JP6940331B2 - カッティング装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録紙や板状体等の切断対象物の切断に好適なカッティング装置に関する。

従来から、記録紙や板状体等の切断対象物を切断するカッティング装置が知られている。特許文献１には、切断対象物に対して二次元的に相対移動可能に構成されたキャリッジと、キャリッジに搭載され、上下方向に移動可能なカッターと、を備えたカッティング装置が記載されている。

特許文献１に記載のカッティング装置では、カッターは、キャリッジに搭載されたボイスコイルモータによって上下方向に移動する。即ち、ボイスコイルモータのコイルに電流を供給すると電磁力が発生して、カッターを保持するホルダーが上下方向に移動するように構成されている。

特開２０１１−２１８４５６号公報

ところで、切断対象物を切断する前には、ボイスコイルモータに電流が流れていない。このため、カッターを保持するホルダーは、ホルダーに接続された弾性体によって上方に付勢されている。即ち、カッターは切断対象物から離間している。一方、切断対象物を切断するときには、ボイスコイルモータに電流を流し、弾性体の付勢力に抗してホルダーを下方に移動させる。これにより、カッターが切断対象物に接触する。ボイスコイルモータに流れる電流は、通常、徐々に大きくなるように設定されており、ホルダーは徐々に下方に移動するように構成されている。

ここで、ホルダーは、上下方向に延びる支柱に対して摺動自在に設けられているが、初期動作時には、ホルダーと支柱との間の摺動抵抗によってホルダーがスムーズに下方に移動できない場合があり得る。また、ホルダーを上方に付勢する弾性体のばね定数にはバラツキがあり、弾性体の付勢力が強い場合には、ホルダーがスムーズに下方に移動できない場合があり得る。切断対象物の切断は、ボイスコイルモータに電流が流れ始めてから所定の時間の経過後に開始されるが、上述のようにホルダーがスムーズに動かない場合には、例えば、カッターが切断対象物に接触する前に、切断対象物の切断が開始されてしまい、切断対象物の一部が切断されない事態が発生し得る。また、ホルダーがスムーズに動かない結果、ボイスコイルモータに流れる電流値がある程度大きくなったときに突然ホルダーが下方に移動してしまうと、カッター下降時の勢いが強すぎる結果、切断対象物上でカッターがバウンドしてしまい、切断対象物の品質を低下させてしまう虞がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、カッターを保持するホルダーをスムーズに下方に移動させることができるカッティング装置を提供することである。

本発明に係るカッティング装置は、切断対象物を切断し、上下方向に移動可能なカッターと、前記カッターに対して上下方向の力を加えるボイスコイルモータを有するカッター移動機構と、前記カッター移動機構が設けられ、主走査方向に移動可能なキャリッジと、前記主走査方向と交差する方向である副走査方向に前記切断対象物を移動させる移動装置と、前記ボイスコイルモータ、前記キャリッジおよび前記移動装置を制御する制御装置と、を備えている。前記カッター移動機構は、前記キャリッジに設けられたベース部材と、前記ベース部材に設けられ、上下方向に延びる支柱と、前記支柱の上端に設けられたプレートと、前記プレートより下方に配置され、前記ボイスコイルモータに取り付けられ、前記カッターを保持し、前記支柱に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダーと、一端が前記ホルダーに接続され、他端が前記プレートに接続され、前記ホルダーを上方に向けて付勢する弾性体と、を備えている。前記制御装置は、前記ボイスコイルモータに流れる電流値を制御することによって、前記ホルダーに対して第１の電磁力を下向きに第１の時間だけ加えた後に、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を上向きに前記第１の時間より短い第２の時間だけ加え、さらに、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力より小さい第２の電磁力を下向きに前記第２の時間より長い第３の時間だけ加えあるいは前記ボイスコイルモータへの電流の供給を前記第３の時間だけ停止し、その後に前記ホルダーに対して前記第１の電磁力以下の電磁力であって前記切断対象物を切断する際に加えられる第３の電磁力を下向きに前記第１の時間より長い第４の時間だけ加え、前記カッターを前記切断対象物に接触させるカッター移動制御部と、前記ボイスコイルモータに電流を流し始めてから所定の時間の経過後に、前記キャリッジおよび前記移動装置を制御することによって、前記切断対象物の切断を開始するカッティング制御部と、を備えている。前記第１の時間は、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を下向きに加えたときに、前記カッターが前記切断対象物と接触しない長さに設定されている。

本発明のカッティング装置によると、カッター移動制御部は、まず、ホルダーに対して第１の電磁力を下向きに第１の時間だけ加える。ここで、第１の電磁力は比較的大きな力であるため、ホルダーに対して第１の電磁力を下向きに加えることによって、ホルダーと支柱との間の摺動抵抗やホルダーとプレートとに接続された弾性体に抗して、スムーズにホルダーを下方に移動させることができる。さらに、第１の時間は、カッターが切断対象物と接触しない長さに設定されているため、切断対象物上でカッターがバウントすることが防止される。カッター移動制御部は、次に、ホルダーに対して第１の電磁力を上向きに第１の時間より短い第２の時間だけ加える。これにより、高速で下方に移動するホルダーの速度を落とすことができ、カッターが高速の状態で切断対象物と接触することを抑制することができる。さらに、カッター移動制御部は、ホルダーに対して第１の電磁力より小さい第２の電磁力を下向きに第２の時間より長い第３の時間だけ加える。あるいは、カッター移動制御部は、ボイスコイルモータへの電流の供給を第３の時間だけ停止する。これにより、ホルダーは徐々に下方に移動する。その後、カッター移動制御部は、切断対象物を切断する際に加えられる第３の電磁力を下向きに第１の時間より長い第４の時間だけ加え、カッターを切断対象物に接触させる。これにより、カッターを切断対象物に安定的に接触させることができ、カッターが切断対象物上でバウンドすることを抑制することができる。また、カッティング制御部は、ボイスコイルモータに電流を流し始めてから所定の時間の経過後に、切断対象物の切断を開始するが、ホルダーが支柱に対してスムーズに下方に移動する場合には、所定の時間が経過する前に、カッターが切断対象物に接触するため、切断対象物の切断が確実に行われる。

