JPH0647696A - シート切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フルカットとパーシャルカットの２種の切断
機能をもった切断装置において、クランク機構または四
節回転連鎖機構のいずれかを用いて可動刃を往復動作さ
せる。 【構成】 可動刃がシートに対してほぼ垂直方向に移動
して、シートを切断するシート切断装置において、クラ
ンク機構または四節回転連鎖機構のいずれかを用いて、
駆動源の回転力を往復運動に変換して可動刃に伝達し、
前記駆動源の回転方向に応じて可動刃の行程を制御する
手段を設け、シートを全幅切断または部分切断すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタなどの記録装
置において、ロール紙や折り畳み連続紙を任意の位置で
任意の長さにフルカットあるいはパーシャルカットする
ためのシート切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】POS、ECR用のミニプリンタ等に多用され
ているシート材料切断装置は、機能的にはシート材料の
全幅切断(以後フルカットと称する)のみ可能なもの、主
としてミシン目状に部分切断(以後パーシャルカットと
称する)のみ可能なもの、および上記のフルカットとパ
ーシャルカットの２種の切断が選択可能なものの３種類
の切断装置が多用されている。フルカットとパーシャル
カットの２種の切断が可能な切断装置の駆動制御方法と
して、その一つには駆動源を切断装置に搭載しないで駆
動源をプリンタ本体側に装着して、その駆動源にはプラ
ンジャーソレノイドを用い、ソレノイドを励磁すること
によりレバーを介して可動刃を往復動作させ、シート材
料を切断するものがある。この切断装置は、ソレノイド
のプランジャのストロークを制御して、フルカットとパ
ーシャルカットの２種の切断を選択できるようにしたも
のが広く採用されている。

【０００３】一方、駆動源を切断装置に搭載したものと
しては、実開昭63-16138号に開示されているような小型
モータを用いたものがあり、小型モータの回転運動をラ
ックとピニオンを介して回転運動を往復運動に変換して
可動刃を往復させるものが広く採用されている。この構
造の駆動機構の場合には、小型モータの回転方向と回転
量とを制御することによりフルカットとパーシャルカッ
トの２種の切断を選択できるようにした機構が採用され
ている。また特公昭60-32593号には、回転刃の位置を検
知した後、初期位置にある回転刃を正転させて切断する
とともに、回転刃の切断異常動作が生じて、回転刃が所
定の初期位置で待機していない時には、回転刃を逆転さ
せて所定の初期位置に復帰させるよう構成された装置が
開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年POS、ECR用のミニ
プリンタ等に多用されているシート材料切断装置は、駆
動部を搭載していてフルカットとパーシャルカットの２
種の切断機能をもち、低価格で小型・軽量化された切断
装置の要求が多くなっている。前述したようなプランジ
ャーソレノイドによる駆動方法を用いた装置の場合、フ
ルカットとパーシャルカットの２種の切断機能を有する
構造とするためには、レバーを介して可動刃を往復動作
させ、さらにプランジャーのストロークを調整するため
の制御機構(例えば一例として他のプランジャーソレノ
イドを装着してプランジャーソレノイドを２個とし、可
動刃を駆動するためのプランジャーのストロークの制御
用のストッパーの働きをさせるもの）が必要であり、駆
動部全体が複雑となって広いスペースを必要とし、駆動
部を切断装置に搭載することが難しくなるという欠点が
あった。

