JP6054687B2 - カッティングプロッタ - Google Patents

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Description

本発明は、被切断媒体の基準マークを自動で検出する機能を有するカッティングプロッタに関するものである。
従来、カッティングプロッタに使用する被切断媒体には、いわゆるトンボと呼称される基準マークが予め付与されている。この基準マークは、被切断媒体の切断部分の位置を特定するためのもので、被切断媒体の例えば四隅に印刷されている。
従来のカッティングプロッタは、前記基準マークを検出するために読取センサを備えており、この読取センサによって検出された基準マークの位置に基づいて切断部分の位置を特定する。前記読取センサは、被切断媒体上の読取開始点から自動で被切断媒体に対して相対的に2次元方向に移動し、基準マークを検出する。
読取センサが自動で基準マークを検出する従来のカッティングプロッタとしては、例えば特許文献1や特許文献2に記載されているものがある。
特許文献1に開示されているカッティングプロッタは、読取センサを予め基準マークの位置に位置付け、その後、読取センサを移動させて基準マークを検出する。読取センサを予め基準マークの位置に位置付けるためには、基準マークを被切断媒体に印刷したときのプリントデータを用いて基準マークの予想位置を求め、この予想位置に読取センサを移動させている。前記プリントデータは、基準マークの印刷位置を特定可能なデータである。
特許文献2に開示されているカッティングプロッタは、読取センサを被切断媒体上の移動開始点から特定の軌道を描くように移動させて基準マークを検出する。前記特定の軌道は、被切断媒体を斜めに横切る線が読取開始点から被切断媒体の内側に所定の間隔をおいて並ぶような軌道である。
国際公開WO2005/005112号公報 特許第4680551号公報
特許文献1に開示されているカッティングプロッタは、読取センサで基準マークの位置を検出するために基準マークのプリントデータが必要なものである。このため、読取センサの動作をプリントデータと連係させるために何らかのデータ連係手段が必要になる。このデータ連携手段は、プリントデータをカッティングプロッタ用のデータに変換する演算装置を用いて実現可能である。特許文献1記載のカッティングプロッタでは、このようなデータ連携手段を備えなければならないために、製造コストが高くなるとともに、装置が大型化するという問題があった。
特許文献2に開示されているカッティングプロッタでは、読取センサの読取開始位置が基準マークより被切断媒体の内側に位置していると、基準マークを検出することができないという問題があった。
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、製造コストが高くなったり装置が大型化することを防ぎながら、基準マークを確実に検出することができるカッティングプロッタを提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係るカッティングプロッタは、被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動して前記被切断媒体を切断するカッターと、前記被切断媒体上の読取開始点から被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動し、前記被切断媒体上に付与された基準マークを検出する読取センサとを備え、前記読取センサは、前記基準マークを検出するときに前記読取開始点から前記2次元方向の一方を検出範囲として第1の検出動作を実施し、かつ第1の検出動作で前記基準マークが検出されなかった場合に、前記読取開始点から前記2次元方向の他方を検出範囲として第2の検出動作を実施するものであり、前記第1の検出動作と第2の検出動作とを行う読取センサが移動するときの軌道の形状は、前記読取開始点を囲む複数の仮想の図形を辿る形状であることを特徴とする。
本発明に係るカッティングプロッタは、被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動して前記被切断媒体を切断するカッターと、前記被切断媒体上の読取開始点から被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動し、前記被切断媒体上に付与された基準マークを検出する読取センサとを備え、前記読取センサは、前記基準マークを検出するときに前記読取開始点から前記2次元方向の一方を検出範囲として第1の検出動作を実施し、かつ第1の検出動作で前記基準マークが検出されなかった場合に、前記読取開始点から前記2次元方向の他方を検出範囲として第2の検出動作を実施するものであり、前記第1の検出動作は、検出範囲が前記一方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われるとともに、前記被切断媒体における前記読取開始点から前記一方の全域を検出の対象として行われ、前記第2の検出動作は、検出範囲が前記他方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われるとともに、前記被切断媒体における前記読取開始点から前記他方の全域を検出の対象として行われることを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記第1の検出動作と第2の検出動作とが交互に繰り返し行われ、第1の検出動作の検出範囲は、第1の検出動作が繰り返される毎に前記一方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大され、第2の検出動作の検出範囲は、第2の検出動作が繰り返される毎に前記後方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されることを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記読取開始点を囲む複数の仮想の図形は、互いに相似となるように形成されているとともに同心状に並べられ、これらの図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔は、前記基準マークの形成幅より短く形成され、前記軌道は、最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状であることを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記被切断媒体を前記一方と他方とに移動させる前後方向移動装置と、前記カッターを前記一方を指向する方向とは直交する方向に移動させる左右方向移動装置とを備え、前記二次元方向の一方は、前記被切断媒体を前記前後方向移動装置に装着するときの装着方向であることを特徴とする。
