JP5669535B2 - 切り抜き加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の記録メディアに対して所望する二次元情報を切り抜き加工する切り抜き加工装置に関する。

従来から、紙などの記録メディアに所望する文字、記号および図形からなる二次元情報を切り抜き加工する切り抜き加工装置がある。一般に、このような切り抜き加工装置は、プラテン上に保持した記録メディアを所定の搬送方向に変位させながら、記録メディアを切断するためのカッターを保持したカッティングキャリッジを記録メディアの搬送方向に直交する方向に往復変位させることにより二次元情報を切り抜いている。

例えば、下記特許文献１には、プラテン上に保持した記録メディアを主走査方向に往復変位させながら、二次元情報を印刷するための記録ヘッドと二次元情報を切り抜くためのカッティングヘッドとを備えた画像形成キャリッジを副走査方向に往復変位させることにより記録メディア上に所望の二次元情報を印刷または切り抜き加工を行う所謂プリント＆カット型の切り抜き加工装置が開示されている。

特開２００９−６５３１号公報

しかしながら、上記特許文献１のような切り抜き加工装置においては、カッティングヘッドに保持されて二次元情報を切り抜くカッターの記録メディアに対する接触および離隔の往復駆動がソレノイドによって行なわれている。このため、カッターが記録メディアを押圧する力のバラツキが大きく記録メディアに対するカッターの切り込み過多または切り込み不足が生じて加工精度が低下することがあるという問題があった。また、カッティングヘッドによる二次元情報の形成が長くなると、ソレノイドの発熱によりカッターの駆動力が著しく減衰して上記加工精度の低下が顕著になるという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、二次元情報を切り抜くカッターの記録メディアに対する往復変位を長時間に亘って安定した駆動力で行なえるようにして、記録メディアに対する二次元情報の切り抜き加工精度を向上させることができる切り抜き加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、記録メディアに対してカッターを変位させ、またはカッターに対して記録メディアを変位させることにより同記録メディアを切断して二次元情報を切り抜き加工する切り抜き加工装置において、電動モータと、第１のカッターを保持するとともに同第１のカッターを記録メディアに対して接近および離隔するＺ軸方向に変位可能に支持する加工工具ベースと、加工工具ベースをＺ軸方向に変位させるための連結片を電動モータの駆動によってＺ軸方向に沿って変位させる変位機構と、連結片と加工工具ベースとを連結する第１の弾性体と、加工工具ベースと、同加工工具ベースをＺ軸方向に摺動可能に支持する摺動支持部を有する固定部とを連結する第２の弾性体と、固定部に設けられた支持軸と、支持軸を回転中心として同支持軸の径方向に沿って延びて形成され、一方の端部に第２のカッターを保持するとともに他方の端部に受け部を有する第２カッターホルダーと、加工工具ベースに設けられ、第２カッターホルダーにおける受け部を押圧するための押圧部とを備えることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、切り抜き加工装置は、記録メディアを切断する第１のカッターを保持した加工工具ベースが電動モータによって記録メディアに対して接触および離隔するＺ軸方向に往復駆動される。この場合、加工工具ベースは、電動モータによってＺ軸方向に変位する連結片に対して第１の弾性体を介して連結されるとともに、Ｚ軸方向に対する変位が固定された固定部に第２の弾性体を介して連結される。すなわち、第１のカッターを保持する加工工具ベースは、第１の弾性体および第２の弾性体によってＺ軸方向の往復方向にそれぞれ弾性的に支持された状態で電動モータにより同Ｚ軸方向に変位される。これにより、記録メディアを切断する第１のカッターは、電動モータの駆動制御によりＺ軸方向における位置決めが正確に行なわれるとともに、第１の弾性体および第２の弾性体による弾性力によって安定的な力で記録メディアに押し付けられる。また、記録メディアの切断加工中において記録メディアまたはプラテンなどの起伏により第１のカッターに作用するＺ軸方向の力に変化した場合であっても、第１の弾性体および第２の弾性体による弾性力によって第１のカッターの位置を追従させて加工を行うことができる。これらにより、記録メディアに対する第１のカッターの切り込み過多または切り込み不足が抑制されて長時間に亘って安定的に記録メディアに刺し込まれるようになり、二次元情報の切り抜き加工精度が向上する。