【０００５】また、実開昭63-16138号に記載されている
ような小型モータを用いたものは、この小型モータの回
転運動をラックとピニオンまたはリンク機構を介して往
復運動に変換し、可動刃を作動させて切断を行うもので
あるが、本構造の駆動機構の場合、小型モータの回転方
向と回転量とを制御することにより、フルカットまたは
パーシャルカットをするものである。この小型モータの
回転方向と回転量の制御は、フルカットまたはパーシャ
ルカットに相当する可動刃の位置を検出するためにセン
サーが２個必要である。そして、一方で小型モーターを
用いて、リンク機構により回転運動を往復運動に変換す
る場合には、パーシャルカットする時に、小型モータの
正転と逆転の制御が必要である上に可動刃の作動量を制
御しなければならない。一方、ラックとピニオン機構で
回転運動を往復運動に変換する場合は、フルカットある
いはパーシャルカットする時ともに小型モータの正転と
逆転の制御が必要である。すなわち、切断時に正転さ
せ、復帰時には逆転させなければならない。以上のこと
から、該小型モータの正転と逆転の制御のための駆動回
路が複雑となるという欠点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、上述の
問題点を解消して、フルカットとパーシャルカットの２
種の切断機能をもった切断装置において、切断終了後も
モータを切断時と同方向に回転させて可動刃を待機位置
に復帰させる構造とし、一方の方向にモータを回転させ
るとフルカットし、その逆方向に回転させるとパーシャ
ルカットする構造とすることで、可動刃の位置検出用セ
ンサーを１個のみとし、駆動制御回路の単純化も可能と
した切断装置である。

【０００７】また、フルカットする時とパーシャルカッ
トする時の可動刃の行程を制御する方法として、従来の
ように駆動源の駆動量を制御したのでは制御回路が複雑
となるから、駆動源の駆動量を制御しないで駆動源は１
回の切断で必要な駆動量を全部駆動させても可動刃の行
程が変化する構造を検討した。その結果、駆動源の回転
力を往復運動に変換して、可動刃に伝達する機構のうち
のリンクの一部に異形の孔を設け、この孔に可動刃を駆
動させる機構のうちのピンを摺動可能に嵌入させる構造
とすることにより、駆動源の回転方向によって異形の孔
に対するピンの位置関係が変化して可動刃の行程が制御
されることを見出して、本発明を完成したものである。

【０００８】具体的には、真直刃の固定刃と、シートに
対してほぼ垂直方向に移動して前記固定刃の刃先と交差
摺動して圧接しながら、刃先間に挿入されたシート材料
を切断する板状の可動刃と、可動刃を駆動するモータ
と、該モータの回転駆動力をロータを介して往復運動に
変換して前記可動刃に伝達するクランク機構または四節
回転連鎖機構のいずれかを備え、さらに前記クランク機
構または四節回転連鎖機構のいずれかの一部にモータの
回転方向に応じて、ロータのピンまたは回転刃の駆動ピ
ンの移動で可動刃の行程を制御する異形孔を有し、前記
シートを全幅切断または部分切断をすることを特徴とす
るシート切断装置である。

【０００９】さらに、第２発明は真直刃の固定刃と、シ
ートに対してほぼ垂直方向に移動して前記固定刃の刃先
と交差摺動して圧接しながら、刃先間に挿入されたシー
ト材料を切断する板状の可動刃と、可動刃を駆動するモ
ータと、その回転軸芯から所定距離偏芯した位置に固着
され、リンクと連結されたピンを有してモータの回転駆
動力を伝達するロータと、一方端に前記ピンの回転径よ
りも短い長孔、中央部に前記可動刃に設けた駆動ピンが
嵌入される異形孔、および他方端に前記リンクが進退し
つつ揺動するための長孔を有するリンクからなるクラン
ク機構を有し、前記モータの回転方向に応じて前記異形
孔に対する前記駆動ピンの位置を変化させ、前記可動刃
の行程を制御して、前記シートを全幅切断または部分切
断をすることを特徴とするシート切断装置である。

【００１０】また、第３発明は第１発明の四節回転連鎖
機構は、その一方端にロータのピンが嵌入される異形
孔、および他方端にアームの一方端を回転可能に支持す
るアーム支軸を有するリンクと、一方端と前記リンクの
他方端とが回転可能に連結され、他方端が回転可能に軸
支され、中央部に可動刃の駆動ピンが嵌入されるアーム
からなり、モータの回転方向に応じて前記異形孔に対す
るロータのピンの位置を変化させ、前記可動刃の行程を
制御して前記シートを全幅切断または部分切断をするこ
とを特徴とするシート切断装置である。

