JP5327261B2

JP5327261B2 - 切断装置

Info

Publication number: JP5327261B2
Application number: JP2011075577A
Authority: JP
Inventors: 保彦川口; 慶典中村; 正彦永井; 友康新関; 勝久長谷川
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: JP2012206233A

Description

本発明は、切断刃と被切断物とを相対的に移動させることで、切断刃で被切断物を切断する切断装置に関する。

従来より、例えば紙等のシートを自動的に切断するカッティングプロッタが知られている。前記カッティングプロッタは、紙等のシートを、駆動機構のローラで上下方向から挟んで第１方向へ移動させると共に、切断刃を有するキャリッジを前記第１方向と直交する第２方向へ移動させて前記シートを切断する。

この種のカッティングプロッタでは、紙等のシートを、付勢板によって上方から押えることで、シートの浮きを防止するようにしたものが供されている（例えば特許文献１参照）。このものでは、前記付勢板によって、切断刃の周りのシートが浮かないように押えることができる。しかしながら、シートから所望の形状を切り抜くと、その切り抜いた部分には駆動機構のローラの駆動力が伝達されなくなる。このため、シートを正しく移動させることができない等の不具合が生じる。
そこで、表面に粘着層を有するシート状部材（保持部材に相当）に紙等のシートを貼り付け、そのシート状部材を移動させるようにしたものが提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開平７−２５１５９９号公報特開２００５−２０５５４１号公報

特許文献２のシート状部材では、粘着層の粘着力を強めるとシートを強く保持することができるが、当該シート状部材からシートを剥がすのが困難となる。一方、粘着層の粘着力を弱めるとシートを容易に剥がすことができるが、シートを強く保持できないので、切断の際にシート状部材からシートがずれて正確に切断できない虞がある。つまり、粘着層の粘着力の強い時と弱い時とで夫々短所があり、これら両方の短所を改善することが望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被切断物をその保持部材に確実に保持して正確に切断することができると共に、被切断物を保持部材から容易に取り外すことができる切断装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の請求項１の切断装置は、切断刃と被切断物とを相対的に移動させることで、前記切断刃が前記被切断物を切断する切断装置であって、前記切断刃と対向する位置に配置され、前記被切断物を剥離可能に保持する粘着層を有する保持部材と、前記保持部材に保持された前記被切断物を押圧する押圧手段とを備え、前記押圧手段は、前記切断刃が前記被切断物を切断する際に、前記粘着層の粘着力と前記押圧手段の押圧力とを合成した合力が、前記被切断物を前記保持部材に対して移動不能に保持するための必要保持力を満たす押圧力に設定されていることを特徴とする。

上記構成によれば、粘着層の粘着力と押圧手段の押圧力とを合成した合力によって被切断物を保持部材に対して移動不能に保持することができる。このため、被切断物を切断する際、保持部材に保持される被切断物のずれを確実に防止することができ、被切断物を所望の形状に正確に切断できる。
このように、被切断物を保持部材に保持するために要求される必要保持力について、押圧手段の押圧力により補完することができるため、粘着層の粘着力だけで被切断物を保持部材に保持する従来構成に比べて粘着力を弱く設定することができる。従って、被切断物として例えば紙等のシートを切断した後、当該シートを保持部材（粘着層）から簡単に剥がすことができる。

請求項２の切断装置は、請求項１の発明において、前記押圧手段は、前記被切断物に接触する接触部であって、低摩擦係数の材料で構成された接触部を有することを特徴とする。
請求項３の切断装置は、請求項２の発明において、前記押圧手段は、前記接触部が接触する前記被切断物の接触面に対して、直交する方向に前記被切断物を押圧するように構成したことを特徴とする。

請求項４の切断装置は、請求項２又は３の発明において、前記押圧手段は、前記保持部材の相対的な移動の際に、前記保持部材に保持された前記被切断物を前記接触部に対して引っ掛からないよう案内する案内部を有することを特徴とする。

請求項１の切断装置によれば、粘着層の粘着力と押圧手段の押圧力とを合成した合力によって被切断物を保持部材に対して移動不能に保持することができる。このため、被切断物を切断する際、保持部材に保持される被切断物のずれを確実に防止することができ、被切断物を所望の形状に正確に切断できる。
このように、被切断物を保持部材に保持するために要求される必要保持力について、押圧手段の押圧力により補完することができるため、粘着層の粘着力だけで被切断物を保持部材に保持する従来構成に比べて粘着力を弱く設定することができる。従って、被切断物として例えば紙等のシートを切断した後、当該シートを保持部材（粘着層）から簡単に剥がすことができる。

