カッティングプロッタ
【課題】構造及び操作が比較的簡単で、容易に目的とする形状の紙製品を製作することができるカッティングプロッタを提供する。
【解決手段】カッティングプロッタは、はがき大シート２をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、カッティングペン６をＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、カッティングペン６をＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、Ｙ方向移動手段は、Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バー１５と、その略中央位置に回動自在に設けられたピニオン及びその駆動モータ１９と、ピニオンと噛み合いＹ方向バー１５の長手方向に沿って往復移動するラック１７と、ラック１７に固定されたキャリッジ７及びキャリッジ７に支持されたカッティングペン６と、を有し、Ｚ方向移動手段は、Ｙ方向バー１５をラック１７及びピニオンごと傾斜させてキャリッジ７に支持されたカッティングペン６の刃先を被切断媒体２に接触させる揺動手段を有する。
【解決手段】カッティングプロッタは、はがき大シート２をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、カッティングペン６をＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、カッティングペン６をＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、Ｙ方向移動手段は、Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バー１５と、その略中央位置に回動自在に設けられたピニオン及びその駆動モータ１９と、ピニオンと噛み合いＹ方向バー１５の長手方向に沿って往復移動するラック１７と、ラック１７に固定されたキャリッジ７及びキャリッジ７に支持されたカッティングペン６と、を有し、Ｚ方向移動手段は、Ｙ方向バー１５をラック１７及びピニオンごと傾斜させてキャリッジ７に支持されたカッティングペン６の刃先を被切断媒体２に接触させる揺動手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッティングフィルム等のシート状媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタに係り、特に、対象となるシート状媒体の大きさを特定し、部品点数を限定したカッティングプロッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状媒体を所定の形状に切断するカッティングプロッタとしては、例えばシート状媒体の両端部分を駆動ローラと従動ローラとで挟持し、前記駆動ローラを正逆回転させることにより前記シート状媒体を第１の方向（例えばＸ軸方向）に移動させるＸ方向搬送手段と、前記第１の方向と直交する第２の方向（例えばＹ軸方向）に移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに搭載され、前記シート状媒体に対して圧接、離反するカッティングペンを前記キャリッジごと移動させるＹ方向移動手段とを有し、前記カッティングペンをシート状媒体に対して相対的に二次元方向に移動させるとともに、選択的に前記シート状媒体に対して圧接、離反させて、これを所望の形状に切断する被切断媒体駆動型のカッティングプロッタが知られている。
【０００３】
一方、平板状のテーブルにシート状媒体を載置し、前記載置テーブルに対して第１の方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられたＹバーと、このＹバー上を摺動することにより前記第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに搭載され、前記載置テーブル上のシート状媒体に圧接、離反するカッティングペンと有し、前記Ｙバー及びキャリッジの移動を制御すると共に、前記カッティングペンを前記シート状媒体に対して選択的に圧接、離反させることにより、シート状媒体を所望の形状に切断するフラットベッド型のカッティングプロッタが知られている。
このようなカッティングプロッタは、例えば予め図形、図柄等が印刷（記録）されたシート状媒体を、箱体、容器等の展開図形状に切断し、最終的に箱体、容器等の立体物を作成する際、または衣服等の型紙、装飾用のステンシルもしくはマスクパターン、年賀状等のグリーティングカード、ペーパークラフト等の紙製品を作成する際に適用される。
【０００４】
カッティングプロッタに関する従来技術として、例えば特許文献１には、ハーフカット用シートのアウトラインカットから不要シート部の引剥がしまでの一連の作業を自動で行うことを目的として開発された装置であって、剥離シート上にシート本体を積層したハーフカット用シートの当該シート本体に対し、切抜き対象となるキャラクタをアウトラインカットすると共に、カットしたキャラクタ部を残して他の不要シート部を前記剥離シートから引き剥がして切抜き文字を作成するカッティングプロッタであって、シート排出口に連なるシート走行路と、前記シート走行路上において前記ハーフカット用シートを正逆送りするシート送り機構と、前記シート送り機構と協働して前記キャラクタをアウトラインカットするカッティングプロッタ機構と、前記剥離シートから前記不要シート部を引き剥がすシート剥離機構と、前記シート排出口が形成されると共に、前記シート走行路、前記シート送り機構、前記カッティングプロッタ機構及び前記シート剥離機構を収容した装置ケースとを備えたカッティングプロッタが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、切断時の騒音を軽減することを目的として開発された装置であって、被切断物が載置される載置体と、前記被切断物を切断する刃部を有するカッタと、前記カッタを保持する移動手段とを備え、前記移動手段は前記刃部の高さを連続的に変化させるように構成されているカッティングプロッタであって、前記被切断物を第１方向に搬送する搬送手段を設け、前記第１方向と略直交する第２方向に前記移動手段を移動させる送り手段を設け、前記刃部を前記被切断物に挿入し前記第２方向へ移動させながら、前記被切断物を前記第１方向へ移動させることにより、前記被切断物を所定の形状に切断する構成とし、且つ移動手段は固定体と、可動体と、モータと、プーリと、ベルトとから構成され、前記可動体は前記カッタを保持し、かつ前記固定体に上下スライド可能に設けられ、前記プーリは前記モータの軸に固定され、前記ベルトの一端及び他端は各々前記可動体の一端及び他端に固定され、前記ベルトの中部は前記プーリに当接することにより駆動力を得る構成としたカッティングプロッタが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３７５９６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６３１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には、何れも部品点数が多く、構造が複雑で、製造コストが高価であり、また、これを使用して特定形状の紙製品を製造する際の操作が煩雑で、使用勝手が悪いという問題がある。特に、機械操作が苦手な高齢者または若年者にとって、このようなカッティングプロッタを使いこなすことは容易ではない。