JPH0919885A - シート材切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リンクを用いて可動刃を往復させるスライド
式切断装置の欠点を解消してフルカットとパーシャルカ
ットの制御が確実な切断装置を提供する。 【構成】 固定刃と、該固定刃に交差圧接しながら摺動
してシート材を切断する可動刃と、前記シート材を全幅
切断または部分切断するため、正逆両方向に回転可能な
モータと、一方端に支軸用長孔を有し、前記モータの回
転運動を前記可動刃の往復運動に変換するリンクからな
るシート材切断装置において、リンクの支軸用長孔は両
端部に窪みを有し、この窪みに支持軸が落ち込んで全幅
切断、または部分切断のうちの希望する切断方式を維持
することを特徴とするシート材切断装置。

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長さに
フルカットまたはパーシャルカットするためのシート材
切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】券売機やレジスタ等シート材の幅が概ね
100mm以下のミニプリンタ等に多用されているシート材
切断装置は、機能的にはシート材の全幅切断（以降フル
カットと称する）のみ可能なもの、主として例えばミシ
ン目状に部分切断（以降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種類の切断を選択しながら切断が可能なもの、
の３種類の切断装置が要求されている。フルカットとパ
ーシャルカットの２種類の切断が選択可能な切断装置は
主として可動刃の駆動量を調整する必要があるが、可動
刃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、プリンタ本体側に装着したプランジ
ャーソレノイドを用い、ソレノイドを励磁することによ
り可動刃を往復動作させ、シート材料を切断するものが
あり、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採用されている。

【０００３】切断装置自身に、駆動源を搭載したものと
しては、図６にその概要を示す実開昭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往復運動
に変換して、可動刃を往復させるものが知られている。
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ている。さ
らに、特開平6-47696号に記載されている切断装置は可
動刃がシート材に対してほぼ垂直方向に移動して、シー
トを切断するスライド式のシート材切断装置において、
クランク機構または四節連鎖機構のいずれかを用いて、
正逆両方向に回転する駆動源の回転力を往復運動に変換
して可動刃に伝達し、駆動源の回転方向に応じて可動刃
の行程を制御できるようにして、フルカットとパーシャ
ルカットの２種類の切断を選択できるようにした切断装
置が開示されている。この切断装置における駆動機構の
主要部を図７に示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年券売機やレジスタ
等のミニプリンタに多用されているシート材切断装置
は、駆動部を搭載していて、しかも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ち、さらに低価格で
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り、フルカ
ットとパーシャルカットの２種類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( 例えば一例としてプランジャーソレノイドを
２個使用して、一方のソレノイドに可動刃を駆動するた
めのプランジャーソレノイドのストロークの制御用のス
トッパの働きをさせるもの) が必要であり、駆動部全体
が複雑な構造となって広いスペースを必要とし、駆動部
を切断装置に搭載させることが難しくなるという欠点が
あった。

【０００５】そして、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切断装置は、小型モータの
回転運動をラックとピニオン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、小型
モータの回転量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。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
カットした時に可動刃の位置を検出するためのセンサー
が2 個以上必要である。しかも、上述したラックとピニ
オン機構で回転運動を往復運動に変換する場合には、フ
ルカットまたはパーシャルカット両方ともにモータの正
転と逆転の制御を行なって切断動作と復帰動作をさせる
必要がある。すなわち、フルカットまたはパーシャルカ
ット両方ともに切断時にモータを正転させ、切断終了後
復帰する時には逆転させなければならないので、モータ
の制御が非常に複雑になる。また、比較的厚手のシート
材を切断する時には、モータを大きなものにする必要が
ある。

【０００６】さらに、特開平6-47696号に記載されてい
る切断装置は、可動刃がシートに対してほぼ垂直方向に
移動するシート材切断装置において、リンクに揺動運動
と、リンクの長手方向に進退する移動運動を与えること
により、リンクの中央部に設けた異形孔をリンクの長手
方向に移動させるものである。このような構造にすると
異形孔に嵌入されている可動刃の駆動ピンの行程量を変
えることができるので、駆動源の回転方向に応じて、フ
ルカットとパーシャルカットの２種の切断が選択できる
ようにしてある。この構造を採用すれば、位置検出用セ
ンサーを1 個だけにして、しかも、駆動制御回路を単純
化した切断装置を提供することができる。しかし、この
構造の切断装置は切断反力の変動によって、リンクが勝
手に移動してしまうことがあるのでリンクが移動しない
程度の押さえ力を付与しておかなければならない。

