JP2005205539A - 被切断媒体駆動型カッティングプロッタ - Google Patents

Abstract

【課題】紙シート材を切断して紙製品を作成する場合、成果物の取出しが容易でかつ切断品質がよく、さらに薄くコシのない紙シート材の切断を行うことが可能となる被切断媒体駆動型カッティングプロッタを提供する。
【解決手段】切断手段に対向する面に被切断媒体である紙シート材を剥離可能に支持する被切断媒体支持シートを有し、紙シート材を支持したこの被切断媒体支持シートの両端部分を駆動ローラおよび従動ローラにより挟持するよう構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明はカッティングプロッタに関するものであり、さらに詳しくはシート状の被切断媒体を第１の方向に移動させるとともに、これと直交する第２の方向に切断手段を移動させてシート状媒体を所望の形状に切断する被切断媒体駆動型カッティングプロッタに関するものである。

シート状媒体を所定の形状で切断する従来のこの種のカッティングプロッタとしては、シート状媒体の両端部分を駆動ローラと従動ローラ（ピンチローラ）とで挟持して、駆動ローラを正逆回転させることによりシート状媒体を第１の方向（Ｘ軸方向）に移動させるとともに、この第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るキャリッジと、このキャリッジに設けられた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移動することにより、カッティングペンをシート状媒体に対して２次元方向に移動させるとともに、選択的に圧接離反させて、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。
この被切断媒体駆動型のカッティングプロッタは、平板状のテーブル上にシート状媒体を載置し、この載置テーブルに対して第１の方向に移動可能に設けられるＹバーと、このＹバーに摺動することにより第１の方向と直交する第２の方向に移動可能に設けられるキャリッジと、このキャリッジに載置テーブル上のシート状媒体に圧接離反するよう設けられたカッティングペンとを設け、Ｙバーおよびキャリッジを移動制御するとともにカッティングペンを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、これを所望の形状に切断する所謂フラットベッド型のカッティングプロッタに比べて、装置を設置するためのスペースが少なくてよく、また切断動作時間が短いなどの利点があり、従来より広く使われている。

この被切断媒体駆動型のカッティングプロッタにより、紙シートを切断して例えば箱，容器等の展開図や、衣服等の型紙、装飾用のステンシル或いはマスクパターン、年賀状等のグリーティングカード、ペーパークラフトなどといった紙製品を作成する場合、以下に挙げられるような不具合を生じていた。
即ち、駆動ローラおよびピンチローラにより挟持した紙シート材から、その一部分を所望の形状で切断した（成果物という）場合、この成果物部分には駆動ローラおよびピンチローラの駆動力が伝達されなくなり、これにより切断動作中の紙シート材がジャム現象を起こしたり、或いは成果物部分が紙シート材から脱落して駆動中のシート材と切断手段とに巻き込まれて破損するなどといった不具合が生じていた。
これを防止するために、従来のカッティングプロッタにおいては、カットデータの一部に切り残し部分を設けるか、或いは切断動作中においてカッティングペンの圧接力を制御して完全に切断しない部分を設ける（所謂ハーフカット）など行って、成果物を紙シートから完全に切り離さないよう構成し、切断動作完了後に操作者の手によりこの成果物部分を紙シート材の不要部分から切り離して取り出すよう行っていた。
特開昭６３−１７５１６８号公報 特開平０２−１６５９９９号公報

しかしながら、操作者の手により紙シート材から成果物を切り離して取り出す場合、特に細かい形状で切断したような成果物においては、切り残し部分の取り外しを慎重に行う必要があり、その作業が煩雑であるとともに、これが上手くいかない場合には成果物の品質が著しく低下するといった不具合を生じていた。特にシート状媒体として薄くコシのない紙媒体を用いるといった場合に、これら不具合が顕著となっていた。
また、紙媒体を切断する場合には、切断手段であるカッティングペンの刃先を貫通させなければならないので高い圧接力（筆圧）が必要となるが、薄くコシのない紙シート材を切断しようとすると、駆動ローラおよびピンチローラにて挟持した両端部分に挟まれた中央の部分において切断を行うような場合には、シート材が破損して切断できないといった不具合も生じていた。更に、紙媒体の切断を行う場合、その切断部分から紙粉が発生することとなり、この紙粉がカッティングペンの刃先部分に堆積することによりその切断力が低下し、切断品質の低下またはカッティング刃の寿命が短くなるなどといった不具合を生じることとなっていた。
本願発明は、これらの不具合を解消するためになされたものである。