本発明によれば、読取センサが基準マークの検出を開始する読取開始点の位置に依存することなく、読取センサの移動範囲の中に基準マークが必ず含まれるようになる。また、この読取センサは、移動しながら基準マークを検出するものであるから、基準マークの位置を示すプリントデータは不要である。このため、読取センサの動作をプリントデータと連係させるためのデータ連携手段は不要で、データ連係手段を装備することが原因でコストアップになったり装置が大型化することはない。
したがって、本発明によれば、コストダウンと装置の小型化とを図りながら、基準マークを確実に検出することが可能なカッティングプロッタを提供することができる。
本発明に係るカッティングプロッタの要部の構成を示す斜視図である。 本発明に係るカッティングプロッタの構成を示すブロック図である。 被切断媒体平面図である。 第1の実施の形態による第1の検出動作を説明するための模式図である。 基準マークの形成幅を説明するため平面図である。 第1の実施の形態による第2の検出動作を説明するための模式図である。 本発明に係るカッティングプロッタの動作を説明するためのフローチャートである。 第1の実施の形態によるカッティングプロッタの検出動作を説明するためのフローチャートである。 被切断媒体の一部を拡大して示す平面図で、同図(A)は、第1の実施の形態において第1の検出動作によって基準マークが検出されるときの状態を示し、同図(B)は、第1の実施の形態において第2の検出動作によって基準マークが検出されるときの状態を示している。 第2の実施の形態による読取センサの軌道の形状となる図形を示す平面図である。 第2の実施の形態による読取センサの軌道の形状となる図形の他の例を示す平面図である。 第2の実施の形態において基準マークを検出するときの読取センサの動作を説明するためのフローチャートである。 基準マークの形状の例を示す平面図で、同図(A)は二重線からなる基準マークを示し、同図(B)は円形の基準マークを示し、同図(C)は四角形の基準マークを示す。
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係るカッティングプロッタの一実施の形態を図1〜図9によって詳細に説明する。
図1に示すカッティングプロッタ1は、被切断媒体2から図形や文字などのカット部3を切断するものである。被切断媒体2は、シート状の紙やフィルム、カッティングシートや、ロール状のカッティングシートなどを用いることができる。
シート状の被切断媒体2は、図3に示すように、四隅部分に基準マーク4が予め印刷されている。前記基準マーク4は、後述する制御装置5(図2参照)が前記カット部3の位置を特定するためのものである。この実施の形態による基準マーク4は、被切断媒体2の四隅の角に似せてL字状に形成されている。すなわち、基準マーク4は、被切断媒体2の長手方向に延びる第1の辺4aと、この第1の辺4aとは直交する第2の辺4bとによってL字状に形成されている。この実施の形態においては、前記第1の辺4aや第2の辺4bの長さが本発明でいう「基準マークの形成幅」に相当する。
この実施の形態においては、被切断媒体2の長手方向、すなわち図1および図3中に矢印Xで示す方向と平行な方向をカッティングプロッタ1の前後方向という。また、被切断媒体2の長手方向とは直交する方向、すなわち図1および図3中に矢印Yで示す方向と平行な方向をカッティングプロッタ1の左右方向という。
この実施の形態によるカッティングプロッタ1は、図1に示すように、カッティングプロッタ本体6に後述する機能部品を組み付けて形成されている。カッティングプロッタ本体6は、被切断媒体2が載せられる基台部7と、この基台部7の上方で左右方向に延びるガイドフレーム部8とを備えている。
前記基台部7の上端部には、上方から見て左右方向に長い長方形状の作業面7aが形成されているとともに、駆動ローラ11が設けられている。この駆動ローラ11は、カッティングプロッタ本体6の左右方向に延びる円柱状に形成されており、外周部が前記作業面7aに露出する状態で基台部7に回転可能に支持されている。この駆動ローラ11は、モータ12(図2参照)が接続されており、このモータ12による駆動によって正転方向または逆転方向に回転させられる。この駆動ローラ用モータ12の動作は、後述する制御装置5によって制御される。
前記ガイドフレーム部8は、前記作業面7aから所定の間隔をおいて上方に離間する位置に配置されており、前記駆動ローラ11と対向する複数のピンチローラ13と、後述するペンブロック14とを備えている。
前記ピンチローラ13は、前記駆動ローラ11に被切断媒体2を押し付けるためのもので、前記ガイドフレーム部8に前記駆動ローラ11側へ付勢された状態で回転自在に支持されている。被切断媒体2は、前記駆動ローラ11と前記ピンチローラ13とによって挟まれた状態で駆動ローラ11が回転することによって、カッティングプロッタ本体6に対して前方または後方に移動する。この実施の形態においては、前記駆動ローラ11および駆動ローラ用モータ12と、前記ピンチローラ13とによって、請求項5記載の発明でいう「前後方向移動装置」が構成されている。
また、ピンチローラ13は、ガイドフレーム部8に左右方向へ移動可能に取付けられている。ピンチローラ13の取付位置は、被切断媒体2の左右方向の幅に対応させて使用者(図示せず)によって調整される。この実施の形態によるピンチローラ13には、図示してはいないが、被切断媒体2の左右方向の端縁の位置を特定可能な被検出部材が設けられている。
前記ペンブロック14は、被切断媒体2を切断するためのカッティングペン15と、前記基準マーク4を検出するための読取センサ16と、前記ピンチローラ13の被検出部材を検出するための左右幅検出用センサ(図示せず)とを備えている。また、このペンブロック14は、ガイドフレーム部8に後述する左右方向移動装置17を介して左右方向に移動可能に支持されている。
前記カッティングペン15は、リニアアクチュエータ18を介してペンブロック14に昇降可能に取付けられている。前記リニアアクチュエータ18は、詳細には図示してはいないが、例えばムービングコイルやソレノイドなどを動力源としてカッティングペン15を所定の時期に昇降させるものである。
