート切断装置)
図5はシート切断装置11を記録紙6aの搬送方向に沿って上流側から見た場合の平面図であり、そのケース蓋を取り外した状態で示してある。シート切断装置11は、開閉蓋4の側に搭載されている固定刃12と、プリンター本体側に搭載されている可動刃ユニット20とを有している。可動刃ユニット20は、扁平な矩形のユニットケース21と、このユニットケース21に被せられている図示を省略した矩形板状のケース蓋とを備えている。ユニットケース21は、記録紙搬送路8に直交する状態に配置されており、当該記録紙搬送路8の幅方向に延びている。このユニットケース21の内部に第1可動刃13および第2可動刃14が組み込まれている。
開閉蓋4に搭載されている固定刃12は全体としてほぼ一定幅の金属板などの板材から形成されており、記録紙搬送路8にほぼ直交する姿勢で、その幅方向に延びている。固定刃12における記録紙搬送路8の側の縁部分(可動刃13、14に対峙している側の縁部分)には刃先12aが形成されている。刃先12aの刃筋方向の両端部分(第1端、第2端)には可動刃13、14の側に突出した突出端部12b、12cが形成されている。
第1可動刃13および第2可動刃14も金属板などの板材からなり、記録紙搬送路8を挟み、固定刃12とは反対側において、当該記録紙搬送路8にほぼ直交する状態に配置されている。また、記録紙搬送路8の幅方向の左右において、それらの切っ先13f、14fが対向する状態に配置されている。
第1可動刃13は、固定刃12の刃先12aに対峙している側の縁に刃先13aを備えている。当該第1可動刃13の根元側の部分13b(固定刃12の突出端部12bの側に位置する部分)は、ユニットケース21の矩形底板部分21aにおける左下側の隅部分に垂直に取り付けた第1支軸22を中心として固定刃12に対して開閉する方向に回動可能に支持されている。他方の第2可動刃14も、その固定刃側の縁には刃先14aが形成されており、その根元側の部分14b(固定刃12の突出端部12cの側に位置する部分)が、矩形底板部分21aの右下側の隅部分に垂直に取り付けた第2支軸23を中心として固定刃12に対して開閉する方向に回動可能に支持されている。
第1、第2可動刃13、14が第1、第2支軸22、23を中心として固定刃12の側に閉じると、それらの刃先13a、14aが、固定刃12の両側の突出端部12b、12cに乗り上げ、固定刃側の刃先12aに沿ってその両端側から中央に向けて摺動するようになっている。第1、第2支軸22、23にはコイルばねなどの付勢部材(図示せず)が装着されており、第1、第2可動刃13、14の刃先13a、14aが固定刃12の刃先12aに押し付けられた状態が維持される。
次に、第1、第2可動刃13、14を開閉するための開閉駆動機構について説明する。ユニットケース21には、第1、第2可動刃13、14を開閉するためのカッターモーター24が組み込まれている。カッターモーター24は、ユニットケース21の矩形底板部分21aにおける第1可動刃13の後側の部位(第1可動刃13を挟み、固定刃12とは反対側の部位)に取り付けられており、記録紙搬送路8の幅方向の中央側を向く状態で当該記録紙搬送路8の幅方向に延びている。カッターモーター24のモーター軸24aの先にはピニオン25が固着されており、モーター出力回転は、ピニオン25に噛み合っている伝達歯車26、当該伝達歯車26に同軸状態に連結されている過負荷防止用のクラッチ27を介して、クラッチ27の出力側に同軸状に連結されているウォームギヤ28に取り出される。
ウォームギヤ28は、記録紙搬送路8の側に配置されている想像線で示すウォームホィール29に噛み合っている。ウォームホィール29は、不図示のケース蓋の側に回転自在の状態で取り付けられている。ウォームホィール29における第1、第2可動刃13、14に対峙している側の側面には、ウォームホィール中心から一定の距離だけ偏心した位置に駆動ピン31が垂直に取り付けられている。駆動ピン31は、ウォームホィール29の回転に伴って図5において一点鎖線で示す円軌跡32に沿って回転する。
ここで、第1可動刃13における先端側の部位には、ウォームホィール29とユニットケース21の矩形底板部分21aの間に突出している突出部分13cが形成されている。この突出部分13cには長円形の第1ピンスライド穴13dが形成されており、ここに駆動ピン31がスライド可能な状態で通っている。ウォームホィール29と共に駆動ピン31が回転すると、駆動ピン31によって第1可動刃13は第1支軸22を中心として固定刃12に対して開閉する。
