JP5899859B2

JP5899859B2 - プリンタ

Info

Publication number: JP5899859B2
Application number: JP2011253460A
Authority: JP
Inventors: 竹内　晴紀; 晴紀竹内; 知昭上田
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: JP2013107259A

Description

本発明は、協働する切断刃の一方を記録紙の幅方向に移動する回転刃としたカッタを備えたプリンタに関する。

サーマルプリンタ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ等のプリンタには、印刷された記録紙を所定の長さに切断するカッタを備え、このカッタの協働する切断刃の一方を、記録紙の幅方向に移動する回転刃としたものがある（例えば、特許文献１−３参照）。特許文献１−３に記載されたものでは、他方の切断刃を記録紙の幅方向に延びる固定刃とし、回転刃を回転自在に支持したキャリッジを、記録紙の幅方向に移動させて、印刷された記録紙を所定の長さに切断するようにしている。

前記移動する回転刃を有するカッタは、回転刃を支持するキャリッジを、プーリに巻き掛けたタイミングベルトに係合させ、プーリの１つをモータで正逆方向に回転駆動することにより、回転刃を記録紙の幅方向に往復移動させるものが多い（例えば、特許文献１参照）。回転刃のキャリッジを、スパイラル溝を設けたスパイラル軸と係合させ、スパイラル軸をモータで正逆方向に回転駆動することにより、回転刃を記録紙の幅方向に往復移動させるものもある（例えば、特許文献２参照）。

この種のカッタでは、回転刃を記録紙の幅方向外側の一端側に待機させ、記録紙を所定の切断位置で停止させた状態で、回転刃を幅方向の他端側へ移動させて記録紙を切断し、他端側へ移動させた回転刃をそのまま記録紙の幅方向外側で待機させて、つぎの切断位置では、回転刃を他端側から一端側へ逆方向に移動させて、記録紙を切断するようにしたものが多い。

特開２０００−３１７８８４号公報特開２００２−２９１０９号公報特開２００３−１９１５４９号公報

特許文献１−３に記載された記録紙の幅方向に移動する回転刃を有するカッタは、回転刃の移動距離が長いので、記録紙の厚みや紙質等による切断抵抗の違いや、機械的な回転刃の送り抵抗の変化等によって、記録紙の切断時間がギロチン式やロータリ式等の他のタイプのカッタよりも大きく変動する問題がある。このように記録紙の切断時間が変動すると、各切断間に行われる印刷や紙送りにも支障を来たす。

そこで、本発明の課題は、記録紙の幅方向に移動する回転刃を有するカッタにおける切断時間の変動を抑制することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、印刷された記録紙を所定の長さに切断するカッタを備え、このカッタの協働する切断刃の少なくとも一方を、前記記録紙の幅方向外側で待機し、記録紙の幅方向に移動する回転刃としたプリンタにおいて、前記記録紙の幅方向外側の左右両側に、前記回転刃の待機位置を検出する待機位置センサを配置し、これらの左右両側の待機位置センサの中間に、前記回転刃の移動位置を検出する少なくとも１つの中間位置センサを配置して、前記記録紙を切断する回転刃がいずれか一方の前記待機位置センサで検出されてから１つの前記中間位置センサで検出されるまでの中途移動時間を測定し、この中途移動時間の予め設定された基準値からのずれに基づいて、前記回転刃が前記一方の待機位置センサで検出されてから他方の待機位置センサで検出されるまでの全体の移動時間の変動を抑制するように、前記中間位置センサで検出後の前記回転刃の移動速度を制御する構成を採用した。

すなわち、記録紙の幅方向外側の左右両側に、回転刃の待機位置を検出する待機位置センサを配置し、これらの待機位置センサの中間に、回転刃の移動位置を検出する少なくとも１つの中間位置センサを配置して、記録紙を切断する回転刃がいずれか一方の待機位置センサで検出されてから１つの中間位置センサで検出されるまでの中途移動時間を測定し、この測定された中途移動時間の予め設定された基準値からのずれに基づいて、回転刃が一方の待機位置センサで検出されてから他方の待機位置センサで検出されるまでの全体の移動時間の変動を抑制するように、中間位置センサで検出後の回転刃の移動速度を制御することにより、記録紙の幅方向に移動する回転刃を有するカッタにおける切断時間の変動を抑制できるようにした。