【００１１】さらに駆動源にこのような動作をさせ、し
かも可動刃の行程量を制御して、フルカットとパーシャ
ネルカットが可能な構造とするため、本発明において
は、クランク機構または四節リンク機構とも呼ぶ四節回
転連鎖機構のリンクの一部に異形の孔を設け、この孔に
可動刃を動かすためのピンを摺動可能に嵌入する構造と
した。駆動源の回転方向が変わると異形の孔とピンの位
置関係が変化して、可動刃の行程が変化するから、フル
カットとパーシャネルカットを任意に行なわせることが
できるのである。

【００１２】

【作用】すなわち本発明は、切断終了後もモータを切断
時と同じ方向に回転させて可動刃を待機位置に復帰させ
る構造とし、さらに一方の方向にモータを回転させると
フルカットし、逆方向に回転させるとパーシャルカット
する構造である。第２発明において、モータによって駆
動するロータ上には予め設定された回転半径をもつピン
が固着されている。このピンは、一方端に前記したピン
が嵌入され摺動可能で且つ前記ピンの回転径より短い長
孔を設け、他方端には支軸を嵌入する長孔を設け、さら
に中央部に可動刃に駆動力を伝達する異形の孔を設けた
リンクと孔部で連結されている。この駆動力を伝達する
孔は左右両端で可動刃の移動方向に設定された段差をも
った形状とする。

【００１３】一方、可動刃は中央部に駆動ピンを設け、
駆動ピンは前記リンクの異形の孔に嵌入されている。こ
のようなクランク機構の構造とすることにより、ロータ
の回転に連動し、リンクは揺動すると同時に左右に進退
するように移動する。図１においてロータが左回転する
と、リンクが揺動回転すると同時に左側に移動し、可動
刃を切断方向に押し下げる。この時に可動刃の行程がシ
ートをフルカットするように設定する。次にロータを右
回転させた時、リンクが揺動回転すると同時に右側に移
動し、リンクに設けたＬ字形状の長孔に嵌入されている
可動刃の駆動ピンは、Ｌ字形状の長孔の左端に移動する
ため可動刃の行程はＬ字形状の長孔の左端と右端との段
差分だけ減少して、パーシャルカットすることが可能と
なる。このような構造とすることで、フルカットした
時、パーシャルカットした時ともに切断終了後も切断時
と同じ方向にロータを回転させて、可動刃を復帰させる
ことが可能である。

【００１４】第３発明は、四節リンク機構によってロー
タの回転運動を、その一端に異形の孔を有し、この孔に
ロータに設けられたピンが嵌入されたリンクを介して中
央部に可動刃が連結されたアームを揺動させる構造とし
てある。このような構造とすると、ロータのピンが死点
近傍の位置にある時、ロータの回転方向に応じてロータ
上のピンはリンクに設けられた異形の孔の位置を移動
し、リンク長さが自動的に切り換えられ、これによって
アームの揺動角度も切り換えることが可能となる。リン
クの長さが最長となる方向に回転した場合、フルカット
をおこなうことが可能であり、逆にリンクの長さが最短
となる方向に回転した場合、パーシャルカットすること
が可能となる。第３発明においても、このような構造と
することでフルカット、またはパーシャルカットともに
切断終了後も切断時と同じ方向にロータを回転させて、
可動刃を復帰させることが可能である。

【００１５】

【実施例】次に実施例と図面に基づいて本発明を詳細に
説明する。図１は、本発明のシート材切断装置の一実施
例を示すものである。駆動源としてのモータ１の駆動に
よって回転するロータ２上に予め設定された回転半径を
もつピン３が設けてある。また、一端にピン３が摺動可
能に嵌入され、且つピン３の回転径より短い長孔４ｂと
他端には支軸５を嵌入する長孔４ｃと、さらに中央部に
は可動刃６に駆動力を伝達する異形孔であるＬ字形状の
長孔４ａを有するリンク４を設け、ピン３ではリンク４
と連結されている。駆動力を伝達する長孔４ａは可動刃
６の移動方向に予め設定した段差δを有し、可動刃６に
設けた駆動ピン７が円滑に移動可能なＬ字形状としてあ
る。また、支軸５にはリンク４のスラスト方向にわずか
な摩擦抵抗を与えることを目的にばね１１を設けてあ
る。

