JP2013215878A - カッティングプロッタのための切断刃の逃げ溝 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体送りタイプのカッティングプロッタにおいて、切断刃に対してシートの反対側に配設される裏当ての頻繁な交換を不要にする。
【解決手段】カッティングプロッタはシート媒体をＹ方向へ前後移動させる給紙ローラ６２，６３と、Ｘ方向へ往復運動し給紙ローラと協働してシートを所望の形状に切断する切断装置５３を含む。ベースプレート５９は切断装置のＸ方向下方に配置されている。ベースプレートには複数のチャンネル７０が形成されている。各チャンネルはブレード５６がシートに係止するときにブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成され、ブレードがチャンネルに沿って側方に移動可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は一般にカッティングプロッタに係り、より詳細には、カッティングプロッタに取り付けられて切断刃の寿命を延ばすことができるプレートに関する。

当業界ではデジタルビニールカッタとも呼ばれるカッティングプロッタは、切断刃がペン代わりに使用されることを例外として、ペンプロッタに類似している。このようなビニール、紙、または他の材料などのシート媒体はナールドロールと遊びロールとの組み合わせによって加工方向を前後移動する。クロス加工方向の移動はキャリッジを介して切断刃を移動することによって達成される。切断刃に対してシートの反対側に配設される裏当ては、平坦なシートメタル切断面上層のポリテトラフルオロエチレン、即ち、ＰＴＦＥ（一般に、デュポン社（ウィルミントン、デラウェア州、米国）製の商標名テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ、登録商標））ストリップまたは他の軟質犠牲材料である。テフロン（登録商標）ストリップは、切断刃が媒体を貫通切断する際にこの切断刃が入り込む相対的に軟質の犠牲面を提供するために使用される。犠牲面となるテフロン（登録商標）層を用いなければ、媒体を横幅いっぱいに切断する際、切断刃がシートメタル切断面に接触し、切断刃にダメージを与えたり少なくとも鈍化させたりしてその寿命が短くなるという問題が生じる。テフロン（登録商標）ストリップは使っていくうちに擦り減るので極めて頻繁な交換を余儀なくされる。この問題を解決する一つの策として被切断媒体にプラスチック製の裏当てシートを一時的に張り合わせることが考えられた。しかしながら、この加工には手間が掛かるだけでなくある程度の技術がオペレータに要求され、カッティングナイフを接触させるためにさらに材料を追加する必要もあることからカッティングナイフの寿命がさらに短くなるという問題があった、さらに、プラスチック製の裏当てシートがデジタルカッタの自動給紙能力に深刻な影響を与えた。

上記に鑑み、直線形のカッターヘッドの下の圧迫点を緩和するために凹溝を導入する方法を提案する本発明の実施態様を開示する。この「逃げ溝」は、ブレード（刃）が被切断媒体のみに限定して接触することを可能にすることで切断刃の寿命が延び、カッターの寿命がある限り精度の良い切れ味が確実に提供されて結果的に切断面に摩耗が生じなくなる。本明細書中のシステムおよび方法は、切断刃の寿命を延ばし、ダウンタイムを短縮し、（部品交換の時間やエラーの発生頻度の削減によって生じる）カッターの位置合わせ誤りを削減するという改良点を提供する。

本発明の一実施態様によれば、カッティングプロッタが開示されている。カッティングプロッタはシート媒体をＹ方向へ引き込むとともにシートを切断順にＹ方向へ前後移動させる給紙ローラを含む。カッティングプロッタはＸ方向へ往復運動し給紙ローラと協働してシートを切断順に所望の形状に切断する切断装置を含む。ベースプレートは切断装置のＸ方向下方に配置されている。ベースプレートには複数のチャンネルが形成されている。各チャンネルはブレードがシートに係止するときに切断装置のブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成される。