前記カッティングペン15が下方に移動することにより、カッティングペン15の下端部に設けられている刃15aが被切断媒体2に圧接させられて刺さる。また、カッティングペン15が上方に移動することによって、前記刃15aが被切断媒体2から上方に退避する。前記リニアアクチュエータ18の動作は、後述する制御装置5によって制御される。この実施の形態においては、前記カッティングペン15によって、本発明でいう「カッター」が構成されている。
前記読取センサ16は、反射型フォトセンサによって構成されており、光路が下方、すなわち被切断媒体2を指向する状態でペンブロック14に取付けられている。
前記左右方向移動装置17は、前記ペンブロック14を左右方向に移動自在に支持するガイドレール20と、ペンブロック14を前記ガイドレール20に沿って左右方向に移動させる駆動機構(図示せず)とによって構成されている。この駆動機構は、詳細には図示してはいないが、ペンブロック14に結合されたベルトやワイヤをモータ21(図2参照)の動力で左右方向に移動させる構造のものを用いることができる。前記モータ21の動作は、後述する制御装置5によって制御される。
すなわち、このカッティングプロッタ1においては、被切断媒体2を前記駆動ローラ11とピンチローラ13とによって前後方向に移動させるとともに、ペンブロック14を左右方向移動装置17によって左右方向に移動させることによって、カッティングペン15および読取センサ16が被切断媒体2に対して相対的に二次元方向に移動する。
前記制御装置5は、図2に示すように、アクチュエータ制御装置22と、前記読取センサ16と、入力装置23と、表示装置24および上位装置25などが接続されており、初期設定部26と、基準マーク検出部27と、切断部28と、記憶部29とを備えている。
前記アクチュエータ制御部22は、前記駆動ローラ用モータ12と、カッティングペン用リニアアクチュエータ18と、ボールねじ機構用モータ21などのアクチュエータを制御装置5から送られる制御データに基づいて動作させる。
前記入力装置23は、使用者(図示せず)が各種の設定値を入力したり、前記駆動ローラ11や左右方向移動装置17を手動操作によって動作させるためものである。
前記表示装置24は、使用者が各種の設定を行うときの設定内容を表示したり、使用者にアラームなどの運転状況を知らせるためのものである。
前記上位装置25は、被切断媒体2のカットデータを制御装置5に送る機能を有するもので、例えばコンピュータによって構成されている。
制御装置5の前記初期設定部26は、被切断媒体2をカッティングプロッタ1の初期位置に位置決めするためのものである。初期設定部26は、被切断媒体2の前端2a(図1においては右上側の先端)が予め定めた初期位置に達するまで駆動ローラ11を前進方向に回転させる。以下においては、このように被切断媒体2をカッティングプロッタ1に装着するときに被切断媒体2が進む方向を「前方」という。被切断媒体2の前端2aの位置は、図示してはいないが、基台部7に設けられたセンサを用いて検出される。また、初期設定部26は、被切断媒体2が前記初期位置に位置している状態でペンブロック14を左右方向に移動させ、前記左右幅検出用センサが前記被検出部材を検出した位置に基づいて被切断媒体2の左右方向の端縁の位置を検出する。
前記基準マーク検出部27は、読取センサ16をペンブロック14とともに被切断媒体2に対して二次元方向に移動させながら、読取センサ16によって前記基準マーク4を検出する。なお、以下においては、ペンブロック14の左右方向への移動と、被切断媒体2の前後方向への移動とによって読取センサ16が被切断媒体2に対して二次元方向に移動することを単に「読取センサ16が移動する」として表現する。
前記読取センサ16は、詳細は後述するが、前記基準マーク検出部27による制御によって、読取開始点から第1の検出動作を実施し、この第1の検出動作で前記基準マークが検出されなかった場合に、第2の検出動作を実施する。読取開始点は、使用者が入力装置23を操作してペンブロック14および被切断媒体2を移動させることによって、任意の位置に設定可能である。
前記第1の検出動作は、前記読取開始点から前記2次元方向の一方を検出範囲として行われ、前記第2の検出動作は、前記読取開始点から前記2次元方向の他方を検出範囲として行われる。
この実施の形態による第1の検出動作は、読取開始点から前方を検出範囲として実施される。この第1の検出動作により移動する読取センサ16の軌道は、図4(A)〜(E)に示すように、読取開始点aより前方(同図において上側)に描かれる。読取センサ16が移動するときの軌道のデータは、制御装置5の記憶部29に予め保存されている。ここで、第1の検出動作を行うときの読取センサ16の軌道を図4(A)〜(E)によって説明する。
第1の検出動作を行うときの読取センサ16は、先ず、図4(A)に示すように、読取開始点aから前方に予め定めた距離Dだけ離間した折り返し点bに移動する。この距離Dは、前記基準マーク4の1辺の長さより短く設定することが望ましい。距離Dは、例えば、基準マーク4の1辺の約8割の長さとすることができる。すなわち、図5に示すように、L字状に形成された基準マーク4の第1の辺4aの長さである前後方向の形成幅L1と、第2の辺4bの長さである左右方向の形成幅L2とのうち、短い方の形成幅の約8割の長さが前記間隔Dに設定される。
その後、読取センサ16は、折り返し点bで移動方向を変え、左斜め後方へ読取中断点cまで移動する。この読取中断点cは、前後方向において読取開始点aと同じ位置に位置付けられている。次に、読取センサ16は、図4(B)に示すように、前記読取中断点cから読取開始点aを挟んで反対側に位置する2回目の読取開始点dまで読み取りを行うことなく移動する。その後、読取センサ16は、2回目の検出動作を開始し、2回目の読取開始点dから左斜め前方へ中継点eまで移動する。中継点eは、前記折り返し点bと同位置か、折り返し点bより予め定めた距離だけ前方に離れた位置に設定することができる。この予め定めた距離は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く設定することが望ましい。
その後、読取センサ16は、中継点eから前方へ折り返し点fまで移動する。折り返し点fは、前記折り返し点bから前方へ予め定めた距離だけ離間している。この予め定めた距離は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く設定されている。そして、読取センサ16は、折り返し点fで移動方向を変え、左斜め後方へ読取中断点gまで戻るように移動する。読取中断点gは、前後方向において読取開始点aと同じ位置に位置付けられている。
