JP6424629B2 - カッター刃移動機構、カッターおよびプリンター - Google Patents

Description

本発明は、カッター刃を直線的に移動させてシート状の媒体を切断するカッター移動機構およびカッターに関する。また、かかるカッターを搭載するプリンターに関する。

カッターを搭載するプリンターは特許文献１に記載されている。同文献のカッターは、記録紙を切断する前進位置と前進位置から離間した後退位置との間でカッター刃を進退させるカッター刃移動機構を備える。カッター刃移動機構は、駆動モーターと、駆動モーターからの駆動力が伝達される２つのカッター駆動歯車と、可動刃を進退方向に案内するガイドを備える。２つのカッター駆動歯車は、可動刃の移動面に対して回転中心軸を直交する方向に向けた状態で可動刃の進退方向と直交する直交方向に配列されている。また、２つのカッター駆動歯車は、互いに噛合しており、同期して回転する。各カッター駆動歯車には、その端面の中心から外れた位置に駆動ピンが設けられている。可動刃には、直交方向に延びる長孔が形成されており、この長孔に各カッター駆動歯車の駆動ピンが挿入されている。

駆動モーターの駆動力によって２つのカッター駆動歯車が回転すると、各駆動ピンは、長穴内を直交方向に移動しながら進退方向に移動する。従って、各駆動ピンは長穴の開口縁に当接して可動刃を進退方向に移動させる。各カッター駆動歯車が１回転する間に、可動刃は、固定刃と重なる前進位置と、固定刃との間に隙間が形成された後退位置との間を１往復する。特許文献１に記載のカッター刃移動機構では、可動刃を後退位置の側から前進位置に付勢するコイルバネを備える。

特開２００５−１６１４８１号公報

特許文献１のカッター刃移動機構では、カッター刃の後退位置から前進位置への移動をコイルバネがアシストする。従って、カッター刃を駆動する駆動モーターとして比較的出力の小さい安価なものを用いることができる。しかし、コイルバネによってカッター刃を前進位置に付勢する構成では、振動などにより可動刃が前進位置に移動する可能性がある。従って、安全性に問題がある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、媒体を切断する前進位置に向ってカッター刃を付勢することなく、当該カッター刃を比較的小さな出力の駆動モーターで後退位置から前進位置に移動させることができるカッター移動機構およびカッターを提供することにある。また、このようなカッターを搭載するプリンターを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、シート状の媒体を切断する前進位置と当該前進位置から離間する後退位置との間でカッター刃を往復移動させるカッター刃移動機構において、第１歯車と、第２歯車と、前記第１歯車の回転によって前記カッター刃を進退させる回転変換機構と、駆動モーターと、間欠歯車と、前記駆動モーターの回転を前記間欠歯車を介して前記第１歯車に伝達する伝達機構とを有し、前記駆動モーターの駆動によって前記間欠歯車が回転を開始した後に、前記間欠歯車の歯部は前記第２歯車と噛合し、前記間欠歯車の歯部が前記第２歯車と噛合して前記駆動モーターの回転が前記第１歯車に伝達される間に、前記カッター刃は前記回転変換機構によって前記後退位置から前記前進位置に移動することを特徴とする。

本発明によれば、間欠歯車は、駆動モーターの駆動によって当該間欠歯車が回転を開始した後に、その歯部が第２歯車と噛合して駆動モーターから第１歯車への回転伝達経路を形成する。従って、駆動モーターの駆動開始時点と、回転伝達経路が形成される回転伝達経路形成時点との間には時間差がある。ここで、回転伝達経路が形成される前であれば、駆動モーターにかかる負荷はカッター刃を移動させない分だけ小さくて済む。従って、この時間差の期間中に、駆動モーターの回転数を上昇させることができる。また、駆動モーターの回転数を上昇させれば、駆動モーターおよび間欠歯車に回転運動エネルギーを蓄積できる。従って、間欠歯車と第２歯車とが噛合した時点では、これらが予め噛合した状態で駆動モーターを駆動した場合と比較して、大きな駆動力（回転運動エネルギー）で第２歯車を回転させることができる。この結果、第１カッター刃の移動を開始させる時点で第１歯車を駆動モーターの出力以上の大きな力で回転させることができる。よって、駆動モーターとして比較的小さな出力の駆動モーターを用いてカッターを後退位置から前進位置に移動させることができる。

本発明において、間欠歯車を介して駆動モーターの駆動力を第１歯車に伝達するためには、前記伝達機構における前記第２歯車は、前記間欠歯車の回転経路の下流側に配置されるものとすることができる。

この場合において、間欠歯車から第２歯車を介して第１歯車に駆動力を伝達するためには、前記伝達機構は第３歯車を有し、前記第３歯車は前記第１歯車と前記第２歯車の間に配置され、前記第３歯車は前記第１歯車と噛合し、かつ前記第３歯車は前記第２歯車と噛合するものとすることができる。

本発明において、前記回転変換機構は、ラックアンドピニオン機構とすることができる。ラックアンドピニオン機構によれば、第１歯車の回転角度とカッター刃の移動距離とを対応させることができるので、回転変換機構にリンク機構を利用する場合と比較して、カッター刃を正確に移動させることができる。

