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JP5106080B2 - ロータリカッタ装置及び該ロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置 - Google Patents

ロータリカッタ装置及び該ロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置 Download PDF

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Description

本発明は、ロータリカッタの待機位置を検出する機構を備えたロータリカッタ装置に関し、さらに該ロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置に関する。
一般的なサーマルプリンタでは、通常はロール形態から巻き戻された印字用紙をプラテンローラとサーマルヘッドとの間に挟み、印字用紙を送りつつサーマルヘッドを加熱することによって印字を行う。そしてプリンタによっては、印字後の用紙を切断するための、Ｖ字形状の刃を備えたＶ字カッタや螺旋状の刃を備えたものがある。中でもロータリカッタは、円筒状の回転体表面に螺旋状の刃を備えており、Ｖ字カッタ等に比べプリンタ全体をコンパクトに構成できる。例えば特許文献１には、ナイフロータの側面に取り付けた検出部材と、減速保持中に検出部材が検出されない位置にきたときに停止指令を発信する検出センサとを具備することにより、停止時にナイフがシート断裁位置に停止しないようにしたシートカッタ用制御装置が開示されている。
また特許文献２には、切欠を備えた円板をロータリカッタの回転刃の軸に取り付け、該切欠の位置をフォトセンサで検出することにより、回転刃が所定範囲内に停止できるようにしたロータリカッタ装置が開示されている。
特公平６−８８２３７号公報 実公平７−１２７２号公報
ロータリカッタの回転刃と固定刃とが当接又は近接した状態で回転刃が停止してしまうと、新たに用紙を回転刃と固定刃との間にスムースに通すことができなくなり、紙詰まりを起こす場合がある。そこで回転刃を停止させるときは、その刃先が固定刃から一定距離以上離れた待機位置（いわゆるホームポジション）で停止するように回転刃の停止位置を制御する必要がある。特許文献１及び２に記載の構成はいずれも回転刃のホームポジションでの停止を可能にするものではあるが、近年のプリンタ装置のさらなる小型化への要望の増加に伴い、よりコンパクトな構成でロータリカッタの回転刃の位置を検出できる構造が望まれている。
例えば特許文献２に記載の構成では、回転位置検出用の円板及びフォトセンサが回転刃の軸方向外側に設けられるので、少なくとも円板及びフォトセンサの占有体積分だけプリンタ装置は幅広になると考えられる。
そこで本発明は、ロータリカッタのホームポジションの検出を容易に行える簡易かつコンパクトな構造の検出機構を備えたロータリカッタ装置、及び該ロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、中心軸について回転可能に構成された略円筒状の回転体の表面に刃を形成してなる回転刃と、前記回転刃の中心軸方向の一方の端部に形成された被検出手段と、該被検出手段を検出する検出手段とを備えたロータリカッタ装置であって、前記被検出手段及び前記検出手段の双方が、前記回転刃の中心軸方向の両端面よりも該中心軸方向の内側に配置されていることを特徴とする、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項２に係る発明は、請求項１に係るロータリカッタ装置において、前記被検出手段は、前記回転刃の一方の端部に設けられた羽根状部材であり、前記羽根状部材は前記一方の端部から前記回転刃の径方向外側に延びるように構成され、前記検出手段は前記羽根状部材を受容可能な透過式フォトセンサである、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項３に係る発明は、請求項１に係るロータリカッタ装置において、前記被検出手段は、前記回転刃の側面に設けられたマークであり、前記マークは前記回転刃の側面とは異なる色彩を有し、前記検出手段は前記マークと前記回転刃の側面の前記マーク以外の部分とを識別可能な反射式フォトセンサである、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項４に係る発明は、請求項１に係るロータリカッタ装置において、前記被検出手段は、前記回転刃の一方の端部に設けられた羽根状部材であり、前記羽根状部材は前記一方の端部から前記回転刃の径方向外側に延びるように構成され、前記検出手段は前記羽根状部材に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチである、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項５に係る発明は、請求項１に係るロータリカッタ装置において、前記被検出手段は、円形の一部分が切除された略Ｄ字形状の前記回転刃の一方の端部であり、前記検出手段は前記一方の端部の切除されていない部分に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチである、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項６に係る発明は、請求項２又は４に係るロータリカッタ装置において、前記回転刃は該回転刃を回転駆動するためのギヤを一端に有し、前記被検出手段は、前記ギヤとは反対側の前記回転刃の端部に設けられた羽根状部材である、ロータリカッタ装置を提供する。