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、構造及び操作が比較的簡単で、機械操作が苦手な需要者であっても、容易に目的とする形状の紙製品を製作することができる使い勝手のよいカッティングプロッタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るカッティングプロッタは、被切断媒体をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、カッティングペンを前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、前記カッティングペンを前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、前記カッティングペンを前記被切断媒体に対して相対的に二次元方向に移動させると共に、前記カッティングペンの刃先を選択的に前記被切断媒体に圧接、離反させて前記被切断媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタにおいて、前記Ｙ方向移動手段は、前記Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バーと、このＹ方向バーの所定位置に回動自在に設けられたピニオン及びこのピニオンを駆動する駆動モータと、前記ピニオンと噛み合い前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って往復移動するラックと、このラックに固定されたキャリッジ、及びキャリッジに支持された前記カッティングペンと、を有し、前記Ｚ方向移動手段は、前記Ｙ方向バーを前記ピニオン及びラックごと傾斜させて前記キャリッジに支持されたカッティングペンの刃先を前記被切断媒体に接触させる揺動手段を有することを特徴とする。
この場合において、前記Ｙ方向バーの揺動手段は、前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って設けられた回動軸と、この回動軸とは偏芯して設けられた偏芯軸と、この偏芯軸に係合されたカム部材と、このカム部材を回転させる駆動手段と、を有するものであることが好ましい。
また、前記カッティングペンの先端部に、刃先調整用キャップを嵌合させることもできる。
【０００９】
更に、前記被切断媒体が載置される載置テーブルに、前記被切断媒体の先端部を位置決めする出没自在のリブを設け、このリブの前記載置テーブルからの出没動作と、前記Ｘ方向搬送手段とを連動させ、前記リブを前記載置テーブルから突出させると共に、前記Ｘ方向搬送手段における前記被切断媒体の挟持状態を開放する前記被切断媒体の位置決め状態と、前記リブを前記載置テーブルに埋没させ、前記Ｘ方向搬送手段によって前記被切断媒体を挟持する切断開始待機状態とを切り替えるレバー部材を設けることが好ましい。
更にまた、前記Ｘ方向搬送手段を構成する駆動ローラ及び従動ローラの少なくとも一方の表面に、すべり防止材が貼着されたものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカッティングプロッタによれば、部品点数が少なく、操作が簡単で、機械操作が苦手な需要者であっても十分に使いこなすことができ、目的とする特定形状にカッティングされた紙製品を容易に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るカッティングプロッタであって、はがき大シートを任意の形状に切断する定型シート専用の被切断媒体駆動型カッティングプロッタの概略構成を示す模式図である。
図１において、このカッティングプロッタは、プロッタ本体１と、このプロッタ本体１に設けられたＸ方向搬送手段、Ｙ方向移動手段及びＺ方向移動手段とから主として構成されている。
プロッタ本体１には、被切断媒体（以下、はがき大シートともいう）２を載置する載置テーブル３が設けられており、この載置テーブル３には、はがき大シート２の左右両端部をそれぞれ支持して位置決めする一対の固定リブ４と、はがき大シート２の先端部を支持して位置決めする例えば一対（一方は、図示省略されている）の可動リブ５とが設けられている。
【００１２】
図１において、Ｘ方向搬送手段は、はがき大シート２の、例えば両側部を挟持して、そのセット方向（図１中、矢印Ａ方向）であるＸ軸方向又はその逆方向（以下、単にＸ軸に沿った方向という）に搬送する搬送ローラとしての駆動ローラ８及びピンチローラ（以下、従動ローラという）９とから主として構成されている。駆動ローラ８は、載置テーブル３の表面に一部が露出するように埋設されており、この駆動ローラ８と、その上部に当接するように配置された従動ローラ９とは、載置テーブル３のはがき大シート２の挿入端近傍にＹ軸方向に沿って配置されている。
従動ローラ９の軸受けには、図示省略したバネ部材が連結されており、従動ローラ９は、バネ部材によって下方の駆動ローラ８に向かって付勢されている。従動ローラ９には、その長さ方向に沿って所定間隔を隔てて弾性部材からなるシート押さえロール９ｂが設けられている。駆動ローラ８は、その両端部が軸受けによって支持されており、ローラ表面は、すべり防止部材としての、例えばサンドペーパ（図示省略）が部分的または全面に貼着されている。駆動ローラ８は、例えば軸受け、歯車を介して連結された駆動モータ１３の回転によって回動する。このような構成のＸ方向搬送手段は、駆動ローラ８と従動ローラ９とではがき大シート２を挟持し、駆動モータ１３の回転に伴って駆動ローラ８を正逆回転させてはがき大シート２をＸ軸方向に沿った方向に前進又は後退移動させる。
【００１３】
Ｙ方向移動手段は、カッティングペン６及びこのカッティングペン６を搭載するキャリッジ７をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるものであり、プロッタ本体１の載置テーブル３上に、Ｙ軸方向に沿って配置されたＹ方向バー１５と、このＹ方向バー１５の長さ方向の略中央に設けられたピニオン１８（図中、後述するラック１７に隠れている。）及びこのピニオン１８を駆動する駆動モータ１９と、ピニオン１８と噛み合うラック１７とから主として構成されている。ラック１７は、駆動モータ１９及びピニオン１８の回動によってＹ方向バー１５の長さ方向に沿って往復移動する。ラック１７には、カッティングペン６を支持するキャリッジ７が固着されており、ラック１７の移動に伴ってキャリッジ７及びこれに支持されたカッティングペン６がＹ軸に沿った方向に往復移動する。
【００１４】
カッティングペン６のＹ軸に沿った方向への移動と、上述したはがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動との相互作用によってカッティングペン６は、はがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動する。
Ｚ方向移動手段は、Ｙ方向バー１５を、キャリッジ７ごと、例えば、はがき大シート２をプロッタ本体１の載置テーブル３にセットする際の差し込み端側（図１中、左下方向）に傾斜させてキャリッジ７に搭載されたカッティングペン６の刃先をはがき大シート２に接触させる揺動手段を備えている。
【００１５】
図２は、Ｚ方向移動手段としてのＹ方向バーの揺動手段を示す部分拡大図である。Ｙ方向バーの揺動手段は、Ｙ方向バー１５をキャリッジ７及びこれに搭載されたカッティングペン６（図１参照）ごと傾斜させ、これによってカッティングペン６を、Ｚ軸方向に移動させ、その刃先を被切断媒体２に接触させるものである。
図２において、Ｙ方向バー揺動手段は、Ｙ方向バー１５の長手方向に沿って設けられた回転軸２１と、この回転軸２１とは所定間隔だけ偏芯して設けられた偏芯軸２２とを有している。偏芯軸２２には、カム部材２３が係合されており、カム部材２３を回動させる駆動モータ２４がカム部材２３に隣接するように、例えばプロッタ本体１の側面に設けられている（図１参照）。なお、カム部材２３は、例えば偏芯幅が角度９０度ごと変化するものであるが、これに限定されず、１８０度ごと変化するもの、又はそれ以外の角度ごと変化するものであってもよい。
駆動モータ２４を駆動させ、カム部材２３を回動することによって、カム部材２３の回転中心軸２３ａと偏芯軸２２との間の間隔が変動し、この間隔の変動に伴って偏芯軸２２が図２中下方に移動したとき、Ｙ方向バー１５がキャリッジ７を伴って中心軸２１を中心として図１中、例えばはがき大シート２の差し込み端側（左下方向）に傾斜し、キャリッジ７に搭載されたカッティングペン６の刃先がはがき大シート２に当接する。
【００１６】
