特開 2024-93848 用紙切断機構、印刷機構、及びサーマルプリンタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093848

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】用紙切断機構、印刷機構、及びサーマルプリンタ

(51)【国際特許分類】

   B26D 1/08 20060101AFI20240702BHJP

   B41J 11/70 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B26D1/08

B41J11/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210442

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】504123421

【氏名又は名称】日本プリメックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100188156

【弁理士】

【氏名又は名称】望月 義時

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】勝俣 誠一

【テーマコード（参考）】

2C058

3C027

【Ｆターム（参考）】

2C058AB02

2C058AC06

2C058AE04

2C058AF51

2C058LA03

2C058LA13

2C058LB09

2C058LB17

2C058LB36

3C027JJ10

3C027JJ12

(57)【要約】

【課題】高トルクの駆動力をカッター刃に伝達し、かつ、小型化にも有利な用紙切断機構等を提供する。
【解決手段】この用紙切断機構１３０は、モータＭと、モータＭからの動力を伝達するギア列１４０と、モータＭ及びギア列１４０を支持するメインフレーム１０１と、ギア列１４０によって伝達された動力によりカッター刃１３１を進退移動させる移動機構１６０と、を備え、ギア列１４０は、モータＭに接続された遊星ギアユニット１４１と、遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５に設けられた先端ギア１４５ａと噛み合うベベルギア１５１と、を有し、先端ギア１４５ａの回転がベベルギア１５１を介して移動機構１６０に伝達されることで、移動機構１６０がカッター刃１３１を移動させるように構成されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

用紙に対してカッター刃を進行させて前記用紙を切断する用紙切断機構であって、
モータと、
前記モータからの動力を伝達するギア列と、
前記モータ及び前記ギア列を支持するメインフレームと、
前記ギア列によって伝達された動力により前記カッター刃を進退移動させる移動機構と、
を備え、
前記ギア列は、
前記モータに接続された遊星ギアユニットと、
前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた先端ギアと噛み合うベベルギアと、
を有し、
前記先端ギアの回転が前記ベベルギアを介して前記移動機構に伝達されることで、前記移動機構が前記カッター刃を移動させるように構成されている、
用紙切断機構。

【請求項2】

前記移動機構は、
前記ベベルギアの回転が伝達される第１カッターギアであって、当該ギアの回転軸から半径方向に離れた位置にピンが形成されている第１カッターギアと、
前記第１カッターギアと噛み合う第２カッターギアであって、当該ギアの回転軸から半径方向に離れた位置にピンが形成されている第２カッターギアと、
を有し、
前記カッター刃には、第１カッターギア及び前記第２カッターギアの各ピンが通される開口部が形成され、
前記第１カッターギア及び前記第２カッターギアが同時に回転することで、各ピンが前記カッター刃に対して、前記カッター刃を進出又は退避させる方向の力を加え、これにより前記カッター刃が進退移動するように構成されている、
請求項１に記載の用紙切断機構。

【請求項3】

前記遊星ギアユニットの出力軸の外周を支持する支承部が形成されたブラケットをさらに備え、
前記支承部は、断面形状が円弧の一部を含む形状に形成されている、
請求項１又は２に記載の用紙切断機構。

【請求項4】

前記ベベルギアに対向するように配置され、前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた前記先端ギアと噛み合うベベルギア部が形成されたエマージェンシーギアをさらに備え、
前記先端ギアは、前記ベベルギアと前記エマージェンシーギアとによって挟まれている、
請求項１又は２に記載の用紙切断機構。

【請求項5】

前記エマージェンシーギアは、前記ベベルギア部よりも大きな直径に形成された円盤状の操作部を有し、
ユーザが前記操作部に触れることができるように、前記操作部の少なくとも一部が前記エマージェンシーギアを収容する前記メインフレームから外部に突出している、
請求項４に記載の用紙切断機構。

【請求項6】

前記メインフレームは、第１面と第２面とを有し、
前記第１面に、前記モータと、前記ギア列と、前記移動機構とが配置され、
前記第２面に、前記カッター刃が配置されている、
請求項１又は２に記載の用紙切断機構。

【請求項7】

前記請求項１又は２に記載の前記用紙切断機構と、
前記用紙に印字するサーマルヘッドと、
前記用紙を前記サーマルヘッドに押圧するとともに前記用紙を排出するためのプラテンローラと、
を備える印刷機構。

【請求項8】

用紙に対してカッター刃を進行させて前記用紙を切断する用紙切断機構と、
用紙に対して印字を行うサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドとの間に前記用紙を挟み込んで紙送りするプラテンローラと、
前記用紙切断機構を支持する内面支持部、及び、外面支持部を有するメインフレームと、
前記用紙が引き出されるロールを保持する保持部と、
を備え、
前記用紙切断機構は、モータと、前記モータからの動力を伝達するギア列と、前記ギア列によって伝達された動力により前記カッター刃を進退移動させる移動機構と、を有し、
前記モータ、前記ギア列及び前記移動機構は前記内面支持部に配置されており、
前記ギア列は、
前記モータに接続された遊星ギアユニットと、
前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた先端ギアと噛み合うベベルギアと、
を有し、
前記先端ギアの回転が前記ベベルギアを介して前記移動機構に伝達されることで、前記移動機構が前記カッター刃を移動させるように構成されている、
サーマルプリンタ。