次に、読取センサ16は、図4(C)に示すように、前記読取中断点gから読取開始点aを挟んで反対側に位置する3回目の読取開始点hまで読み取りを行うことなく移動し、読取開始点hから前記同様に3回目の検出動作を行う。3回目の検出動作は、読取センサ16が読取開始点hから中継点i→折り返し点j→読取中断点kと移動することにより終了する。3回目の検出動作の後に、図4(D),(E)に示すように4回目の検出動作が行われ、その後、5回目の検出動作が行われる。なお、図4においては検出動作を5回実施する例を示したが、本発明を実施するにあたっては、読取開始点aより前方の全域において読取センサ16による読み取りが行われるまで上述した検出動作が繰り返し実施される。
この実施の形態による第1の検出動作は、図4に示すように、検出範囲が前記前方と、この方向とは直交する左右方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われる。また、この第1の検出動作は、被切断媒体2における前記読取開始点aから前方の全域を検出の対象として行われる。すなわち、図4に示す読取センサ16の軌道が被切断媒体2における読取開始点aより前方の全域に描かれるように第1の検出動作が行われる。
読取センサ16は、前記軌道を辿って移動する途中で被切断媒体2の上端や左右方向の両端を越えるようになる。制御装置5は、初期設定部26によって検出された被切断媒体2の前端または左右両端の位置データを用いて読取センサ16が前端または左右両端を越えたか否かを判別する。読取センサ16がこれらの端縁を越えた場合、制御装置5は、読取センサ16が被切断媒体2の外を通過しているときの読取センサ16の出力値を無視し、予定の軌道を描くように読取センサ16を移動させる。
この実施の形態による第2の検出動作は、読取開始点から後方を検出範囲として実施される。この第2の検出動作により移動する読取センサ16の軌道は、図6(A)〜(E)に示すように、最初の読取開始点aより後方(同図において下側)に描かれる。ここで、第2の検出動作を行うときの読取センサ16の軌道を図6(A)〜(E)によって説明する。
第2の検出動作を行うときの読取センサ16は、先ず、図6(A)に示すように、前記最初の読取開始点aより左方に位置する第2の検出動作の読取開始点Aから読取りを開始する。この読取開始点Aは、前記第1の検出動作を行うときの読取中断点cと同位置か、読取中断点cより後方に予め定めた距離だけ離間した位置に設定することができる。この予め定めた距離は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く設定することが望ましい。
その後、読取センサ16は、前記読取開始点Aから右斜め後方へ折り返し点Bまで移動する。折り返し点Bは、読取開始点aとは左右方向において同一位置に位置付けられている。次に、読取センサ16は、折り返し点Bで移動方向を変え、右斜め前方へ読取中断点Cまで戻るように移動する。読取中断点Cは、前後方向において前記読取開始点Aと同一位置に位置付けられている。読取センサ16は、このように1回目の検出動作が終了した後、図6(B)に示すように、前記読取中断点Cから読取開始点aを挟んで反対側に位置する2回目の読取開始点Dまで読み取りを行うことなく移動する。読取開始点Dは、前記読取開始点Aより左方に予め定めた距離だけ離間した位置に設定されている。この予め定めた距離は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く設定することが望ましい。
その後、読取センサ16は、2回目の検出動作を開始し、2回目の読取開始点Dから右斜め後方へ折り返し点Eまで移動する。そして、読取センサ16は、折り返し点Eで移動方向を変え、右斜め前方へ読取中断点Fまで戻るように移動する。読取中断点Fは、前後方向において前記読取開始点Aと同一位置に位置付けられている。
次に、読取センサ16は、図6(C)に示すように、前記読取中断点Fから読取開始点aを挟んで反対側に位置する3回目の読取開始点Gまで読み取りを行うことなく移動し、読取開始点Gから前記同様に3回目の検出動作を行う。3回目の検出動作は、読取センサ16が読取開始点Gから折り返し点Hを経て読取中断点に移動することにより終了する。3回目の検出動作の後に、図6(D),(E)に示すように4回目の検出動作が行われ、その後、5回目の検出動作が行われる。なお、図6においては検出動作を5回実施する例を示したが、本発明を実施するにあたっては、読取開始点aより後方の全域において読取センサ16による読み取りが行われるまで上述した検出動作が繰り返し実施される。
この実施の形態による第2の検出動作は、図6に示すように、検出範囲が前記後方と、この方向とは直交する左右方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われる。また、この第2の検出動作は、被切断媒体2における前記読取開始点aから後方の全域を検出の対象として行われる。すなわち、図6に示す読取センサ16の軌道が被切断媒体2における読取開始点aより後方の全域に描かれるように第2の検出動作が行われる。
読取センサ16は、前記軌道を辿って移動する途中で被切断媒体2の下端や左右方向の両端を越えるようになる。制御装置5は、このような場合、第1の検出動作を行うときと同様に、読取センサ16が被切断媒体2の外を通過しているときの読取センサ16の出力値を無視し、予定の軌道を描くように読取センサ16を移動させる。
この実施の形態による前記第1の検出動作と第2の検出動作とを行う読取センサ16が移動するときの軌道は、前記読取開始点aを囲む複数の仮想の図形を辿る形状に形成されている。第1の検出動作を行うときの前記軌道となる形状は、図4に示すように、前方に向けて凸になる複数の山形状である。第2の検出動作を行うときの前記軌道の形状は、図6に示すように、後方に向けて凸なる複数のV字状である。これらの複数の山形状の図形と、複数のV字状の図形は、それぞれ互いに相似となるように形成されているとともに同心状に並べられている。また、これらの図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔は、前記基準マーク4の1辺の長さ(形成幅)より短く形成されている。
第1の検出動作が行われるときの前記軌道と、第2の検出動作が行われるときの前記軌道は、それぞれ最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状である。
次に、この実施の形態によるカッティングプロッタ1の動作を図7および図8に示すフローチャートによって詳細に説明する。