カッティングペン６の先端部には、例えば刃先調整キャップ（図示省略）が嵌合されている。刃先調整キャップは、例えば、カッティングペン６の先端部に着脱可能に構成され、その最先端部には、カッティングペン６の刃先部が突出する貫通孔が設けられている。刃先調整キャップの構成材料は、例えばポリアセタール樹脂（polyoxymethylene：ＰＯＭ）であり、例えば図のZ軸方向の長さが順次異なる複数のキャップ部材が備えられている。キャップ部材のZ軸方向の長さが順次異なる複数の刃先調整キャップを使い分けることによって、貫通孔から突出する刃先の長さを調整することができる。即ち、刃先調整キャップを任意に選択することによって、刃出量を、例えば０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ……に段階的に変化させることができ、被切断部材の材質、切断条件等に従って刃先調整キャップを選択して刃出量が決定される。
図１のプロッタ本体１には、その側面近傍に、はがき大シート２の位置決めを行う位置決め状態と、位置決めされたはがき大シート２の切断を開始する切断開始待機状態とを切り替える操作レバー１０が設けられている。
【００１７】
図３〜図５は、はがき大シートの位置決め状態と切断開始待機状態とを切り替える切り替え手段を示す説明図であり、図３は、プロッタ本体１のＸ軸方向に沿った縦断面図、図４は、プロッタ本体１の裏面図であって、リブ部材の説明図、図５は、図３のカム部材を示す斜視図である。
図３において、被切断媒体としてのはがき大シート２の位置決め状態と切断開始待機状態とを切り替える切り替え手段は、プロッタ本体１の載置テーブル３の下方に揺動自在に配置されたリブ部材３１と、搬送手段としての駆動ローラ８及び従動ローラ９を当接又は離間させるカム部材３２と、このカム部材３２を操作する操作レバー３３（１０）とから主として構成されている。
リブ部材３１は、略正方形の枠状体を呈しており（図４参照）、枢軸３４によって揺動自在に支持されている。リブ部材３１の図３中、カム部材３２側の端部３１ｂの近傍には、バネ部材３５が配置されており、リブ部材３１の端部３１ｂは、バネ部材３５によって下方に付勢されている。
【００１８】
カム部材３２は、図５に斜視図として示したように、細長の箱型形状を呈しており、その長さ方向両端部に設けられたカム部３２ａと、カム部３２ａを相互に連結する胴部３２ｂと、この胴部３２ｂの一辺中央部に設けられた切欠部３２ｃとから主として構成されている。カム部材３２は、図３に示されるように、カム部３２ａに設けられた貫通孔３２ｄを駆動ローラ８の回転軸に貫通させることによってプロッタ本体１に組み込まれている。
カム部３２ａは、大径部３２ｅと小径部３２ｆとを有しており、カム部材３２から延設された操作レバー３３（１０）を操作することによって、例えば大径部３２ｅを従動ローラ９の回転軸に当接して駆動ローラ８と従動ローラ９とを離間させる。一方、小径部３２ｆを従動ローラの回転軸に当接させるか、又は従動ローラと離間させて駆動ローラ８と従動ローラ９とを当接させる。
カム部材３２の胴部３２ｂに設けられた切欠部３２ｃは、上述したリブ部材３１のカム部材側端部３１ｂと係合及び離脱可能に形成されており、カム部材３２に設けられたレバー部材３３（１０）を操作することによって、リブ部材３１の一端３１ｂと係合してこれをバネ部材３５の付勢方向とは逆方向に押し上げ、これによって、リブ部材３１の他方端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３に埋没させ、また、リブ部材３１の一端３１ｂとの係合を解いてこれをバネ部材３５による付勢力に従って付勢方向（図３中、下方）に移動させ、これによって、リブ部材３１の他方端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３から突出させる。
【００１９】
本実施形態に係るカッティングプロッタには、図示省略した制御手段が設けられている。制御手段は、切断すべき形状のカットデータに基づいて、駆動ローラ８を駆動制御し、従動ローラ９を駆動ローラ８に従動させてはがき大シート２を図１のＸ軸に沿った方向に移動させるとともに、カッティングペン６をＹ軸に沿った方向に移動させ、これによって、カッティングペン６の刃先をはがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動させ、選択的に圧接、離反させることにより、これを所望の形状に切断するよう各系統を制御する。
【００２０】
図６は、本実施形態における制御系統を示す機能ブロック図である。図６において、この制御系統は、コンピュータ等の上位装置４６から送信されるカットデータ又はＲＯＭ４５に蓄積された記録データに基づいてカッティングペン６による切断データを作成する制御装置４０と、この制御装置４０から送信される切断データに基づいてＸ軸駆動制御手段４２、Ｙ軸駆動制御手段４３およびＺ軸駆動制御手段４４を各々駆動制御する駆動制御装置４１から主として構成されている。
Ｘ軸駆動制御手段４２は、駆動ローラ８を正逆方向に回転駆動する駆動モータ１３を制御する。Ｙ軸駆動制御手段４３は、カッティングペン６をＹ方向バー１５に沿って移動させるピニオン１８の駆動モータ１９を制御する。Ｚ軸駆動制御手段４４は、カム部材２３を回動させる駆動モータ２４を制御する。
【００２１】
図７は、プリンタ等により予めキャラクタの図柄が印刷されたはがき大シートを示す説明図である。図７において、はがき大シート５０には、キャラクタの図柄５１が印刷されている。
以下、本実施形態のカッティングプロッタを用いてはがき大シート５０をキャラクタの図柄５１の外径に沿って切断する方法について説明する。
はがき大シート５０を図柄５１の外形に沿って切断する際、先ず、はがき大シート５０を、カッティングプロッタ本体１の載置テーブル３の所定位置にセットする。即ち、図３において、図示省略された操作レバー３３（１０）（図１又は図５参照）を、シート出口側である図３中右側に倒し、これによって、リブ部材３１の一端３１ｂとカム部材３２の切欠部３２ｃとの係合状態を開放し、リブ部材３１の一端３１ｂをバネ部材３５の付勢力に従って下降させ、リブ部材３１の他方端に設けられた可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３から突出させる。このとき、操作レバーの図３中右方向への回動に伴ってカム部３２ａの従動ローラ９との当接部が小径部３２ｆから大径部３２ｅに移り、駆動ローラ８と従動ローラ９とが離間してはがき大シート２の位置決め状態となる。
【００２２】
次に、この位置決め状態で、はがき大シート２を、載置テーブル３に設けられた固定リブ４相互間であって、且つ駆動ローラ８と従動ローラ９との間にセットし、Ｘ軸方向に沿って挿入してその先端部を可動リブ３１ａ（５）に当接させ、位置決めする。
このようにして被切断シートであるはがき大シート２の左右両端部及び先端部の位置決めをした後、図示省略された操作レバー３３（１０）（図１又は図５参照）を、図３中左方向に倒し、リブ部材３１の一端３１ｂとカム部材３２の切欠部３２ｃとを係合させてリブ部材３１の一端３１ｂをバネ部材３５の付勢力に逆らって図３中上方に移動させ、これによってリブ部材３１の他端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３に埋没させる。このとき、カム部材３２のカム部３２ａの従動ローラ９との当接部が大径部３２ｅから小径部３２ｆに移り、従動ローラ９がはがき大シート２を介して駆動ローラ８に押圧され、はがき大シート２を搬送可能に挟持する切断開始待機状態になる。
【００２３】
本実施形態装置は、被切断シートの大きさを規定した、はがき大シート専用機であるために、載置テーブル３に設けられた一対の固定リブ４及び可動リブ３１ａ（５）は、カッティングペン６がはがき大シート２に対して相対的に移動する二次元平面におけるＸ座標軸及びＹ座標軸と合致するように構成されている。従って、上述のようにして被切断シート２を位置決することによって、はがき大シート２を、カッティングペン６が移動する二次元平面のＸ座標軸及びＹ座標軸に合致させることができる。
はがき大シート２の位置決めが完了した後、従来装置であれば、カッティングペン６を動作原点に復帰させる、いわゆる初期動作が必要になるが、本実施形態装置は、定型のはがき大シート専用機であるために、上述のように、初期動作は不要である。