本発明によれば、カッターを保持するホルダーをスムーズに下方に移動させることができるカッティング装置を提供することができる。

一実施形態に係るカッティング装置の斜視図である。 印刷ヘッドユニットおよびカッティングヘッドユニットが連結された状態を示す正面図である。 印刷ヘッドユニットおよびカッティングヘッドユニットが分離された状態を示す正面図である。 一実施形態に係るカッティングヘッドを示す斜視図である。 一実施形態に係るカッティングヘッドを示す正面図であり、カッターが初期位置に位置する状態を示す図である。 一実施形態に係るカッティングヘッドを示す正面図であり、カッターがカッティング位置に位置する状態を示す図である。 一実施形態に係るカッターを示す正面図である。 一実施形態に係るカッティングヘッドの断面図である。 一実施形態に係る制御装置のブロック図である。 ボイスコイルモータに流れる電流値と時間との関係を示すグラフである。 カッターの位置と時間との関係を示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るカッティング装置について説明する。本実施形態に係るカッティング装置は、切断対象物に印刷を行いかつ切断対象物を切断するプリント＆カット機である。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

図１は、本実施形態に係るカッティング装置１０を示す斜視図である。図１に示すように、カッティング装置１０は、切断対象物５に印刷を行う。カッティング装置１０は、切断対象物５を切断する。本実施形態の切断対象物５は、例えば、アクリル樹脂等から形成された樹脂板である。切断対象物５は、少なくともカッティングが可能な媒体であれば足り、特に限定されない。切断対象物５は、アルミや鉄等から形成された金属板、ガラス板、木材板および段ボール等の厚みおよび重量が比較的重い板状体であってもよいし、記録紙、樹脂製のシート等のシート状のものであってもよい。本明細書において「カッティング」および「切断」とは、切断対象物５の厚み方向の全体を切断する場合と、切断対象物５の厚み方向の一部を切断する場合とが含まれる。

以下の説明では、左、右、上、下とは、カッティング装置１０の正面にいる作業者から見た左、右、上、下をそれぞれ意味することとする。また、カッティング装置１０から上記作業者に近づく方を前方、遠ざかる方を後方とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。図面中の符号Ｙは主走査方向を表す。本実施形態では、主走査方向Ｙは、左右方向である。主走査方向Ｙは、例えば、切断対象物５の幅方向である。図面中の符号Ｘは副走査方向を表す。副走査方向Ｘは主走査方向Ｙと交差する方向（例えば、平面視で垂直に交差する方向）である。本実施形態では、副走査方向Ｘは前後方向である。ただし、上記方向は便宜的に定めたものに過ぎず、限定的に解釈すべきものではない。

図１に示すように、カッティング装置１０は、本体部１２と、左サイドカバー１６Ｌおよび右サイドカバー１６Ｒと、上カバー１７と、中央壁１８と、プラテン２０と、グリットローラ２２と、ピンチローラ２４と、ガイドレール２６と、ベルト２８と、印刷ヘッドユニット３０と、カッティングヘッドユニット４０と、を備えている。

本体部１２は、スタンド１４に支持されている。本体部１２は、主走査方向Ｙに延びている。左サイドカバー１６Ｌは、本体部１２の左端に設けられている。右サイドカバー１６Ｒは、本体部１２の右端に設けられている。上カバー１７は、本体部１２の上方に設けられている。上カバー１７は、左サイドカバー１６Ｌと右サイドカバー１６Ｒとを接続する。本体部１２には上下方向に延びる中央壁１８が設けられている。中央壁１８は、主走査方向Ｙに延びている。中央壁１８は、左サイドカバー１６Ｌと右サイドカバー１６Ｒとを連結する。

図１に示すように、本体部１２には、切断対象物５が載置されるプラテン２０が設けられている。プラテン２０には、円筒状のグリットローラ２２が設けられている。グリットローラ２２は、その上面部を露出させた状態でプラテン２０に埋設されている。グリットローラ２２は、フィードモータ３８（図８参照）によって駆動される。グリットローラ２２は、切断対象物５を副走査方向Ｘに移動させる移動装置の一例である。グリットローラ２２の上方には、複数のピンチローラ２４が配置されている。ピンチローラ２４は、グリットローラ２２に対向している。ピンチローラ２４は、切断対象物５の厚さに応じて上下方向の位置を設定可能に構成されている。ピンチローラ２４とグリットローラ２２との間に切断対象物５を挟み込む。グリットローラ２２およびピンチローラ２４は、切断対象物５を狭持しながら切断対象物５を副走査方向Ｘに移動可能に構成されている。

図１に示すように、ガイドレール２６は、中央壁１８に設けられている。ガイドレール２６は、プラテン２０の上方に配置されている。ガイドレール２６は、プラテン２０と平行に配置されている。ガイドレール２６は、主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール２６には、印刷ヘッドユニット３０のキャリッジ３１（図２Ａ参照）およびカッティングヘッドユニット４０のキャリッジ４１（図２Ａ参照）が係合している。

図１に示すように、ベルト２８は、中央壁１８の壁面に平行して配置されている。ベルト２８は、主走査方向Ｙに延びている。ベルト２８は、無端状のベルトである。ベルト２８の右端および左端には、プーリ（図示せず）が巻き掛けられている。一方のプーリには、当該プーリを駆動するキャリッジモータ３９（図８参照）に接続されている。キャリッジモータ３９が回転すると上記プーリが回転し、ベルト２８が主走査方向Ｙに走行する。