本明細書中の他の実施態様によれば、材料カッティングアセンブリが開示されている。このカッティングアセンブリはカッティングヘッドを含む。ソレノイドおよびバネがカッティングヘッド内に取り付けられている。切断工具がソレノイドに着脱可能に取り付けられている。切断工具はその先端に鋭角点が配置され、ソレノイドが通電されて切断工具を伸ばすときの係止位置とソレノイドが通電されずにバネが切断工具を退避させるときの非係止位置との間を移動可能である。長形ベースプレートが切断工具の下に配置されている。このベースプレートには複数のチャンネルが形成されている。各チャンネルは切断工具が係止位置にあるときに切断工具のポイントを受容するように大きさが決定されかつ構成される。

本発明の他の実施態様によれば、シート媒体を切開するための装置が開示されている。この装置は、シャーシと、モータと、シャーシに動作可能に固着されかつモータによって駆動されてシャーシに相対して往復運動するキャリッジと、を含む。切断装置はキャリッジに動作可能に固着されている。切断装置は機械的切開構造を含み、機械的切開構造は、切開構造がシート媒体に動作可能に係止する係止位置と切開構造がシート媒体に係止しない非係止位置との間を移動可能である。長形ベースプレートはキャリッジの下に配置される。ベースプレートには複数のチャンネルが形成されている。各チャンネルは機械的切開構造が係止位置にあるときに機械的切開構造のブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成される。

以上の記載の特徴および他の特徴は、以下の発明の詳細な説明によってより明確に理解されよう。

図１は、本発明の実施形態によるカッターを概略的に示す断面図である。 図２は、本発明の実施形態によるカッターを示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態によるベースプレートを示す端面図である。 図４は、本発明の実施形態による溝の変形例を例示的に示す切断端面図である。 図５は、本発明の実施形態による切断装置を概略的に示す断面図である。

近年、箱などの小規模な媒体構造のより有利な製造を可能にするために自動媒体給送カッターを開発する努力がなされてきた。典型的には、箱は相対的に費用の高いダイ切断装置を使用してシートから切断される。このコストによって小口注文に対応する能力が阻害される。しかしながら、より費用が掛からず市販されている媒体カッターがある。これらのカッターのデザインは、このカッティングプロッタがペン代わりにブレードを使用することを除いて、１９８０年代に多く出回っていたペンプロッタに類似している。このタイプのカッティングプロッタは一般にナールドまたは部分的にナールドなシャフトおよびアイドラを使用してシートのコントロールを保持して切断作業中にシートを加工方向に前後移動させる。他の軸はブレードアセンブリが取り付けられるベルトまたはケーブル駆動キャリッジを介して収容されている。ナイフブレードアセンブリは切断時にシートに対してブレードを下げるソレノイドベースの機構を含む。ソレノイドが通電されないとき、戻りバネはシートからブレードを離反させる。軸とソレノイドの両方のコントロールはコンピュータアプリケーションによって生成されるカットファイルによって指定されてカッティングプロッタへダウンロードされる。

ビニール製カッター製品のカッターは、ナイフブレードが通過する経路に沿ってすべてが紙の真下にある犠牲的切断面であることが一般的である。移動するナイフ刃は「切断」が紙を貫通するとき、ブレードは一般に軟質のプラスチック材料である犠牲層内へ降り続ける。この層は、「テフロン状の」テープまたは一般にシートメタルや他の構造的材料である切断面構造に埋め込まれた軟質プラスチック片などのシンプルな層である。犠牲層は、定期的に交換する必要がある。

犠牲層に加えて、いくつかのプロッタ製造会社は切断面をブレードからより確実に保護するために接着性の裏当てシートを使用することを勧める。ユーザは被切断シートを裏当てシートへ圧接しカッティングプロッタ内にシートを配置しその後カットファイルを実施する。プリントシートを切断した後、裏当てシートは剥離される。この加工を行っている間にも裏当てシートはその接着性をすぐに喪失することから、頻繁にシートを交換する必要がある。さらに、自動給送能力によって限定される切断量を実現可能にするためにユーザは一般に切断面を覆うＴｅｆｌｏｎ（テフロン、登録商標）テープを単に切断するだけでよい。これによって複数のシートの切断は大いに簡易化されるが、経時的にブレードの先端がテフロン（登録商標）テープを掻き削ってしまう。これにより徐々にではあるが、シートの不均一な切断が発生してテープの交換が必要となる。また、ブレードが犠牲面にさらに喰い込んで降りた場合、切断刃は犠牲層の下方の隙間の少ない構造に接触してブレードがより急速に鈍化したりほぼ永久に破壊されたりするので、即時の交換が必要となる。