【００１６】一方、可動刃６は可動刃６の中央部にスラ
イダ(図示せず)を設け、刃先線がＶ字形に窪んだ切刃を
有する薄板状の刃物鋼とし、スライダとフレーム１０と
の摺動面との間で可動刃６が上下に昇降自在に取り付け
られており、固定刃９と交差圧接しながらシート材を両
端より中央に向かって切断する構造のものとしてある。
さらに、可動刃６の刃先はＶ字形に窪んだ切刃の中央部
に溝深さε(＜δ)をもった切り欠き溝６ａを加工してお
いた。また、このような構造とすることで、ロータ２の
回転に連動して、リンク４は揺動連動すると同時に左右
に移動する。図２に示すようにロータ２に設けたピン３
が上死点である待機位置から左回転すると、リンク４が
揺動回転すると同時に左側に移動し、これに伴って、リ
ンク４のＬ字形状の長孔４ａに嵌入されている駆動ピン
７は、Ｌ字形状の長孔４ａの右端に位置した状態で可動
刃６を切断方向に押し下げる。

【００１７】この時の可動刃６のストロークをシートを
フルカットするように設定すれば、次に図３のようにロ
ータ２が右回転すると、リンク４が揺動回転すると同時
に右側に移動し、リンク４に設けたＬ字形状の長孔４ａ
に嵌入されている可動刃６の駆動ピン７は、Ｌ字形状の
長孔４ａの左端に位置した状態で可動刃６を切断方向に
押し下げる。可動刃６のストロークはＬ字形状の長孔４
ａの左端と右端との段差分(δ)減少するから、パーシャ
ルカットすることが可能である。このような構造とする
ことで、フルカット、パーシャルカットともに切断終了
後も切断時と同方向にロータ２を回転させて、可動刃６
を復帰させることが可能となる。本発明の切断装置の駆
動方法は、鋸刃状の薄刃の可動刃を用紙に突き差して貫
通させて、フルカットまたはパーシャルカットをする構
造の切断装置においても適用が可能である。

【００１８】さらに、図４は本発明の他の実施例を示す
ものである。駆動源であるモータ１の駆動によって回転
するロータ２上に予め設定された回転半径をもつピン１
３が設けてある。アーム９は一端にアーム９の回転支軸
５と中央部に可動刃６の駆動ピン７を嵌入する長孔を有
し、他端にはリンク４をアーム支軸４ｄをもって回転可
能に連結してある。

【００１９】また、リンク４にはロータ２上のピン３を
嵌入し、ピン３が摺動自在で且つ円滑に移動でき、実質
的にリンク長さの調整が可能な異形孔であるＬ字形状の
長孔４ａが設けてある。ロータ２のピン３が上死点近傍
の位置にある時、ピン３がリンク４に設けたＬ字形状の
長孔４ａに圧接する方向に板ばね１２を設け、この板ば
ねにはピン１３が長孔４ａの範囲を円滑に移動できるよ
うに援助するものである。このような四節リンク機構と
することにより、ロータ２のピン３が死点近傍の位置に
ある時、ロータ２の回転方向に応じてロータ２上のピン
３はリンク４に設けたＬ字形状の長孔４ａの範囲内を移
動して、リンクの長さが自動的に切り換えられ、これに
よってアーム９の揺動角度も切り換えることが可能とな
る。