本発明において、前記カッター刃を付勢する付勢部材を備え、前記間欠歯車の前記歯部と前記第２歯車との噛合が解除されると、前記付勢部材の付勢力によって前記カッター刃が前記前進位置から前記後退位置に移動することが望ましい。このようにすれば、カッター刃を後退位置に復帰させることが容易である。

本発明において、前記駆動モーターは、ＤＣモーターとすることができる。出力の小さいＤＣモーターは安価なので、このようにすれば、カッター刃移動機構の製造コストを抑制できる。

次に、本発明のカッターは、上記のカッター刃移動機構と、前記カッター刃移動機構によって前記前進位置と前記後退位置との間を移動する第１カッター刃と、前記後退位置から前記前進位置に向う前記第１カッター刃に擦接可能な第２カッター刃と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、第１カッター刃を駆動する駆動モーターとして、比較的出力の小さいものを用いることができる。従って、カッターの製造コストを抑制できる。

次に、本発明のプリンターは、上記のカッターと、印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドによる印刷位置および前記カッターによる切断位置を経由する搬送路に沿ってシート状の媒体を搬送する搬送機構と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カッターの製造コストを抑制できるので、カッターを搭載するプリンターの製造コストを抑制できる。

本発明の実施の形態に係るプリンターの斜視図である。 図１のプリンターの概略断面図である。 カッターの斜視図である。 カッターの側面図である。 カッターによる記録紙の切断動作の説明図である。 カッターによる記録紙の切断動作の説明図である。 カッターによる記録紙の切断動作の説明図である。 カッターによる記録紙の切断動作の説明図である。

以下に図面を参照して本発明の実施の形態にかかるプリンターを説明する。

（全体構成）
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るプリンターの斜視図であり、図１（ｂ）は図１のプリンターの外装を取り外した斜視図である。図２は図１のプリンターの概略断面図である。本例のプリンター１はロール紙２から繰り出される長尺状の記録紙３に印刷を行うロール紙プリンターである。図１に示すように、プリンター１は全体として直方体形状をしたプリンターケース４を備える。プリンターケース４の上面の前側部分には記録紙３を排出するための排出口５が設けられている。排出口５はプリンター１の幅方向に延びている。なお、以下では、互いに直交する方向をプリンター幅方向Ｘ、プリンター前後方向Ｙ、プリンター上下方向Ｚとして説明する。

プリンターケース４は、箱型のケース本体６と、ケース本体６に上方から被せられた開閉扉８を備える。ケース本体６は、内部にロール紙収納部７（図２参照）を備えており、開閉扉８は、ロール紙収納部７のロール紙投入口７ａを上方（プリンター上下方向Ｚの上方）から封鎖する。

開閉扉８は排出口５の後方Ｙ２（プリンター前後方向Ｙの後方Ｙ２）に設けられている。開閉扉８のプリンター幅方向Ｘの一方Ｘ１には開閉ボタン９が設けられている。開閉ボタン９の後方Ｙ２には電源スイッチ１０が設けられている。開閉ボタン９を操作すると開閉扉８のロックを解除することができる。ロックが解除されると、開閉扉８は、その後端部分においてプリンター幅方向Ｘに延びる回転軸回りに回動可能となる。開閉扉８は図１に示すように平伏した姿勢でロール紙収納部７を封鎖する封鎖位置８Ａと、図２に点線で示すように、起立した姿勢でロール紙収納部７を開放状態とする開放位置８Ｂの間を移動する。

図２に示すように、プリンターケース４の内部には、印刷ヘッド１４、カッター１５が搭載されている。また、プリンターケース４の内部には、ロール紙収納部７から、印刷ヘッド１４による印刷位置Ａおよびカッター１５による切断位置Ｂを経由して排出口５に至る記録紙３の搬送路１６が設けられている。

印刷ヘッド１４はサーマルヘッドである。印刷位置Ａは印刷ヘッド１４と対峙するプラテンローラー１７によって規定されている。プラテンローラー１７には搬送モーター１８の回転駆動力が伝達される。プラテンローラー１７および搬送モーター１８は記録紙３を搬送路１６に沿って搬送する搬送機構を構成する。

プリンター１は、搬送モーター１８を駆動してプラテンローラー１７を回転させ搬送路１６に沿ってセットされた記録紙３を一定速度で搬送する。また、プリンター１は、印刷ヘッド１４を駆動して印刷位置Ａを搬送される記録紙３に印刷を施す。さらに、プリンター１はカッター１５を駆動して印刷が済んだ記録紙３の記録紙部分を切断する。

（カッター）
図３はカッター１５の斜視図である。図４はカッター１５の側面図である。なお、図４では、複合歯車４０の間欠歯部４３ａおよびカム４４ｃがよく判るように、これらを記載している。図１（ｂ）および図３に示すように、カッター１５は、第１カッター刃２１と、第１カッター刃２１とともに記録紙３を切断する第２カッター刃２２を備える。また、カッター１５は、第１カッター刃２１を、予め設定した移動面２３（図２参照）に沿って移動させる第１カッター刃移動機構２４を備える。移動面２３は切断位置Ｂにおいて搬送路１６と交差する面であり、排出口５の下方でプリンター上下方向Ｚと直交する。図４に示すように、第１カッター刃移動機構２４は記録紙３を切断する前進位置２１Ａと前進位置２１Ａから離間した後退位置２１Ｂの間で第１カッター刃２１を往復移動させる。