犠牲切断面に使用される裏当てシートの有無に無関係な切断またはハイテクプラスチック材料を用いた切断に関わらず、切断刃の紙以外の媒体との任意の物理的接触によってブレードの寿命が大きく短縮されることで、ブレードの頻繁な交換が必要となり費用もかかるという問題があった。

図を参照すると、本発明の実施形態によれば、ベースプレートに複数の凹溝を設けることで直線形カッターヘッドの下方の圧迫点を緩和する。“逃げ溝”は切断刃が被切断媒体にのみ接触することを可能にする。カッティングベースプレートは、ブレード先端とカッティングベースプレート材料との間に逃げ（クリアランス）を作成する溝を設ける。溝の長さはブレードキャリッジのクロス加工方向の移動距離に等しいかまたはそれより大きく、溝の幅はブレード先端とカッティングベースプレートの相互の間に十分な間隙を設けるだけの幅を有している。カッティングベースプレートがカッティングプロッタの寿命を長持ちさせる材料から作製することができることで、裏当てシートまたはテフロン（登録商標）ストリップが不要になる。これにより、カッターのランニングコストが低減され、オペラビリティが向上する。切断刃に対する摩耗源となるのは被切断媒体のみとなるので、切断面上に間隙または溝を設けることでブレード寿命は最大限に保持される。

図１は、５０で概して示されるカッタープロッタを示す断面図である。カッタープロッタ５０は切断刃５６を有する切断機構５３を含む。ベースプレート５９は切断機構５３の下に配置されている。給紙ローラ６２、６３は、Ｙ方向（加工方向とも呼ばれる）で紙またはカードストックなどのシート媒体６６に係止しこれをカッタープロッタ５０内へ引き込む。ローラ６２、６３は、コントローラからの切断順に矢印６８で示したＹ方向に沿ってシートを前後移動させる。切断機構５３は矢印６８で示した方向に垂直なＸ方向（「クロス加工方向」と呼ばれる）で往復運動し、給紙ローラ６２、６３と協働して、シート６６を切断順に切断することにて、所望の形状を得る。このように、シート６６は一連の切断順に応じてＹ方向へ給送されている間、切断機構５３は切断刃５６が下ろされた状態でＸ方向に沿って前後移動し、カッティングプロッタ５０によって所望の図形（形状）を得ることができる。

図２に示すように、ベースプレート５９は切断機構５３のＸ方向下方に配置されている。ベースプレート５９にはチャンネル７０が形成されている。チャンネル７０は、切断刃５６がシート６６に係止し、切断刃５６がチャンネル７０の長さに沿って通過するとき、切断機構５３の切断刃５６の一部を受容するように大きさが決定されかつ構成される。言い換えれば、ベースプレート５９は静止しブレード５６が媒体６６の平面のチャンネル７０に相対して移動する。

ベースプレート５９は、切断刃５６の先端７３とカッティングベースプレート５９との間に間隙を設けるチャンネル７０を含む。いくつかの実施形態において、ユーザは、被切断材料の種類に応じて適切なチャンネル７０を選択するためにベースプレート５９を位置決めすることができる（図３を参照）。いくつかの例においては特定の被切断材料に対して好ましい形状のチャンネル７０を有することが望ましい。本実施形態によれば、カッティングベースプレート５９は、異なる溝形状を有するプレートが所望または必要に応じて交換することを可能にするために着脱可能とすることができる。図４はこれには限定されないがチャンネル７０のための溝形状のいくつかの例を示している。チャンネルの長さは切断刃キャリッジのクロス加工方向の軌跡に等しいかまたはこれより長く、チャンネル７０の幅はブレードの先端７３とカッティングベースプレート５９の間に十分な間隙を設けられる程度の幅である。カッティングベースプレート５９はカッティングプロッタ５０の寿命を長持ちさせる材料から作製することができる。