前記少なくとも１つの中間位置センサを、前記左右両側の待機位置センサ間の中心位置に対して左右対称に配置することにより、切断時の回転刃の左右の移動方向に関わらず、回転刃の移動速度を制御する距離を一定とすることができる。なお、中間位置センサを１つの場合を含めて奇数個配置する場合は、１つの中間位置センサを中心位置に配置し、残りの中間位置センサをその両側に左右対称に配置することができる。また、中間位置センサを偶数個配置する場合は、これらを中心位置に対して左右対称に配置することができる。

本発明に係るプリンタは、記録紙の幅方向外側の左右両側に、回転刃の待機位置を検出する待機位置センサを配置し、これらの待機位置センサの中間に、回転刃の移動位置を検出する少なくとも１つの中間位置センサを配置して、記録紙を切断する回転刃がいずれか一方の待機位置センサで検出されてから１つの中間位置センサで検出されるまでの中途移動時間を測定し、この測定された中途移動時間の予め設定された基準値からのずれに基づいて、回転刃が一方の待機位置センサで検出されてから他方の待機位置センサで検出されるまでの全体の移動時間の変動を抑制するように、中間位置センサで検出後の回転刃の移動速度を制御するようにしたので、記録紙の幅方向に移動する回転刃を有するカッタにおける切断時間の変動を抑制することができる。

プリンタの実施形態を示す切欠き縦断面図（ａ）は図１のカッタを示す正面図、（ｂ）は（ａ）の背面図図２の側面図図２（ａ）のIV−IV線に沿った断面図図２のカッタの動作を制御する制御フローチャート図２（ｂ）の変形例を示す背面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このプリンタはサーマルプリンタであり、図１に示すように、ロール紙の記録紙Ｓを給紙部に装填するリール１と、記録紙Ｓの外周を押さえる押さえローラ２と、ロール紙１１の先端部を挟持してリール１から繰り出すローディングローラ３ａおよびローディングピンチローラ３ｂと、記録紙Ｓを印刷部に送り込むフィードローラ４と、フィードローラ４に記録紙Ｓを押し付けるピンチローラ５と、一対のボビン６ａに巻回されたインクリボン６と、記録紙Ｓに印刷を施すサーマルヘッド７と、サーマルヘッド７と対向するプラテンローラ８と、印刷された記録紙Ｓを所定の長さに切断するカッタ１０とで基本的に構成されており、切断された記録紙Ｓは、ケーシング９の前面に設けられた排紙口９ａから外部に排出される。図示は省略するが、プリンタは各部の作動を制御するコントローラを備えている。このコントローラは、後述するカッタ１０の動作の制御も行うようになっている。

図２（ａ）、（ｂ）および図３に示すように、前記カッタ１０は、上切断刃が記録紙Ｓの幅方向に移動する回転刃１１とされ、下切断刃が記録紙Ｓの幅方向に延びる固定刃１２とされている。回転刃１１は上フレーム１３ａの前面側で幅方向に案内されるキャリッジ１４に回転自在に支持され、キャリッジ１４は駆動プーリ１５ａと複数の従動プーリ１５ｂに巻き掛けられたタイミングベルト１６に係止されており、下フレーム１３ｂに取り付けられたＤＣモータ１７で駆動プーリ１５ａを正逆方向に回転駆動することにより、キャリッジ１４に支持された回転刃１１が記録紙Ｓの幅方向に往復移動する。固定刃１２は回転刃１１と協働するように下フレーム１３ｂの前面側に固定されており、幅方向に延びる上下のフレーム１３ａ、１３ｂは、両端部で連結されている。

前記上フレーム１３ａの背面側には、記録紙Ｓの幅方向外側の左右両側で、回転刃１１の待機位置を検出する待機位置センサ１８ａ、１８ｂが取り付けられ、これらの待機位置センサ１８ａ、１８ｂの中間の中心位置に、回転刃１１の移動位置を検出する１つの中間位置センサ１９が取り付けられている。回転刃１１は、１回の切断で左側（図２（ｂ）の背面図では右側）の待機位置センサ１８ａで検出される待機位置から右方向へ移動して記録紙Ｓを切断すると、そのまま右側の待機位置センサ１８ｂで検出される待機位置で待機し、次回の切断では左方向へ移動して記録紙Ｓを切断する。

図４に示すように、前記キャリッジ１４には、上フレーム１３ａの背面側へ突出する位置検知プレート２０が設けられ、この位置検知プレート２０が光学式の中間位置センサ１９の発光部１９ａと受光部１９ｂ間を遮ることにより、キャリッジ１４すなわち回転刃１１の移動位置が検出される。図示は省略するが、各待機位置センサ１８ａ、１８ｂも中間位置センサ１９と同じ光学式のものとされている。なお、これらの各位置センサは、磁気式や接触式等の他のタイプのセンサとしてもよい。