カッティングプロッタ1によって前記カット部3を切断するためには、先ず、図7に示すフローチャートのステップS1に示すように、被切断媒体2をカッティングプロッタ1に装着する。被切断媒体2の装着は、使用者が被切断媒体2の前端2aを駆動ローラ11とピンチローラ13との間に挿入し、手動操作で駆動ローラ11を前進側へ回転させることによって行うことができる。
制御装置5の初期設定部26は、この操作が行われた後、上述したように被切断媒体2を初期位置に位置付ける。
次に、ステップS2に示すように、使用者が読取センサ16を被切断媒体2上の任意の読取開始点aと対向する位置に移動させる。なお、読取センサ16を読取開始点aに移動させるにあたっては、制御装置5が自動で予め定めた読取開始点まで移動させる構成を採ってもよい。
その後、ステップS3において、基準マーク4が検出される。この実施の形態において、基準マーク4の検出は、図8のフローチャートに示す手順で行われる。
基準マーク4を検出するにあたっては、先ず、図8に示すフローチャートのステップP1に示すように、第1の検出動作が実施される。第1の検出動作は、図4に示すように、読取センサ16が被切断媒体2における読取開始点aより前方の範囲を移動して行われる。制御装置5は、ステップP2において、移動の途中で何らかの線を検出したか否かを判別する。移動の途中で何らかの線を検出した場合、制御装置5は、ステップP3に進み、検出した線が基準マーク4であるか否かを判別する。例えば、基準マーク4が図9(A)に示すように読取開始点aより前方に位置している場合は、第1の検出動作を行っている途中で読取センサ16が基準マーク4を横切るから、ステップP2からステップP3に進む。
検出した線が基準マーク4であった場合、制御装置5は、ステップP4に進み、4箇所の基準マーク4の正確な位置を検出する。その後、制御装置5は、図7に示すフローチャートのステップS4に示すように、上述した切断動作を実施する。検出した線が基準マーク4ではなかった場合や、前記ステップP2において何も検出されなかった場合は、ステップP5に進む。
ステップP5においては、制御装置5が被切断媒体2における読取開始点aより前方の全域について読取センサ16による読み取りが行われた否かを判別する。読取開始点aより前方に読み取っていない部分が残っている場合は、前記ステップP1に戻って第1の検出動作を継続する。読取開始点aより前方の全ての範囲について読み取りが行われた場合は、ステップP6に進み、第2の検出動作が開始される。
第2の検出動作は、図6に示すように、読取センサ16が被切断媒体2における読取開始点aより後方の範囲を移動して行われる。制御装置5は、ステップP7において、移動の途中で何らかの線を検出したか否かを判別する。移動の途中で何らかの線を検出した場合、制御装置5は、ステップP8に進み、検出した線が基準マーク4であるか否かを判別する。例えば、基準マーク4が図9(B)に示すように読取開始点aより後方に位置している場合は、第2の検出動作を行っている途中で読取センサ16が基準マーク4を横切るから、ステップP7からステップP8に進む。
検出した線が基準マーク4であった場合、制御装置5は、ステップP4に進み、4箇所の基準マーク4の正確な位置を検出する。その後、制御装置5は、図7に示すフローチャートのステップS4に示すように、上述した切断動作を実施する。検出した線が基準マーク4ではなかった場合や、前記ステップP7において何も検出されなかった場合は、ステップP9に進む。
ステップP9においては、制御装置5が被切断媒体2における読取開始点aより後方の全域について読取センサ16による読み取りが行われた否かを判別する。読取開始点aより後方に読み取っていない部分が残っている場合は、前記ステップP6に戻って第2の検出動作を継続する。読取開始点aより後方の全ての範囲について読み取りが行われた場合、すなわち基準マーク4を検出できなかった場合は、ステップP10において、制御装置5が表示装置24にエラーを示す文字あるいは絵柄を表示させる。
このように構成されたカッティングプロッタ1によれば、前方を検出範囲とする第1の検出動作を行って基準マーク4が検出されなかった場合に後方を検出範囲とする第2の検出動作を行って基準マーク4を検出するから、読取開始点aの位置に依存することなく、読取センサ16の移動範囲の中に基準マーク4が確実に含まれるようになる。また、この読取センサ16は、移動しながら基準マーク4を検出するものであるから、基準マーク4の位置を示す位置データは不要である。このため、前記位置データを保存するデータ記憶手段を備える必要はなく、データ記憶手段を装備することが原因でコストアップになったり装置が大型化することはない。
したがって、この実施の形態によれば、コストダウンと装置の小型化とを図りながら、基準マーク4を確実に検出することが可能なカッティングプロッタを提供することができる。
この実施の形態において、第1の検出動作と第2の検出動作とを行う読取センサ16の軌道の形状は、前記読取開始点aを囲む複数の仮想の図形(前方に凸になる複数の山形状の図形と、複数のV字状の図形)を辿る形状である。前記これらの図形は、互いに大きさが異なるように形成されているとともに同心状に並べられている。これらの図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く形成されている。前記軌道は、最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状である。
このため、この実施の形態によれば、前記読取センサ16が移動するときの軌道を図形によって設定できるから、読取センサ16の移動方向、移動速度などを容易に制御することができる。
この実施の形態によるカッティングプロッタ1は、被切断媒体2を前方と後方とに移動させる駆動ローラ11およびピンチローラ13(前後方向移動装置)と、前記カッティングペン15(カッター)を左右方向に移動させる左右方向移動装置とを備えている。この実施の形態による前方(二次元方向の一方)は、前記被切断媒体2を前記前後方向移動装置に装着するときの装着方向である。
このため、被切断媒体2を前後方向に移動させてカッティングを行うカッティングプロッタに本発明を容易に適用することができる。
(第2の実施の形態)