本発明の実施形態によれば、カッティングアセンブリ７５はカッティングヘッド７８を含む。ソレノイド８１およびバネ８２はカッティングヘッド７８に取り付けられている。切断刃５６は、ソレノイド８１に着脱可能に取り付けられている。切断刃５６は、先端７３に鋭角点を有し、係止位置と非係止位置との間を移動可能である。切断刃５６はソレノイド８１が通電されて切断刃５６を延ばしたときにシート６６に係止する。切断刃５６はソレノイド８１が通電されないときは非係止となりバネ８２は切断刃５６をシート６６から退避させる。長形ベースプレート５９はカッティングアセンブリ７５の下方に配置される。ベースプレート５９は切断刃５６の先端７３とカッティングベースプレート５９との間に間隙を提供するチャンネル７０を含む。

本発明の実施形態によれば、カッティングアセンブリ７５は、シャーシ８４と、モータ８７と、シャーシ８４に動作可能に固着されかつモータ８７によって駆動されてこのシャーシ８４に相対して往復運動するキャリッジ９０と、を含む。一般に、カッターアセンブリ７５はキャプスタン型駆動を介してＸ方向に前後移動するが、そのモータはカッティングプロッタ５０内に隠れている。切断刃５６はキャリッジ９０に動作可能に固着されている。

従って、上記したように、ブレードに欠損させないでブレード寿命を延長させる持続可能な切断面を提供するために、プロッタの切断領域は溝付きプレートを含むために変形してもよい。この溝はブレードの先端が被切断媒体から突出するのでブレード先端を受容するための間隙を提供する。この構造の一つの特徴は、溝付き棒は費用が安くカッターの寿命を長持ちさせることにある。他の特徴は、溝付きプレートがブレード切断深さを設定する際により大きな許容誤差を可能にすることにある。裏当てシートまたは犠牲切断面のいずれかが使用される場合、ブレード深さはこれらへ与えるダメージを最小限にするために精度良く設定する必要がある。従って、異なる坪量を有する媒体を使用するときは常にブレード深さの設定を必要とする。これに対して、本明細書中に開示されている溝付きプレートはいくらかの過剰貫通を可能とし、これが一つの媒体から他の媒体に切り替える際のブレード深さ設定の必要性を実質的に削減する。さらに、本明細書に記載されているシステムはユーザが好ましい形状のチャンネルを特定の被切断媒体に対して選択することを可能にする。いくつかの実施形態において、ベースプレートは図３に示すような好ましい形状を選択することができる複数のチャンネルを含む。ベースプレートはカッティングアセンブリの下で選択されたチャンネルを位置合わせするために調整することができる。また、本発明の実施形態によれば、カッティングベースプレートは、所望または必要に応じて異なる溝の形状を有するプレートをユーザがベースプレートと交換できるように取り外し可能となっている。

図４は、溝付きベースプレート５９の一部を示す切断端面図であり、所望されるいくつかの可能な溝断面形状を示す。チャンネル７０の形状は、チャンネル７０の幅はブレード先端７３とカッティングベースプレート５９との間に十分な間隙を提供するだけの大きさを有する必要があるが、任意の幾何学的形状に対応している。カッター耐性の積み重ねによって切断刃５６とチャンネル７０との位置合わせ誤りに対してより堅牢性を発揮することから幅広のチャンネル７０がより良好に作用することが分かった。図４は、例示することを目的としてのみ示されており、本発明の実施形態において使用されている種々の形状に限定されることを意図するものではない。例えば、アルミニウム、スチール、プラスチック、一般的にまな板に見られる高密度ウレタンなどの様々な材料がベースプレート５９に使用することができる。