図２Ａに示すように、印刷ヘッドユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジ３１に搭載されたインクヘッド３２と、を備えている。インクヘッド３２は、インクを吐出するノズル３３を備えている。ここでは、５つのインクヘッド３２がキャリッジ３１に搭載されている。５つのインクヘッド３２は、互いに異なる５つの色、例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク、ホワイトインクを吐出する。ただし、インクヘッド３２の個数は５個に限定されない。また、インクヘッド３２が吐出するインクの色も何ら限定されない。

図１に示すように、カッティングヘッドユニット４０は、印刷ヘッドユニット３０の左方に配置されている。なお、カッティングヘッドユニット４０は、印刷ヘッドユニット３０の右方に配置されていてもよい。図３に示すように、カッティングヘッドユニット４０は、キャリッジ４１と、カバー４２（図２Ａ参照）と、カッター４３と、カッター移動機構４４とを備えている。図２Ａに示すように、キャリッジ４１は、ベルト２８に固定されている。ベルト２８が走行すると、キャリッジ４１は、ガイドレール２６に沿って主走査方向Ｙに移動する。カバー４２は、キャリッジ４１に着脱自在に設けられている。カバー４２は、カッター移動機構４４のボイスコイルモータ５０（図３参照）を覆うように配置されている。カバー４２は、カッター４３を覆わないように配置されている。

カッター４３は、切断対象物５を切断する。カッター４３は、カッター移動機構４４に設けられている。カッター４３は、上下方向に移動可能に構成されている。図２Ａに示すように、カッター４３は、キャリッジ４１の左方に設けられている。カッター４３は、キャリッジ４１の右方に設けられていてもよい。図６に示すように、カッター４３は、棒状に延びる。カッター４３は、カッター移動機構４４（図３参照）に着脱自在に支持される本体ケース４３ａと、本体ケース４３ａ内に配置され、本体ケース４３ａの下端から外部に露出する刃４３ｂとを備えている。切断対象物５（図１参照）は、カッター４３の刃４３ｂにより切断される。上述したように、カッター４３は、キャリッジ４１により主走査方向Ｙに移動する。従って、カッター４３の刃４３ｂは、主走査方向Ｙに移動する。

カッター移動機構４４は、カッター４３を切断対象物５に対して接近および離反する方向に移動させる。本実施形態では、カッター移動機構４４は、カッター４３を上下方向に移動させる。図３に示すように、カッター移動機構４４は、キャリッジ４１に設けられている。即ち、カッター４３およびカッター移動機構４４は、キャリッジ４１に設けられ、主走査方向Ｙに往復移動する。キャリッジ４１は、カッター４３およびカッター移動機構４４を主走査方向Ｙに移動させる。

図３に示すように、カッター移動機構４４は、ベース部材４５と、左支柱４６Ｌと、右支柱４６Ｒと、プレート４７と、ボイスコイルモータ５０と、ホルダー６５と、ばね６８とを備えている。ベース部材４５は、矩形状に形成されている。ベース部材４５は、キャリッジ４１に設けられている。左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒは、ベース部材４５に設けられている。左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒは、上下方向に延びる。左支柱４６Ｌは、ボイスコイルモータ５０より左方に配置されている。右支柱４６Ｒは、ボイスコイルモータ５０より右方に配置されている。本実施形態では、右支柱４６Ｒは、左支柱４６Ｌより前方に配置されているが、右支柱４６Ｒは、左支柱４６Ｌより後方に配置されてもよい。なお、左支柱４６Ｌがボイスコイルモータ５０より前方に配置されかつ右支柱４６Ｒがボイスコイルモータ５０より後方に配置されてもよいし、左支柱４６Ｌがボイスコイルモータ５０より後方に配置されかつ右支柱４６Ｒがボイスコイルモータ５０より前方に配置されてもよい。

図３に示すように、プレート４７は、矩形状に形成されている。図４に示すように、プレート４７は、ホルダー６５より上方に配置されている。プレート４７は、左支柱４６Ｌの上端および右支柱４６Ｒの上端に設けられている。プレート４７は、左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒに連結されている。プレート４７には、プレート４７の下面４７Ｂから下方に向けて突出する突出体４８が設けられている。本実施形態では、プレート４７には、突出体４８を挿入する挿入孔４７Ｈが形成されている。突出体４８は、突出体４８の下端がプレート４７の下面４７Ｂより下方に位置するように、挿入孔４７Ｈに挿入されている。これにより、プレート４７とホルダー６５とが直接接触することが抑制される。また、挿入孔４７Ｈには、ねじ溝が形成されている。突出体４８の外周面には、ねじ溝が形成されている。これにより、突出体４８の下端のプレート４７の下面４７Ｂからの突出量を調整することができる。

図４に示すように、ばね６８は、一端６８Ａがプレート４７に接続され、他端６８Ｂがホルダー６５に接続されている。本実施形態では、ばね６８の一端６８Ａは、ホルダー６５の後述する第３部分６５Ｃに接続されている。ばね６８の他端６８Ｂは、プレート４７に接続されている。ばね６８は、ホルダー６５をプレート４７に向かう方向に付勢している。本実施形態では、ばね６８は、ホルダー６５に対して上向きの付勢力を与えている。ばね６８は、弾性体の一例である。

ボイスコイルモータ５０は、カッター４３に対して上下方向の力を加える。図７に示すように、ボイスコイルモータ５０は、ベース部材４５の上に配置されている。ボイスコイルモータ５０は、プレート４７の下方に配置されている。ボイスコイルモータ５０は、ハウジング５１と、突出部材５３と、磁石５５と、コイルボビン５６と、コイル６１とを備えている。

