JP5122831B2 - カッティング装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、カッティング装置およびその制御方法に関する。

従来、カッタの刃先がカッタホルダに偏心回転自在に取り付けられ、シート状の被カット媒体上に刃先を当接させた状態で、カッタホルダを被カット媒体に対して相対移動させて被カット媒体を２次元形状にカットするカッティング装置が知られている。

このようなカッティング装置では、カッタの刃先方向がカット開始時に確定していないと、刃先の位置がばらついてカット開始位置がずれてしまう。そのため、カット開始時にカッタの刃先方向を確定するための手段が種々提案されている。

このような従来のカッティング装置として、例えば、特許文献１には、カット線の始点の近くの位置において、刃先をカッティング媒体（被カット媒体）に接触させ、その状態で始点に向けて移動させることで、刃先方向を移動方向に一致させてから、刃先を始点に配置し、刃先が移動した始点位置を中心として刃先を回転させてカット方向に合わせるようにしたカッティングプロッタが記載されている。
特開２００１−９７８３号公報

しかしながら、上記のような従来のカッティング装置およびその制御方法には、以下のような問題があった。

特許文献１に記載の技術では、刃先を被カット媒体上で移動する過程で刃先方向を移動方向と一致させて刃先方向を確定するようにしているため、刃先を最初に被カット媒体に接触させる時の刃先方向が未確定となっている。そのため、例えば、刃先方向が刃先の移動方向と１８０°ずれた逆方向である場合、カッタホルダを移動させても、刃先が回転せず、初期化方向と逆方向に設定されてしまい、カット開始位置では刃先が形成されていない逆方向に推進されるため、被カット媒体をカットできなくなるという問題がある。また、この状態で、カット方向への移動を続けた場合、被カット媒体につかえて表面を削り取ってしまったり破いてしまったりするおそれがあるという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被カット媒体を傷つけることなくカッタの刃先を初期化方向に確実に設定することができるカッティング装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のカッティング装置では、刃先が、被カット媒体に垂直な回転軸を中心として偏心回転自在に保持されたカッタと、該カッタの刃先方向を、前記刃先が前記被カット媒体に対してカット開始位置で当接したときにカット方向に向くように移動させる刃先方向初期化手段と、前記刃先方向初期化手段を制御する制御手段と、を有するカッティング装置であって、前記刃先方向初期化手段は、前記カッタを前記被カット媒体に対して相対昇降する昇降機構と、前記カッタを、前記被カット媒体に平行な面内の２軸方向に相対移動する水平移動機構と、前記回転軸を通り所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知する刃先方向検知機構と、を備え、前記制御手段は、前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、前記昇降機構を制御して前記カッタを下降させて、前記カッタの刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態とし、前記刃先方向検知機構を制御して前記所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知し、前記刃先が前記所定の方向側に位置するときは、前記水平移動機構を制御して前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向の逆方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向の逆方向に方向づけ、前記刃先が前記所定の方向側に位置しないときは、前記水平移動機構を制御して前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向に方向づけ、前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、前記水平移動機構および前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させ、前記水平移動機構を制御して前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させた状態で前記カット方向に回転させることを特徴とする。

本発明のカッティング装置の制御方法は、刃先が、被カット媒体に垂直な回転軸を中心として偏心回転自在に保持されたカッタを有し、該カッタの刃先方向を、前記刃先がカット開始位置で前記被カット媒体に当接したときにカット方向に向けてからカットを行うカッティング装置の制御方法であって、前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、前記カッタを下降させて、前記カッタの刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態とし、所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知し、前記刃先が前記所定の方向側に位置するときは、前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向と逆方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向と逆方向に方向づけ、前記刃先が前記所定の方向側に位置しないときは、前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向に方向づけ、前記刃先を前記所定の方向または前記所定の方向の逆方向に方向づけた後、前記刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、前記カッタを移動して前記刃先を前記カット開始位置に接触させ、前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させた状態で前記カット方向に回転させることを特徴とする。

本発明のカッティング装置およびその制御方法によれば、刃先方向を検知し刃先方向が９０°以下となる方向を初期化方向として、被カット媒体上で初期化方向にカッタを移動することで刃先方向を初期化方向に方向づけることができるので、被カット媒体を傷つけることなくカッタの刃先を初期化方向に確実に設定することができるという効果を奏する。