請求項７に係る発明は、中心軸を中心にして回転可能に構成された回転体の表面に刃を形成してなる回転刃と、前記回転刃を回転駆動するための、前記中心軸の一端部に取り付けられたギヤと、前記回転刃と前記ギヤとの間で前記中心軸を支持する軸受部と、前記中心軸の、前記ギヤと前記軸受部との間に配置された被検出手段と、前記被検出手段を検出する検出手段と、を備えたロータリカッタ装置を提供する。
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置を提供する。
本発明によれば、被検出手段及び検出手段の双方が、回転刃の中心軸方向の両端よりも該中心軸について内側に配置されるので、被検出手段及び検出手段の存在によってプリンタ装置が回転刃の中心軸方向すなわちプリンタ装置の幅方向に拡大する必要はない。従って、ホームポジションの検出機構を備えたプリンタ装置をコンパクトに形成することができる。
回転刃の一方の端部に設けられかつ回転刃の径方向外側に延びる羽根状部材と、羽根状部材を受容可能な透過式フォトセンサとにより、被検出手段及び検出手段の好適な具体例が提供される。
回転刃の側面に設けられたマークと回転刃の側面のマーク以外の部分とを識別可能な反射式フォトセンサを使用すれば、マークは実質的に体積を有しないので、よりコンパクトなプリンタ装置を実現することができる。
回転刃の一方の端部に設けられかつ回転刃の径方向外側に延びる羽根状部材と、羽根状部材に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチとにより、被検出手段及び検出手段の好適な具体例が提供される。
円形の一部分が切除された略Ｄ字形状の回転刃の一方の端部と、一方の端部の切除されていない部分に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチとにより、被検出手段及び検出手段の好適な具体例が提供される。
回転刃が自らを回転駆動するためのギヤを一端に備える場合、被検出手段はギヤのギヤ軸部及びギヤと反対側の端部のいずれに設けても、プリンタ措置をコンパクトに構成することができる。
図１（ａ）は、本発明の好適な実施形態に係るサーマルプリンタ装置１０の斜視図である。サーマルプリンタ装置１０は、メインフレーム１２と、図２（ａ）に示すようにメインフレーム１２に対して着脱可能に構成されたヘッドモジュール１４とを有する。メインフレーム１２内には、ゴムローラを有するプラテンローラ（以降、プラテンと略称）１６が収容され、図示しないパルスモータによって回転駆動される。該パルスモータの出力は、該パルスモータの出力軸に連結された第１プーリ１８（図２（ｂ）参照）、第１タイミングベルト２０及びプラテン１６の第１軸部２２に取り付けられた第２プーリ２４を介してプラテン１６に伝達される。
また図２（ａ）に示すように、メインフレーム１２内には、図示しない用紙を切断するロータリカッタの回転刃２６が配置され、図示しないパルスモータによって回転駆動される。該パルスモータの出力は、該パルスモータの出力軸に連結された第３プーリ２８、第２タイミングベルト３０、プラテン１６の第２軸部３２に取り付けられた第４プーリ３４、第４プーリ３４と一体的に構成された第１ギヤ３６及び第１ギヤ３６に係合する第２ギヤ３８を介して回転刃２６に伝達される。なお回転刃２６は、ヘッドモジュール１４側に固定された固定刃４０（図２（ｂ）参照）と協働して、図示しない印字用紙を切断することができる。なお本発明に係るロータリカッタ装置の適用対象は、上述のようなヘッド部分がモジュール化したプリンタ装置に限られるものではない。
図３は、図２（ａ）のＡ部の部分拡大図であって、本発明に係るロータリカッタ装置の第１の実施形態を示す図である。回転刃２６の第２ギヤ３８とは反対側の端部４２に、回転刃２６の径方向外側に延びる羽根状の被検出部材４４が設けられる。またメインフレーム内の適所に、回転刃２６がホームポジション（図３）に位置しているときに羽根状部材４４を検出可能な検出手段であるフォトセンサ４６が設けられる。詳細にはフォトセンサ４６は略Ｕ字状の凹部を有する透過式フォトセンサであり、ホームポジションにおいて被検出部材４４がフォトセンサ４６の凹部内に位置するように構成されている。図示するように、羽根状部材４４及びフォトセンサ４６は回転刃２６の端部４２よりも回転刃の回転軸（中心軸）方向外側（図３では右側）には配置されないので、羽根状部材４４やフォトセンサ４６の存在によってメインフレーム１２の幅を増大させる必要はなく、故にプリンタ装置をコンパクトに維持できる。