従って、切断開始待機状態とした後、プロッタ本体１の起動ボタン押して切断動作を開始する。起動ボタンを押すと、図６の制御装置４０において、所定の情報が記録されたＲＯＭ４５からの記録データを参照しつつ、コンピュータ等の上位装置４６から送信されるカットデータに基づいてカッティングペン６による切断データが作成される。
【００２４】
制御装置４０で作成された切断データは、制御装置４０から駆動制御装置４１に送られ、駆動制御装置４１によって、Ｘ軸駆動制御手段４２としての駆動ローラ８に対して制御信号が発信され、駆動ローラ８は、従動ローラ９との間ではがき大シート２を挟持してこれをＸ軸に沿った方向に移動する。また、制御装置４０で作成された切断データは、駆動制御装置４１からＹ軸駆動制御手段４３としての駆動モータ１９によってピニオン１８（図示省略）を回動し、この回動によってラック１７、即ちカッティングペン６を搭載するキャリッジ７がラック１７ごとＹ軸に沿って往復移動する。このカッティングペン６のＹ軸に沿った方向への往復移動と、上述したはがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動との相互作用によってカッティングペン６ははがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動する。このとき、制御装置４０で作成された切断データは、駆動制御装置４１からＺ軸駆動制御手段４４としてのカム部材２３を回転駆動する駆動モータ２４にも送られ、駆動モータ２４を回動させてＹ方向バー１５をキャリッジ７及びこれに搭載されたカッティングペン６ごと揺動させてカッティングペン６の刃先をはがき大シート２に当接させる。なお、カッティングペン６の刃先突出量は、予め、カッティング条件に従って選択され、カッティングペン６の先端部に装着される刃先調整キャップによって、例えば０．１ｍｍに調整される。
このような、はがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動、カッティングペン６のＹ軸に沿った方向への移動、及びカッティングペン６の刃先のＺ方向への移動によって、カッティングペン６が所定の押圧力及び刃先幅で、相対的にはがき大シート２上を、図７の、例えばＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ａの順に移動してキャラクタ５１の図柄を切り出す。
このとき、図示省略したシート押さえ部材によって、はがき大シート２の反り上がりが防止されるので、切り口と図柄５１の外形線とが一致し、良好なカット製品が切り出される。
【００２５】
本実施形態によれば、Ｙ方向移動手段をＹ方向バー１５の長さ方向略中央部に設けられたピニオン１８（図示省略）とこれに噛み合うラック１７とを有するものとし、Ｚ方向移動手段をＹ方向バー１５の回動軸２１と、偏芯軸２２と、この偏芯軸２２と係合するカム部材２３と、このカム部材２３を回動させる駆動モータ２４とで構成したことにより、従来技術に比べて、部品点数が少なく、操作が簡単になる。従って、機械操作が苦手な需要者であっても十分に使いこなすことができ、所望の特定形状にカッティングされた紙製品を容易に作成することができる。
また、本実施形態によれば、カッティングペン６による切断深さを調整するための刃出量調整手段として、カッティングペン６の先端部に装着されるＺ軸方向長さが順次異なる複数の刃先調整キャップを採用したことにより、従来技術における、例えばアクチュエータ等が不要となる。
【００２６】
更に、本実施形態によれば、Ｙ方向バー１５に、その長さ方向略中央部に配置されたピニオン１８[図示省略]と、これを回転駆動する駆動モータ１９を設けたことにより、高価なタイミングベルト、リード線等が不要となり、製作コストの面でも有利である。
更にまた、本実施形態によれば、特定の大きさのシート、例えばはがき大シート専用機としたことにより、基準マーク読取センサ及びカッティングペン６を被切断シートの動作原点に復帰させる初期動作が不要となり、操作が簡単で、使い勝手が向上する。
なお、本実施形態は、はがき大シート専用機として説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、Ｂ５版、Ａ４版等の専用機とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るカッティングプロッタの概略構成を示す模式図である。
【図２】Ｚ方向移動手段としてのＹ方向バー揺動手段の要部を示す部分拡大図である。
【図３】図１のＸ軸方向に沿った断面図である。
【図４】図１の裏面図であって、リブ部材を示す説明図である。
【図５】図４のカム部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における制御系統を示す機能ブロック図である。
【図７】被切断媒体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ プロッタ本体
２ 被切断媒体（はがき大シート）
３ 載置テーブル
４ 固定リブ
５ 可動リブ
６ カッティングペン
７ キャリッジ
８ 駆動ローラ
９ 従動ローラ（ピンチローラ）
９ｂ シート押さえロール
１０ 操作レバー
１３ 駆動モータ
１５ Ｙ方向バー
１７ ラック
１８ ピニオン
１９ 駆動モータ
２１ 回転軸
２２ 偏芯軸
２３ カム部材
２３ａ 中心軸
２４ 駆動モータ
３１ リブ部材
３１ａ 可動リブ
３１ｂ リブ部材のカム部材側端部
３２ カム部材
３２ａ カム部
３２ｂ 胴部
３２ｃ 切欠部
３２ｄ 貫通孔
３２ｅ 大径部
３２ｆ 小径部
３３ 操作レバー
３４ 枢軸
３５ バネ部材
４０ 制御装置
４１ 駆動制御装置
４２ Ｘ軸駆動制御手段
４３ Ｙ軸駆動制御手段
４４ Ｚ軸駆動制御手段
４５ ＲＯＭ
４６ 上位装置（コンピュータ）
５０ はがき大シート
５１ キャラクタの図柄
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッティングフィルム等のシート状媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタに係り、特に、対象となるシート状媒体の大きさを特定し、部品点数を限定したカッティングプロッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状媒体を所定の形状に切断するカッティングプロッタとしては、例えばシート状媒体の両端部分を駆動ローラと従動ローラとで挟持し、前記駆動ローラを正逆回転させることにより前記シート状媒体を第１の方向（例えばＸ軸方向）に移動させるＸ方向搬送手段と、前記第１の方向と直交する第２の方向（例えばＹ軸方向）に移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに搭載され、前記シート状媒体に対して圧接、離反するカッティングペンを前記キャリッジごと移動させるＹ方向移動手段とを有し、前記カッティングペンをシート状媒体に対して相対的に二次元方向に移動させるとともに、選択的に前記シート状媒体に対して圧接、離反させて、これを所望の形状に切断する被切断媒体駆動型のカッティングプロッタが知られている。
【０００３】
一方、平板状のテーブルにシート状媒体を載置し、前記載置テーブルに対して第１の方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられたＹバーと、このＹバー上を摺動することにより前記第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに搭載され、前記載置テーブル上のシート状媒体に圧接、離反するカッティングペンと有し、前記Ｙバー及びキャリッジの移動を制御すると共に、前記カッティングペンを前記シート状媒体に対して選択的に圧接、離反させることにより、シート状媒体を所望の形状に切断するフラットベッド型のカッティングプロッタが知られている。
このようなカッティングプロッタは、例えば予め図形、図柄等が印刷（記録）されたシート状媒体を、箱体、容器等の展開図形状に切断し、最終的に箱体、容器等の立体物を作成する際、または衣服等の型紙、装飾用のステンシルもしくはマスクパターン、年賀状等のグリーティングカード、ペーパークラフト等の紙製品を作成する際に適用される。