次に、他方の第2可動刃14を開閉するための機構を説明する。第2可動刃14の後側(固定刃12とは反対側)には、当該第2可動刃14に一部重なった状態で、金属板などの板材からなるリンクレバー33が配置されている。リンクレバー33は、その後端部33aが第2可動刃14の根元側の部位14bの後側に位置しており、当該後端部33aがユニットケース21の矩形底板部分21aに垂直に取り付けた第3支軸34を中心として固定刃12に接近および離れる方向に回動可能に支持されている。リンクレバー33の先端部33bは、第1可動刃13の突出部分13cとウォームホィール29の間に位置している。この先端部33bには長円形の第2ピンスライド穴33cが形成されている。ウォームホィール29の駆動ピン31は、この第2ピンスライド穴33cをスライド可能な状態で貫通した後に、第1可動刃13の第1ピンスライド穴13dに差し込まれている。したがって、リンクレバー33は、第1可動刃13と同様に、ウォームホィール29と共に駆動ピン31が回転すると、それに伴って、第3支軸34を中心として固定刃12に対して接近および離れる方向に回動する。
ここで、リンクレバー33における先端部33bと後端部33aの間には、第2可動刃14の側に広がっている広幅部分33dが形成されており、この広幅部分33dが第2可動刃14に対して厚さ方向に重なった状態になっている。この広幅部分33dには円弧状あるいは僅かな角度で折れ曲がった形状をした一定幅の第3ピンスライド穴33eが形成されている。この第3ピンスライド穴33eに対峙している第2可動刃14の側にはリンクピン35が垂直に取り付けられており、当該リンクピン35は第3ピンスライド穴33eをスライド可能な状態で貫通している。リンクレバー33が固定刃12に対して接近および離れる方向に回動すると、これに伴って、第2可動刃14がその根元側の第2支軸23を中心として、固定刃12に対して開閉する方向に回動する。
図6および図7はシート切断装置11の記録紙切断動作を示す説明図であり、これらの図においてはウォームホィール29を省略してある。図5〜図7を参照して記録紙切断動作を説明する。まず、図5に示すように、シート切断装置11の各駆動部分は待機位置にある。すなわち、第1、第2可動刃13、14はそれぞれ固定刃12から開いた待機位置13A、14Aにあり、リンクレバー33も固定刃12から離れた待機位置33Aにある。駆動ピン31は、円軌跡32上における僅かに第1可動刃13の側に回転した待機位置31Aに位置しており、第1ピンスライド穴13d、第2ピンスライド穴33cにおける左側の端に近い位置にある。また、リンクピン35は第3ピンスライド穴33eにおける右側の端に近い位置35Aにある。
シート切断装置11のカッターモーター24を駆動して、ウォームホィール29を図5において右回りに回転させると、ウォームホィール29と共に回転する駆動ピン31によって、第1可動刃13およびリンクレバー33は一旦僅かに固定刃12から離れる方向に後退させられた後に固定刃12に向けて接近する方向に回動する。リンクレバー33が回動すると、これにリンクピン35を介して連結されている第2可動刃14も固定刃12に向けて回動を開始する。第1、第2可動刃13、14は、回動を開始すると、それらの刃先13a、14aの根元側の部分13b、14bが固定刃12の両端部分に乗り上げ、その刃先12aに沿って中央側に摺動する。
図6に示すように、駆動ピン31が待機位置31Aから所定角度だけ右方向Rに回転した位置31Bに至ると、固定刃12と、左右の第1、第2可動刃13、14とによって、それらの間に位置している記録紙6aは、その幅方向の両端縁から中央に向けて切断され始める。
図7には記録紙6aが切断され終わった切断位置13C、14Cに可動刃13、14が至った状態を示してある。この状態では、駆動ピン31は最も固定刃12に接近した円軌跡32上の角度位置31Cにある。また、可動刃13、14は、その切っ先13f、14fがわずかに離れた状態で対峙しており、これらの間に位置する記録紙6aの部分が切り残し部分として残る。
以上説明したように、シート切断装置11においては、第2可動刃14の後側にリンクレバー33を配置し、ウォームホィール29に取り付けた駆動ピン31によって第1可動刃13およびリンクレバー33を直接回動させ、リンクレバー33によって第2可動刃14を回動させるようにしている。
したがって、たとえば、駆動ピン31によって第1可動刃13のみを回動させ、第1可動刃13によってリンクレバー33を回動させ、リンクレバー33によって第2可動刃14を回動させるリンク機構に比べて、リンクピン、リンクピンのスライド穴の数を減らすことができ、コスト面および組付けの作業性の面で有利になる。
また、従来のリンク機構のように、第1可動刃13によってリンクレバー33を回動させる場合には、リンクレバー33を第2可動刃14の側に配置すると、第1可動刃13を大きな寸法のものにする必要があるので、第1可動刃13に近い側、すなわち、当該第1可動刃13の後側にリンクレバー33を配置することになる。この配置を採用する場合には、第1可動刃13の後側にはカッターモーター24が配置されているので、リンクレバー33およびカッターモーター24を配置できるようにユニットケース21の幅寸法(記録紙搬送路8に直交する方向の寸法)が大きくなってしまう。