前記上下のフレーム１３ａ、１３ｂには、それぞれ記録紙Ｓを案内する上下の紙ガイド２１ａ、２１ｂが取り付けられており、記録紙Ｓは背面側から回転刃１１と固定刃１２の間に案内される。上紙ガイド２１ａには、前面側で立ち上がる立ち上がり部２２が設けられている。キャリッジ１４は、上フレーム１３ａと立ち上がり部２２の間に摺動部２３ａ、２３ｂで案内される基部１４ａと、立ち上がり部２２の前面側に張り出す刃支持部１４ｂとからなり、刃支持部１４ｂに回転刃１１が回転自在に支持されている。また、基部１４ａには、タイミングベルト１６を係止するベルト係止具２４が組み込まれ、このベルト係止具２４に位置検知プレート２０が設けられている。

以下に、前記コントローラによるカッタ１０の動作の制御を説明する。コントローラはタイマを備え、待機位置センサ１８ａ、１８ｂと中間位置センサ１９の検出出力に基づいて、ＤＣモータ１７をＰＭＷ（Pulse Width Modulation）制御する。ＰＭＷ制御は、モータを駆動する一定周期のパルス幅を変えて、デューティ（駆動時間率）を制御するものである。

図５は、前記回転刃１１を左側の待機位置から右方向へ移動させて記録紙Ｓを切断する場合の制御フローチャートである。コントローラには、切断時に回転刃１１が左側の待機位置から中間位置センサ１９で検出されるまでの中途移動時間Ｔの基準値Ｔ_０が予め設定されている。まず、コントローラは、カット動作指令に基づいて、ＤＣモータ１７をデューティ１００％で正転駆動する。つぎに、回転刃１１が左側の待機位置センサ１８ａで検出されてから中間位置センサ１９で検出されるまでの中途移動時間Ｔを測定し、測定された中途移動時間Ｔを基準値Ｔ_０とのずれ時間ΔＴに基づいて、中間位置センサ１９で検出後の回転刃１１の移動速度を制御するＤＣモータ１７のデューティを決定する。この実施形態では、中間位置センサ１９で検出後の基準デューティを決め、中途移動時間Ｔが基準値Ｔ_０よりも大きいときはデューティを基準デューティよりも上げ、基準値Ｔ_０よりも小さいときはデューティを基準デューティよりも下げるようにしている。こののち、コントローラは決定されたデューティでＤＣモータ１７を正転駆動し、最後に、回転刃１１が右側の待機位置センサ１８ｂで検出されると、ＤＣモータ１７にブレーキをかけて回転刃１１を停止させ、１回の切断が終了する。図示は省略するが、回転刃１１を右側の待機位置から左方向へ移動させて切断を行う場合も、ＤＣモータ１７が逆転駆動となるだけで、同じ制御フローである。

それぞれ同じ紙幅の標準記録紙Ｓ_０、記録紙Ｓ_０よりも切断抵抗の大きい記録紙Ｓ_１、および記録紙Ｓ_０よりも切断抵抗の小さい記録紙Ｓ_２を用意し、図５に示した制御フローチャートのように、回転刃１１を左側の待機位置から右方向へ移動させて切断するときのカッタ１０の制御を行った。いずれの切断の場合も、回転刃１１が中心の中間位置センサ１９で検出されるまでの前半行程におけるＤＣモータ１７のデューティは１００％とした。このときの記録紙Ｓ_０の中途移動時間０．１０秒を基準値Ｔ_０として、各記録紙Ｓ_１、Ｓ_２の中途移動時間Ｔを測定し、そのずれ時間ΔＴに基づいて、中間位置センサ１９で検出後の後半行程におけるＤＣモータ１７のデューティを、後半行程における残り移動時間が標準の記録紙Ｓ_０と同じになるように制御した。記録紙Ｓ_０の後半行程における基準デューティは５０％とした。

表１に制御結果を示す。切断抵抗の大きい記録紙Ｓ_１では、中途移動時間Ｔが０．１５秒と記録紙Ｓ_０よりも長くなり、後半行程におけるデューティが７５％に上げられて、基準デューティでの移動速度よりも速められ、後半行程での残り移動時間が標準の記録紙Ｓ_０と同じ０．２０秒となっている。切断抵抗の小さい記録紙Ｓ_２では、中途移動時間Ｔが０．０８秒と記録紙Ｓ_０よりも短くなり、後半行程におけるデューティが４０％に下げられて、後半行程での残り移動時間が標準の記録紙Ｓ_０と同じ０．２０秒となっている。