【０００４】
カッティングプロッタに関する従来技術として、例えば特許文献１には、ハーフカット用シートのアウトラインカットから不要シート部の引剥がしまでの一連の作業を自動で行うことを目的として開発された装置であって、剥離シート上にシート本体を積層したハーフカット用シートの当該シート本体に対し、切抜き対象となるキャラクタをアウトラインカットすると共に、カットしたキャラクタ部を残して他の不要シート部を前記剥離シートから引き剥がして切抜き文字を作成するカッティングプロッタであって、シート排出口に連なるシート走行路と、前記シート走行路上において前記ハーフカット用シートを正逆送りするシート送り機構と、前記シート送り機構と協働して前記キャラクタをアウトラインカットするカッティングプロッタ機構と、前記剥離シートから前記不要シート部を引き剥がすシート剥離機構と、前記シート排出口が形成されると共に、前記シート走行路、前記シート送り機構、前記カッティングプロッタ機構及び前記シート剥離機構を収容した装置ケースとを備えたカッティングプロッタが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、切断時の騒音を軽減することを目的として開発された装置であって、被切断物が載置される載置体と、前記被切断物を切断する刃部を有するカッタと、前記カッタを保持する移動手段とを備え、前記移動手段は前記刃部の高さを連続的に変化させるように構成されているカッティングプロッタであって、前記被切断物を第１方向に搬送する搬送手段を設け、前記第１方向と略直交する第２方向に前記移動手段を移動させる送り手段を設け、前記刃部を前記被切断物に挿入し前記第２方向へ移動させながら、前記被切断物を前記第１方向へ移動させることにより、前記被切断物を所定の形状に切断する構成とし、且つ移動手段は固定体と、可動体と、モータと、プーリと、ベルトとから構成され、前記可動体は前記カッタを保持し、かつ前記固定体に上下スライド可能に設けられ、前記プーリは前記モータの軸に固定され、前記ベルトの一端及び他端は各々前記可動体の一端及び他端に固定され、前記ベルトの中部は前記プーリに当接することにより駆動力を得る構成としたカッティングプロッタが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３７５９６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６３１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術には、何れも部品点数が多く、構造が複雑で、製造コストが高価であり、また、これを使用して特定形状の紙製品を製造する際の操作が煩雑で、使用勝手が悪いという問題がある。特に、機械操作が苦手な高齢者または若年者にとって、このようなカッティングプロッタを使いこなすことは容易ではない。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、構造及び操作が比較的簡単で、機械操作が苦手な需要者であっても、容易に目的とする形状の紙製品を製作することができる使い勝手のよいカッティングプロッタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るカッティングプロッタは、被切断媒体をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、カッティングペンを前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、前記カッティングペンを前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、前記カッティングペンを前記被切断媒体に対して相対的に二次元方向に移動させると共に、前記カッティングペンの刃先を選択的に前記被切断媒体に圧接、離反させて前記被切断媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタにおいて、前記Ｙ方向移動手段は、前記Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バーと、このＹ方向バーの所定位置に回動自在に設けられたピニオン及びこのピニオンを駆動する駆動モータと、前記ピニオンと噛み合い前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って往復移動するラックと、このラックに固定されたキャリッジ、及びキャリッジに支持された前記カッティングペンと、を有し、前記Ｚ方向移動手段は、前記Ｙ方向バーを前記ピニオン及びラックごと傾斜させて前記キャリッジに支持されたカッティングペンの刃先を前記被切断媒体に接触させる揺動手段を有することを特徴とする。
この場合において、前記Ｙ方向バーの揺動手段は、前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って設けられた回動軸と、この回動軸とは偏芯して設けられた偏芯軸と、この偏芯軸に係合されたカム部材と、このカム部材を回転させる駆動手段と、を有するものであることが好ましい。
また、前記カッティングペンの先端部に、刃先調整用キャップを嵌合させることもできる。
【０００９】
更に、前記被切断媒体が載置される載置テーブルに、前記被切断媒体の先端部を位置決めする出没自在のリブを設け、このリブの前記載置テーブルからの出没動作と、前記Ｘ方向搬送手段とを連動させ、前記リブを前記載置テーブルから突出させると共に、前記Ｘ方向搬送手段における前記被切断媒体の挟持状態を開放する前記被切断媒体の位置決め状態と、前記リブを前記載置テーブルに埋没させ、前記Ｘ方向搬送手段によって前記被切断媒体を挟持する切断開始待機状態とを切り替えるレバー部材を設けることが好ましい。
更にまた、前記Ｘ方向搬送手段を構成する駆動ローラ及び従動ローラの少なくとも一方の表面に、すべり防止材が貼着されたものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカッティングプロッタによれば、部品点数が少なく、操作が簡単で、機械操作が苦手な需要者であっても十分に使いこなすことができ、目的とする特定形状にカッティングされた紙製品を容易に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るカッティングプロッタであって、はがき大シートを任意の形状に切断する定型シート専用の被切断媒体駆動型カッティングプロッタの概略構成を示す模式図である。
図１において、このカッティングプロッタは、プロッタ本体１と、このプロッタ本体１に設けられたＸ方向搬送手段、Ｙ方向移動手段及びＺ方向移動手段とから主として構成されている。
プロッタ本体１には、被切断媒体（以下、はがき大シートともいう）２を載置する載置テーブル３が設けられており、この載置テーブル３には、はがき大シート２の左右両端部をそれぞれ支持して位置決めする一対の固定リブ４と、はがき大シート２の先端部を支持して位置決めする例えば一対（一方は、図示省略されている）の可動リブ５とが設けられている。
【００１２】
図１において、Ｘ方向搬送手段は、はがき大シート２の、例えば両側部を挟持して、そのセット方向（図１中、矢印Ａ方向）であるＸ軸方向又はその逆方向（以下、単にＸ軸に沿った方向という）に搬送する搬送ローラとしての駆動ローラ８及びピンチローラ（以下、従動ローラという）９とから主として構成されている。駆動ローラ８は、載置テーブル３の表面に一部が露出するように埋設されており、この駆動ローラ８と、その上部に当接するように配置された従動ローラ９とは、載置テーブル３のはがき大シート２の挿入端近傍にＹ軸方向に沿って配置されている。