図７に示すように、ハウジング５１は、有底円筒状に形成されている。ハウジング５１は、円形状の底部５１Ａと、底部５１Ａの縁から上方に延びる側部５１Ｂを備えている。突出部材５３は、ハウジング５１内に設けられている。突出部材５３は、底部５１Ａから上方に延びる。突出部材５３は、底部５１Ａの略中央から上方に延びる。突出部材５３は、円柱形状に形成されている。突出部材５３は、ハウジング５１と一体に形成されている。ハウジング５１および突出部材５３は、例えば、鉄製である。

図７に示すように、磁石５５は、ハウジング５１内に配置されている。磁石５５は、突出部材５３と離間した位置に配置されている。磁石５５は、ハウジング５１の側部５１Ｂに沿って配置されている。

図７に示すように、コイルボビン５６は、本体部５７と、頭部５９とを備えている。本体部５７は、突出部材５３と磁石５５との間に配置されている。本体部５７は、上下方向に延びる。本体部５７には、突出部材５３が挿入される挿入孔５７Ｈが形成されている。挿入孔５７Ｈは、下方に向けて開口している。頭部５９は、本体部５７の上端部に設けられている。頭部５９の直径は、本体部５７の直径より大きい。コイルボビン５６は、突出部材５３に沿って上下方向に移動可能に構成されている。本体部５７および頭部５９は、非磁性体から形成されている。本体部５７および頭部５９は、例えば、樹脂材料から形成されている。

図７に示すように、コイル６１は、本体部５７に巻かれた巻線６０からなる。コイル６１にはリード線６２（図３参照）が接続されている。リード線６２を通じてコイル６１に電流を供給すると、コイル６１に電磁力（例えば駆動力）が発生し、コイルボビン５６が下方に移動する。コイル６１に供給する電流値を大きくすると、コイル６１に発生する電磁力が大きくなる。すなわち、ボイスコイルモータ５０の出力が大きくなる。

図７に示すように、ホルダー６５は、ボイスコイルモータ５０に取り付けられている。本実施形態では、ホルダー６５は、コイルボビン５６の頭部５９に取り付けられている。ホルダー６５は、頭部５９に取り付けられている第１部分６５Ａと、第１部分６５Ａの右端から下方に延びる第２部分６５Ｂと、第１部分６５Ａの左端から下方に延びる第３部分６５Ｃと、第３部分６５Ｃの下端から左方に延び、カッター４３を支持する第４部分６５Ｄとを備えている。第２部分６５Ｂは、ボイスコイルモータ５０より右方に配置されている。図３に示すように、ホルダー６５は、第２部分６５Ｂから右方に延びる第１軸６６Ａおよび第２軸６７Ａを備えている。第１軸６６Ａは、第２軸６７Ａより上方に配置されている。第１軸６６Ａは、第２軸６７Ａより前方に配置されている。第１軸６６Ａには、第１軸６６Ａ周りに回転する第１ローラ６６Ｂが設けられている。第２軸６７Ａには、第２軸６７Ａ周りに回転する第２ローラ６７Ｂが設けられている。第１ローラ６６Ｂおよび第２ローラ６７Ｂは、右支柱４６Ｒに対して摺動自在に設けられている。図７に示すように、第３部分６５Ｃは、ボイスコイルモータ５０より左方に配置されている。第３部分６５Ｃには、左支柱４６Ｌが挿入される挿入孔６５Ｈが形成されている。第４部分６５Ｄは、カッター４３の本体ケース４３ａを着脱自在に形成されている。ホルダー６５は、左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒに対して上下方向に摺動自在に設けられている。即ち、ホルダー６５が、上下方向に移動するとき、左支柱４６Ｌと第３部分６５Ｃに形成された挿入孔６５Ｈとの間、および右支柱４６Ｒと第１ローラ６６Ｂおよび第２ローラ６７Ｂとの間に摺動抵抗が生じる。

図４に示すように、ホルダー６５の上面には、緩衝体４９が設けられている。詳細には、緩衝体４９は、ホルダー６５の第３部分６５Ｃに設けられている。なお、緩衝体４９は、ホルダー６５の第１部分６５Ａに設けられていてもよい。緩衝体４９は、ホルダー６５に埋設されている。緩衝体４９は、突出体４８と対向する位置に設けられている。緩衝体４９は、突出体４８と接触可能な位置に配置されている。緩衝体４９は、例えば、ゴムから形成されている。

図２Ａに示すように、印刷ヘッドユニット３０のキャリッジ３１の左側部分には、磁石によって構成される連結部材９０が設けられている。この連結部材９０は、カッティングヘッドユニット４０のキャリッジ４１に設けられた連結部材９１に対し、着脱自在に連結する。本実施形態では、連結部材９０、９１は、磁力を利用するものである。ただし、連結部材９０、９１は磁力を利用するものに限られず、係合部材等の他の構成を備えたものであってもよい。キャリッジ３１の右側部分には、Ｌ字状に形成された受け金具９２が設けられている。

図２Ａに示すように、プラテン２０の左端部には、左サイドフレーム１５Ｌが配置されている。プラテン２０の右端部には、右サイドフレーム１５Ｒが配置されている。右サイドフレーム１５Ｒには、印刷ヘッドユニット３０を待機位置にロックするためのロック装置９３が設けられている。ロック装置９３は、受け金具９２に引っ掛けられる受け金具９４と、受け金具９４をロック位置（図２Ｂ参照）と非ロック位置（図２Ａ参照）との間で移動させるロック用ソレノイド９５（図８参照）とを備えている。ロック用ソレノイド９５は、後述する制御装置７０によって制御される。