【請求項9】

前記カッター刃が前記外面支持部に設けられている、請求項８に記載のサーマルプリンタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、用紙切断機構、印刷機構、及びサーマルプリンタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロールから引き出された記録紙に印字を行い、カッター刃を移動させてその記録紙を切断する装置が知られている。この種の装置は、例えばチケットやレシートを印刷するのに利用される。特許文献１には、モータの駆動ギアを回転させることで、その駆動ギアと噛み合う一対のギアが回転し、それに伴ってカッター刃が進退するように構成された装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－０６８３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、高トルクの駆動力をカッター刃に伝達し、かつ、小型化も実現するという点で改善の余地があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、高トルクの駆動力をカッター刃に伝達し、かつ、小型化にも有利な用紙切断機構、印刷機構、及びサーマルプリンタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一形態の用紙切断機構は、用紙に対してカッター刃を進行させて前記用紙を切断する用紙切断機構であって、モータと、前記モータからの動力を伝達するギア列と、前記モータ及び前記ギア列を支持するメインフレームと、前記ギア列によって伝達された動力により前記カッター刃を進退移動させる移動機構と、を備え、前記ギア列は、前記モータに接続された遊星ギアユニットと、前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた先端ギアと噛み合うベベルギアと、を有し、前記先端ギアの回転が前記ベベルギアを介して前記移動機構に伝達されることで、前記移動機構が前記カッター刃を移動させるように構成されている。

【0007】

前記移動機構は、前記ベベルギアの回転が伝達される第１カッターギアであって、当該ギアの回転軸から半径方向に離れた位置にピンが形成されている第１カッターギアと、前記第１カッターギアと噛み合う第２カッターギアであって、当該ギアの回転軸から半径方向に離れた位置にピンが形成されている第２カッターギアと、を有し、前記カッター刃には、第１カッターギア及び前記第２カッターギアの各ピンが通される開口部が形成され、前記第１カッターギア及び前記第２カッターギアが同時に回転することで、各ピンが前記カッター刃に対して、前記カッター刃を進出又は退避させる方向の力を加え、これにより前記カッター刃が進退移動するように構成されていてもよい。

【0008】

前記遊星ギアユニットの出力軸の外周を支持する支承部が形成されたブラケットをさらに備え、前記支承部は、断面形状が円弧の一部を含む形状に形成されていてもよい。

【0009】

前記ベベルギアに対向するように配置され、前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた前記先端ギアと噛み合うベベルギア部が形成されたエマージェンシーギアをさらに備え、前記先端ギアは、前記ベベルギアと前記エマージェンシーギアとによって挟まれていてもよい。

【0010】

前記エマージェンシーギアは、前記ベベルギア部よりも大きな直径に形成された円盤状の操作部を有し、ユーザが前記操作部に触れることができるように、前記操作部の少なくとも一部が前記エマージェンシーギアを収容する前記メインフレームから外部に突出していてもよい。

【0011】

前記メインフレームは、第１面と第２面とを有し、前記第１面に、前記モータと、前記ギア列と、前記移動機構とが配置され、前記第２面に、前記カッター刃が配置されていてもよい。

【0012】

本発明の一形態の印刷機構は、上記記載の前記用紙切断機構と、前記用紙に印字するサーマルヘッドと、前記用紙を前記サーマルヘッドに押圧するとともに前記用紙を排出するためのプラテンローラと、を備える。

【0013】

本発明の一形態のサーマルプリンタは、用紙に対してカッター刃を進行させて前記用紙を切断する用紙切断機構と、用紙に対して印字を行うサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドとの間に前記用紙を挟み込んで紙送りするプラテンローラと、前記用紙切断機構を支持する内面支持部、及び、外面支持部を有するメインフレームと、前記用紙が引き出されるロールを保持する保持部と、を備え、前記用紙切断機構は、モータと、前記モータからの動力を伝達するギア列と、前記ギア列によって伝達された動力により前記カッター刃を進退移動させる移動機構と、を有し、前記モータ、前記ギア列及び前記移動機構は前記内面支持部に配置されており、前記ギア列は、前記モータに接続された遊星ギアユニットと、前記遊星ギアユニットの出力軸に設けられた先端ギアと噛み合うベベルギアと、を有し、前記先端ギアの回転が前記ベベルギアを介して前記移動機構に伝達されることで、前記移動機構が前記カッター刃を移動させるように構成されている。