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

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。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るカッティング装置の概略構成を模式的に示す平面図およびそのＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るカッティング装置のカッタヘッドの概略構成を模式的に示す正面視断面図および部分的な平面図である。図３は、本発明の実施形態に係るカッティング装置の制御部の構成を示す構成ブロック図である。

なお、図中に記載したＸＹＺ座標系は、相対的な方向を参照するために便宜的に設けたもので、ＸＹ面が水平面に、Ｚ軸正方向が鉛直上方向にそれぞれ一致されており、各図共通の姿勢で配置している（以下の各図も同様）。以下ではこのような位置関係に基づき、水平方向、上下方向などを、ＸＹ面に平行な方向、Ｚ軸方向などと称する場合がある。

本実施形態のカッティング装置１は、例えば、紙、合成紙、プラスチックフィルムなどのシート状のメディア５０（被カット媒体）をＸ軸負方向側から搬入して、ＸＹ面上で、必要に応じてＸ軸方向に往復搬送する過程で、メディア５０を２次元形状にカットするものである。

カッティング装置１の概略構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、プラテン１４、メディア送り機構１０（第１移動機構）、カッタ８、カッタヘッド２、カッタヘッド移動機構３０（第２移動機構）、および制御部１００（図３参照）を備える。メディア送り機構１０とカッタヘッド移動機構３０とは、カッタ８を、メディア５０に平行な面内の２軸方向に相対移動する水平移動機構を構成している。

プラテン１４は、メディア５０の搬送時およびカット時に裏面側から支持して、メディア５０をカットする際の受け台となるもので、ＸＹ平面でＹ方向に延ばされた板部材からなる。

メディア送り機構１０は、メディア５０をＸ軸方向（第１の方向）に沿って移動させるもので、プラテン１４の近傍のＸ軸負方向側に配置されている。

本実施形態では、各回転軸がＹ軸方向に延ばされメディア５０をＺ軸方向から挟持する駆動ローラ１０ａ、１０ｂと、駆動ローラ１０ａ、１０ｂと不図示の伝動機構を介して接続され、駆動ローラ１０ａ、１０ｂを正逆回転可能に回転させるモータ１０ｃとからなる。

モータ１０ｃは、図３に示すように、制御部１００のＸ軸駆動回路１０６と電気的に接続され、制御部１００からの制御信号に応じて正逆方向に回転量が制御されるようになっている。

カッタ８は、図２（ａ）に示すように、Ｚ軸方向に沿って延びる棒状のカッタ本体の下端部にメディア５０をカットするための刃部８ａが形成され、上端部の側方に、検知板８ｂが突出されたものであり、カッタヘッド２によって、カッタ本体の中心軸に一致する回転軸Ｏを中心に回転可能に保持されている。なお、以下では、回転軸ＯとＸＹ平面に平行な平面との交点を点Ｏと称する場合がある。

刃部８ａは、断面Ｖ字状の刃Ｑの最下端に刃先Ｐを有する三角錐状に形成されている。そして、刃Ｑは、回転軸Ｏを通り、ＸＹ平面に直交する面上に形成されている。また、刃先Ｐは、回転軸Ｏから、水平方向距離がｒ（ただし、ｒ＞０）だけ偏心した位置に形成されている。このため、刃先Ｐでカットを行うには、カット方向が刃先Ｐから回転軸Ｏに向かう方向になるように、刃先Ｐの位置を合わせる必要がある。以下では、刃先Ｐが位置する水平面上で、刃先Ｐから点Ｏに向かう方向を刃部８ａの刃先方向と称する。

偏心量ｒは、必要に応じて適宜設定すればよいが、例えば、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度に設定することが好ましい。

検知板８ｂは、図２（ｂ）に示すように、刃先方向ＰＯに直交し、回転軸Ｏを通る直線Ｄに合わせて１８０°に開かれた不透明な扇形板が、刃先Ｐと反対側のカッタ８の側方に取り付けられたものである。