上述した実施の形態においては、第1の検出動作を被切断媒体の二次元方向の一方を検出範囲として実施し、基準マークが検出されなかった場合に前記二次元方向の他方を検出範囲とする第2の検出動作を実施する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、第1の検出動作と第2の検出動作とを交互に繰り返し実施し、読取センサを読取開始点から全方位に移動させて基準マークを検出することができる。このような実施の形態を図10〜図12によって詳細に説明する。これらの図において、前記図1〜図9によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
この実施の形態による読取センサ16は、基準マーク検出部27による制御によって、読取開始点から全方位に移動して基準マーク4を検出する。ここでいう全方位とは、前方、後方、左方および右方である。すなわち、前方に向けて凸になるV形状の軌道を描くように第1の検出動作を行った後に、後方に向けて凸になるV形状の軌道を描くように第2の検出動作を行う。この一連の検出動作は、検出範囲を前後方向と左右方向とに拡げて繰り返し行う。前記読取開始点は、この実施の形態においても、使用者が入力装置23を操作してペンブロック14および被切断媒体2を移動させることによって、任意の位置に設定可能である。
読取センサ16が前記読取開始点から上述したように全方位に移動するときの軌道の形状は、例えば図10に示すように、読取開始点aを囲む複数の仮想の図形A1〜A6を辿る形状である。前記複数の図形A1〜A6は、互いに大きさが異なるように形成されているとともに、同心状に並べられている。
図10に示す図形A1〜A6は、それぞれ菱形である。ここでいう菱形とは、4つの頂点が前後方向の両側と左右方向の両側とに位置するような四角形をいう。すなわち、図10に示す菱形は、正方形を45度傾けた形状に形成されているが、上下方向に長い菱形でもよいし、左右方向に長い菱形でもよい。
軌道の形状となる図形は、例えば図11(A)に示すように、矩形B1〜B6としたり、図11(B)に示すように、円C1〜C6とすることができる。ここでいう矩形は、正方形や長方形を含む。また、ここでいう円形は、楕円および長円を含む。複数の図形の数は、図10および図11に示した数に限定されることはなく、適宜変更することができる。読取センサ16が移動するときの軌道となる図形のデータは、制御装置5の記憶部29に予め保存されている。
これらの複数の図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔Dは、前記基準マーク4の1辺の長さより短く形成されている。間隔Dは、例えば、基準マーク4の1辺の約8割の長さとすることができる。この実施の形態による基準マーク4の第1の辺4aと第2の辺4bは長さが等しくなるように形成されている。しかし、基準マーク4の一方の辺が他方の辺より長く形成されている場合は、前記間隔Dは短い方の辺の長さより短く設定される。例えば、この間隔Dは、短い方の辺の約8割の長さに設定される。
すなわち、図5に示すように、L字状に形成された基準マーク4の第1の辺4aの長さである前後方向の形成幅L1と、第2の辺4bの長さである左右方向の形成幅L2とのうち、短い方の形成幅の約8割の長さが前記間隔Dに設定される。
基準マーク検出部27による制御によって読取センサ16が移動するときの前記軌道は、前記複数の図形のうち最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状である。たとえば、前記図形が図10に示すような菱形である場合、詳細は後述するが、読取センサ16は、最も小さい第1の図形A1を最初に辿って移動する。その後、読取センサ16は、第1の図形A1の最も前方の部位(図10において最も上に位置する角)から前記間隔Dだけ前方に移動し、次の第2の図形A2を辿って移動する。そして、読取センサ16は、第2の図形A2を辿って移動した後、上述した手順と同じ手順で第3の図形A3、第4の図形A4、第5の図形A5、第6の図形A6をこの順に辿って移動する。
前記基準マーク検出部27は、読取センサ16によって基準マーク4が検出された後、例えば上記特許文献2に開示されているような従来からよく知られている方法を用い、検出したものが基準マーク4であるか否かを判別し、さらに、4箇所の基準マーク4の正確な位置を検出する。
前記切断部28は、カット部3がカットデータに基づいて切断されるように各装置の動作を制御するものである。切断部28は、切断動作を実施する以前に、4箇所の基準マーク4によって囲まれる範囲の中にカット部3が位置するようにカット部3のカットデータを補正する。切断部28は、カット部3を切断するときに前記カットデータに基づいてペンブロック14とともにカッティングペン15を被切断媒体2に対して二次元方向に移動させながら、カッティングペン15を被切断媒体2に対して圧接、離反させる。
次に、この実施の形態によるカッティングプロッタ1が基準マーク4を検出する手順を図12に示すフローチャートによって詳細に説明する。
図12は、読取センサ16の軌道が図10に示すような菱形である場合の検出手順の一例を示している。
菱形の軌道で基準マーク4を検出するにあたっては、先ず、図12に示すフローチャートのステップQ1に示すように、制御装置5が読取センサ16を現在位置(この場合は読取開始点a)から前記間隔Dだけ前方へ移動させる。このときの軌道は、図10中に示す点aと点bとの間の線分に相当する。そして、制御装置5は、ステップQ2において、移動の途中で何らかの線を検出したか否かを判別する。移動の途中で何らかの線を検出した場合、制御装置5は、ステップQ3に進み、検出した線が基準マーク4であるか否かを判別する。
検出した線が基準マーク4であった場合、制御装置5は、ステップQ4に進み、4箇所の基準マーク4の正確な位置を検出する。その後、制御装置5は、上述した図7に示すフローチャートのステップS4に示すように、切断動作を実施する。検出した線が基準マーク4ではなかった場合や、前記ステップQ2において何も検出されなかった場合は、ステップQ5に進む。
ステップQ5においては、制御装置5が読取センサ16を左斜め後方45度の方向へ所定の距離だけ移動させる。このときの軌道は、図10中に示す点bと点cとの間の線分に相当する。また、このときの移動距離は、読取センサ16が前後方向において前記読取開始点aと同一位置に位置する距離である。このように読取センサ16が点cまで移動することによって、1回目の第1の検出動作が終了する。そして、制御装置5は、ステップQ6において、移動の途中で何らかの線を検出したか否かを判別する。制御装置5は、前回の移動の途中で何らかの線を検出した場合、ステップQ7に進み、検出した線が基準マーク4であるか否かを判別する。