本発明の実施形態によれば、ベースプレート５９はシリンダの周囲に複数の形付けられたチャンネルを有するシリンダに取り付けられ、ユーザはこのシリンダを回転させて選択されたチャンネルをカッティングアセンブリの下で位置合わせする。

図５は、本実施形態に使用することができる切断装置２０４を示す。切断装置２０４はコントローラ／プロセッサ２２４と、このプロセッサ２２４に動作可能に連結されるとともに切断装置２０４の外部コンピュータネットワークに連結された通信ポート（入力／出力）２２６と、を含む。また、切断装置２０４は（電源２２２を介して）外部電源２２８から供給される電源上でも動作するグラフィックユーザインターフェースアセンブリ２０６などの少なくとも一つのアクセサリ機能コンポーネントを含むことができる。

切断装置２０４は、プロセッサ２２４に動作可能に連結されている少なくとも一つの切断装置（カッティングエンジン）２１０、給紙部２１４から切断装置２１０へシート媒体を供給するように位置決めされた媒体経路２１６などをさらに含む。カッティングエンジンから様々な切断されたシートを受容した後、シート媒体は、必要に応じて、様々な切断されたシートを、これらを積層したり仕分けしたりする出力２０８へ渡すことができる。

入力／出力装置２２６は、切断装置２０４と情報を互いにやり取りするために使用される。プロセッサ２２４は切断装置の様々なアクションをコントロールする。一過性ではないコンピュータ記憶媒体装置２２０（光学的、磁気的、コンデンサベースなどであってよい）はプロセッサ２２４によって読み出し可能であり、本明細書中に記載されている機能などの様々な機能を切断装置にプロセッサ２２４が実行させるために実施する命令を格納する。従って、図５に示すように、筐体本体２０４は電源２２２によって交流（ＡＣ）電源２２８から供給される電源で動作する一以上の機能的コンポーネントを有している。電源２２２は、蓄電素子（例えば、バッテリ）を含み、外部交流電源２２８に連結され、この外部電源を様々なコンポーネントによって必要とされる種類の電源へ変換する。

本明細書中に使用されている用語「コントローラ」は、上記のシステムの動作（例えば、清掃ローラの動作のコントロール、清掃ローラ回転のコントロールなど）を実行するように（プログラムされたり構成されたりする）コンピュータ化されたデバイスを含むことが理解されよう。好ましくは、このコントローラは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、電子記憶装置、およびディスプレイやユーザインターフェース（ＵＩ）を有するプログラム可能な自己充足型の専用ミニコンピュータを含みかつスタンドアローン型ドキュメントプロダクションシステムまたはモジュラードキュメントプロダクションシステム内の複数のモジュール（例えば、フィーダモジュール（複数）、スタッカモジュール（複数）、インターフェースモジュール（複数）、プリントモジュール（複数）、清掃モジュール、結合モジュールなど）のいずれかのための主要コントロールシステムとして機能することができる。チップベースの中央処理装置（ＣＰＵ）、（グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）を含む）入／出力デバイス、メモリ、コンパレータ、プロセッサなどを含むコンピュータデバイスはよく知られており、デルコンピュータ社（ラウンドロック、テキサス州、米国）製およびアップルコンピュータ社（クパチーノ、カリフォルニア州、米国）製のものが容易に入手可能である。このようなコンピュータデバイスは入／出力デバイス、電源、プロセッサ、電子記憶メモリ、配線などを一般に含むが、その詳細はここでは省略して本発明に記載の明示されている具体的な実施態様を注目していただきたい。同様に、スキャナや他の同様の周辺機器はゼロックス社（ノーウォーク、コネチカット州、米国）製のものが入手可能であり、その詳細は読者の関心を考慮して簡潔化のためにここでは省略した。