従動ローラ９の軸受けには、図示省略したバネ部材が連結されており、従動ローラ９は、バネ部材によって下方の駆動ローラ８に向かって付勢されている。従動ローラ９には、その長さ方向に沿って所定間隔を隔てて弾性部材からなるシート押さえロール９ｂが設けられている。駆動ローラ８は、その両端部が軸受けによって支持されており、ローラ表面は、すべり防止部材としての、例えばサンドペーパ（図示省略）が部分的または全面に貼着されている。駆動ローラ８は、例えば軸受け、歯車を介して連結された駆動モータ１３の回転によって回動する。このような構成のＸ方向搬送手段は、駆動ローラ８と従動ローラ９とではがき大シート２を挟持し、駆動モータ１３の回転に伴って駆動ローラ８を正逆回転させてはがき大シート２をＸ軸方向に沿った方向に前進又は後退移動させる。
【００１３】
Ｙ方向移動手段は、カッティングペン６及びこのカッティングペン６を搭載するキャリッジ７をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるものであり、プロッタ本体１の載置テーブル３上に、Ｙ軸方向に沿って配置されたＹ方向バー１５と、このＹ方向バー１５の長さ方向の略中央に設けられたピニオン１８（図中、後述するラック１７に隠れている。）及びこのピニオン１８を駆動する駆動モータ１９と、ピニオン１８と噛み合うラック１７とから主として構成されている。ラック１７は、駆動モータ１９及びピニオン１８の回動によってＹ方向バー１５の長さ方向に沿って往復移動する。ラック１７には、カッティングペン６を支持するキャリッジ７が固着されており、ラック１７の移動に伴ってキャリッジ７及びこれに支持されたカッティングペン６がＹ軸に沿った方向に往復移動する。
【００１４】
カッティングペン６のＹ軸に沿った方向への移動と、上述したはがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動との相互作用によってカッティングペン６は、はがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動する。
Ｚ方向移動手段は、Ｙ方向バー１５を、キャリッジ７ごと、例えば、はがき大シート２をプロッタ本体１の載置テーブル３にセットする際の差し込み端側（図１中、左下方向）に傾斜させてキャリッジ７に搭載されたカッティングペン６の刃先をはがき大シート２に接触させる揺動手段を備えている。
【００１５】
図２は、Ｚ方向移動手段としてのＹ方向バーの揺動手段を示す部分拡大図である。Ｙ方向バーの揺動手段は、Ｙ方向バー１５をキャリッジ７及びこれに搭載されたカッティングペン６（図１参照）ごと傾斜させ、これによってカッティングペン６を、Ｚ軸方向に移動させ、その刃先を被切断媒体２に接触させるものである。
図２において、Ｙ方向バー揺動手段は、Ｙ方向バー１５の長手方向に沿って設けられた回転軸２１と、この回転軸２１とは所定間隔だけ偏芯して設けられた偏芯軸２２とを有している。偏芯軸２２には、カム部材２３が係合されており、カム部材２３を回動させる駆動モータ２４がカム部材２３に隣接するように、例えばプロッタ本体１の側面に設けられている（図１参照）。なお、カム部材２３は、例えば偏芯幅が角度９０度ごと変化するものであるが、これに限定されず、１８０度ごと変化するもの、又はそれ以外の角度ごと変化するものであってもよい。
駆動モータ２４を駆動させ、カム部材２３を回動することによって、カム部材２３の回転中心軸２３ａと偏芯軸２２との間の間隔が変動し、この間隔の変動に伴って偏芯軸２２が図２中下方に移動したとき、Ｙ方向バー１５がキャリッジ７を伴って中心軸２１を中心として図１中、例えばはがき大シート２の差し込み端側（左下方向）に傾斜し、キャリッジ７に搭載されたカッティングペン６の刃先がはがき大シート２に当接する。
【００１６】
カッティングペン６の先端部には、例えば刃先調整キャップ（図示省略）が嵌合されている。刃先調整キャップは、例えば、カッティングペン６の先端部に着脱可能に構成され、その最先端部には、カッティングペン６の刃先部が突出する貫通孔が設けられている。刃先調整キャップの構成材料は、例えばポリアセタール樹脂（polyoxymethylene：ＰＯＭ）であり、例えば図のZ軸方向の長さが順次異なる複数のキャップ部材が備えられている。キャップ部材のZ軸方向の長さが順次異なる複数の刃先調整キャップを使い分けることによって、貫通孔から突出する刃先の長さを調整することができる。即ち、刃先調整キャップを任意に選択することによって、刃出量を、例えば０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ……に段階的に変化させることができ、被切断部材の材質、切断条件等に従って刃先調整キャップを選択して刃出量が決定される。
図１のプロッタ本体１には、その側面近傍に、はがき大シート２の位置決めを行う位置決め状態と、位置決めされたはがき大シート２の切断を開始する切断開始待機状態とを切り替える操作レバー１０が設けられている。
【００１７】
図３〜図５は、はがき大シートの位置決め状態と切断開始待機状態とを切り替える切り替え手段を示す説明図であり、図３は、プロッタ本体１のＸ軸方向に沿った縦断面図、図４は、プロッタ本体１の裏面図であって、リブ部材の説明図、図５は、図３のカム部材を示す斜視図である。
図３において、被切断媒体としてのはがき大シート２の位置決め状態と切断開始待機状態とを切り替える切り替え手段は、プロッタ本体１の載置テーブル３の下方に揺動自在に配置されたリブ部材３１と、搬送手段としての駆動ローラ８及び従動ローラ９を当接又は離間させるカム部材３２と、このカム部材３２を操作する操作レバー３３（１０）とから主として構成されている。
リブ部材３１は、略正方形の枠状体を呈しており（図４参照）、枢軸３４によって揺動自在に支持されている。リブ部材３１の図３中、カム部材３２側の端部３１ｂの近傍には、バネ部材３５が配置されており、リブ部材３１の端部３１ｂは、バネ部材３５によって下方に付勢されている。
【００１８】
カム部材３２は、図５に斜視図として示したように、細長の箱型形状を呈しており、その長さ方向両端部に設けられたカム部３２ａと、カム部３２ａを相互に連結する胴部３２ｂと、この胴部３２ｂの一辺中央部に設けられた切欠部３２ｃとから主として構成されている。カム部材３２は、図３に示されるように、カム部３２ａに設けられた貫通孔３２ｄを駆動ローラ８の回転軸に貫通させることによってプロッタ本体１に組み込まれている。
カム部３２ａは、大径部３２ｅと小径部３２ｆとを有しており、カム部材３２から延設された操作レバー３３（１０）を操作することによって、例えば大径部３２ｅを従動ローラ９の回転軸に当接して駆動ローラ８と従動ローラ９とを離間させる。一方、小径部３２ｆを従動ローラの回転軸に当接させるか、又は従動ローラと離間させて駆動ローラ８と従動ローラ９とを当接させる。
カム部材３２の胴部３２ｂに設けられた切欠部３２ｃは、上述したリブ部材３１のカム部材側端部３１ｂと係合及び離脱可能に形成されており、カム部材３２に設けられたレバー部材３３（１０）を操作することによって、リブ部材３１の一端３１ｂと係合してこれをバネ部材３５の付勢方向とは逆方向に押し上げ、これによって、リブ部材３１の他方端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３に埋没させ、また、リブ部材３１の一端３１ｂとの係合を解いてこれをバネ部材３５による付勢力に従って付勢方向（図３中、下方）に移動させ、これによって、リブ部材３１の他方端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３から突出させる。
【００１９】
本実施形態に係るカッティングプロッタには、図示省略した制御手段が設けられている。制御手段は、切断すべき形状のカットデータに基づいて、駆動ローラ８を駆動制御し、従動ローラ９を駆動ローラ８に従動させてはがき大シート２を図１のＸ軸に沿った方向に移動させるとともに、カッティングペン６をＹ軸に沿った方向に移動させ、これによって、カッティングペン６の刃先をはがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動させ、選択的に圧接、離反させることにより、これを所望の形状に切断するよう各系統を制御する。
【００２０】
図６は、本実施形態における制御系統を示す機能ブロック図である。図６において、この制御系統は、コンピュータ等の上位装置４６から送信されるカットデータ又はＲＯＭ４５に蓄積された記録データに基づいてカッティングペン６による切断データを作成する制御装置４０と、この制御装置４０から送信される切断データに基づいてＸ軸駆動制御手段４２、Ｙ軸駆動制御手段４３およびＺ軸駆動制御手段４４を各々駆動制御する駆動制御装置４１から主として構成されている。