また、カッター１５は、第２カッター刃２２を、第１カッター刃２１に擦接して記録紙３を切断する擦接位置２２Ａと、第１カッター刃２１（移動面２３）から離間する離間位置２２Ｂとの間で揺動させる第２カッター刃移動機構２５を有する。

カッター１５は、第２カッター刃２２が擦接位置２２Ａに配置された状態で第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動することにより、搬送路１６上の記録紙３を切断位置Ｂにおいて切断する。

（第１カッター刃および第２カッター刃）
図３に示すように、第１カッター刃２１はその刃先２１ａを前方Ｙ１（プリンター前後方向Ｙの前方Ｙ１）に向けている。第１カッター刃２１は、板状であり、左右対象の平面形状を備える。第１カッター刃２１は、その前側にプリンター幅方向Ｘの中央が後方Ｙ２に後退したＶ字形状の刃部２１ｂを備える。また、第１カッター刃２１は、刃部２１ｂのプリンター幅方向Ｘの両側に前方Ｙ１に突出する一対の乗り上げ部２１ｃを備える。各乗り上げ部２１ｃは、プリンター上下方向Ｚから見た場合に第２カッター刃２２におけるプリンター幅方向Ｘの両端部分（被乗り上げ部２２ｃ）と重なる位置まで延びている。第１カッター刃２１の後側部分はラック部材２７によって支持されている。また、カッター１５刃およびラック部材２７は、プリンター前後方向Ｙに移動可能な状態で扉側フレーム２８（図１（ｂ）参照）に支持されている。

第２カッター刃２２はその刃先２２ａを後方Ｙ２に向けている。第２カッター刃２２は、板状であり、全体としてプリンター幅方向Ｘに長い長方形の平面形状を備える。第２カッター刃２２は、その後側（第１カッターは２１と対向する側）のプリンター幅方向Ｘの両端部分に、第１カッター刃２１の乗り上げ部２１ｃが上方から擦接可能な被乗り上げ部２１ｃを備える。第２カッター刃２２の刃部２２ｂは、被乗り上げ部２１ｃの間においてプリンター幅方向Ｘに直線状に延びている。第２カッター刃２２は支持フレーム２９に搭載されている。

（第１カッター刃移動機構）
図３に示すように、第１カッター刃移動機構２４は、駆動源となる駆動モーター３１と、駆動歯車（第１歯車）３２と、駆動歯車３２の回転を直動に変換して第１カッター刃２１を移動面２３に沿って進退させる回転直動変換機構（回転変換機構）３３と、駆動モーター３１の回転を駆動歯車３２に伝達する伝達機構３４を有する。また、第１カッター刃移動機構２４は、第１カッター刃２１を前進位置２１Ａの側から後退位置２１Ｂに付勢する付勢部材を有する。付勢部材はコイルバネ３５である。

回転直動変換機構３３は、ラックアンドピニオン機構である。すなわち、回転直動変換機構３３は、駆動歯車３２と同軸に配置されて一体に回転するピニオン３７と、第１カッター刃２１を支持するラック部材２７に設けられたラック２７ａを備える。ピニオン３７はラック２７ａに噛合する。駆動モーター３１はＤＣモーターであり、一方向に回転駆動される。ここで、回転直動変換機構３３は、駆動歯車３２が第１回転方向Ｒ１（図４参照）へ規定回転角度だけ回転することにより、第１カッター刃２１を後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動させる。

伝達機構３４は、複合歯車（間欠歯車）４０と、駆動モーター３１の回転の回転伝達経路において複合歯車４０よりも上流側に位置する上流側伝達機構４１と、複合歯車４０よりも下流側に位置する下流側伝達機構４２を備える。第１カッター刃２１は、駆動モーター３１の駆動によって複合歯車４０が一方向に１回転する間に、前進位置２１Ａと後退位置２１Ｂの間を１往復する。

複合歯車４０は、第１カッター刃２１の移動面２３よりも下方において、その回転軸をプリンター幅方向Ｘに向けて配置されている。複合歯車４０は所定の角度範囲に形成された間欠歯部（歯部）４３ａを備える間欠歯車部４３と、間欠歯車部４３よりも大径で当該間欠歯車部４３と同軸に形成された大径歯車部４４を備える。大径歯車部４４は間欠歯車部４３のプリンター幅方向Ｘの一方Ｘ１の側（外側）に位置している。大径歯車部４４はその外周に全周に渡る歯部４４ａを備える。