図２Ａに示すように、印刷ヘッドユニット３０による印刷を行う際には、受け金具９４が非ロック位置に設定される。カッティングヘッドユニット４０のキャリッジ４１が右方に移動し、連結部材９０と連結部材９１とが接触すると、キャリッジ４１とキャリッジ３１とが連結される。その結果、印刷ヘッドユニット３０は、カッティングヘッドユニット４０と共に主走査方向Ｙに移動可能となる。一方、カッティングヘッドユニット４０によるカッティングの際には、図２Ｂに示すように、印刷ヘッドユニット３０が待機位置に位置付けられ、ロック装置９３の受け金具９４がロック位置に設定される。これにより、印刷ヘッドユニット３０の移動が阻止される。キャリッジ４１が左方へ移動すると、連結部材９０と連結部材９１とが離反し、キャリッジ４１とキャリッジ３１との連結が解除される。その結果、印刷ヘッドユニット３０が待機位置に待機した状態で、カッティングヘッドユニット４０が主走査方向Ｙに移動可能となる。

図１に示すように、右サイドカバー１６Ｒの前部には、操作パネル１９が設けられている。操作パネル１９には、印刷やカッティングの状態を表示する表示部と、ユーザーによって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル１９は、カッティング装置１０の各種の動作を制御する制御装置７０に接続されている。

図８に示すように、制御装置７０は、切断対象物５への印刷や切断対象物５の切断を制御する装置である。制御装置７０の構成は特に限定されない。制御装置７０は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェアの構成は特に限定されないが、例えば、ホストコンピュータなどの外部機器から印刷データなどを受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置と、を備えている。図１に示すように、制御装置７０は、カッティング装置１０の内部に設けられている。制御装置７０は、インターフェース８０を介して、外部のコンピュータ８１に有線または無線による通信が可能に接続されている。コンピュータ８１には、印刷およびカッティングのためのデータが保存されている。制御装置７０は、コンピュータ８１からデータを受け、フィードモータ３８、キャリッジモータ３９、ロック装置９３のロック用ソレノイド９５、ボイスコイルモータ５０およびインクヘッド３２を制御する。図８に示すように、コンピュータ８１には、キーボードやマウス等からなる入力装置８２と、液晶ディスプレイ等からなる表示装置８３と、が接続されている。

図８に示すように、制御装置７０は、記憶部７１と、印刷制御部７２と、カッター移動制御部７４と、カッティング制御部７６と、を備えている。上述した制御装置７０の各部の機能は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込まれる。なお、このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、制御装置７０の各部の機能は、プロセッサおよび／または回路などによって実現可能なものであってもよい。

記憶部７１は、画像を印刷するための印刷データと、当該画像に対するカット線であってカッター４３により切断されるカット線を示すカットデータとを記憶する。これらのデータは、例えば、外部のコンピュータ８１から送信される。

印刷制御部７２は、インクヘッド３２によって切断対象物５の表面に画像を印刷する制御を実行する。本実施形態では、印刷制御部７２は、キャリッジモータ３９を駆動することによりキャリッジ４１を介してインクヘッド３２を主走査方向Ｙに移動させつつ、インクヘッド３２の各ノズル３３からインクを吐出させる。これにより、一走査ラインの印刷が行われる。インクヘッド３２の主走査方向Ｙの移動が完了すると、フィードモータ３８を駆動することにより、次の走査ラインの位置まで切断対象物５を副走査方向Ｘに移動する。切断対象物５の副走査方向Ｘの移動が済むと、再びキャリッジモータ３９を駆動すると共にインクヘッド３２を駆動し、次の走査ラインの印刷を行う。以下、印刷の終了まで同様の動作を繰り返す。

カッター移動制御部７４は、ボイスコイルモータ５０を制御することによってカッター４３を上下方向に移動させる。即ち、カッター移動制御部７４は、ボイスコイルモータ５０に流れる電流値を制御することによって、ホルダー６５に対して上下方向の電磁力を加える。これにより、カッター４３に上下方向の力を加えることができる。

図９に示すように、カッター移動制御部７４は、まず時刻ｔ１のときに、ボイスコイルモータ５０に正の電流値Ｄ４の電流を第１の時間だけ流す。ここで、ボイスコイルモータ５０に正の電流値の電流を流すと、ホルダー６５（即ちカッター４３）に下向きの力が加わる。これにより、カッター移動制御部７４は、ホルダー６５に対して第１の電磁力を下向きに第１の時間だけ加える。このとき、ホルダー６５を介してカッター４３が下方に移動する。ボイスコイルモータ５０に流れる電流値は、例えば、１０ｍＡ〜２５０ｍＡである。即ち、ホルダー６５に対して加えることが可能な電磁力は、例えば、３０ｇｆ〜５００ｇｆである。電流値Ｄ４は、例えば、ボイスコイルモータ５０に流すことができる最大の電流値の４０％〜１００％（例えば１００％）である。電流値Ｄ４は、例えば、ボイスコイルモータ５０に流すことができる最大の電流値である。即ち、第１の電磁力は、ボイスコイルモータ５０がホルダー６５に対して加えることが可能な最大電磁力である。本実施形態では、第１の電磁力は、５００ｇｆである。なお、第１の時間（即ち時刻ｔ２−時刻ｔ１）は、ホルダー６５に対して第１の電磁力を下向きに加えたときに、カッター４３が切断対象物５に接触しない長さに設定されている。第１の時間は、例えば、予め実験的に算出して記憶部７１に記憶しておく。第１の時間は、切断対象物５の厚さによって異なる。第１の時間は、例えば、１０ｍｓである。図１０に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間にカッター４３は、初期位置Ｐ０（図４も参照）から第１の位置Ｐ１まで勢いよく下方に移動する。