Ｘ軸駆動制御手段４２は、駆動ローラ８を正逆方向に回転駆動する駆動モータ１３を制御する。Ｙ軸駆動制御手段４３は、カッティングペン６をＹ方向バー１５に沿って移動させるピニオン１８の駆動モータ１９を制御する。Ｚ軸駆動制御手段４４は、カム部材２３を回動させる駆動モータ２４を制御する。
【００２１】
図７は、プリンタ等により予めキャラクタの図柄が印刷されたはがき大シートを示す説明図である。図７において、はがき大シート５０には、キャラクタの図柄５１が印刷されている。
以下、本実施形態のカッティングプロッタを用いてはがき大シート５０をキャラクタの図柄５１の外径に沿って切断する方法について説明する。
はがき大シート５０を図柄５１の外形に沿って切断する際、先ず、はがき大シート５０を、カッティングプロッタ本体１の載置テーブル３の所定位置にセットする。即ち、図３において、図示省略された操作レバー３３（１０）（図１又は図５参照）を、シート出口側である図３中右側に倒し、これによって、リブ部材３１の一端３１ｂとカム部材３２の切欠部３２ｃとの係合状態を開放し、リブ部材３１の一端３１ｂをバネ部材３５の付勢力に従って下降させ、リブ部材３１の他方端に設けられた可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３から突出させる。このとき、操作レバーの図３中右方向への回動に伴ってカム部３２ａの従動ローラ９との当接部が小径部３２ｆから大径部３２ｅに移り、駆動ローラ８と従動ローラ９とが離間してはがき大シート２の位置決め状態となる。
【００２２】
次に、この位置決め状態で、はがき大シート２を、載置テーブル３に設けられた固定リブ４相互間であって、且つ駆動ローラ８と従動ローラ９との間にセットし、Ｘ軸方向に沿って挿入してその先端部を可動リブ３１ａ（５）に当接させ、位置決めする。
このようにして被切断シートであるはがき大シート２の左右両端部及び先端部の位置決めをした後、図示省略された操作レバー３３（１０）（図１又は図５参照）を、図３中左方向に倒し、リブ部材３１の一端３１ｂとカム部材３２の切欠部３２ｃとを係合させてリブ部材３１の一端３１ｂをバネ部材３５の付勢力に逆らって図３中上方に移動させ、これによってリブ部材３１の他端の可動リブ３１ａ（５）を載置テーブル３に埋没させる。このとき、カム部材３２のカム部３２ａの従動ローラ９との当接部が大径部３２ｅから小径部３２ｆに移り、従動ローラ９がはがき大シート２を介して駆動ローラ８に押圧され、はがき大シート２を搬送可能に挟持する切断開始待機状態になる。
【００２３】
本実施形態装置は、被切断シートの大きさを規定した、はがき大シート専用機であるために、載置テーブル３に設けられた一対の固定リブ４及び可動リブ３１ａ（５）は、カッティングペン６がはがき大シート２に対して相対的に移動する二次元平面におけるＸ座標軸及びＹ座標軸と合致するように構成されている。従って、上述のようにして被切断シート２を位置決することによって、はがき大シート２を、カッティングペン６が移動する二次元平面のＸ座標軸及びＹ座標軸に合致させることができる。
はがき大シート２の位置決めが完了した後、従来装置であれば、カッティングペン６を動作原点に復帰させる、いわゆる初期動作が必要になるが、本実施形態装置は、定型のはがき大シート専用機であるために、上述のように、初期動作は不要である。
従って、切断開始待機状態とした後、プロッタ本体１の起動ボタン押して切断動作を開始する。起動ボタンを押すと、図６の制御装置４０において、所定の情報が記録されたＲＯＭ４５からの記録データを参照しつつ、コンピュータ等の上位装置４６から送信されるカットデータに基づいてカッティングペン６による切断データが作成される。
【００２４】
制御装置４０で作成された切断データは、制御装置４０から駆動制御装置４１に送られ、駆動制御装置４１によって、Ｘ軸駆動制御手段４２としての駆動ローラ８に対して制御信号が発信され、駆動ローラ８は、従動ローラ９との間ではがき大シート２を挟持してこれをＸ軸に沿った方向に移動する。また、制御装置４０で作成された切断データは、駆動制御装置４１からＹ軸駆動制御手段４３としての駆動モータ１９によってピニオン１８（図示省略）を回動し、この回動によってラック１７、即ちカッティングペン６を搭載するキャリッジ７がラック１７ごとＹ軸に沿って往復移動する。このカッティングペン６のＹ軸に沿った方向への往復移動と、上述したはがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動との相互作用によってカッティングペン６ははがき大シート２に対して相対的に二次元方向に移動する。このとき、制御装置４０で作成された切断データは、駆動制御装置４１からＺ軸駆動制御手段４４としてのカム部材２３を回転駆動する駆動モータ２４にも送られ、駆動モータ２４を回動させてＹ方向バー１５をキャリッジ７及びこれに搭載されたカッティングペン６ごと揺動させてカッティングペン６の刃先をはがき大シート２に当接させる。なお、カッティングペン６の刃先突出量は、予め、カッティング条件に従って選択され、カッティングペン６の先端部に装着される刃先調整キャップによって、例えば０．１ｍｍに調整される。
このような、はがき大シート２のＸ軸に沿った方向への移動、カッティングペン６のＹ軸に沿った方向への移動、及びカッティングペン６の刃先のＺ方向への移動によって、カッティングペン６が所定の押圧力及び刃先幅で、相対的にはがき大シート２上を、図７の、例えばＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ａの順に移動してキャラクタ５１の図柄を切り出す。
このとき、図示省略したシート押さえ部材によって、はがき大シート２の反り上がりが防止されるので、切り口と図柄５１の外形線とが一致し、良好なカット製品が切り出される。
【００２５】
本実施形態によれば、Ｙ方向移動手段をＹ方向バー１５の長さ方向略中央部に設けられたピニオン１８（図示省略）とこれに噛み合うラック１７とを有するものとし、Ｚ方向移動手段をＹ方向バー１５の回動軸２１と、偏芯軸２２と、この偏芯軸２２と係合するカム部材２３と、このカム部材２３を回動させる駆動モータ２４とで構成したことにより、従来技術に比べて、部品点数が少なく、操作が簡単になる。従って、機械操作が苦手な需要者であっても十分に使いこなすことができ、所望の特定形状にカッティングされた紙製品を容易に作成することができる。
また、本実施形態によれば、カッティングペン６による切断深さを調整するための刃出量調整手段として、カッティングペン６の先端部に装着されるＺ軸方向長さが順次異なる複数の刃先調整キャップを採用したことにより、従来技術における、例えばアクチュエータ等が不要となる。
【００２６】
更に、本実施形態によれば、Ｙ方向バー１５に、その長さ方向略中央部に配置されたピニオン１８[図示省略]と、これを回転駆動する駆動モータ１９を設けたことにより、高価なタイミングベルト、リード線等が不要となり、製作コストの面でも有利である。
更にまた、本実施形態によれば、特定の大きさのシート、例えばはがき大シート専用機としたことにより、基準マーク読取センサ及びカッティングペン６を被切断シートの動作原点に復帰させる初期動作が不要となり、操作が簡単で、使い勝手が向上する。
なお、本実施形態は、はがき大シート専用機として説明したが、本発明は、これに限定するものではなく、Ｂ５版、Ａ４版等の専用機とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るカッティングプロッタの概略構成を示す模式図である。
【図２】Ｚ方向移動手段としてのＹ方向バー揺動手段の要部を示す部分拡大図である。
【図３】図１のＸ軸方向に沿った断面図である。
【図４】図１の裏面図であって、リブ部材を示す説明図である。
【図５】図４のカム部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における制御系統を示す機能ブロック図である。
【図７】被切断媒体を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ プロッタ本体