また、複合歯車４０は、カム４４ｃを備える。カム４４ｃは間欠歯部４３ａおよび大径歯車部４４と一体に形成されている。

上流側伝達機構４１は、駆動モーター３１の回転軸に取り付けられたピニオン４６と、ピニオン４６の回転が伝達されるウオーム４７と、ウオーム４７とピニオン３８との間に設けられたクラッチ機構４８を備える。駆動モーター３１は、その回転軸をプリンター上下方向Ｚに向けた状態で配置されている。ウオーム４７は、その回転軸をプリンター上下方向Ｚに向けて配置されている。ウオーム４７は複合歯車４０における大径歯車部４４の歯部４４ａと噛合している。クラッチ機構４８は、回転伝達経路の下流側から上流側に向かって大きな回転力が入力された場合などに、ウオーム４７とピニオン３８の間で、回転伝達経路を切断する。これにより、クラッチ機構４８は第１カッター刃移動機構２４が破損することを防止する。

下流側伝達機構４２は、駆動歯車３２と噛合するアイドラ歯車（第３歯車）５０と、複合歯車４０の回転をアイドラ歯車５０に伝達する伝達歯車（第２歯車）５１を有する。駆動歯車３２、アイドラ歯車５０および伝達歯車５１は、複合歯車４０の間欠歯車部４３よりも上方に配置されている。また、駆動歯車３２、アイドラ歯車５０および伝達歯車５１は前方Ｙ１から後方Ｙ２に向かってこの順番に配置されている。駆動歯車３２の回転軸は複合歯車４０の回転軸よりも前方Ｙ１に位置し、伝達歯車５１の回転軸は複合歯車４０の回転軸よりもプリンター後方Ｙ２に位置する。伝達歯車５１は間欠歯車部４３の回転経路の下流側に配置されている。

伝達歯車５１は複合歯車４０（間欠歯車部４３）の間欠歯部４３ａと噛合可能である。アイドラ歯車５０は間欠歯車である。アイドラ歯車５０の間欠歯部５０ａは駆動歯車３２および伝達歯車５１の双方に噛合する。なお、アイドラ歯車５０は、全周に歯部を備える通常の歯車とすることもできる。

一対のコイルバネ３５は、プリンター幅方向Ｘに離間した位置でプリンター前後方向Ｙに延びている。各コイルバネ３５は、それぞれ前端部分がラック部材２７に取り付けられ、後端部分が扉側フレーム２８に取り付けられている。

駆動モーター３１の回転が伝達された複合歯車４０が１回転する間であって複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１とが噛合している期間中は、複合歯車４０の回転が伝達歯車５１からアイドラ歯車５０を介して駆動歯車３２に伝達される。これにより、駆動歯車３２は第１回転方向Ｒ１に規定回転角度だけ回転する。この結果、第１カッター刃２１は後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａへと移動する。ここで、各コイルバネ３５は、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動するのに伴って伸張して付勢力を蓄積する。従って、第１カッター刃移動機構２４は、各コイルバネ３５の付勢力に抗して、第１カッター刃２１を後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動させる。

その後、複合歯車４０がさらに回転して複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１との噛合が解除されると、各コイルバネ３５は、その蓄積した付勢力を利用して、第１カッター刃２１を前進位置２１Ａから後退位置２１Ｂに引き戻す。すなわち、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１との噛合が解除されると、駆動モーター３１から駆動歯車３２に至る伝達機構３４の回転伝達経路が遮断される。この結果、伝達歯車５１、アイドラ歯車５０、駆動歯車３２が回転自在な状態となるので、第１カッター刃２１は、各コイルバネ３５の付勢力によって後方に移動して、後退位置２１Ｂに戻る。

ここで、プラテンローラー１７、第１カッター刃移動機構２４の上流側伝達機構４１（伝達歯車５１およびアイドラ歯車５０）、駆動歯車３２、ラック部材２７、第１カッター刃２１、および、コイルバネ３５は、扉側フレーム２８に支持されている。従って、プラテンローラー１７、上流側伝達機構４１、駆動歯車３２、ラック部材２７、第１カッター刃２１、および、コイルバネ３５は、開閉扉８を開く際に、開閉扉８とともに回動してケース本体６から離間する。

（第２カッター刃移動機構）
図４に示すように、第２カッター刃２２は、第１カッター刃２１と擦接可能な擦接位置２２Ａでは、第１カッター刃２１の後退位置２１Ｂに向って（プリンター後方Ｙ２に向かって）第１カッター刃２１の移動面２３に接近する方向に傾斜した傾斜姿勢とされている。傾斜姿勢では第２カッター刃２２の刃先２２ａは移動面２３上にある。第２カッター刃移動機構２５は、その刃先２１ａを傾斜姿勢よりも移動面２３から離れる下方に変位させることによって第２カッター刃２２を擦接位置２２Ａから離間位置２２Ｂに移動させる。

第２カッター刃移動機構２５は第１カッター刃２１の移動面２３よりも下方に構成されている。図３、図４に示すように、第２カッター刃移動機構２５は、第２カッター刃２２を予め定めた回転軸回りに揺動可能に支持する支持機構５５と、第１カッター刃移動機構２４による前記第１カッター刃２１の移動に同期させて第２カッター刃２２を揺動させるリンク機構５６を備える。

支持機構５５は、第２カッター刃２２を搭載する支持フレーム２９と、支持フレーム２９を揺動可能に支持する支軸５８と、支持フレーム２９を付勢することにより第２カッター刃２２を擦接位置２２Ａに付勢する付勢部材５９を備える。本例では、付勢部材５９はコイルバネである。