請求項２の切断装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、低摩擦係数の材料で構成された接触部が被切断物を押圧するので、接触部と被切断物との間の摩擦力を低減させることができる。従って、押圧手段の接触部で被切断物を押圧しつつ、被切断物の相対移動を円滑に行うことが可能となる。
請求項３の切断装置によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、押圧手段の接触部で、被切断物の接触面を直交する方向に押圧する。このため、接触部が被切断物を効率良く押圧することができ、被切断物を確実に保持することができる。

請求項４の切断装置によれば、請求項２又は３に記載の発明の効果に加え、被切断物を切断する際、案内部によって、被切断物と押圧手段の接触部との引っ掛かりを防止することができる。これにより、保持部材に対して被切断物のずれを防止することができ、被切断物を正確に切断することができる。

本発明の第１実施形態における切断装置の内部構造を示す斜視図切断装置の平面図カッタホルダの斜視図カッタを下降させた状態で示すカッタホルダの正面図カッタを上昇させた状態で示すカッタホルダの断面図図４のVI−VI線に沿う断面図ギヤ部を拡大して示す正面図切断時におけるカッタ先端の近傍部の拡大図保持部材（粘着層）の粘着力と被切断物の種類との関係を説明するための図電気的構成を示すブロック図切断時におけるカッタホルダ近傍部の側面図本発明の第２実施形態を示す図１１相当図

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１１を参照しながら説明する。
図１に示すように、切断装置１は、筐体としての本体カバー２と、本体カバー２内に配設されたプラテン３と、カッタホルダ５とを備えると共に、カッタホルダ５のカッタ４（図５参照）と被切断物６とを相対的に移動させるための第１及び第２移動手段７，８を備えている。本体カバー２は横長な矩形箱状をなしており、前面部には、プラテン３上面部に被切断物６を保持した保持シート１０をセットするための横長な開口部２ａが形成されている。尚、以下の説明では、切断装置１に対しユーザが位置する側を前方とし、その反対側を後方とする。そして、前後方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交する左右方向をＸ方向とする。

本体カバー２の右側には、ユーザに対して必要なメッセージ等の表示を行う表示手段としての液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）９が設けられると共に、ユーザが各種の指示や選択、入力の操作を行うための複数の操作スイッチ６５（図１０参照）が設けられている。
前記プラテン３は、前後一対の板材３ａ，３ｂからなり、上面部が水平面たるＸＹ平面をなすように構成されている。プラテン３には、被切断物６を保持する保持シート１０が載置されるようにセットされ、被切断物６の切断の際、保持シート１０をプラテン３で受ける。詳しくは後述するが、保持シート１０の上面には、左右両方の縁部１０ｂを除いた部分に粘着剤が塗布された粘着層１０ａが形成されており、粘着層１０ａに被切断物６が貼り付けられて保持される。

前記第１移動手段７は、プラテン３の上面側で保持シート１０をＹ方向（第１方向）へ移動させるものである。即ち、切断装置１における左右の側壁部１１ａ，１１ｂには、プラテン３の板材３ａ，３ｂの間に位置させて、駆動ローラ１２とピンチローラ１３が設けられている。駆動ローラ１２とピンチローラ１３は、Ｘ方向に延びて、側壁部１１ａ，１１ｂに対して回動可能に支持されている。また、駆動ローラ１２とピンチローラ１３は、前記ＸＹ平面に対して平行で、且つ上下方向に並ぶように配置されている。下側が駆動ローラ１２で、上側がピンチローラ１３である。図２に示すように、右側壁部１１ｂには、駆動ローラ１２の右側に位置させて、クランク状の第１取付フレーム１４が設けられている。取付フレーム１４の外側には、Ｙ軸モータ１５が固定されている。Ｙ軸モータ１５は例えばステッピングモータから構成され、回転軸１５ａは第１取付フレーム１４を貫通しており、先端部にギヤ部１６ａを有する。駆動ローラ１２の右端部には、ギヤ部１６ａと噛合するギヤ部１６ｂが固着されており、これらギヤ部１６ａ、１６ｂにより第１減速ギヤ機構１６が構成されている。前記ピンチローラ１３は、左右の側壁部１１ａ，１１ｂに形成されたガイド溝１７ｂ（図１に右側の溝１７ｂのみ図示）により上下方向へ移動可能にガイドされている。左右の側壁部１１ａ，１１ｂには、ガイド溝１７ｂを外側から囲うバネ収容部１８ａ，１８ｂが夫々設けられている。ピンチローラ１３は、バネ収容部１８ａ，１８ｂに収容された図示しない圧縮コイルバネにより下方へ付勢されている。ピンチローラ１３には、保持シート１０の左右両方の縁部１０ｂに接触して押圧する押圧部１３ａが設けられている。押圧部１３ａは、ピンチローラ１３の他の部分よりも外径が少し大きく形成されている。