２ 被切断媒体（はがき大シート）
３ 載置テーブル
４ 固定リブ
５ 可動リブ
６ カッティングペン
７ キャリッジ
８ 駆動ローラ
９ 従動ローラ（ピンチローラ）
９ｂ シート押さえロール
１０ 操作レバー
１３ 駆動モータ
１５ Ｙ方向バー
１７ ラック
１８ ピニオン
１９ 駆動モータ
２１ 回転軸
２２ 偏芯軸
２３ カム部材
２３ａ 中心軸
２４ 駆動モータ
３１ リブ部材
３１ａ 可動リブ
３１ｂ リブ部材のカム部材側端部
３２ カム部材
３２ａ カム部
３２ｂ 胴部
３２ｃ 切欠部
３２ｄ 貫通孔
３２ｅ 大径部
３２ｆ 小径部
３３ 操作レバー
３４ 枢軸
３５ バネ部材
４０ 制御装置
４１ 駆動制御装置
４２ Ｘ軸駆動制御手段
４３ Ｙ軸駆動制御手段
４４ Ｚ軸駆動制御手段
４５ ＲＯＭ
４６ 上位装置（コンピュータ）
５０ はがき大シート
５１ キャラクタの図柄
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切断媒体をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、
カッティングペンを前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、
前記カッティングペンを前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、
前記カッティングペンを前記被切断媒体に対して相対的に二次元方向に移動させると共に、前記カッティングペンの刃先を選択的に前記被切断媒体に圧接、離反させて前記被切断媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタにおいて、
前記Ｙ方向移動手段は、
前記Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バーと、
このＹ方向バーの所定位置に回動自在に設けられたピニオン及びこのピニオンを駆動する駆動モータと、
前記ピニオンと噛み合い前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って往復移動するラックと、
このラックに固定されたキャリッジ、及びキャリッジに支持された前記カッティングペンと、を有し、
前記Ｚ方向移動手段は、
前記Ｙ方向バーを前記ピニオン及びラックごと傾斜させて前記キャリッジに支持された前記カッティングペンの刃先を前記被切断媒体に接触させる揺動手段を有することを特徴とするカッティングプロッタ。
【請求項２】
前記Ｙ方向バーの揺動手段は、
前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って設けられた回動軸と、
この回動軸とは偏芯して設けられた偏芯軸と、
この偏芯軸に係合されたカム部材と、
このカム部材を回転させる駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のカッティングプロッタ。
【請求項３】
前記カッティングペンの先端部に、刃先調整用キャップが嵌合されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカッティングプロッタ。
【請求項４】
前記被切断媒体が載置される載置テーブルに、前記被切断媒体の先端部を位置決めする出没自在のリブを設け、
このリブの前記載置テーブルからの出没動作と、前記Ｘ方向搬送手段とを連動させ、
前記リブを前記載置テーブルから突出させると共に、前記Ｘ方向搬送手段における前記被切断媒体の挟持状態を開放する前記被切断媒体の位置決め状態と、前記リブを前記載置テーブルに埋没させ、前記Ｘ方向搬送手段によって前記被切断媒体を挟持する切断開始待機状態とを切り替えるレバー部材を設けた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカッティングプロッタ。
【請求項５】
前記Ｘ方向搬送手段を構成する駆動ローラ及び従動ローラの少なくとも一方の表面に、すべり防止材が貼着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカッティングプロッタ。
【請求項１】
被切断媒体をＸ軸方向に搬送するＸ方向搬送手段と、
カッティングペンを前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるＹ方向移動手段と、
前記カッティングペンを前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交するＺ軸方向に移動させるＺ方向移動手段とを有し、
前記カッティングペンを前記被切断媒体に対して相対的に二次元方向に移動させると共に、前記カッティングペンの刃先を選択的に前記被切断媒体に圧接、離反させて前記被切断媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタにおいて、
前記Ｙ方向移動手段は、
前記Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ方向バーと、
このＹ方向バーの所定位置に回動自在に設けられたピニオン及びこのピニオンを駆動する駆動モータと、
前記ピニオンと噛み合い前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って往復移動するラックと、
このラックに固定されたキャリッジ、及びキャリッジに支持された前記カッティングペンと、を有し、
前記Ｚ方向移動手段は、
前記Ｙ方向バーを前記ピニオン及びラックごと傾斜させて前記キャリッジに支持された前記カッティングペンの刃先を前記被切断媒体に接触させる揺動手段を有することを特徴とするカッティングプロッタ。
【請求項２】
前記Ｙ方向バーの揺動手段は、
前記Ｙ方向バーの長手方向に沿って設けられた回動軸と、
この回動軸とは偏芯して設けられた偏芯軸と、
この偏芯軸に係合されたカム部材と、
このカム部材を回転させる駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のカッティングプロッタ。
【請求項３】
前記カッティングペンの先端部に、刃先調整用キャップが嵌合されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカッティングプロッタ。
【請求項４】
前記被切断媒体が載置される載置テーブルに、前記被切断媒体の先端部を位置決めする出没自在のリブを設け、
このリブの前記載置テーブルからの出没動作と、前記Ｘ方向搬送手段とを連動させ、
前記リブを前記載置テーブルから突出させると共に、前記Ｘ方向搬送手段における前記被切断媒体の挟持状態を開放する前記被切断媒体の位置決め状態と、前記リブを前記載置テーブルに埋没させ、前記Ｘ方向搬送手段によって前記被切断媒体を挟持する切断開始待機状態とを切り替えるレバー部材を設けた
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカッティングプロッタ。
【請求項５】
前記Ｘ方向搬送手段を構成する駆動ローラ及び従動ローラの少なくとも一方の表面に、すべり防止材が貼着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカッティングプロッタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０５１３９（Ｐ２００８−１０５１３９Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９０８３２（Ｐ２００６−２９０８３２）
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（０００１０５０６２）グラフテック株式会社 (31)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（０００１０５０６２）グラフテック株式会社 (31)
【Ｆターム（参考）】
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