【０００７】初めに設定しておいた切断反力が大きくな
った場合、すなわち、シート材が例えば、100μm以上に
厚くなった時には、上述した現象によってフルカットし
ようとしてもパーシャルカットになってしまうのであ
る。被切断シート材の厚さが厚くなる程、切断反力が増
大するため、これにともないリンクが移動しないように
する押さえ力を大きくしなければならないが、押さえ力
を大きくするため、リンクが揺動する軸部に設けるばね
の強さを大きくするとリンクの動作力の上昇を招き、駆
動源の負担が大きくなる欠点があった。すなわち上述の
切断位置は両者ともに厚手のシート材切断には、不向き
な構造になっていたのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、特に被
切断シート材の厚さが100μm以上の厚い場合に生じやす
い上述の問題点を解消するため、種々検討した結果なさ
れたものである。切断されるシート材に対して可動刃が
概ね垂直方向に作動するスライド式切断装置であって切
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、さらに一方の方向にモータ
を正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の切断装置における不具合を解
消するものである。

【０００９】本発明は切断されるシート材の厚さが厚く
なるなどで変化した時、切断反力が増加するとフルカッ
トしようとしてもパーシャルカットしてしまうのでモー
タの回転運動を可動刃の往復運動に変換するためのリン
クの一方端設けられた長孔にフルカットおよびパーシャ
ルカット時に支軸が落ち込む窪みを設けたものであり、
このような構造にすることで概ね100 μ以上の厚手のシ
ート材でもフルカットとパーシャルカットが確実な切断
装置とすることができたのである。

【００１０】すなわち、具体的に本発明は、固定刃と、
該固定刃に交差圧接しながら摺動してシート材を切断す
る可動刃と、前記シート材を全幅切断または部分切断す
るため正逆両方向に回転可能なモータと、一方端に支軸
用長孔を有し、前記モータの回転運動を前記可動刃の往
復運動に変換するリンクからなるシート材切断装置にお
いて、前記リンクの支軸用長孔は両端部に窪みを有し、
該窪みに前記支持軸が落ち込んで全幅切断、または部分
切断を維持することを特徴とするシート材切断装置であ
る。そして、リンクは一方端に支軸が嵌入する支軸長孔
と、リンクの長手方向の概ね中央部に前記可動刃に固定
された駆動ピンが嵌入する異形孔と、他方端にロータの
軸心から離れた一に固定されたピンが嵌入され、該ピン
の回転径よりも短いピン用長孔とを設けたことを特徴と
するものである。

【００１１】さらに異形孔は、異形孔の左右両端でリン
クの幅方向に段差を生ずるように、略Ｌ字形状、略三角
形状、または前記リンクの長手方向に対し傾斜した長孔
であり、モータの回転方向に応じて可動刃の往復運動両
が変化することを特徴とするものであり、リンクの他方
端に、ロータに固定されたピンの回転径よりも短い長孔
を設け、ピンの回転により前記リンクが揺動すると共
に、その長手方向に進退する如く、移動することを特徴
とするものである。

【００１２】

【作用】次に図１により本発明の作用を説明する。本発
明は、モータ１を一方の方向に回転させるとフルカット
を行ない、逆方向に回転させるとパーシャルカットをす
る構造であり、切断終了後もモータ１を逆転させないで
切断方向と同じ方向に回転させて可動刃が待機位置に復
帰できる構造である。本発明において、モータ１によっ
て回転駆動するロータ２上には予め設定された回転半径
をもつピン２ａが固着されている。モータの駆動力を可
動刃に伝達するリンク３は、一方端に前記したピン２ａ
が摺動可能に嵌入され、ピン２ａの回転径よりも短くし
た長孔３ｂを設け、他方端には支軸５ａを嵌入する長孔
３ｃを設け、さらに中央部近傍には可動刃４に駆動力を
伝達するための異形の孔３ａが設けられている。