図９に示すように、その後、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ２のときに、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ１の電流を第２の時間だけ流す。ここで、ボイスコイルモータ５０に負の電流値の電流を流すと、ホルダー６５（即ちカッター４３）が上向きの力が加わる。これにより、カッター移動制御部７４は、ホルダー６５に対して第１の電磁力を上向きに第２の時間（即ち時刻ｔ３−時刻ｔ２）だけ加える。このとき、カッター４３が下方に移動する速度は減速される。本実施形態では、電流値Ｄ１の絶対値と電流値Ｄ４の絶対値とは同じである。第２の時間は、第１の時間より短い。第２の時間は、第１の時間の半分以下（例えば１０分の１以下）である。第２の時間は、例えば、１ｍｓである。図１０に示すように、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間にカッター４３は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで勢いを落としながら下方に移動する。

図９に示すように、その後、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ３のときに、ボイスコイルモータ５０への電流の供給を停止する。ここでは、カッター移動制御部７４は、第３の時間（時刻ｔ４−時刻ｔ３）だけ電流の供給を停止する。このとき、カッター４３は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２に加えられた第１の電磁力よりも小さい電磁力によって下方に移動し続ける。第３の時間は、第２の時間より長い。第３の時間は、例えば、第１の時間と同じである。なお、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ３のときに、ボイスコイルモータ５０への電流の供給を停止しているがこれに限定されない。例えば、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ３のときに、ボイスコイルモータ５０に正の電流値ＤＸの電流を第３の時間だけ流してもよい。これにより、カッター移動制御部７４は、ホルダー６５に対して第２の電磁力を下向きに第３の時間だけ加える。電流値ＤＸは、例えば、電流値Ｄ４の１０分の１以下（例えば２０分の１以下）である。このとき、カッター４３が下方に移動する速度は加速される。図１０に示すように、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の間にカッター４３は、第２の位置Ｐ２から第３の位置Ｐ３まで緩やかに下方に移動する。

図９に示すように、その後、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ４のときに、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ２の電流を第５の時間だけ流す。これにより、カッター移動制御部７４は、第４の電磁力を上向きに第５の時間（即ち時刻ｔ５−時刻ｔ４）だけ加える。このとき、カッター４３が下方に移動する速度は減速される。ここで、第４の電磁力は、ホルダー６５に対して切断対象物５を切断する際に加えられる第３の電磁力より小さい。本実施形態では、電流値Ｄ２は、例えば、ボイスコイルモータ５０に流すことができる最大の電流値の１％〜２０％（例えば１０％）である。電流値Ｄ２は、例えば、ボイスコイルモータ５０に流すことができる最小の電流値である。即ち、第４の電磁力は、ボイスコイルモータ５０がホルダー６５に対して加えることが可能な最小電磁力である。本実施形態では、第４の電磁力は、３０ｇｆである。第５の時間は、第１の時間より短い。第５の時間は、第１の時間の半分以下（例えば、１０分の１以下）である。第５の時間は、例えば、第２の時間と同じである。第５の時間は、例えば、１ｍｓである。図１０に示すように、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間にカッター４３は、第３の位置Ｐ３から第４の位置Ｐ４まで勢いを落としながら下方に移動する。

図９に示すように、その後に、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ５のときに、ボイスコイルモータ５０に正の電流値Ｄ３の電流を第４の時間だけ流す。これにより、カッター移動制御部７４は、ホルダー６５に対して第３の電磁力を下向きに第４の時間（即ち時刻ｔ６−時刻ｔ５）だけ加える。このとき、カッター４３が下方に移動する速度は加速される。第３の電磁力は、ホルダー６５に対して切断対象物５を切断する際に加えられる電磁力である。第３の電磁力は、第１の電磁力以下である。第３の電磁力は、３０ｇｆ〜５００ｇｆである。本実施形態では、第３の電磁力は、２５０ｇｆである。第４の時間は、第１の時間より長い。第４の時間は、第１の時間の２倍以上（例えば、４倍以上１０倍以下程度）である。第４の時間は、例えば、６０ｍｓである。図１０に示すように時刻ｔ５〜時刻ｔ５１の間にカッター４３は、第４の位置Ｐ４からカッティング位置ＰＣ（図５も参照）まで加速しながら下方に移動する。そして、時刻ｔ５１において、カッター４３は、切断対象物５に接触する。なお、カッター４３は、時刻ｔ５〜時刻ｔ５１までの間に加速しながら下方に移動するが、このときカッター４３は切断対象物５に十分に近いため、カッター４３が切断対象物５上でバウンドすることは抑制される。時刻ｔ５１〜時刻ｔ６まで待つことによって、カッター４３が切断対象物５に対して安定する。時刻ｔ５１〜時刻ｔ６までの長さは、時刻ｔ１〜時刻ｔ５１までの長さより長い。

カッティング制御部７６は、カッター４３によって切断対象物５を切断する制御を実行する。カッティング制御部７６は、ボイスコイルモータ５０に電流を流し始めてから所定の時間の経過後に、カッティングヘッドユニット４０のキャリッジ４１およびグリットローラ２２を制御する。カッティング制御部７６は、図９に示す例では、時刻ｔ６のときに、切断対象物５の切断を開始する。ここで、所定の時間は、図９に示す例では、時刻ｔ６−時刻ｔ１で表され、ボイスコイルモータ５０に電流を流し始めてから、カッター４３が切断対象物５に対して安定するまでの時間である。ホルダー６５が左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒに対してスムーズに下方に移動するときには、カッター４３が初期位置Ｐ０からカッティング位置ＰＣまでの移動に要する時間は、上記所定の時間より短い。本実施形態では、カッティング制御部７６は、キャリッジモータ３９を駆動すると共にフィードモータ３８を駆動することにより、切断対象物５に対しカッター４３を２次元的に相対移動させる。これにより、切断対象物５を任意のカット線に沿って切断することができる。