カッタヘッド２は、図１、２に示すように、カッタホルダ１１、アーム１３、アクチュエータ１２（昇降機構）、およびカッタ刃方向センサ９（検知センサ）が、下面側に刃部８ａを突出させる不図示の開口を備える筐体２ａに収められてなる。

カッタホルダ１１は、その上端部および下端部にそれぞれラジアル軸受からなる軸受１１ａ、１１ａを備え、カッタ８をこれらの軸受１１ａの内輪に対してＺ軸方向の一定位置で固定することで、回転軸Ｏを中心に回転可能に保持する筒状部材である。

カッタホルダ１１は、軸方向の中間部において、アーム１３に保持されており、アーム１３の下面側に、アクチュエータ１２が固定されている。

アクチュエータ１２は、アーム１３をＺ軸方向に昇降移動するもので、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、筐体２ａ上に固定されたベース１２ａ上に鉄心１２ｂがＺ軸正方向に向けて立設され、ムービングコイル部１２ｃが鉄心１２ｂに沿って、昇降移動するようにしたムービングコイルアクチュエータを採用している。

アクチュエータ１２は、図３に示すように、制御部１００のＺ軸駆動回路１０８と電気的に接続され、制御部１００によってムービングコイル部１２ｃに供給する電流値が制御されることで、Ｚ軸方向における駆動力、駆動方向を変化することができるようになっている。

カッタ刃方向検知センサ９は、一定位置で、検知板８ｂの有無を検出する非接触型の検知センサであり、本実施形態では、回転軸Ｏを通るＹ軸に平行な直線上において、カッタ８に対してＹ軸正方向側、かつ検知板８ｂの上方の検知位置Ｓに配置されている。

検知板８ｂとカッタ刃方向検知センサ９とは、刃先方向検知機構を構成している。

非接触型の検知センサとしては、検知板８ｂの構成、材質などに応じて、例えば、反射型、透過型の光センサ、静電容量センサ、磁気センサなどを適宜採用することができる。本実施形態では、反射型の光センサを用いている。

カッタヘッド移動機構３０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、カッタヘッド２を、プラテン１４の上方において、メディア５０を搬送する方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（第２の方向）、すなわちＹ軸方向に移動可能に保持するものである。

本実施形態では、Ｙ軸方向に延ばされたガイドレール３と、ガイドレール３に沿ってＹ軸方向に移動可能とされたカッタキャリッジ４と、カッタキャリッジ４にＹ軸方向の駆動力を伝達するためガイドレール３の延設方向の両側部に配置されたベルトプーリ６、６に巻き掛けられた無端ベルトからなるベルト５と、ベルトプーリ６を回転駆動するモータ７とからなる。

カッタキャリッジ４には、カッタ８が刃部８ａを下側に向けてＺ軸方向に沿って配置された状態で、カッタヘッド２の筐体２ａが固定されている。

また、モータ７は、図３に示すように、制御部１００のＹ軸駆動回路１０７と電気的に接続され、制御部１００を用いて、正逆方向に回転できるようになっている。

制御部１００は、カッティング装置１全体の動作を制御するものであり、図３に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、Ｉ／Ｏ１０３、ホストＩ／Ｆ１０４、ＲＯＭ１０５、Ｘ軸駆動回路１０６、Ｙ軸駆動回路１０７、Ｚ軸駆動回路１０８、およびカッタ刃方向検知回路１０９を備えている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０２、Ｉ／Ｏ１０３、ホストＩ／Ｆ１０４が電気的に接続され、ＲＯＭ１０５に記憶された制御用プログラム、制御用データをＲＡＭ１０２にロードして、制御用プログラムを実行するものである。そして、適宜の入出力インターフェースから構成されるＩ／Ｏ１０３を介して、Ｉ／Ｏ１０３に電気的に接続されたＸ軸駆動回路１０６、Ｙ軸駆動回路１０７、Ｚ軸駆動回路１０８、カッタ刃方向検知回路１０９と通信を行って、それぞれに制御信号を送出したり、それぞれから制御に必要な情報を含む信号を受信できるようになっている。 ホストＩ／Ｆ１０４は、例えば、パソコンなどからなるホスト装置１１０と適宜の通信回線を通してデータ通信を行うための通信インターフェースである。