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また、このように構成した本発明の特徴によれば、切り抜き加工装置は、一方の端部側に第２のカッターを保持する保持部を有するとともに他方の端部側に受け部を有した第２カッターホルダーが支持軸によって揺動自在に支持されている。すなわち、第２カッターホルダーは、支持軸を支点とするシーソー機構によって支持されている。そして、第２カッターホルダーに対して変位する加工工具ベースには、第２カッターホルダーの受け部を押圧するための押圧部が形成されている。これにより、切り抜き加工装置は、加工工具ベースのＺ軸方向の変位に応じて第２カッターホルダーの受け部を押圧するため、同第２カッターホルダーに保持された第２のカッターを記録メディアに対して接触または離隔させることができる。すなわち、切り抜き加工装置は、加工工具ベースを変位させることにより第１のカッターまたは第２のカッターを用いて記録メディアを切断して二次元情報を切断加工により形成することができる。この場合、例えば、切り抜き加工装置は、第１のカッターを記録メディアの切り抜き用として用いるとともに、第２のカッターを記録メディアの分断のための切断用として用いることにより用途の異なるカッターを使い分けることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記切り抜き加工装置において、変位機構は、電動モータに連結されて回転駆動するネジ軸と、連結片に設けられてネジ軸に噛合うネジ係合部とを備えるネジ送り機構であることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、切り抜き加工装置は、変位機構が、電動モータに連結されて回転駆動するネジ軸と、連結片に設けられてネジ軸に噛合うネジ係合部とからなるネジ送り機構で構成されている。これにより、切り抜き加工装置は、変位機構を簡単な構成で剛性を確保しつつカッティングヘッド延いては切り抜き加工装置をコンパクトに構成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記切り抜き加工装置において、摺動支持部は、Ｚ軸方向に沿って延びたガイド体で構成され、加工工具ベースは、ガイド体に接触して同ガイド体に沿って変位する従動体を備えることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、切り抜き加工装置は、摺動支持部がＺ軸方向に沿って延びるガイド体で構成されるとともに、同ガイド体に接触して同ガイド体に沿って変位する従動体を加工工具ベースに備えて構成されている。すなわち、切り抜き加工装置は、加工工具ベースをＺ軸方向に案内するための案内機構がガイド体と従動体とで構成されている。これにより、切り抜き加工装置は、加工工具ベースに取り付けられた摺動体をガイド体に沿って変位させることにより加工工具ベースを精度良くＺ軸方向に往復変位させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記切り抜き加工装置において、さらに、第１の弾性体および第２の弾性体は、それぞれコイルスプリングで構成され、第１の弾性体のバネ定数は、第２の弾性体のバネ定数より大きいことにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、切り抜き加工装置は、第１の弾性体および第２の弾性体がコイルスプリングでそれぞれ構成されるとともに、第１の弾性体のバネ定数が第２の弾性体のバネ定数より大きく設定されている。これにより、記録メディアの切断加工中において記録メディアまたはプラテンなどの起伏により第１のカッターがＺ軸方向に変位した場合であっても、第１のカッターを記録メディアに刺し込んだ状態を精度良く維持することができる。

本発明の一実施形態に係る切り抜き加工装置の全体構成を概略的に示す一部破断外観斜視図である。 図１に示す切り抜き加工装置の作動を制御するための制御システムのブロック図である。 図１に示す切り抜き加工装置に用いられるカッティングヘッドにおける待機状態の外観を模式的に示す正面図である。 図３に示すカッティングヘッドにおける待機状態の外観を模式的に示す斜視図である。 図１に示す切り抜き加工装置に用いられるカッティングヘッドにおける切抜き加工時の状態の外観を模式的に示す正面図である。 図５に示すカッティングヘッドにおける切抜き加工時の状態の外観を模式的に示す斜視図である。 図１に示す切り抜き加工装置に用いられるカッティングヘッドにおける分断切断時の状態の外観を模式的に示す正面図である。 図７に示すカッティングヘッドにおける分断切断時の状態の外観を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明に係る切り抜き加工装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る切り抜き加工装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。また、図２は、同切り抜き加工装置１００の作動を制御するための制御システムのブロック図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この切り抜き加工装置１００は、ロールシート状の記録メディアＷＫに対してインクを付着させるまたはカッターを用いて切り抜き加工を行うことにより所望する文字、記号または図形などからなる二次元情報を形成する所謂プリント＆カッティング装置である。なお、本実施形態における記録メディアＷＫは、二次元情報の形成対象となる上側シートと同上側シートを離脱可能に支持する下側シートとの２つのシートが積層されて構成されている。

（切り抜き加工装置１００の構成）
切り抜き加工装置１００は、平面部を有するとともに同平面部における切り抜き加工装置１００の前方側および後方側が図示下方に向かってそれぞれ湾曲したエプロンを有するプラテン１０１を備えている。プラテン１０１は、前記平面部上に記録メディアＷＫが載置されて支持する載置台であり、図示左右（Ｙ軸）方向に延びて形成されている。このプラテン１０１における平面部には、図示Ｙ軸方向に沿って円筒状のグリッドローラ１０２がその上面部を露出させた状態で設けられている。グリッドローラ１０２は、後述するコントローラ１３０によって駆動が制御されるＸ軸方向フィードモータ１０３によって回転駆動される。なお、図１において、プラテン１０１が延びる長手方向（図示Ｙ軸方向）を主走査方向、同主走査方向に直交する図示前後方向（図示Ｘ軸方向）を記録メディアＷＫが搬送される副走査方向とする。

プラテン１０１の上方には、図示Ｙ軸方向に延びるプラテン１０１に沿って長尺状のガイドレール１０４が設けられている。ガイドレール１０４は、主として画像形成キャリッジ１１０を支持する鋼製の長尺部材であり、図示前側の側面に直動レール１０５を備えている。直動レール１０５は、図示しない直動ブロックを介して画像形成キャリッジ１１０を摺動可能に支持する１本の鋼製のレール体であり、図示Ｙ軸方向に沿ってガイドレール１０４に固定されている。この直動レール１０５の上方には、図示Ｙ軸方向に沿って駆動ベルト１０６が架設されている。駆動ベルト１０６は、Ｙ軸方向スキャンモータ１０７によって回転駆動される環状の無端ベルトであり、その一部が画像形成キャリッジ１１０に連結されている。すなわち、画像形成キャリッジ１１０は、駆動ベルト１０６を介してＹ軸方向スキャンモータ１０７により直動レール１０５、すなわちガイドレール１０４に沿って図示Ｙ軸方向に変位する。