【００１３】この可動刃４に駆動力を伝達する異形の孔
３ａは、左右両端で可動刃４の移動方向に設定された段
差を持った形状に成形され、この段差によって可動刃４
のストロークが制御されて、フルカットとパーシャルカ
ットが選択できる。可動刃４は中央部にリンクの異形長
孔３ａに嵌入される駆動ピン４ａを設け、駆動力が伝達
される。このようなリンク機構、すなわちリンク３の一
方端に設けられロータ２に固定されたピン２ａが嵌入さ
れる長孔３ｂを、ピン２ａの回転径よりも短くすること
により、ロータ２の回転に連動するリンク３は、揺動す
ると同時に左右に進退するように移動して、シート材が
切断されると共に、可動刃４のストロークが制御され
る。図２において、図面上でロータ２が左回転すると、
ロータ２に固定されているピン２ａによって、リンク３
は揺動すると共に、左方に引っ張られるように移動す
る。そして、リンク３が最も左方に移動した時には、可
動刃４に設けた駆動ピン４ａは、リンク３の異形長孔３
ａの右端に位置してフルカットになる。

【００１４】これと同時に、フレーム５に設けられたリ
ンク３の支軸５ａがリンク３の他方端に設けられた支軸
用長孔３ｃの端に形成された窪みに落ち込むように設定
してある。そして、リンク３の支軸５ａが窪みに落ち込
むこと、および支軸５ａに外嵌され、リンク３の移動を
抑止するためのばね５ｂの働きにより、リンク３の移動
を妨げるように抵抗が設定してある。リンク３に掛かる
切断反力が増加するに伴い、リンク３の支軸５ｂが窪み
より脱出する力が増加し、切断時のリンク３の移動を抑
えることができるので、切断の途中で可動刃４のストロ
ークが変化して、フルカットとパーシャルカットの制御
ができなくなるという不具合が排除できる。したがっ
て、本発明の最も特徴とする点は、支軸が嵌入されるリ
ンクの長孔の両端に窪みを設けたことにあり、このよう
なリンクの構造とすることによって、上述した作用効果
が得られる。

【００１５】切断終了後、さらにロータ２が左回転する
と、切断反力が除去され、これによって脱出力も軽減さ
れて、リンク３の長孔３ｂに嵌入されているロータ２上
のピン２ａによって、リンク３が図面上の上方へ揺動す
ると同時に右側にも移動可能となり、可動刃を上方へ持
ち上げ、待機位置に復帰させる。次にロータ２を右回転
させた時には、可動刃４の駆動ピン４ａがリンクの異形
長孔３ａの右側に位置するので、異形長孔３ａの段差分
だけ可動刃４への駆動力の伝達が遅れるので可動刃４の
ストロークが減少してパーシャルカットになる。そして
上述したフルカット時と同じようにしてパーシャルカッ
トが確実に行なえる。

【００１６】

【実施例】次に実施例と図面にもと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
施例を示す正面図である。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２ａが設けてある。また、リンク３は他方
の端部にピン２ａが摺動可能に嵌入され、且つピン２ａ
の回転径より短い長孔３ｂと、他方の端部には支軸５が
嵌入され、両端部に支軸５ａが落ち込む略Ｕ字状の右側
窪み３ｄと左側窪み３ｅを有する支軸用長孔３ｃと、さ
らに中央部には可動刃４に駆動ピン４ａを介して駆動力
を伝達する異形長孔３ａが設けられたリンク３を装着
し、リンク４とロータ２はピン２ａを介して互いに連結
されている。

【００１７】可動刃４に駆動力を伝達するリンク３の異
形長孔３ａは、フルカットする時とパーシャルカットす
る時の可動刃４の所望するストロークの差に相当する段
差δを得るようなＬ字形状としてある。また、支軸５ａ
にはリンク３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５ｂが設けてある。一方、可動刃４
は刃先線がＶ字形に窪んだ切刃を有する薄板状の刃物と
し、中央部にスライダ（図示せず）を設け、スライダと
フレーム５との摺動面との間で可動刃４が図面上の上下
に昇降自在に取り付けられており、固定刃６と交差圧接
しながらシート材を両端から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４ｂを加工してある。