図３に示すように、支持フレーム２９はプリンター幅方向Ｘに延びて第２カッター刃２２を下方から支持するカッター支持部分６１と、カッター支持部分６１のプリンター幅方向Ｘの一方Ｘ１の側の端部分から下方に延びるリンクフレーム部分６２を備える。リンクフレーム部分６２は、下方に延びる前側フレーム部６２ａと前側フレーム部６２ａの下端部分から後方Ｙ２に延びる中間フレーム部分６２ｂと中間フレーム部分６２ｂの後端部分から上方に延びる後側フレーム部６２ｃを備える。後側フレーム部６２ｃの上端部分には、複合歯車４０のカム４４ｃに当接可能なカムフォロワー部２９ａが設けられている。

支軸５８は、前側フレーム部６２ａの前側の上端部分をプリンター幅方向Ｘに貫通している。支軸５８は第２カッター刃２２の回転軸であり、支軸５８の中心線は第２カッター刃２２の揺動中心線（回転中心線）である。付勢部材５９は前側フレーム部６２ａの上端部分であって、支軸５８を間に挟んで第２カッター刃２２の刃先２１ａとは反対側に位置する前端部分を下方に付勢する。

支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａと複合歯車４０のカム４４ｃは、リンク機構５６を構成する。複合歯車４０が１回転する間であって、カムフォロワー部２９ａと複合歯車４０のカム４４ｃとが擦接していない期間では、付勢部材５９によって、支持フレーム２９は支軸５８回りを図３、図４に矢印で示す反時計回りの付勢方向Ｓ１に付勢される。支持フレーム２９が反時計回りの付勢方向Ｓ１に付勢されると、第２カッター刃２２の被乗り上げ部２１ｃが下方から第１カッター刃２１の乗り上げ部２１ｃに当接する。従って、第２カッター刃２２は傾斜姿勢で擦接位置２２Ａに配置される。また、第２カッター刃２２が擦接位置２２Ａに配置された状態では、第２カッター刃２２は、付勢部材５９の付勢力によって、第１カッター刃２１に押し付けられる。

一方、複合歯車４０が回転して支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａと複合歯車４０のカム４４ｃとが擦接すると、付勢部材５９の付勢力に抗して、後側フレーム部６２ｃが下方に変位する。これにより、支持フレーム２９は支軸５８回りを図３、図４に矢印で示す時計回りＳ２に回動する。この結果、第２カッター刃２２は、その刃先２１ａが移動面２３から下方に離間して、第１カッター刃２１と擦接しない離間位置２２Ｂに配置される。第２カッター刃２２は、カムフォロワー部２９ａと複合歯車４０のカム４４ｃが擦接している期間中、離間位置２２Ｂに配置される。

ここで、第２カッター刃移動機構２５は、第１カッター刃移動機構２４が第１カッター刃２１を後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動させる前に、第２カッター刃２２を擦接位置２２Ａに配置する。また、第２カッター刃移動機構２５は、第１カッター刃移動機構２４が第１カッター刃２１を前進位置２１Ａから後退位置２１Ｂに移動させる前に、第２カッター刃２２を離間位置２２Ｂに配置する。

（切断動作）
次に、図５乃至図８を参照してカッター１５による記録紙３の切断動作を説明する。図５はカッター１５の待機状態を示す。図６は第１カッター刃２１が移動を開始する直前の状態を示す。図７は第１カッター刃２１が前進位置２１Ａに到達した状態を示す。図８は第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂに到達した状態を示す。各図の（ａ）はカッター１５の平面図であり、各図の（ｂ）はカッター１５を回転直動変換機構３３のピニオン３７を通過する面で切断した縦断面図であり、各図の（ｃ）はカッター１５の側面図であり、各図の（ｄ）は、複合歯車４０の周囲の部分拡大図である。各図の（ｃ）、（ｄ）では、間欠歯部４３ａ、カム４４ｃおよびカムフォロワー部２９ａの位置がよく判るように、これらを記載している。

まず、プリンター１が電源オフの状態とされている場合、或いは、プリンター１が印刷データの供給を待つ待機状態とされている場合には、カッター１５は待機状態とされる。待機状態では、図５（ａ）に示すように、第１カッター刃２１は後退位置２１Ｂに配置されている。図５（ｂ）に示すように、駆動歯車３２と同軸のピニオン３７は、ラック部材２７のラック２７ａの前端部分に噛合している。図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、複合歯車４０の間欠歯部４３ａは、伝達歯車５１から離間する角度位置に配置されており、伝達歯車５１とは噛合していない。一方、第２カッター刃２２を支持する支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａは、図５（ｃ）に示すように、複合歯車４０のカム４４ｃに接している。これにより支持フレーム２９の後側フレーム部６２ｃはコイルバネ３５の付勢力に抗して下方に押し下げられており、第２カッター刃２２は第１カッター刃２１から離間する離間位置２２Ｂに配置されている。