また、ガイドレール１０４における図示しない下端部には、グリッドローラ１０２に対向した状態で円筒部を有する４つのピンチローラ１０８が図示Ｙ軸方向に沿って変位可能な状態それぞれ設けられている（図においては３つの図示）。これらのグリッドローラ１０２およびピンチローラ１０８は、シート状の記録メディアＷＫを図示上下方向から挟持した状態でグリッドローラ１０２の回転駆動により図示前後方向に搬送する。

画像形成キャリッジ１１０は、二次元情報の形成対象である記録メディアＷＫに対してインクを付着させるまたはカッターを用いて切断することにより文字、記号または図形を含む所望の二次元情報を形成する機械装置であり、インクヘッド１１１およびカッティングヘッド１１２を備えて構成されている。インクヘッド１１１は、互いに異なる複数（例えば、３つ）の色のインクごとに設けられており、前記コントローラ１３０によって作動が制御される。これらの各インクヘッド１１１は、図示しないインクタンクから供給されるインクのインク滴を記録メディアＷＫに向けてそれぞれ吐出する。すなわち、インクヘッド１１１は、互いに異なる複数（例えば、３つ）の色のインクの組み合わせによって記録メディアＷＫの表面にカラーの二次元情報を印刷する。

一方、カッティングヘッド１１２は、詳しくは、図３および図４に示すように、記録メディアＷＫを切断するための第１のカッター１１３および第２のカッター１１４の２つのカッターをそれぞれ保持するとともに、これらのカッターを記録メディアＷＫに対して接触および離隔させる図示Ｚ軸方向（図示上下方向）にそれぞれ変位させる機械装置である。このカッティングヘッド１１２に支持される第１のカッター１１３および第２のカッター１１４のうち、第１のカッター１１３は、記録メディアＷＫにおける上側シート上に二次元情報を切り抜くための切断工具であり、棒状体の先端部に切れ刃が形成されて構成されている。一方、第２のカッター１１４は、二次元情報の形成が終了したロールシート状の記録メディアＷＫを単シート状に分断するための切断工具であり、長尺板状体の縁部に切れ刃が形成されて構成されている。

このカッティングヘッド１１２は、電動モータ１１５を備えている。電動モータ１１５は、第１のカッター１１３および第２のカッター１１４を記録メディアＷＫに対して接触および離隔させる図示Ｚ軸方向にそれぞれ変位させるための駆動源となるアクチュエータであり、コントローラ１３０によって作動が制御される。本実施形態においては、電動モータ１１５は、ステッピングモータによって構成されている。なお、電動モータ１１５は、ステッピングモータ以外のモータ、例えば、サーボモータなどを用いることができることは当然である。この電動モータ１１５は、カッティングヘッド１１２に固定的に設けられた鋼板製の支持ステー１１６上に固定されている。

電動モータ１１５の駆動軸には、ネジ軸１１７が接続されている。ネジ軸１１７は、表面に雄ネジが形成された軸体であり、図示Ｚ軸方向に延びて配置されて一方の端部が電動モータ１１５の駆動軸に接続されるとともに他方の端部が固定ベース１１８に回転自在に支持されている。固定ベース１１８は、支持ステー１１６の下方にてカッティングヘッド１１２に固定的に設けられた鋼製のブロック体である。この固定ベース１１８の前面には、加工工具ベース１２２を貫通した状態で突出する突出部１１８ａが形成されており、この突出部１１８ａに前記ネジ軸１１７が回転自在に支持されている。また、固定ベース１１８の前面および両側面には、断面が略Ｖ字状の案内溝１１８ｂ（一部のみ図示）がそれぞれ形成されている。さらに、固定ベース１１８の前面における図示右側下部には、図示Ｘ軸方向に延びた状態で支持軸１１８ｃが設けられている。

支持軸１１８ｃは、第２のカッター１１４を保持する第２カッターホルダー１１９を回転摺動可能に支持するための軸体であり、固定ベース１１８の前方に突出した状態で支持されている。第２カッターホルダー１１９は、第２のカッター１１４の刃先を記録メディアＷＫに向って露出させた状態で着脱自在に保持する部品であり、第２のカッター１１４の長さより若干長い板状体に形成されている。より具体的には、第２カッターホルダー１１９は、前記支持軸１１８ｃを回転中心として互いに反対方向に延びて形成されており、一方の端部に第２のカッター１１４を保持するとともに他方の端部に受け部１１９ａが形成されている。受け部１１９ａは、後述する押圧棒１２２ｃから押圧力を受ける部分であり、図示Ｚ軸方向に延びて形成された垂直部１１９ｂと同垂直部１１９ｂから斜め上方に延びた傾斜部１１９ｃとからなる屈曲した形状に形成されている。また、第２カッターホルダー１１９における第２のカッター１１４の保持部分の近傍には、第２のカッター１１４が記録メディアＷＫを切断する際に同記録メディアＷＫの上面を押さえつつ転動する転動ローラ１１９ｄが設けられている。