ホスト装置１１０は、カッティング装置１に対して、カットするためのカット線の形状を表す加工データを供給するものである。

Ｘ軸駆動回路１０６は、ＣＰＵ１０１から送出される制御信号に応じて、メディア５０をＸ軸方向の目標位置に目標速度で移動させるようにモータ１０ｃを回転駆動するものである。

Ｙ軸駆動回路１０７は、ＣＰＵ１０１から送出される制御信号に応じて、カッタヘッド２をＹ軸方向の目標位置に目標速度で移動させるようにモータ７を回転駆動するものである。

Ｘ軸方向移動、Ｙ軸方向移動のそれぞれ目標位置、目標速度は、メディア５０に対するカッタ８の相対移動軌跡が、後述する刃先方向初期化動作やメディア５０のカット動作に必要な軌跡を描くように、それぞれＣＰＵ１０１によって設定される。

Ｚ軸駆動回路１０８は、ＣＰＵ１０１から送出される制御信号に応じて、アクチュエータ１２のムービングコイル部１２ｃに供給する電流値を制御し、カッタ８の刃先Ｐのメディア５０に対する当接状態と離間状態とを切り換えるとともに、当接状態においてはメディア５０に対する押圧力を制御するものである。

カッタ刃方向検知回路１０９は、カッタ刃方向検知センサ９の検知出力から、検知状態か非検知状態かの検知結果を、ＣＰＵ１０１に送出するものである。

次に、カッティング装置１の動作について、カット開始時までに行う刃先方向初期化動作を中心に説明する。

図４は、本発明の実施形態に係るカッティング装置の刃先方向初期化動作のフローチャートである。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るカッティング装置の刃先方向初期化動作を示す模式的な動作説明図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）に続く刃先初期化動作を示す模式的な動作説明図である。図７は、図６（ａ）に続く刃先初期化動作を示す模式的な動作説明図である。図８（ａ）、（ｂ）は、図７に続く刃先初期化動作の模式的な動作説明図である。

カッティング装置１によるカット動作は、まず、メディア５０をメディア送り機構１０にセットし、ＣＰＵ１０１によって、ホスト装置１１０からメディア５０をカットするための加工データを取得する。

ＣＰＵ１０１は、取得された加工データを解析して、カット動作に必要なメディア５０に対するカッタ８の相対移動軌跡であるカット線を算出し、カット開始位置の座標を設定し、カット開始位置におけるカット方向を求める。

以下の説明では、一例として、図７に示すように、カット開始位置Ｒ（ｘ０，ｙ０）の近傍のカット線Ｔが、Ｙ軸正方向からＸ軸負方向側に図示反時計回りに角度φだけ回転した傾斜を有する直線からなり、最初のカット方向が、カット方向Ｕの矢印で示されるようにＹ軸正方向かつＸ軸負方向に進む斜め方向である場合の例で説明する。

このとき、カッタ８は、例えば、Ｙ軸方向の端部の待機位置に待機されている。

このような状態から、ＣＰＵ１０１によって制御用プログラムを実行することで、図４のフローにしたがい、刃先方向を検知し、一定方向に沿う初期化方向、カット方向に、順次変化させ、その後カットを開始する。

本実施形態では、初期化方向は、カッタヘッド移動機構３０の移動方向に合わせて、Ｙ軸正方向またはＹ軸負方向としている。

ステップＳ１では、待機位置からカッタ８を上昇させ、カッタ８の刃先Ｐをメディア５０の表面の高さよりも上側に位置させる。すなわち、Ｚ軸駆動回路１０８によって、アクチュエータ１２のムービングコイル部１２ｃを上昇させることで、カッタホルダ１１が固定されたアーム１３をＺ軸正方向に移動する。

そして、刃先方向の初期化を行うためのメディア５０の領域にカッタ８を移動させる。刃先方向を初期化する領域は、本実施形態ではカット開始位置Ｒの近傍とする例で説明するが、他の領域、例えば、メディア５０の試し切りを行うためにメディア５０上に確保された一定領域などであってもよい。