以上のように、本実施形態のカッティング装置１０によると、カッター移動制御部７４は、まず、ホルダー６５に対して第１の電磁力を下向きに第１の時間だけ加える。ここで、第１の電磁力は比較的大きな力（例えばホルダー６５に対して加えることが可能な最大電磁力）であるため、ホルダー６５に対して第１の電磁力を下向きに加えることによって、ホルダー６５と左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒとの間の摺動抵抗やホルダー６５とプレート４７とに接続されたばね６８に抗して、スムーズにホルダー６５を下方に移動させることができる。さらに、第１の時間は、カッター４３が切断対象物５と接触しない長さに設定されているため、切断対象物５上でカッター４３がバウントすることが防止される。カッター移動制御部７４は、次に、ホルダー６５に対して第１の電磁力を上向きに第１の時間より短い第２の時間だけ加える。これにより、高速で下方に移動するホルダー６５の速度を落とすことができ、カッター４３が高速の状態で切断対象物５と接触することを抑制することができる。さらに、カッター移動制御部７４は、ホルダー６５に対して第１の電磁力より小さい第２の電磁力を下向きに第２の時間より長い第３の時間だけ加える。これにより、ホルダー６５は徐々に下方に移動する。その後、カッター移動制御部７４は、切断対象物５を切断する際に加えられる第３の電磁力を下向きに第１の時間より長い第４の時間だけ加え、カッター４３を切断対象物５に接触させる。これにより、カッター４３を切断対象物５に安定的に接触させることができ、カッター４３が切断対象物５上でバウンドすることを抑制することができる。また、カッティング制御部７６は、ボイスコイルモータ５０に電流を流し始めてから所定の時間の経過後に、切断対象物５の切断を開始するが、ホルダー６５が左支柱４６Ｌおよび右支柱４６Ｒに対してスムーズに下方に移動する場合には、所定の時間が経過する前に、カッター４３が切断対象物５に接触するため、切断対象物５の切断が確実に行われる。

本実施形態のカッティング装置１０では、ホルダー６５は、コイルボビン５６の頭部５９に取り付けられている。これにより、ボイスコイルモータ５０で発生する電磁力をホルダー６５に容易に加えることができる。

本実施形態のカッティング装置１０では、カッター移動制御部７４がボイスコイルモータ５０への電流の供給を停止した後に、ホルダー６５に対して第３の電磁力より小さい第４の電磁力を上向きに第３の時間より短い第５の時間だけ加える。これにより、徐々に下方に移動するホルダー６５の速度をさらに落とすことができ、カッター４３を切断対象物５に緩やかに接触させることができる。この結果、カッター４３が切断対象物５上でバウンドすることを抑制することができる。

本実施形態のカッティング装置１０によると、第１の電磁力はボイスコイルモータ５０がホルダー６５に対して加えることができる最大電磁力であり、第４の電磁力はボイスコイルモータ５０がホルダー６５に対して加えることができる最小電磁力である。これにより、ホルダー６５の初期動作時には、確実にホルダー６５を下方に移動させることができる。また、徐々に下方に移動するホルダー６５の速度を適度に落とすことができ、カッターを切断対象物５により緩やかに接触させることができる。この結果、カッター４３が切断対象物５上でバウンドすることを抑制することができる。

本実施形態のカッティング装置１０によると、第２の時間は、第１の時間の半分以下である。これにより、ホルダー６５の下降する速度を適度に減速することができると共に、ホルダー６５の初期動作からカッター４３が切断対象物５に接触するまでの時間が長くなることを抑制することができる。

本実施形態のカッティング装置１０によると、ホルダー６５の上面には、プレート４７の下面４７Ｂから下方に向けて突出する突出体４８と対向する位置に、突出体４８と接触可能な緩衝体４９が設けられている。これにより、ホルダー６５とプレート４７とが直接接触することが抑制され、これらの部材の接触による異音の発生を防止することができる。なお、ホルダー６５とプレート４７との接触に代えて、突出体４８と緩衝体４９とが接触することになるが、緩衝体４９は突出体４８の衝突を和らげることができるため、異音の発生を抑制することができる。

本実施形態のカッティング装置１０によると、緩衝体４９はゴムから形成されている。ゴムは衝突音を吸収する性質を有するため、ゴムから形成された緩衝体４９に突出体４８が衝突したときの異音の発生をよりよく抑制することができる。なお、ボイスコイルモータ５０に電流が流れていないときには、ばね６８の付勢力によって緩衝体４９と突出体４８とが接触した状態となっている。緩衝体４９がゴムから形成されている場合には、突出体４８が緩衝体４９に張り付いてしまうことがあり、緩衝体４９から突出体４８を引き剥がすのに通常よりも大きな力が必要となることがある。しかしながら、本実施形態のカッティング装置１０では、カッター移動制御部７４は、まず、比較的大きな力である第１の電磁力をホルダー６５に加えるため、緩衝体４９から突出体４８を容易に引き剥がすことができ、ホルダー６５をスムーズに下方に移動させることができる。

本実施形態のカッティング装置１０は、切断対象物４に対し印刷を行うインクヘッド３２を備えている。このため、切断対象物５に印刷を行った後、すぐに切断対象物５を切断することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の各実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。

上述した実施形態では、カッティング装置１０は、印刷ヘッドユニット３０を備えていたが、これに限定されない。カッティング装置１０は、カッティングヘッドユニット４０のみを備えており、印刷ヘッドユニット３０を備えていなくてもよい。