ここで、駆動ローラ１２とピンチローラ１３は、前記圧縮コイルバネの付勢力により、保持シート１０を上下方向から押圧挟持する（図１１参照）。そして、Ｙ軸モータ１５を正転駆動、或は逆転駆動させると、その回転運動が第１減速ギヤ機構１６を介して駆動ローラ１２に伝わることで、保持シート１０を被切断物６と共に後方或いは前方へ搬送させる。これら駆動ローラ１２、ピンチローラ１３、Ｙ軸モータ１５、第１減速ギヤ機構１６、前記圧縮コイルバネ等は、第１移動手段７を構成する。

前記第２移動手段８は、カッタホルダ５を支持するキャリッジ１９を、Ｘ方向（第２方向）へ移動させるものである。詳細には、図１、図２に示すように、左右の側壁部１１ａ，１１ｂ間には、後端部に位置させて、左右方向に延びるガイド軸２０とガイドフレーム２１が配設されている。ガイド軸２０は、駆動ローラ１２及びピンチローラ１３と平行に配設されている。ガイド軸２０は、プラテン３の直ぐ上側で、キャリッジ１９下部（後述の貫通孔部２２）を貫通している。ガイドフレーム２１は、前縁部２１ａと後縁部２１ｂが下方へ折り返された断面コ字状をなしている。前縁部２１ａはガイド軸２０と平行に配設されている。ガイドフレーム２１は、前縁部２１ａでキャリッジ１９上部（後述の被ガイド体２３，２３）をガイドするようになっており、側壁部１１ａ，１１ｂの上端部で螺子２１ｃにより固定されている。

図２に示すように、切断装置１の後部には、右側壁部１１ｂに第２取付フレーム２４が設けられると共に、左側壁部１１ａに補助フレーム２５が設けられている。第２取付フレーム２４には、Ｘ軸モータ２６及び第２減速ギヤ機構２７が配設されている。Ｘ軸モータ２６は、例えばステッピングモータからなり、第２取付フレーム２４における前側の取付片２４ａの前面部に固定されている。Ｘ軸モータ２６の回転軸２６ａは取付片２４ａを貫通しており、先端部に、第２減速ギヤ機構２７と噛合するギヤ部２６ｂを有する。第２減速ギヤ機構２７にはプーリ２８が設けられており、図２において左側の補助フレーム２５にプーリ２９が回転自在に取付けられている。これらプーリ２８とプーリ２９との間には、キャリッジ１９の後端部（後述の取付部３０）に連結された無端状のタイミングベルト３１が掛装されている。

ここで、Ｘ軸モータ２６を正転駆動、或は逆転駆動させると、その回転運動が第２減速ギヤ機構２７及びプーリ２８を介してタイミングベルト３１に伝わることで、キャリッジ１９をカッタホルダ５ごと左方或いは右方へ移動させる。こうして、キャリッジ１９とカッタホルダ５は、被切断物６を搬送するＹ方向と直交するＸ方向に移動する。上記のガイド軸２０、ガイドフレーム２１、Ｘ軸モータ２６、第２減速ギヤ機構２７、プーリ２８，２９、タイミングベルト３１、キャリッジ１９等は、第２移動手段８を構成する。

前記カッタホルダ５は、キャリッジ１９に対して前面側に配置され、Ｚ方向たる上下方向（第３方向）への移動が可能に支持されている。これらキャリッジ１９及びカッタホルダ５の構成について、図３〜図７も参照しながら説明する。