外部の機器から印刷データが供給されると、プリンター１は、搬送モーター１８を駆動してプラテンローラー１７を回転させて、搬送路１６に沿ってセットされた記録紙３を一定速度で搬送する。また、プリンター１は、印刷ヘッド１４を駆動して、印刷位置Ａを搬送される記録紙３に印刷を行う。印刷が終了すると、プリンター１は、駆動モーター３１を規定駆動時間だけ同一方向に回転駆動する。これにより、カッター１５を動作させて、印刷が済んだ記録紙３の記録紙部分を切断する。

駆動モーター３１が駆動されると複合歯車４０が回転方向Ｄ１（時計回り）に回転を開始する。複合歯車４０が回転すると、その直後に、支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａと複合歯車４０のカム４４ｃとの当接が解除される。これにより支持フレーム２９は付勢部材５９の付勢力により支軸５８回りを反時計回りＳ１に回動する（図６（ｃ）参照）。この結果、第２カッター刃２２は、第１カッター刃２１に擦接可能な擦接位置２２Ａに移動する。

その後、複合歯車４０がさらに回転すると、図６に示すように、駆動モーター３１の駆動開始時点から所定時間経過後に複合歯車４０の間欠歯部４３ａが伝達歯車５１と噛合する。すなわち、間欠歯部４３ａは、駆動モーター３１の駆動開始時点から、角度θだけ回転した後に伝達歯車５１と噛合する。本例では、角度θは９０°以上である。

複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１が噛合すると、図６（ｄ）に示すように、伝達歯車５１は反時計回りに回転する。また、伝達歯車５１と噛合しているアイドラ歯車５０が時計回りに回転する。そして、アイドラ歯車５０と噛合している駆動歯車３２が反時計回りの第１回転方向Ｒ１に回転する。複合歯車４０の間欠歯部４３ａが伝達歯車５１と噛合している間に駆動歯車３２は第１回転方向Ｒ１に規定回転角度だけ回転する。

駆動歯車３２の第１回転方向Ｒ１への規定回転角度の回転は、回転直動変換機構３３により第１カッター刃２１の前方Ｙ１への直動に変換される。従って、第１カッター刃２１は後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに向かって規定距離だけ移動する。これにより、第１カッター刃２１は、その刃部２１ｂを第２カッター刃２２の刃部２２ｂに擦接させながら搬送路１６の切断位置Ｂを通過して、前進位置２１Ａに到達する。この結果、切断位置Ｂに配置された記録紙３が切断される。ここで、第１カッター刃２１が前進位置２１Ａに移動する間、コイルバネ３５は伸張して付勢力を蓄積している。

第１カッター刃２１が前進位置２１Ａに到達すると、図７に示すように、複合歯車４０と間欠歯部４３ａと伝達歯車５１の噛合が解除される。これにより、複合歯車４０の回転が駆動歯車３２に伝達されなくなるので、第１カッター刃２１は、前進位置２１Ａにおいて、その移動を停止する。第１カッター刃２１が前進位置２１Ａに配置された状態では、駆動歯車３２はラック部材２７のラック２７ａの後端部分に噛合している。

また、複合歯車４０と間欠歯部４３ａと伝達歯車５１の噛合が解除されると、駆動モーター３１から駆動歯車３２に至る伝達機構３４の回転伝達経路が遮断され、伝達歯車５１、アイドラ歯車５０、駆動歯車３２が回転自在な状態となる。従って、図８に示すように、第１カッター刃２１は、各コイルバネ３５の付勢力により、前進位置２１Ａから後退位置２１Ｂに引き戻される。これにより第１カッター刃２１は後退位置２１Ｂに配置される。

なお、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂに戻る間に、各コイルバネ３５の付勢力はラック部材２７から駆動歯車３２に伝達される。従って、駆動歯車３２は第１回転方向Ｒ１とは逆の第２回転方向Ｒ２に規定回転角度だけ回転する。よって、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂに配置された状態では、駆動歯車３２はラック部材２７のラック２７ａの前端部分に噛合する。

ここで、複合歯車４０と間欠歯部４３ａと伝達歯車５１の噛合が解除されるのと並行して、複合歯車４０のカム４４ｃと、第２カッター刃２２を支持する支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａが擦接する。これにより、図８（ｂ）に示すように、支持フレーム２９の後側フレーム部６２ｃが下方に押し下げられて、支持フレーム２９は支軸５８回りを時計回りＳ２に揺動する。この結果、第２カッター刃２２は、第１カッター刃２１と離間する離間位置２２Ｂに移動する。

しかる後に、駆動モーター３１が停止する。すなわち、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂに配置された後に、駆動モーター３１の駆動時間が規定駆動時間に達し、駆動モーター３１が停止する。これにより、カッター１５は図５に示す待機状態に戻る。

図５に示す待機状態では、複合歯車４０の間欠歯部４３ａは、伝達歯車５１から離間する角度位置に配置されており、伝達歯車５１とは噛合していない。一方、第２カッター刃２２を支持する支持フレーム２９のカムフォロワー部２９ａは、複合歯車４０のカム４４ｃに接している。これにより支持フレーム２９の後側フレーム部６２ｃはコイルバネ３５の付勢力に抗して下方に押し下げられており、第２カッター刃２２は第１カッター刃２１から離間する離間位置２２Ｂに配置されている。