図４は、図３の構成の変形例を示す図である。図４が図３の構成と異なる点は、フォトセンサ４６が回転刃２６の上方に配置されていることである。図４に示すように、フォトセンサ４６の配置箇所はメインフレーム１２の下部でなくともよく、メインフレーム内の他の構成要素の配置関係等に応じて適宜変更可能である。
図５は、ロータリカッタ装置の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態では、第１の実施形態の羽根状部材４４の代わりに被検出手段として回転刃２６の側面にマーク４８が設けられ、透過式フォトセンサ４６の代わりに反射式フォトセンサ５０が使用される。詳細には、マーク４８は回転刃２６の側面のマーク以外の部分とは異なる色（例えば暗色又は黒色）を有する線、円、多角形等の任意の形状のマークである。一方反射式フォトセンサ５０は、回転刃２６がホームポジションに位置しているときにマーク４８を検出可能な位置に配置される。センサ５０がマーク４８に面しているときは、回転刃のマーク以外の部分（一般に金属色又は明色）に面しているときに比べ反射光が弱くなるので、回転刃２６がホームポジションにあるか否かを検出することができる。第２の実施形態では、被検出手段であるマークは実質的に体積を有さず、また反射式フォトセンサは回転刃２６の端面４２より軸方向外側には配置されないので、プリンタ装置をコンパクトに維持できる。
図６は、ロータリカッタ装置の第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態では、第１の実施形態のフォトセンサ４６が機械式スイッチ５２に置換されている。機械式スイッチ５２は、本体５４と、本体５４に枢設されたノブ５６とを有し、ノブ５６は上方に付勢されるとともに、回転刃２６の端部４２に設けられた羽根状部材４４が当接することによって下方に押し下げられるように構成されている。回転刃２６がホームポジションに位置しているときはノブ５６が羽根状部材４４によって押し下げられるような位置に機械式スイッチ５２を配置することにより、回転刃２６がホームポジションにあるか否かを検出することができる。
図７は、ロータリカッタ装置の第４の実施形態を示す図である。第４の実施形態では、第３の実施形態と同様の機械式スイッチ５２を使用するが、被検出手段として、羽根状部材の代わりに回転刃２６の一部を切除したものを使用する。詳細には、回転刃２６の端部４２の一部を切除してその回転軸方向にみたときに略Ｄ字形状となるように形成する。一方機械式スイッチ５２は、図８（ａ）に示すように、略Ｄ字の円弧部分５８によってはノブ５６が押し下げられるが、図８（ｂ）に示すように、略Ｄ字の弦部分６０によっては押し下げられないように配置される。回転刃がホームポジションにあるときに図８（ｂ）の位置関係となるように構成することにより、回転刃２６がホームポジションにあるか否かを検出することができる。
図３〜図８に示した実施形態では、いずれも回転刃２６に固定された第２ギヤ３８とは反対側の端部４２の近傍に回転刃の待機位置すなわちホームポジションの検出機構を配置したが、以降に図９〜図１１を用いて説明するように、第２ギヤ３８近傍に検出機構を配置することも可能である。先ず図９に示す第５の実施形態では、第２ギヤ３８よりも回転刃２６の回転軸方向内側のギヤ軸部６２に、第１の実施形態の羽根状部材４４に類似する羽根状の被検出部材６４が設けられ、さらに透過式フォトセンサ４６と同様の透過式フォトセンサ６６が設けられる。羽根状の検出部材６４はその厚さ方向（回転刃２６の長手方向）には極めて薄くすることができるので、ギヤ軸部６２に検出部材４４を設けてもギヤ軸部６２をそのために長くする必要は殆どない。従ってこの場合も、プリンタ装置をコンパクトに維持できる。
図１０に示す第６の実施形態は、図６の第３の実施形態に類似しており、第５の実施形態のフォトセンサ６６が機械式スイッチ６８に置換されている。機械式スイッチ６８は、本体７０と、本体７０に枢設されたノブ７２とを有し、ノブ７２は上方に付勢されるとともに、ギヤ軸部６２に取り付けられた羽根状部材６４が当接することによって下方に押し下げられるように構成されている。回転刃２６がホームポジションに位置しているときはノブ７２が羽根状部材６４によって押し下げられるような位置に機械式スイッチ６８を配置することにより、回転刃２６がホームポジションにあるか否かを検出することができる。
図１１に示す第７の実施形態は、第７の実施形態では、第３の実施形態と同様の機械式スイッチ６８を使用するが、被検出手段として、羽根状部材の代わりにギヤ軸部６２に固定された略Ｄ字形状の薄板からなる円板７４を使用する。第７の実施形態は図８を用いて説明した第４の実施形態と同様の特徴を採用しており、すなわち機械式スイッチ６８は、略Ｄ字の円板の円弧部分によってはノブ７２が押し下げられるが、略Ｄ字の弦部分によっては押し下げられないように配置される。回転刃がホームポジションにあるときに弦部分がノブ７２に近接するように構成することにより、回転刃２６がホームポジションにあるか否かを検出することができる。