【００２０】図５に示すようにロータ１２が右回転する
と、ピン３はリンク４に設けた長孔４ａの左端に移動
し、可動刃に最大の行程を伝達することが可能である。
この時の可動刃６のストロークにおいてフルカットでき
るように設定すれば、次に図６に示すようにロータ２が
左回転すると、ピン３はリンク４に設けたＬ字形状の長
孔４ａの右端に移動し、可動刃に最小ストロークを伝達
することができ、パーシャルカットするように予め可動
刃の移動行程量を設定すればよい。本実施例において
も、フルカット時、パーシャルカット時ともに切断終了
後も切断時と同じ方向にロータを回転させて、可動刃を
復帰させることが可能となる。本実施例では、リンクに
設ける異形孔をＬ字形状としたが、この孔はモータの回
転方向に応じて可動刃の行程が制御できれば、その他の
任意の形状としてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、フルカットとパーシャ
ルカットの２種の切断機能をもった切断装置において、
リンクに異形の孔を設けて可動刃の行程を制御し、切断
終了後もモータを切断時と同方向に回転させて可動刃を
待機位置に復帰させると共に、一方の方向にモータを回
転させるとフルカットし、逆方向に回転させるとパーシ
ャルカットする構造とすることができる。その結果、可
動刃の位置検出用センサーを１個だけとし、また駆動制
御回路の単純化が可能な切断装置を提供できる。また、
従来のフルカットのみの機能を持つこの種の切断装置の
駆動部のスペースと同等な大きさでフルカットとパーシ
ャルカットの２種類の切断機能をもった切断装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート切断装置において、駆動機
構にクランク機構を用いた場合の一実施例を示す正面図
である。

【図２】図１に示す本発明に係るシート切断装置におい
て、シートをフルカットする時のリンクの作動状況を示
す概念図である。

【図３】図１に示す本発明に係るシート切断装置におい
て、シートをパーシャルカットする時のリンクの作動状
況を示す概念図である。

【図４】本発明に係るシート切断装置において、駆動機
構に四節回転連鎖機構を用いた場合の一実施例を示す正
面図である。

【図５】図４に示す本発明に係るシート切断装置におい
て、シートをフルカットする時のリンクとアームの作動
状況を示す概念図である。

【図６】図４に示す本発明に係るシート切断装置におい
て、シートをパーシャルカットする時のリンクとアーム
の作動状況を示す概念図である。

【符号の説明】

１ モータ、２ ロータ、３ ピン、４ リンク、５
回転支軸、６ 可動刃、７ 駆動ピン、８ 固定刃、９
アーム、１０ フレーム、１１ ばね、１２板ばね

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真直刃の固定刃と、シートに対してほぼ
   垂直方向に移動して前記固定刃の刃先と交差摺動して圧
   接しながら、刃先間に挿入されたシート材料を切断する
   板状の可動刃と、可動刃を駆動するモータと、該モータ
   の回転駆動力をロータを介して往復運動に変換して前記
   可動刃に伝達するクランク機構または四節回転連鎖機構
   のいずれかを備え、さらに前記クランク機構または四節
   回転連鎖機構のいずれかの一部にモータの回転方向に応
   じて、ロータのピンまたは回転刃の駆動ピンの移動で可
   動刃の行程を制御する異形孔を有し、前記シートを全幅
   切断または部分切断をすることを特徴とするシート切断
   装置。
2. 【請求項２】 真直刃の固定刃と、シートに対してほぼ
   垂直方向に移動して前記固定刃の刃先と交差摺動して圧
   接しながら、刃先間に挿入されたシート材料を切断する
   板状の可動刃と、可動刃を駆動するモータと、その回転
   軸芯から所定距離偏芯した位置に固着され、リンクと連
   結されたピンを有してモータの回転駆動力を伝達するロ
   ータと、一方端に前記ピンの回転径よりも短い長孔、中
   央部に前記可動刃に設けた駆動ピンが嵌入される異形
   孔、および他方端に前記リンクが進退しつつ揺動するた
   めの長孔を有するリンクからなるクランク機構を有し、
   前記モータの回転方向に応じて前記異形孔に対する前記
   駆動ピンの位置を変化させ、前記可動刃の行程を制御し
   て、前記シートを全幅切断または部分切断をすることを
   特徴とするシート切断装置。
3. 【請求項３】 請求項１の四節回転連鎖機構は、その一
   方端にロータのピンが嵌入される異形孔、および他方端
   にアームの一方端を回転可能に支持するアーム支軸を有
   するリンクと、一方端と前記リンクの他方端とが回転可
   能に連結され、他方端が回転可能に軸支され、中央部に
   可動刃の駆動ピンが嵌入されるアームからなり、モータ
   の回転方向に応じて前記異形孔に対するロータのピンの
   位置を変化させ、前記可動刃の行程を制御して前記シー
   トを全幅切断または部分切断をすることを特徴とするシ
   ート切断装置。