制御装置5は、検出した線が基準マーク4である場合はステップQ4に進んで上記と同様の制御を行う。また、制御装置5は、検出した線が基準マーク4ではなかった場合や、ステップQ6で何も検出されなかった場合は、ステップQ8に進み、1回目の第2の検出動作を開始する。ステップQ8においては、読取センサ16を右斜め後方45度の方向へ所定の距離だけ移動させる。このときの軌道は、図10中に示す点cと点dとの間の線分に相当する。また、このときの移動距離は、読取センサ16が左右方向において前記読取開始点aと同一位置に位置する距離である。
そして、制御装置5は、ステップQ9において移動の途中で線を検出したか否かを判別し、何らかの線を検出してステップQ10でその線が基準マーク4であると判別された場合は、ステップQ10からステップQ4に進んで前記同様の制御を行う。ステップQ9で何も検出されなかった場合や、検出された線が基準マーク4ではないとステップ10で判別された場合、制御装置5は、ステップQ11において、読取センサ16を右斜め前方45度の方向へ所定の距離だけ移動させる。
このときの軌道は、図10中に示す点dと点eとの間の線分に相当する。また、このときの移動距離は、読取センサ16が前後方向において前記読取開始点aと同一位置に位置する距離である。
その後、制御装置5は、ステップQ12において移動の途中で線を検出したか否かを判別し、何らかの線を検出してステップQ13でその線が基準マーク4であると判別された場合は、ステップQ13からステップQ4に進んで前記同様の制御を行う。このように読取センサ16が点cから点dを経て点eまで移動することによって、1回目の第2の検出動作が終了する。
ステップQ12で何も検出されなかった場合や、検出された線が基準マーク4ではないとステップ13で判別された場合、制御装置5は、2回目の第1の検出動作を開始する。すなわち、ステップQ14において、読取センサ16を左斜め前方45度の方向へ所定の距離だけ移動させる。このときの軌道は、図10中に示す点eと点bとの間の線分に相当する。また、このときの移動距離は、読取センサ16が左右方向において前記読取開始点aと同一位置に位置する距離である。
制御装置5は、このように読取センサ16を移動させた後、ステップQ15において移動の途中で線を検出したか否かを判別し、何らかの線を検出してステップQ16でその線が基準マーク4であると判別された場合は、ステップQ16からステップQ4に進んで前記同様の制御を行う。ステップQ15で何も検出されなかった場合や、検出された線が基準マーク4ではないとステップQ16で判別された場合、制御装置5は、ステップQ17において、全ての図形を辿ったか否か(最後まで検索したか否か)を判別する。
全ての図形を辿っていない場合は、ステップQ17からステップQ1に戻り、上述した検出動作を繰り返す。例えば、最も小さい菱形の図形A1を辿った後にステップQ17に進んだ場合は、読取センサ16が図10に示す点bから前方の点fに移動し、この点fを通る菱形の図形A2を辿って移動するようになる。すなわち、読取センサ16が点fから左斜め後方45度の方向へ移動して2回目の第1の検出動作が終了した後、2回目の第2の検出動作が行われる。読取センサ16が菱形の図形A2を辿って第1、第2の検出動作が行われた後は、前記同様に図形A3〜A5を辿って第1、第2の検出動作が交互に繰り返される。
この実施の形態においては、読取センサ16が図10に示す図形A4に沿って点gから点hに向けて移動している途中で基準マーク4を検出する。この場合、基準マーク4の第1の辺4aと第2の辺4Bとの両方が検出される。
ところで、読取開始点aの位置が被切断媒体2の左右方向の端縁または上下方向の端縁に接近していた場合は、読取センサ16が複数の図形を辿って移動する途中で前記端縁を越えるおそれがある。制御装置5は、初期設定部26によって検出された前記端縁の位置データを用いて読取センサ16が端縁を越えたか否かを判別する。読取センサ16が前記端縁を越えた場合、制御装置5は、読取センサ16が被切断媒体2の外を通過しているときの読取センサ16の出力値を無視し、予定の軌道を描くように読取センサ16を移動させる。
全ての菱形の図形を辿った後にステップQ17に進んだ場合、すなわち基準マーク4を検出できなかった場合は、ステップQ18において、制御装置5が表示装置24にエラーを示す文字あるいは絵柄を表示させる。
このように構成されたカッティングプロッタ1においては、読取センサ16が読取開始点aから全方位に移動して基準マーク4を検出するから、読取開始点aの位置に依存することなく、読取センサ16の移動範囲の中に基準マーク4が確実に含まれるようになる。また、この読取センサ16は、移動しながら基準マーク4を検出するものであるから、基準マーク4の位置を示す位置データは不要である。このため、前記位置データを保存するデータ記憶手段を備える必要はなく、データ記憶手段を装備することが原因でコストアップになったり装置が大型化することはない。
したがって、この実施の形態によれば、コストダウンと装置の小型化とを図りながら、基準マーク4を確実に検出することが可能なカッティングプロッタを提供することができる。
この実施の形態において、読取センサ16が読取開始点aから全方位に移動するときの軌道の形状は、前記読取開始点aを囲む複数の仮想の図形を辿る形状である。前記複数の図形は、互いに大きさが異なるように形成されているとともに同心状に並べられている。これらの図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔は、前記基準マーク4の1辺の長さより短く形成されている。前記軌道は、最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状である。
このため、この実施の形態によれば、前記読取センサ16が移動するときの軌道を図形によって設定できるから、読取センサ16の移動方向、移動速度などを容易に制御することができる。
読取センサ16が移動するときの軌道の形状を菱形とすることにより、基準マーク4の前後方向の第1の辺4aと左右方向の第2の辺4bとを読取センサ16が横切るようになる。このため、この実施の形態によれば、L字状の基準マーク4を効率よくかつ確実に検出することが可能なカッティングプロッタを提供することができる。
読取センサ16が移動するときの軌道の形状は、図11に示すように、正方形を含む矩形や、楕円および長円を含む円形に形成することができる。このように前記軌道の形状を矩形あるいは円形に形成したとしても、読取開始点aの位置に依存することなく読取センサ16によって基準マーク4を確実に検出することができる。