【0014】

前記カッター刃が前記外面支持部に設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、高トルクの駆動力をカッター刃に伝達し、かつ、小型化にも有利な用紙切断機構、印刷機構、及びサーマルプリンタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一形態のサーマルプリンタを示す斜視図である。

【図2】サーマルプリンタの主要な構成を示すブロック図である。

【図3】用紙切断機構を内蔵する印刷機構の斜視図である。

【図4】印刷機構の部品の一部を省略して示す印刷機構の斜視図である。

【図5】印刷機構の部品の他の一部を省略して示す印刷機構の斜視図である。

【図6】用紙切断機構の主要な構成を示すブロック図である。

【図7】メインフレームに配置されたモータ及びギア列を示す斜視図である。

【図8】図７の状態からエマージェンシーギアやブラケットなど幾つかの部品を追加した斜視図である。

【図9】モータ及びギア列などを正面側から見た図である。

【図10】モータ及び遊星ギアユニット等を示す斜視図である。

【図11】ギア列及びブラケットを説明するための斜視図である。

【図12】ギア列及びブラケットを説明するための他の斜視図である。

【図13】移動機構及びギア列の詳細な構造を示す図である。

【図14】メインフレームをカッター刃が配置される側から見た図である。

【図15】エマージェンシーギア及びその周辺構造を説明するための図である。

【図16】カット性能評価試験の結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一形態のサーマルプリンタを示す斜視図である。図２は、サーマルプリンタの主要な構成を示すブロック図である。図３は、用紙切断機構を内蔵する印刷機構の斜視図である。図４は、印刷機構の部品の一部を省略して示す印刷機構の斜視図である。図５は、印刷機構の部品の他の一部を省略して示す印刷機構の斜視図である。

【0018】

以下の説明では、図面に示されている対象物の向きに応じて上、下、左、右、前及び後といった向きを示す語句を用いるが、これらの向きは本発明を限定する意図で用いられるものではない。

【0019】

本実施形態のサーマルプリンタＳ１は、図１に示すように、印刷機構１００と、ロール保持部材２００とを備えている。サーマルプリンタＳ１は、ロールから引き出された用紙Ｓｈに印字を行うとともに、印字が行われた用紙Ｓｈを切断する装置である。サーマルプリンタＳ１は、例えばレシートやチケット等に印字を行う装置である。

【0020】

印刷機構１００は、図２に示すように、主要な構成要素として、用紙に印字を行うためのサーマルヘッド１１０と、用紙を搬送する搬送機構１２０と、用紙を切断する用紙切断機構１３０と、制御部１９０とを有している。印刷機構１００は、また、印刷機構１００の各種部品が取り付けられるメインフレーム１０１（図１）を有している。

【0021】

本実施形態のサーマルプリンタＳ１においては、図１に示すように、ロール保持部材２００に、用紙のロール（不図示）を保持するロール保持部２０１ａが設けられている。ロールから引き出された用紙Ｓｈ（単に「用紙」ともいう）は、印刷機構１００の用紙導入部１０５に挿入され、印刷機構１００によって所定の情報が印字され、用紙排出部１０６から排出される。詳細は後述するが、本実施形態の印刷機構１００では、用紙Ｓｈに対してカッター刃を進行させることにより、用紙Ｓｈが切断される。用紙は、感熱紙又は記録紙等であってもよい。

【0022】

なお、ロール保持部材２００のロール保持部２０１ａは図１に示すような構成に限定されるものではなく、種々変更可能である。

【0023】

サーマルヘッド１１０は、図５に示すように、印刷機構１００の幅方向（用紙Ｓｈの幅方向と同一方向）に延在している。サーマルヘッド１１０は、この種の印刷機構１００において使用される従来公知の構成のものを利用できる。サーマルヘッド１１０は、制御部１９０（図２）によって制御される。サーマルヘッド１１０は、具体的には、制御部１９０が送信した制御信号に応じて複数の発熱素子（不図示）を発熱させることで、用紙に所定の情報を印字する。

【0024】

搬送機構１２０は、図４に示すように、プラテンローラ１２１と、ギア列１２３とを有し、さらに不図示のモータを有している。プラテンローラ１２１は、ゴム等の弾性を有する材質で形成されたローラであり、用紙の印字面をサーマルヘッド１１０に向けて押圧するとともに用紙を排出する（搬送する）機能を有する。プラテンローラ１２１は、サーマルヘッド１１０に対向する位置に配置されている。プラテンローラ１２１は、ガイド板１２５に沿って案内された用紙をサーマルヘッド１１０側に押し付ける。

【0025】

ギア列１２３は、複数のギアで構成され、プラテンローラ１２１の中心軸の片端に設けられている。ギア列１２３は、搬送機構１２０における駆動源である不図示のモータからの動力を伝達する。ギア列１２３によって伝達された動力によって、プラテンローラ１２１が回転し、プラテンローラ１２１の回転に応じて用紙が搬送される。