次に、ステップＳ２では、アクチュエータ１２を下降させ、刃先Ｐがメディア５０に軽く接触するようにする。ここで軽く接触するとは、カット方向に移動した場合でも、メディア５０上に許容できない傷が残らない程度の押圧力で接触することを意味する。この許容限度は、メディア５０の材質や刃先Ｐの鋭さなどに応じて、適宜設定することができる。

ここで、回転軸Ｏに対する刃先Ｐの位置は、回転軸Ｏを中心とする半径ｒの円周上のどこに位置するか不明であり、カッタ８の下降時の刃先Ｐの着地位置の座標および刃先方向が分からない状態である。

すなわち、刃先Ｐは、図５（ａ）に示すように、点Ｏを通りＹ軸方向に直交する直線Ｅに対してＹ軸負方向側に位置する場合と、図５（ｂ）に示すように、直線Ｅに対してＹ軸正方向側に位置する場合と、直線Ｅ上にある場合とがある。直線Ｅ上にある場合は、Ｙ軸負方向側またはＹ軸正方向側に位置する場合に含めることができ、本実施形態ではＹ軸正方向側にあるものとする。

また、刃先Ｐがメディア５０に接触すると、メディア５０からの摩擦力が働くため、刃先Ｐの位置は確定する。

次に、ステップＳ３では、ＣＰＵ１０１は、カッタ刃方向検知回路１０９を介して、カッタ刃方向検知センサ９の検知出力が検知状態か非検知状態かの情報を取得する。

次に、ステップＳ４では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３で取得した情報から、刃先Ｐの位置を判定する。

すなわち、カッタ刃方向検知センサ９の検知信号が検知状態である場合は、検知板８ｂが検知位置Ｓに位置しているので（図５（ａ）参照）、刃先Ｐは、直線Ｅに対してＹ軸負方向側にあると判定し、ステップＳ５に移行する。

また、カッタ刃方向検知センサ９の検知信号が非検知状態である場合は、検知板８ｂが検知位置Ｓに位置していないので（図５（ｂ）参照）、刃先Ｐは、直線Ｅに対してＹ軸正方向側にあると判定し、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ５では、刃先Ｐがメディア５０に軽く接触した状態で、カッタ８をＹ軸正方向に所定距離だけ移動させる。すなわち、Ｘ軸駆動回路１０６によって、モータ１０ｃを駆動し、ベルト５によってカッタキャリッジ４に駆動力を伝達し、カッタキャリッジ４をガイドレール３に沿ってＹ軸正方向に移動させる。これにより、カッタキャリッジ４に固定されたカッタヘッド２とともにカッタ８が移動される。

このときの、刃先方向の変化を図６（ａ）に示す。まず、移動開始時には、刃先方向ＰＯは、図５（ａ）のように、Ｘ軸正方向からＹ軸正方向に向かう斜め方向に向いているとする。この状態から、カッタ８が、例えば距離Ａ１だけＹ軸正方向に移動されると、その移動行程で、刃先Ｐはメディア５０からＹ軸負方向に摩擦力Ｆを受けるため、回転軸Ｏ回りの回転モーメントが発生し、刃先方向を図示時計回りに回転させる分力Ｆ１と、刃先を刃先方向に引っ張る分力Ｆ２が発生する。そのため、刃先方向Ｐ’Ｏ’のように、Ｙ軸正方向に近づいていく。さらに、移動を続け、距離Ａ２だけ移動すると、刃先方向Ｐ’’Ｏ’’のように、完全にＹ軸正方向に一致する。

ステップＳ５における移動の所定距離は、距離Ａ２以上に設定しておく。ここで、距離Ａ２は、移動開始時の刃先方向のぶれ量や、メディア５０からの摩擦力の大きさなどによっても異なるので、例えば、予め実験するなどして、十分余裕のある距離に設定しておく。

このような所定距離の移動が終了すると、ステップＳ７に移行する。

ここで、仮に図５（ａ）の状態からＹ軸負方向側に移動する場合を考えると、摩擦力が逆方向になるため、各分力の方向が逆転する。このため、図示反時計回りに回ろうとするが、その際、刃先Ｐには刃先方向に向かう押圧力が発生し、メディア５０に対して刃が形成されていない側が押圧される。本実施形態では、刃先Ｐは刃先方向に移動するにはメディア５０を傷つけない程度に軽く接触させているが、刃先方向に向かう押圧力は、刃先方向に逆行する移動と同等であるため、メディア５０につっかえて表面を削り取ってしまったり破いてしまったり、回転を円滑に行えなかったりするおそれがある。また、また回転できたとしても、９０°以上回転させるので、回転に時間がかかってしまう。