図２、図３に示すように、キャリッジ１９は、後面側が開放された略矩形箱状をなす。キャリッジ１９の上壁部１９ａには、平面視にて円弧状をなすリブであって、上方へ突出する前後一対の被ガイド体２３，２３が一体に設けられている。被ガイド体２３，２３は、ガイドフレーム２１の前縁部２１ａを挟むよう対称的に配置されている。図４にも示すように、キャリッジ１９における底壁部１９ｂの下側には、ガイド軸２０に挿通される左右一対の貫通孔部２２，２２が下方へ張出すように形成されている。また、キャリッジ１９の底壁部１９ｂには、前記タイミングベルト３１に連結される取付部３０（図５、図６参照）が後方へ突出するように設けられている。こうして、キャリッジ１９は、貫通孔部２２，２２に挿通されるガイド軸２０によって左右方向へ摺動可能に支持されると共に、被ガイド体２３，２３で挟まれるガイドフレーム２１によってガイド軸２０の回りに回転しないように支持される。
図３、図４、図５、図１１等に示すように、キャリッジ１９の前壁部１９ｃには、前方へ延出する上下一対の支持部３２ａ，３２ｂが一体に設けられている。キャリッジ１９には、支持部３２ａ，３２ｂを夫々貫通する左右一対の支持軸３３ａ，３３ｂが上下動自在に支持されている。キャリッジ１９内には、例えばステッピングモータからなるＺ軸モータ３４が、後方から収容されるように配置されている。Ｚ軸モータ３４の回転軸３４ａは（図３、図１１参照）、キャリッジ１９の前壁部１９ｃを貫通しており、先端部にギヤ部３５を有する。また、図５、図６、図１１に示すように、キャリッジ１９には、その前壁部１９ｃ中央からやや下寄りの部位を前後に貫通するギヤ軸３７が設けられている。ギヤ軸３７には、前壁部１９ｃの前側で前記ギヤ部３５に噛合するギヤ部３８が回転可能に装着されると共に、ギヤ軸３７前端部の止め輪（図示略）により抜け止めされている。ギヤ部３８とギヤ部３５で第３減速機構４１を構成する（図３、図１１参照）。

ギヤ部３８には、図７に示すように、渦巻き溝４２が形成されている。渦巻き溝４２は、第１端部４２ａから第２端部４２ｂへ向って右方向に旋回するにつれ中心に近づく渦巻き状をなすカム溝である。渦巻き溝４２には、詳しくは後述するが、カッタホルダ５と一体的に上下移動する係合ピン４３が係合する（図５、図６参照）。ここで、Ｚ軸モータ３４を正転駆動、或は逆転駆動させると、ギヤ部３５を介してギヤ部３８が回転する。ギヤ部３８が回転することにより、渦巻き溝４２に係合する係合ピン４３が上下方向に摺動する。これに伴い、カッタホルダ５を支持軸３３ａ，３３ｂごと上方或いは下方へ昇降させる。この場合、カッタホルダ５は、係合ピン４３が渦巻き溝４２の第１端部４２ａに位置した上昇位置（図５、図７参照）と、係合ピン４３が第２端部４２ｂに位置した下降位置（図６、図７参照）との間で移動する。上記の渦巻き溝４２を有する第３減速機構４１、Ｚ軸モータ３４、係合ピン４３、支持部３２ａ，３２ｂ、支持軸３３ａ，３３ｂ等は、カッタホルダ５を上下方向へ移動させる第３移動手段４４を構成する。

カッタホルダ５は、前記支持軸３３ａ，３３ｂに設けられるホルダ本体４５と、カッタ４（切断刃）を有してホルダ本体４５に上下動可能に保持される可動筒部４６とを備えると共に、被切断物６を押圧するための押圧装置４７を備えている。
即ち、図３、図４、図５、図１１等に示すように、ホルダ本体４５は、上端部４５ａと下端部４５ｂが後方へ折り返され全体としてコ字状をなしている。ホルダ本体４５の上端部４５ａと下端部４５ｂは、支持軸３３ａ，３３ｂの上下両端部に夫々固定された止め輪４８により、支持軸３３ａ，３３ｂに対し移動不能に固定されている。図５、図６に示すように、支持軸３３ｂの中間部には、前記係合ピン４３が後向きに設けられた連結部材４９が固着されている。こうして、ホルダ本体４５、支持軸３３ａ，３３ｂ、係合ピン４３、及び連結部材４９は一体的に構成され、カッタホルダ５は、前記第３移動手段４４により係合ピン４３に連動して上下方向へ移動する。また、支持軸３３ａ，３３ｂには、支持部３２ａ上面とホルダ本体４５の上端部４５ａとの間に、付勢部材たる圧縮コイルバネ５０が夫々外装されている。圧縮コイルバネ５０の付勢力により、カッタホルダ５全体がキャリッジ１９側に対して上方へ弾性付勢されている。

図３、図４に示すように、ホルダ本体４５における中間部には、可動筒部４６や押圧装置４７等を取付けるための取付部材５１，５２が螺子５４ａ，５４ｂにより夫々固定されている。下側の取付部材５２には、可動筒部４６を上下動可能に支持する筒状部５２ａ（図５参照）が設けられている。可動筒部４６は、筒状部５２ａの内周面に摺接する径寸法に設定され、上端部には、筒状部５２ａの上端で支持されるフランジ部４６ａが径方向外側へ張出すように形成されている。フランジ部４６ａの上端面にはバネ受け部４６ｂが設けられている。図５、図６に示すように、上側の取付部材５１と可動筒部４６のバネ受け部４６ｂとの間には、圧縮コイルバネ５３が配設されている。圧縮コイルバネ５３は、可動筒部４６（カッタ４）を下方の被切断物６側に付勢する一方、カッタ４に被切断物６側から上方への力が作用すると、当該付勢力に抗して可動筒部４６の上方への移動を許容する。