【0026】

なお、本実施形態においては、図４に示すレバーＬを動かすと一対の爪１２２が移動し、これによりプラテンローラ１２１を印刷機構１００から取り外すことができるようになっている。このような構造自体は公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

【0027】

（用紙切断機構１３０）
用紙切断機構１３０は、用紙を切断する機構である。図６は、用紙切断機構１３０の主要な構成を示すブロック図である。用紙切断機構１３０は、図６に示すように、モータＭと、ギア列１４０と、移動機構１６０と、カッター刃１３１とを有している。これらモータＭ、ギア列１４０、移動機構１６０、及びカッター刃１３１はいずれも、メインフレーム１０１によって支持されている。

【0028】

ギア列１４０は、詳細は後述するが、複数のギアを含み、モータＭからの動力を伝達する。移動機構１６０は、ギア列１４０によって伝達された動力によりカッター刃１３１を固定刃１３８（図３）に対して進退移動させる機構である。

【0029】

図７から図１２を参照しながら、用紙切断機構１３０の詳細な構造について説明する。図７は、メインフレーム１０１に配置されたモータＭ及びギア列１４０を示す斜視図である。図８は、図７の状態からエマージェンシーギアやブラケットなど幾つかの部品を追加した斜視図である。図９は、モータＭ及びギア列１４０などを正面側から見た図である。図１０は、モータＭ及び遊星ギアユニット等を示す斜視図である。図１１は、ギア列１４０及びブラケット１７０を説明するための斜視図である。図１２は、ギア列１４０及びブラケット１７０を説明するための他の斜視図である。

【0030】

用紙切断機構１３０の筐体であるメインフレーム１０１について説明すると、メインフレーム１０１は、各種部品が配置される部材であり、本実施形態では一例として、図７に示すように略箱形の形状を有する。メインフレーム１０１は、例えば板金をプレス加工して形成された部材である。

【0031】

メインフレーム１０１は、平板状の支持部１０１ａと、第１側面１０１ｂと、第２側面１０１ｃと、第３側面１０１ｄとを有している。支持部１０１ａは、具体的には、第１面である内面１０１ａ－１と、第２面である外面１０１ａ－２とを有する。

【0032】

第１面である内面１０１ａ－１に、モータＭと、ギア列１４０と、移動機構１６０を構成する一対のギア１６１、１６２とが配置されている。また、第２面である外面１０１ａ－２に、カッター刃１３１（図５）等が配置されている。第１面は、本発明における内面支持部の一例であり、第２面は外面支持部の一例である。なお、メインフレーム１０１は必ずしも略箱形に限定されるものではない。本実施形態のように、モータＭやギア列１４０等とカッター刃１３１等とが支持部１０１ａの両面に分けて配置されていることで、部品が効率的に配置される。

【0033】

（ギア列１４０）
ギア列１４０は、図７に示すように、遊星ギアユニット１４１、ベベルギア１５１、及び中間ギア１５３を有している。本実施形態の構成では、モータＭに接続された遊星ギアユニット１４１が設けられ、遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５の傘状の歯部を有する先端ギア１４５ａの回転が、ベベルギア１５１を含むギア列１４０を介して移動機構１６０に伝達される。これにより、移動機構１６０が回転してカッター刃１３１を移動させる。

【0034】

遊星ギアユニット１４１は、図１０に示すように、太陽ギアＭｂ、ギアハウジング部材１４１－１、サイドプレート１４１－２、キャリアプレート１４１－３、複数の遊星ギア１４３、回転部材１４４、及び出力軸１４５を有する。

【0035】

遊星ギアユニット１４１は、モータＭに取り付けられ、減速装置として機能する。遊星ギアユニット１４１は、複数のギアからなる減速装置と比較し、少ないギア数で大きな減速比を得ることができる。また、入力軸と出力軸を同軸上に配置可能であるため、コンパクトな構成とすることができる。

【0036】

太陽ギアＭｂは、モータＭの出力軸Ｍａに固定されている。ギアハウジング部材１４１－１及びサイドプレート１４１－２は、太陽ギアＭｂ及び遊星ギア１４３が収容されるギアハウジングの一部を構成する。また、キャリアプレート１４１－３もギアハウジング内に収容される。ギアハウジング部材１４１－１の内周面には、複数の遊星ギア１４３が噛み合うインターナルギア１４１ｇが形成されている。

【0037】

組立て状態では、太陽ギアＭｂはギアハウジング部材１４１－１の内部空間の中心に位置する。太陽ギアＭｂの径方向外側であってインターナルギア１４１ｇの内側には、本実施形態では、３つの遊星ギア１４３が配置される。３つの遊星ギア１４３は、一例として、周方向に互いに等間隔で配置される。太陽ギアＭｂがモータＭの出力軸Ｍａを中心として回転すると、３つの遊星ギア１４３もそれに併せて回転する。なお、この例では遊星ギア１４３は３つであるが、４つの（複数の）遊星ギア１４３が設けられていてもよい。