これらの制御結果より、記録紙の切断抵抗が変化したときの、切断時の回転刃１１の全体の移動時間の変動を抑制できることが分かる。なお、上述した実施例では、後半行程での残り移動時間を一定とするように制御したが、後半行程におけるデューティがあまり高くならないように制限を加えた上で、全体の移動時間を一定とするように制御してもよい。後半行程におけるデューティをあまり高くすると、回転刃の停止位置の制御が難しくなるからである。

図６は、図２（ｂ）に示した中間位置センサ１９の配置の変形例を示す。この変形例では、両側の待機位置センサ１８ａ、１８ｂ間の中心位置に対して左右対称な位置に、２つの中間位置センサ１９が配置されている。各中間位置センサ１９は、印刷される記録紙Ｓの幅の内側に配置されており、中途移動時間Ｔまでに記録紙Ｓの一部を切断して、その切断抵抗の違いを検知できるようになっている。回転刃１１の左右方向への各移動に対して、どちらの中間位置センサ１９を使用してもよいが、デューティを制御する後半側の行程を長くするように、移動スタート側の中間位置センサ１９を使用するのが好ましい。なお、機械的な回転刃の送り抵抗の変化に対応する場合は、各中間位置センサ１９を記録紙Ｓの幅の外側に配置してもよい。

上述した実施形態では、カッタの上切断刃を回転刃とし、下切断刃を固定刃としたが、逆に、上切断刃を固定刃、下切断刃を回転刃とすることもでき、両方を回転刃とすることもできる。また、回転刃が左右両方向に移動するときに切断を行うようにしたが、切断毎に移動した回転刃を元の位置に戻し、一方向に移動するときのみに切断を行うようにしてもよい。

上述した実施形態と変形例では、中間位置センサの配置数を１つおよび２つとしたが、３つ以上の中間位置センサを配置して、これらを記録紙の幅等に応じて使い分けることもできる。

上述した実施形態では、サーマルプリンタとしたが、本発明に係るプリンタは、インクジェットプリンタやレーザプリンタ等の他のプリンタにも適用することができる。

Ｓ記録紙
１リール
２押さえローラ
３ａローディングローラ
３ｂローディングピンチローラ
４フィードローラ
５ピンチローラ
６インクリボン
６ａボビン
７サーマルヘッド
８プラテンローラ
９ケーシング
９ａ排紙口
１０カッタ
１１回転刃
１２固定刃
１３ａ、１３ｂフレーム
１４キャリッジ
１４ａ基部
１４ｂ刃支持部
１５ａ、１５ｂプーリ
１６タイミングベルト
１７ＤＣモータ
１８ａ、１８ｂ待機位置センサ
１９中間位置センサ
１９ａ発光部
１９ｂ受光部
２０位置検知プレート
２１ａ、２１ｂ紙ガイド
２２立ち上がり部
２３ａ、２３ｂ摺動部
２４ベルト係止具

Claims

印刷された記録紙を所定の長さに切断するカッタを備え、このカッタの協働する切断刃の少なくとも一方を、前記記録紙の幅方向外側で待機し、前記記録紙の幅方向に移動する回転刃としたプリンタにおいて、
前記記録紙の幅方向外側の左右両側に、前記回転刃の待機位置を検出する待機位置センサを配置し、
これらの左右両側の前記待機位置センサの中間に、前記回転刃の移動位置を検出する少なくとも１つの中間位置センサを配置して、
前記回転刃を移動させる指令であるカット動作指令が出されるとともに前記記録紙を切断する前記回転刃がいずれか一方の前記待機位置センサで検出されてから、前記回転刃が１つの前記中間位置センサで検出されるまでの中途移動時間を測定し、
この測定された中途移動時間の予め設定された基準値からのずれを求め、
前記カット動作指令が出されるとともに前記回転刃が前記一方の待機位置センサで検出されてから、前記回転刃が他方の前記待機位置センサで検出されるまでの全体の移動時間の変動を抑制するように、前記中間位置センサで検出後の前記回転刃の移動速度を、前記ずれに基づいて制御するようにしたことを特徴とするプリンタ。
前記少なくとも１つの中間位置センサを、前記左右両側の待機位置センサ間の中心位置に対して左右対称に配置した請求項１に記載のプリンタ。