ここで、プリンター１が待機状態のときに、ロール紙２の装填などのために開閉扉８を開いて開放位置８Ｂに配置すると、プラテンローラー１７、第１カッター刃２１、ラック部材２７、駆動歯車３２、上流側伝達機構４１（アイドラ歯車５０および伝達歯車５１）およびコイルバネ３５は、開閉扉８とともに移動するが、待機状態では複合歯車４０の間欠歯部４３ａは伝達歯車５１と噛合しない位置にある。従って、開閉扉８を開く開動作が、伝達歯車５１と複合歯車４０の間欠歯部４３ａの噛合によって妨げられることがない。また、開閉扉８を開放位置８Ｂから封鎖位置８Ａに移動させる閉動作に際しても、伝達歯車５１と複合歯車４０の間欠歯部４３ａが衝突することがない。さらに、待機状態では、第２カッター刃２２は、離間位置２２Ｂに配置されているので、第２カッター刃２２の刃部２２ｂが第１カッター刃２１の移動面２３よりも下方に位置する。従って、開閉扉８を開放位置８Ｂに配置した状態でも、第２カッター刃２２の刃部２２ｂがケース本体６から上方に突出することがなく、安全である。

（作用効果）
本例では、カッター１５が待機状態とされているときに、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１は、複合歯車４０の回転軸回りで９０°以上の角度θだけ離間している。従って、駆動モーター３１の駆動によって複合歯車４０が回転を開始した後に間欠歯部４３ａは伝達歯車５１と噛合して回転伝達経路を形成する。すなわち、本例では、駆動モーター３１の駆動開始時点と、駆動モーター３１の回転を駆動歯車３２に伝達する回転伝達経路が形成される回転伝達経路形成時点との間に時間差がある。

ここで、回転伝達経路が形成される前であれば駆動モーター３１にかかる負荷は、第１カッター刃２１を移動させない分だけ小さくて済む。従って、この時間差の期間中に駆動モーター３１の回転数が上昇する。また、駆動モーター３１の回転数が上昇すれば、複合歯車４０に回転運動エネルギーが蓄積される。従って、複合歯車４０と伝達歯車５１が噛合した時点では、予め複合歯車４０と伝達歯車５１が噛合している状態で駆動モーター３１を駆動した場合と比較して、大きな駆動力（回転運動エネルギー）で伝達歯車５１を回転させることができる。この結果、第１カッター刃の移動を開始させる時点で駆動歯車３２を駆動モーター３１の出力以上の大きな力で回転させることができる。よって、駆動モーター３１として比較的小さな出力の安価なＤＣモーターを用いてカッター１５を後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動させることができる。

なお、回転運動エネルギーＫは、以下の式で表される。以下の式においてＩは慣性モーメントであり、Ｎは回転数である。
Ｋ＝１／２×Ｉ×（２πｎ）＾２

また、本例では、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１が噛合している期間中、駆動歯車３２が第１回転方向Ｒ１に回転し、これにより、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに移動する。従って、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１が噛合する期間を設定することにより、第１カッター刃２１が後退位置２１Ｂから前進位置２１Ａに向う移動距離を所望に距離に設定できる。よって、第１カッター刃２１を前進位置２１Ａに正確に配置できる。

さらに、本例では、第１カッター刃２１を移動させる回転直動変換機構３３としてラックアンドピニオン機構を採用している。ラックアンドピニオン機構によれば、駆動歯車３２の回転角度と第１カッター刃２１の移動距離を対応させることができるので、回転直動変換機構３３にリンク機構を利用する場合と比較して、第１カッター刃２１を正確に移動させることができる。

また、本例では、第１カッター刃２１を前進位置２１Ａの側から後退位置２１Ｂに向って付勢するコイルバネ３５を備え、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと伝達歯車５１の噛合が解除されると、コイルバネ３５の付勢力によって第１カッター刃２１を前進位置２１Ａから後退位置２１Ｂに移動させる。従って、第１カッター刃２１を後退位置２１Ｂに復帰させることが容易である。また、第１カッター刃２１を比較的速い速度で後退位置２１Ｂに戻すことができる。

さらに、本例では、駆動モーター３１として、出力の小さい比較的安価ＤＣモーターを用いることができるので、カッター１５の製造コストを抑制できる。また、カッター１５を搭載するプリンターの製造コストを抑制できる。

（変形例）
本発明において、駆動歯車３２は、伝達歯車５１を兼ねていてもよい。すなわち、複合歯車４０の間欠歯部４３ａを駆動歯車３２に噛合させてもよい。このようにすれば、アイドラ歯車５０および伝達歯車５１を省くことができるので、部品点数を削減できる。この場合でも、カッター１５が待機状態とされているときに、複合歯車４０の間欠歯部４３ａと駆動歯車３２を複合歯車４０の回転軸回りで角度θだけ離間させ、駆動モーター３１の駆動によって複合歯車４０が回転を開始した後に間欠歯部４３ａと駆動歯車３２が噛合して回転伝達経路を形成するものとする。