【0038】

回転部材１４４は３つのピン１４４ａを有し、各ピン１４４ａは、遊星ギア１４３の中心の孔に挿入され、ギアハウジング部材１４１－１に支持される。回転部材１４４には、また、出力軸１４５が設けられている。出力軸１４５の先端には先端ギア１４５ａが設けられている。

【0039】

遊星ギアユニット１４１は上記のように構成されていることで、モータＭからの出力が遊星ギアユニット１４１によって伝達される。具体的には、モータＭの出力軸Ｍａに固定された太陽ギアＭｂが回転すると、それに伴ってギアハウジング部材１４１－１内で複数の遊星ギア１４３が公転するように出力軸Ｍａ周りに回転する。そして、複数の遊星ギア１４３の回転に応じて、出力軸１４５及びそれに固定された先端ギア１４５ａが回転する。

【0040】

図１１及び図１２を参照する。ベベルギア１５１は、先端ギア１４５ａと噛み合う傘状の歯部を有するギアである。ベベルギア１５１は、その回転軸が、遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５の軸線と直交する向きで配置されている。これにより、モータＭからの出力方向が９０度変更される。

【0041】

中間ギア１５３は、ベベルギア１５１の一部（下段）に形成された歯部１５１ｇ（図１３）と噛み合い、ベベルギア１５１の回転に応じて回転する。中間ギア１５３は、後述する第１カッターギア１６１と噛み合っており、中間ギア１５３が回転することによって第１カッターギア１６１が回転する。中間ギア１５３は、具体的には、図１３に示されているように大径歯部１５３ａと、大径歯部１５３ａの下段に設けられた小径歯部１５３ｂとを有している。大径歯部１５３ａの歯数は、ベベルギア１５１の歯部１５１ｇの歯数よりも多い。歯部１５１ｇが中間ギア１５３の大径歯部１５３ａに噛み合い、小径歯部１５３ｂが第１カッターギア１６１に噛み合う。ベベルギア１５１の歯部１５１ｇが直接に第１カッターギア１６１又は第２カッターギア１６２に噛み合う構成であってもよいが、本実施形態のような構成によれば、中間ギア１５３を介して所望のギア比で回転力を第１カッターギア１６１に伝達することができる。

【0042】

（移動機構１６０）
本実施形態の印刷機構１００においては、印字された用紙をカッター刃１３１で切断できる。モータＭからの出力を利用してカッター刃１３１を移動させる機構としては種々の構成が考えられるが、本実施形態では、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２を略半回転させ、それに伴って円弧状に移動するピンを利用してカッター刃１３１が移動させられる。以下、具体的に説明する。

【0043】

移動機構１６０は、カッター刃１３１を移動させる機構であり、例えば図７、図８及び図９に示すように、第１カッターギア１６１と、第２カッターギア１６２とを有する。

【0044】

第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２は、いずれも、メインフレーム１０１の内側に配置されている。第１カッターギア１６１は、シャフト１５５ａに支持され、第２カッターギア１６２はシャフト１５５ｂに支持されている。第１カッターギア１６１は、具体的には、その回転軸がメインフレーム１０１の支持部１０１ａに対して垂直に延在するように配置されている。同様に、第２カッターギア１６２も、その回転軸がメインフレーム１０１の支持部１０１ａに対して垂直に延在するように配置されている。なお、ここでの「回転軸」は、シャフト１５５ａ及びシャフト１５５ｂのそれぞれの中心軸に相当する。

【0045】

第１カッターギア１６１は、モータＭの出力軸１４５の軸方向において、モータＭから離れた側に配置され、第２カッターギア１６２は、モータＭに近い側に配置されている。第１カッターギア１６１は、中間ギア１５３と噛み合う歯部を有し、中間ギア１５３の回転に応じて回転する。第２カッターギア１６２は、第１カッターギア１６１の歯部と同形状の歯部を有し、第１カッターギア１６１と噛み合う。

【0046】

図１３は、移動機構１６０及びギア列１４０の詳細な構造を示す図である。なお、図１３に描かれている構成は本発明の具体的な一例であり、ギアの歯数及びギアの直径の大小関係及び配置等は、図面から読み取れる範囲において、本出願の開示内容を構成する。

【0047】

図１３に示すように、第１カッターギア１６１には、ベベルギア１５１の回転が中間ギア１５３を介して伝達されるように構成されている。第１カッターギア１６１には、このギアの回転軸Ａｘ（シャフト１５５ａの中心軸）から半径方向に離れた位置であって歯部より内側にピン１６１ｐが形成されている。第２カッターギア１６２にも、同様に、このギアの回転軸Ａｘ（シャフト１５５ｂの中心軸）から半径方向に離れた位置であって歯部より内側にピン１６２ｐが形成されている。