本発明の被切断媒体駆動型のカッティングプロッタにおいては、切断手段に対向する面に被切断媒体である紙シート材を剥離可能に支持する被切断媒体支持シートを有し、紙シート材を支持したこの被切断媒体支持シートの両端部分を駆動ローラおよび従動ローラにより挟持するよう構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明の被切断媒体駆動型のカッティングプロッタにおいては、紙シート材を支持シートに剥離可能に支持してこれを切断するので、紙シート材を切り残し部を設けることなく完全に切断しても、成果物部分がその他のシート材部分から脱落することがないとともに、その取り出しも容易に行うことが可能となる。また、コシのない薄い紙シート材を切断する場合であっても、これを良好に切断することができる。

切断すべき紙シート材を剥離可能に支持する被切断媒体支持シートを用い、紙シート材を支持したこの被切断媒体支持シートを駆動ローラと従動ローラとにより挟持し、被切断媒体支持シートを第１の方向に駆動し、これと直交する第２の方向にカッティングペンを移動させて紙シート材を切断するよう構成した。

以下図面に基づいて、本発明の被切断媒体駆動型のカッティングプロッタを説明する。
図１は本発明の被切断媒体駆動型のカッティングプロッタの構成を示す図であり、図において１はカッティングプロッタ本体、２は駆動ローラ、３はピンチローラ、４はペンブロック、５はカッティングペン、６は被切断媒体支持シート、７は被切断媒体である紙シート材である。
本発明の被切断媒体駆動型のカッティングプロッタは、被切断媒体である紙シート材７を被切断媒体支持シート６上に載置，支持させ、この被切断媒体支持シート６の両端部分を駆動ローラ２およびピンチローラ３により挟持する。駆動ローラ２は、図示しない駆動モータの正逆方向の回転駆動力が伝達されて回転駆動するように、本体１に支持されている。ピンチローラ３は、被切断媒体支持シート６を介してこの駆動ローラ２に押圧されており、駆動ローラ２の正逆回転に従動して回転駆動する。上記被切断媒体支持シート６は、その両端部分がこの駆動ローラ２およびピンチローラ３に挟持され、駆動ローラ２の回転駆動により図のＸ軸方向に駆動するよう設けられている。ペンブロック４は、図示しない移動機構によりプロッタ本体１上を図のＹ軸方向に移動可能に設けられ、また、切断手段であるカッティングペン５を保持し、この保持したカッティングペン５をアクチュエータ（図示せず）により降下，上昇させることにより、被切断媒体７に圧接，離反するよう設けられる。
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２を駆動制御して被切断媒体７とともに被切断媒体支持シート６を図のＸ軸方向（第１の方向)に移動させるとともに、ペンブロック４をＹ軸方向（第２の方向）に移動させて、カッティングペン５を紙シート材７に対して相対的に２次元方向に移動させ、更にカッティングペン５を選択的に紙シート材７に圧接，離反させることにより、これを所望の形状で切断するよう構成されている。

図２は、本発明の被切断媒体支持シート６を示す図であり、この被切断媒体支持シート６はシート状の基材６０と、この基材６０のカッティングペン５に対向する面に設けられた被切断媒体７を剥離可能に粘着支持する粘着層６２とにより構成されている。この基材６０の両端部分における、粘着層６２が設けられていない部分は、カッティングプロッタの駆動ローラ２およびピンチローラ３とに挟持される部分に対応して挟持部６１として構成される。
基材６０としては、例えば薄いプラスチックシートなどが用いられ、この基材６０上に粘着力の弱い接着剤が塗布されて粘着層６２が形成されている。粘着層６２には、粘着力の弱い接着剤が用いられることにより、被切断媒体である紙シート材７を剥離可能に支持することができ、また、繰り返し使用可能となるよう構成されている。具体的には、基材６０として紙器用板紙，白板紙，特殊板紙，白ボール紙（例えば北越製紙社製「ＮＥＷ−ＤＶ」，三菱製紙社製「ハイパール」等）、或いは厚さ0.1〜0.3mm程度のポリエチレンテレフタレートフィルム（例えばデュポン社製「マイラー」）、ポリカーボネートフィルム等を採用することができ、また、粘着層６２としては、両面粘着テープ，ファスナー（例えばリンテック社製「リピール」，３Ｍ社製「４５９１ＨＬ」，大日本インキ工業社製「ダイタック」等）、或いはエアゾール接着剤（例えば３Ｍ社製「スプレーのり５５カラー」等）を採用することができる。更に、粘着層６２の表面には、紙シート材７を支持する際にその位置決めを容易にするための基準マーク６３、ならびに格子状の方眼目盛６４がマーキングされている。これらの指標は、それぞれ基準マーク６３が被切断媒体支持シート６における原点を、また方眼目盛６４は紙シート材７をカッティングプロッタの座標軸（Ｘ−Ｙ軸）と一致させるためのものである。