以上説明したように、本発明に係るロータリカッタ装置においては、被検出手段である羽根状部材等及び検出手段であるフォトセンサ等の双方が、第２ギヤも含めた回転刃の中心軸方向の両端よりも該中心軸について内側に配置される。従って回転刃の待機位置を検出するための検出機構を具備するためにプリンタ装置が幅方向に拡大することはなく、コンパクトなプリンタ装置が提供される。
（ａ）本発明に係るロータリカッタ装置を含むプリンタ装置においてヘッドモジュールが組立てられた状態の外観斜視図であり、（ｂ）（ａ）の矢印１ｂ方向からみた側面図である。 （ａ）本発明に係るロータリカッタ装置を含むプリンタ装置においてヘッドモジュールが取外された状態の外観斜視図であり、（ｂ）（ａ）の矢印２ｂ方向からみた側面図である。 ロータリカッタ装置の第１の実施形態を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第１の実施形態の変形例を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第２の実施形態を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第３の実施形態を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第４の実施形態を示す部分拡大図である。 （ａ）第４の実施形態の側面視において回転刃の円弧部分が機械式スイッチのノブに当接している状態を概略的に示す図であり、（ｂ）回転刃の弦部分が機械式スイッチのノブに当接又は近接している状態を概略的に示す図である。 ロータリカッタ装置の第５の実施形態を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第６の実施形態を示す部分拡大図である。 ロータリカッタ装置の第７の実施形態を示す部分拡大図である。
符号の説明
１０ プリンタ装置
１２ メインフレーム
１４ ヘッドモジュール
１６ プラテン
２６ 回転刃
３８ 第２ギヤ
４２ 端部
４４、６４ 羽根状部材
４６、６６ 透過式フォトセンサ
４８ マーク
５０ 反射式フォトセンサ
５２、６８ 機械式スイッチ
６２ ギヤ軸部
７４ 円板

Claims (8)

  1. 中心軸について回転可能に構成された略円筒状の回転体の表面に刃を形成してなる回転刃と、前記回転刃の中心軸方向の一方の端部に形成された被検出手段と、該被検出手段を検出する検出手段とを備えたロータリカッタ装置であって、
    前記被検出手段及び前記検出手段の双方が、前記回転刃の中心軸方向の両端面よりも該中心軸方向の内側に配置されていることを特徴とする、ロータリカッタ装置。
  2. 前記被検出手段は、前記回転刃の一方の端部に設けられた羽根状部材であり、前記羽根状部材は前記一方の端部から前記回転刃の径方向外側に延びるように構成され、前記検出手段は前記羽根状部材を受容可能な透過式フォトセンサである、請求項１に記載のロータリカッタ装置。
  3. 前記被検出手段は、前記回転刃の側面に設けられたマークであり、前記マークは前記回転刃の側面とは異なる色彩を有し、前記検出手段は前記マークと前記回転刃の側面の前記マーク以外の部分とを識別可能な反射式フォトセンサである、請求項１に記載のロータリカッタ装置。
  4. 前記被検出手段は、前記回転刃の一方の端部に設けられた羽根状部材であり、前記羽根状部材は前記一方の端部から前記回転刃の径方向外側に延びるように構成され、前記検出手段は前記羽根状部材に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチである、請求項１に記載のロータリカッタ装置。
  5. 前記被検出手段は、円形の一部分が切除された略Ｄ字形状の前記回転刃の一方の端部であり、前記検出手段は前記一方の端部の切除されていない部分に当接することにより変位可能な可動部を備えた機械式スイッチである、請求項１に記載のロータリカッタ装置。
  6. 前記回転刃は該回転刃を回転駆動するためのギヤを一端に有し、前記被検出手段は、前記ギヤとは反対側の前記回転刃の端部に設けられた羽根状部材である、請求項２又は４に記載のロータリカッタ装置。
  7. 中心軸を中心にして回転可能に構成された回転体の表面に刃を形成してなる回転刃と、
    前記回転刃を回転駆動するための、前記中心軸の一端部に取り付けられたギヤと、
    前記回転刃と前記ギヤとの間で前記中心軸を支持する軸受部と、
    前記中心軸の、前記ギヤと前記軸受部との間に配置された被検出手段と、
    前記被検出手段を検出する検出手段と、を備えたロータリカッタ装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータリカッタ装置を備えたプリンタ装置。
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