【００１８】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３は支軸５ａを中心にして揺動
回転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２ａが上死点である待機位置から左
回転をすると、リンク３はピン用長孔３ｂがピン２ａの
回転径よりも短いので揺動回転すると同時に左方に移動
する。ロータ２が左回転し続けると、ロータ上のピン２
ａ、ロータ２の回転中心およびリンクの支軸５ａが一直
線上となる位置までリンク３が移動した時、リンク３は
最も左側に位置することになる。これに伴って、リンク
３のＬ字形状の異形長孔３ａに嵌入されている駆動ピン
４ａは、Ｌ字形状の異形長孔３ａの右端に位置した状態
で可動刃４を切断方向に押し下げる。

【００１９】これと同時に、リンク３の回転支軸５ａが
嵌入する支軸用長孔３ｃの端に設けた窪み３ｄに落ち込
むように設定してある。さらにロータ２が左回転する
と、切断終了位置（リンク４の下死点）まではリンク３
は揺動回転動作のみ行ない、左右方向への移動はしな
い、そしてリンク３の支軸５ａが窪み３ｄに落ち込むこ
とと予め設けたばね５ｂとでリンク３の右方向への移動
を妨げるように抵抗を設定してあるので、フルカットの
途中でパーシャルカットに変化するようなことはない。
リンク４に掛かる切断反力が増加するに伴い、リンク３
の支軸５ａが窪み３ｄから脱出しようとする力が増加
し、切断時のリンク３の移動を抑えることができる。つ
まり、リンク３に掛かる切断反力が増大すると、さらに
リンク３の回転支軸５が窪み３ｄから脱出しようとする
力が増加するという相乗効果によりリンク３の移動を防
ぎ、確実にフルカットを可能にすることができる。

【００２０】切断終了後、すなわちリンク３が下死点を
通過した後、ロータ２が左回転を続行すると、切断反力
が開放され、これによって前述した支軸５ａの脱出力も
軽減され、ロータ２上のピン２ａによって、リンク３が
揺動回転すると同時に容易に右側に移動可能となり、可
動刃４を待機位置に持ち上げる。この時の可動刃４のス
トロークをシート材をフルカットするように設定すれば
よい。次に図３に示すようにロータ２が右回転すると、
リンク３が揺動回転すると同時に右側に移動し、そして
ロータ２上のピン２ａ、ロータ２の回転中心およびリン
ク３の支軸５ａが一直線上となる位置までリンク３が移
動した時、リンク３は最も右側に位置することになる。

【００２１】リンク３に設けたＬ字形状の異形長孔３ａ
に嵌入されている可動刃４の駆動ピン４ａは、Ｌ字形状
の異形長孔３ａの左端に位置した状態で可動刃４を切断
方向に押し下げる。これと同時に、リンク３の支軸５ａ
が嵌入する支軸用長孔３ｃの端に設けた窪み３ｅに落ち
込むように設定してある。さらにロータ２が右回転する
と、少なくとも切断終了行程まではリンク３は左右方向
の移動はしないで揺動回転動作のみとなる。可動刃４の
ストロークはＬ字形状の長孔４ａの左端と右端との段差
（δ）に相当するだけ減少するから、シート材をパーシ
ャルカットすることが可能である。リンク３に掛かる切
断反力が増加するに伴い、リンク３の回転支軸５ａが窪
み３ｅから脱出しようとする力が増加し、切断時のリン
クの移動を抑えることができる。

【００２２】切断終了後さらにロータが右回転を続行す
るときには、切断反力が除去され、これによって支軸５
ａの脱出力も軽減され、ロータ２上のピン２ａによっ
て、リンク３が揺動回転すると同時に容易に左側に移動
が可能となり、可動刃を待機位置に持ち上げる。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
のいずれの場合も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４を復帰させることができるの
である。すなわち、モータを逆転させて可動刃を復帰さ
せる必要はないから装置を簡素にすることができる。本
発明の切断装置の駆動方法は、図４に示すように鋸刃状
の薄刃の可動刃を用紙に突き刺して貫通させて、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。本実施例では、リンクに設け
た異形長孔を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を制御できれば、その他の任
意の形状としてもよい。例えば図５に示すように概略三
角形状やリンクの長手方向に傾斜した長孔形状としても
よい。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、リンクに異形長孔を設
けて可動刃の行程を制御し、かつ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
２種類の切断機能を持つ切断装置において、リンクが進
退するように移動しつつ揺動するような構造として、さ
らにリンクを支持するための支軸が嵌入される長孔の両
端部に、この支軸が落ち込む窪みを設けたものである。
このような構造にするとリンクに掛かる切断反力が増加
するのに伴い、リンクの支軸が窪みから脱出する力が増
加し、切断時のリンクの移動を抑えることができる。そ
の結果、100μm以上の厚手のシート材のフルカットとパ
ーシャルカットを確実に切断ができるのである。そし
て、フルカットしようとしているのにパーシャルカット
してしまうような不具合を確実に排除することができ
る。

