JP4672265B2 - カッティングプロッタ - Google Patents

Description

本発明は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させることにより、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、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や、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が知られている。

このカッティングプロッタは、予め図形，図柄等の印刷（記録）を施したシート状媒体用いて、これを箱体，容器等の展開図形状に切断することにより箱体，容器を作成したり、或いは衣服等の型紙、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といった用途にも用いられる。
特開昭２００２−３４６９８２号公報

このカッティングプロッタにより、予めその表面上に図形等の印刷が施されたシート状媒体を用いてこれを切断し、箱体を組み立てるといった際には、この図形等の印刷部分が所定の位置に現れるようにしなければならず、このためにはカッティングプロッタのＸＹ平面の座標軸とシート状媒体の記録の座標軸とを正確に合致させて切断する必要がある。このため、従来はシート状媒体表面上に記録を行う際にその座標軸を表示する基準図形（所謂トンボ）を形成するとともに、カッティングプロッタのペンブロック等にこの基準図形読取センサを設けておき、切断動作前にペンブロックを移動させて、このセンサにより基準図形を読み取らせてその座標軸を検出し、検出した座標軸に基づいて切断データを補正した上でカッティング動作を行うよう構成し、これによりシート状媒体の位置あわせ作業を容易にするとともにシート状媒体とカッティングプロッタの座標軸を正確に合致させるよう構成されている。
また、通常これらのシート状媒体表面に施す図形，図柄等の作成は、予めグラフィックソフト等により作成し、このグラフィックソフトにより作成した画像データにあわせて、これと別にカッティングプロッタのカットデータを作成するアプリケーションソフトにより切断すべきアウトラインデータ等を作成し、グラフィックソフトにより作成した画像（印刷）データに基づいてプリンタ等の記録装置によりシート状媒体表面上に記録を行い、その後カッティングプロッタに記録済みのシート状媒体をセットしてこれを切断する、といった手順で行われている。
この様な手順で画像データの作成、カットデータの作成、印刷、切断という作業は、上述の記録，印刷すべき画像データの形式と切断すべきカットデータの形式がまったく異なるものであることから必ず必要となり、これを行うためにはある程度の知識が必要となり、カッティングプロッタの操作に不慣れな者にとっては非常に煩雑であり、上記の箱体，容器の作成、或いは衣服等の型紙、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の作成は、手軽に行えないといった不具合が生じていた。
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。

本発明のカッティングプロッタにおいては、カットデータを少なくともベクトルデータを含む予め定められた所定のデータ形式よりなる画像データにより構成し、この画像データのうち、特定の属性を有したベクトル要素データのみをカットデータとして、これに基づいて切断を行うよう構成した。

本発明のカッティングプロッタのカットデータ作成方法によれば、カットデータを汎用の画像データファイルの一つのオブジェクト情報として記述することが可能となり、データの使い勝手が向上するとともに、一つの画像データによりプリンタ等による記録とカッティングプロッタによる切断とを行うことが可能となる。

カットデータを特定の属性を付与したベクトル要素データとして、画像データファイルの一つのオブジェクトとして記述する。

以下図面に基づいて、本発明のカッティングプロッタおよびそのカットデータ作成方法を説明する。
図１は本発明のカッティングプロッタである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。
こ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はこの媒体駆動型カッティングプロッタの構成を示す機能ブロック図であり、図において８は各種制御を行う制御部であり、コンピュータ等の上位装置から送信されるカットデータ或いは記録データに基づいて、カッティングペン５による切断データを作成する制御装置８０、制御装置８０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８２，Ｙ軸駆動制御手段８３およびＺ軸駆動制御手段８４を各々駆動制御する駆動制御部８１により構成されている。Ｘ軸駆動制御手段８２は、駆動ローラ２を正逆方向に回転駆動する駆動モータを、Ｙ軸駆動制御手段８３は、ペンブロック４をＹ軸方向に移動制御する駆動モータを、また、Ｚ軸駆動制御手段８４は、カッティングペン５を紙シート材７に圧接離反させるアクチュエータを、それぞれ駆動制御する。ペンブロック４には、後述する基準図形を検出する基準図形検出センサ９が設けられており、この基準図形検出センサ９は反射型フォトセンサにより構成され、基準図形のＸ軸上およびＹ軸上の座標点を検出し、これらの基準図形データを制御部８０に送信する。