可動筒部４６には、その軸線方向に延びるカッタ４が貫通するように配設されている。詳細には、カッタ４は、可動筒部４６よりも長尺な丸棒状のカッタ軸４ｂと、そのカッタ軸４ｂの下端部に形成された刃部４ａとを一体に有する。図８に示すように、刃部４ａは略三角形状をなし、最下端の刃先４ｃが、カッタ軸４ｂの中心軸線Ｏから距離ｄだけ偏心した位置に形成されている。カッタ４は、可動筒部４６内部の上下両端部に配設された軸受５５（図５参照）により、上下方向の中心軸線Ｏ（Ｚ軸）を中心に回動自在に保持されている。こうして、カッタ４は、被切断物６の表面たるＸＹ平面に対して直交するＺ方向から刃先４ｃが圧接する。また、カッタ４は、カッタホルダ５が下降位置へ移動された時に、図８に示すように刃先４ｃが保持シート１０上の被切断物６を貫通し、且つプラテン３の板材３ｂ上面に到達しない高さに設定してある。一方、カッタ４は、カッタホルダ５が上昇位置へ移動されることに伴い、刃先４ｃも上方へ移動して被切断物６から離間する（図５参照）。

前記取付部材５２には、筒状部５２ａの下端部周縁に、３つのガイド孔部５２ｂ〜５２ｄ（図３、図４、図５、図１１参照）が等間隔で形成されている。そして、筒状部５２ａの下側には、ガイド孔部５２ｂ〜５２ｄに挿通される３つのガイド棒５６ｂ〜５６ｄを有する押圧部材５６が配置されている。押圧部材５６の下面側は、浅底な鉢（ボウル）状（或は緩やかな円形椀状）をなす押圧部本体５６ａとされており、周縁上部には、等間隔をなす前記ガイド棒５６ｂ〜５６ｄが一体に設けられている。押圧部材５６は、ガイド孔部５２ｂ〜５２ｄにてガイド棒５６ｂ〜５６ｄがガイドされることにより、上下方向への移動が可能である。押圧部本体５６ａの中央部には、上下方向に延びて前記刃部４ａを下方へ突出させるための貫通孔５６ｅが形成されている。そして、押圧部本体５６ａの下端面は、刃部４ａの周囲で被切断物６に接触する接触部５６ｆとされている。接触部５６ｆは、円環上をなす水平な平坦面であって、被切断物６に対して面接触する。接触部５６ｆは、例えばテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂で構成されることで、比較的摩擦係数が低く、被切断物６に対して滑り易くなっている。

図３、図４、図５、図１１等に示すように、押圧部本体５６ａの周縁上部には、前方へ延出する案内部５６ｇが一体に設けられている。案内部５６ｇは、接触部５６ｆに対して前側で且つ上方に位置し、当該接触部５６ｆ側へ後方に向けて下方に傾斜した傾斜面５６ｇａを含んで構成されている。これにより、被切断物６を保持した保持シート１０が、カッタホルダ５に対して後方へ移動する際、案内部５６ｇは、被切断物６を接触部５６ｆに対して引っ掛からないように下側へ案内する。

前記取付部材５２には、筒状部５２ａの前側であって案内部５６ｇの上方に位置してソレノイド５７用の前側取付部５２ｅが一体に設けられている。ソレノイド５７は、押圧部材５６を上下動させて被切断物６を押圧するためのアクチュエータであり、押圧部材５６並びに後述の制御回路６１と共に押圧装置４７（押圧手段）を構成する。ソレノイド５７は、前側取付部５２ｅに下向きに取付けられており、プランジャ５７ａの先端部は案内部５６ｇ上面に固定されている。詳しくは後述するように、カッタホルダ５の下降位置でソレノイド５７が駆動されると、プランジャ５７ａと共に押圧部材５６が下方へ移動して被切断物６を所定の押圧力で押圧する（図１１参照）。これに対して、ソレノイド５７の非駆動時には、プランジャ５７ａが上方に位置して押圧部材５６が被切断物６に対する押圧力を解除する。このソレノイド５７の非駆動状態でカッタホルダ５が上昇位置へ移動されると（図５の２点鎖線参照）、押圧部材５６が被切断物６から完全に離間する。