【0048】

ピン１６１ｐは第１カッターギア１６１の厚み方向に沿って延びる円柱又は円筒状の構造部である。ピン１６２ｐも同様の構成を有する。

【0049】

第１カッターギア１６１は、図１３に示すように、ピン１６１ｐが位置Ｐ１ａに位置する状態から、ピン１６１ｐが位置Ｐ１ｂに位置する状態まで、約１８０°回転するように構成されている。第２カッターギア１６２は、第１カッターギア１６１に回転に応じて、ピン１６２ｐが位置Ｐ２ａに位置する状態から、ピン１６２ｐが位置Ｐ２ｂに位置する状態まで、約１８０°回転するように構成されている。第２カッターギア１６２のこのときの回転方向は、第１カッターギア１６１の回転方向とは逆である。なお、この例では約１８０°を例示したが、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２の回動範囲は任意に設定可能である。

【0050】

なお、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２の回転範囲は、一例として、第２カッターギア１６２の一部に当接するスイッチＳｗ（図８）及び制御部１９０（図２）により規制される。具体的には、図８に示すように、スイッチＳｗのレバーＳｗｌと当接してＯＮ／ＯＦＦ動作を切り替えるための複数の段部１６２ｔが第２カッターギア１６２に形成されている。

【0051】

複数の段部１６２ｔは、第２カッターギア１６２の円柱状の突出部の一部に形成された一方の段部１６２ｔ－１と、当該段部１６２ｔ－１に対して周方向に１８０°反対の位置に形成された他方の段部１６２ｔ－２とを含む。段部１６２ｔ－１、１６２ｔ－２は、いずれも、一例として、ギアの厚み方向に延在する平面である。

【0052】

制御部１９０によるモータＭの動作制御に関し、具体的には、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が回転する範囲は、例えば、制御部１９０からステッピングモータであるモータＭに与えられるパルス数によって決定される。制御部１９０からの制御信号に応じて、モータＭの回転が開始し、レバーＳｗｌがＯＮになった位置がホームポジションとされる。このホームポジションから、用紙を切断するのに十分な所定のステップ数分だけモータＭが回転する。これにより、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が回転し、カッター刃１３１が前進して用紙を切断する。モータＭは、切断位置よりオーバステップを刻み、レバーＳｗｌがＯＮの状態で停止する。その後、制御部１９０は、レバーＳｗｌがＯＮの状態でモータＭを逆回転させる。これにより、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が逆回転し、カッター刃１３１が後退する。その後、１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が所定の位置まで回転すると、レバーＳｗｌがＯＦＦとなる。

【0053】

上記のような方式により、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が、本実施形態では一例として、略１８０°の回転角度で回転するようになっている。なお、図８ではレバーＳｗｌが円柱状の突出部の大径部の側面に接するような状態で描かれているが、実際は、レバーＳｗｌは円柱状の突出部の小径部のところに位置するように各部品が組み付けられている。

【0054】

図１４は、メインフレーム１０１をカッター刃１３１（図４）が配置される側から見た図である。図１４に示すように、メインフレーム１０１には、第１カッターギア１６１のピン１６１ｐが通される開口部１０１ｈ－１、及び、第２カッターギア１６２のピン１６２ｐが通される開口部１０１ｈ－２が形成されている。開口部１０１ｈ－１及び開口部１０１ｈ－２はいずれも円弧形状の孔である。開口部１０１ｈ－１及び開口部１０１ｈ－２は、図１４から理解されるように、左右対称な形状に設けられている。ピン１６１ｐ及びピン１６２ｐは、開口部１０１ｈ－１及び開口部１０１ｈ－２を通り、メインフレーム１０１の外面１０１ａ－２から離れる側に突出する。ピン１６１ｐ及びピン１６２ｐは、開口部１０１ｈ－１及び開口部１０１ｈ－２に沿って移動するように構成されている。

【0055】

続いて、再び図５を参照すると、カッター刃１３１には、横方向に延在する開口部１３１ｈ－１及び開口部１３１ｈ－２が形成されている。一方の１３１ｈ－１にはピン１６１ｐが通され、他方の開口部１３１ｈ－２にはピン１６２ｐが通されている。

【0056】

上述したような構成により、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が同時に回転することで、各ピン１６１ｐ、１６２ｐが円弧軌道を描きながら移動し、カッター刃１３１に対して、図５の上下方向のいずれかにカッター刃１３１を移動させる向きの力（カッター刃１３１を進出又は退避させる方向の力）を付与する。具体的には、カッター刃１３１を前進／後退方向をＹ軸方向（図１の上下方向）とし、開口部１３１ｈ－１、１３１ｈ－２の延在方向をＸ軸（図１の左右方向）とすると、各ピン１６１ｐ、１６２ｐの円弧運動はＹ軸方向の力とＸ軸方向の力とに分解できる。そして、Ｙ軸方向の力は、カッター刃１３１を移動させる力となり、Ｘ軸方向の力は各ピン１６１ｐ、１６２ｐが開口部１３１ｈ移動することにより解放される。