本発明の媒体駆動型カッティングプロッタにより、紙シート材を所望の形状で切断して紙製品を作成する場合、操作者は先ず素材としての紙シート材７を被切断媒体支持シート６に支持させる。この時、紙シート材７を基準マーク６３にあわせるとともに、被切断媒体支持シート６に対して傾斜しないように、その端部を方眼目盛６４に対して平行となるよう位置づける。
上述したとおり、粘着層６２は弱い粘着力を有した接着剤により形成されるので、紙シート材７は全面に亘って被切断媒体支持シート６に粘着支持され、これに固定される。
次に、紙シート材７が支持された被切断媒体支持シート６の両端部６１を、カッティングプロッタの駆動ローラ２とピンチローラ３により挟持させる。この状態で、カッティングプロッタは待機状態となる。
紙シート材７を支持した被切断媒体支持シート６をカッティングプロッタ１にセットすると、続いてコンピュータ等の上位装置より切断すべきカットデータを送信し、図示しないカッティングプロッタの制御部は、このカットデータに基づいて紙シート材７の切断動作を行う。
この紙シート材７の切断動作において、制御部は図示しないペンブロック４のアクチュエータにより、カッティングペン５を紙シート材７に圧接または離反させながら、このカッティングペン５を保持したペンブロック４をＹ軸方向に移動させ、これと同時に駆動ローラ２を回転駆動することにより紙シート材７を支持した被切断媒体支持シート６をＸ軸方向に移動させる。これによりカッティングペン５がカットデータに基づいて、紙シート材７に対して相対的に２次元方向に移動され、これにより紙シート材７が切断される。
この切断動作においては、カッティングペン５の刃先が紙シート材７を切断（貫通)して粘着層６２（または基材６０）に達し、且つ基材６０を完全に突き抜けることがないような高さとなるまでカッティングペン５を下降させ、この状態でペンブロック４および駆動ローラ２を駆動して、紙シート材７の切断を行うか、或いはカッティングペン４が紙シート材７に圧接された際に、その刃先が紙シート材７を切断（貫通）するように、その刃出し量を設定するよう構成されている。
従って、切断動作により作成される成果物は、紙シート材７からは完全に切り離されることとなるが、切り離されても尚粘着層６２に粘着保持されているので、被切断媒体支持シート６からは脱落することがない。
切断動作が完了すると、操作者はこの被切断媒体支持シート６をピンチローラ３および駆動ローラ２の挟持を解除して取り外し、成果物部分を被切断媒体支持シート６から取り外す。このとき、成果物部分は紙シート材７から完全に切り離されており、尚且つ粘着層６２の粘着力が弱いため、簡単且つ容易に取り外すことが可能となる。
更に、紙シート材７を切断することにより発生する紙粉は、粘着層６２に吸着されることとなり、従ってカッティングペン５の刃先に堆積することがない。
成果物部分を取り外した被切断媒体支持シート６から、紙シート材７の不要部分を取り外せば、この被切断媒体支持シート６に新たな紙シート材７を支持させて、次回の切断動作に使用することが可能となる。この被切断媒体支持シート６は、粘着層６２の粘着力が劣化するまで、繰り返し使用することが可能である。
また、被切断媒体支持シートは、薄いプラスチックシート等より構成されているので、切断する紙シート材６が例えばトレーシングペーパー等の薄くコシのない材質のものであっても、良好に切断することが可能となる。