さて、前記保持シート１０は、被切断物６を保持するための粘着層１０ａ（図８参照）を有する。そして、本実施形態の被切断物６は、粘着層１０ａの粘着力と前記押圧装置４７の押圧力とを合成した合力によって、保持シート１０に対して移動不能に保持される。これら保持シート１０及び押圧装置４７の構成について、図８、図９も参照しながら詳述する。
保持部材としての保持シート１０は、例えば、合成樹脂材料からなり、平板矩形状（図１参照）に形成されている。図８に示すように、保持シート１０の上側の面（カッタ４との対向面)に、粘着剤が塗布された粘着層１０ａが形成されている。粘着層１０ａは、例えば紙、布、樹脂フィルム等のシート状の被切断物６を剥離可能に保持する。粘着層１０ａの粘着力は、被切断物６を粘着層１０ａから剥がす際、当該被切断物６が破れることがなく且つ簡単に剥がせるよう比較的小さい値に設定されている。

ここで、被切断物６を保持シート１０に対して移動不能に保持するための必要保持力をＦ_Ｎとした場合、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓは、Ｆ_Ｎよりも小さく設定されている。つまり、粘着力Ｆｓは、粘着層の粘着力だけで被切断物を保持していた従来構成よりも弱い。そして、ソレノイド５７の駆動による押圧装置４７の押圧力Ｆｐは、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓとを合成した合力が必要保持力Ｆ_Ｎを満たすように設定されている。この場合の必要保持力Ｆ_Ｎは、以下の（１）式で表される。

Ｆ_Ｎ≦Ｆｓ＋Ｆｐ・・・（１）
このように、切断装置１では、被切断物６をカッタ４で切断する際に、被切断物６が保持シート１０からずれないよう、上記の押圧力Ｆｐと粘着力Ｆｓとの合力が必要保持力Ｆ_Ｎ以上とされている。

ここで、図９は、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓと各種の被切断物６Ａ、６Ｂとの関係を例示している。被切断物６Ａは、粘着力ＦｓがＦＡ_Ｈを超えると剥がす時に破れ、ＦＡ_Ｌに満たないと保持できないことから、同図の矢印で示すＦＡ_Ｈ〜ＦＡ_Ｌの範囲で粘着力Ｆｓを設定すればよい。これに対し、被切断物６Ｂは、粘着力ＦｓがＦＢ_Ｈ以上でないと保持できず、ＦＢ_Ｌ以下でないと剥がす時に破れる。このため、前述の従来構成では、粘着力をいかに調整したとしても、切断時に被切断物６Ｂが保持シートからずれたり、或は保持シートから剥がす時に被切断物６Ｂが破れる等の問題があった。

この点、本実施形態では、押圧装置４７の押圧力Ｆｐを、被切断物６Ｂにおける前記ＦＢ_ＨとＦＢ_Ｌとの差（ＦＢ_Ｈ−ＦＢ_Ｌ）に相当する値に設定すればよい。この場合、粘着力ＦｓがＦＢ_Ｌでも、切断時に被切断物６Ｂを保持シート１０上で保持することができ、且つ保持シート１０から剥がす時に被切断物６Ｂが破れることはない。このように、押圧力Ｆｐ及び粘着層１０ａの粘着力Ｆｓは、切断時における保持シート１０上の被切断物６Ｂのずれを確実に防止し、且つ保持シート１０から被切断物６Ｂを剥がす時の破れ等が生じないよう、被切断物６の種類、或は特性等に応じて設定される。尚、上記した押圧力Ｆｐと粘着力Ｆｓとの「合力」とは、これら複数の力Ｆｐ、Ｆｓと効果が等しい１つの力Ｆ_Ｎを称するものである。

次に、切断装置１の制御系の構成について図１０のブロック図を参照しながら説明する。
切断装置１全体の制御を司る制御回路（制御手段）６１は、コンピュータ（ＣＰＵ）を主体に構成されており、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、外部メモリ６４が接続されている。ＲＯＭ６２には、切断動作を制御するための切断制御プログラムや、各種制御用データ等が記憶され、外部メモリ６４には、複数種類の切断データ等が記憶されている。

制御回路６１には、各種の操作スイッチ６５の操作信号が入力されると共に、液晶ディスプレイ９の表示を制御する。このとき、ユーザは、液晶ディスプレイ９の表示を見ながら、各種操作スイッチ６５を操作することによって、所望する形状の切断データを選択指定する。制御回路６１には、切断装置１の開口部２ａからセットされた保持シート１０を検出するための検出センサ等、各種検出センサ６６の検出信号が入力される。また、制御回路６１には、Ｙ軸モータ１５、Ｘ軸モータ２６、Ｚ軸モータ３４、ソレノイド５７を夫々駆動する駆動回路６７，６８，６９，７０が接続されている。制御回路６１は、切断制御プログラムの実行により前記切断データに基づいて、Ｙ軸モータ１５、Ｘ軸モータ２６、Ｚ軸モータ３４、ソレノイド５７等の各種アクチュエータを制御し、保持シート１０上の被切断物６に対する切断動作を自動で実行させる。