【0057】

なお、図４のスライダ１３２は、カッター刃１３１の外側に配置され、カッター刃１３１をスムーズに移動させるようにする部材である。図３のブレードスプリング１３３は、スライダ１３２及びカッター刃１３１を外側から押さえる部材であり、カッター刃１３１がスムーズに上下に移動できる程度のバネ圧を有する。

【0058】

（ブラケット１７０）
図１１及び図１２を参照する。本実施形態の構成では、メインフレーム１０１内にブラケット１７０が設けられている。ブラケット１７０は、この例では、遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５の外周を支持する支承部１７１を有している。支承部１７１は、具体的には出力軸１４５の一部を支持する。支承部１７１は、より具体的には、出力軸１４５の外周面のほぼ半分を支持するように、断面形状が略半円形状（円弧の一部を含む形状）となるように形成されている。ブラケット１７０は、この例では、メインフレーム１０１の内面１０１ａ－１に配置されている。これに限定されるものではないが、ブラケット１７０は一例として樹脂製の成形部品である。以上のように支承部１７１に出力軸１４５が支承される構成によれば、出力軸１４５の位置が安定し、軸ブレが抑えられ、先端ギア１４５ａとベベルギア１５１との間で力を良好に伝達できる。なお、ブラケット１７０は金属製の部材であってもよく、具体的には、金属製の一体部品であってもよい。

【0059】

（エマージェンシーギア）
図１５は、エマージェンシーギア１５７及びその周辺構造を説明するための図である。図１５（ａ）はエマージェンシーギア単体を示す図であり、図１５（ｂ）はエマージェンシーギア１５７が配置されたメインフレーム１０１を示す図である。本実施形態の用紙切断機構１３０では、図１５に示すように、メインフレーム１０１内にエマージェンシーギア１５７が設けられている。

【0060】

エマージェンシーギア１５７は、図１５（ａ）に示すよう、操作部１５７ａと、傘状のベベルギア部１５７ｂとを有している。エマージェンシーギア１５７は、一例として、操作部１５７ａと、ベベルギア部１５７ｂ等とが一体的に形成された部材である。操作部１５７ａは、ベベルギア部１５７ｂよりも大きな直径に形成されている。操作部１５７ａは、具体的には、一例として円盤状の形状を有する。ベベルギア部１５７ｂは、一例として、ベベルギア１５１の歯部と同様の形状を有していてもよい。

【0061】

エマージェンシーギア１５７は、ベベルギア部１５７ｂがベベルギア１５１（図７）に対向して先端ギア１４５ａと噛み合うように配置される（図８も参照）。図８に示すように、エマージェンシーギア１５７は、ベベルギア１５１を支持するシャフト１５５に支持されている。エマージェンシーギア１５７は、一例として、エマージェンシーギア１５７がシャフト１５５から抜けないよう、Ｅリングによってシャフト１５５に止められている。先端ギア１４５ａ（図７）は、ベベルギア１５１とエマージェンシーギア１５７とによって挟まれた状態となっている。その結果、先端ギア１４５ａとベベルギア１５１とを互いに安定的に噛み合わせることが可能となる。なお、図７及び図８では図示されていないが、シャフト１５５の上端は、印刷機構１００を構成する部品の一部によって支持される。

【0062】

エマージェンシーギア１５７は、操作部１５７ａがメインフレーム１０１に形成された開口部１０１ｓから部分的に突出するように配置されている。このような構成により、ユーザが操作部１５７ａに外部から触れ、エマージェンシーギア１５７を回すことが可能となっている。

【0063】

開口部１０１ｓは、メインフレーム１０１に形成された閉じた１つの開口（貫通孔）として形成されていてもよいし、図１５（ｂ）のように凹部状に形成されメインフレーム１０１が不図示の他の部材に固定された状態で１つの閉じた開口を形成するものであってもよい。図１５（ｂ）のように、メインフレーム１０１の板材の端部（ここでは、第３側面１０１ｄの端部）から切り込まれた凹部状の開口部１０１ｓの場合、例えばプレス加工等で当該形状を形成しやすいという利点がある。

【0064】

エマージェンシーギア１５７を回すことにより、その回転力が先端ギア１４５ａ（図７参照、図８では不図示）を介してベベルギア１５１に伝達され、ベベルギア１５１が回転する。ベベルギア１５１が回転することで、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２が回転する。このような構成によれば、ユーザは、エマージェンシーギア１５７を手動で動かすことで、モータＭの動力によらず、第１カッターギア１６１及び第２カッターギア１６２を回転させてカッター刃１３１を進出又は退避方向に移動させることができる。