一方、ネジ軸１１７には、連結片１２０が設けられている。連結片１２０は、ネジ軸１１７の雄ネジに噛合う雌ネジが形成された樹脂製のブロック体であり、ネジ軸１１７の回転駆動により同ネジ軸１１７の軸線方向に沿って変位する。すなわち、連結片１２０における雌ネジ部が本発明に係るネジ係合部に相当し、これらネジ軸１１７および連結片１２０が、本発明に係るネジ送り機構に相当する。この連結体１２０は、ネジ軸１１７の図示右側に突出するとともに図示Ｚ軸方向に延びる突出片１２０ａが形成されている。突出片１２０ａは、図示Ｚ軸方向に沿った断面略コ字状に形成されており、その内部に第１の弾性体１２１が配置され同第１の弾性体１２１の下端部が接続されている。

第１の弾性体１２１は、連結片１２０の変位に従って伸縮しながら連結片１２０と加工工具ベース１２２とを連結する引張りコイルバネであり、上端部が加工工具ベース１２２に接続されている。すなわち、連結片１２０は、第１の弾性体１２１を介して加工工具ベース１２２に連結されている。この第１の弾性体１２１は、第１のカッター１１３が記録メディアＷＫの上側シートを貫通して下側シートまで刺し込まれない程度の弾性力を発揮するバネ定数に設定されている。

加工工具ベース１２２は、前記第１のカッター１１３を支持しつつ図示Ｚ軸方向に変位する樹脂製の板状体である。この加工工具ベース１２２における前面の図示右上部には、前記連結片１２０の突出片１２０ａの上方に位置した状態で第１の弾性体１２１の上端部を支持する支持ピン１２２ａが設けられている。また、加工工具ベース１２２における前面の図示左下部には、第１のカッター１１３を第１カッターホルダー１２３を介して着脱自在に保持するための把持部１２２ｂが設けられている。この場合、第１カッターホルダー１２３は、記録メディアＷＫ側に開口した有底円筒状に形成されており、筒体内に挿し込まれる第１のカッター１１３を前記開口部から刃先を露出させるとともに軸線回りに回転自在な状態で着脱自在に保持する。

また、加工工具ベース１２２における前面の図示下部には、前記第２カッターホルダー１１９の受け部１１９ａの下方に突出した状態で押圧棒１２２ｃが設けられている。そして、この加工工具ベース１２２は、前記支持ステー１１６および前記固定ベース１１８に対して図示Ｚ軸方向に変位可能な状態で支持されている。

より具体的には、加工工具ベース１２２は、図示右側側面、加工工具ベース１２２の背面における図示左側部および前面における図示中央下部に樹脂製の回転ローラ１２４がそれぞれ設けられており、これら回転ローラ１２４が前記固定ベース１１８の案内溝１１８ｂに板バネ１２５（一部のみ図示）によって押し付けられて固定ベース１１８に摺動自在に取り付けられている。また、加工工具ベース１２２は、加工工具ベース１２２の前面における図示中央上部に設けられた第２の弾性体１２６を介して前記支持ステー１１６の下面から吊り下げされた状態で支持されている。

第２の弾性体１２６は、加工工具ベース１２２の変位に従って伸縮しながら加工工具ベース１２２と支持ステー１１６とを連結する引張りコイルバネである。この第２の弾性体１２６は、固定ベース１１８に摺動自在に支持された加工工具ベース１２２を吊り上げることができる程度の弾性力を発揮するバネ定数に設定されている。すなわち、加工工具ベース１２２は、前記第１の弾性体１２１と第２の弾性体１２６とによって図示Ｚ軸方向の往復方向にそれぞれ弾性的に支持されている。また、この第２の弾性体１２６は、第１の弾性体１２１より小さいバネ定数のコイルバネで構成されている。

この画像形成キャリッジ１１０の上方には、切り抜き加工装置１００の上側の筐体を構成する長尺状の上カバー１２７が設けられている。また、プラテン１０１および上カバー１２７の両側には、切り抜き加工装置１００の両側の筐体を構成するサイドカバー１２８Ｒ，１２８Ｌがそれぞれ設けられている。これらのうち、サイドカバー１２８Ｒの前面には、切り抜き加工装置１００に指示を与えるとともに、切り抜き加工装置１００からの情報を表示するための操作パネル１２９が設けられている。なお、この切り抜き加工装置１００は、ロールシート状の記録メディアＷＫを保持しつつプラテン１０１上に送り出すメディア保持機構を備えているが、本発明に直接関わらないため図示およびその説明を省略する。

コントローラ１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ユーザからの指示、またはインターフェース１３１を介して接続される外部コンピュータ装置２００からの指示に従って、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶された制御プログラムを実行することにより、切り抜き加工装置１００の各種作動を制御する。具体的には、このコントローラ１３０は、Ｘ軸方向フィードモータ１０３、Ｙ軸方向スキャンモータ１０７、インクヘッド１１１およびカッティングヘッド１１２の各作動をそれぞれ制御する。外部コンピュータ装置２００は、キーボードおよびマウスからなる入力装置２０１および液晶ディスプレイからなる表示装置２０２を備えるパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）である。