そして、本実施形態の制御回路６１は、ソレノイド５７に対する電流値を制御することで、押圧装置４７の押圧力を前述したＦｐに設定する制御手段として構成されている。つまり、制御回路６１は、当該ソレノイド５７を制御することで、プランジャ５７ａを下方へ突出させて押圧部材５６の接触部５６ｆにて被切断物６に対する押圧力Ｆｐを発生させる。こうして、押圧装置４７は、接触部５６ｆが接触する被切断物６の接触面に対して、直交するＺ方向に被切断物６を押圧する。

次に、切断装置１の作用について説明する。
図５に示すように、切断装置１において被切断物６の切断開始前の状態では、カッタホルダ５が上昇位置に移動されている。この状態で、ユーザは、被切断物６を粘着層１０ａに貼り付けるようにして保持シート１０に保持させる。そして、保持シート１０を、切断装置１の開口部２ａからセットする。そして、ユーザは操作スイッチ６５操作して、例えば外部メモリ６４に記憶されている切断データの中から所望の切断データを選択して切断動作を実行させる。切断動作にあっては、先ず、被切断物６を切断開始点に移動させるべく、保持シート１０を、駆動ローラ１２とピンチローラ１３で挟んでＹ方向へ搬送させる。

この場合、前記切断断開始点に至る前に、ソレノイド５７を駆動させても被切断物６が押圧部材５６の接触部５６ｆに対して引っ掛かることはない。つまり、押圧部材５６には、接触部５６ｆ側へ傾斜した傾斜面で連なる案内部５６ｇが形成されている。このため、押圧部材５６が図５の実線で示す位置にある状態で、セットした保持シート１０を後方へ移動させても、案内部５６ｇによって、被切断物６の引っ掛かりが防止される。

そして、切断開始点において、カッタホルダ５をＺ軸モータ３４の駆動により下降位置へ移動させ（図１１参照）、切断データに基づいて、第１及び第２移動手段７，８によりカッタホルダ５のカッタ４と保持シート１０とを相対的に移動させることで当該被切断物６を切断する。この切断時において、前記のソレノイド５７の駆動により被切断物６に対する接触部５６ｆでの押圧力Ｆｐが作用する。このため、保持シート１０における粘着層１０ａの粘着力Ｆｓとの両方によって、被切断物６がずれないよう保持される。また、この切断の際、押圧部材５６は被切断物６に対して相対移動するが、押圧部材５６の接触部５６ｆが低摩擦係数の材料で構成されているため、接触部５６ｆと被切断物６との間で生じる摩擦力を極力低減させることができる。よって、当該摩擦力に起因する被切断物６のずれを防止して被切断物６をより確実に保持することができる。

被切断物６の切断を終えると、ユーザは、保持シート１０から被切断物６を剥がす。この場合、保持シート１０における粘着層１０ａの粘着力は、前述した値Ｆｓに設定されているため、容易に剥がすことができる。

以上のように本実施形態の押圧装置４７は、カッタ４で被切断物６を切断する際に、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓと押圧装置４７の押圧力Ｆｐとを合成した合力が、被切断物６を保持シート１０に対して移動不能に保持するための必要保持力Ｆ_Ｎを満たす押圧力Ｆｐに設定されている。
これによれば、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓと押圧装置４７の押圧力Ｆｐとの合力によって被切断物６を保持シート１０に対して移動不能に保持することができる。このため、被切断物６を切断する際、保持シート１０における被切断物６のずれを確実に防止することができ、被切断物６を所望の形状に正確に切断できる。このように、保持シート１０に要求される必要保持力Ｆ_Ｎについて、押圧装置４７の押圧力Ｆｐにより補完することができるため、粘着層１０ａの粘着力Ｆｓを、当該粘着力だけで保持部材に保持する従来構成よりも弱く設定することができる。従って、被切断物６として例えば紙等のシートを切断した後、当該シートを破らないように保持シート１０から簡単に剥がすことができる。

押圧装置４７は、被切断物６に接触する接触部５６ｆであって、低摩擦係数の材料で構成された接触部５６ｆを有する。当該接触部５６ｆによって、押圧部材５６と被切断物６との間の摩擦力を低減させることができる。従って、押圧装置４７の接触部５６ｆで被切断物６を押圧しつつ、被切断物６の相対移動を円滑に行うことが可能となる。