【0065】

（本実施形態の作用効果）
以上説明したように、本実施形態の用紙切断機構１３０によれば、遊星ギアユニット１４１と、遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５に設けられた先端ギア１４５ａと噛み合うベベルギア１５１とが設けられており、これらによってモータＭの回転力がカッター刃１３１を移動させる移動機構１６０に伝達されるので、高トルクの駆動力をカッター刃に伝達できる。また、遊星ギアユニット１４１を用いる構成は、小型化にも有利である。

【0066】

また、本実施形態の構成では、ブラケット１７０の支承部１７１により遊星ギアユニット１４１の出力軸１４５の外周を安定的に支持することができ、その結果、先端ギア１４５ａとベベルギア１５１とを精度良く噛み合わせることができる。これにより、効率良くモータＭの駆動力が伝達される。

【0067】

また、本実施形態の構成では、先端ギア１４５ａが、ベベルギア１５１とエマージェンシーギア１５７とによって挟まれている。エマージェンシーギア１５７はユーザが手動でカッター刃１３１を動かすための部品であり、その機能を果たす位置であれば、本来、どのような位置に設けられていてもよい。しかし、本実施形態のように先端ギア１４５ａがベベルギア１５１とエマージェンシーギア１５７とによって挟まれる構成によれば、エマージェンシーギア１５７が設けられていない構成と比較して、先端ギア１４５ａとベベルギア１５１とが互いに精度よく噛み合う。

【0068】

また、本実施形態の構成では、メインフレーム１０１の第１面である内面１０１ａ－１にモータＭと、ギア列１４０と、移動機構１６０が配置され、第２面である内面１０１ａ－１にカッター刃１３１が配置されている。このようにメインフレーム１０１の一部の両面に各種部品が配置される構成によれば、各種部品が空間効率良く配置され、コンパクトに装置を構成することができる。

【0069】

（カット性能評価試験）
図１６は、カット性能評価試験の結果を示す表である。本発明の一形態に係る用紙切断機構が用紙を切断する性能を評価した結果を図１６を参照しながら説明する。「実施例」は、遊星ギアユニット１４１及びベベルギア１５１等を備える用紙切断機構１３０を示し、「比較例」はそのような機構を備えない用紙切断機構を示している。比較例の用紙切断機構は、具体的には、モータの出力軸にウォームギアが設けられており、このウォームギアが一対のカッターギアのうちの一方（第２カッターギア１６２、図９）に噛み合う構成である。このようにモータから出力を伝達する構成が異なる点を除き、その他の構成は共通である。

【0070】

「電圧」は、モータに供給される電圧の値を示している。紙の種類の「タイプ１」は、比較的薄い用紙であり、「タイプ２」はタイプ１より厚い用紙であり、「タイプ３」はタイプ２より厚い用紙である。このような条件のもと、各用紙切断機構で用紙を切断させたところ、実施例では、全てのタイプの用紙を切断できた。これに対して、比較例では、タイプ１は良好に切断できたものの、タイプ２及びタイプ３については良好に切断できなかった。

【0071】

このように、本発明の一形態に係る用紙切断機構１３０によればモータを同じ電圧で動作させた場合であっても、ウォームギアを備える比較例の構成と比べてより厚みのある用紙を良好に切断できることが確認された。

【0072】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0073】

１００ 印刷機構
１０１ メインフレーム
１０１ａ 支持部
１０１ａ－１ 内面
１０１ａ－２ 外面
１０１ｂ 第１側面
１０１ｃ 第２側面
１０１ｄ 第３側面
１０１ｓ 開口部
１０５ 用紙導入部
１０６ 用紙排出部
１１０ サーマルヘッド
１２０ 搬送機構
１２１ プラテンローラ
１２２ 爪
１２３ ギア列
１２５ ガイド板
１３０ 用紙切断機構
１３１ カッター刃
１３２ スライダ
１３３ ブレードスプリング
１３８ 固定刃
１４０ ギア列
１４１ 遊星ギアユニット
１４１－１ ギアハウジング部材
１４１－２ サイドプレート
１４１－３ キャリアプレート
１４１ｇ インターナルギア
１４３ 遊星ギア
１４４ 回転部材
１４４ａ ピン
１４５ 出力軸
１４５ａ 先端ギア
１５１ ベベルギア
１５１ｇ 歯部
１５３ 中間ギア
１５３ａ 大径歯部
１５３ｂ 小径歯部
１５５ａ シャフト
１５５ｂ シャフト
１５７ エマージェンシーギア
１５７ａ 操作部
１５７ｂ ベベルギア部
１６０ 移動機構
１６１ 第１カッターギア
１６２ 第２カッターギア
１６２ｔ 段部
１７０ ブラケット
１７１ 支承部
１９０ 制御部
２００ ロール保持部材
２０１ａ ロール保持部
Ａｘ 回転軸
Ｌ レバー
Ｍ モータ
Ｍａ 出力軸
Ｍｂ 太陽ギア
Ｓ１ サーマルプリンタ
Ｓｈ 用紙
Ｓｗ スイッチ
Ｓｗｌ レバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】