上述した第1、第2の実施の形態においては、被切断媒体2が前後方向に移動するカッティングプロッタ1に本発明を適用する例を示した。しかし、本発明は、フラットベッド型のカッティングプロッタにも適用することができる。フラットベッド型のカッティングプロッタは、被切断媒体が固定される支持ステージを有し、カッティングペンおよび読取センサが被切断媒体に対して2次元方向に移動するものである。
上述した実施の形態に示す基準マーク4は、被切断媒体2の角の形状に倣う形状(L字状)に形成されている。しかし、本発明に係るカッティングプロッタは、図13(A)〜(C)に示すような他の形状の基準マークであっても検出することが可能なものである。図13(A)〜(C)において、前記図3によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図13(A)に示す基準マーク31は、L字状の二つの基準マーク4を前後方向と左右方向とに所定の間隔をおいて並べて構成されている。この基準マーク31を用いる場合、前記間隔Dは、基準マーク31の前後方向の形成幅L1または左右方向の形成幅L2より短く設定される。例えば、前記間隔Dは、形成幅L1または形成幅L2の約8割程度の長さに設定される。図13(A)に示す基準マーク31は、前後方向の形成幅L1と左右方向の形成幅L2とが等しくなるように形成されている。しかし、一方の形成幅が他方の形成幅より狭い場合は、前記間隔Dは狭い方の形成幅より短く設定される。例えば、この間隔Dは、狭い方の形成幅の約8割の長さに設定される。
図13(B)に示す基準マーク32は、円形に形成されている。この基準マーク32を用いる場合の前記間隔Dは、基準マーク32の直径L3より短く設定される。例えば、この間隔Dは、直径L3の約8割の長さに設定される。
図13(C)に示す基準マーク33は、四角形に形成されている。この基準マーク33を用いる場合の前記間隔Dは、基準マーク33の前後方向の形成幅L1または左右方向の形成幅L2より短く設定される。例えば、この間隔は、形成幅L1または形成幅L2の約8割の長さに設定される。図13(C)に示す基準マーク33は、前後方向の形成幅L1と左右方向の形成幅L2とが等しくなるように形成されている。しかし、一方の形成幅が他方の形成幅より狭い場合は、前記間隔Dは狭い方の形成幅より短く設定される。例えば、この間隔Dは、狭い方の形成幅の約8割の長さに設定される。
1…カッティングプロッタ、2…被切断媒体、4,31〜33…基準マーク、5…制御装置、11…駆動ローラ、15…カッティングペン(カッター)、16…読取センサ、17…左右方向移動装置、27…基準マーク検出部、A1〜A6,B1〜B6,C1〜C6…図形。

Claims (5)

  1. 被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動して前記被切断媒体を切断するカッターと、
    前記被切断媒体上の読取開始点から被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動し、前記被切断媒体上に付与された基準マークを検出する読取センサとを備え、
    前記読取センサは、前記基準マークを検出するときに前記読取開始点から前記2次元方向の一方を検出範囲として第1の検出動作を実施し、かつ第1の検出動作で前記基準マークが検出されなかった場合に、前記読取開始点から前記2次元方向の他方を検出範囲として第2の検出動作を実施するものであり、
    前記第1の検出動作と第2の検出動作とを行う読取センサが移動するときの軌道の形状は、前記読取開始点を囲む複数の仮想の図形を辿る形状であることを特徴とするカッティングプロッタ。
  2. 被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動して前記被切断媒体を切断するカッターと、
    前記被切断媒体上の読取開始点から被切断媒体に対して相対的に2次元方向へ移動し、前記被切断媒体上に付与された基準マークを検出する読取センサとを備え、
    前記読取センサは、前記基準マークを検出するときに前記読取開始点から前記2次元方向の一方を検出範囲として第1の検出動作を実施し、かつ第1の検出動作で前記基準マークが検出されなかった場合に、前記読取開始点から前記2次元方向の他方を検出範囲として第2の検出動作を実施するものであり、
    前記第1の検出動作は、検出範囲が前記一方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われるとともに、前記被切断媒体における前記読取開始点から前記一方の全域を検出の対象として行われ、
    前記第2の検出動作は、検出範囲が前記他方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されるように繰り返し行われるとともに、前記被切断媒体における前記読取開始点から前記他方の全域を検出の対象として行われることを特徴とするカッティングプロッタ。
  3. 請求項1記載のカッティングプロッタにおいて、前記第1の検出動作と第2の検出動作とが交互に繰り返し行われ、
    第1の検出動作の検出範囲は、第1の検出動作が繰り返される毎に前記一方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大され、
    第2の検出動作の検出範囲は、第2の検出動作が繰り返される毎に前記後方と、この方向とは直交する方向とにおいて徐々に拡大されることを特徴とするカッティングプロッタ。
  4. 請求項1または請求項3記載のカッティングプロッタにおいて、前記読取開始点を囲む複数の仮想の図形は、互いに相似となるように形成されているとともに同心状に並べられ、
    これらの図形のうち互いに隣り合う図形どうしの間隔は、前記基準マークの形成幅より短く形成され、
    前記軌道は、最も小さい図形から図形の大きさの順に各図形を辿る形状であることを特徴とするカッティングプロッタ。
  5. 請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載のカッティングプロッタにおいて、
    前記被切断媒体を前記一方と他方とに移動させる前後方向移動装置と、
    前記カッターを前記一方を指向する方向とは直交する方向に移動させる左右方向移動装置とを備え、
    前記二次元方向の一方は、前記被切断媒体を前記前後方向移動装置に装着するときの装着方向であることを特徴とするカッティングプロッタ。
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