【００２４】また、切断終了後は、切断反力が除去され
るので、窪みからの支軸脱出も軽減されて、モータに負
担をかけることなく容易にリンクを移動でき、しかも可
動刃を待機位置に復帰させることができる。本発明の切
断装置は、切断時には切断反力を利用して、リンクの移
動を防ぎ、100μm以上の厚手のシート材の確実なフルカ
ットとパーシャルカットを可能にし、復帰時にはモータ
の回転出力に負担をかけることなく、確実に可動刃を待
機位置に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート材切断装置に係わる一実施例を
示す正面図である。

【図２】本発明のシート材切断装置において、シート材
をフルカットする時のリンク他の作動状況を示す概念図
である。

【図３】本発明のシート材切断装置において、シート材
をパーシャルカットする時のリンク他の作動状況を示す
概念図である。

【図４】本発明のシート材切断装置に係わる別の実施例
を示す正面図である。

【図５】本発明のシート材切断装置におけるリンクの中
央付近に設ける異形長孔の他の形状を示す図である。

【図６】従来のスライド式シート材切断装置の一例を示
す概念図である。

【図７】従来のスライド式シート材切断装置のリンク近
傍の構造を示す概念図である。

【符号の説明】

１ モータ、２ ロータ、２ａ ピン、３ リンク、３
ａ 異形長孔、３ｂピン用長孔、３ｃ 支軸用長孔、３
ｄ 右側窪み、３ｅ 左側窪み、４ 可動刃、４ａ 駆
動ピン、４ｂ 切欠き溝、５ フレーム、５ａ 支軸、
５ｂ ばね、６ 固定刃

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定刃と、該固定刃に交差圧接しながら
   摺動してシート材を切断する可動刃と、前記シート材を
   全幅切断または部分切断するため、正逆両方向に回転可
   能なモータと、一方端に支軸用長孔を有し、前記モータ
   の回転運動を前記可動刃の往復運動に変換するリンクか
   らなるシート材切断装置において、前記リンクの支軸用
   長孔は両端部に窪みを有し、該窪みに前記支持軸が落ち
   込んで全幅切断、または部分切断のうちの希望する切断
   方式を維持することを特徴とするシート材切断装置。
2. 【請求項２】 正逆両方向に回転可能なモータの回転運
   動を可動刃の往復運動に変換するリンクは、一方端に支
   軸が嵌入する支軸用長孔と、リンクの長手方向の概ね中
   央部に前記可動刃に固定された駆動ピンが嵌入する異形
   孔と、他方端にロータの軸心から離れた位置に固定され
   たピンが嵌入され、該ピンの回転径よりも短いピン用長
   孔とを設けたことを特徴とする請求項１に記載のシート
   材切断装置。
3. 【請求項３】 リンクの長手方向の概ね中央部に設ける
   異形孔は、異形孔の左右両端でリンクの幅方向に段差を
   生ずるように、略Ｌ字形状、略三角形状、または前記リ
   ンクの長手方向に対し、傾斜した長孔であり、モータの
   回転方向に応じて可動刃の往復運動量が変化することを
   特徴とする請求項１または２に記載のシート材切断装
   置。
4. 【請求項４】 リンクはその他方端に、ロータに固定さ
   れたピンの回転径よりも短い長孔を設け、ピンの回転に
   より前記リンクが揺動すると共に、その長手方向に進退
   する如く、移動することを特徴とする請求項１ないし３
   に記載のシート材切断装置。