（切り抜き加工装置１００の作動）
次に、上記のように構成した切り抜き加工装置１００の作動について説明する。なお、本作動説明においては、カッティングヘッド１１２による二次元情報の切り抜き加工処理について説明し、インクヘッド１１１による二次元情報の印刷処理については本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。まず、作業者は、外部コンピュータ装置２００と切り抜き加工装置１００とをインターフェース２０１を介して接続し、外部コンピュータ装置２００および切り抜き加工装置１００の電源をそれぞれＯＮにする。これにより、外部コンピュータ装置２００は、図示しない所定の制御プログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。

また、切り抜き加工装置１００は、コントローラ１３０内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定の制御プログラムを実行することにより、画像形成キャリッジ１１０を原点復帰させた後、外部コンピュータ装置２００からの指示を待つ待機状態となる。なお、この場合、画像形成キャリッジ１１０における図示Ｘ軸方向の原点とは、画像形成キャリッジ１１０の主走査方向における移動可能範囲内の一方の移動可能限界位置（図示最右端）である（図１参照）。また、画像形成キャリッジ１１０のカッティングヘッド１１２における図示Ｚ軸方向の原点とは、連結片１２０の図示Ｚ軸方向の変位範囲内の中間位置より若干上方の所定の位置に連結片１２０が位置決めさたときの第１のカッター１１３および第２のカッター１１４の各刃先が記録メディアＷＫの上面から完全に離隔した位置である（図３および図４参照）。

次に、作業者は、二次元情報の切り抜き加工対象となるロールシート状の記録メディアＷＫをプラテン１０１上にセットする。具体的には、作業者は、記録メディアＷＫをプラテン１０１上に配置するとともに、同記録メディアＷＫをプラテン１０１上でグリッドローラ１０２とピンチローラ１０８とによって挟持させる。次に、作業者は、外部コンピュータ装置２００の入力装置３０１を操作して、切り抜き加工装置１００に二次元情報の切り抜き加工を指示する。この場合、作業者は、記録メディアＷＫに切り抜き加工する二元情報を表わす加工対象画像データを外部コンピュータ装置２００上にて予め作成しておく。外部コンピュータ装置２００は、前記指示に応答して、外部コンピュータ装置２００内に記憶されている加工対象画像データに対応する加工用画像データを生成して切り抜き加工装置１００（コントローラ１３０）に出力する。

これにより、切り抜き加工装置１００、具体的には、切り抜き加工装置１００に内蔵されるコントローラ１３０は、外部コンピュータ装置２００から出力される加工用画像データに基づいて画像形成キャリッジ１１０と記録メディアＷＫとの相対的な位置関係を変化させながら、画像形成キャリッジ１１０、すなわち、カッティングヘッド１１２の作動を制御して同記録メディアＷＫに二次元情報の切り抜き加工処理を実行する。

具体的には、コントローラ１３０は、Ｘ軸方向フィードモータ１０３の作動を制御してグリッドローラ１０２を回転駆動させることによりプラテン１０１上に保持した記録メディアＷＫを図示Ｘ軸方向の副走査方向に変位させる。また、コントローラ１３０は、Ｙ軸方向スキャンモータ１０７の作動を制御して駆動ベルト１０６を回転駆動させることにより画像形成キャリッジ１１０を図示Ｙ軸方向の主走査方向に変位させる。また、コントローラ１３０は、カッティングヘッド１１２の作動を制御して記録メディアＷＫに向けてカ第１のカッター１１３を昇降させて二次元情報の切り抜き加工を行なう。

この二次元情報の切り抜き加工処理においては、コントローラ１３０は、電動モータ１１５の作動を制御することにより、第１のカッター１１３および第２のカッター１１４の一方を記録メディアＷＫに刺し込むとともに同刺し込んだ第１のカッター１１３または第２のカッター１１４を離隔させる。具体的には、コントローラ１３０は、第１のカッター１１３を記録メディアＷＫに刺し込む際には、連結片１２０がネジ軸１１７上を図示下方に変位する回転方向に電動モータ１１５を回転駆動する。この場合、コントローラ１３０は、第１のカッター１１３の刃先が記録メディアＷＫの上側シートを貫通する刺し込み深さとなる量だけ回転駆動させる。

これにより、連結片１２０に第１の弾性体１２１を介して連結された加工工具ベース１２２は、図５および図６に示すように、連結片１２０がネジ軸１１７の軸線に沿って図示下方に変位するため固定ベース１１８の案内溝１１８ａに沿って図示下方に変位する。この場合、第１の弾性体１２１は、加工工具ベース１２２が第２の弾性体１２６により支持ステー１１６に懸吊された状態で支持されているため、第２の弾性体１２６の弾性力に抗しながら初張力が解消されて伸長して加工工具ベース１２２を図示下方に引っ張る。これにより、第１のカッター１１３は、加工工具１２２の変位とともに下降して記録メディアＷＫの上側シートに刺し込まれる。この場合、加工工具ベース１２２は、第１の弾性体１２１の弾性力によって図示下方に引っ張られるとともに第２の弾性体１２６の弾性力によって図示上方に引っ張られた状態で支持される。

また、加工工具ベース１２２の下降によって加工工具ベース１２２に設けられた押圧棒１２２ｃは第２カッターホルダー１１９の受け部１１９ａにおける垂直部１１９ｂに沿って下降する。これにより、第２カッターホルダー１１９は、押圧棒１２２ｃが垂直部１１１９ｂを押圧するため回転変位が規制されて記録メディアＷＫの表面から離隔した状態を維持する。