こ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。
被切断媒体支持シート６には、その表面上に弱い粘着力を有した接着剤により形成された粘着層を有しているので、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。このとき、基準マーク、すなわち紙シート材７の原点がピンチローラ３の近くに来るようにして、これを位置づける。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)して粘着層に達し、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、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、切り離されても粘着層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。

この種のカッティングプロッタにより、箱，容器等の展開図、或いは年賀状等のグリーティングカード等といった表面に記録が施された紙製品を作成する場合は、予め紙シート材７にプリンタ等により記録を行い、この記録図形のアウトラインをカッティングプロッタで切断することにより作成するといった手法が用いられる。この場合、予め紙シート材７の表面上に施された図形等の印刷が、例えばこれを切断して箱体を組み立てるときに、その図形等の印刷部分が所定位置に現れるようにするために、カッティングプロッタのＸ−Ｙ平面の座標軸と、紙シート材７に施された記録の座標軸とを正確に合致させる必要がある。このカッティングプロッタと紙シート材の座標軸を合致させるために、紙シート材７の表面に図形等の印刷を施すとともに、その座標軸を表示する基準図形（所謂トンボ）を形成し、カッティングプロッタにおいては、ペンブロックに設けたセンサ機構により切断動作前にペンブロックを移動させてこの基準図形の座標検出を行い、検出した座標軸に基づいて切断データを補正してカッティング動作を行うよう構成し、これにより紙シート材７上に形成された記録の座標軸とカッティングプロッタの座標軸を正確に合致させるよう構成されている。