押圧装置４７は、接触部５６ｆが接触する被切断物６の接触面に対して、直交する方向に被切断物６を押圧するように構成した。このため、接触部５６ｆが被切断物６を効率良く押圧することができ、被切断物６を確実に保持することができる。

押圧装置４７は、保持シート１０の相対的な移動の際に、保持シート１０に保持された被切断物６を接触部５６ｆに対して引っ掛からないよう案内する案内部５６ｇを有する。当該案内部５６ｇによって、被切断物６の搬送時における引っ掛かりを防止することで、保持シート１０上で被切断物６をずれないように保持することができる。よって、被切断物６をより正確に切断することができる。

＜第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態を示すものであり、第１実施形態と異なるところを説明する。尚、第１実施形態と同一部分には同一符号を付している。

本第２実施形態のカッタホルダ５´は、第１実施形態のカッタホルダ５とは以下の点について相違する。即ち、カッタホルダ５´では、ソレノイド５７やその取付部５２ｅ等が省略されており、押圧部材５６´と前記可動筒部４６との間に圧縮コイルバネ５３が配置されている。そして、押圧部材５６´は、ホルダ本体４５に対する上下方向の所定の位置で保持され、図１２に示すカッタホルダ５´の下降位置では、押圧部材５６´の接触部５６ｆで被切断物６を前記の押圧力Ｆｐで押圧する。このように、本第２実施形態の押圧装置４７´は、押圧部材５６´、第３移動手段４４、制御回路６１、圧縮コイルバネ５３等から構成される。
また、本第２実施形態の押圧部材５６´には、接触部５６ｆに対して前側で斜め上側へ延びる案内部５６ｇ´が一体に形成されている。案内部５６ｇ´は円弧状をなし、接触部５６ｆに向けて傾斜するように連なる。このため、図１２に示すように、仮に被切断物６の一部が保持シート１０から捲れても、案内部５６ｇ´によって、案内部５６ｇと同様、被切断物６を接触部５６ｆに対して引っ掛からないように案内する。

以上のように、本第２実施形態では、ソレノイド５７等を省き且つ押圧部材５６´をホルダ本体４５に対して固定した簡単な構成で、被切断物６に対する前記の押圧力Ｆｐを得ることができる。また、圧縮コイルバネ５３のバネ定数を変更することで、押圧力Ｆｐは適宜調整が可能である。また、案内部５６ｇ´によって、被切断物６の接触部５６ｆ近傍における引っ掛かりを防止することができる等、第１実施形態と同様の効果を奏する。

尚、本発明は上記しかつ図面に示す実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明は、上記したカッティングプロッタとしての切断装置１に限られず、切断機能を備えた各種の装置にも適用できるものである。押圧手段は、ソレノイド５７に代えてモータ等の他のアクチュエータを用いて押圧部材を昇降させるように構成してもよい。
また、接触部５６ｆは、テフロン等のフッ素樹脂以外の低摩擦係数の材料で構成されていてもよい。また、接触部５６ｆの表面（被切断物６との接触面）だけに、フッ素樹脂をコーティング加工する構成であってもよい。また、フッ素樹脂をコーティング加工する代わりに、光沢メッキ処理を施す等、適宜変更してもよい。

１切断装置
４カッタ（切断刃）
６被切断物
１０保持シート（保持部材）
１０ａ粘着層
４７，４７´ 押圧手段
５６ｆ接触部
５６ｇ，５６ｇ´ 案内部

Claims

切断刃と被切断物とを相対的に移動させることで、前記切断刃が前記被切断物を切断する切断装置であって、
前記切断刃と対向する位置に配置され、前記被切断物を剥離可能に保持する粘着層を有する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記被切断物を押圧する押圧手段とを備え、
前記押圧手段は、前記切断刃が前記被切断物を切断する際に、前記粘着層の粘着力と前記押圧手段の押圧力とを合成した合力が、前記被切断物を前記保持部材に対して移動不能に保持するための必要保持力を満たす押圧力に設定されていることを特徴とする切断装置。
前記押圧手段は、前記被切断物に接触する接触部であって、低摩擦係数の材料で構成された接触部を有することを特徴とする請求項１記載の切断装置。
前記押圧手段は、前記接触部が接触する前記被切断物の接触面に対して、直交する方向に前記被切断物を押圧するように構成したことを特徴とする請求項２記載の切断装置。
前記押圧手段は、前記保持部材の相対的な移動の際に、前記保持部材に保持された前記被切断物を前記接触部に対して引っ掛からないよう案内する案内部を有することを特徴とする請求項２又は３記載の切断装置。