このように、加工工具ベース１２２、すなわち、第１のカッター１１３は、図示Ｚ軸方向における図示上方および図示下方に弾性的に支持された状態で記録メディアＷＫの切り抜き加工を行う。このため、記録メディアＷＫの切り抜き加工中において、記録メディアＷＫやプラテン１０１の起伏などによって第１のカッター１１３に作用する力のバランスが変化して第１のカッター１１３の刺し込み深さが変化した場合であっても、これらの変化に第１のカッター１１３の図示Ｚ軸方向の位置を追従させることができる。これにより、第１のカッター１１３の記録メディアＷＫに対する刺し込み深さを一定量に保ちながら切り抜き加工を行うことができる。また、この場合、第１の弾性体１２１のバネ定数が第２の弾性体のバネ定数より大きい値に設定されているため、第１のカッター１１３を記録メディアＷＫ側に積極的に押圧して記録メディアＷＫに対する刺し込み状態を精度良く維持することができる。

一方、記録メディアＷＫに刺し込まれた第１のカッター１１３を抜き取る際には、コントローラ１３０は、連結片１２０がネジ軸１１７上を図示上方に変位する回転方向に電動モータ１１５を回転駆動する。この場合、コントローラ１３０は、第１のカッター１１３の刃先が記録メディアＷＫから抜き取られて前記原点に復帰する量だけ回転駆動させる。

これにより、第１の弾性体１２１は、連結片１２０がネジ軸１１７の軸線に沿って図示上方に変位するため、第１の弾性体１２１が縮んで第２の弾性体１２６を図示下方に引っ張る力が弱まる。このため、加工工具ベース１２２は、第２の弾性体１２６の弾性力によって固定ベース１１８の案内溝１１８ａに沿って図示上方に変位する。したがって、記録メディアＷＫに刺し込まれた第１のカッター１１３が上昇し記録メディアＷＫから離脱して図示Ｚ軸方向における原点位置に復帰する。この場合、加工工具ベース１２２の上昇によって加工工具ベース１２２に設けられた押圧棒１２２ｃは受け部１１９ａにおける垂直部１１９ｂに沿って上昇する。これにより、第２カッターホルダー１１９は、押圧棒１２２ｃが垂直部１１１９ｂを押圧する状態が維持されて回転変位が規制されるため、記録メディアＷＫの表面から離隔した状態が維持される。

コントローラ１３０は、このような第１のカッター１１３の昇降動作を繰り返し実行することにより記録メディアＷＫの上側シート上に二次元情報の切り抜き加工を行う。そして、記録メディアＷＫに対して二次元情報の切り抜き加工が終了した場合には、コントローラ１３０は、記録メディアＷＫを副走査方向に送った後、切り抜き加工を施した記録メディアＷＫの分断処理を実行する。

具体的には、コントローラ１３０は、第２のカッター１１４を記録メディアＷＫに刺し込む際には、連結片１２０がネジ軸１１７上を図示上方に変位する回転方向に電動モータ１１５を回転駆動する。この場合、コントローラ１３０は、第２のカッター１１４の刃先が記録メディアＷＫを完全に貫通する刺し込み深さとなる量だけ回転駆動させる。

これにより、連結片１２０がネジ軸１１７の軸線に沿って図示上方に変位すると、図７および図８に示すように、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６が縮みきった後、連結片１２０における突出片１２０ａの上面が加工工具ベース１２２の支持ピン１２２ａを下方から押し上げる。このため、加工工具ベース１２２が固定ベース１１８の案内溝１１８ａに沿ってさらに図示上方に変位して押圧棒１２２ａが第２カッターホルダー１１９の受け部１１９ａの傾斜部１１９ｃを下方から押し上げる。この結果、第２カッターホルダー１１９は、支持軸１２２ｃを回転中心として第２のカッター１１４を保持した側が下降して第２のカッター１１４が記録メディアＷＫに刺し込まれる。また、この第２のカッター１１４の記録メディアＷＫの刺し込みと同時に転動ローラ１１９ｄが記録メディアＷＫの上面を押圧する。

次に、コントローラ１３０は、この第２のカッター１１４が記録メディアＷＫに刺し込まれたタイミングでＹ軸方向スキャンモータ１０７の作動を制御して駆動ベルト１０６を回転駆動させることにより画像形成キャリッジ１１０、すなわち、カッティングヘッド１１２を図示Ｙ軸方向の主走査方向に変位させる。これにより、第２のカッター１１４は、転動ローラ１１９ｄによって押えられた記録メディアを切断して分断する。なお、第２のカッター１１４が記録メディアＷＫに刺し込まれた状態においては、第１のカッター１１３は、加工工具ホルダー１２２が図示Ｚ軸方向における変位可能上限位置にあるため記録メディアＷＫに接して記録メディアＷＫを切断することはない。

一方、記録メディアＷＫに刺し込まれた第２のカッター１１４を抜き取る際には、コントローラ１３０は、連結片１２０がネジ軸１１７上を図示下方に変位する回転方向に電動モータ１１５を回転駆動する。この場合、コントローラ１３０は、第２のカッター１１４
の刃先が記録メディアＷＫから抜き取られて前記原点に復帰する量だけ回転駆動させる。