図３はプリンタ等により予め箱体の展開図ならびに図柄が印刷された紙シート材７であり、図形（展開図），文字等の印刷と、この図形等の基準図形、すなわちトンボＭ１〜Ｍ４が記録されている。
本発明のカッティングプロッタにより予め記録が施された紙シート材７を切断して紙製品を作成する場合、上述の第１実施例と同じく、操作者は先ず、図３に示す紙シート材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端部を方眼目盛６４と平行となるよう位置づけて、粘着支持し固定する。また、被切断媒体支持シート６の原点である基準マーク付近に、第１の基準図形Ｍ１が位置づけられるように固定する。
次に、紙シート材７を支持した被切断媒体支持シート６の両端部を、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。
このカッティングプロッタにおいては、被切断媒体支持シート６のセットが行われると、先ず紙シート材７の基準図形（トンボ）の位置検出動作を行う。即ち、このトンボ位置検出動作においては、制御装置８０はＸ軸駆動制御部８２およびＹ軸駆動制御部８３を制御して、ペンブロック４を被切断媒体支持シート６の原点である基準マーク６３付近に位置づけ、先ず、この原点付近に位置づけられる第１の基準図形（トンボ)Ｍ１の検出を行う。トンボＭ１の検出動作においては、図４(ｂ)に示すとおり、制御装置８０は読み取りセンサ９を動作させながらペンブロック４をＹ軸方向に移動させて、トンボＭ１のＸ軸標線の上端を検出する。この基準図形Ｍ１のＸ軸標線の上端を検出すると、制御装置８０はペンブロック４を所定量−Ｙ方向に移動させた後、＋Ｙ方向に移動させて基準図形Ｍ１のＸ軸標線の下端を検出する。制御装置８０は、これら検出した基準図形Ｍ１のＸ軸標線の両端座標の中間点Ａの座標を算出し、これを標準図形Ｍ１のＸ軸標線の中心線上の点として、記録手段に格納する。続いて制御装置８０は、読み取りセンサ９を動作させながら標準図形Ｍ１のＹ軸標線の右端および左端を検出し、これら検出した両端座標の中間点Ｂの座標を算出し（図４（ｂ）右図)、これを標準図形Ｍ１のＹ軸標線の中心線上の点として格納する。
次に制御装置８０は、標準図形Ｍ２のＸ軸標線の上端および下端を検出して、その中心線上の点Ｃの座標を算出し、続いてＹ軸標線の右端および左端を検出して、その中心線上の点Ｄの座標を算出する。
この２つの標準図形Ｍ１，Ｍ２におけるそれぞれのＸ軸，Ｙ軸標線の中心線上の点Ａ〜Ｄの座標を用いて、制御装置８０は各々の標準図形Ｍ１，Ｍ２における基準点であるＸ軸，Ｙ軸標線の交点Ｐ１，Ｐ２（図４（ａ））を算出する。すなわち、上記算出した２つの点ＢおよびＤを通る直線に対して、点Ａから垂線をおろしたその交点が標準図形Ｍ１における基準点Ｐ１となり、同様に点Ｂ，Ｄを通る直線に対して点Ｃから垂線をおろし、その交点Ｐ２の座標を標準図形Ｍ２における基準点とし、これらの座標値を記憶手段に格納する。また、同様の手順により標準図形Ｍ３，Ｍ４の基準点Ｐ３，Ｐ４を算出し、制御装置６０はその座標値を格納，保持する。
これら算出した基準点Ｐ１〜Ｐ４の座標値に基づいて、制御装置８０はコンピュータ等の上位装置から送信されるカットデータを補正するとともに、この補正したカットデータに基づいて、Ｘ軸駆動制御手段８２ならびにＹ軸駆動制御手段８３を駆動制御して、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とともに、ペンブロック４をＹ軸方向に移動させることにより、ペンブロック４を図４に一点鎖線により示される切断すべき箱体の外形に応じた軌跡で移動させ、同時にＺ軸駆動制御手段８４を駆動制御してカッティングペン５を選択的に下降させて紙シート材７に圧接し、これを切断する。
このように構成することにより、本願発明によれば予め施された記録に対して、その外形などを正確に合致させてこれを切断することが可能となる。