上記に開示した特徴および他の特徴または機能やそれに代替機能は多くの他の異なるシステムやアプリケーションに結合可能であることが理解されよう。現在、これまでに発生していないまたは今後発生すると予想される様々な代替、変更、変形、または改善が引き続き当業者によって行われてもよいし、それらは以下のクレームの範囲に包合されるように意図されている。クレームは、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはそれらを結合して本発明の実施形態を包含することができる。特定のクレーム自体に具体的に定義されていない限り、本明細書中の実施形態のステップや構成部品は任意の特定の順序、数、位置、大きさ、形状、角度、カラーまたは材料に限定されるものとして任意の具体的な例から含意されたり取り入れられたりすべきではない。

従って、本発明の実施形態によるシート媒体を切開するための装置が上記に開示されている。同装置は、シャーシと、モータと、シャーシに動作可能に固着されかつモータによって駆動されてシャーシに相対して往復運動するキャリッジと、を含む。切断装置はキャリッジに動作可能に固着されている。切断装置は機械的切開構造を含み、この切開構造は、この切開構造がシート媒体に動作可能に係止する係止位置と切開構造がシート媒体に係止しない非係止位置との間を移動可能である。長形ベースプレートはキャリッジの下に配置されている。この長形ベースプレートには少なくとも一つのチャンネルが形成されている。これらのチャンネルは機械的切開構造が係止位置にあるときに機械的切開構造のブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成されている。

Claims (3)

1. カッティングプロッタであって、
   シート媒体をＹ方向へ引き込むとともにシートを切断順に前記Ｙ方向に沿って前後移動させる給紙ローラと、
   Ｘ方向へ往復運動し前記給紙ローラと協働して前記シートを前記切断順に所望の形状に切断する切断装置と、
   前記切断装置の前記Ｘ方向下方に配置されかつ少なくとも一つのチャンネルが形成されこれを具備するベースプレートであって、各チャンネルはブレードが前記シートと係止するときに前記切断装置の前記ブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成される、ベースプレートと、
   を含み、
   前記ブレードが前記チャンネルの一部に沿って側方に移動可能である、
   カッティングプロッタ。
2. 材料カッティングアセンブリであって、
   カッティングヘッドであって、前記カッティングヘッド内に取り付けられたソレノイドおよびバネと、前記ソレノイドに着脱可能に取り付けられかつその先端に鋭角点を配設した切断工具であって、前記ソレノイドが通電されて前記切断工具を伸ばすときの係止位置と前記ソレノイドが通電されずに前記バネが前記切断工具を退避させるときの非係止位置との間を移動可能である、切断工具と、を含むカッティングヘッドと、
   前記切断工具の下に配置されかつ少なくとも一つのチャンネルが形成されこれを具備する長形ベースプレートであって、前記切断工具が前記係止位置にあるときに前記切断工具の前記点を受容するように大きさが決定されかつ構成される、長形ベースプレートと、
   を含み、
   前記切断工具が前記チャンネルの一部に沿って側方に移動可能である、
   材料カッティングアセンブリ。
3. シート媒体を切開するための装置であって、
   シャーシと、
   モータと、
   前記シャーシに動作可能に固着されかつ前記モータによって駆動されて前記シャーシに相対して往復運動するキャリッジと、
   前記キャリッジに動作可能に固着されかつ機械的切開構造を含む切断装置であって、前記機械的切開構造は、前記切開構造が前記シート媒体に動作可能に係止する係止位置と、前記切開構造が前記シート媒体に係止しない非係止位置と、の間を移動可能である、切断装置と、
   前記キャリッジの下に配置されかつ少なくとも一つのチャンネルが形成されこれを具備した長形ベースプレートであって、各チャンネルは前記機械的切開構造が前記係止位置にあるときに前記機械的切開構造のブレードの一部を受容するように大きさが決定されかつ構成されている、長形ベースプレートと、
   を含み、
   前記ブレードが前記チャンネルの一部に沿って側方に移動可能である、
   シート媒体切開装置。

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