本実施形態のステップＳ６によれば、このような不具合を防止することができる。

このような作用は、刃先方向ＰＯと移動方向とのなす角が９０°以下であれば、同様のため、刃先方向ＰＯの向きは、図５（ａ）のような向きに限定されず、刃先Ｐが直線Ｅに対してＹ軸負方向側に位置していればどのような向きでもよい。

ステップＳ６では、ステップＳ５と同様に、カッタキャリッジ４をＹ軸負方向に移動させる。そして、図６（ｂ）に示すように、例えば、刃先方向が図５（ｂ）の状態から、距離Ａ２だけ移動させ、刃先方向Ｐ’’Ｏ’’のように、完全にＹ軸負方向に一致させる。このような所定距離の移動が終了すると、ステップＳ７に移行する。

なお、ステップＳ６において、刃先方向ＰＯの向きが、図６（ｂ）の向きに限定されないのは、ステップＳ５の場合と同様である。

ステップＳ７では、ステップＳ１と同様にして、刃先Ｐを上昇させ、メディア５０から離間させる。

次に、ステップＳ８では、図７に示すように、刃先方向ＰＯがＹ軸正方向に一致した状態から、メディア送り機構１０、およびカッタヘッド移動機構３０を駆動して、刃先Ｐがカット開始位置Ｒ上に位置するようにメディア５０とカッタキャリッジ４とを移動させる。このとき、刃先Ｐはメディア５０から離されているのでメディア５０から摩擦力を受けず、刃先方向ＰＯは移動中もＹ軸正方向に保たれる。

すなわち、ステップＳ７におけるカッタ８の回転軸Ｏの座標が（ｘ１，ｙ１）であるとすると、メディア送り機構１０によってメディア５０を、Δｘ＝ｘ１−ｘ０だけ移動させ、カッタヘッド移動機構３０によってカッタヘッド２を、Δｙ＝ｙ１＋ｒ−ｙ０だけ移動させることで、刃先Ｐとカット開始位置ＲのＸＹ座標を一致させることができる（図８（ａ）の破線参照）。

次に、ステップＳ９では、アクチュエータ１２を下降させ、刃先Ｐがカット開始位置Ｒでメディア５０に接触するようにする。刃先Ｐのメディア５０に対する押圧力は、刃先Ｐを中心としてカッタ８を円滑に回転できる程度の押圧力とする。

次に、ステップＳ１０では、図８（ａ）に示すように、刃先Ｐが接触しているカット開始位置を中心として、カッタ８の回転軸Ｏを点Ｏ’のように図示反時計回りに回転していく。そして、図８（ｂ）に示すように、角度φだけ回転したカット線Ｔ上の点Ｏ’’で停止する。

カッタ８の回転移動は、ＣＰＵ１０１により、円弧ＯＯ’’の軌跡を描くための移動座標のデータを算出し、この移動座標に合わせて、メディア送り機構１０、カッタヘッド移動機構３０を同時駆動することで実現される。

以上で、刃先方向初期化動作が終了する。これによりカット開始の準備段階が終了する。

この後、必要に応じてアクチュエータ１２を下降させて、刃先Ｐのメディア５０に対する押圧力をカットに必要な大きさに調整し、カット線Ｔの軌跡に沿って、メディア送り機構１０、カッタヘッド移動機構３０を駆動して、メディア５０をカットしていく。

このようなカッティング装置１によれば、カッタ８を下降させて刃先Ｐがメディア５０に触れる状態（ステップＳ２）としてから、刃先ＰのＹ軸正方向（一定方向）に直交する直線Ｅに対して、刃先Ｐが一定方向側に位置するか否かを検知し、その検知結果に応じて刃Ｑが形成されていない側がメディア５０を押圧しないような方向にカッタ８を移動する（ステップＳ５、６）ので、メディア５０を傷つけたりすることなく、刃先方向ＰＯを円滑かつ迅速に初期化方向に設定することができる。