次に、本発明のカッティングプロッタにより、カットデータとしての画像ファイルに基づいて切断を行う場合を説明する。
上述の通り、紙シート材７に予めプリンタ等により記録を行い、この記録図形にあわせてアウトライン等をカッティングプロッタで切断する場合、切断動作のために図形データにあわせてこれと別にカットデータを作成するといった作業を行うのは煩わしいので、予め記録図形データの中に切断データが含まれていることが望ましい。
この種の画像ファイルとして、例えばＥＭＦ，ＷＭＦ，ＥＰＳ形式等といった汎用のデータ形式よりなる画像ファイルが用いられている。これらの画像ファイルは、「点」「線」「面」「文字」等といった複数のオブジェクトと呼ばれる図形情報の集まりで構成されており、それぞれのオブジェクトには、例えば「線」データの場合には線種，線幅，線色といった属性が個々に付与されて構成されている。また、この様な画像ファイルは種々のアプリケーションソフトにより作成されるが、他のアプリケーションでも扱えるように、この属性の記述について一定の形式に統一することにより汎用性が持たされている。
そこで、本実施例においては、画像データを作成する際に切断すべきカットラインについて特定の属性を有したオブジェクトとして記述し、プリンタ等により印刷する記録図形データとともに一つの画像データとして作成し、カッティングプロッタにより切断動作を行う際も、この画像データに基づいて切断が行えるようにしたものである。
図５はこの画像ファイルの構成を示す図であり、一つの画像ファイルにはヘッダ部に続いて線１，面１，文字１，線２，・・・といった複数のオブジェクトデータにより構成されている。今、例えばカッティングプロッタにより切断すべきデータが「線種：一点鎖線、線色：R249，G250，B250、線幅：0.1mm±0.02mmまたは1/4point」の属性であると定義し、画像データおよび切断データを作成するアプリケーションソフトにおいては、印刷すべき記録図形データとともに、切断すべきカットデータとしてのアウトラインのベクトルデータを、この属性を有したオブジェクトとして記述する。
図６は本実施例におけるカッティングプロッタにより切断を行う場合の動作方法を示すフローチャートであり、実際にこの動作を行うのは、画像ファイルデータを扱う各アプリケーションソフトからのカッティング命令に応じてカッティングプロッタを駆動制御を行うプログラムである。
画像ファイルデータを扱うアプリケーションソフトからのカッティング命令を検出すると、先ず対象となる画像データの読み出しを行う。（ＳＴＥＰ１）
次にＳＴＥＰ２に移行して、この切断に関わる画像データを作成したアプリケーションソフトが、予め定義された所定の属性で記述されたデータを切断用データとして検出する。具体的には、画像データの中から先ずベクトルデータのみを抽出し、さらにそれらの属性を各々検出して切断すべきベクトルデータを抽出する。（図５（ｃ））
次にＳＴＥＰ３に移行して、切断用データをドライバに出力する。ドライバではデータを出力したアプリケーションソフトが所定のアプリケーションソフトか否かを検出する（ＳＴＥＰ４）。即ち、本実施例の切断用データは汎用のベクトルデータとして出力されているので、一般のアプリケーションソフトより出力されたデータにカットすべきでないベクトルデータが存在する可能性があり、その場合、カットすべきでないところを切断する恐れがあり、これを回避するために、上記条件の下で画像データが作成されたアプリケーションであるか否かを検出するものである。実際の検出動作としては、上記ＳＴＥＰ３においてデータを出力する際、そのドキュメント名を所定の形式で作成し、ＳＴＥＰ４において検出することにより行うものである。
次にＳＴＥＰ５に移行して、抽出された切断すべきベクトルデータの切断開始点座標ならびに終了点座標を参照して、これらデータのソートを行う（図５（ｄ））。これにより、切断動作におけるペン移動（切断手段であるカッティングペン５を被切断媒体から離反させて、続く切断データに移動させる動作）距離を短くすることができ、切断処理時間の短縮を図るものである。このソートされたベクトルデータをカットデータとし（ＳＴＥＰ６）、この作成したカットデータに基づいて切断動作を行う。
ＳＴＥＰ４において、切断命令が特定のアプリケーションソフトからのものでないと判断した場合は、ＳＴＥＰ７に移行して、操作者にカットデータ、すなわち画像データのうちどのオブジェクトをカットするかを指示する要求をし、操作者による指示が完了した時点でＳＴＥＰ６に移行してこれをカットデータとし、切断動作を行うこととする。
このように、画像データを作成したアプリケーションソフトの種別を判別することにより、上記予め定めた属性を有したベクトルデータが存在する場合に、それが切断すべきデータなのか、或いは記録データであるのかを検出することができる。
このように、本実施例によれば、切断データを汎用の画像データファイルの一つのオブジェクトとして記述することが可能となり、データの使い勝手が向上するとともに、一つの画像データによりプリンタ等による記録とカッティングプロッタによる切断とを行うことが可能となる。

本発明のカッティングプロッタの構成を示す図である。 本発明のカッティングプロッタの構成を示すブロック図である。 本発明のカッティングプロッタにより切断を行う紙シート材を示す図である。 本発明のカッティングプロッタによる基準図形検出動作を示す図である。 本発明のカッティングプロッタの画像データを示す図である。 本発明のカッティングプロッタの切断動作を示す図である。

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 (1)

1. カットデータに基づいて切断すべき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カッティングプロッタにおいて、
   上記カットデータは、少なくともベクトルデータを含む予め定められた所定のデータ形式よりなる画像データであり、
   この画像データを作成したアプリケーションソフトの種別を判別するとともに、当該判別したアプリケーションソフトの種別が所定のアプリケーションソフトであると検出した場合、特定の属性を有したベクトル要素データのみをカットデータとして、これに基づいて切断を行うことを特徴とするカッティングプロッタ。

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