これにより、連結片１２０がネジ軸１１７の軸線に沿って図示下方に変位すると、加工工具ベース１２２は連結片１２０の変位とともに固定ベース１１８の案内溝１１８ａに沿って図示下方に自然降下する。このため、加工工具ベース１２２に設けられた押圧棒１２２ａは、受け部１２２ａの傾斜部１２２ｃに代えて垂直部１２２ｂを押圧するようになる。この結果、第２カッターホルダー１１９は、支持軸１２２ｃを回転中心として第２のカッター１１４を保持した側が上昇して第２のカッター１１４が記録メディアＷＫから離脱する。

そして、さらに連結片１２０がネジ軸１１７の軸線に沿って図示下下方に変位すると、加工工具ベース１２２は、突出片１２０ａの上面が加工工具ベース１２２の支持ピン１２２ａを下方から離脱することにより第２の弾性体１２６によって弾性的に吊り下げられた状態となる。また、これと同時に、記録メディアＷＫに刺し込まれた第２のカッター１１４がさらに上昇して図示Ｚ軸方向における原点位置に復帰する。これにより、記録メディアＷＫの分断処理が終了し、記録メディアＷＫに対する一連の切り抜き加工処理が終了する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、切り抜き加工装置１００は、記録メディアＷＫを切断する第１のカッター１１３を保持した加工工具ベース１２２が電動モータ１１５によって記録メディアＷＫに対して接触および離隔するＺ軸方向に往復駆動される。この場合、加工工具ベース１２２は、電動モータ１１５によってＺ軸方向に変位する連結片１２０に対して第１の弾性体１２１を介して連結されるとともに、Ｚ軸方向に対する変位が固定された固定ベース１１８に第２の弾性体１２６を介して連結される。すなわち、第１のカッター１１３を保持する加工工具ベース１２２は、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６によってＺ軸方向の往復方向にそれぞれ弾性的に支持された状態で電動モータ１１５により同Ｚ軸方向に変位される。これにより、記録メディアＷＫを切断する第１のカッター１１３は、電動モータ１１５の駆動制御によりＺ軸方向における位置決めが正確に行なわれるとともに、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６による弾性力によって安定的な力で記録メディアＷＫに押し付けられる。また、記録メディアＷＫの切断加工中において記録メディアＷＫまたはプラテン１０１などの起伏により第１のカッター１１３に作用するＺ軸方向の力に変化した場合であっても、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６による弾性力によって第１のカッター１１３の位置を追従させて加工を行うことができる。これらにより、記録メディアＷＫに対する第１のカッター１１３の切り込み過多または切り込み不足が抑制されて長時間に亘って安定的に記録メディアＷＫに刺し込まれるようになり、二次元情報の切り抜き加工精度が向上する。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、連結片１２０を図示Ｚ軸方向に変位させる変位機構をネジ軸１１７と連結片１２０に形成した雌ネジ（ネジ係合部）で構成した。しかし、変位機構は、連結片１２０を図示Ｚ軸方向に変位させることができる機構であれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、電動モータ１１５と固定ベース１１８の突出部１１８ａにプーリをそれぞれ設けるとともにこれら２つのプーリ間に連結片１２０を取り付けた無端ベルトを巻き掛けたベルト伝達機構によって変位機構を構成することもできる。また、ラック＆ピニオン機構によって変位機構を構成することもできる。

また、上記実施形態においては、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６をそれぞれ引張りコイルスプリングで構成した。しかし、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６は、連結片１２０と加工工具ベース１２２と、および固定ベース１１８と加工工具ベース１２２とをそれぞれ弾性的に連結するものであれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６は、圧縮コイルバネ、板バネ、ゴム紐などで第１の弾性体１２１および第２の弾性体１２６を構成することもできる。

また、上記実施形態においては、第１の弾性体１２１のバネ定数を第２の弾性体１２６のバネ定数より大きく設定した。これにより、第１のカッター１１３をより精度良く記録メディアＷＫに押し付けることができる。しかし、第１の弾性体１２１のバネ定数は、第２の弾性体１２６のバネ定数と同等以下に設定しても第１のカッター１１３により記録メディアＷＫを切断するは可能である。

また、上記実施形態においては、第１のカッター１１３を記録メディアＷＫにおける上側シート上に二次元情報を切り抜く刃物で構成し、第２のカッター１１４を記録メディアＷＫを単シート状に分断するための刃物で構成した。しかし、第１のカッター１１３および第２のカッター１１４は、記録メディアＷＫの切断に必要とされる刃物を用いれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１のカッター１１３を記録メディアＷＫを単シート状に分断するための刃物で構成することもできるし、第２のカッター１１４を第１のカッター１１３を記録メディアＷＫにおける上側シート上に二次元情報を切り抜く刃物で構成することもできる。

また、上記実施形態においては、カッティングヘッド１１２は、第１のカッター１１３とともに第２のカッター１１４を備えて構成されている。しかし、カッティングヘッド１１２は、少なくとも第１のカッター１１３を備えて構成されていれば、必ずしも、第２のカッター１１４、および同第２のカッター１１４を保持して変位させる機構、具体的には、支持軸１１８ｃ、第２のカッターホルダー１１９および押圧棒１２２ｃを備える必要はない。