したがって、カット開始位置Ｒに正確に刃先Ｐを位置させて、刃先方向ＰＯをカット方向Ｕに確実に合わせることが可能となる。

一方、従来技術のように、刃先Ｐをメディア５０に接触させ、ステップＳ３、４を行わずに、ステップＳ５（Ｓ６）のような動作を行う場合、刃先方向ＰＯが刃先Ｐの移動方向と１８０°ずれた方向に位置する場合が出てくるが、この状態でステップＳ５（Ｓ６）を実行すると、刃先Ｐを回転させることができないため、ステップＳ５（Ｓ６）が終了した時点で刃先方向ＰＯが初期化方向と逆方向のままである。そのため、刃先方向ＰＯが逆方向で刃先Ｐの位置が２ｒずれた状態で、カッタ８を移動してカットを開始することになり、カット開始位置がずれたり、カットが行えなくなったり、さらには、メディア５０にっかえて表面を削り取ってしまったり破いてしまったりするおそれもある。

本実施形態のカッティング装置１によれば、このような不具合を防止することができる。

なお、上記の説明では、刃先方向を設定する初期化方向が、カッタヘッド移動機構３０の移動方向に一致する場合の例で説明したが、初期化方向はこれに限定されない。例えば、メディア送り機構１０の移動方向に一致させてもよい。これらの場合には、水平移動機構が第１移動機構、第２移動機構からなる場合に、一方のみを移動させることで、刃先方向の設定が行えるため、制御が容易となる。

また、第１移動機構、第２移動機構を同時に移動させることで、ＸＹ平面内での任意方向への相対移動が可能とされているので、任意の斜め方向を初期化方向としてもよい。

また、上記の説明では、カッタと被カット媒体とをそれぞれ異なる水平移動機構を用いて、直交する２軸方向に移動させ、昇降機構によりカッタを昇降させる場合の例で説明したが、カッタと被カット媒体との移動は、上記の説明のような相対移動が可能であればよく、水平移動機構、昇降機構は、上記の例に限定されない。

例えば、昇降機構は、被カット媒体を昇降させるものであってもよく、水平移動機構は、カッタのみ、あるいは被カット媒体のみが水平面内に移動するものや、両者とも水平面内に移動するものでもよい。

また、上記の説明では、刃先方向を初期化方向に設定してから、カット開始位置に移動する例で説明したが、刃先方向を初期化方向に設定する終点位置をカット開始位置に一致させる制御方法を採用してもよい。すなわち、図４のステップＳ２で下降させる位置を、カット開始位置から、ステップＳ８で移動するのと逆方向に所定距離だけ離れた位置に設定し、ステップＳ７〜Ｓ９を省略するようにしてもよい。この場合、ステップＳ２に先だってステップＳ３と同様の工程を行って移動方向を決定することができる。もし、ステップＳ３において、ステップＳ２の前の方向からずれたことが判明した場合には、位置をカット開始位置Ｒに対して１８０°反対側に移動させればよい。

また別の態様として、画像作成装置として例えばインクジェットプリンタのインクジェットヘッドをカッタキャリッジ４に搭載することで、画像の作成とカッティングをするカッティング装置ができる。インクジェットヘッドはカッタキャリッジ４と同じガイドレールを使う別のキャリッジに搭載してもよい。

本発明の実施形態に係るカッティング装置の概略構成を模式的に示す平面図およびそのＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係るカッティング装置のカッタヘッドの概略構成を模式的に示す正面視断面図、その部分的な平面図、および刃先方向検知機構の作動時の様子を示す部分的な平面図である。 本発明の実施形態に係るカッティング装置の制御部の構成を示す構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係るカッティング装置の刃先方向初期化動作のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカッティング装置の刃先方向初期化動作を示す模式的な動作説明図である。 図５に続く刃先初期化動作を示す模式的な動作説明図である。 図６に続く刃先初期化動作を示す模式的な動作説明図である。 図７に続く刃先初期化動作の模式的な動作説明図である。