これに対して、本例のシート切断装置11では、リンクレバー33を駆動ピン31によって直接駆動するようにしているので、リンクレバー33を第2可動刃14の後側に配置できる。この結果、第1可動刃13および第2可動刃14の後側に、カッターモーター24およびリンクレバー33をデットスペースができない状態で配置することができる。よって、幅寸法(記録紙搬送路8に直交する方向の寸法)の小さなコンパクトなシート切断装置を実現できる。
(その他の実施の形態)
なお、上記の実施の形態はパーシャルカット用のシート切断装置についてのものであるが、本発明は固定刃と左右一対の可動刃を備えた鋏式のフルカット用のシート切断装置についても同様に適用可能である。
1 ロール紙プリンター、2 プリンターケース、3 支軸、4 開閉蓋、5 ロール紙収納部、6 ロール紙、6a 記録紙、7 記録紙排出口、8 記録紙搬送路、9 サーマルヘッド、10 プラテンローラ、11 シート切断装置、12 固定刃、12a 刃先、12b,12c 突出端部、13 第1可動刃、14 第2可動刃、13a,14a 刃先、13b,14b 根元側の部分、13c 突出部分、13d 第1ピンスライド穴、13f,14f 切っ先、20 可動刃ユニット、21 ユニットケース、21a 矩形底板部分、22 第1支軸、23 第2支軸、24 カッターモーター、24a モーター軸、25 ピニオン、26 伝達歯車、27 クラッチ、28 ウォームギヤ、29 ウォームホィール、31 駆動ピン、32 円軌跡、33 リンクレバー、33a 後端部、33b 先端部、33c 第2ピンスライド穴、33d 広幅部分、33e 第3ピンスライド穴、34 第3支軸、35 リンクピン

Claims (6)

  1. 固定刃と、
    前記固定刃の一方の側に対向するもので、第1支軸を回動中心として回動する第1可動刃と、
    前記固定刃の他方の側に対向するもので、第2支軸を回動中心として回動する第2可動刃と、
    円軌跡に沿って回転する駆動ピンと、
    当該第1可動刃に形成されていると共に前記駆動ピンがスライド可能な状態で係合している第1ピンスライド部と、
    第3支軸を回動中心として前記固定刃に接近および離れる方向に回動するリンクレバーと、
    当該リンクレバーに形成されていると共に前記駆動ピンがスライド可能な状態で係合している第2ピンスライド部と、
    前記第可動刃および前記リンクレバーのいずれか一方の側に配置したリンクピン、および、前記リンクピンがスライド可能な状態で係合している、他方の側に配置した第3ピンスライド部とを有していることを特徴とするシート切断装置。
  2. 前記駆動ピンを回転させるためのカッターモーターを有し、
    前記カッターモーターは、前記第1可動刃を挟み、前記固定刃とは反対側に配置されており、
    前記リンクレバーは、前記第2可動刃を挟み、前記固定刃とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のシート切断装置。
  3. 前記第1可動刃における前記第1支軸側とは反対側に前記第1ピンスライド部が形成されており、
    前記リンクレバーにおける前記第3支軸側とは反対側に前記第2ピンスライド部が形成されており、
    前記第1ピンスライド部と前記第2ピンスライド部が重なる部位に前記駆動ピンが係合し、
    前記リンクレバーと前記第2可動刃が重なる部位に前記リンクピンあるいは前記第3ピンスライド部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシート切断装置。
  4. 前記第2ピンスライド部は、前記リンクレバーを厚さ方向に貫通する状態に形成したスライド穴であり、前記駆動ピンは当該スライド穴を通って前記第1ピンスライド部に係合していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか項に記載のシート切断装置。
  5. 前記カッターモーターによって回転するウォームギヤと、
    前記ウォームギヤに噛み合っているウォームホィールとを有し、
    前記ウォームホィールには、その回転中心から外れた位置に前記駆動ピンが取り付けられていることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか項に記載のシート切断装置。
  6. 記録紙が搬送される記録紙搬送路と、
    前記記録紙搬送路に沿って搬送される前記記録紙に印刷を行う印刷ヘッドと、
    前記記録紙搬送路における前記印刷ヘッドによる印刷位置よりも下流側の部位において前記記録紙を幅方向に沿ってその両端縁から中央に向けて切断するシート切断装置とを有し、
    前記シート切断装置は請求項1ないし5のいずれか項に記載のシート切断装置であることを特徴とするプリンター。
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