また、上記実施形態においては、加工工具ベース１２２は、回転ローラ１２４を板バネ１２５によって固定ベース１１８の案内溝１１８ｂに押し付けることによって図示Ｚ軸方向に摺動可能な状態で固定ベース１１８に支持されている。すなわち、案内溝１１８ｂが本発明に係る摺動支持部を構成するガイド体に相当し、板バネ１２５によって押圧された回転ローラ１２４が本発明に係る従動体に相当して案内機構を構成している。しかし、案内機構は、ガイド体および従動体を備えて加工工具ベース１２２を図示Ｚ軸方向に案内可能な構成であれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ガイド体を図示Ｚ軸方向に延びる軸体で構成するとともに、従動体を前記軸体上を摺動する筒体（ブッシュ）で構成することもできる。この場合、軸体は、必ずしも固定ベース１１８に設ける必要はないが、加工工具ベース１２２に対して固定的に配置されている必要がある。すなわち、本発明に係る固定部とは、図示Ｚ軸方向に変位する加工工具ベース１２２に対して図示Ｚ軸方向の変位が固定されて変位不能に設けられた部材のすべてを含むものである。したがって、固定ベース１１８や支持ステー１１６は、本発明に係る固定部である。また、加工工具ベース１２２の案内機構が不要の場合には、案内機構を省略してカッティングヘッド１１２を構成することもできる。

また、上記実施形態においては、画像形成キャリッジ１１０は、記録メディアＷＫに対して二次元情報の印刷を行うインクヘッド１１１と、二次元情報の切り抜きを行うカッティングヘッド１１２とで構成した。しかし、画像形成キャリッジ１１２は、記録メディアＷＫに対して変位しながら二次元情報を切り抜き加工により形成するように構成されていれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、画像形成キャリッジ１１０は、少なくともカッティングヘッド１１２を備えて構成されていればよい。

ＷＫ…記録メディア、
１００…切り抜き加工装置、１０１…プラテン、１０２…グリッドローラ、１０３…Ｘ軸方向フィードモータ、１０４…ガイドレール、１０５…直動レール、１０６…駆動ベルト、１０７…Ｙ軸方向スキャンモータ、１０８…ピンチローラ、１１０…画像形成キャリッジ、１１１…インクヘッド、１１２…カッティングヘッド、１１３…第１のカッター、１１４…第２のカッター、１１５…電動モータ、１１６…支持ステー、１１７…ネジ軸、１１８…固定ベース、１１８ａ…突出部、１１８ｂ…案内溝、１１８ｃ…支持軸、１１９…第２のカッターホルダー、１１９ａ…受け部、１１９ｂ…垂直部、１１９ｃ…傾斜部、１１９ｄ…転動ローラ、１２０…連結片、１２０ａ…突出片、１２１…第１の弾性体、１２２…加工工具ベース、１２２ａ…支持ピン、１２２ｂ…把持部、１２２ｃ…押圧棒、１２３…第１のカッターホルダー、１２４…回転ローラ、１２５…板バネ、１２６…第２の弾性体、１２７…上カバー、１２８Ｒ，１２８Ｌ…サイドカバー、１２９…操作パネル、１３０…コントローラ、１３１…インターフェース、２００…外部コンピュータ装置。

Claims (4)

1. 記録メディアに対してカッターを変位させ、または前記カッターに対して前記記録メディアを変位させることにより同記録メディアを切断して二次元情報を切り抜き加工する切り抜き加工装置において、
   電動モータと、
   第１のカッターを保持するとともに同第１のカッターを前記記録メディアに対して接近および離隔するＺ軸方向に変位可能に支持する加工工具ベースと、
   前記加工工具ベースを前記Ｚ軸方向に変位させるための連結片を前記電動モータの駆動によって前記Ｚ軸方向に沿って変位させる変位機構と、
   前記連結片と前記加工工具ベースとを連結する第１の弾性体と、
   前記加工工具ベースと、同加工工具ベースを前記Ｚ軸方向に摺動可能に支持する摺動支持部を有する固定部とを連結する第２の弾性体と、
   前記固定部に設けられた支持軸と、
   前記支持軸を回転中心として同支持軸の径方向に沿って延びて形成され、一方の端部に前記第２のカッターを保持するとともに他方の端部に受け部を有する第２カッターホルダーと、
   前記加工工具ベースに設けられ、前記第２カッターホルダーにおける前記受け部を押圧するための押圧部とを備えることを特徴とする切り抜き加工装置。
2. 請求項１に記載した切り抜き加工装置において、
   前記変位機構は、
   前記電動モータに連結されて回転駆動するネジ軸と、
   前記連結片に設けられて前記ネジ軸に噛合うネジ係合部とを備えるネジ送り機構であることを特徴とする切り抜き加工装置。
3. 請求項１または請求項２に記載した切り抜き加工装置において、
   前記摺動支持部は、前記Ｚ軸方向に沿って延びたガイド体で構成され、
   前記加工工具ベースは、前記ガイド体に接触して同ガイド体に沿って変位する従動体を備えることを特徴とする切り抜き加工装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した切り抜き加工装置において、さらに、
   前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は、それぞれコイルスプリングで構成され、
   前記第１の弾性体のバネ定数は、前記第２の弾性体のバネ定数より大きいことを特徴とする切り抜き加工装置。
   

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