１・・プリンター、２・・ロール紙、３・・記録紙（媒体）、４・・プリンターケース、５・・排出口、６・・ケース本体、７・・ロール紙収納部、７ａ・・ロール紙投入口、８・・開閉扉、８Ａ・・開閉扉の封鎖位置、８Ｂ・・開閉扉の開放位置、９・・開閉ボタン、１０・・電源スイッチ、１４・・印刷ヘッド、１５・・カッター、１６・・搬送路、１７・・プラテンローラー、１８・・搬送モーター、２１・・第１カッター刃、２１ａ・・第１カッター刃の刃先、２１ｂ・・第１カッター刃の刃部、２１ｃ・・第１カッター刃の乗り上げ部、２１Ａ・・第１カッター刃の前進位置、２１Ｂ・・第１カッター刃の後退位置、２２・・第２カッター刃、２２ａ・・第２カッター刃の刃先、２２ｂ・・第２カッター刃の刃部、２２ｃ・・第２カッター刃の被乗り上げ部、２２Ａ・・第２カッター刃の擦接位置、２２Ｂ・・第２カッター刃の離間位置、２３・・第１カッター刃の移動面、２４・・第１カッター刃移動機構、２５・・第２カッター刃移動機構、２７・・ラック部材、２７ａ・・ラック、２８・・扉側フレーム、２９・・支持フレーム、２９ａ・・カムフォロワー部、３１・・駆動モーター、３２・・駆動歯車（第１歯車）、３３・・回転直動変換機構、３４・・伝達機構、３５・・コイルバネ（付勢部材）、３７・・回転直動変換機構のピニオン、３８・・ピニオン、４０・・複合歯車（間欠歯車）、４１・・上流側伝達機構、４２・・下流側伝達機構、４３・・間欠歯車部、４３ａ・・間欠歯部（歯部）、４４・・大径歯車部、４４ａ・・大径歯車部の歯部、４４ｃ・・カム、４６・・ピニオン、４７・・ウオーム、４８・・クラッチ機構、５０・・アイドラ歯車（第３歯車）、５０ａ・・アイドラ歯車の間欠歯部、５１・・伝達歯車（第２歯車）、５５・・支持機構、５６・・リンク機構、５８・・支軸、５９・・付勢部材、６１・・支持フレームのカッター支持部分、６２・・支持フレームのリンクフレーム部分、６２ａ・・前側フレーム部、６２ｂ・・中間フレーム部分、６２ｃ・・後側フレーム部、θ・・待機状態における間欠歯車の歯部と伝達歯車の間の角度、Ａ・・印刷位置、Ｂ・・切断位置、Ｒ１・・第１回転方向、Ｒ２・・第２回転方向、Ｘ・・プリンター幅方向、Ｘ１・・プリンター幅方向の一方、Ｙ・・プリンター前後方向、Ｙ１・・プリンター前後方向の前方、Ｙ２・・プリンター前後方向の後方、Ｚ・・プリンター上下方向

Claims (7)

1. シート状の媒体を切断する前進位置と当該前進位置から離間する後退位置との間でカッター刃を往復移動させるカッター刃移動機構において、
   第１歯車と、第２歯車と、前記第１歯車の回転によって前記カッター刃を進退させる回転変換機構と、駆動モーターと、間欠歯車と、前記駆動モーターの回転を前記間欠歯車を介して前記第１歯車に伝達する伝達機構とを有し、
   前記駆動モーターの駆動によって前記間欠歯車が回転を開始した後に、前記間欠歯車の歯部は前記第２歯車と噛合し、
   前記間欠歯車の歯部が前記第２歯車と噛合して前記駆動モーターの回転が前記第１歯車に伝達される間に、前記カッター刃は前記回転変換機構によって前記後退位置から前記前進位置に移動し、
   前記カッター刃を付勢する付勢部材を備え、
   前記間欠歯車の前記歯部と前記第２歯車との噛合が解除されると、前記付勢部材の付勢力によって前記カッター刃が前記前進位置から前記後退位置に移動することを特徴とするカッター刃移動機構。
2. 請求項１において、
   前記伝達機構における前記第２歯車は、前記間欠歯車の回転経路の下流側に配置されることを特徴とするカッター刃移動機構。
3. 請求項２において、
   前記伝達機構は第３歯車を有し、前記第３歯車は前記第１歯車と前記第２歯車の間に配置され、前記第３歯車は前記第１歯車と噛合し、かつ前記第３歯車は前記第２歯車と噛合することを特徴とするカッター刃移動機構。
4. 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
   前記回転変換機構は、ラックアンドピニオン機構であることを特徴とするカッター刃移動機構。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記駆動モーターは、ＤＣモーターであることを特徴とするカッター刃移動機構。
6. 請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載のカッター刃移動機構と、
   前記カッター刃移動機構によって前記前進位置と前記後退位置との間を移動する第１カッター刃と、
   前記後退位置から前記前進位置に向う前記第１カッター刃に擦接可能な第２カッター刃と、
   を有することを特徴とするカッター。
7. 請求項６に記載のカッターと、
   印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドによる印刷位置および前記カッターによる切断位置を経由する搬送路に沿ってシート状の媒体を搬送する搬送機構と、
   を有することを特徴とするプリンター。

Images