上述の実施例においては、被切断媒体支持シート６をプラスチックシート等よりなる基材６０上に粘着層６２を設けて構成し、この粘着層６２上に被切断媒体としての紙シート材７を粘着させるよう構成したが、紙材或いは塩ビシートからなる被切断媒体支持シート６と、被切断媒体である紙シート材７を感圧接着剤で圧着したものとして構成してもよい。
この場合、切断すべき紙シート材７は感圧粘着材を介して被切断媒体支持シート６に予め圧着されて剥離可能に疑似接着されており、切断動作においては、カッティングペン５の刃先が紙シート材７を切断し、且つ被切断媒体支持シート６を完全に突き抜けることがないように、カッティングペン５を下降，圧接するよう制御する。
切断動作完了後、操作者は紙シート材７の成果物部分を被切断媒体支持シート６から剥離して取り出す。本実施例において、感圧接着剤として、例えばポリウレタン、或いはアクリル系またはゴム系の感圧接着剤などを使用することができる。

図３は、本発明の被切断媒体駆動型カッティングプロッタにおける被切断媒体支持シートの別の実施例を示す図である。この実施例においては、被切断媒体支持シート６の基材６０を柔軟性を有する２枚の樹脂材料シートを積層して形成するとともに、各々の基材６０間に一対の電極パターン６５を形成し、この電極パターン６５に高圧電源を選択的に接続することにより被切断媒体支持シート６の表面上に静電吸着力を発生するよう構成したものである。
本実施例の被切断媒体支持シートを用いて紙シート材の切断を行う場合、操作者は被切断媒体支持シート６上で紙シート材７を位置決めした後に、電極６５に高圧電源を接続し、被切断媒体支持シート６の表面上に静電吸着力を発生させて紙シート材７を吸着，固定する。
この状態で、紙シート材７が支持された被切断媒体支持シート６の両端部６１を、カッティングプロッタの駆動ローラ２とピンチローラ３により挟持させ、コンピュータ等の上位装置より切断すべきカットデータを送信し、このカットデータに基づいて紙シート材７の切断動作を行う。
本実施例の場合、カッティングペン５の刃先が紙シート材７のみを切断し、基材６０は切断しないような高さとなるまでカッティングペン５を下降させ、この状態でペンブロック４および駆動ローラ２を駆動して、紙シート材７の切断を行うよう構成されている。
切断動作が完了すると、操作者は電極６５と高圧電源の接続を解除して、紙シート材７の成果物部分ならびにその他の部分を被切断媒体支持シート６から取り外す。本実施例の場合、電極６５と高圧電源の接続，解除により紙シート材７の吸着と取り外しが選択的に行えるので、成果物の取り外しが簡単且つ容易に行うことが可能となる。

本発明の被切断媒体駆動型カッティングプロッタの構成を示す図である。 本発明の被切断媒体支持シートを示す図である。 本発明の被切断媒体支持シートの第３実施例を示す図である。

符号の説明

１ カッティングプロッタ本体
２ 駆動ローラ
３ ピンチローラ
４ ペンブロック
５ カッティングペン
６ 被切断媒体支持シート
７ 紙シート材

Claims (5)

1. 切断すべき被切断媒体を第１の方向に駆動するとともに、切断手段を上記第１の方向と直交する第２の方向に駆動することにより、切断手段を被切断媒体に対して相対的に２次元方向に移動させ、切断手段を選択的に被切断媒体に圧接，離反させることによりこれを所望の形状に切断する被切断媒体駆動型のカッティングプロッタにおいて、
   上記切断手段に対向する面に上記被切断媒体を剥離可能に支持する被切断媒体支持シートを有し、
   この被切断媒体支持シートとともに被切断媒体を第１の方向に駆動し、上記切断手段により被切断媒体支持シートに支持された被切断媒体を切断することを特徴とする被切断媒体駆動型カッティングプロッタ。
2. 上記被切断媒体支持シートは、上記切断手段に対向する面に上記被切断媒体を剥離可能に支持する粘着層が形成されることを特徴とする請求項１記載の被切断媒体駆動型カッティングプロッタ。
3. 上記被切断媒体支持シートは、上記切断手段に対向する面に上記被切断媒体を剥離可能に支持する圧着層が形成されることを特徴とする請求項１記載の被切断媒体駆動型カッティングプロッタ。
4. 上記被切断媒体支持シートは、電圧が付与されることにより静電吸着力を発生する電極が上記切断手段に対向する面に形成されることを特徴とする請求項１記載の被切断媒体駆動型カッティングプロッタ。
5. 上記被切断媒体支持シートには、上記切断手段に対向する表面上に上記被切断媒体を位置付けるための指標が付与されていることを特徴とする請求項１乃至４記載の被切断媒体駆動型カッティングプロッタ。

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