上述した実施形態では、時刻ｔ４のときに、カッター移動制御部７４は、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ２の電流を第５の時間だけ流していたが、これに限定されない。カッター移動制御部７４は、時刻ｔ３〜時刻ｔ４において、ボイスコイルモータ５０への電流の供給を停止したとき、あるいは、ボイスコイルモータ５０に正の電流値ＤＸの電流をした後に、ボイスコイルモータ５０に正の電流値Ｄ３の電流を第４の時間だけ流してもよい。即ち、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ２の電流を流さなくてもよい。

上述した実施形態では、カッター移動制御部７４は、時刻ｔ２のときに、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ１の電流を流しているが、これに限定されない。カッター移動制御部７４は、時刻ｔ２のときに、ボイスコイルモータ５０に負の電流値Ｄ１の１００％以下の電流値、例えば、負の電流値Ｄ１の７０％〜９５％程度の電流値を流してもよい。

１０ カッティング装置
４０ カッティングヘッドユニット
４１ キャリッジ
４３ カッター
４４ カッター移動機構
４６Ｌ 左支柱、４６Ｒ 右支柱
４７ プレート
５０ ボイスコイルモータ
６５ ホルダー
６８ ばね（弾性体）
７０ 制御装置
７４ カッター移動制御部
７６ カッティング制御部

Claims (7)

1. 切断対象物を切断し、上下方向に移動可能なカッターと、
   前記カッターに対して上下方向の力を加えるボイスコイルモータを有するカッター移動機構と、
   前記カッター移動機構が設けられ、主走査方向に移動可能なキャリッジと、
   前記主走査方向と交差する方向である副走査方向に前記切断対象物を移動させる移動装置と、
   前記ボイスコイルモータ、前記キャリッジおよび前記移動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記カッター移動機構は、
   前記キャリッジに設けられたベース部材と、
   前記ベース部材に設けられ、上下方向に延びる支柱と、
   前記支柱の上端に設けられたプレートと、
   前記プレートより下方に配置され、前記ボイスコイルモータに取り付けられ、前記カッターを保持し、前記支柱に対して上下方向に摺動自在に設けられたホルダーと、
   一端が前記ホルダーに接続され、他端が前記プレートに接続され、前記ホルダーを上方に向けて付勢する弾性体と、
   前記プレートの下面から下方に向けて突出する突出体と、を備え、
   前記支柱は、上下方向に延びる第１の支柱と、前記第１の支柱の側方に配置され、上下方向に延びる第２の支柱と、を備え、
   前記プレートは、前記第１の支柱の上端および前記第２の支柱の上端に設けられ、
   前記ホルダーの上面には、前記突出体と対向する位置に、前記突出体と接触可能な緩衝体が設けられ、
   前記制御装置は、
   前記ボイスコイルモータに流れる電流値を制御することによって、前記ホルダーに対して第１の電磁力を下向きに第１の時間だけ加えた後に、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を上向きに前記第１の時間より短い第２の時間だけ加え、さらに、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力より小さい第２の電磁力を下向きに前記第２の時間より長い第３の時間だけ加えあるいは前記ボイスコイルモータへの電流の供給を前記第３の時間だけ停止し、その後に前記ホルダーに対して前記第１の電磁力以下の電磁力であって前記切断対象物を切断する際に加えられる第３の電磁力を下向きに前記第１の時間より長い第４の時間だけ加え、前記カッターを前記切断対象物に接触させるカッター移動制御部と、
   前記ボイスコイルモータに電流を流し始めてから所定の時間の経過後に、前記キャリッジおよび前記移動装置を制御することによって、前記切断対象物の切断を開始するカッティング制御部と、を備え、
   前記第１の時間は、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を下向きに加えたときに、前記カッターが前記切断対象物と接触しない長さに設定されている、カッティング装置。
2. 前記ボイスコイルモータは、
   底部を有する有底円筒状のハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記底部から上方に延びる突出部材と、
   前記ハウジング内かつ前記突出部材と離間した位置に配置された磁石と、
   前記突出部材と前記磁石との間に配置され、下方に向けて開口し前記突出部材が挿入される挿入孔が形成された本体部と、前記本体部の上端部に設けられた頭部と、を有し、前記突出部材に沿って上下方向に移動可能なコイルボビンと、
   前記本体部に巻かれた巻線からなるコイルと、を備え、
   前記ホルダーは、前記コイルボビンの前記頭部に取り付けられている、請求項１に記載のカッティング装置。
3. 前記カッター移動制御部は、前記ボイスコイルモータを制御することによって、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を下向きに前記第１の時間だけ加えた後に、前記ホルダーに対して前記第１の電磁力を上向きに前記第２の時間だけ加え、さらに、前記ホルダーに対して前記第２の電磁力を下向きに前記第３の時間だけ加えあるいは前記ボイスコイルモータへの電流の供給を前記第３の時間だけ停止した後に、前記ホルダーに対して前記第３の電磁力より小さい第４の電磁力を上向きに前記第３の時間より短い第５の時間だけ加え、その後に前記ホルダーに対して前記第３の電磁力を下向きに前記第４の時間だけ加え、前記カッターを前記切断対象物に接触させる、請求項１または２に記載のカッティング装置。
4. 前記第１の電磁力は、前記ボイスコイルモータが前記ホルダーに対して加えることが可能な最大電磁力であり、
   前記第４の電磁力は、前記ボイスコイルモータが前記ホルダーに対して加えることが可能な最小電磁力である、請求項３に記載のカッティング装置。
5. 前記第２の時間は、前記第１の時間の半分以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載のカッティング装置。
6. 前記緩衝体は、ゴムから形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のカッティング装置。
7. 前記切断対象物に対し印刷を行うインクヘッドを備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載のカッティング装置。
   

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