符号の説明

１ カッティング装置
２ カッタヘッド
３ ガイドレール
４ カッタキャリッジ
５ ベルト
７、１０ｃ モータ
８ カッタ
８ｂ 検知板（刃先方向検知機構）
９ カッタ刃方向検知センサ（刃先方向検知機構）
１０ メディア送り機構（第１移動機構）
１０ａ、１０ｂ 駆動ローラ
１２ アクチュエータ
１４ プラテン
３０ カッタヘッド移動機構（第２移動機構）
５０ メディア（被カット媒体）
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０４ ホストＩ／Ｆ
１０５ ＲＯＭ
１０９ カッタ刃方向検知回路
Ｅ 直線（一定方向に直交する直線）
Ｐ 刃先
Ｑ 刃
Ｏ 回転軸
Ｔ カット線
Ｕ カット方向

Claims (6)

1. 刃先が、被カット媒体に垂直な回転軸を中心として偏心回転自在に保持されたカッタと、該カッタの刃先方向を、前記刃先が前記被カット媒体に対してカット開始位置で当接したときにカット方向に向くように移動させる刃先方向初期化手段と、前記刃先方向初期化手段を制御する制御手段と、を有するカッティング装置であって、
   前記刃先方向初期化手段は、
   前記カッタを前記被カット媒体に対して相対昇降する昇降機構と、
   前記カッタを、前記被カット媒体に平行な面内の２軸方向に相対移動する水平移動機構と、
   前記回転軸を通り所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知する刃先方向検知機構と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、
   前記昇降機構を制御して前記カッタを下降させて、前記カッタの刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態とし、
   前記刃先方向検知機構を制御して前記所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知し、
   前記刃先が前記所定の方向側に位置するときは、前記水平移動機構を制御して前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向の逆方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向の逆方向に方向づけ、前記刃先が前記所定の方向側に位置しないときは、前記水平移動機構を制御して前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向に方向づけ、
   前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、
   前記水平移動機構および前記昇降機構を制御して前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させ、
   前記水平移動機構を制御して前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させた状態で前記カット方向に回転させることを特徴とするカッティング装置。
2. 前記水平移動機構は、
   前記被カット媒体を第１の方向に沿って移動させる第１移動機構と、
   前記カッタを前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って移動させる第２移動機構とからなり、
   前記所定の方向は、
   前記第２の方向に沿った方向であることを特徴とする請求項１に記載のカッティング装置。
3. 前記刃先方向検知機構は、
   前記カッタに設けられた、前記カッタの回転軸を中心とした半円板または１８０°に開いた扇形板からなる検知板と、
   前記検知板の有無を所定位置で検知する非接触型の検知センサとからなることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のカッティング装置。
4. 刃先が、被カット媒体に垂直な回転軸を中心として偏心回転自在に保持されたカッタを有し、該カッタの刃先方向を、前記刃先がカット開始位置で前記被カット媒体に当接したときにカット方向に向けてからカットを行うカッティング装置の制御方法であって、
   前記カッタの刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、
   前記カッタを下降させて、前記カッタの刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態とし、
   所定の方向に直交する直線に対して、前記刃先が前記所定の方向側に位置するか否かを検知し、
   前記刃先が前記所定の方向側に位置するときは、前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向と逆方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向と逆方向に方向づけ、
   前記刃先が前記所定の方向側に位置しないときは、前記刃先が前記被カット媒体に軽く接触する状態で、前記カッタを前記所定の方向に移動させて、前記刃先方向を前記所定の方向に方向づけ、
   前記刃先を前記所定の方向または前記所定の方向の逆方向に方向づけた後、前記刃先を前記被カット媒体の上方に離して配置し、
   前記カッタを移動して前記刃先を前記カット開始位置に接触させ、
   前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させた状態で前記カット方向に回転させることを特徴とするカッティング装置の制御方法。
5. 前記カッタの刃先を前記カット開始位置に接触させた状態で前記カット方向に回転させた後、
   前記カッタを前記被カット媒体に対してさらに降下させ、
   前記被カット媒体を前記カッタによってカットする請求項４に記載のカッティング装置の制御方法。
6. 画像作成装置をさらに有する請求項１に記載のカッティング装置。

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